JP6426749B2

JP6426749B2 - 可逆的色変化可能な被覆組成物及びその調製方法

Info

Publication number: JP6426749B2
Application number: JP2016553195A
Authority: JP
Inventors: テウンキム
Original assignee: セブソシエテアノニム; テウンキム
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2014-11-06
Publication date: 2018-11-21
Anticipated expiration: 2034-11-06
Also published as: CN105899622A; EP3066160A1; CN105899622B; EP3066160B1; US20160264790A1; BR112016010031A2; JP2016540102A; WO2015069050A1; US10544315B2; KR101401222B1; EP3066160A4; BR112016010031B1

Description

本願発明は、可逆的色変化可能な被覆組成物及びその調製方法に関する。

熱変色性顔料は、５０〜７０℃の温度で色変化する可逆的低温変色性塗料として使用することができる。これはマイクロカプセル内部に分散した材料成分を有しており、温度の上昇につれて透明となり、温度が低下するにつれて凝集により元の色に戻る。しかし、高温領域での製品加熱あるいは高周波加熱は制約されていた。カプセルが３００℃以上との温度に加熱されると、カプセルが破壊され、ガスが発生するためである。さらに、赤、黄及び橙色の顔料はカドミウムからできており、１５０〜２００℃において、その色が黒に変化する性質を有している。しかし、調理容器内での使用は、重金属の毒性により制限されてきた。

その一方で、特許文献１は、有機窒素硫黄化合物及び含水樹脂からなる、可逆的熱変色性水性インク組成物を開示している。ここにおける有機窒素硫黄化合物は、２−（４−チアゾイル）−ベンズイミダゾール、２−（チオシアナトメチルチオ）−１，３−ベンゾチアゾール、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン及び５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンからなる群から選択される少なくとも一のタイプの化合物である。しかし、この発明では、本願発明においては記載されている、温度感受性プレートにつき開示していない。

結果として、現存技術の欠点及び問題を改善するため、本願発明者らは、可逆的熱変色性セラミックス被覆材を発明した。この被覆材は、近赤外領域の全ての光を吸収（吸収と放射が等価）することによって、温度依存的に色が変化する。また、この被覆材は、４００℃以上の耐熱性と耐久性を有する。

韓国特許出願公開第１０−２０１２−００５２３２６号公報

本願発明の目的は、約１００℃の低温から色が変化し、かつ４００℃以上の耐熱性と耐久性を有する可逆的熱変色性セラミックス被覆材を調製するために、ボールミルを用いて、シリカゾル、充填材顔料（ａｐｉｇｍｅｎｔａｎｄｆｉｌｌｅｒ）としてのＦｅ₂Ｏ₃またはその他の化合物を粉砕することによって、可逆的色変化可能な被覆組成物及びその調製方法を提供することである。

さらに、本願発明のもう一つの課題は、前記組成物を含むプレート、及びこのプレートを用いて色を変化させる方法を提供することである。

本願発明において記載される種々の具体的実施形態は、添付図面を参照して記載される。以下の記載では、具体的構造、組成物、プロセス等の種々の詳細は、本発明を完全に理解できるように記載される。しかし、特定の具体的な実施形態は、これらの具体的な詳細の一以上無しでも実施することができ、あるいは他の良く知られた方法または構造を用いて実施できる。他の例においては、不必要に本発明を曖昧にしないよう、良く知られたプロセスや製造技術は、具体的詳細としては記載していない。本明細書全体を通しての「一の具体的な実施形態」についての言及は、具体的な実施形態に関連して記載される個別の特徴、構造、組成または特性が、本発明の一以上の具体的実施形態に含まれていることを意味している。従って、本明細書の全体を通して種々の箇所に記載される「一の具体的実施形態における」の表現の条件、あるいは「具体的実施形態」の表現の条件は、必ずしも本発明の同一の具体的実施形態を表すものではない。さらに、一以上の具体的な実施形態において、個別の特徴、構造、組成または特性は、特定の適切な方法を用いて組み合わせてもよい。

本発明の一の具体的実施形態は、可逆的色変化可能な被覆組成物を調製する方法を提供し、該方法は、被覆組成物の全重量に対して２００〜４００重量部のシリカゾル、１００〜３００重量部のアルコール、及び１００〜３００重量部の充填材顔料としてのＦｅ₂Ｏ₃を、ボールミルを用いて粉砕する工程と、２００〜３００重量部の硬化剤を前記粉砕した材料に添加する工程と、を含む。当該具体的実施形態においては、粉砕工程が、更に金属粉末を添加してボールミル粉砕する工程を含む、可逆的色変化可能な被覆組成物を調製する方法を提供し；前記金属粉末がＡｇ、Ｃｕ及びＡｌからなる群から選択される任意の一以上を含む、可逆的色変化可能な被覆組成物を調製する方法を提供し；前記金属粉末が０．１〜１０重量部で添加される、可逆的色変化可能な被覆組成物を調製する方法を提供し；前記充填材顔料が更に、Ｃｄ−レッド、Ｃｄ−イエロー、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ及びＣｒからなる群から選択される任意の一以上またはそれらの酸化物を含む、可逆的色変化可能な被覆組成物を調製する方法を提供し；前記充填材顔料において、Ｆｅ₂Ｏ₃の重量が、前記充填材顔料の全重量の２０％〜９０％である、可逆的色変化可能な被覆組成物を調製する方法を提供する。

本発明の一の具体的実施形態は、被覆組成物の全重量に対して２００〜４００重量部のシリカゾル、１００〜３００重量部のアルコール及び１００〜３００重量部の充填材顔料としてのＦｅ₂Ｏ₃からなる粉砕材料に２００〜３００重量部の硬化剤を添加後、攪拌及び熟成した、可逆的色変化可能な被覆組成物を提供する。当該具体的実施形態において、前記粉砕された材料が追加的に金属粉末を含む、可逆的色変化可能な被覆組成物を提供し；前記金属粉末がＡｇ、Ｃｕ及びＡｌからなる群から選択される任意の一以上を含む、可逆的色変化可能な被覆組成物を提供し；前記金属粉末が０．１〜１０重量部である、可逆的色変化可能な被覆組成物を提供し；前記充填材顔料が更に、Ｃｄ−レッド、Ｃｄ−イエロー、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ及びＣｒからなる群から選択される任意の一以上またはそれらの酸化物を含む、可逆的色変化可能な被覆組成物を提供し；前記充填材顔料において、Ｆｅ₂Ｏ₃の重量が、前記充填材顔料の全重量の２０％〜９０％である、可逆的色変化可能な被覆組成物を提供する。

本発明の一の具体的実施形態においては、標的領域が前記被覆組成物で被覆・焼成された、可逆的色変化可能なプレートを提供する。更に、本発明の一の実施形形態において、可逆的色変化可能なプレートを作製する方法が提供され、該方法は、プレートの標的領域を前記被覆組成物で被覆する工程と、前記被覆されたプレートを焼成する工程とを含む。

本発明の一の具体的実施形態においては、可逆的色変化可能なプレートを標的温度に加熱することによって、被覆領域の色を変化させる方法が提供され、該方法では、標的領域を前記被覆組成物で被覆し焼成する。

本発明の一の具体的実施形態において、可逆的色変化可能な被覆組成物とは、エネルギー変化や温度変化に依存して色が変化し；エネルギーが再び除去され、または温度が元の温度に戻った際に、色が元の色に戻る現象を示す、被覆可能組成物を意味する。

本発明の一の具体的実施形態において、可逆的色変化可能なプレートは、前記可逆的色変化可能な被覆組成物で被覆されたプレートであり；該プレートは、鉄、銅、アルミニウム等の金属プレート、非金属プレート及びセラミックスプレートを含むが、これらに限られるものではなく；可逆的色変化可能なプレートとは、前記可逆的色変化可能な被覆組成物を被覆され、かつ焼成されたプレートを意味する。このようなプレートは、調理容器、コンロ、電化製品及び電気工事等の種々の分野において用いることができる。

本発明の一の具体的実施形態において、前記金属粉末は、粒径が５μｍ以下のＡｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属またはこれらの組合せを指すが、これらに限られるものではない。

本発明の一の具体的実施形態において、粒径１０〜５０ｎｍのシリカゾルが用いられ；脂肪族アルコールがアルコールとして用いられ；シランを硬化剤として用いてもよく；Ｆｅ₂Ｏ₃またはＣｄを顔料として用いてもよい。さらに、本発明の一の具体的実施形態において、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＣｒ等の酸化物並びにＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＢＮ及びＳｉＣ等の非酸化物からなる一種以上の混合物を、充填材顔料として使用してもよい。

本発明の一の具体的実施形態において、台所用ホットプレース（ｈｏｔｐｌａｃｅ）を作製する方法が提供される。該方法は、台所用ホットプレース上に本発明の被覆組成物を被覆する工程、次いで被覆したプレートを１００〜３５０℃の温度で焼成する工程；焼成されたホットプレートの可逆的色変化可能な被覆層上に、スプレー印刷、パッド印刷、シルク印刷等の方法を用い、顔料の成分や色を変えて、文字、パターン、または部分を被覆形成する工程；次いで、焦げ付き防止機能を有する上塗り被覆剤でさらに被覆した後、１００〜３５０℃の温度で焼成する工程、を含む。

本発明のプレートは、４００℃以上の耐熱性を有し、非常に安定的に加熱製品用に用いることができる。そして、該プレートの耐久性は、その優れた耐摩耗性、優れた化学抵抗性及び優れた機械的性質のために向上する。更に、種々の方法で色を混合することによって美しい色彩を得ることができ、加熱すると色が変化するため加熱していることを裸眼で確認できる。

本発明の一の具体的実施形態の可逆的色変化可能な被覆組成物が、プレートの標的領域上を被覆し、かつ焼成した場合の、温度依存性の色変化を示す。

本発明の最善の態様は、可逆的色変化可能な被覆組成物の調製方法を提供する。該方法は、被覆組成物の全重量に対して２００〜４００重量部のシリカゾル、１００〜３００重量部のアルコール、及び１００〜３００重量部の充填材顔料としてのＦｅ₂Ｏ₃を、ボールミルを用いて粉砕する工程と、２００〜３００重量部の硬化剤を前記粉砕した材料に添加する工程とを含む。当該具体的実施形態において、前記粉砕工程が、更に金属粉末を添加してボールミル粉砕する工程を含む、可逆的色変化可能な被覆組成物を調製する方法を提供し；前記金属粉末がＡｇ、Ｃｕ及びＡｌからなる群から選択される任意の一以上を含む、可逆的色変化可能な被覆組成物を調製する方法を提供し；前記金属粉末が０．１〜１０重量部で添加される、可逆的色変化可能な被覆組成物を調製する方法を提供し；前記充填材顔料が更に、Ｃｄ−レッド、Ｃｄ−イエロー、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ及びＣｒからなる群から選択される任意の一以上またはそれらの酸化物を含む、可逆的色変化可能な被覆組成物を調製する方法を提供し；前記充填材顔料において、Ｆｅ₂Ｏ₃の重量が、前記充填材顔料の全重量の２０％〜９０％である、可逆的色変化可能な被覆組成物を調製する方法を提供する。

以下、以下の実施例を参照しながら、本発明の構成と技術的性質をより詳細に説明する。しかし、以下の実施例は説明目的に限られ、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。

［実施例１］
可逆的熱変色性セラミックス被覆層を備えるプレートの作製
（実験１）
粒径１０〜５０ｎｍのシリカゾル３００ｇ（水含有量−２１０ｇ）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）２００ｇ、充填材顔料としてのＦｅ₂Ｏ₃２００ｇ、２μｍのサイズの添加物としての銀粉末１ｇ及び銅粉末４ｇをボールミルに加え、約５時間の間、１００ｒｐｍの回転速度で粉砕することによって、流動状態にある粉砕材料を得た。流動状態にある前記粉砕材料に、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）２５０ｇを硬化剤として加え、約８時間の間、混合物を攪拌・熟成した。

１００×７０×３ｍｍのサイズのアルミニウムプレートを８０＃金剛砂を用いて研磨処理し、きれに洗い流し、前記被覆材を用いて噴霧被覆し、次いで、加熱炉中、２５０℃の温度で約３０分間、焼成した。その結果、３５μｍ厚みの膜を有するプレートを得た。
（実験２）
実験１と同様の方法を用いて、被覆材及びプレートを作製した。しかし、充填材顔料としては、合計重量２００ｇのＦｅ₂Ｏ₃及びＴｉＯ₂を重量比１：１で用いた。
（実験３）
実験１と同様の方法を用いて、被覆材及びプレートを作製した。しかし、充填材顔料としては、合計重量２００ｇのＦｅ₂Ｏ₃及びＣｄ−レッドを重量比１：１で用いた。
（実験４）
実験１と同様の方法を用いて、被覆材及びプレートを作製した。しかし、充填材顔料としては、合計重量２００ｇのＦｅ₂Ｏ₃、Ｃｄ−レッド及びＣｏを重量比１：１：２で用いた。
（対照１及び２）
実験１と同様の方法を用いて、被覆材及びプレートを作製した。しかし、充填材顔料としては、合計重量２００ｇのＦｅ₃Ｏ₄またはＣｏを用いた。

［実施例２］
可逆的熱変色性セラミックス被覆層を備えるプレートの加熱時の色変化の同定
実施例１の対照１〜２及び実験１〜４のプレートを９０℃〜１５０℃に加熱した。以下の表２に示すとおり、実験１〜４では特定の温度で色変化が生じ、かつ冷却後に元の色に可逆的に戻ることを観察した。

［実施例３］
金属添加依存性の色変化温度の変動
実施例１の実験１と同様の方法を用いて、被覆材及びプレートを作製した。

しかし、対照３では、銀及び銅粉末は添加しなかった。そして、実験５及び６では、銀または銅を０．１ｇまたは１０ｇを加えたところ、これらの金属は優れた熱伝導性を有しているが、以下の表３に示されるとおり、色変化開始温度が１０〜２０℃低下することが観察された。

本発明を具体的な実施形態用に記載してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更を行ってもよく、その構成要素を等価物に置換することができることは、当業者に明らかであろう。更に、本発明の基本的範囲を逸脱することなく種々の改良を行ってもよく、本発明の教示内容として具体的な条件及び材料を採用してもよい。したがって本発明は、本発明を実施するために計画された最善の態様として伝えた特定の実施形態に制限されるものではなく、本発明は、添付する特許請求の範囲に定められるすべての実施形態を含むと解釈される必要がある。

本発明のプレートは、４００℃以上の耐熱性を有し、したがって、非常に安定的に加熱製品に用いることができ、該プレートの耐久性は、その優れた耐摩耗性、優れた化学抵抗性及び優れた機械的性質のために向上する。

Claims

被覆組成物の全重量に対して２００〜４００重量部のシリカゾル、１００〜３００重量部のアルコール、１００〜３００重量部の充填材顔料としてのＦｅ₂Ｏ₃ 、及び金属粉末を、ボールミルを用いて粉砕することによって粉砕材料を調製する工程と、
前記粉砕材料に２００〜３００重量部の硬化剤を添加する工程と、
を含むことを特徴とする、可逆的色変化可能な被覆組成物の調製方法。
前記金属粉末が、Ａｇ、Ｃｕ及びＡｌからなる群から選択される任意の一以上を含むことを特徴とする、請求項１に記載の可逆的色変化可能な被覆組成物の調製方法。
前記金属粉末が、０．１〜１０重量部添加されることを特徴とする、請求項１に記載の可逆的色変化可能な被覆組成物の調製方法。
前記充填材顔料が更に、Ｃｄ−レッド、Ｃｄ−イエロー、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｒからなる群から選択される任意の一以上またはそれらの酸化物を含むことを特徴とする、請求項１に記載の可逆的色変化可能な被覆組成物の調製方法。
前記充填材顔料中において、Ｆｅ₂Ｏ₃が、前記充填材顔料の全重量の２０％〜９０％を占めることを特徴とする、請求項１に記載の可逆的色変化可能な被覆組成物の調製方法。
被覆組成物の全重量に対して２００〜４００重量部のシリカゾル、１００〜３００重量部のアルコール、１００〜３００重量部の充填材顔料としてのＦｅ₂Ｏ₃ 、及び金属粉末からなる材料の粉砕物に、２００〜３００重量部の硬化剤を加えた後、攪拌された、可逆的色変化可能な被覆組成物。
前記金属粉末が、Ａｇ、Ｃｕ及びＡｌからなる群から選択される任意の一以上を含むことを特徴とする、請求項６に記載の可逆的色変化可能な被覆組成物。
前記金属粉末が、０．１〜１０重量部含まれていることを特徴とする、請求項６に記載の可逆的色変化可能な被覆組成物。
前記充填材顔料が更に、Ｃｄ−レッド、Ｃｄ−イエロー、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｒからなる群から選択される任意の一以上またはそれらの酸化物を含むことを特徴とする、請求項６に記載の可逆的色変化可能な被覆組成物。
前記充填材顔料中において、Ｆｅ₂Ｏ₃が、前記充填材顔料の全重量の２０％〜９０％を占めることを特徴とする、請求項９に記載の可逆的色変化可能な被覆組成物。
請求項６〜１０のいずれか一項に記載の被覆組成物を用いて標的領域が被覆され、焼成されている、可逆的色変化可能なプレート。
請求項６〜１０のいずれか一項に記載の被覆組成物を用いて、プレートの標的領域を被覆する工程と、
前記被覆されたプレートを焼成する工程と、
を含むことを特徴とする、可逆的色変化可能なプレートの作製方法。
可逆的色変化可能なプレートを標的温度に加熱することによって、被覆領域の色を変化させる方法であって、
標的領域が、請求項６〜１０のいずれか一項に記載の被覆組成物で被覆され、かつ焼成されていることを特徴とする方法。