KR101588506B1

KR101588506B1 - 3차원 패턴을 갖는 비점착성 코팅을 포함하는 가열 용구

Info

Publication number: KR101588506B1
Application number: KR1020137021598A
Authority: KR
Inventors: 장-루크 페릴론; 미쉘 폰태인; 클로틸데 발데크
Original assignee: 세브 에스아
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2016-02-12
Also published as: BR112013018194B1; JP5789000B2; EP2675328A1; FR2971687B1; EP2675328B1; FR2971687A1; MX345819B; US20130320024A1; PL2675328T3; AU2012216875B2; RU2560001C2; RU2013141847A; ES2567419T3; KR20130132582A; BR112013018194A2; JP2014506817A; CN103415236B; CO6761372A2; CA2824462A1; CA2824462C

Abstract

본 발명은 가열되도록 의도된 지지체(2)를 포함하며, 상기 지지체(2)는 비점착성 코팅(4)에 의해 피복된 표면(3)을 포함하고, 상기 비점착성 코팅(4)은 연속 네트워크를 형성하는 하나 이상의 플루오로카본 수지계 소결 층(5, 5')을 포함하는 것인 가열 용구(1)에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 소결 층(5, 5')은 자화성 물질과 비자화성 물질의 혼합물을 추가로 포함하고, 상기 자화성 입자의 일부는 3차원 패턴이 형성되도록 배향된다. 본 발명은 또한 상기 가열 용구(1)의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

3차원 패턴을 갖는 비점착성 코팅을 포함하는 가열 용구 {HEATING UTENSIL COMPRISING A NON-STICK COATING WITH A THREE-DIMENSIONAL PATTERN}

본 발명은 3차원 장식을 포함하는 비점착성 코팅에 의해 피복된 표면을 포함하는 가열 용구 및 이러한 가열 용구의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 보다 특히 가열 조리 용구, 예컨대, 예를 들어, 팬, 포트 또는 프라이팬에 관한 것이다.

본 발명은 또한 플란차 그릴(plancha grill), 데크 오븐, 다리미의 밑판, 전기 요리 장비 (예를 들어 구이용 철판(griddle plate), 테이블 그릴, 라클레트(raclettes)) 분야에서 기타 용도를 갖는다.

가열 조리 용구는 일반적으로 가열되도록 의도된 지지체를 포함한다. 이러한 지지체는 전형적으로 연속 네트워크를 형성하는 하나 이상의 플루오로카본 수지계 소결 층을 포함하는 코팅일 수 있는 비점착성 코팅에 의해 피복된 내부 표면을 포함한다.

이러한 비점착성 코팅 층에 의해 코팅된 조리 용구 내에서 음식물을 요리하는 것은, 지방의 사용량이 감소하고 세정이 보다 쉽기 때문에, 조리 용구의 표면의 세정을 위한 시간 및 계면활성제가 절약되는 것과 같은 많은 장점이 있다.

이러한 비점착성 코팅 (즉, 연속 네트워크를 형성하는 소결 플루오로카본 수지계)을 포함하는 이러한 조리 용구의 내부 표면 상에 장식을 형성하기 위해서, 장식을 비점착성 코팅의 표면 상에 배치하거나 이를 구성하는 층들 사이에 배치하는 것이 당업자에 의해 공지되어 있다. 이러한 장식은 일반적으로 (하나 또는 다수의 색소에 의해) 착색되고 연속적 또는 불연속적일 수 있는 패턴을 포함한다.

3차원 장식을 수득하는 것은, 반투명 플라스틱 물질 내를 장식하는 3차원 (3D) 방법에 관한 테팔(TEFAL)의 프랑스 특허 FR 1440147에 공지되어 있다. 보다 특히, 이러한 문헌에는 판상 강자성 충전제를 반투명 플라스틱 물질 내에 혼입시킴으로써 장식을 산업적인 방식으로 수득할 수 있게 하는 방법이 기술되어 있다. 이러한 판상 강자성 충전제는 3D 장식이 형성되도록 고정된 강제 자기장에 적용된다.

이는 또한 용구를 피복하는 프라임 층 ("프라이머") 또는 중간 ("미드코트(Midcoat)") 층 내에 금속 입자 (특히 스테인레스강)을 사용함에 대해 기술하는 듀폰 디 네모아(Dupont de Nemours)에 의해 출원된 국제 출원 WO 2006/066027 및 WO 00/12622에 공지되어 있다. 금속 입자는 그의 배향에 따라 용구의 열전도성에 영향을 준다. 그러나, 출원 WO 2006/066027 및 WO 00/12622에 기술된 장식은 자화성 입자의 균일한 분포로 인해 충분한 양각(relief) 효과를 수득할 수 있게 하지 못한다. 더욱이, 수득된 장식은 단색이어서, 장식에 대해 기대되는 식별 가능성에 영향을 준다.

더욱이, 듀폰 디 네모아의 국제 출원 WO 99/12662에는, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)의 중간층이 금속성 입자를 포함하는, 조리 용구 상에 3차원 장식을 수득하는 방법이 기술되어 있다. 이러한 장식은 하나 이상의 패턴으로 이루어질 수 있고, 하나의 단일 자석 또는 전자석에 의해 수득된다. 그러나, 3차원 장식이 형성되도록 자기장에 의해 배향되는 금속성 입자를 포함하는 이러한 PTFE 층은 금속 입자를 갖지 않는 동일한 PTFE 층에 비해 감소된 비점착성을 나타낸다.

보다 특히, 이러한 층에 의해 코팅된 조리 용구는, 도 1에 나타내어진 바와 같이, 비점착성이 우수한 영역 A 및 비점착성이 덜 우수한 영역 B를 갖는, 불균질한 비점착성을 갖는 비점착성 표면을 나타낸다. 실제로, 이 도면에는 특히 PTFE계 비점착성 층 및 장식 C가 형성되도록 자기장에 의해 배향된 금속 입자를 포함하는 선행 기술의 프라이팬이 나타내어져 있다.

도 1에는,

- 장식의 형성을 위해 인가된 자기장의 선이 지지체의 표면과 평행한 영역에 상응하는 영역 A와,

- 장식의 형성을 위해 인가된 자기장의 선이 지지체의 표면에 대해 실질적으로 수직이어서 자화성 입자가 지지체의 표면에 대해 실질적으로 수직으로 배향된 영역에 상응하는 영역 B

가 구별되어 있다.

영역 B는 장식을 형성하는데 사용된 자석과 동일한 높이에 위치한다 (보다 강한 자화). 이러한 영역 B의 높이에서, 비점착성은 덜 우수하여, 조리 용구 내에서의 요리 동안에 음식물 D가 눌어붙는 것이 관찰된다.

또한, 출원 WO 99/12662에서 제안된 3D 장식의 제조 방법으로는 단지 단색 장식을 수득할 수 있을 뿐이다.

또한 이는 일반적으로 용구를 피복하는 코팅 막 내에 3차원 착색 패턴을 형성하는 장치 및 방법이 개시된 미국 출원 US 2007/0237891에서 당업자에 의해 공지되어 있다.

코팅 막을 형성하는 코팅 조성물은 용매에 용해된 열가소성 수지, 플레이크 형태의 자화성 입자, 유기 금속성 (분말 형태) 또는 심지어는 발광성 (예를 들어 운모)일 수 있는 염료 또는 안료, 가교제 (예를 들어, 아민, 에폭시 또는 폴리카르보디이미드 수지, 또는 이소시아네이트계 화합물), 및 기타 유형의 첨가제, 예컨대 항산화제, 소포제, 증점제, 자외선 흡수제 및 균전제(leveling agent)를 포함한다.

코팅 막을 수득하기 위해서, 조성물을 경화 없이 용매 증발을 통해 응고시킨다.

3D 패턴 전체에 걸쳐 균질한 색을 갖는 코팅 막이 수득된다.

그러나, 이러한 선행 기술의 방법을 사용하여 수득된 코팅 막은, 연속 네트워크를 형성할 뿐만 아니라 매우 우수한 비점착성을 갖는, 명확하게 식별가능한 3차원 착색 장식을 갖는 소결 플루오로카본 수지계 비점착성 코팅의 층을 수득할 수 없게 한다.

실제로, 문헌 US 2007/0237891의 목적은 코팅의 비점착성을 개선하는 것이 아니라 단순히 3D 패턴 전체에 걸쳐 균질한 색을 갖는 코팅을 수득하는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 이러한 단점을 극복하는 가열 용구를 제공하는 것이다.

가열 용구란, 본 발명에 따르면, 자체 가열 시스템을 갖거나 시스템에 의해 제공된 열에너지를 상기 용구와 접촉하는 물질 또는 제3 대상체에 전달할 수 있는 외부 시스템에 의해 가열되는 용구를 의미한다.

보다 특히, 본 발명은 가열되도록 의도된 지지체를 포함하는 가열 용구에 관한 것이다. 이러한 지지체는 연속 네트워크를 형성하는 하나 이상의 소결 플루오로카본 수지계 층을 포함하는 비점착성 코팅에 의해 피복된 표면을 포함한다.

본 발명에 따르면, 소결 플루오로카본 수지계 층은 자화성 입자와 비자화성 입자의 혼합물을 추가로 포함하고, 상기 자화성 입자의 일부는 지지체 표면에 대해 각 α로 경사지고 나머지 자화성 입자는 지지체와 실질적으로 평행하여 3차원 장식이 형성된다.

소결 플루오로카본 수지계 층이란, 본 발명에 따르면, 소결 전에 미립자 형태이고 소결 후에 연속 네트워크를 형성하는 플루오로카본 수지의 층을 의미한다.

비자화성 입자란, 본 발명에 따르면, 제로 또는 낮은 (1 uem/g 미만의) 자기 모멘트를 갖는 비자화성 또는 약자화성 입자를 의미한다.

3D 장식 또는 착색 홀로그램이란 깊은 3D 시각 효과를 수득할 수 있게 하는 장식을 의미한다.

본 발명에 따른 가열 용구는, 도 2에 나타내어진 바와 같이, 착색 3차원 장식이 형성되도록 자화성 입자 상에 자기장이 인가된 후에 우수한 비점착성을 유지하는 비점착성 코팅을 포함한다. 3D 장식의 적용으로 인해서 코팅의 비점착성이 변하지는 않는다.

보다 특히, 본 발명은 표면 전체에 걸쳐 균질한 비점착성을 나타내는 비점착성 코팅을 수득할 수 있게 하며, 상기 코팅의 영역 B는 우수한 비점착성을 갖는다.

본 발명에 의해 수득된 결과는 놀라운데, 왜냐하면 당업자는 일반적으로 소결 플루오로카본 수지계 코팅, 특히 PTFE 내에 충전제 (입자 또는 플레이크 등)가 혼입되면 이러한 코팅의 비점착성이 감소된다고 여기기 때문이다. 충전제가 보다 많이 첨가될수록, 비점착성이 보다 많이 감소된다는 것도 알려져 있다.

그러나, 출원인은 놀랍게도, 자화성 입자를 함유하는 코팅 층 내의 비자화성 입자의 존재는 3D 장식의 형성 및 플루오로카본 수지의 분포에 영향을 준다는 것을 발견하였다.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같은 영역 B에서, 비점착성 코팅은, 자화성 입자의 돌출 없이, 장식을 갖지 않는 영역 A에서 관찰된 표피 두께와 동일하거나 거의 동일한 플루오로카본 수지의 표피 두께를 갖는다. 따라서 플루오로카본 수지는 지지체 표면 전체에 걸쳐 균일하게 퍼져서 실질적으로 매끄러운 표피 층을 형성한다.

3D 장식의 형성과 관련해서, 자화성 입자를 함유하는 코팅 층 내의 비자화성 입자의 존재는 자기장 선이 지지체와 수직인 영역 B에서의 자화성 입자의 경에 영향을 준다.

비자화성 입자는 자화성 입자와 플루오로카본 입자 사이에 삽입된다. 자화성 입자의 배향은 공간을 차지하는 비자화성 입자로 인해 지지체와 엄밀하게 수직이지는 않을 수 있다. 자화성 입자는 조리 용구의 지지체 표면에 대해 각 α로 경사진다. 이러한 각 α는 유리하게는 20°내지 89°이다. 이는 바람직하게는 45°내지 89°이다.

자화성 입자의 탈락은 억제되고 플루오로카본 수지에 의한 피복은 용이하다. 따라서 경사진 자화성 입자는, 우수한 눌어붙음-방지(anti-adhesion)를 보장하는데에 보다 중요하고 충분한 플루오로카본 수지의 층에 의해 피복된다. 따라서 자화성 입자는 비점착성 코팅의 표면으로부터 더 이상 돌출되지 않는다.

비자화성 입자의 혼입으로 인해, 영역 A와 영역 B 사이의 시각적 대비가 약간 감소하긴 하지만, 도 2에 나타내어진 바와 같이, 장식의 선명성은 영향을 받지 않는다.

플루오로카본 수지 (특히 PTFE)의 상부층을 자화성 입자를 포함하는 플루오로카본의 층에 첨가하는 것으로 이루어진, 비점착성을 증가시키려는 선행 기술의 해법에 비해, 본 발명에 의해 제안된 해법은 또한 장식의 시인성에 영향을 주지 않고서 비용이 덜 들고 시간 경과에 따라 보다 내마모성인 비점착성 층을 제공한다는 이점을 갖는다. 최종 PTFE 층이 황색으로 변하고 투명성이 없어질 위험도 방지된다.

더욱이, 자석과 자화성 입자 사이의 거리를 변경시키는 것으로 이루어진, 비점착성을 증가시키려는 선행 기술의 해법에 비해, 본 발명에 의해 제안된 해법은 또한 산업적으로 보다 용이하게 실행된다는 이점을 갖는다. 실제로, 자석과 자화성 입자 사이의 거리를 변경시키는 것은, 제안된 조리 용구의 두께의 다양성으로 인해, 산업적 관점에서 실행하기 어려운데, 왜냐하면 생산성을 해칠 수 있는 많은 조절 작업이 요구되기 때문이다.

더욱이, 비자화성 입자의 존재로 인해 플루오로카본 수지가 보다 잘 습윤된다.

본 발명은 또한,

- 200℃ 이상에 대해 내성을 갖는 열안정성 미립자 형태의 하나 이상의 플루오로카본 수지를 기재로 하는 하나 이상의 조성물을 제조하는 단계이며, 여기서 상기 플루오로카본 수지는 단독으로서 또는 열안정성 결합 수지와 혼합물로서 존재하며 200℃ 이상에 대해 내성을 갖는 것인 단계,

- 상기 조성물을 상기 지지체의 표면에 적용하여 플루오로카본 수지를 형성하는 단계,

- 3D 장식을 포함하는 상기 플루오로카본 수지 층에 의해 이로써 코팅된 상기 가열 용구를 350℃ 내지 450℃ 범위의 온도에서 경화시켜 상기 층을 소결시킴으로써 연속 네트워크를 형성하는 소결 플루오로카본 수지계 층을 수득하는 단계

를 포함하는 가열 용구의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 플루오로카본 수지를 기재로 하는 조성물은 자화성 입자와 비자화성 입자의 혼합물을 추가로 포함하고, 3차원 장식이 상기 층에 형성되도록 자성 입자를 배향시키기 위해 경화 단계 전에 자기장을 플루오로카본 수지 층에 인가한다.

유리하게는, 자기장을 플루오로카본 수지계 조성물의 적용 단계 후 및 경화 단계 전에 인가할 수 있다.

둘 이상의 층 (이 경우에는 프라이머 베이스 층 및 마감 층)을 갖는 비점착성 코팅의 경우에, 방법은,

- 200℃ 이상에 대해 내성을 갖는 하나 이상의 열안정성 결합 수지와의 혼합물로서의, 미립자 형태의 하나 이상의 플루오로카본 수지를 기재로 하는 프라이머 베이스의 조성물을 제조하는 단계,

- 200℃ 이상에 대해 내성을 갖는 미립자 형태의 플루오로카본 수지계 마감 조성물을 제조하는 단계이며, 여기서 상기 플루오로카본 수지는 단독으로서 또는 200℃ 이상에 대해 내성을 갖는 적어도 또 다른 열안정성 플루오로카본 수지와의 혼합물로서 존재하고 자화성 입자와 비자화성 입자의 혼합물을 추가로 포함하는 것인 단계,

- 상기 프라이머 조성물을 상기 지지체의 표면에 적용하여 프라이머 베이스 층을 형성하는 단계,

- 상기 마감 조성물을 상기 프라이머 조성물에 적용하여 마감 층을 형성하는 단계,

- 3차원 장식이 상기 층 내에 형성되도록 자성 입자를 배향시키기 위해 자기장을 마감 층에 인가하는 단계,

- 상기 코팅된 용구를 350℃ 내지 450℃ 범위의 온도에서 경화시켜 상기 프라이머층 및 마감 층을 소결시키는 단계

를 포함한다.

유리하게는, 플루오로카본 수지계 조성물의 플루오로카본 입자는 5 ㎛ 이하, 바람직하게는 90 ㎚ 내지 300 ㎚ 범위의 치수를 나타내고, 이러한 입자 크기는 특히 조밀한 막을 제조할 수 있게 한다.

플루오로카본 수지는 유리하게는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 테트라플루오로에틸렌 및 퍼플루오로 프로필 비닐 에테르의 공중합체 (PFA), 및 테트라플루오로에틸렌 및 헥사플루오로프로필렌의 공중합체 (FEP), 및 그의 조합으로부터 선택된다.

200℃ 이상에 대해 내성인 기타 열안정성 수지는 폴리아미드-이미드 (PAI), 폴리에테르술폰 (PES), 폴리페닐렌 술파이드 (PPS), 폴리에테르케톤 (PEK), 폴리에테르에테르케톤 (PEEK) 또는 실리콘일 수 있다.

본 발명의 기타 이점 및 양태를, 첨부된 도면을 참조하는, 비제한적인 예로서 주어진 하기 설명을 통해 알게 될 것이다.

- 도 1은 선행 기술의 프라이팬의 사진을 나타낸다.

- 도 2는 본 발명의 실시양태에 따라 수득된 프라이팬의 사진을 나타낸다.

- 도 3은 본 발명의 실시양태에 따라 수득된 프라이팬의 구조도를 나타낸다.

- 도 4는 이러한 프라이팬의 횡단면 구조도를 나타낸다.

- 도 5는 자기장 선이 지지체에 대해 수직인 영역 B에서 획득된, 도 3에 도시된 프라이팬의 횡단면의 일련의 여섯 개의 주사전자현미경 (SEM) 사진 5.1 내지 5.6을 나타낸다.

- 도 6은 자기장 선이 지지체와 평행한 영역 A에서 획득된, 도 3에 도시된 프라이팬의 횡단면의 일련의 여섯 개의 전자주사현미경 (SEM) 사진 6.1 내지 6.2를 나타낸다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 도입부 및 설명부에서 이미 설명되었다.

도 3에는, 본 발명에 따른 조리 용구의 예로서, 속이 빈 그릇 형태의 지지체(2) 및 손잡이(7)를 포함하는 프라이팬(1)이 나타내어져 있다. 지지체(2)는 프라이팬(1)에 넣어지는 음식물 쪽을 향하는 면인 내부면(9), 및 외부 열원 쪽을 향해 위치하도록 된 외부면(10)을 포함한다.

도 4는 프라이팬(1)의 상세한 횡단면을 나타낸다. 지지체(2)는 가열되도록 의도되어 있고, 그의 내부면(9) 상에, 연속 네트워크를 형성하는 하나 이상의 플루오로카본 수지계 소결 층(5, 5')을 포함하는 비점착성 코팅(4)에 의해 피복된 표면(3)을 포함한다. 경화 후에 최종 비점착성 코팅(4)이 수득된다. 따라서 반결정질인 플루오로카본 수지는 소결된 연속 네트워크를 형성함으로써 서로 결합된 입자 형태이다.

소결 플루오로카본 수지의 층(5, 5')의 총두께는 18 내지 32 ㎛의 범위일 수 있지만, 유리하게는 21 내지 27 ㎛, 보다 바람직하게는 약 23 ㎛이다. 이러한 두께는 또한 단지 매우 드물게만 18 ㎛ 미만이다.

소결 플루오로카본 수지계 층(5, 5')은 자화성 입자(50)와 비자화성 입자(51)의 혼합물을 추가로 포함한다.

자화성 입자(50)와 비자화성 입자(51)의 혼합물은 플루오로카본 수지계 소결 층(5, 5')의 중량을 기준으로 1 중량% 내지 5 중량%이다. 이러한 분포로 인해 우수한 비점착성이 달성될 수 있다.

바람직하게는, 자화성 입자(50)와 비자화성 입자(51)의 혼합물은 소결 플루오로카본 수지계 층의 중량을 기준으로 2 중량% 내지 3 중량%이고, 이로써 코팅의 비점착성이 추가로 개선된다.

자화성 입자(50)와 비자화성 입자(51)의 혼합물 내의 비자화성 입자(51)의 백분율은 자화성 입자와 비자화성 입자의 혼합물의 총 중량에 대하여 15 중량% 내지 40 중량%의 범위이다.

비자화성 입자(51)는 한편으로는 고 자기장 영역에서의 자화성 입자(50)의 배향을 방해하고 다른 한편으로는 추가의 색을 제공하는 역할을 한다.

자화성 입자와 비자화성 입자의 혼합물의 총 중량의 40 중량% 초과의, 지나치게 높은 비자화성 입자(51)의 함량은 시인성이 결여된 3차원 효과를 초래한다. 자화성 입자와 비자화성 입자의 혼합물의 총 중량의 15 중량% 미만의, 지나치게 낮은 함량은 눌어붙음-방지의 균일성을 보장할 수 없게 한다.

바람직하게는, 자화성 입자와 비자화성 입자의 혼합물은 1/3의 비자화성 입자 및 2/3의 자화성 입자를 포함한다. 따라서, 장식의 선명성과 균질한 비점착성 성능 사이에 가장 좋은 절충안이 달성된다.

비자화성 입자(51)는 자화성 입자(50)의 치수(D90)의 20 내지 250% 범위의 크기 (D90)를 갖는 것을 특징으로 한다.

"D90"이라는 용어는, 본 발명에 따르면, 입자의 90%의 최대 치수를 의미한다.

비자화성 입자의 이러한 치수 및 농도는, 도 2에 나타내어진 바와 같이, 고-대비 3차원 장식 C 및 비점착성 코팅(4)의 표면 전체에 걸쳐 균질한 눌어붙음-방지를 수득할 수 있게 한다.

비자화성 입자(51)의 치수의 선택은 절충안의 결과이다. 비자화성 입자가 너무 작으면, 비자화성 입자는 눌어붙음-방지를 개선하는 자화성 입자의 배향에 충분히 영향을 줄 수가 없게 된다. 비자화성 입자가 너무 크면, 비자화성 입자는 너무 불룩해져서, 눌어붙음-방지를 개선하는 플루오로카본 수지 입자의 이동 메카니즘을 방해한다.

바람직하게는, 자화성 입자(50)는 23 ㎛ 이하의 치수 D50을 갖는다.

"D50"이라는 용어는, 본 발명에 따르면, 입자의 50%의 최대 치수를 의미한다.

바람직하게는, 비자화성 입자(51)는 60 ㎛ 이하의 치수 D90를 갖는다. 이러한 값보다 큰 크기는 막 내로의 비자화성 입자(51)의 삽입을 용이하게 하지 않고, 실제로, 이는 그의 돌출 때문에 눌어붙음-방지를 해칠 수 있다.

자화성 입자(50) 및 비자화성 입자(51)는 유리하게는 플레이크의 형태, 즉 실질적으로 평평하고 늘려진 형상이다.

비자화성 입자(51)는 예를 들어 구형 또는 난형 같은 다양한 형상을 가질 수도 있다. 이것은 규칙적 또는 불규칙적 형상을 가질 수 있다.

비자화성 입자(51)는 운모, 알루미늄, 또는 이산화티타늄으로써 코팅된 운모 (예를 들어, "메르크(Merck)"의 이리오딘(Iriodin)® 100, 이리오딘® 111 및 이리오딘® 153)로 제조될 수 있다.

자화성 입자(50)는 강자성 물질로써 코팅된 세라믹 입자로 이루어질 수 있다.

특히, 자화성 입자(50)는 약 18 ㎛의 D50 및 약 28 ㎛의 직경 D90을 갖는 철 입자 (예를 들어 스타파(STAPA)® 타 페리콘(TA FERRICON) 200이라는 상표명으로서 엑카르트(Eckart) 사에 의해 상업화된 입자) 또는 산화철 입자 (바람직하게는 페라이트계 철) 또는 심지어는 운모 또는 산화철 Fe₃O₄ 입자 (예를 들어 18 내지 23 ㎛의 직경 D50 및 43 ㎛의 D90을 갖는 콜로로나(COLORONA)® 블랙스타 블루(BLACKSTAR BLUE)라는 상표명으로서 메르크 사에 의해 상업화된 입자)일 수 있다.

자화성 입자 및/또는 비자화성 입자의 표면은 착색된다.

입자의 표면 착색이란, 본 발명에 따르면, 표면 상의 식별가능한 질량의 색소 또는 입자에 색을 부여하는 코팅을 의미한다.

유리하게는, 자화성 입자 및/또는 비자화성 입자는 코어-쉘 구조를 갖고, 여기서 하나 또는 다수의 층 내의 쉘은 흡수 또는 간섭에 의해 색을 부여한다.

코어-쉘 구조를 갖는 자화성 입자(50)의 예로서, 특히 산화철 (페라이트)로써 코팅된 운모 입자가 언급될 수 있다.

코어-쉘 구조를 갖는 비자화성 입자(51)의 예로서, 특히 TiO₂로써 코팅된 운모 입자가 언급될 수 있다.

자화성 세라믹 입자와 비자화성 착색 입자의 조합은 장식을 위한 넓은 범위의 색을 수득할 수 있게 하고 비점착성 코팅(4)의 표면 전체에 걸쳐 균질한 눌어붙음-방지를 제공한다.

비자화성 착색 입자는 신규한 색 가능성을 제공한다.

플루오로카본 수지계 소결 층(5, 5')은 하나의 단일 플루오로카본 수지 또는 플루오로카본 수지의 혼합물을, 단독으로 또는 기타 열안정성 수지와의 혼합물로서 포함할 수 있다.

플루오로카본 수지는 상기에서 정의된 바와 같고, 즉 유리하게는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 테트라플루오로에틸렌 및 퍼플루오로 프로필 비닐 에테르의 공중합체 (PFA), 및 테트라플루오로에틸렌 및 헥사플루오로프로필렌의 공중합체 (FEP), 및 그의 조합으로부터 선택될 수 있다.

200℃ 이상에 대해 내성을 갖는 기타 열안정성 수지는 역시 상기에 정의된 바와 같고, 즉 폴리아미드-이미드 (PAI), 폴리에테르술폰 (PES), 폴리페닐렌 술파이드 (PPS), 폴리에테르케톤 (PEK), 폴리에테르에테르케톤 (PEEK) 또는 실리콘일 수 있다.

지지체(2)는 금속, 세라믹, 유리 또는 플라스틱일 수 있다.

지지체(2)는 양극화되거나 양극화되지 않은 알루미늄 및 알루미늄 합금, 페라이트계 또는 오스테나이트계 스테인레스강, 철 또는 구리로 제조될 수 있다. 지지체(2)는 그의 표면 전체 또는 일부가 이러한 전술된 물질들의 조합으로 제조될 수 있다.

놀랍게도, 지지체(2)는 자화성 금속 (예를 들어 페라이트계 스테인레스강)으로 제조될 수 있다.

자기장을 인가함으로써 3D 장식을 형성한다. 자화성 입자는 자기장 선을 따라 배향된다.

페라이트계 물질이 교차됨으로써, 자기장은 프라이팬의 표면 전체에 걸쳐 균일하게 퍼지는 경향이 있다. 장식은 더 이상 식별가능하지 않고 또한 균일하다.

높은 자기력의 자석 (0.2 T 초과의 자기장, 이는 페라이트계 물질로 된 기구의 크기에 따라 달라짐)을 사용하거나 유사한 형상을 갖지만 반대의 극성을 갖는 자기장을 장식될 용구의 어느 한 면에 인가함으로써, 이러한 유형의 자화성 물질의 장식을 수득할 수 있다.

가열 용구(1)는 지지체(2)의 표면(3)을 피복하는 연속 또는 불연속 경질 베이스 층 (도면에는 나타내어지지 않음)을 포함할 수 있다. 경질 베이스 층은 가열 용구(1)의 외부층을 형성하는 비점착성 코팅(4)에 의해 피복된다.

경질 베이스 층을 갖는 가열 용구의 제1 실시양태에 따라, 경질 베이스 층은 50 ppm 미만의 납 및 50 ppm 미만의 카드뮴을 함유하고 하기 특성을 갖는 거친 에나멜 층이다:

- 지지체(2)를 구성하는 금속 또는 금속 합금의 경도보다 더 큰 경도,

- 지지체(2)를 구성하는 금속 또는 금속 합금의 융점 내지 비점착성 코팅(4)의 소결 수지(들)의 융점 범위의 융점, 및

- 2 내지 20 ㎛ 범위의 표면 조도 Ra.

경질 베이스 층을 갖는 가열 용구의 제2 실시양태에 따라, 경질 베이스 층은 세라믹 및/또는 금속 및/또는 중합체성 물질로 제조된다.

비점착성 코팅(4)은 플루오로카본 수지 및 가능한 경우 결합 수지, 무기 또는 유기 충전제 및/또는 안료를 포함하는 하나 이상의 프라이머 베이스 층(8, 8')을 포함할 수 있다. 프라이머 베이스 층(들)(8, 8')은 자화성 입자(50)와 비자화성 입자(51)의 혼합물을 추가로 포함하는 하나 이상의 플루오로카본 수지계 소결 층(5, 5')에 의해 피복된다.

도 4에 나타내어진 실시양태에서, 가열 용구(1)는, 자화성 입자(50)와 비자화성 입자(51)의 혼합물을 추가로 포함하는 두 개의 소결 플루오로카본 수지계 마감 층(5, 5')으로써 그 자체가 피복된 두 개의 연속 프라이머 베이스 층(8, 8')을 포함하는 비점착성 코팅(4)에 의해 피복된 지지체(2)를 포함한다. 이러한 층들의 화학적 조성은 상이할 수 있다.

두 개의 소결 플루오로카본 수지계 층(5, 5')은 상이한 함량의 자화성 입자 및 비자화성 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 소결 플루오로카본 수지계 층(5)은 제2 소결 플루오로카본 수지계 층(5')보다 더 큰 비율의 자화성 입자와 비자화성 입자의 혼합물을 포함한다.

소결 플루오로카본 수지계 층의 기타 위치도 가능하다.

대안적으로는, 비점착성 코팅(4)은 착색 온도 표시자 (예를 들어 "써모스포트(THERMOSPOT)®"라는 상표명으로서 테팔에 의해 상업화된 것)가 형성되도록 하나 이상의 감온변색 SC 안료를 갖는 감온변색 안료 조성물을 포함하는 하나 이상의 패턴을 포함할 수 있다. 이러한 하나 이상의 감온변색 반도체 (SC) 안료를 갖는 감온변색 안료 조성물을 포함하는 패턴은 소결 플루오로카본 수지계 층들(5, 5') 중 하나 내에 형성된다.

감온변색 안료 조성물이란, 본 발명에 따르면, 온도에 따라 가역적으로 색이 변하는 물질, 혼합물 또는 조성물을 의미한다.

자기장을 인가한 후에 장식을 수득한다. 층을 분쇄시키는 동안에 또는 층을 분쇄한 후에 이러한 자기장을 인가할 수 있다. 그러나, 유리하게는 마감 층을 적용한 후에 (그러나 경화 전에) 자기장을 인가한다.

요구되는 장식이 수득되도록 영구 자석 또는 전자석을 사용하여 자기장을 조성할 수 있다. 가능한 형상은 무한하다. 다수의 개별적인 자석들을 사용하면 원래의 및/또는 상이한 세기의 및/또는 명확하지 않은 형태의 장식을 수득할 수 있다.

도 2의 예에서, 장식 C는 개별적인 자석들에 의해 수득된다.

도 5는 자기장 선이 지지체에 대해 수직인 영역 B에서 획득된, 도 3에 도시된 프라이팬(1)의 횡단면의 일련의 여섯 개의 주사전자현미경 (SEM) 사진 5.1 내지 5.62를 나타낸다.

이러한 영역 B에서, 자화성 입자는 지지체에 대해 수직인 자기장 선을 따라 배향되는 경향이 있다. 도 5.1 내지 5.6 (마이크로그래픽 횡단면)은 자화성 입자가 지지체(2)의 표면에 대해 각 α, 이 도면에서는 45 내지 75° 범위의 각으로 경사진다는 것을 보여주며, 비자화성 입자의 존재로 인해 자기장 선의 배향에 따른 자화성 입자의 정렬 (90°의 각 α)이 교란되고, 자화성 입자가 45 내지 75° 범위의 각으로 배향되면 입자의 돌출이 억제되고 따라서 그의 식별 (시인성)이 제한된다.

도 6은 자기장 선이 지지체와 평행한 영역 A에서 획득된, 도 3에 도시된 프라이팬의 횡단면의 일련의 여섯 개의 주사전자현미경 (SEM) 사진 6.1 내지 6.6을 보여준다.

이러한 영역 A에서, 자화성 입자는 지지체와 평행한 자기장 선을 따라 배향된다.

도 6.1 내지 6.6 (마이크로그래픽 횡단면)은 자화성 입자가 지지체(2)의 표면에 대해 0 내지 20° 범위의 각 α로 경사진다는 것을 보여준다. 이러한 배향은 입자에 우수한 시인성을 부여한다.

나란히 놓인 고 시인성 영역과 저 시인성 영역의 조합은 장식에 양각 효과를 제공하는데 기여한다.

<실시예>

생성물

지지체:

- 4 내지 6 ㎛ 범위의 측정된 산술 평균 조도 Ra를 갖고, 양쪽 주요면이 탈지되고(degreased) 사포질된 직경 26 ㎝의 알루미늄 지지체,

- 단순히 탈지된 직경 26 ㎝의 매끄러운 알루미늄 지지체,

- 직경 26 ㎝의 (다소 경질의 또는 코킹(caulked)되지 않은 양극화 (즉 개방 기공률을 가짐)를 통해) 양극화된 알루미늄 지지체,

- 2 내지 5 ㎛ 범위의 측정된 산술 평균 조도 Ra를 갖고, 내부면이 사포질된 직경 26 ㎝의 스테인레스강 지지체.

프라이머 조성물

- TF 5035Z TF라는 상표명으로서 다이네온(Dyneon) 사에 의해 상업화된 58%의 건조 물질을 갖는 PTFE 분산액,

- 데루솔(DERUSSOL)이라는 상표명으로서 헌츠만(Huntsmann) 사에의해 상업화된 25%의 건조 물질을 갖는 카본블랙 분산액,

- 가용화된 PAI (분자량 38000 g, 3/1 중량비의 물/NMP 혼합물 내의 9.5%의 건조 물질을 가짐), 비이온성 계면활성제로서의 알킬페놀 에톡실레이트,

- 루독스 에이엠 30 (LUDOX AM 30)이라는 상표명으로서 그레이스 데이비슨(GRACE DAVISON) 사에 의해 상업화된 콜로이드성 실리카 (30%의 건조 물질을 갖는 수성 분산액 형태의, 약 220 ㎡/g의 비표면적을 갖는, 표면 상의 개질되지 않은 콜로이드성 실리카).

마감 조성물

- TF 5035Z라는 상표명으로서 다이네온 사에 의해 상업화된, 220 ㎚의 입자 크기를 갖고 58%의 건조 물질을 갖는 PTFE 분산액,

- 폴리플론(Polyflon)™ D410이라는 상표명으로서 다이킨(Daikin) 사에 의해 상업화된, 290 ㎚의 입자 크기를 갖고 60%의 건조 물질을 갖는 PTFE 분산액,

- PFA 6910Z라는 상표명으로서 다이네온 사에 의해 상업화된, 90 ㎚의 입자 크기를 갖고 50%의 건조 물질을 갖는 PFA 분산액,

- TF9207이라는 명칭으로서 다이네온 사에 의해 상업화된, 4 ㎛의 입자 크기 및 17 ㎡/g의 비표면적 BET 및 6 g/10 min의 용융 유동 지수 MFR을 갖는 PTFE 분말,

- 스타파® 타 페리콘 200이라는 상표명으로서 엑카르트 사에 의해 상업화된, 약 18 ㎛의 직경 D50 및 약 28 ㎛의 직경 D90을 갖는 자화성 철 입자,

- 이리디온® 111이라는 상표명으로서 메르크 사에 의해 상업화된, 약 6 ㎛의 직경 D90을 갖는 판상 비자화성 운모 입자,

- 콜로로나 블랙스타 블루라는 상표명으로서 메르크 사에 의해 상업화된, 18 내지 23 ㎛ 범위의 직경 D50 및 약 43 ㎛의 직경 D90을 갖는 운모 또는 산화철의 약하게 자화된 입자,

- 트리톤(Triton) X100이라는 명칭으로서 상업화된 비이온성 계면활성제로서의 폴리에톡실화 알킬페놀,

- 용매로서의 크실렌,

- 습윤제로서의 올레산,

- pH 조절제로서의 트리에탄올아민,

- 공용매로서의 폴리프로필렌 글리콜,

- 울트라손(ULTRASON)®이라는 명칭으로서 바스프(BASF) 사에 의해 상업화된 플레이크 형태의 폴리에테르술폰,

- NEP (용매),

- PA 56이라는 명칭으로서 다우 코닝(DOW CORNING) 사에 의해 상업화된 실리콘 전착제.

시험

내마모성 평가 시험 동안의 눌어붙음-방지 유지력의 평가

이 시험에서는, 탄 우유 유형의 눌어붙음-방지 시험이 내마모성 시험과 조합된다.

이러한 시험 동안의 (눌어붙음-방지 손실 속도의 평가를 통한) 눌어붙음-방지 유지력의 정량적 평가를 실제로, (지지체를 구성하는 금속의 외관에 대한) 최초의 스크래치가 나타날 때 또는 코팅의 눌어붙음-방지가 완전히 손실될 때를 한도로 하여, 스코치 브라이트 유형(SCOTCH BRITE)(등록상표)의 녹색 연삭 패드를 사용한 각각의 일련의 1000 개의 연속적인 실행 후의 탄 우유 시험에 의해 수득된 눌어붙음-방지 등급을 합산함으로써 수행한다. 성능 등급은, 이후에 등급 척도에서 S로서 나타내어진, 이러한 값의 합에 상응한다.

탄 우유 시험에서는, 탄 우유를 세정하기가 보다 용이한지 또는 덜 용이한지를 기준으로 코팅의 눌어붙음-방지 손실을 평가한다. 등급은 하기와 같다:

100: 탄 우유의 막이 주방 수도꼭지로부터 나온 물줄기의 단순 적용에 의해 완전히 제거됨을 의미함;

50: 탄 막을 완전히 탈락시키기 위해 물줄기 하에서 대상체에 대해 원형 운동을 추가로 수행해야 함을 의미함;

25: 막을 완전히 제거하기 위해 10분 동안 담가놓고 아마도 습윤 스폰지로써 닦아냄으로써 강제로 벗겨낼 필요가 있음을 의미함;

0: 이전의 과정 후에, 탄 막의 전체 또는 일부가 점착된 채로 있음을 의미함.

더욱이, 비점착성 코팅이 이질적인 요소로 이루어진 경우에 (즉, 코팅이 눌어붙음-방지가 우수한 영역 및 눌어붙음-방지가 불량한 영역을 교대로 포함함), 눌어붙음-방지에 대해 주어진 등급은 눌어붙음-방지가 가장 불량한 코팅 영역의 등급임을 고려하여, 비점착성 코팅의 균질성을 관찰한다.

따라서 이러한 시험의 전체 성능은 하기 등급으로 주어진다:

0: 눌어붙음-방지가 완전히 손실됨을 의미하는 S=0에 상응함;

1: 시험 동안에 눌어붙음-방지가 매우 급속히 손실됨을 의미하는 1 내지 250 범위의 S에 상응함;

2: 시험 동안에 눌어붙음-방지가 급속히 손실됨을 의미하는 251 내지 500 범위의 S에 상응함;

3: 시험 동안에 눌어붙음-방지가 보통 속도로 손실됨을 의미하는 501 내지 1000 범위의 S에 상응함;

4: 시험 동안에 눌어붙음-방지가 천천히 손실됨을 의미하는 1001 내지 1500 범위의 S에 상응함;

5: 시험 동안에 눌어붙음-방지가 매우 천천히 손실됨을 의미하는 1501 이상의 S에 상응함.

노화 관련 성능의 평가

비점착성 코팅의 내성을, 3 년 후 용구의 노화를 모방하는 사용 시험을 통해, 양극화되거나 양극화되지 않은 알루미늄 지지체 또는 스테인레스강 지지체 상에서 평가한다.

하기 실시예에서 사용된 시험은 고유한 공격성을 갖는 것으로 알려진 다양한 음식물 (감자, 콩, 스테이크, 돼지갈비 및 팬케이크)의 반복되고 집중적인 요리를 기본으로 한다.

이러한 사용 시험 동안 정기적으로, 하기와 같이 표준 D 21-511에 따른 달걀 시험을 통해 눌어붙음-방지를 평가한다:

- 직경 240 ㎜ 내지 280 ㎜의 직경의 프라이팬에 대해 약 2 ㎤의 양의 식물유를 부드러운 천을 사용하여 조리 용구의 내부면에 바른다;

- 이어서 용구를 세정액을 함유하는 뜨거운 물로써 세정하고, 이어서 따뜻한 물로써 1차로 헹구고, 이어서 차가운 물로써 헹구고, 마지막으로 건조시킨다;

- 이어서 프라이팬 내에서 요리된 달걀의 눌어붙음 방지성을 하기와 같은 절차를 통해 조절한다:

프라이팬을 핫플레이트 상에 놓아, 프라이팬의 내부 표면이 150℃ 내지 170℃ 범위의 온도로 가열되게 한다;

달걀을 깨뜨리고, 지방을 첨가하지 않고서 프라이팬 가운데에서 8 내지 9 분 동안 요리한다;

달걀이 요리되면, 주걱을 사용하여 제거한다;

이어서 팬을 상온에 두어 냉각시킨다;

팬을 젖은 스폰지를 사용하여 세정한다.

눌어붙음-방지성은, 이전의 작업 및 하기의 척도에 따른, 달걀 잔류물의 제거의 용이성과 관계가 있다:

손잡이를 흔들기만 해도 전체 달걀이 떨어지면 100 점을 매긴다.

주걱을 사용할 때 임의의 잔류물 없이 전체 달걀이 떨어지면 50 점을 매긴다.

젖은 스폰지를 사용하여 문지를 때 달걀 잔류물이 제거되면 25 점을 매긴다.

젖은 스폰지를 사용해도 달걀 잔류물이 제거되지 않으면 0 점을 매긴다.

프라이머 조성물 CPI의 제조

프라이머 베이스의 조성물 CP1을 하기 화합물을 사용하여 제조하고, 화합물의 각각의 양은 조성물 100 g 당 g으로 표시된다:

프라이머 조성물 CPI:

PFA (50% 건조 물질) : 9.1 g

PTFE 분산액 (60% 건조 물질) : 22.6 g

카본블랙 분산액 (25% 건조 물질) : 4.1 g

수성 상 + 용매 (NMP) 내의 PAI (9.5% 건조 물질) : 43.4 g

알킬페놀 에톡실레이트 (13%) : 2.1 g

콜로이드성 실리카 (30% 건조 물질) : 6.2 g

NH₄OH (d = 0.9) : 0.2 g

물 : 12.3 g

총합 : 100 g

마감 조성물의 제조

비교 실시예로서, 하기 화합물을 포함하는, 비자화성 입자를 갖지 않는 마감 조성물 CFC1를 제조하고, 화합물의 각각의 양은 조성물 100 g 당 g으로 표시된다:

마감 조성물 CFC1:

58% 건조 물질을 갖는 PTFE 분산액 (입자 크기 220 ㎚) : 85.4 g

알킬페놀 에톡실레이트 : 0.3 g

크실렌 : 3 g

올레산 : 0.1 g

트리에탄올아민 : 0.2 g

자화성 입자 : 1 g

물 : 9 g

모노프로필렌 글리콜 : 1 g

총합 : 100 g

이어서, 본 발명에 따른, 특히 자화성 입자와 비자화성 입자의 혼합물을 포함하는 일곱 가지의 마감 조성물 CF2 내지 CF8을 제조하고, 그의 상이한 성분들의 각각의 양은 하기에 조성물 100 g 당 g으로 표시된다:

마감 조성물 CF2:

58% 건조 물질을 갖는 PTFE 분산액 (입자 크기 220 ㎚) : 85.4 g

알킬페놀 에톡실레이트 : 0.3 g

크실렌 : 3 g

올레산 : 0.1 g

트리에탄올아민 : 0.2 g

자화성 입자 : 0.83 g

비자화성 입자 (입자 크기 D90 약 6 ㎛) : 0.17 g

물 : 9 g

모노프로필렌 글리콜 : 1 g

총합 : 100 g

마감 조성물 CF3은 자화성 입자와 비자화성 입자의 총합을 기준으로 하는 자화성 입자의 중량 비율이 조성물 CF2에서와 같이 17%가 아니라 33%라는 점에서, 조성물 CF2와 상이하다.

마감 조성물 CF3:

58% 건조 물질을 갖는 PTFE 분산액 (입자 크기 220 ㎚) : 85.4 g

알킬페놀 에톡실레이트 : 0.3 g

크실렌 : 3 g

올레산 : 0.1 g

트리에탄올아민 : 0.2 g

자화성 입자 : 0.67 g

비자화성 입자 (입자 크기 D90 약 6 ㎛) : 0.33 g

물 : 9 g

모노프로필렌 글리콜 : 1 g

총합 : 100 g

마감 조성물 CF4는 한편으로는 자화성 입자와 비자화성 입자의 총합을 기준으로 하는 자화성 입자의 중량 비율이 조성물 CF2에서와 같이 17% 가 아니라 25%라는 점에 있어서, 그리고 다른 한편으로는 비자화성 입자의 직경에 있어서, 조성물 CF2와 상이하다.

마감 조성물 CF4:

58% 건조 물질을 갖는 PTFE 분산액 (입자 크기 220 ㎚) : 85.4 g

알킬페놀 에톡실레이트 : 0.3 g

크실렌 : 3 g

올레산 : 0.1 g

트리에탄올아민 : 0.2 g

자화성 입자 : 0.75 g

비자화성 입자 (입자 크기 D90 약 43 ㎛) : 0.25 g

물 : 9 g

모노프로필렌 글리콜 : 1 g

총합 : 100 g

마감 조성물 CF5는 조성물 CF4의 PTFE 분산액 대신에 동량의 PTFE 분산액과 PFA 분산액의 혼합물을 사용한다는 점에서, 조성물 CF4와 상이하다.

마감 조성물 CF5:

58% 건조 물질을 갖는 PTFE 분산액 (입자 크기 220 ㎚) : 42.7 g

58%의 건조 물질을 갖는 PFA 분산액 (입자 크기 90 ㎚) : 42.7 g

알킬페놀 에톡실레이트 : 0.3 g

크실렌 : 3 g

올레산 : 0.1 g

트리에탄올아민 : 0.2 g

자화성 입자 : 0.75 g

비자화성 입자 (입자 크기 D90 약 43 ㎛) : 0.25 g

물 : 9 g

모노프로필렌 글리콜 : 1 g

총합 : 100 g

마감 조성물 CF6는 100%의 건조 물질을 갖는 PTFE 분말을 PTFE 분산액에 첨가한다는 점에서 조성물 CF5와 상이하다.

마감 조성물 CF6:

58% 건조 물질을 갖는 PTFE 분산액 (입자 크기 220 ㎚) : 42.8 g

100%의 건조 물질을 갖는 PTFE 분말 : 4.3 g

58%의 건조 물질을 갖는 PFA 분산액 (입자 크기 90 ㎚) : 38.4 g

알킬페놀 에톡실레이트 : 0.3 g

크실렌 : 3 g

올레산 : 0.1 g

트리에탄올아민 : 0.2 g

자화성 입자 : 0.75 g

비자화성 입자 (입자 크기 D90 약 43 ㎛) : 0.25 g

물 : 9 g

모노프로필렌 글리콜 : 1 g

총합 : 100 g

마감 조성물 CF7은 주로, PTFE 분산액 전체 대신에 100%의 건조 물질을 갖는 PTFE 분말을 사용하고 폴리에테르술폰을 갖는다는 점에서 조성물 CF6과 상이하다.

마감 조성물 CF7:

100% 건조 물질을 갖는 PTFE 분말 : 12 g

펠릿 형태의 폴리에테르술폰 : 12 g

NEP (용매) : 65 g

크실렌 : 8 g

실리콘 전착제 PA56 : 2 g

자화성 입자 : 0.75 g

비자화성 입자 (입자 크기 D90 약 43 ㎛) : 0.25 g

물 : 9 g

모노프로필렌 글리콜 : 1 g

총합 : 100 g

알루미늄 지지체 상에서의 비점착성 코팅의 제조

알루미늄 지지체의 한 면을 전형적으로 조성물 CP1로써 코팅하여 습윤 프라이머층을 형성하고 이어서 이 습윤 프라이머층 상에 마감 조성물 CFC1 (비교 실시예) 및 CF2 내지 CF7 (본 발명에 따른 실시예) 중 하나로써 코팅하여 마감 층을 형성한다.

이어서 50 내지 100 mT 범위의 자기력을 갖는 영구 자석을 사용하여 자기장을 인가하여 자성 입자를 배향시킴으로써 마감 층 내에 3차원 장식을 형성한다.

이어서 마지막으로, 이로써 코팅된 지지체를 415℃의 온도에서 경화시킨다.

이어서 이로써 코팅된 지지체를 본 출원의 전술된 일련의 시험에 적용한다.

이러한 상이한 시험들에 따라 수득된 결과가 하기 결과 표 1에 수집되어 있다.

이 표에서, 실시예 1은 마감 조성물이 CFC1 조성물인 비점착성 코팅에 상응하고, 실시예 2 내지 7은 각각 마감 조성물이 조성물 CF2 내지 CF7 중 하나인 비점착성 코팅에 상응한다 (즉, 실시예 2는 마감 층 CF2에 상응하고, 실시예 7은 마감 층 CF7에 상응함).

양극화된 알루미늄 지지체 상에서의 비점착성 코팅의 제조

상기에서 알루미늄 지지체를 사용하는 경우에서와 동일한 방식으로 수행하되, 여기서는 알루미늄 지지체 대신에 양극화된 알루미늄 지지체를 사용하고 비점착성 코팅의 제조를 위해 프라이머 조성물 CP1 및 마감 조성물 CF3 및 CF4를 사용한다.

이어서 본 발명의 방법에 따라 코팅된 지지체를 본 출원의 전술된 일련의 시험에 적용한다.

이러한 상이한 시험들에 따라 수득된 결과는 하기 결과 표 1에 실시예 3' 및 4'로서 수집되어 있고, 이러한 실시예 3' 및 4'는 지지체로서 알루미늄이 아니라 양극화된 알루미늄을 사용한다는 것을 제외하고는 각각 실시예 3 및 4와 동일하다.

페라이트계 스테인레스강 지지체 상에서의 비점착성 코팅의 제조

상기에서 양극화되거나 양극화되지 않은 알루미늄 지지체를 사용하는 경우에서와 동일한 방식으로 수행하되, 페라이트계 스테인레스강 지지체를 사용한다. 비점착성 코팅의 제조를 위해, 프라이머 조성물 CP1 및 마감 조성물 CF3를 사용한다.

0.2 T의 값을 수득할 수 있게 하는 전자석을 사용하여 자기장을 발생시킨다.

이러한 상이한 시험들에 따라 수득된 결과는 하기 결과 표 1에 실시예 3"로서 수집되어 있고, 이러한 실시예 3"는 지지체로서 양극화된 알루미늄 (실시예 3') 또는 양극화되지 않은 알루미늄 (실시예 3) 대신에 페라이트계 스테인레스강을 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 3 및 3'과 동일하다.

Claims

가열되도록 의도된 지지체(2)를 포함하며, 상기 지지체(2)는 비점착성 코팅(4)에 의해 피복된 표면(3)을 포함하고, 상기 비점착성 코팅(4)은 연속 네트워크를 형성하는 하나 이상의 플루오로카본 수지계 소결 층(5, 5')을 포함하고, 상기 소결 층(5, 5')은 자화성 입자(50)와 비자화성 입자(51)의 혼합물을 추가로 포함하는 마감 층이고, 상기 자화성 입자의 일부는 지지체(2)의 표면에 대해 각 α로 경사지고 나머지 자화성 입자는 지지체(2)에 대해 실질적으로 평행하여 3차원 장식이 형성된 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제1항에 있어서, 자화성 입자(50)의 일부의 경사각 α가 20°내지 89°의 범위인 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제1항에 있어서, 자화성 입자(50)의 일부의 경사각 α가 45°내지 89°의 범위인 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제1항에 있어서, 자화성 입자(50)와 비자화성 입자(51)의 혼합물이 플루오로카본 수지계 소결 층(5, 5')의 중량을 기준으로 1 중량% 내지 5 중량%를 나타내는 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제4항에 있어서, 자화성 입자(50)와 비자화성 입자(51)의 혼합물이 플루오로카본 수지계 소결 층(5, 5')의 중량을 기준으로 2 중량% 내지 3 중량%를 나타내는 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 자화성 입자와 비자화성 입자의 혼합물 내의 비자화성 입자(51)의 백분율이 자화성 입자와 비자화성 입자의 혼합물의 총 중량에 대하여 15 중량% 내지 40 중량%의 범위인 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 자화성 입자(50)가 23 ㎛ 이하의 치수 D50을 나타내는 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 비자화성 입자(51)가 자화성 입자의 치수의 20% 내지 250% 범위의 치수 D90을 나타내는 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 자화성 입자 및 비자화성 입자가 플레이크(6)의 형태인 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 자화성 입자 및/또는 비자화성 입자가 표면 상에서 착색된 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제10항에 있어서, 자화성 입자 및/또는 비자화성 입자가 코어-쉘 구조를 나타내는 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 비자화성 입자가 운모, 알루미늄 또는 이산화티타늄 코팅된 운모로 이루어진 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 자화성 입자가 철, 산화철, 철 코팅된 알루미늄, 또는 철 코팅된 운모, 페라이트 형태의 철로 이루어진 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 소결 층(5, 5')이 단일 플루오로카본 수지 또는 플루오로카본 수지의 혼합물을, 단독으로 또는 다른 열안정성 수지와의 혼합물로서 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제14항에 있어서, 플루오로카본 수지가 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 테트라플루오로에틸렌 및 퍼플루오로 프로필 비닐 에테르의 공중합체 (PFA), 및 테트라플루오로에틸렌 및 헥사플루오로프로필렌의 공중합체 (FEP), 및 그의 조합으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 지지체(2)의 상기 표면(3)을 피복하는 연속 또는 불연속 경질 베이스 층을 포함하며, 상기 경질 베이스 층은 상기 비점착성 코팅(4)에 의해 피복된 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제16항에 있어서, 경질 베이스가 하기 특성:
- 지지체(2)를 구성하는 금속 또는 금속 합금의 경도보다 더 큰 경도,
- 지지체(2)를 구성하는 금속 또는 금속 합금의 융점 내지 비점착성 코팅(4)의 소결 수지(들)의 융점 범위의 융점, 및
- 2 ㎛ 내지 20 ㎛ 범위의 표면 조도 Ra
를 갖는 거친 에나멜 층인 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제16항에 있어서, 경질 베이스 층이 세라믹 및/또는 금속 및/또는 중합체성 물질로 제조된 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 비점착성 코팅(4)이
- 플루오로카본 수지 및 가능한 경우 결합 수지, 무기 또는 유기 충전제 및/또는 안료를 포함하는 하나 이상의 프라이머 베이스 층(8, 8'), 및
- 상기 프라이머 베이스 층(8, 8')을 피복하고 자화성 입자와 비자화성 입자의 혼합물을 추가로 포함하는 하나 이상의 소결 플루오로카본 수지계 마감 층(5, 5')
을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 비점착성 코팅(4)이, 하나 이상의 감온변색 SC 안료를 갖는 감온변색 안료 조성물을 포함하는 하나 이상의 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 용구(1).
- 미립자 형태의 하나 이상의 플루오로카본 수지를 기재로 하는 하나 이상의 조성물을 제조하는 단계이며, 여기서 상기 플루오로카본 수지는 단독으로서 또는 열안정성 결합 수지와의 혼합물로서 존재하며 200℃ 이상에 대해 내성을 갖는 것인 단계,
- 상기 조성물을 지지체(2)의 표면(3) 상에 적용하여 플루오로카본 수지 마감 층을 형성하는 단계, 및
- 3차원 장식을 포함하는 상기 마감 층에 의해 이로써 코팅된 가열 용구(1)를 350℃ 내지 450℃ 범위의 온도에서 경화시켜 상기 층을 소결시킴으로써 연속 네트워크를 형성하는 소결 플루오로카본 수지계 층(5, 5')을 수득하는 단계
를 포함하고, 상기 플루오로카본 수지계 조성물은 자화성 입자와 비자화성 입자의 혼합물을 추가로 포함하고, 경화 단계 전에 플루오로카본 수지 층에 자기장을 인가하여 자성 입자의 일부를 배향시킴으로써 상기 층 내에 3차원 장식을 형성하는 것을 특징으로 하는, 가열되도록 의도된 지지체(2)를 포함하는 가열 용구(1)의 제조 방법.
제21항에 있어서, 플루오로카본 수지계 조성물의 적용 후에 그리고 경화 단계 전에 자기장의 인가를 달성하는 것을 특징으로 하는, 가열되도록 의도된 지지체(2)를 포함하는 가열 용구(1)의 제조 방법.
제21항 또는 제22항에 있어서, 플루오로카본 수지계 조성물이 5 ㎛ 이하의 입자 크기를 갖는 플루오로카본 수지 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가열되도록 의도된 지지체(2)를 포함하는 가열 용구(1)의 제조 방법.
제23항에 있어서, 플루오로카본 수지 입자가 90 ㎚ 내지 300 ㎚ 범위의 치수를 갖는 것을 특징으로 하는, 가열되도록 의도된 지지체(2)를 포함하는 가열 용구(1)의 제조 방법.