KR100503846B1 - 내긁힘성이 개선된 비점착성 코팅 - Google Patents

내긁힘성이 개선된 비점착성 코팅 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내긁힘성이 개선된 비점착성 코팅에 관한 것으로, 기판에 도포된 언더코팅이 탄화수소 수지를 포함하는 1차코팅과 탄화수소 수지계 하나 또는 몇 개의 탑코팅으로 피복된 것을 포함하는 코팅에 관한 것이다. 본 발명은 상기 언더코팅이 폴리에테르에테르케톤(PEEK)로 불리우는 옥시-1,4-페닐렌-옥시-1,4-페닐렌-카르보닐-1,4-페닐렌만으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

내긁힘성이 개선된 비점착성 코팅{Antiadhesive coating with improved anti-scratch resistance}
본 발명은 내긁힘성이 개선된 비점착성 코팅에 관한 것이다.
주방용기에 적용되는 비점착성 코팅은 공지되어 있다. 그러한 코팅은 또한 긁힘에 약한 것으로 알려져 있다.
그러한 코팅은 그들의 내긁힘성을 개선하기 위하여 관례적으로 알루미나, 법랑, 스텐레스강 또는 폴리아미드-이미드(PAI)의 경질의 언더코팅상에 도포된다.
대체로, 그러한 언더코팅은 긁힘으로 인하여 기판의 표면이 드러나는 것을 방지하는 장애물을 형성한다.
본 발명은 우수한 비점착성을 유지하면서, 공지되어 있는 코팅보다 개선된 내긁힘성을 갖는 비점착성 코팅을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 기판에 도포된 언더코팅에, 탄화불소 수지를 포함하는 1차 코팅 및 하나 이상의 탄화불소 수지계 바깥코팅이 피복된 것을 포함하는 내긁힘성이 개선된 비점착성 코팅을 제공한다.
본 발명의 코팅은 상기 언더코팅이 폴리에테르에테르케톤(PEEK)로 알려져 있는 폴리머 옥시-1,4-페닐렌-옥시-1,4-페닐렌-카르보닐-1,4-페닐렌으로 반드시 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 폴리머의 화학식은 다음과 같다:
PEEK는 이미 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)와 같은 탄화불소 수지와 혼합되어 비점착성 코팅 배합에 사용되고 있다.
그러나, PEEK는 경질의 언더코팅을 구성하기 위하여 탄화불소 수지와 혼합되지 않고 사용된 적은 없다.
놀랍게도 PEEK계 언더코팅에 도포된 비점착성 코팅이 개선된 내긁힘성을 보여준다는 것이 확인되었다.
그러므로 비점착성 코팅에는 금속 주걱도 사용될 수 있다.
상기 PEEK 언더코팅은 상기 기판의 전체 코팅 표면의 60 내지 95%를 덮는다는 것이 확인되었다.
이 언더코팅은 불연속적이며 상기 표면의 5 내지 40%를 덮지 않은 상태로 남기는 대단히 조밀한 망상을 형성한다. 이 망상의 배열과 관련되는 폴리에테르에테르케톤의 기계적 특성은 금속 주걱이 사용될때 금속에 의하여 만들어지는 긁힘을 제거한다.
이것은 알루미늄의 경도와 PTFE의 탄성을 동시에 향상시킬 수 있는 이상적인 절충안을 나타낸다.
상기 망상은 거친 표면상에서 연속적이게 될 수 있다는 것 또는 본 발명에 다른 영향을 미치지 않고 60% 미만으로 덮을 수 있다는 것을 유념해야다.
경우에 따라서, 상기 언더코팅의 두께는 5 마이크로미터(μm) 및 100 μm사이일 수 있다.
1차 코팅과 바깥코팅 또는 코팅들에 사용되는 탄화불소 수지는 바람직하게는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 PTFE/PFA 혼합물이다.
본 발명은 PEEK 100%로 구성되는 언더코팅상에 도포되는 비점착성 코팅으로서 외부 또는 내부가 코팅된 주방용기에 특히 적용된다.
상기 주방용기용 기판은 알루미늄, 법랑을 입힌 또는 입히지 않은 스틸(steel), 유리, 도기 또는 법랑일 수 있다. 그 지지물은 매끄러울 수 있고, 또는 기계적 또는 화학적 처리에 의하여 거칠게 될 수도 있다.
PEEK계 언더코팅을 하기 전에, 상기 기판은 예를 들면 산으로 화학처리하거나 안할 수 있고, 또한 예를 들면 샌딩처리(sand blasting)에 의하여 기계적으로 처리하거나 안할 수 있다.
상기 PEEK 언더코팅은 주변온도에서 기판에 도포될 수 있거나 분말 또는 분산액의 형태로 약 450℃까지 가열될 수 있다.
그것은 또한 스크린 프린팅 또는 패드 프린팅에 의하여 페이스트 형태로 도포될 수 있고, 이 경우 도포되는 언더코팅은 다음 조성을 가질 수 있다:
PEEK 30 내지 400 중량부
증점제 1 내지 10 중량부
희석제 10 내지 450 중량부
물 100 내지 300 중량부
PEEK 외의 구성성분은 경화 도중 사라져서, 경화 후 상기 언더코팅은 오로지 PEEK만으로 구성된다.
사용되는 PEEK 분말의 알갱이 크기는 4 마이크론(μm) 내지 80 μm일 수 있으며, 평균 크기는 약 20 μm이다.
적용 형태에 따라서, 상기 언더코팅을 적어도 340℃까지 가열하는 것이 필요할 수 있다. 그 후, PTFE계 1차 코팅 및 바깥 코팅 또는 코팅들을 상기 언더코팅에 계속적으로 도포하고, 그 후 상기 코팅 조합체를 400℃ 내지 420℃에서 경화한다.
이제 PEEK 언더코팅에 연속하여 도포되는 코팅의 조성예를 나타낸다:
1차 코팅
구성 성분 중량부
폴리아미드-이미드의 수성분산액, 약 13% 건조 추출물 100 내지 500
N-메틸피롤리돈 100
PTFE 분산액, 60% 건조 추출물 100 내지 400
물 100
카본 블랙, 20% 건조 추출물 20 내지 30
콜로이드 실리카, 30% 건조 추출물 10 내지 200
중간의 외부 코팅
PTFE 분산액, 60% 건조 추출물 80 내지 90
PFA 6900 분산액, 50% 건조 추출물 0.5 내지 5.0
살포 및 필름-형성제 1 내지 20
TiO2-코팅된 마이카 박편 0.1 내지 0.4
데루솔,"카본 블랙, 25% 건조 추출물" 0.02 내지 0.6
최상층의 외부 코팅
PTFE 분산액, 60% 건조 추출물 80 내지 90
살포 및 필름-형성제 1 내지 20
TiO2-코팅된 마이카 박편 0.1 내지 0.4
건조후, 상기 코팅 조합체를 400 내지 420℃에서 5 내지 10분간 소결하였다.
개선된 특성을 가지는 비점착성 코팅을 얻었다.
다른 온도에서 프랑스 표준 NF 21-511에 따라 수행된 경도 측정 결과 다음을 얻었고 일반적인 코팅과 비교한다:
PEEK로 코팅된 PTFE의 경도 20℃ 100℃ 180℃
볼(ball)만입시험 3.4 kg 3.4 kg 1.7-2.0 kg
일반적인 코팅, 언더코팅없음 1.8 kg 1.7 kg 1.6 kg
특히, 실제 음식 요리에 사용되었을 때, 금속 주걱의 공격에 대한 저항성에 관한 성능은 놀라웠다. 상이한 음식들에 대하여 요리, 굽기(grilling) 및 튀기기(frying)를 돌아 가면서 수행하여 2 년의 사용에 해당된 후에도, 상기 코팅 표면은 거의 긁힘이 생기지 않았고, 금속이 드러나지 않았다.
이것은 금속 가정 용품(칼을 제외하고)과 사용될 때 내긁힘성이 진정으로 향상된 최초의 코팅 플러스 언더코팅 시스템을 구성한다; 지금까지, 시험된 언더코팅은 어느 것도 만족할 만한 해결책을 제시하지 못했다 (플라즈마, 알루미나, 티타늄, 양극처리(anodizing), 및 다른 표면 처리).
분명히, 내긁힘성에서의 이러한 향상은 모든 분야에 적용되어 주방용기 및 가정용 전기제품: 열판, 굽는 판 및 다리미와 같은 기타의 매끄러운 표면용 외부 및 내부 코팅을 제공할 수 있다.
분명하게, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않고 많은 변형이 이러한 측면에서 가능할 수 있다.

Claims (7)

  1. 기판에 도포된 언더코팅에, 탄화불소 수지를 포함하는 1차 코팅 및 하나 이상의 탄화불소 수지계 바깥코팅을 피복시킨 것을 포함하는 내긁힘성이 개선된 비점착성 코팅물로서, 상기 언더코팅은 경화후 PEEK로 알려져 있는 옥시-1,4-페닐렌-옥시-1,4-페닐렌-카르보닐-1,4-페닐렌 폴리머만으로 구성되는 것을 특징으로 하는 코팅물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 PEEK에 의하여 구성되는 언더코팅은 기판의 전체 코팅 표면의 60% 내지 95%를 덮는 것을 특징으로 하는 코팅물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 언더코팅의 두께는 5 μm 내지 100 μm인 것을 특징으로 하는 코팅물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 탄화불소 수지는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 PTFE-PFA(퍼플루오로알콕시 수지) 혼합물인 것을 특징으로 하는 코팅물.
  5. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 따른 코팅물로 피복된 주방용기.
  6. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 따른 코팅물을 기판에 도포하는 방법에 있어서,
    PEEK에 의하여 구성되는 상기 언더코팅을 기판에 도포하는 단계;
    상기 언더코팅을 적어도 340℃에서 녹이는 단계;
    상기 언더코팅에 PTFE계 1차 코팅 및 외부 코팅 또는 코팅들을 계속하여 도포하는 단계; 및
    상기 코팅 조합체를 400 내지 420℃에서 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 PEEK는 알갱이 크기가 4 μm 내지 80 μm 범위, 평균 알갱이 크기가 약 20 μm인 분말의 형태로 도포하는 것을 특징으로 하는 방법.
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