ES2873978T3 - Composición de revestimiento, película de revestimiento y cuerpo laminado - Google Patents

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Abstract

Una composición de revestimiento, que comprende: una resina fluorada; y partículas inorgánicas, teniendo las partículas inorgánicas una nueva dureza de Mohs de 10 o superior y teniendo una forma sustancialmente esférica, en donde las partículas inorgánicas tienen un tamaño medio de partícula de 5 a 40 μm, en donde la cantidad de partículas inorgánicas es del 1 al 40% en masa con respecto a la cantidad de resina fluorada; y las partículas inorgánicas vistas desde un ángulo arbitrario tienen una circularidad media de 0,90 a 1,00 obtenida al analizar 50 partículas seleccionadas arbitrariamente en una imagen de microscopio electrónico (100x) de las partículas usando un programa de análisis de imágenes Mac-View disponible de Mountech Co., Ltd., basándose en la fórmula: **(Ver fórmula)** donde π representa la constante circular, S representa el área de la figura proyectada y L representa la circunferencia de la figura proyectada, en donde las partículas inorgánicas son partículas de carburo de silicio.

Description

DESCRIPCIÓN
Composición de revestimiento, película de revestimiento y cuerpo laminado
Campo técnico
La presente invención se refiere a una composición de revestimiento, una película de revestimiento y un laminado. Más específicamente, la presente invención se refiere a una composición de revestimiento y una película de revestimiento, conteniendo cada una, una resina fluorada y partículas inorgánicas, y un laminado que incluye la película de revestimiento.
Técnica anterior
Los utensilios de cocina (por ejemplo, sartenes, planchas eléctricas, ollas y ollas interiores de ollas arroceras) se proporcionan comúnmente con una capa de revestimiento de una resina fluorada con excelentes propiedades tales como resistencia al calor, no adhesividad y resistencia a las manchas, sobre un sustrato metálico de aluminio, acero inoxidable o similar con el fin de evitar que los ingredientes de cocción se quemen o se peguen durante la cocción con calor. En la producción de dichos utensilios de cocina que tienen una capa de revestimiento de resina fluorada, a menudo se añaden varios materiales inorgánicos, como carga, a los materiales para formar una capa de revestimiento con el objetivo de mejorar principalmente la resistencia a la abrasión.
Por ejemplo, el Documento de patente 1 describe una olla de cocción por calor en la que se forma una capa única de un revestimiento no pegajoso formado por un pigmento cerámico esférico, fibras cortas de hexatitanato de potasio y una composición de revestimiento de resina fluorada sobre una superficie de cocción hecha de aluminio o una aleación de aluminio.
El Documento de patente 2 describe que, con el fin de mejorar aún más las propiedades de dureza y resistencia a la abrasión de un revestimiento fluorado, una composición de revestimiento anticorrosiva puede contener partículas de carga duras de cualquiera de óxido de aluminio, carburo de silicio, óxido de circonio y una chatarra de metal tal como chatarra de aluminio, chatarra de zinc y chatarra de plata.
El Documento de patente 3 describe una composición de imprimación para un revestimiento resistente a la abrasión que comprende partículas cerámicas esféricas que incluyen alúmina o carburo de silicio, PAI, PTFE modificado, FEP, un tensioactivo y negro de carbono.
El Documento de patente 4 describe en el Ejemplo 1 una composición de revestimiento resistente a la abrasión para un sustrato metálico, tal como utensilios de cocina que comprenden PAI, PTFE y entre 27 y 45% en peso con respecto a la cantidad de PTFE, de carburo de silicio de tamaño medio de partícula comprendido entre 15 y 46 pm.
Lista de referencias bibliográficas
Documentos de patente
Documento de patente 1: JP H10-323283 A
Documento de patente 2: JP 2013-506739 T
Documento de patente 3: JP 2007-269878 A
Documento de patente 4: EP 1016466 A
Compendio de la invención
Problema técnico
La presente invención tiene como objetivo proporcionar una composición de revestimiento que proporcione una película de revestimiento con mejor resistencia a la abrasión y una película de revestimiento con mejor resistencia a la abrasión.
Solución al problema
Los autores de la presente invención realizaron un estudio intensivo para descubrir que el uso de partículas que tienen una nueva dureza de Mohs de 10 o superior y que tienen una forma sustancialmente esférica como partículas inorgánicas puede mejorar sorprendentemente la resistencia a la abrasión de las películas de revestimiento, completando así la presente invención. Las composiciones de revestimiento y las películas de revestimiento convencionales han contenido partículas inorgánicas preparadas únicamente mediante pulverización. Sin embargo, las partículas inorgánicas preparadas únicamente mediante pulverización no pueden mejorar suficientemente la resistencia a la abrasión de las películas de revestimiento.
Específicamente, la presente invención se refiere a una composición de revestimiento que incluye: una resina fluorada; y partículas inorgánicas, teniendo las partículas inorgánicas una nueva dureza Mohs de 10 o más y una forma sustancialmente esférica, en donde las partículas inorgánicas tienen un tamaño medio de partícula de 5 a 40 pm, en donde la cantidad de partículas inorgánicas es de 1 a 40% en masa con respecto a la cantidad de resina fluorada; y las partículas inorgánicas vistas desde un ángulo arbitrario tienen una circularidad media de 0,90 a 1,00, y en donde las partículas inorgánicas son partículas de carburo de silicio.
En la composición de revestimiento, la resina fluorada es preferiblemente politetrafluoroetileno.
En la composición de revestimiento, la resina fluorada contenida incluye preferiblemente politetrafluoroetileno solo o politetrafluoroetileno y una resina fluorada distinta del politetrafluoroetileno, y la cantidad de politetrafluoroetileno es preferiblemente del 20% en masa o más con respecto a la cantidad total de politetrafluoroetileno y la resina fluorada distinta del politetrafluoroetileno.
La presente invención también se refiere a una película de revestimiento producida a partir de la composición de revestimiento descrita anteriormente.
La presente invención también se refiere a una película de revestimiento que incluye: una resina fluorada; y partículas inorgánicas, teniendo las partículas inorgánicas una nueva dureza de Mohs de 10 o superior y teniendo una forma sustancialmente esférica.
En la película de revestimiento, las partículas inorgánicas vistas desde un ángulo arbitrario tienen una circularidad media de 0,90 a 1,00.
En la película de revestimiento, las partículas inorgánicas son partículas de carburo de silicio.
En la película de revestimiento, la resina fluorada es preferiblemente politetrafluoroetileno.
En la película de revestimiento, la resina fluorada contenida incluye preferiblemente politetrafluoroetileno solo o politetrafluoroetileno y una resina fluorada distinta del politetrafluoroetileno, y la cantidad de politetrafluoroetileno es preferiblemente del 20% en masa o más con respecto a la cantidad total de politetrafluoroetileno y la resina fluorada distinta del politetrafluoroetileno.
En la película de revestimiento, la cantidad de partículas inorgánicas es del 1 al 40% en masa con respecto a la cantidad de resina fluorada.
La presente invención también se refiere a un laminado que incluye: un sustrato; y una película de revestimiento producida a partir de la composición de revestimiento descrita anteriormente o la película de revestimiento descrita anteriormente.
El laminado puede ser un utensilio de cocina.
Efectos ventajosos de la invención
Al tener la constitución anteriormente mencionada, la composición de revestimiento de la presente invención puede proporcionar una película de revestimiento con excelente resistencia a la abrasión.
Al tener la constitución anteriormente mencionada, la película de revestimiento de la presente invención tiene una excelente resistencia a la abrasión.
Una película de revestimiento preparada a partir de la composición de revestimiento de la presente invención y la película de revestimiento de la presente invención se pueden utilizar de forma particularmente adecuada como capa de revestimiento superior que cubre la superficie de un utensilio de cocina.
El laminado y el utensilio de cocina de la presente invención tienen cada uno una excelente resistencia a la abrasión.
Descripción de realizaciones
La presente invención se describe específicamente a continuación.
La composición de revestimiento de la presente invención contiene una resina fluorada y partículas inorgánicas. La resina fluorada es preferiblemente al menos una seleccionada del grupo que consiste en copolímeros de politetrafluoroetileno (PTFE), copolímeros (PFA) de tetrafluoroetileno (TFE)/perfluoro (alquilviniléter) (PAVE), copolímeros (FEP) de TFE/hexafluoropropileno (HFP), copolímeros (ETFE) de etileno (Et)/TFE, copolímeros de Et/TFE/HFP, policlorotrifluoroetileno (PCTFE), copolímeros de clorotrifluoroetileno (CTFE)/TFE, copolímeros de Et/CTFE, y fluoruro de polivinilideno (PVDF), más preferiblemente al menos uno seleccionado del grupo que consta de PTFE, PFA y FEP.
En particular, la resina fluorada es preferiblemente PTFE porque la película de revestimiento formada tiene una resistencia a la abrasión particularmente excelente.
Preferiblemente, el PTFE tiene propiedades de fibrilación. En el caso de que el PTFE tenga propiedades de fibrilación, no es probable que las partículas inorgánicas se desprendan de la película de revestimiento, lo que da lugar a a una mayor resistencia a la abrasión de la película de revestimiento.
La presencia de las propiedades de fibrilación se puede confirmar mediante la "extrusión de pasta", un método típico de moldeo de "polvo de PTFE de alto peso molecular" que es un polvo preparado a partir de un polímero de TFE, debido a que las propiedades de fibrilación del PTFE de alto peso molecular permiten la extrusión de pasta del mismo. En el caso de que un producto moldeado sin cocer obtenido mediante la extrusión de pasta no tenga sustancialmente resistencia o alargamiento, por ejemplo, en el caso de que el producto moldeado tenga un alargamiento del 0% y se rompa al estirarlo, se considera que el producto moldeado no tiene propiedades de fibrilación.
Preferiblemente, el PTFE no tiene fabricabilidad en masa fundida. La no fabricabilidad en masa fundida se refiere a una propiedad de que el índice de fluidez en masa fundida no puede medirse de conformidad con la norma ASTM D-1238 y D-2116 a una temperatura superior al punto de fusión por cristalización.
Para una mayor resistencia a la abrasión, el PTFE tiene una gravedad específica estándar (SSG) preferiblemente de 2,13 a 2,23, más preferiblemente de 2,13 a 2,19. La SSG es la SSG determinada en la norma ASTM D4895-89 como el índice del peso molecular del politetrafluoroetileno que no tiene fabricabilidad en masa fundida.
El PTFE tiene preferiblemente un punto de fusión de 325 °C a 347 °C. El punto de fusión es un valor medido por calorimetría diferencial de barrido (DSC) a una tasa de aumento de temperatura de 10 °C/min.
El PTFE puede ser un homopolímero de TFE que consta de tetrafluoroetileno (TFE) solo o PTFE modificado que incluye t Fe y un monómero modificador. El monómero modificador no está particularmente limitado siempre que sea copolimerizable con TFE. Los ejemplos de los mismos incluyen: perfluoroolefinas tales como hexafluoropropileno (HFP); clorofluoroolefinas tales como clorotrifluoroetileno (CTFE); fluoroolefinas que contienen hidrógeno tales como trifluoroetileno y fluoruro de vinilideno (VDF); éteres de perfluorovinilo; etilenos de perfluoroalquilo; y etileno. Puede usarse un solo monómero modificador o múltiples monómeros modificadores.
Los éteres de perfluorovinilo no están particularmente limitados, y los ejemplos de los mismos incluyen un compuesto de perfluoro insaturado representado por la fórmula (1):
CF2=CF-ORf (1),
donde Rf representa un grupo orgánico perfluoro. El "grupo orgánico perfluoro ", como se usa en este documento, se refiere a un grupo orgánico en el que todos los átomos de hidrógeno unidos a átomos de carbono están sustituidos por átomos de flúor. El grupo orgánico perfluoro puede tener oxígeno de éter.
Los ejemplos de perfluoroviniléteres incluyen perfluoro (alquilviniléter) (PAVE) que es un compuesto representado por la fórmula (1) donde Rf es un grupo perfluoroalquilo C1-C10. El número de carbonos del grupo perfluoroalquilo es preferiblemente de 1 a 5.
Los ejemplos del grupo perfluoroalquilo en el PAVE incluyen un grupo perfluorometilo, un grupo perfluoroetilo, un grupo perfluoropropilo, un grupo perfluorobutilo, un grupo perfluoropentilo y un grupo perfluorohexilo. Se prefiere un perfluoro (propilviniléter) (PPVE) en el que el grupo perfluoroalquilo es un grupo perfluoropropilo.
Los ejemplos de éteres de perfluorovinilo incluyen además un compuesto representado por la fórmula (1) donde Rf es un grupo perfluoro (alcoxialquilo) C4-C9, un compuesto representado por la fórmula (1) donde Rf es un grupo representado por la siguiente fórmula:
Figure imgf000004_0001
donde m es un número entero de 0 o 1 a 4, y un compuesto representado por la fórmula (1) donde Rf es un grupo representado por la siguiente fórmula:
Figure imgf000005_0001
donde n es un número entero de 1 a 4.
Los perfluoroalquil-etilenos no están particularmente limitados, y los ejemplos de los mismos incluyen (perfluorobutil)-etileno (PFBE) y (perfluorohexil)-etileno.
El monómero modificador del PTFE modificado es preferiblemente al menos uno seleccionado del grupo que consiste en HFP, CTFE, VDF, PPVE, PFBE y etileno. El monómero modificador es más preferiblemente al menos uno seleccionado del grupo que consiste en HFP y CTFE.
En el PTFE modificado, la cantidad de unidad de monómero modificador es preferiblemente del 1 % en masa o menos, más preferiblemente del 0,001 a 1% en masa, basado en la cantidad total de todas las unidades de monómero. La unidad de monómero modificador como se usa en este documento significa una parte derivada de un monómero modificador en la estructura molecular del PTFE modificado. La expresión "todas las unidades de monómeros" significa todas las partes derivadas de monómeros en la estructura molecular del PTFE modificado.
Desde el punto de vista de la no adhesividad, la composición de revestimiento contiene preferiblemente la resina fluorada en una cantidad del 30,0 al 99,0% en masa. La cantidad de resina fluorada es más preferiblemente del 40,0% en masa o más y del 97,0% en masa o menos.
La composición de revestimiento puede contener PTFE y una resina fluorada distinta del PTFE. Ejemplos de resina fluorada que no sea PTFE incluyen copolímeros (PFA) de TFE/PAVE, copolímeros (FEP) de TFE/HFP, copolímeros (ETFE) de etileno (Et)/TFE, copolímeros de Et/TFE/HFP, policlorotrifluoroetileno (PCTFE), copolímeros de CTFE/TFE, copolímeros de Et/CTFE, y fluoruro de polivinilideno (Pv Df).
La resina fluorada distinta del PTFE es preferiblemente fabricable en masa fundida. La expresión "fabricable en masa fundida " significa que el polímero se puede fundir y fabricar usando un dispositivo de fabricación convencional, tal como una extrusora o un aparato de moldeo por inyección. Por lo tanto, la resina fluorada tiene comúnmente un índice de fluidez en masa fundida (MFR) de 0,01 a 100 g/10 min.
El MFR es un valor obtenido como la masa (g/10 min) del polímero que fluye desde una boquilla (diámetro interno: 2 mm, longitud: 8 mm) por 10 minutos medido de conformidad con la norma ASTM D1238 utilizando un aparato para medir el índice de fluidez en masa fundida (Yasuda Seiki Seisakusho Ltd.) a una temperatura de medición (por ejemplo, de 372 °C para PFA y FEP, de 297 °C para ETFE) y una carga (por ejemplo, de 5 kg para PFA, FEP y ETFE) cada una determinada de acuerdo con el tipo de fluororesina.
La resina fluorada distinta del PTFE tiene un punto de fusión preferiblemente de 150 °C o superior e inferior a 322 °C, más preferiblemente de 200 °C a 320 °C, aún más preferiblemente de 240 °C a 320 °C. El punto de fusión es una temperatura correspondiente al valor máximo de una curva de calor de fusión obtenida aumentando la temperatura mediante un calorímetro de barrido diferencial (DSC) a una velocidad de 10 °C/min.
La composición de revestimiento contiene preferiblemente, como resina fluorada, el PTFE solo o el PTFE y una resina fluorada distinta del PTFE.
En la composición de revestimiento, la cantidad de PTFE es preferiblemente del 1% en masa o más, más preferiblemente del 20% en masa o más, aún más preferiblemente del 40% en masa o más, particularmente preferiblemente del 70% o más, con respecto a la cantidad total del PTFE y la resina fluorada distinta del PTFE. El límite superior de la cantidad puede ser del 100% en masa.
En el caso de que la composición de revestimiento contenga PTFE y una resina fluorada que no sea PTFE, la relación de masa entre el PTFE y la resina fluorada que no sea PTFE es preferiblemente de 1 /99 a 99/1, más preferiblemente de 10/90 a 99/1, aún más preferiblemente de 20/80 a 99/1. Si la cantidad de PTFE es demasiado pequeña, la resistencia a la abrasión de la película de revestimiento puede ser insuficiente.
La masa del PTFE contenida en la composición de revestimiento se puede calcular mediante un método de análisis conocido tal como la espectroscopia infrarroja o el análisis térmico diferencial de termogravimetría (TG-DTA).
La composición de revestimiento puede contener una resina resistente al calor. La resina resistente al calor generalmente solo tiene que ser una resina que se reconozca que tiene resistencia al calor, y es preferiblemente una resina que tiene una temperatura de servicio continuo de 150 °C o más. Cabe señalar que la resina resistente al calor no incluye la resina fluorada anterior.
La resina resistente al calor no está particularmente limitada, y es preferiblemente al menos una resina seleccionada del grupo que consiste en resinas de poliamida imida, resinas de poliimida, resinas de poliéter sulfona, resinas de polieterimida, resinas de poliéter éter cetona, resinas de poliéster aromático y resinas de sulfuro de poliarileno. Las resinas de poliamida imida (PAI) son resinas formadas cada una de un polímero que tiene un enlace amida y un enlace imida en la estructura molecular. La PAI no está particularmente limitada, y sus ejemplos incluyen resinas formadas por cualquier polímero de alto peso molecular obtenido por cualquiera de las siguientes reacciones: una reacción entre una diamina aromática que tiene un enlace amida en la molécula y un ácido carboxílico tetravalente aromático (p. ej., ácido piromelítico); una reacción entre un ácido carboxílico aromático trivalente (por ejemplo, anhídrido trimelítico) y una diamina (por ejemplo, 4,4-diaminofenil éter) o un diisocianato (por ejemplo, diisocianato de difenilmetano); y una reacción entre un ácido dibásico que tiene un anillo imida aromático en la molécula y una diamina. Para una excelente resistencia al calor, la PAI es preferiblemente una resina formada por un polímero que tiene un anillo aromático en la cadena principal.
Las resinas de poliimida (PI) son resinas cada una formada por un polímero que tiene un enlace imida en la estructura molecular. La PI no está particularmente limitada, y sus ejemplos incluyen resinas formadas por cualquier polímero de alto peso molecular obtenido por reacción de un anhídrido carboxílico tetravalente aromático tal como anhídrido piromelítico. Para una excelente resistencia al calor, la PI es preferiblemente una resina formada por un polímero que tiene un anillo aromático en la cadena principal.
Las resinas de poliétersulfona (PES) son resinas cada una formada por un polímero que tiene una unidad repetitiva representada por la siguiente fórmula.
Figure imgf000006_0001
La PES no está particularmente limitada, y sus ejemplos incluyen resinas formadas por cualquier polímero obtenido por policondensación de diclorodifenilsulfona y bisfenol.
Para lograr una excelente adherencia al sustrato, para lograr suficiente resistencia al calor incluso a una temperatura de sinterización realizada en la formación de utensilios de cocina y para lograr una excelente resistencia a la corrosión de los utensilios de cocina resultantes, la resina resistente al calor es preferiblemente al menos una resina seleccionada del grupo que consta de PAI, PI y PES. Las PAI, PI y PES pueden usarse solas o pueden usarse en combinación de dos o más en cada grupo.
Para una excelente adhesión al sustrato y resistencia al calor, la resina resistente al calor es más preferiblemente al menos una resina seleccionada del grupo que consiste en PAI y PI.
Para una excelente resistencia a la corrosión, la resina resistente al calor es preferiblemente una mezcla de un PES y al menos una seleccionada del grupo que consiste en PAI y PI. En otras palabras, la resina resistente al calor puede ser una mezcla de una PES y una PAI, una mezcla de una PES y una PI, o una mezcla de una PES, una PAI y una PI. La resina resistente al calor es de forma especialmente preferente una mezcla de una PES y una PAI.
La composición de revestimiento contiene partículas inorgánicas que tienen una forma sustancialmente esférica. Al contener partículas inorgánicas que tienen una forma sustancialmente esférica, la composición de revestimiento puede dar una película de revestimiento con excelente resistencia a la abrasión. Las partículas inorgánicas no contienen partículas inorgánicas preparadas únicamente mediante pulverización, sino que contienen partículas inorgánicas preparadas mediante pulverización y posterior esferoidización.
Desde el punto de vista de la resistencia a la abrasión, las partículas inorgánicas son preferiblemente partículas que sustancialmente no tienen angularidad. Las partículas inorgánicas tienen preferiblemente la forma de una esfera, una esfera elíptica, un poliedro redondeado o un poliedro con un valor de circularidad cercano a 1.
Desde el punto de vista de la resistencia a la abrasión, las partículas inorgánicas tienen una nueva dureza de Mohs de 10 o más, preferiblemente 12 o más. La dureza de las perlas de vidrio o sílice que tienen una nueva dureza de Mohs de 7 es demasiado baja y, por lo tanto, su uso como partículas inorgánicas no puede proporcionar una película de revestimiento con una excelente resistencia a la abrasión.
Las partículas inorgánicas tienen un tamaño medio de partícula de 5 a 40 pm, más preferiblemente de 10 pm o más. En el caso de usar las partículas inorgánicas para formar una película de revestimiento con un espesor de 20 pm o menos, el tamaño medio de partícula es más preferiblemente de 30 pm o menos desde el punto de vista de la lisura de la superficie.
El tamaño medio de partícula se puede determinar, por ejemplo, con un analizador de tamaño de partícula por dispersión y difracción láser disponible de Nikkiso Co., Ltd.
Las partículas inorgánicas vistas desde un ángulo arbitrario tienen una circularidad media de 0,90 o más. La circularidad media es más preferiblemente de 0,91 o más, aún más preferiblemente de 0,93 o más, particularmente preferiblemente de 0,95 o más y de 1,00 o menos.
La circularidad media se puede determinar mediante un programa de procesamiento de imágenes que utiliza un analizador de imágenes de partículas de flujo.
Desde el punto de vista de la resistencia a la abrasión, las partículas inorgánicas son partículas de carburo de silicio.
Las partículas de carburo de silicio que tienen una forma sustancialmente esférica se pueden preparar mediante un método conocido tal como esferocristalización por pulverización.
Alternativamente, las partículas de carburo de silicio se pueden preparar mediante un método que incluye la etapa de preparar partículas esféricas porosas secando por pulverización una suspensión de carburo de silicio de materia prima que es un cristal de tipo a con un tamaño medio de partícula de 1 gm o menos, y sinterizar las partículas esféricas porosas obtenidas (véase el documento JP 2013-095637 A, por ejemplo).
En términos de resistencia a la abrasión, la composición de revestimiento contiene las partículas inorgánicas en una cantidad del 1 al 40% en masa con respecto a la cantidad de resina fluorada. La cantidad de partículas inorgánicas es más preferiblemente del 3% en masa o más y del 30% en masa o menos.
La composición de revestimiento contiene las partículas inorgánicas que tienen una nueva dureza de Mohs de 10 o superior y que tienen una forma sustancialmente esférica. La composición de revestimiento puede contener además partículas inorgánicas que tienen una nueva dureza Mohs inferior a 10. Dado que las partículas inorgánicas que tienen una nueva dureza Mohs inferior a 10 no afectan a la resistencia a la abrasión, la forma de las mismas puede ser sustancialmente esférica o no esférica.
Ejemplos de partículas inorgánicas que tienen una nueva dureza de Mohs inferior a 10 incluyen colorantes (por ejemplo, vidrio, mica, negro de carbono, arcilla, talco, turmalina, jade, germanio, sulfato de bario, carbonato de calcio, piedra de sílice, topacio, berilo, cuarzo, óxido de titanio y óxido de hierro) y titanato de potasio.
La composición de revestimiento puede ser líquida o en polvo, y preferiblemente es líquida. En el caso de que la composición de revestimiento sea líquida, se puede obtener una película de revestimiento lisa y plana. Además, en la superficie de la película de revestimiento, las partículas inorgánicas se dispersan uniformemente para ejercer el efecto esperado de resistencia a la abrasión.
La composición de revestimiento puede contener un medio líquido tal como agua y/o un líquido orgánico, y preferiblemente contiene agua. En tal caso, la composición de revestimiento puede tener una concentración de contenido de sólidos del 10 al 80% en masa. El "líquido orgánico" se refiere a un compuesto orgánico que es líquido a una temperatura normal de alrededor de 20 °C.
Para la formación de otra película de revestimiento lisa y plana, la composición de revestimiento también contiene preferiblemente un tensioactivo. El tensioactivo puede ser un tensioactivo conocido convencionalmente.
La composición de revestimiento se puede preparar mediante un método de mezclamiento convencional, tal como un método para mezclar la resina fluorada, las partículas inorgánicas y similares utilizando un mezclador o un molino de rodillos.
La composición de revestimiento puede contener además cualquier aditivo. El aditivo no está particularmente limitado, y ejemplos del mismo incluyen agentes niveladores, lubricantes sólidos, inhibidores de precipitación, absorbedores de humedad, acondicionadores de superficies, agentes tixotrópicos, modificadores de viscosidad, agentes anti-gelificantes, absorbedores de luz ultravioleta, fotoestabilizantes, plastificantes, agentes anti-inundación, agentes anti­ desprendimiento, inhibidores de rayado, fungicidas, antibióticos, antioxidantes, antiestáticos, agentes de acoplamiento de silano, colorantes (p. ej., negro de carbono, arcilla, talco, turmalina, jade, germanio, pigmentos extensores, piedra de sílice, topacio, berilo, cuarzo, pigmentos en escamas, vidrio, mica, óxido de titanio y óxido de hierro), agentes formadores de películas (por ejemplo, resinas acrílicas, resinas de uretano, polietilenglicol y polipropilenglicol), varios materiales de refuerzo, varias cargas, cargas conductoras y polvos metálicos de oro, plata, cobre, platino o acero inoxidable.
La composición de revestimiento se aplica a un sustrato para formar una película de revestimiento. La película de revestimiento de la composición de revestimiento puede ser una película de revestimiento de capa superior o una película de revestimiento de imprimación. Alternativamente, la película de revestimiento puede constituir una capa intermedia. La película de revestimiento formada tiene una excelente resistencia a la abrasión. La presente invención también incluye una película de revestimiento preparada usando la composición de revestimiento.
La composición de revestimiento se puede aplicar a un sustrato mediante cualquier método. Para la composición de revestimiento líquida, los ejemplos del método incluyen revestimiento por pulverización, revestimiento por rodillo, revestimiento con cuchilla dosificadora, revestimiento por inmersión, revestimiento por impregnación, revestimiento por flujo giratorio y revestimiento por flujo de cortina. Se prefiere el revestimiento por pulverización. Para la composición de revestimiento en polvo, los ejemplos del método incluyen revestimiento electrostático, revestimiento por inmersión fluidizado y revestimiento rotatorio. Se prefiere el revestimiento electrostático.
Después de la aplicación de la composición de revestimiento, se cuece la película de revestimiento. Preferiblemente, la cocción se realiza después del secado. El secado se realiza preferiblemente a una temperatura de 80 °C a 200 °C durante 5 a 30 minutos. La cocción se realiza preferiblemente a una temperatura de 300 °C a 400 °C durante 10 a 90 minutos.
La presente invención también abarca una película de revestimiento que contiene la resina fluorada y partículas inorgánicas que tienen una nueva dureza de Mohs de 10 o superior y una forma sustancialmente esférica. La película de revestimiento puede ser una película de revestimiento de capa superior o una película de revestimiento de imprimación. Alternativamente, la película de revestimiento puede constituir una capa intermedia. La película de revestimiento de la presente invención se puede producir a partir de la composición de revestimiento de la presente invención.
En la película de revestimiento, la cantidad de resina fluorada es preferiblemente del 60 al 99% en masa con respecto a la masa total de la película de revestimiento. La cantidad de resina fluorada es más preferiblemente 70% en masa o más y 97% en masa o menos.
Los ejemplos de la resina fluorada y las partículas inorgánicas son los mismos que los ejemplificados como componentes de la composición de revestimiento de la presente invención. Las cantidades preferidas de los mismos son también las mismas que las de la composición de revestimiento de la presente invención. Específicamente, la película de revestimiento contiene preferiblemente, como resina fluorada, el PTFE solo o una combinación de PTFE y una resina fluorada distinta del PTFE.
En la película de revestimiento, la cantidad de PTFE es preferiblemente del 1% en masa o más, más preferiblemente del 20% en masa o más, aún más preferiblemente del 40% en masa o más, particularmente preferiblemente del 70% o más, con respecto a la cantidad total del PTFE y la resina fluorada distinta del PTFE. El límite superior de la cantidad puede ser del 100% en masa.
En el caso de que la película de revestimiento contenga PTFE y una resina fluorada diferente de PTFE, la relación de masa de PTFE y la resina fluorada diferente de PTFE es preferiblemente de 1/99 a 99/1, más preferiblemente de 10/90 a 99/1, aún más preferiblemente de 20/80 a 99/1. Si la cantidad de PTFE es demasiado pequeña, la resistencia a la abrasión de la película de revestimiento puede ser insuficiente.
En la película de revestimiento, la cantidad de partículas inorgánicas es preferiblemente del 1 al 40% en masa con respecto a la cantidad de resina fluorada. La cantidad de partículas inorgánicas es más preferiblemente del 3% en masa o más y del 30% en masa o menos.
La película de revestimiento tiene preferiblemente un espesor de 1 a 100 gm. El espesor es más preferiblemente de 10 gm o más y de 50 gm o menos.
La película de revestimiento puede contener los ejemplificados como componentes opcionales para la composición de revestimiento de la presente invención, tales como partículas inorgánicas que tienen una nueva dureza de Mohs inferior a 10, una resina resistente al calor, un tensioactivo y aditivos.
Si las partículas inorgánicas contenidas en la película de revestimiento corresponden o no a las partículas inorgánicas que tienen una nueva dureza de Mohs de 10 o superior, se puede determinar calentando la película de revestimiento a una temperatura no inferior a la temperatura a la que se queman los componentes orgánicos, tales como la resina fluorada y luego especificando el material de los residuos inorgánicos resultantes del calentamiento mediante un método de análisis conocido tal como microscopía electrónica de barrido/espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (SEM-EDX), espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS) o espectrometría de masas de iones secundarios de tiempo de vuelo (TOF-SIMS).
La circularidad media de las partículas inorgánicas que tienen una nueva dureza Mohs de 10 o superior contenidas en la película de revestimiento se puede determinar calentando la película de revestimiento a una temperatura no inferior a la temperatura a la que se queman los componentes orgánicos tales como la resina fluorada, sometiendo los residuos inorgánicos resultantes del calentamiento al mapeo elemental por SEM-EDX para especificar una parte correspondiente a las partículas que tienen una nueva dureza de Mohs de 10 o superior, y analizar la partícula en esta imagen con un programa de análisis de imágenes tal como Mac-View disponible de Mountech Co., Ltd.
La masa del PTFE contenida en la película de revestimiento, en relación con la masa total del PTFE y la resina fluorada distinta del PTFE, puede calcularse mediante un método conocido tal como espectroscopia infrarroja o TG-DTA.
La cantidad de partículas inorgánicas que tienen una nueva dureza de Mohs de 10 o superior contenidas en la película de revestimiento, en relación con la cantidad de resina fluorada, se puede calcular combinando técnicas conocidas tal como TG-DTA, análisis elemental y mapeo elemental.
La presente invención también abarca un laminado que incluye la película de revestimiento.
Se pueden imprimir caracteres o dibujos en la película de revestimiento. El método de impresión no está particularmente limitado, y los ejemplos del mismo incluyen tampografía. Una tinta de impresión utilizada para la impresión no está particularmente limitada, y los ejemplos de la misma incluyen una composición que contiene PES, un homopolímero de TFE y óxido de titanio.
Preferiblemente, el laminado incluye además un sustrato. La película de revestimiento puede proporcionarse directamente sobre el sustrato o sobre el sustrato a través de otra capa. Además, se puede proporcionar todavía otra capa sobre la película de revestimiento.
El laminado también incluye preferiblemente dos o más capas de las películas de revestimiento. Dos o más capas de las películas de revestimiento pueden contribuir no solo a una mejora adicional de la resistencia a la abrasión sino también a, por ejemplo, la mejora de la lisura de la superficie, el diseño y la resistencia a la corrosión.
El laminado también incluye preferiblemente otra capa distinta del sustrato y la película de revestimiento. Los ejemplos de dicha capa incluyen una capa de imprimación y una capa intermedia. Estas capas se proporcionan comúnmente entre el sustrato y la película de revestimiento.
El laminado es más preferiblemente: un laminado que incluye un sustrato y la película de revestimiento formada sobre el sustrato; un laminado que incluye un sustrato, una capa de imprimación formada sobre el sustrato y la película de revestimiento formada sobre la capa de imprimación; o un laminado que incluye un sustrato, una capa de imprimación formada sobre el sustrato, una capa intermedia formada sobre la capa de imprimación y la película de revestimiento formada sobre la capa intermedia. Pueden proporcionarse dos o más capas intermedias.
El laminado puede incluir una capa formada sobre la película de revestimiento con el fin de lograr los efectos de mejorar la lisura, el diseño, la no adhesividad y la resistencia a la corrosión de la superficie. Sin embargo, dado que la película de revestimiento tiene una excelente resistencia a la abrasión, no se forma preferiblemente ninguna capa sobre la película de revestimiento. En otras palabras, la película de revestimiento se usa preferiblemente como capa superior. El laminado incluye preferiblemente la película de revestimiento como capa superior.
El sustrato puede estar formado por cualquier material, y los ejemplos del material incluyen metales tales como metales simples (por ejemplo, hierro, aluminio, acero inoxidable y cobre) y sus aleaciones; y materiales inorgánicos no metálicos como esmalte, vidrio y cerámica. Los ejemplos de aleaciones incluyen acero inoxidable.
El sustrato puede someterse a cualquier tratamiento superficial antes del uso, tal como un tratamiento desengrasante o un tratamiento de rugosidad superficial, si es necesario. El tratamiento de rugosidad superficial se puede realizar mediante cualquier método, y los ejemplos del mismo incluyen grabado químico con ácido o álcali, anodización (formación de revestimiento de óxido anódico) y pulido con chorro de arena. Con el fin de aplicar uniformemente una composición de imprimación para formar la capa de imprimación sin agrietarse, y para mejorar la adhesión entre el sustrato y la capa de imprimación, el tratamiento superficial puede elegirse adecuadamente de acuerdo con los tipos de sustrato y la composición de imprimación, y preferiblemente es un pulido con chorro de arena, por ejemplo.
El sustrato puede someterse a un tratamiento desengrasante en el que el sustrato se calienta a 380 °C para que las impurezas tales como el aceite se pirolicen y se eliminen antes del uso. Para una mejor adhesión entre el sustrato y la película de revestimiento, se usa preferiblemente un sustrato de aluminio que se ha sometido a un tratamiento de rugosidad superficial con un abrasivo de alúmina después del tratamiento superficial.
La capa de imprimación contiene preferiblemente una resina resistente al calor. Los ejemplos de la resina resistente al calor preferida son los mismos que los ejemplificados como la resina resistente al calor contenida en la composición de revestimiento.
La cantidad de resina resistente al calor es preferiblemente del 10 al 50% en masa de la capa de imprimación, más preferiblemente del 15% en masa o más y del 40% en masa o menos, aún más preferiblemente del 30% en masa o menos.
La capa de imprimación puede contener o no una resina fluorada. Ejemplos de resina fluorada incluyen PTFE, policlorotrifluoroetileno (PCTFE), fluoruro de polivinilideno (PVdF), fluoruro de polivinilo (PVF), copolímeros (PFA) de TFE/PAVE, copolímeros (FEP) de TFE/HFP, copolímeros de TFE/CTFE, copolímeros de TFE/VdF, copolímeros de TFE/3FH, copolímeros (ETFE) de Et/TFE, copolímeros de TFE/Pr, copolímeros de VdF/HFP, copolímeros (ECTFE) de Et/CTFE y copolímeros de Et/HFP. En particular, la capa de imprimación contiene preferiblemente al menos uno seleccionado del grupo que consiste en PTFE, PFA y FEP.
La cantidad de resina fluorada es preferiblemente del 90 al 0% en masa de la capa de imprimación, más preferiblemente del 85% en masa o menos de la capa de imprimación.
La capa de imprimación puede contener además partículas inorgánicas. Las partículas inorgánicas no están particularmente limitadas, y los ejemplos de las mismas incluyen nitruros, carburos, boruros y óxidos inorgánicos de circonio, tántalo, titanio, wolframio, silicio, aluminio o berilio; y diamante, carburo de silicio y óxido de aluminio. Las partículas inorgánicas pueden tener una forma de, pero sin limitarse a, partículas o copos.
La capa de imprimación puede contener aditivos además de la resina fluorada, la resina resistente al calor y las partículas inorgánicas. Puede contener cualquier aditivo, y los ejemplos del mismo incluyen los ejemplificados para la composición de revestimiento.
La capa de imprimación tiene un espesor preferiblemente de 1 a 40 pm, más preferiblemente de 5 a 35 pm. Es posible que no se espere que una capa de imprimación demasiado delgada muestre un efecto de anclaje y puede causar fácilmente poros, por lo que la resistencia a la corrosión del laminado puede ser mala. Una capa de imprimación demasiado gruesa puede producir fácilmente defectos de la película, tales como grietas o costras, de modo que la resistencia a la abrasión, la dureza y la resistencia a la corrosión del laminado pueden ser malas. El límite superior del espesor de la capa de imprimación es aún más preferiblemente de 30 pm, particularmente preferiblemente de 25 pm.
La capa intermedia contiene preferiblemente una resina fluorada. La resina fluorada preferida es la misma que la contenida en la capa de imprimación.
La cantidad de resina fluorada es preferiblemente del 60 al 100% en masa con respecto a la masa total de la capa intermedia. La cantidad de resina fluorada es más preferiblemente del 65 al 100% en masa, aún más preferiblemente del 70 al 100% en masa. El uso de la resina fluorada dentro del intervalo anterior puede mejorar la adhesión entre la capa intermedia y la película de revestimiento adyacente a la capa intermedia.
En el caso de que la capa intermedia esté formada por la resina fluorada y la resina resistente al calor, la capa intermedia tiene una excelente adhesión a la capa de imprimación porque la resina resistente al calor en la capa intermedia tiene afinidad por la resina resistente al calor en la capa de imprimación. La capa intermedia también tiene una excelente adhesión a la película de revestimiento porque la resina fluorada en la capa intermedia tiene afinidad por la resina fluorada en la película de revestimiento. Como anteriormente, en el caso de que la capa intermedia esté formada por la resina fluorada y la resina resistente al calor, la capa intermedia tiene una adhesión excelente tanto a la capa de imprimación como a la película de revestimiento.
La capa intermedia puede contener además partículas inorgánicas. Las partículas inorgánicas son preferiblemente partículas de al menos una seleccionada del grupo que consiste en nitruros, carburos, boruros y óxidos inorgánicos de circonio, tántalo, titanio, wolframio, silicio, aluminio o berilio; y diamante. En términos de fácil disponibilidad y coste, se prefiere el carburo de silicio o el óxido de aluminio. Las partículas inorgánicas pueden tener una forma de, pero sin limitarse a, partículas o copos.
La cantidad de partículas inorgánicas es preferiblemente del 0,1 al 30% en masa, más preferiblemente del 1% en masa o más y del 20% en masa o menos de la capa intermedia.
La capa intermedia puede contener aditivos además de la resina fluorada, la resina resistente al calor y las partículas inorgánicas. Puede contener cualquier aditivo, y los ejemplos del mismo incluyen los ejemplificados para la composición de revestimiento.
La capa intermedia se puede formar, por ejemplo, aplicando una composición para una capa intermedia que contenga la resina fluorada y la resina resistente al calor a una capa de imprimación y, opcionalmente, secando y luego cociendo la composición aplicada.
La capa intermedia tiene un espesor preferiblemente de 5 a 30 pm, más preferiblemente de 10 a 25 pm.
El laminado puede usarse adecuadamente para utensilios de cocina o componentes industriales para maquinarias o automóviles. La presente invención también abarca los utensilios de cocina. Los utensilios de cocina y los componentes industriales para maquinarias o automóviles pueden mantener una resistencia suficiente a la abrasión incluso después de su uso en un entorno de alta temperatura, tal como cocinar con calor.
Ejemplos de utensilios de cocina incluyen sartenes, ollas a presión, ollas, sartenes eléctricas, ollas arroceras, hornos, planchas eléctricas, bandejas para hornear pan, cuchillos, estufas de gas, máquinas para hacer pan, superficies internas de hornos microondas, dispensadores de agua caliente, hervidores eléctricos, fabricantes de tayaki (pasteles japoneses con forma de pez), planchas para gofres y sándwiches calientes. Ejemplos de componentes industriales para maquinarias o automóviles incluyen pistones de motor, estabilizantes, láminas de válvulas de lengüeta, cables y cojinetes para automóviles.
Ejemplos
La presente invención se describe específicamente a continuación con referencia a, pero sin limitación, ejemplos.
Los valores numéricos en los ejemplos se determinaron mediante los siguientes métodos.
(Medida de circularidad media)
El valor medido con FPIA-2100 disponible de Sysmex Corporation se tomó como la circularidad media.
Se utilizó como la circularidad media de las partículas los datos de valor numérico proporcionados por el fabricante de la materia prima medidos para aproximadamente 10.000 partículas (partículas efectivamente analizadas) en una muestra de ensayo preparada mezclando 1,5 g de las partículas con 30 ml de un disolvente apropiado tal como hexametafosfato de sodio, con un analizador de imágenes de partículas de flujo FPIA-2100 disponible de Sysmex Corporation basándose en la fórmula:
Circularidad - ( ín S j^ /L ,
donde n representa la constante circular, S representa el área de la figura proyectada y L representa la circunferencia de la figura proyectada. La circularidad media también se obtuvo analizando 50 partículas seleccionadas arbitrariamente en una imagen de microscopio electrónico (100x) de las partículas usando un programa de análisis de imágenes Mac-View disponible de Mountech Co., Ltd. basándose en la fórmula:
Circularidad - ( ín S j^ /L ,
donde n representa la constante circular, S representa el área de la figura proyectada y L representa la circunferencia de la figura proyectada. La circularidad media obtenida fue casi la misma que la obtenida con FPIA-2100.
(Medida del espesor de la película)
En la aplicación de las composiciones para formar un laminado de películas de revestimiento que se describe más adelante, las respectivas composiciones se aplicaron simultáneamente a una placa de aluminio simulada (A-1050P). Los espesores de las respectivas películas de revestimiento formadas en la placa de aluminio simulada se midieron con un medidor de espesor de película por corrientes parásitas disponible de Sanko Electronic Laboratory Co., Ltd., y se trataron como los espesores de las respectivas capas.
(Resistencia a la abrasión)
Se cortó una almohadilla para uso industrial (nombre comercial: Scotch-Brite 7447C) disponible de 3M Company en un tamaño de 3 cm cuadrados, y se vertió sobre ella una parte de 2 cm3 de un detergente neutro al 5%. La almohadilla obtenida se alternó sobre la película a una carga de 4,5 kg, y la resistencia a la abrasión se evaluó mediante el número de movimientos alternantes hasta que se expuso el sustrato.
(Preparación de la composición de revestimiento de la capa superior)
A una composición de revestimiento acuosa que contenía una resina fluorada como componente principal se añadió una cantidad predeterminada de partículas inorgánicas, y se agitó y mezcló para preparar una composición de revestimiento de capa superior.
Ejemplos 1 a 3 y 6 a 24, Ejemplos comparativos 1 a 4
Los siguientes componentes se mezclaron y luego se combinaron con una cantidad predeterminada de partículas inorgánicas predeterminadas como se especifica en la Tabla 1. La mezcla se agitó para preparar una composición de revestimiento de capa superior.
Dispersión acuosa de polímero de tetrafluoroetileno (contenido de sólidos del 62%): 66,7 partes
Agente formador de película: 12,4 partes
Mezcla base de negro de carbono (contenido de sólidos del 20%): 0,5 partes
Pigmento de brillo perlado: 0,8 partes
Tensioactivo: 5,6 partes
Agua: 14,0 partes
En los ejemplos 16 y 17 y el Ejemplo comparativo 4, se mezclaron uniformemente carburo de silicio "sustancialmente esférico" (tamaño medio de partícula: 17 pm, circularidad media: 0,97) descrito más adelante y carburo de silicio "no esférico" (tamaño medio de partícula: 17 pm, circularidad media: 0,86) en una proporción de 83:17, 50:50 y 10:90, respectivamente, y se utilizaron. Cada mezcla tenía una circularidad media como se muestra en la Tabla 1.
Ejemplo 4
Los siguientes componentes se mezclaron y luego se combinaron con una cantidad predeterminada de partículas inorgánicas predeterminadas como se especifica en la Tabla 1. La mezcla se agitó para preparar una composición de revestimiento de capa superior.
Dispersión acuosa de polímero de tetrafluoroetileno (contenido de sólidos del 62%): 33,3 partes
Dispersión acuosa de copolímero de tetrafluoroetileno/perfluoro (alquilviniléter) (contenido de sólidos del 62%): 33,4 partes
Agente formador de película: 12,4 partes
Mezcla base de negro de carbono (contenido de sólidos del 20%): 0,5 partes
Pigmento de brillo perlado: 0,8 partes
Tensioactivo: 5,6 partes
Agua: 14,0 partes
Ejemplo 5
Los siguientes componentes se mezclaron y luego se combinaron con una cantidad predeterminada de partículas inorgánicas predeterminadas como se especifica en la Tabla 1. La mezcla se agitó para preparar una composición de revestimiento de capa superior. Dispersión acuosa de copolímero de tetrafluoroetileno/perfluoro (alquil vinil éter) (contenido de sólidos del 62%): 66,7 partes de agente formador de película: 12,4 partes.
Mezcla base de negro de carbono (contenido de sólidos del 20%): 0,5 partes
Pigmento de brillo perlado: 0,8 partes
Tensioactivo: 5,6 partes
Agua: 14,0 partes
Ejemplo 25
Los siguientes componentes se mezclaron y luego se combinaron con una cantidad predeterminada de partículas inorgánicas predeterminadas como se especifica en la Tabla 1. La mezcla se agitó para preparar una composición de revestimiento de capa superior.
Dispersión acuosa de polímero de tetrafluoroetileno (contenido de sólidos del 62%): 13,3 partes
Dispersión acuosa de copolímero de tetrafluoroetileno/perfluoro (alquilviniléter) (contenido de sólidos del 62%): 53,4 partes
Agente formador de película: 12,4 partes
Mezcla base de negro de carbono (contenido de sólidos del 20%): 0,5 partes
Pigmento de brillo perlado: 0,8 partes
Tensioactivo: 5,6 partes
Agua: 14,0 partes
Las composiciones de revestimiento desde la a hasta la e mostradas en la Tabla 1 tenían las siguientes composiciones. (Composición de revestimiento a)
Dispersión acuosa de polímero de tetrafluoroetileno (contenido de sólidos del 62%): 65,6 partes
Agente formador de película: 12,2 partes, Mezcla base de negro de carbono (contenido de sólidos del 20%): 0,5 partes Pigmento de brillo perlado: 0,8 partes
Carburo de silicio (tamaño medio de partícula de 17 pm, circularidad media de 0,97): 1,8 partes
Tensioactivo: 5,5 partes
Agua: 13,6 partes
(Composición de revestimiento b)
Dispersión acuosa de polímero de tetrafluoroetileno (contenido de sólidos del 62%): 66,7 partes
Agente formador de película: 12,4 partes
Mezcla base de negro de carbono (contenido de sólidos del 20%): 0,5 partes
Pigmento de brillo perlado: 0,8 partes
Tensioactivo: 5,6 partes
Agua: 14,0 partes
(Composición de revestimiento c)
Dispersión acuosa de polímero de tetrafluoroetileno (contenido de sólidos del 62%): 32,0 partes
Mezcla base de negro de carbono (contenido de sólidos del 25%): 8,4 partes
Dispersión acuosa de PES (contenido de sólidos del 20%): 24,3 partes
Carburo de silicio (tamaño medio de partícula de 17 gm, circularidad media de 0,97): 1,8 partes
Tensioactivo: 2,0 partes
Espesante: 14,2 partes
Agua: 17,3 partes
(Composición de revestimiento d)
Dispersión acuosa de polímero de tetrafluoroetileno (contenido de sólidos del 62%): 32,4 partes
Mezcla base de negro de carbono (contenido de sólidos del 25%): 8,6 partes
Dispersión acuosa de PES (contenido de sólidos del 20%): 24,8 partes
Tensioactivo: 2,0 partes
Espesante: 14,4 partes
Agua: 17,8 partes
(Composición de revestimiento e)
Mezcla base de negro de carbono (contenido de sólidos del 20%): 1,4 partes
Dispersión acuosa de PES (contenido de sólidos del 20%): 50,3 partes
Espesante: 10,7 partes
Carburo de silicio (tamaño medio de partícula de 12 gm, circularidad media de 0,86): 18,7 partes Tensioactivo: 3,0 partes
Agua: 15,9 partes
Ejemplos 1 a 5, 8 a 17 y 25, ejemplos comparativos 1 a 4
(Preparación de la placa de ensayo)
Se desengrasó una superficie de una placa de aluminio (A-1050P) con acetona, y luego se granalló mediante chorro de arena para producir una rugosidad superficial Ra de 2,0 a 3,0 gm determinada de conformidad con la norma JIS B0601 -2001. El polvo de la superficie se eliminó mediante soplado de aire. La composición de revestimiento mostrada en la Tabla 1, como imprimación, se aplicó por pulverización usando una pistola de pulverización alimentada por gravedad a una presión de pulverización de 0,2 MPa para producir un espesor en seco de 10 a 15 gm. La película de revestimiento resultante sobre la placa de aluminio se secó entre 80°C y 100°C durante 15 minutos y luego se enfrió a temperatura ambiente. A la película de revestimiento de imprimación obtenida se le aplicó por pulverización la composición de revestimiento de la capa superior que se muestra en la Tabla 1 para producir un espesor después de la cocción como se especifica en la Tabla 1. La placa revestida resultante se secó a una temperatura de 80 °C a 100 °C durante 15 minutos y luego se coció a 380 °C durante 20 minutos para preparar una placa de ensayo revestida. La placa de ensayo revestida obtenida fue un laminado en el que se formaron la capa de imprimación y una capa superior mostradas en la Tabla 1 sobre una placa de aluminio.
Ejemplos 6, 7, 18 y 19
(Preparación de la placa de ensayo)
Se desengrasó una superficie de una placa de aluminio (A-1050P) con acetona, y luego se granalló mediante chorro de arena para producir una rugosidad superficial Ra de 2,0 a 3,0 pm determinada de conformidad con la norma JIS B0601 -2001. El polvo de la superficie se eliminó mediante soplado de aire. La composición de revestimiento mostrada en la Tabla 1, como imprimación, se aplicó por pulverización usando una pistola de pulverización alimentada por gravedad a una presión de pulverización de 0,2 MPa para producir un espesor en seco de 10 a 15 pm. La película de revestimiento resultante sobre la placa de aluminio se secó entre 802C y 100°C durante 15 minutos y luego se enfrió a temperatura ambiente. A continuación, se aplicó la composición de revestimiento mostrada en la Tabla 1 como composición de revestimiento para una capa intermedia 1 hasta un espesor en seco de 10 a 20 pm. La película de revestimiento resultante sobre la placa de aluminio se secó a una temperatura de 80°C y 100°C durante 15 minutos y luego se enfrió a temperatura ambiente. A la película de revestimiento obtenida se le aplicó por pulverización la composición de revestimiento de la capa superior mostrada en la Tabla 1 para que tuviera un espesor después de la cocción como se especifica en la Tabla 1.
La placa revestida resultante se secó a una temperatura entre 80°C y 100°C durante 15 minutos y luego se coció a 380°C durante 20 minutos para preparar una placa de ensayo revestida. La placa de ensayo revestida obtenida fue un laminado en el que se formaron la capa de imprimación, la capa intermedia 1 y una capa superior mostrada en la Tabla 1 sobre la placa de aluminio.
Ejemplos 20 a 24
Se desengrasó una superficie de una placa de aluminio (A-1050P) con acetona, y luego se granalló mediante chorro de arena para producir una rugosidad superficial Ra de 2,0 a 3,0 pm determinada de conformidad con la norma JIS B0601 -2001. El polvo de la superficie se eliminó mediante soplado de aire. La composición de revestimiento mostrada en la Tabla 1, como imprimación, se aplicó por pulverización usando una pistola de pulverización alimentada por gravedad a una presión de pulverización de 0,2 MPa para producir un espesor en seco de 10 a 15 pm. La película de revestimiento resultante sobre la placa de aluminio se secó a una temperatura entre 80°C y 100°C durante 15 minutos y luego se enfrió a temperatura ambiente. A continuación, se aplicó la composición de revestimiento mostrada en la Tabla 1 como composición de revestimiento para una capa intermedia 2 hasta un espesor en seco de 10 a 20 pm. La película de revestimiento resultante sobre la placa de aluminio se secó a una temperatura entre 80°C y 100°C durante 15 minutos y luego se enfrió a temperatura ambiente.
A continuación, se aplicó la composición de revestimiento mostrada en la Tabla 1 como composición de revestimiento para una capa intermedia 1 hasta un espesor en seco de 10 a 20 pm. La película de revestimiento resultante sobre la placa de aluminio se secó a una temperatura entre 80°C y 100°C durante 15 minutos y luego se enfrió a temperatura ambiente. A la película de revestimiento obtenida se le aplicó por pulverización la composición de revestimiento de la capa superior que se muestra en la Tabla 1 para producir un espesor después de la cocción como se especifica en la Tabla 1. La placa revestida resultante se secó a una temperatura de 80 °C a 100 °C durante 15 minutos y luego de coció a 380 °C durante 20 minutos para preparar una placa de ensayo revestida. La placa de ensayo revestida obtenida fue un laminado en el que se formaron la capa de imprimación, la capa intermedia 2, la capa intermedia 1 y una capa superior mostrada en la Tabla 1 sobre la placa de aluminio. La Tabla 1 muestra los resultados del ensayo de resistencia a la abrasión.
Las partículas inorgánicas utilizadas fueron partículas disponibles comercialmente de alúmina, carburo de silicio o perlas de vidrio. Las partículas inorgánicas preparadas por pulverización para ser utilizadas como abrasivo se utilizaron como "partículas inorgánicas no esféricas", y las partículas inorgánicas tratadas mediante una esferoidización por pulverización conocida o similares se utilizaron como "partículas inorgánicas sustancialmente esféricas". La Tabla 1 muestra el tamaño medio de partícula y la circularidad media de las partículas.
Cabe señalar que la alúmina tiene una nueva dureza Mohs de 12, el carburo de silicio tiene una nueva dureza Mohs de 14 y las perlas de vidrio tienen una nueva dureza Mohs de 7. Además, se sabe que un pigmento de brillo perlado en la composición de revestimiento tiene una nueva dureza Mohs correspondiente a 3 y el negro de carbono tiene una nueva dureza Mohs de 1 a 3.
El Ejemplo 1, en el que se utilizaron partículas esféricas de alúmina, logró una resistencia a la abrasión marcadamente mayor que el Ejemplo comparativo 1 en el que se utilizó alúmina no esférica en la misma cantidad.
El Ejemplo 2, en el que las partículas esféricas de carburo de silicio que tenían una dureza aún mayor que la alúmina, logró una resistencia a la abrasión excelentemente alta que fue mucho mayor que la conseguida en el Ejemplo comparativo 2, en el que se utilizó carburo de silicio no esférico en la misma cantidad. El Ejemplo comparativo 3, en el que se utilizaron perlas de vidrio esféricas en la misma cantidad, no consiguió una resistencia suficiente a la abrasión.
El Ejemplo 3, en el que se usó una mayor cantidad de carburo de silicio esférico, logró una resistencia a la abrasión aún mayor.
En el Ejemplo 4, la resina fluorada utilizada fue una mezcla de partes iguales de PTFE y PFA. En el Ejemplo 5, la resina fluorada utilizada fue PFA solo. En comparación de estos ejemplos con el Ejemplo 2, en el que la resina fluorada utilizada fue PTFE solo, el Ejemplo 2 logró la mayor resistencia a la abrasión.
En el Ejemplo 6, se aplicaron la misma composición de revestimiento de capa superior que se usó en el Ejemplo 2, la composición de revestimiento d para la capa intermedia 1 y la composición de revestimiento e como imprimación para formar un revestimiento triple, dando como resultado una resistencia a la abrasión aún mayor.
En el Ejemplo 7, se aplicaron la misma composición de revestimiento de capa superior que se usó en el Ejemplo 3, la composición de revestimiento d para la capa intermedia 1 y la composición de revestimiento e como imprimación para formar un revestimiento triple, lo que dio como resultado una resistencia a la abrasión extremadamente alta.
En el ejemplo 8, aunque la cantidad de carburo de silicio esférico se redujo a la mitad de la del Ejemplo 2, la resistencia a la abrasión fue suficientemente alta en comparación con la del Ejemplo comparativo 2.
En el Ejemplo 9, la cantidad de carburo de silicio esférico se incrementó más en comparación con la del Ejemplo 3 para mejorar la resistencia a la abrasión. Sin embargo, el grado de mejora fue pequeño.
En el Ejemplo 10, la composición de revestimiento de la capa superior se aplicó a un espesor menor que en el Ejemplo 2, dando como resultado una resistencia a la abrasión todavía suficientemente alta.
En el Ejemplo 11, se incrementó el espesor de la composición de revestimiento de la capa superior, dando como resultado una mejora notable de la resistencia a la abrasión.
En los ejemplos 12 a 14, la resistencia a la abrasión fue mejor ya que el carburo de silicio esférico tenía un tamaño medio de partícula mayor. El Ejemplo 15, en el que se usó carburo de silicio esférico que tenía un tamaño medio de partícula grande y la película de revestimiento formada era gruesa, consiguió una resistencia a la abrasión aún mayor.
En los ejemplos 16 y 17 y el Ejemplo comparativo 4, se mezclaron uniformemente carburo de silicio esférico (tamaño medio de partícula: 17 gm, circularidad media: 0,97) y carburo de silicio no esférico (tamaño medio de partícula: 17 gm, circularidad media: 0,86) a una proporción de 83:17, 50:50 y 10:90, respectivamente, y se utilizaron. La circularidad media después del mezclado y la resistencia a la abrasión de la película de revestimiento fueron las que se muestran en la Tabla 1.
En los Ejemplos 18 y 19, la composición de revestimiento de la capa superior se preparó de la misma manera que en el Ejemplo 2, excepto que no se utilizó resina aglutinante. La composición resultante se utilizó para una capa intermedia y se formó un triple revestimiento. En cada ejemplo, se logró una alta resistencia a la abrasión.
En los ejemplos 20 a 24, se emplearon varias configuraciones de películas de revestimiento y se formó un revestimiento cuádruple, dando como resultado una resistencia a la abrasión extremadamente alta en cada ejemplo.
El Ejemplo 25, en el que se usó una mezcla de PTFE y PFA en una relación de masa de 20:80 como resina fluorada, logró una mayor resistencia a la abrasión que el Ejemplo 5.
La película de revestimiento del Ejemplo 2 se cortó en un tamaño de 3 cm cuadrados y se calentó a 600 °C o más, momento en el que se quemó la resina fluorada. Mediante mapeo elemental de los residuos utilizando SEM-EDX, se especificó una parte correspondiente al carburo de silicio. La circularidad media de 50 partículas de carburo de silicio seleccionadas arbitrariamente en la imagen se midió usando un programa de análisis de imágenes Mac-View disponible de Mountech Co., Ltd. basado en la fórmula:
Circularidad - ( ín S j^ /L ,
donde n representa la constante circular, S representa el área de la figura proyectada y L representa la circunferencia de la figura proyectada. El valor obtenido fue de 0,98, que fue casi el mismo que el medido antes de la aplicación de la composición de revestimiento.
Además, los valores de la circularidad media del carburo de silicio en los residuos de las películas de revestimiento de los ejemplos 16 y 17 y el Ejemplo comparativo 2 se determinaron de la misma manera que en el caso de la película de revestimiento del Ejemplo 2, y fueron de 0,93, 0,92 y 0,88, respectivamente, que fueron casi iguales a los medidos antes de la aplicación de la composición de revestimiento.
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Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Una composición de revestimiento, que comprende:
una resina fluorada; y
partículas inorgánicas,
teniendo las partículas inorgánicas una nueva dureza de Mohs de 10 o superior y teniendo una forma sustancialmente esférica,
en donde las partículas inorgánicas tienen un tamaño medio de partícula de 5 a 40 pm,
en donde la cantidad de partículas inorgánicas es del 1 al 40% en masa con respecto a la cantidad de resina fluorada; y las partículas inorgánicas vistas desde un ángulo arbitrario tienen una circularidad media de 0,90 a 1,00 obtenida al analizar 50 partículas seleccionadas arbitrariamente en una imagen de microscopio electrónico (100x) de las partículas usando un programa de análisis de imágenes Mac-View disponible de Mountech Co., Ltd., basándose en la fórmula: Circularidad = {4nS)1/2/L,
donde n representa la constante circular, S representa el área de la figura proyectada y L representa la circunferencia de la figura proyectada,
en donde las partículas inorgánicas son partículas de carburo de silicio.
2. La composición de revestimiento según la reivindicación 1, en donde la resina fluorada es politetrafluoroetileno.
3. La composición de revestimiento según la reivindicación 1 o 2,en donde la resina fluorada contenida incluye politetrafluoroetileno solo o politetrafluoroetileno y una resina fluorada distinta del politetrafluoroetileno, y la cantidad de politetrafluoroetileno es del 20% en masa o más con respecto a la cantidad total de politetrafluoroetileno y la resina fluorada distinta del politetrafluoroetileno.
4. Una película de revestimiento, que comprende:
una fluororesina; y
partículas inorgánicas,
teniendo las partículas inorgánicas una nueva dureza de Mohs de 10 o superior y teniendo una forma sustancialmente esférica,
en donde las partículas inorgánicas tienen un tamaño medio de partícula de 5 a 40 pm,
en donde la cantidad de partículas inorgánicas es del 1 al 40% en masa con respecto a la cantidad de resina fluorada; y las partículas inorgánicas vistas desde un ángulo arbitrario tienen una circularidad media de 0,90 a 1,00 obtenida analizando 50 partículas seleccionadas arbitrariamente en una imagen de microscopio electrónico (100x) de las partículas usando un programa de análisis de imágenes Mac-View disponible de Mountech Co., Ltd., basándose en la fórmula:
Circularidad = (4nS)1/z/L,
donde n representa la constante circular, S representa el área de la figura proyectada y L representa la circunferencia de la figura proyectada,
en donde las partículas inorgánicas son partículas de carburo de silicio.
5. La película de revestimiento según la reivindicación 4,en donde la resina fluorada es politetrafluoroetileno.
6. La película de revestimiento según la reivindicación 4 o 5,
en donde la resina fluorada contenida incluye politetrafluoroetileno solo o politetrafluoroetileno y una resina fluorada distinta del politetrafluoroetileno, y la cantidad de politetrafluoroetileno es del 20% en masa o más con respecto a la cantidad total de politetrafluoroetileno y la resina fluorada distinta del politetrafluoroetileno.
7. Un laminado, que comprende:
un sustrato; y
una película de revestimiento producida a partir de la composición de revestimiento según la reivindicación 1,2 o 3, o la película de revestimiento según la reivindicación 4, 5 o 6.
8. El laminado según la reivindicación 7, que es un utensilio de cocina.
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