KR102694271B1 - 다이아몬드 및 착색 마이카를 포함하는 논-스틱 세라믹 코팅 - Google Patents

다이아몬드 및 착색 마이카를 포함하는 논-스틱 세라믹 코팅 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강화된 세라믹 코팅 조성물로서, 베이스 논-스틱 세라믹 코팅 조성물 및 상기 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 중량%로 0.2 중량% 내지 2 중량%의 다이아몬드 첨가제 (DA)를 포함하고, 여기서 다이아몬드 첨가제는 다이아몬드 입자 및 마이카 입자를 포함하며, 상기 마이카 입자는 적색 및/또는 녹색 및/또는 청색 마이카 입자 등의 착색 마이카 입자를 포함하는 강화된 세라믹 코팅 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 개선된 세라믹 코팅으로 가공품을 코팅하는 방법, 및 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 사용하여 제조된 개선된 세라믹 코팅을 함유하는 건조 도막 코팅을 갖춘 가공품에 관한 것이다. 개선된 세라믹 코팅으로 코팅된 가공품은 내구성 논-스틱, 내스크래치성 및 내마모성을 겸비한 장점을 가진다.

Description

다이아몬드 및 착색 마이카를 포함하는 논-스틱 세라믹 코팅
본 발명은 개선된 경도, 내마모성, 내스크래치성 및 열전도성뿐만 아니라 내구성 및 오래 지속되는 논-스틱 (non-stick) 성질, 특히 증가된 내비등소금물성 (increased salt water boiling resistance)을 제공하는, 가공품을 위한 개선된 세라믹 코팅 및 세라믹 코팅 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 개선된 세라믹 코팅으로 코팅된 가공품에 관한 것이다. 또한 본 발명은 가공품, 예를 들어 조리 도구 물품을 코팅하기 위한 개선된 세라믹 코팅의 용도에 관한 것이다.
논-스틱 코팅은 예를 들어, 조리 도구, 소형 가전 제품과 냄비, 팬, 제빵기구, 기타 조리 도구 및 주방용품과 같이 오븐에 사용할 수 있는 그릇에 많이 적용된다. 논-스틱 코팅은 또한 칼 (칼날)과 같은 금속 날붙이 또는 저마찰 및 손쉬운 세척을 겸비한 내스크래치성 경표면이 유리한 다른 기구에도 적용될 수 있다. 또한 이것은 다양한 형태의 히터 (예: 나무를 태우는 스토브, 난방 보일러, 적외선 히터 등), 가스 버너 링, 오븐, 오븐 캐비티 팬, 냉장고, 다리미, 건축 자재, 건강 보조품, 퍼스널 케어 제품, 예컨대, 고데기 (hair straightener), 컬링기 (curling tong), 물 가열 요소, 및 금형, 컨베이어 벨트, 열교환기 표면 또는 용이한 세척, 음식물 이형성 (food release), 내식성 또는 저마찰이 요구되는 기타 표면과 같은 산업 제품 또는 장비 또는 가공 장비에 적용될 수도 있다.
당 기술 분야에서의 과제는 특히 조리 도구에 사용될 때, 열화없이 논-스틱 기능을 유지하면서 표면 마모 및 스크래치와 고온 (조리) 온도 및 짠 요리 매체에의 노출을 견뎌야 한다는 것이다. 실제로 열 및 열 충격 손상은 시간이 지남에 따라 논-스틱 효과를 손실시키는 원인으로, 예를 들어, 코팅 표면의 구조적 무결성 손실을 일으킨다. 짠 음식 또는 짠 조리 매체로 조리하는 것도 논-스틱 성질을 손실시키는 또 다른 잘 알려진 원인이다. 이러한 맥락에서 소비자 설문 조사인 HomeWorld Forecast 2014는 응답자의 약 53%가 차후 조리 도구 구매시 논-스틱 세라믹 조리 도구를 구매할 것이라는 결론을 내렸다. 소비자의 거의 절반은 논-스틱 표면이 시간이 지니도 용이한 음식물 이형 (논-스틱) 특성을 유지하는 것이 가장 중요하다고 언급했다. 이와 관련하여, 내비등소금물성이 논-스틱 (음식물 이형) 특성의 손실을 초래하는 것으로 알려진 논-스틱 세라믹 코팅의 가장 일반적으로 인용되는 약점 중 하나이다
EP2728040호에는 콜로이드성 실리카, 메틸트리메톡시실란, 탈염수, 이소프로판올, (비반응성) 실리콘 오일, 안료 및 다이아몬드분을 포함하는 다이아몬드 함유 세라믹 코팅 조성물이 개시되어 있다. 마이카 입자는 조성물에 안료, 또는 불활성 구조 필러로서 존재할 수 있다. EP2728040호의 경화된 코팅은 다이아몬드 입자가 없는 코팅에 비해 개선된 내스크래치성 및 열전도 특성을 가지지만, EP2728040호는 논-스틱 성질의 내구성에 대해서는 언급이 없다. 실제로, 논-스틱 성질의 개선을 목적으로 졸-겔에 실리콘 오일이 첨가되지만, 그 이점은 일시적이고 처음의 논-스틱 성질은 빠르게 없어진다.
WO2016188946호는 다이아몬드 및 임의로 마이카를 포함하는 다이아몬드 첨가제 함유 논-스틱 세라믹 코팅 조성물을 개시한다. WO2016188946호에서, 마이카는 금속성 반짝거림 또는 반사성 광채 효과를 제공하기 위해 다이아몬드 첨가제에 포함된다. 개선된 내스크래치성 외에도, WO2016188946호에 개시된 개선된 세라믹 코팅은 개선된 논-스틱 내구성을 가지며, 특히 연속적인 열 충격 처리를 받을 때 논-스틱 성능을 크게 유지하는 강화된 세라믹 코팅이다.
따라서, 고온에서 안정성이 개선되고 내마모성 및 열전도 특성이 개선된 다이아몬드를 함유하는 논-스틱 세라믹 코팅이 당 업계에 공지되어 있지만, 당 업계에서는 특히 증가된 내비등소금물성을 갖는 개선된 논-스틱 세라믹 코팅에 대한 요구가 남아 있다. 소금은 요리에 있어 흔한 성분이므로 일상적으로 사용되는 논-스틱 세라믹 코팅은 뜨거운 소금 함유 제품이나 액체와 정기적으로 접촉할 것이다. 따라서, 예를 들어 임의의 가공품에 사용하기 위해, 특히 조리 도구 물품상의 논-스틱 코팅에 대해, 뜨거운 염분 제품과 접촉할 때 논-스틱 성능의 내구성이 더 높은 논-스틱 세라믹 코팅이 필요하다.
발명의 요약
광범위한 실험 제형과 테스트를 거쳐, 본 발명자들은 종래 기술의 적어도 일부 문제점을 극복한, 특히 다이아몬드 함유 세라믹 코팅을 포함하는 종래 기술의 세라믹 코팅에 비해 훨씬 더 내구성이 있고 사용 저항성이 있는 논-스틱 효과를 갖는 개선된 세라믹 코팅 조성물을 실현하였다. 특히, 본 발명에서는, 소금이 든 식품 및 액체로 조리시 논-스틱 내성의 특성이 WO2016188946호의 다이아몬드 함유 세라믹 코팅으로 가능하다고 여겨지는 것 이상으로 상승적으로 향상되었다.
본 발명의 제 1 측면은 가공품에 적용되는 경우 논-스틱 세라믹 코팅을 제공하기 위한 세라믹 코팅 조성물을 제공하는 것으로서, 베이스 세라믹 코팅 조성물 및 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 중량%로 0.2 내지 2 중량%의 다이아몬드 첨가제를 포함하고, 여기서 다이아몬드 첨가제는 다이아몬드 입자 및 마이카 입자를 포함하며, 상기 마이카 입자는 착색 마이카 입자를 포함하고, 바람직하게는 상기 마이카 입자는 청색 및/또는 녹색 및/또는 적색으로 착색된 마이카 입자이다.
특정 구체예에서, 상기 착색 마이카 입자는 이산화티탄 및/또는 금속 산화물 층으로 코팅된 천연 또는 합성 마이카 입자를 포함한다. 이산화티탄 및/또는 금속 산화물 층의 두께는 바람직하게는 80 내지 160 nm, 바람직하게는 90 내지 150 nm이다.
특정 구체예에서, 본원에서 구상되는 다이아몬드 첨가제 중 다이아몬드 입자:마이카 입자의 중량비는 1:0.1 내지 1:3, 바람직하게는 1:1 내지 1:3의 범위이다.
특히, 베이스 세라믹 코팅 조성물은 실리카 또는 지르코니아를 포함하는 세라믹 코팅 조성물이다.
특정 구체예에서, 베이스 세라믹 코팅 조성물은 상기 세라믹 코팅 조성물 중에 90 중량% 초과로 존재하며, 여기서 중량%는 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 중량%이다.
특정 구체예에서, 상기 베이스 세라믹 코팅 조성물은 논-스틱 무기 세라믹 코팅 조성물, 논-스틱 하이브리드 세라믹 코팅 조성물 또는 논-스틱 졸-겔 세라믹 코팅 조성물이다.
특정 구체예에서, 상기 베이스 세라믹 코팅 조성물은
졸-겔 세라믹 조성물의 총 중량에 대한 중량%로
(a) 바인더로서 실란 또는 그의 올리고머 11 내지 20 중량%;
(b) 실리카 혼합물 19.5 내지 41.5 중량%;
(c) 기능성 필러 0 내지 19 중량%, 바람직하게는 3 내지 19 중량%;
(d) 원적외선 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말 2 내지 15 중량%;
를 포함하는 졸-겔 세라믹 코팅 조성물이다:
바람직하게는, 원적외선 및 음이온을 방출하는 상기 세라믹 분말은 원적외선 방출 물질 및 음이온 방출 원소를 포함한다.
본 발명의 다른 측면은 가공품, 특히 조리 도구 물품을 코팅하기 위한 본 발명에 따른 세라믹 코팅 조성물의 용도를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 다이아몬드 입자 및 청색 및/또는 녹색 및/또는 적색 마이카 입자를 포함하는 논-스틱 건조 도막 세라믹 코팅을 갖춘 가공품, 특히 조리 도구 물품 또는 나이프와 같은 금속 날붙이 물품에 관한 것으로, 바람직하게는 상기 건조 도막의 총 두께는 20 내지 60 ㎛이다. 논-스틱 건조 도막 세라믹 코팅은 본원에서 구상되는 세라믹 코팅 조성물을 함유하고, (i) BS7069에 의해 측정된 경우 10 내지 15 N의 내스크래치성; (ii) BS7069에 따라 45N의 힘을 사용하여 20,000 내지 90,000 사이클의 내마모성; (iii) EN 12983-1:1999에 따라 실온 및 200 ℃에서 10H 이상의 연필 경도; 및/또는 ASTM E-1461에 따라 측정된 2.4 내지 2.8 W.m-1K-1의 열 전도율을 가진다.
본 발명의 다른 측면은
A) 가공품의 표면을 조면화 (roughening)하는 단계,
B) 세라믹 코팅 조성물의 베이스 코트를 상기 조면화 가공한 표면에 적용하는 단계,
C) 본 출원에 따른 세라믹 코팅 조성물의 탑 코트를 습윤 베이스 코트 위에 적용하는 단계,
D) 베이스 코트 및 탑 코트를 경화시켜 가공품의 건조 도막 코팅을 수득하는 단계를 포함하는,
가공품의 표면을 코팅하는 방법을 제공한다.
특정 구체예에서, 본 발명에 따른 세라믹 코팅 조성물로 코팅된 가공품을 수득하는 방법은
- 가공품을 제공하는 단계;
- 제 1 용기에 실리카 혼합물, 기능성 필러, 원적외 복사선 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말을 포함하는 제 1 용액을 제공하는 단계;
- 제 2 용기에 바인더로서 실란 또는 그의 올리고머를 포함하는 제 2 용액을 제공하는 단계;
- 제 1 용기 내의 제 1 용액 및 제 2 용기 내의 제 2 용액을 예비 교반하는 단계;
- 상기 제 1 용액과 상기 제 2 용액을 혼합하여, 졸-겔 세라믹 조성물의 총 중량에 대한 중량%로 바인더로서 11 내지 20 중량%의 실란 또는 그의 올리고머, 19.5 내지 41.5 중량%의 실리카 혼합물; 0 내지 19 중량%, 바람직하게는 3 내지 19 중량%의 기능성 필러; 2 내지 15 중량%의 원적외선 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말을 포함하는 졸-겔 세라믹 코팅 조성물을 수득하는 단계;
- 논-스틱 졸-겔 세라믹 조성물을 교반 및 숙성시키는 단계;
- 논-스틱 졸-겔 세라믹 조성물에 다이아몬드 입자 및 착색 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제를 첨가하여 본 발명에 따른 0.2 중량% 내지 2 중량% 다이아몬드 첨가제를 함유하는 세라믹 코팅 조성물을 수득하는 단계;
- 세라믹 코팅 조성물을 여과하는 단계;
- 베이스 코팅 또는 추가 코팅, 바람직하게는 상부 코팅으로서 세라믹 코팅 조성물을 가공품 상에 적용하는 단계; 및
- 세라믹 코팅 조성물을 경화시켜 본 발명에 따른 세라믹 코팅 조성물을 함유하는 도막으로 코팅된 가공품을 수득하는 단계;
를 포함한다.
본 발명의 다른 측면은 세라믹 코팅 조성물에 논-스틱 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 중량%로 0.2 중량% 내지 2 중량%의 다이아몬드 첨가제를 첨가하는 단계를 포함하며, 상기 다이아몬드 첨가제는 다이아몬드 입자 및 청색 및/또는 녹색 및/또는 적색 입자를 포함하는, 논-스틱 세라믹 코팅의 내비등소금물성 논-스틱 성능을 개선시키는 방법에 관한 것이다.
발명의 상세한 설명
본 발명에 사용되는 본원의 방법을 설명하기 전에, 본 발명은 설명되는 특정 방법, 구성 요소 또는 장치로 제한되지 않으며, 그러한 방법, 구성 요소 및 장치는 물론 변경될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 본 발명의 범위는 청구범위만으로 제한될 것이기 때문에, 본원에서 사용되는 용어는 제한하려는 의도가 아닌 것으로 이해해야 한다.
본원에서 사용되는 단수 형태의 용어는 문맥상 명확하게 다르게 지시하지 않는 한 단수 및 복수의 대상을 모두 포함한다.
본원에서 사용되는 용어 "포함하는", "포함한다" 및 "~로 구성된다"는 "가지는", "가진다" 또는 "함유하는", "함유한다"와 동의어이고, 포괄적이거나 또는 제한을 두지 않으며, 추가적인, 인용되지 않은 멤버, 요소 또는 방법의 단계를 배제하지 않는다. 또한, 용어 "포함하는", "포함한다" 및 "~로 구성된다"는 용어 "~로 이루어진다"를 포함한다.
종점에 의한 수치 범위의 인용은 인용된 종점 뿐만 아니라 각 범위 내에 포함된 모든 수와 분수를 포함한다.
본원에 인용된 모든 문헌은 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.
본원에서 사용되는 용어 "약"은, 파라미터, 양, 시간적 지속기간 등과 같은 측정 가능한 값이 언급되는 경우, 특정 값의 그리고 특정 값으로부터, 그러한 변동이 본원에 개시된 발명을 수행하기에 적합하다면, ±10% 이하, 바람직하게는 ±5% 이하, 보다 바람직하게는 ±1% 이하, 보다 더 바람직하게는 ± 0.1% 이하의 변동을 포함하는 것을 의미한다. 수식어 "약"이 의미하는 값은 또한 구체적으로 그 자체와, 바람직하게는 개시된 것으로 이해해야 한다.
달리 정의하지 않는 한, 기술적 및 과학적 용어를 포함하여, 본 발명을 개시하는데 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 추가 지침에 의해, 상세한 설명에서 사용되는 용어에 대한 정의가 본 발명의 교시를 더욱 잘 이해하기 위해 포함된다.
본원 전반에 걸쳐 "일 구체예" 또는 "구체예"는 구체예와 관련하여 기술된 특정의 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 일 구체예에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 본원 명세서 전반에 걸쳐 다양한 곳에서 "일 구체예에서" 또는 "구체예에서"라는 문구가 나오면 모두 반드시 동일한 구체예를 지칭하지 않지만, 그럴 수는 있다. 또한, 특정의 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 구체예에서 이러한 개시내용으로부터 당업자에게 명백하듯이, 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 또한, 본원에서 설명된 일부 구체예는 다른 구체예에 포함된 일부 특징들을 포함하나, 다른 특징들을 포함하지 않고, 서로 다른 구체예에서의 특징들의 조합은 본 발명의 범위 내에 있는 것을 의미하고, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 상이한 구체예를 형성한다. 예를 들면, 하기 청구번위에서, 임의의 청구된 구체예들은 임의의 조합으로 사용될 수 있다.
본 발명은 코팅의 논-스틱 성질 또는 논-스틱 이형 성능의 내구성이 향상된 개선된 세라믹 코팅 및 개선된 세라믹 코팅 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물은 표면 상에 적용되는 경우, 개선된 경도, 내마모성, 열전도율 및 내스크래치성의 특성 외에도 상기 표면 상에서 내비등소금물성이 매우 높은 논-스틱 성질의 논-스틱 세라믹 코팅으로 이어진다. 본 발명의 개선된 세라믹 코팅은 이러한 제품이 의도되는 일반 가정용으로 사용되는 경우 일상적인 조건에 노출될 때 향상된 내구성을 갖는다. 본원에서 구상되는 바와 같이, 개선된 세라믹 코팅은 눌러붙지 않으며, 즉 조리 동안/후 음식과 같은 제품이 세라믹 코팅의 표면으로부터 쉽게 이형된다. 개선된 세라믹 코팅 및 개선된 세라믹 코팅 조성물은, 예를 들어, 논-스틱 조리 도구, 특히 오븐 또는 스토브 탑용 냄비 및 팬뿐만 아니라 오븐에 사용할 수 있는 그릇, 제빵 기구 및 소형 가정용 조리 도구에서 많은 용도를 가진다. 적용은 오븐 캐비티, 가스 버너 링, 의류 다리미, 고데기 및 헤어컬 아이론과 같은 헤어 케어 제품과 같이 논-스틱 성질이 유리한 용도를 포함한다. 이것은 또한 마찰이 적고 세정이 쉬운 단단한 표면이 요구되는 칼 또는 기타 기구와 같은 금속 날붙이류에도 적용할 수 있다. 이의 용도에는 나무를 태우는 스토브, 가열 보일러, 히터와 같이 논-스틱 성질이 요구되지 않는 응용 분야에서의 적용이 포함된다. 다른 용도로는 건강 보조품, 건축 자재 및 산업 제품이 있다.
광범위한 실험실 테스트를 거쳐, 본 발명자들은 논-스틱 세라믹 코팅 및 세라믹 코팅 조성물의 분야에서 추가 개선을 실현하였다. 본 발명자들은 놀랍게도 특정의 착색 마이카 입자, 특히 청색 및/또는 적색 및/또는 녹색 마이카 입자와 다이아몬드 입자의 조합이 특히 끓는 소금물에 대한 코팅의 저항성과 관련하여 다이아몬드 함유 논-스틱 세라믹 코팅의 성능 및 내구성에 상승 효과를 갖는다는 것을 발견하였다. 특히, 다이아몬드 입자 및 착색 마이카 입자를 포함하는 본원에 기술된 코팅 및 코팅 조성물은 기존의 (비-다이아몬드) 논-스틱 세라믹 코팅, 또는 심지어 예를 들어 WO2016188946호에 개시된 것과 같은 다이아몬드를 함유하는 강화된 세라믹 코팅에 비해 논-스틱 성질 또는 논-스틱 이형 성능, 특히 내비등소금물성 논-스틱의 수명이 현저히 증가되었다. 달리 말하면, 본 발명의 코팅의 논-스틱 성질은 우수한 내마모성을 갖는다. 본 발명자들은 놀랍게도, 다이아몬드 입자 및 특정의 착색 마이카 입자 (특히 청색 및/또는 녹색 및/또는 적색으로 착색된 마이카 입자)를 포함하는 저수준의 다이아몬드 첨가제를 논-스틱 세라믹 코팅 조성물에 첨가하게 되면 논-스틱 성질의 내구성과 수명이 크게 상승적으로 증가하는 것과 함께 증가된 내마모성 및 내스크래치성, 향상된 내비등소금물성 논-스틱 성질 및 증가된 열전도성 (열의 흐름에 대한 열 저항을 낮추어 조리 도구의 음식 접촉 표면을 보다 빠르게 가열하고 균일한 가열을 가능하게 함)을 겸비한 강화된 논-스틱 세라믹 코팅의 개선에 이를 수 있다는 것을 발견하였다. 유리하게는, 본원에서 구상되는 세라믹 코팅 및 세라믹 코팅 조성물은 가정용 (특히 한 번의 식기 세척기 사이클, 2 회 온도 처리 및 소금물 비등 처리를 포함하는 처리, 1D+2TS+SW로 약칭)을 시뮬레이션한 조건 하에서 더 오래 지속되는 논-스틱 성능을 입증하고; 대단히 높은 내소금물성 논-스틱 특성을 가지며; 내마모성이 개선된 논-스틱 성질을 갖고; 상당히 향상된 열전달성을 나타낸다.
본 발명의 제 1 측면은 일반적으로 다이아몬드 입자 및 착색 마이카 입자를 포함하는 세라믹 코팅 및 개선된 세라믹 코팅 조성물을 제공하며, 여기서 코팅은 가공품 상에 적용되는 경우 그의 논-스틱 성질의 내구성이 놀랍게도 WO2016188946호에 개시된 바와 같은 비착색 마이카 입자를 임의로 포함하는 강화된 다이아몬드 함유 세라믹 코팅 (조성물)의 논-스틱 내구성을 초과하여 증가된다. 본 발명에 따른 내구성의 논-스틱 성질을 갖는 세라믹 코팅용 세라믹 코팅 조성물은 다이아몬드 첨가제 (또한 DA라고도 함)가 첨가된 당 업계에 일반적으로 공지된 바와 같은 베이스 또는 통상적인 세라믹 코팅 조성물 (본원에서 CCC라고도 함)에 를 포함하며, 여기서 다이아몬드 첨가제는 구체적으로 다이아몬드 입자 및 특정의 착색 마이카 입자, 특히 청색 및/또는 녹색 및/또는 적색으로 착색된 마이카 입자를 포함한다. 본원에서 구상되는 개선된 세라믹 코팅 조성물은 가공품에 추가의 논-스틱층 (예를 들어, 탑 코트)으로서 2 층 또는 다층의 논-스틱 코팅의 베이스 코트층 또는 하부 코트층 위에 적용될 수 있다. 본원에 정의된 바와 같은 다이아몬드 첨가제가 예를 들어 조리 도구 물품을 위한 논-스틱 세라믹 코팅의 상층 또는 상부 코트층에 첨가되는 경우, 다이아몬드 및/또는 마이카 입자는 가장 유용한 곳, 즉 식품과 접촉하는 층에 존재한다.
본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅은 코팅의 논-스틱 성질의 내구성이 개선되었거나, 다르게 말하면, 특히 뜨거운 짠 용액 또는 짠 제품과 접촉할 때 코팅의 논-스틱 성질이 더 오래 지속된다. 또한, 본원에서 구상되는 개선된 세라믹 코팅은 상응하는 베이스 또는 통상적인 세라믹 코팅 조성물 CCC로부터 유도된 비-다이아몬드 첨가제 코팅과 비교하여 향상된 열 전도성을 가지며, 심지어 착색 마이카 없이 다이아몬드 첨가제를 포함하는 세라믹 코팅의 열 전도성에 비해 개선된 것으로 나타났다. 본원에 교시된 개선된 세라믹 코팅은 또한 장식용일 수 있다.
가공품 상에 적용될 때 개선된 세라믹 코팅을 형성하는 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅 조성물은 업계에 일반적으로 공지되어 있고 본원에서 CCC로 지칭되는 베이스 또는 통상적인 세라믹 코팅 조성물 및 0.1 중량% 내지 2 중량%의 다이아몬드 첨가제 (DA), 바람직하게는 0.1 중량% 내지 1 중량%의 다이아몬드 첨가제를 포함하며, 이때 중량%는 개선된 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 것이고, 다이아몬드 첨가제는 다이아몬드 입자 및 특정의 착색 마이카 입자, 특히 청색 및/또는 녹색 및/또는 적색 마이카 입자를 포함한다.
용어 "코팅 조성물"은 코팅을 형성할 수 있는 조성물을 지칭한다.
용어 "코팅" 및 "코팅층"은 상호교환적으로 사용될 수 있으며, 일반적으로 기재로 지칭되는 대상물 또는 가공품의 적어도 일부 (표면)에 적용되고 결합되는 커버링 (covering)을 지칭한다. 용어 "중량%" 또는 "wt%"는 총 중량과 비교한 (즉, 그에 대한) 중량 퍼센트를 의미한다.
본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅 조성물은 0.1 내지 2 중량%의 다이아몬드 첨가제, 바람직하게는 0.1 내지 1 중량%의 다이아몬드 첨가제를 포함하며, 여기서 중량%는 본원에 추가로 정의된 바와 같은 베이스 세라믹 코팅 조성물 CCC에 첨가된 개선된 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 것이다. 본원에서 구상되는 다이아몬드 첨가제는 다이아몬드, 바람직하게는 단결정 다이아몬드, 및 본원에서 추가로 정의된 바와 같은 특정 마이카 입자, 특히 착색 마이카를 포함한다.
다이아몬드 첨가제는 바람직하게는 건조 분말로서 베이스 세라믹 코팅 조성물에 첨가된다. 그러나, 이는 존재하는 하나 이상의 용매에 분산된 분말의 현탁액으로서 첨가될 수도 있다. 하나 이상의 용매는 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅 조성물에 존재하는 용매 중 하나 이상일 수 있다.
다이아몬드는 다이아몬드 첨가제에 입자, 특히 단결정으로서 존재한다. 다이아몬드 입자는 표준 기술, 예를 들어 입도 분석기를 사용하여 측정하였을 때 4 ㎛ 내지 8 ㎛의 크기 범위를 가질 수 있다. 바람직하게는, 다이아몬드 입자는 0.3 아래의 입자 분산도 (다분산도 지수 또는 PDI)를 갖는다. 다이아몬드 입자는 합성 다이아몬드 또는 천연 다이아몬드일 수 있고 공업용이거나 다른 것일 수 있다. 다이아몬드는 조리 도구 적용을 위한 정기적인 음식 접촉에 적합할 수 있다.
다이아몬드 첨가제는 마이카 입자로서 착색 마이카를 추가로 포함한다. 마이카 입자는 표준 기술, 예를 들어 입자 크기 분석기를 사용하여 측정하였을 때 5 ㎛ 내지 100 ㎛의 크기 범위를 가질 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 다이아몬드 첨가제는 특정의 착색 마이카 입자, 특히 청색 및/또는 녹색 및/또는 적색으로 착색된 마이카 입자를 포함한다.
마이카는 시트 실리케이트 (필로실리케이트) 광물군에 대한 일반적인 명칭으로, 즉 층상 또는 판상 구조 및 유사한 분자식을 가진다. 마이카는 약 2 내지 3의 모스 경도를 갖는다. 백마이카는 가장 흔한 마이카 광물 중 하나로서, 화학식 KAl2 (AlSi3O10)(F,OH)2 또는 (KF)2(Al2O3)(SiO2)6H2O)의 알루미늄 및 칼륨의 수화된 필로실리케이트 광물이다. 이것은 전형적으로 무색 또는 흰색-회색이며 투명하거나 반투명할 수 있다. 합성 마이카도 또한 존재한다 (예를 들어, 플루오로플로고파이트, KMg3AlSi3O10F2). 합성 마이카는 광휘, 고순도, 매끄러운 표면 또는 유해 물질, 예를 들어 Hg, Pb, As 등의 부재와 같이 천연 마이카에 비해 우수한 특성을 가질 수 있다.
이산화티탄 (Ti02) 및/또는 다른 금속 산화물 (예를 들어, 산화철 또는 산화주석)으로 코팅된 (천연 또는 합성) 마이카를 포함하는 안료 (즉, 착색 물질)는 당 업계에 공지되어 있다. 산화물 코팅은 마이카 입자의 표면에 침착된 박막 형태이다. 이들 안료는 코팅층의 두께에 따라 반사 색을 생성한다.
따라서, 특정 구체예에서, 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물은 베이스 세라믹 코팅 조성물 및 다이아몬드 첨가제를 포함하고, 여기서 다이아몬드 첨가제는 다이아몬드 및 착색 마이카 입자를 포함하며, 상기 착색 마이카 입자는 이산화티탄 (Ti02) 및/또는 금속 산화물 층 (예를 들어, 산화철, 산화주석)으로 코팅된 천연 또는 합성 마이카 입자를 포함한다. 특정 구체예에서, 이산화티탄 및/또는 금속 산화물 층의 두께는 80 내지 160 nm, 바람직하게는 90 내지 150 nm이다.
특정 구체예에서, 다이아몬드 첨가제는 100 내지 140 nm의 이산화티탄 및/또는 금속 산화물 층으로 코팅된 천연 또는 합성 마이카 입자로 구성된 청색 마이카 입자를 포함한다.
특정 구체예에서, 다이아몬드 첨가제는 140 내지 160 nm의 이산화티탄 및/또는 금속 산화물 층으로 코팅된 천연 또는 합성 마이카 입자로 구성된 녹색 마이카 입자를 포함한다.
특정 구체예에서, 다이아몬드 첨가제는 80 내지 100 nm의 이산화티탄 및/또는 금속 산화물 층으로 코팅된 천연 또는 합성 마이카 입자로 구성된 적색 마이카 입자를 포함한다.
다이아몬드 첨가제는 본원에서 구상되는 착색 마이카의 혼합물을 포함할 수 있다. 착색 마이카 이외에도, 다이아몬드 첨가제는 또한 예를 들어 CAS 12001-26-2로 지정된 것 (백마이카)과 같은 기타 비착색, 코팅 또는 비코팅 유형의 마이카를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 마이카는 조리 도구 적용을 위해 식품 접촉에 적합하다.
본원에서 구상되는 다이아몬드 첨가제에서 다이아몬드:마이카의 중량비는 1:0.1 또는 1:0.5 내지 1:3, 바람직하게는 1:1 내지 1:3, 예컨대 1:2 내지 1:3이다.
다이아몬드 첨가제에 적어도 20 중량%의 다이아몬드, 보다 바람직하게는 25 중량% 내지 30 중량%의 다이아몬드가 있을 수 있다. 따라서, 본원에서 구상되는 개선된 세라믹 코팅 조성물은 0.02 내지 0.65 중량%의 다이아몬드 입자, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량%의 다이아몬드 입자, 예컨대 0.1 내지 0.4 중량%의 다이아몬드 입자, 및 0.05 내지 1.5 중량%의 마이카 입자, 바람직하게는 0.1 내지 1.0 중량% 또는 0.1 내지 0.6 중량%의 마이카 입자를 포함하며, 여기서 중량%는 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 것이다.
본 발명의 개선된 논-스틱 세라믹 코팅은 그의 논-스틱 성질의 증가된 수명, 특히 내비등소금물성이 증가된 논-스틱 성질을 갖는다. 본원에서 구상되는 바와 같이, 코팅, 특히 세라믹 코팅의 논-스틱 또는 논-스틱 이형 성능은 영국 표준 (British Standard; BS) 7069:1988에 적합화된 CMA (Cookware Manufacturers Association) 표준 프라이드 에그 테스트 (CMA 표준 매뉴얼 (2012), p.81)를 수행함으로써 평가될 수 있고, 여기에서 계란의 이형은 다음과 같이 등급이 매겨진다:
5 등급 - 논-스틱 성질 우수: 계란의 중앙 또는 가장자리가 달라 붙지 않음. 주걱으로 밀지 않아도 쉽게 미끄러짐. 자국이나 잔류물이 남지 않음.
4 등급 - 논-스틱 성질 양호: 가장자리 주위가 약간 달라 붙음. 주걱으로 움직이면 쉽게 미끄러짐. 약간의 흔적은 남지만, 잔류물은 남지 않음.
3 등급 - 논-스틱 성질 보통: 가장자리가 보통 정도로 달라 붙고, 중앙이 약간 달라 붙음. 가파르게 기울이고 흔들리는 경우에만 미끄러지고, 주걱으로 밀어야 함. 흔적과 약간의 잔류물이 남음.
2 등급 - 논-스틱 성질 불량: 계란을 떼어내기 위해 상당한 노력이 필요하지만, 주걱으로 온전하게 유지할 수 있음. 미끄러지지 않음. 중간 정도의 잔류물을 남김.
1 등급 - 논-스틱 성질 매우 불량: 깨지 않고 표면에서 계란을 떼어낼 수 없음.
종래의 세라믹 코팅 (조성물) 또는 다이아몬드를 포함하는 종래의 세라믹 코팅 (조성물)의 논-스틱 내구성과 본원에서 구상되는 다이아몬드 및 특정의 착색 마이카 입자를 포함하는 개선된 세라믹 코팅 조성물의 논-스틱 내구성을 비교함으로써, 베이스 세라믹 코팅 조성물 CCC에 다이아몬드 및 착색 마이카의 첨가로 인해 논-스틱 성질의 내구성 증가를 평가하는 것이 가능할 수 있다.
본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물에 기반한 논-스틱 세라믹 코팅은 전형적으로 새것일 때 완벽한 논-스틱 성능을 가지며, 프라이드 에그 테스트에서 5 등급의 점수를 획득하였다 (즉, 완벽한 이형: 계란 이형 후 잔류물이 표면에 남아 있지 않음).
본원에서 구상되는, 코팅의 논-스틱 성질의 내구성은 코팅의 논-스틱 성질을 5 등급에서 1 등급으로 감소시키기 위해 요구되는 한 번의 ENV12785-1:1998 표준 식기 세척기 테스트 (1DW) + 2 회 온도 충격 (260 ℃; 10 분, 이어 담금질) (2TS) + 소금물 비등 단계 (SW)로 구성되는 사이클 수를 결정함으로써 측정될 수 있으며, 여기서 각 사이클 전후 코팅의 논-스틱 성질은 표준 CMA 프라이드 에그 테스트를 수행하여 평가된다. 유리하게는, 이 분석 방법은 가정용을 시뮬레이션한 것이다. 보다 구체적으로, 논-스틱 내구성의 평가는 다음 단계를 포함한다:
(i) 표준 CMA 프라이드 에그 테스트 (5 회)를 통해 5 등급 (완벽히 눌러붙지 않음) 내지 1 등급 (계란이 들러붙음)의 스케일로 코팅 (조리 도구 물품에 적용)의 초기 논-스틱 성질 또는 논-스틱 이형 성능을 평가한다. 코팅은 테스트 전에 표면 결함이 없어야만 하는 것으로 이해된다;
(ii) 계란 잔류물을 제거하기 위해 ENV12875-1:1998 표준 식기 세척기 테스트를 수행한다;
(iii) 코팅에 온도 충격을 가하고 (10 분 동안 260 ℃, 이어서 담금질), 온도 충격 처리를 반복한다 (즉, 2 회 온도 충격 처리). 온도 충격 처리에는 (가공품의) 내부 베이스 중심을 260 ℃의 온도로 가열하고 해당 온도를 10 분 동안 유지하는 것이 포함된다. 다음으로, 샘플을 주위 온도에서 수돗물에 즉시 담근다;
(iv) 코팅을 끓는 소금물 (0.5% NaCl)과 2 시간 동안 접촉시킨다;
(v) CMA 표준 프라이드 에그 테스트 (2 회)를 통해 논-스틱 성질을 평가한다;
(vi) 논-스틱 성질이 1 등급 (예: 계란이 들러붙음)으로 감소될 때까지 단계 (ii) 내지 (v)를 반복한다.
유리하게는, 상기 1DW+2TS+SW 절차에 의해 평가된 본 발명의 개선된 세라믹 코팅의 논-스틱 성질의 내구성은 다이아몬드 첨가제를 포함하지 않는 베이스 세라믹 코팅의 논-스틱 내구성보다 적어도 100% 또는 150% (예를 들어, 200%) 더 길고, 착색 마이카 입자 없이 다이아몬드 첨가제를 포함하는 베이스 세라믹 코팅의 논-스틱 내구성보다 적어도 25% 또는 적어도 50% 더 길다.
유리하게는, 본원에서 구상된 바와 같은 다이아몬드 입자 및 착색 마이카 입자를 포함하는 개선된 세라믹 코팅은 또한 (끓는) 소금물에 대한 논-스틱 성능의 개선된 내구성을 나타내며, 이는 3 시간의 끓는 5% 소금물 반복 후 CMA 프라이드 에그 테스트를 수행함으로써 평가될 수 있다. 논-스틱 이형 등급이 1이 될 때까지 소금물 끓임 후 프라이드 에그 테스트를 반복한다. 논-스틱 성질의 수명은 논-스틱 성질을 파괴하는 데 필요한 소금물 비등 시간으로 표현된다. 유리하게는, 이 분석 방법은 짠 음식 제품의 조리에서 논-스틱 코팅의 사용을 시뮬레이션한다. 보다 구체적으로, 5% 소금물 비등 테스트를 통한 논-스틱 내구성 또는 논-스틱 이형 성능의 평가는 다음 단계를 포함한다:
(i) 표준 CMA 프라이드 에그 테스트를 통해 5 등급 (완벽히 눌러붙지 않음) 내지 1 등급 (계란이 들러붙음)의 스케일로 코팅 (조리 도구 물품에 적용)의 초기 논-스틱 성질 또는 논-스틱 이형 성능을 평가한다;
(ii) 조리 도구 가공품에 5% 소금 용액을 가공품 측벽의 절반보다 높은 수준으로 채운다;
(iii) 용액의 온도를 3 시간 동안 끓는 상태로 유지한다;
(iv) CMA 표준 프라이드 에그 테스트 (2 회)를 통해 논-스틱 성질을 평가한다;
(v) 논-스틱 성질이 1 등급 (예: 계란이 들러붙음)으로 감소될 때까지 단계 (ii) 내지 (iv)를 반복한다.
유리하게는, 특히 상기 5% 소금물 비등 테스트에 의해 평가된 바와 같이, 짠 용액 또는 식품에 대한 본 발명의 개선된 세라믹 코팅의 논-스틱 성질의 내구성은 다이아몬드 첨가제를 포함하지 않는 베이스 세라믹 코팅 CCC의 논-스틱 내구성보다 적어도 400%, 적어도 500%, 심지어는 적어도 600% 또는 700% 더 길다. 또한, 놀랍게도, 본 발명의 개선된 세라믹 코팅의 논-스틱 성질의 5% 소금물 비등 내구성은 착색 마이카 입자 없이 다이아몬드 첨가제를 포함하는 베이스 세라믹 코팅의 논-스틱 내구성보다 적어도 300% 또는 적어도 400% 길다.
유리하게는, 본원에서 구상되는 바와 같은 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물은 마모에 대한 논-스틱 성능의 개선된 내구성을 나타내며, 이는 BS7069:1988 마모 시험 (15N의 힘) 후 CMA 표준 프라이드 에그 시험을 수행함으로써 평가될 수 있다. 특히, 마모 - 프라이드 에그 테스트는 다음 단계로 구성된다:
(i) 표준 CMA 프라이드 에그 테스트를 통해 5 등급 (완벽히 눌러붙지 않음) 내지 1 등급 (계란이 들러붙음)의 스케일로 코팅 (조리 도구 물품에 적용)의 초기 논-스틱 성질 또는 논-스틱 이형 성능을 평가한다;
(ii) 3M 7447B 스카치-브라이트 연마 패드 및 15N (즉, 1.5 kg)의 힘을 사용하여 조리 도구 가공품에 적용된 코팅에 대해 마모 테스트를 수행한다 (250 사이클마다 연마 패드를 갈아줌);
(iii) CMA 표준 프라이드 에그 테스트 (2 회)를 통해 논-스틱 성질을 평가한다;
(iv) 논-스틱 성질이 1 등급 (예: 계란이 들러붙음)으로 감소될 때까지 단계 (ii) 내지 (iii)을 반복한다.
유리하게는, 상기 마모 - 프라이드 에그 테스트에 의해 평가된 본 발명의 개선된 세라믹 코팅의 논-스틱 내구성은 다이아몬드 첨가제를 포함하지 않는 베이스 세라믹 코팅의 논-스틱 내구성보다 적어도 100% 또는 150% (예를 들어, 200%) 더 길고, 착색 마이카 입자 없이 다이아몬드 첨가제를 포함하는 베이스 세라믹 코팅의 논-스틱 내구성보다 적어도 25%, 적어도 50% (예를 들어, 적어도 100%) 더 길다.
본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물은 다이아몬드가 없는 베이스 세라믹 코팅 조성물에 첨가되는 본원에 정의된 바와 같은 다이아몬드 첨가제를 포함한다. 본원에서 구상되는 소위 베이스 세라믹 코팅 조성물 (CCC)은 Si 또는 Zr을 함유하는 임의의 논-스틱 세라믹 코팅 조성물일 수 있다. 이는 무기 세라믹 코팅 조성물 또는 하이브리드 세라믹 코팅 조성물일 수 있다. 이것은 졸-겔 세라믹 코팅 조성물일 수 있다. 이것은 액체 또는 겔일 수 있다. 본 출원에 따른 개선된 세라믹 코팅 조성물은 다이아몬드 입자 및 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제가 첨가된 베이스 세라믹 코팅을 포함한다. 특정 구체예에서, 개선된 세라믹 코팅 조성물은 80 중량% 초과의 CCC, 바람직하게는 90% 초과, 보다 바람직하게는 95% 초과의 CCC, 바람직하게는 99.9 중량% 이하의 베이스 세라믹 코팅 조성물 (CCC)을 함유한다. 가장 바람직하게는, 개선된 세라믹 코팅은 98 내지 99.9 중량%의 베이스 세라믹 코팅 조성물을 함유할 수 있으며, 개선된 세라믹 코팅 조성물의 잔량은 본원에서 구상되는 바와 같은 다이아몬드 입자 및 착색 마이카 입자 (특히 청색 및/또는 적색 및/또는 녹색)를 포함하는 다이아몬드 첨가제가 구성한다. 개선된 세라믹 코팅 조성물은 특히 액체 조성물로서 제공된다. 특정 구체예에서, 베이스 세라믹 코팅 조성물 및 다이아몬드 첨가제는 실리콘 오일을 포함하지 않는다.
무기 CCC는 지르코늄 (지르코니아 세라믹을 형성)과 같은 상이한 금속을 기반으로 할 수 있지만, 무기물로서 바람직하게는 실리카를 함유할 수 있는 임의의 것일 수 있다. 무기 세라믹 코팅은 당업계에 주지되어 있고, 본원에서 설명되는 코팅 뿐만 아니라, 감온성 코팅, 논-스틱 코팅을 포함한다. 용어 "무기물"은 유기 물질로 구성되지 않은 것을 지칭한다. 무기 화합물은 전통적으로 지질 시스템의 작용으로 합성된 것으로 여겨진다. 반대로, 유기 화합물은 생물학적 시스템에서 발견된다. 무기 화학은 탄소가 없는 분자에 대한 것이다. 전형적으로, 들러붙지 않는 무기 CCC는 실란 또는 그의 올리고머를 함유한다.
용어 "하이브리드 세라믹 코팅 (조성물)" (하이브리드 CCC)은 무기물-유기물인 세라믹 코팅을 지칭한다. 이러한 코팅은 Si 및 C 원자를 둘 다 함유하는 올리고머 또는 폴리머 사슬을 포함한다. 하이브리드 CCC는 논-스틱 코팅 분야에 공지되어 있다. 하이브리드 CCC는 전형적으로, 상대적으로 높은 비율의 Si (즉, 사슬의 무기물 부분) 대 유기 물질 (즉, 사슬의 유기물 부분)을 갖는 실리콘 타입 수지 (바인더)를 함유한다. Si-원자는 그들 사이에 유기 연결을 갖는 Si 원자 백본 (backbone)을 포함하는 올리고머 사슬의 일부를 형성할 수 있다. 이들 사슬은 실란이거나 아닐 수 있다. 하이브리드 CCC의 예는 테트라에톡시실란의 폴리머이다.
하이브리드 CCC의 사슬은 일반적으로 코팅 제조업체에 의해 미리 형성된다. 하이브리드 CCC를 이용한 합성 화학 (즉, 합성)은 일반적으로 코팅 제조업체에 의해 이미 수행되어 왔다. 일반적으로 말하는 이들 하이브리드 코팅의 물리적/기계적 특성은 대략 무기 세라믹 유사 (inorganic ceramic-like)에서 유기물 유사 (organic-like) 사이일 수 있으며, 예를 들면, 실리콘 폴리에스테르 비스틱 코팅보다 단단하고 내온도성이 우수하나, 무기 세라믹 비스틱 코팅보다는 덜 단단하고 내온도성이 낮을 수 있다.
하이브리드 세라믹의 일례는, Fruto Chemicals Company Ltd (중국) 제 하이브리드 세라믹으로서, 비-식품 응용분야에 적합할 수 있고, 세라믹-실리콘 수지 (CAS 넘버: 67763-03-5, 40-50 중량%); PMA/IPA 용매 (CAS 넘버: 108-65-6, 10-20 중량%); 이산화티탄 (CAS 넘버: 13463-67-7 20-30 중량%); 카본 블랙 (CAS 넘버: 1333-86-4, 8 중량%); 산화코발트 (CAS 넘버: 1307-96-6, 5-10 중량%); 산화철 (CAS 넘버: 1309-38-02, 5-10 중량%); 트리메틸아민 (CAS 넘버: 121-44-8, 0.5-1 중량%); 위스커 필러 (8-15 중량%); 마이카 (CAS 넘버: 12001-26-2, 0.2-1 중량%); 계면활성제 (0.5 중량%)를 포함하는 것이다.
본원에서 구상되는 베이스 세라믹 코팅 조성물 CCC는 졸-겔 타입일 수 있다. 졸-겔 타입의 세라믹 코팅은 당업계에 공지되어 있고, 전형적으로 실란 또는 그의 올리고머 및 실리카를 포함하는 바인더의 혼합물을 함유한다. 졸-겔은 유기물 또는 하이브리드일 수 있다. 일반적으로 졸-겔에서, 실란 모노머는 숙성 반응 중 올리고머화하여 올리고-실란을 생성하고, 이어서, 올리고-실란은 기재의 표면에서 산화물에 결합한 후, 적용 후 건조/경화 단계 동안 추가로 중합된다.
본 발명의 일 구체예에 따라, 개선된 세라믹 코팅 조성물은 본원에서 구상된 바와 같은 다이아몬드 입자 및 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제 및 졸-겔 세라믹 코팅 조성물을 포함하고, 상기 졸-겔 세라믹 코팅 조성물은
졸-겔 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 중량%로,
(a) 바인더로서 실란 또는 그의 올리고머 11 내지 20 중량%;
(b) 실리카 혼합물 19.5 내지 41.5 중량%;
(c) 기능성 필러 0 내지 19 중량%;
(d) 원적외선 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말 2 내지 15 중량%; 및
(e) 색을 생성하는 안료 0 내지 25 중량%;
를 포함한다.
특히 유리한 구체예에서, 개선된 세라믹 코팅 조성물은 본원에서 구상된 바와 같은 다이아몬드 입자 및 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제 및 졸-겔 세라믹 코팅 조성물을 포함하고, 상기 졸-겔 세라믹 코팅 조성물은
졸-겔 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 중량%로,
(a) 바인더로서 실란 또는 그의 올리고머 11 내지 20 중량%;
(b) 실리카 혼합물 19.5 내지 41.5 중량%;
(c) 기능성 필러 3 내지 19 중량%; 예컨대, 3 내지 15 중량% 또는 10 내지 19 중량%의 기능성 필러;
(d) 원적외선 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말 2 내지 15 중량%; 및
(e) 색을 생성하는 안료 0 내지 25 중량%;
를 포함한다.
바람직하게는, 개선된 세라믹 코팅 조성물은 본원에서 구상된 바와 같은 다이아몬드 입자 및 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제 및 졸-겔 세라믹 코팅 조성물을 포함하고, 상기 졸-겔 세라믹 코팅 조성물은
졸-겔 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 중량%로,
(a) 바인더로서 실란 또는 그의 올리고머 12 내지 15.3 중량%;
(b) 실리카 혼합물 25 내지 35 중량%;
(c) 기능성 필러 0 내지 15 중량%, 바람직하게는 기능성 필러 3 내지 15 중량%;
(d) 원적외선 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말 2 내지 5 중량%; 및
(e) 색을 생성하는 안료 5 내지 20 중량%;
를 포함한다.
바람직하게는, 개선된 세라믹 코팅 조성물은 본원에서 구상된 바와 같은 다이아몬드 입자 및 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제 및 졸-겔 세라믹 코팅 조성물을 포함하고, 상기 졸-겔 세라믹 코팅 조성물은
졸-겔 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 중량%로,
(a) 바인더로서 실란 또는 그의 올리고머 12 내지 15.3 중량%;
(b) 실리카 혼합물 25 내지 30 중량%;
(c) 기능성 필러 3 내지 6 중량%;
(d) 원적외선 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말 3 내지 5 중량%; 및
(e) 색을 생성하는 안료 15 내지 20 중량%;
를 포함하고, 여기에서, 바람직하게, 바인더는 에탄올 중 32 내지 36 중량%의 메틸트리메톡시실란 (MTMS)으로서 제공된다.
본원에서 구상되는 베이스 졸-겔 CCC의 성분은 바람직하게는, 물과 알콜, 예컨대, 메탄올, 에탄올 또는 이소프로필 알콜의 혼합물과 같은 용매에 현탁된다. 본원에서 구상되는 방법, 조성물 및 코팅에 사용되는 다른 성분들은 후술된다.
바인더로서의 실란 또는 그의 유도체인 올리고머는 액체일 수 있다. 특정 구체예에서, 본원에서 구상되는 실란 또는 그의 올리고머는 알콕시실란 또는 그의 올리고머일 수 있다. 실란 또는 그의 유도체인 올리고머는 알콜 중에 제공될 수 있으며; 실란 또는 올리고머의 중량%는 여전히 무기 세라믹 코팅 조성물 중에 존재하는 실란 또는 그의 유도체인 올리고머의 중량%를 지칭하나, 그의 알콜 용액의 중량%는 아니다. 알콜은, 예를 들어, 메탄올, 에탄올 또는 이소프로필 알콜일 수 있다. 실란 또는 그의 유도체인 올리고머는 알콜 중에, 알콜 용액의 총 중량에 대해 20 중량%, 30 중량%, 40 중량%, 50 중량%로 존재할 수 있다. (베이스) CCC의 다른 성분들과 혼합되기 직전에 알콜은 물을 함유할 수 있음이 인정된다.
특정 구체예에서, 실란은 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 노말프로필트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 노말프로필트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란, 테트라에톡시실란, 및 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란으로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물일 수 있다.
특정 구체예에서, 실란 또는 그의 올리고머는 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 노말프로필트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 노말프로필트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란, 테트라에톡시실란, 및 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 또는 그의 올리고머로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물일 수 있다.
바람직하게는, 실란 또는 그의 올리고머는 불소 원자를 포함하지 않는다.
특정 구체예에서, 실란 또는 그의 올리고머는 메틸트리메톡시실란 (MTMS) 또는 그의 올리고머일 수 있다. 실란 또는 그의 올리고머는 에탄올 중 32 내지 36 중량%, 바람직하게 34 중량% 메틸트리메톡시실란 (MTMS)일 수 있다.
특정 구체예에서, 실란은 화학식 RnSiX4-n을 가지거나, 그의 올리고머일 수 있으며, 여기에서, 각 X는 동일하거나 상이하고 가수분해성 기 또는 하이드록실기로부터 선택되며, R은 동일하거나 상이하고, 수소 또는 탄소원자수 10 미만의 알킬기로부터 선택되고, n은 0, 1 또는 2이다.
특정 구체예에서, 가수분해성 기는 메톡시 또는 에콕시와 같은 알콕시 모이어티 (moiety)일 수 있다. 이러한 메톡시 또는 에톡시기는 다양한 형태의 하이드록실기와 유리하게 반응한다.
본원에서 사용되는 용어 "알킬기"는 화학식 CpH2p+1의 탄화수소기를 말하며, 여기에서, p는 1 이상의 수이다. 알킬기는 선형 또는 분지형일 수 있고, 본원에서 지시된 바와 같이 치환될 수 있다.
알킬기는 1 내지 10 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 6 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5, 6 개의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 본원에서 탄소 원자 다음에 첨자가 사용되는 경우, 첨자는 명명된 기에 포함될 수 있는 탄소 원자의 수를 나타낸다. 예를 들어, 용어 "10 미만의 탄소 원자를 갖는 알킬기"는, 기 또는 기의 일부로서, 화학식 CpH2p+1의 탄화수소기를 말하며, p는 1 내지 10의 수이다. 예를 들어, 10 미만의 탄소 원자를 갖는 알킬기는 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 모든 선형 또는 분지형 알킬기를 포함하며, 따라서 예를 들어, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, 2-메틸-에틸, 부틸 및 이들의 이성질체 (예: n-부틸, i-부틸 및 t-부틸); 펜틸 및 그의 이성질체, 헥실 및 그의 이성질체, 헵틸 및 그의 이성질체, 옥틸 및 그의 이성질체, 노닐 및 그의 이성질체, 및 데실 및 그의 이성질체, 운데실 및 그의 이성질체, 도데실 및 그의 이성질체, 트리데실 및 그의 이성질체, 테트라데실 및 그의 이성질체, 펜타데실 및 그의 이성질체, 헥사데실 및 그의 이성질체, 헵타데실 및 그의 이성질체, 옥타데실 및 그의 이성질체, 노나데실 및 그의 이성질체, 이코실 및 그의 이성질체, 헤니코실 및 그의 이성질체, 도코실 및 그의 이성질체, 트리코실 및 그의 이성질체, 테트라코실 및 그의 이성질체, 펜타코실 및 그의 이성질체 등을 포함한다.
바인더의 함량이 상기 특정된 범위를 벗어나면, 본원에 교시된 바와 같은 개선된 세라믹 코팅 조성물에 의해 형성된 코팅층의 박리가 발생할 수 있다.
본원에서 구상되는 베이스 졸-겔 세라믹 코팅 조성물의 특정 구체예에서, 실리카 혼합물은 화학 반응에 의해 실란 또는 그의 올리고머에 결합한다. 전형적으로 무기 세라믹 코팅 조성물 CCC가 숙성을 시작하면서 결합한다.
실리카 혼합물은 바인더로서 실란 또는 그의 유도체인 올리고머와 화학적으로 결합한다. 본원에서 구상되는 졸-겔 CCC의 특정 구체예에서, 실리카 혼합물은 분말 또는 콜로이드로서 20 내지 40 중량%의 이산화규소 (SiO2)를 함유한다. 실리카 혼합물의 잔량은 메탄올, 에탄올 또는 이소프로필 알콜 등의 알콜과 임의로 결합된 물을 포함할 수 있다. SiO2는 바람직하게는 0.2 내지 1.0 ㎛의 입자 크기를 갖는다. SiO2는 바람직하게는 실리카 혼합물의 총 중량에 대한 중량%로 60 내지 80 중량%의 물을 함유한다. 실리카 혼합물의 입자 크기 및 함량이 상기 특정된 범위를 벗어나는 경우, 실리카 혼합물은 바인더 실란 또는 그의 올리고머와 충분히 반응하지 않을 수 있다.
본원에서 구상되는 졸-겔 CCC는 바람직하게는 기능성 필러를 함유한다. 상기 기능성 필러는 분말일 수 있다. 본원에서 정의된 바와 같은 기능성 필러는 포타슘 티타네이트, 알루미나 등일 수 있으되, 마이카 입자를 함유하지 않아야 한다. 본원에서 정의된 바와 같은 기능성 필러는 바늘 형상 또는 시트 형상 입자로 구성될 수 있다. 평균 입자 크기는 5 ㎛, 10 ㎛, 20 ㎛, 25 ㎛, 또는 임의의 상기 수치값 2개 사이의 범위, 바람직하게는 5 ㎛ 내지 20 ㎛, 바람직하게는 20 ㎛ 이하일 수 있다. 본원에서 정의된 바와 같은 기능성 필러는 본원에 교시된 바와 같은 무기 세라믹 코팅 조성물로 형성된 코팅층에서 바인더와 실리카 혼합물 사이의 균열을 방지하고/하거나 본원에 교시된 바와 같은 무기 세라믹 코팅 조성물의 점도를 조절하는 기능을 한다. 본원에서 정의된 바와 같은 기능성 필러의 함량이 19 중량%를 초과하면, 코팅층의 표면이 거칠어질 것이다.
특정 구체예에서, 본원에서 구상되는 기능성 필러는 석영, 몬조나이트, 편마암 및 유문암질 응회암으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 1종의 천연 무기 물질을 포함할 수 있다.
본원에서 구상되는 졸-겔 CCC는 원적외선 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말를 포함한다. 세라믹 분말의 평균 입자 크기는 2 ㎛, 4 ㎛, 6 ㎛, 8 ㎛ 또는 10 ㎛일 수 있거나 임의의 상기 수치값 2개 사이의 범위, 바람직하게는 10 ㎛ 이하일 수 있다.
세라믹 분말은 음이온과 함께 원적외선 (IR)을 방출한다. 세라믹 분말은 원적외선 및 음이온을 모두 방출하는 물질, 또는 원적외선 및 음이온을 개별적으로 방출하는 물질의 혼합물을 포함할 수 있다. 졸-겔 CCC의 특정 구체예에서, 세라믹 분말은 원적외선 방출 물질 및 음이온-방출 물질을 포함한다.
원적외선 방출 물질은 40 ℃의 온도에서 원적외선 방출율 90% 이상을 나타내는 천연 미네랄 물질 (전기석, 황토, 견마이카, 자수정, 원광, 대나무 숯, 의왕석 (천연 광물), 흑요석 및 맥반암)의 군으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하는 세라믹 물질일 수 있다. 음이온 방출 물질은 스트론튬, 바나듐, 지르코늄, 세륨, 네오디뮴, 란탄, 바륨, 루비듐, 세슘 및 갈륨의 군으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함할 수 있다. 본원에 교시된 CCC의 특정 구체예에서, 원적외선 방출 물질 및 음이온 방출 물질은 1:1의 중량비로 혼합될 수 있다.
본원에서 정의된 바와 같은 원적외선 방출 물질은 40 ℃의 온도에서 원적외선 방사율 90% 이상을 나타내는 임의의 세라믹 물질일 수 있다. 원적외선 방출은 15 ㎛ 내지 1 mm의 파장을 갖는다. 원적외선 방출은 FT-IR을 사용하여 KICM-FIR-1005 (JIS-R-1801 기준)를 사용하여 테스트할 수 있다.
특정 구체예에서, 원적외선 방출 물질은 전기석, 황토, 견마이카, 자수정, 원광, 대나무 숯, 의왕석 (천연 광물), 흑요석, 맥반석, 황토, 상광석, 귀양석, 광명석 및 용암으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 1종의 천연 광물질을 포함할 수 있다. 대부분의 천연 세라믹 미네랄 물질들도 음이온을 방출한다.
본원에서 정의된 바와 같은 음이온 방출 물질은 음이온을 방출하는 임의의 물질일 수 있다. 음이온 방출의 존재는 JIS-B-9929를 사용하여 테스트할 수 있다.
특정 구체예에서, 음이온 방출 물질은 원소일 수 있다. 상기 원소는 스트론튬, 바나듐, 지르코늄, 세륨, 네오디뮴, 란탄, 바륨, 루비듐, 세슘 및 갈륨으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함한다. 이러한 음이온 방출 물질은 음이온 및 원적외선을 방출하는 것으로 알려져 있다.
원적외선 방출 물질과 음이온 방출 물질은 1:1의 중량비로 혼합될 수 있고, 상기 원적외선 복사 물질은 전기석, 황토, 견마이카, 자수정, 원광, 대나무 숯, 의왕석 (천연 광물), 흑요석, 맥반석, 황토, 상광석, 귀양석, 광명석, 귀신석 및 용암으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 1종의 천연 광물질을 포함할 수 있고; 상기 음이온 방출 물질은 스트론튬, 바나듐, 지르코늄, 세륨, 네오디뮴, 란탄, 바륨, 루비듐, 세슘 및 갈륨으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함할 수 있다.
색을 생성하는 안료는 세라믹 코팅 분야에서 사용되는 임의의 안료일 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 조성물이 베이스 코트층으로 사용되는 경우, 안료는, 예를 들어 이산화티탄 (CAS 넘버 13463-67-7) 및/또는 구리 크로마이트 블랙 스피넬 (CAS 넘버 68186-91-4) 또는 무독성 중금속을 함유하는 기타 무기 안료를 포함할 수 있다.
개선된 세라믹 코팅을 함유하는 세라믹 코팅은 베이스 코팅 및 하나 이상의 다른 코팅층을 포함하는 단층 코팅 또는 다층 코팅일 수 있다. 베이스 코팅은 중간 및 상부 코팅과 같은 다른 코팅과 결합하여 사용될 수 있다. 베이스 코팅은 가공품 기재 표면에 가장 가까이 배치된다.
베이스 코팅은 세라믹 코팅일 수 있다. 일 구체예에서, 베이스 코팅은 본원에서 구상되는 베이스 세라믹 코팅 조성물을 함유하는 것과 같은 본원에서 구상되는 다이아몬드 첨가제를 함유하지 않는다. 다른 구체예에서, 베이스 코팅은 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅일 수 있다. 베이스 코팅은 색을 생성하고 하부 기재를 커버링하기 위해 불투명성을 제공하는 안료를 함유할 수 있다.
베이스 코팅은 특히 탑 코트로서 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅 및 그의 다이아몬드 첨가제와 상용성을 갖도록 제형화될 수 있으며, 이는 당업자의 실행 범위 내에 있다.
가공품, 특히 조리 도구 물품은 본 발명에 따른 다이아몬드 및 착색 마이카 입자 (특히, 청색 및/또는 녹색 및/또는 적색)를 포함하는 개선된 세라믹 코팅 조성물의 적어도 한 층으로 코팅될 수 있다. 가공품, 특히 조리 도구 물품은 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅 조성물의 다층으로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 가공품, 특히 조리 도구 물품은 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅 조성물의 2 이상, 3 이상 또는 4 이상의 층으로 코팅될 수 있다.
본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅 조성물은 가공품을 위한 베이스, 상부 또는 중간 코팅으로서 적용될 수 있다. 바람직하게는 베이스 코팅 위에 상부 코팅으로 제공된다.
바람직한 구체예에서, 가공품에는 하나의 베이스 코팅 및 상기 베이스 코팅 위에 본 발명에 따른 하나의 개선된 세라믹 코팅을 포함하는 건조 (경화) 도막이 제공된다. 바람직한 구체예에서, 가공품에는 하나의 베이스 코트 (본 발명에 따라 개선된 세라믹 코팅일 수 있음) 및 상기 베이스 코팅 위에 적용된 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅을 포함하는 건조 도막이 제공되며, 여기서 본 발명에 따른 세라믹 코팅은 전체 경화 코팅의 14 내지 50 중량%, 바람직하게는 25 내지 35 중량%, 더욱 바람직하게는 약 30 중량%이다.
바람직한 구체예에서, 가공품에는 하나의 베이스 코팅 (본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅일 수 있음) 및 상기 베이스 코팅 위에 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅을 포함하는 건조 도막이 제공되며, 여기서 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅은 전체 경화 코팅 높이의 4 내지 50%, 바람직하게는 25 내지 35%, 더욱 바람직하게는 약 30%이다. 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅으로 구성된 탑 코트는 투명 또는 반투명 층을 제공할 수 있는 반면, 베이스 코팅은 하부 기재를 커버링하기 위한 색상 및 불투명도를 제공할 수 있다.
특정 구체예에서, 본 발명은 가공품 (의 표면)에 적용되어 그에 결합된 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅에 관한 것으로, 여기서 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅은 전형적으로 경화 단계에 의해 개선된 세라믹 코팅 조성물로부터 제조된다.
가공품은 세라믹 코팅을 수용하도록 조정될 수 있는 임의의 물품일 수 있다. 특히, 가공품은 적어도 그 일부분에 논-스틱 특성을 제공하는 것이 유리한 것이다. 가공품은 오븐이나 스토브-탑 용 조리 도구 또는 제빵 도구이거나, 소형 가전 제품의 조구 표면일 수 있다. 예를 들면, 가공품은 프라이팬, 긴 자루가 달린 냄비, 소스 팬, 크레페 팬, 에그 팬, 우유 팬, 캐서롤 접시, 육수 냄비 등일 수 있다. 예를 들면, 가공품은 케이크 틴, 머핀 틴, 브레드 틴, 피자 트레이, 로스팅 틴, 더치 오븐 등일 수 있다. 가공품은 또한 세척이 용이할뿐만 아니라 마찰이 적은 단단한 내스크래치성 표면이 유리한 칼이나 다른 기구와 같은 금속 날붙이 물품일 수 있다.
가공품은 또한 바베큐 그릴, 멀티-쿡커, 전기 압력솥, 밥솥, 와플 메이커, 샌드위치 토스터, 헤어 케어 제품, 예컨대, 고데기 또는 컬링 아이언, 물 가열 요소 등과 같은 전기 제품일 수 있다. 또한, 가공품은 오븐 캐비티일 수 있다. 추가로, 가공품은 일반적으로 나무를 태우는 스토브, 난방 보일러, 히터와 같이 논-스틱 특성이 요구되지 않는 임의의 것일 수 있다. 가공품은 건강 보조품 (예: 임플란트, 수술 도구), 건축 자재 또는 금형, 컨베이어 벨트, 열교환기 표면과 같은 산업 제품 또는 가공 장비, 또는 용이한 세척, 식품 이형성, 저마찰 또는 내부식성이 요구되는 기타 표면에 제공될 수 있다.
본원에서 가공품의 코팅이 설명되는 경우, 이는 가공품의 적어도 일부가 코팅된 것으로 이해된다. 이것은 전체 가공품이 코팅되었음을 의미하지는 않으나, 전체적으로 코팅되어 있거나 가공품의 일부만을 커버링할 수도 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅 조성물은 조리 도구의 내부 표면, 외부 표면 및/또는 손잡이에 적용될 수 있다. 일반적으로 말하면, 가공품에는 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅 또는 개선된 세라믹 코팅 조성물이 배치되는 기재가 제공되는 것으로 이해된다. 예를 들어, 가공품이 고데기인 경우, 기재는 전형적으로 전기적으로 가열되는 한쌍의 알루미늄 공동 작동 표면이다. 가공품의 기재는 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅 또는 개선된 세라믹 코팅 조성물을 수용하기 위해 조정될 수 있는 임의의 것일 수 있으며, 금속성 또는 폴리머성일 수 있다.
상기 기재는 알루미늄 (즉, 금속 또는 합금), 양극 산화처리된 경질 알루미늄, 스테인리스 스틸, 구리, 주철, 에나멜화 주철, 탄소 스틸, 에나멜화 탄소 스틸 또는 가공품에 사용되는 임의의 다른 금속 또는 금속의 조합 (예를 들어, 2 겹, 3 겹, 5 겹 등과 같은 클래드 재료)일 수 있다. 기재는 고온 내성 폴리머와 같은 폴리머성일 수 있거나, 기재는 유약처리되거나 유약처리되지 않은 도자기 세라믹과 같은 다른 세라믹 재료일 수 있거나, 유리일 수 있다.
본원에서 구상되는 건조 (경화) 코팅 또는 도막의 일부 파라미터가 하기에서 상세히 설명된다:
가공품 상에 제공되고 본 발명에 따른 다이아몬드 첨가제를 포함하는 세라믹 코팅을 함유하는 건조 (경화) 도막의 두께는 그의 응용에 적합하다. 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅 및 임의의 다른 코팅 (예: 베이스 코팅)을 함유하는 건조 도막의 두께는 20 내지 60 ㎛일 수 있다. 가공품 상에 제공된 건조 도막에서 개선된 세라믹 코팅 성분의 두께는 5 내지 50 ㎛, 바람직하게는 5 내지 20 ㎛일 수 있다.
탑 코트로서 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅을 함유하는 건조 (경화) 도막을 특징짓는 다른 파라미터는 다음 중 하나 이상을 포함한다:
- 크로스 해치 접착성 (CMA 21.6.1 / BS7069): 통과 (제거된 코팅 없음);
- 연필 경도 (EN 12983-1:1999): 실온 및 200 ℃에서 9H 초과, 바람직하게 10H 이상 (9H의 연필 경도는 > 1GPa (기가 파스칼) 또는 > 100 비커스의 값으로 변환).
- 탄성 계수: 8-10 GPa;
- 내스크래치성: 10 내지 15 N (BS7069에 의함);
- 내마모성: 45 N의 힘으로 20,000 내지 90,000 사이클 (지정된 15 N 대신 45 N 힘을 사용하도록 적합화된 BS7069);
- 수 접촉각: 조리 도구 제조자 협회 표준 매뉴얼 (2012) p76-77에 따라 측정한 경우 105°내지 108°;
- 열 전도성: ASTM E-1461에 따라 측정한 경우 2.2 내지 2.7 W.m-1K-1, 바람직하게는 2.4 내지 2.6 W.m-1K-1;
- 원적외선 복사율: KICM-FIR-1005:2006에 따라 측정한 경우 0.92 내지 0.93 엡실론;
- 건조 도막 밀도: 2.0 g/cm3 (탑 코트에 대해 전형적) 내지 2.5 g/cm3 (베이스 코트에 대해 전형적) - 당연히, 결합된 베이스 및 탑 코트는 이 두 숫자 사이의 평균 밀도를 가질 것이다;
- 건조 도막 원소 조성: SEM-EDX로 측정한 경우, 일반적으로 탄소 (C) (13-14 중량%), 산소 (O) (37-38 중량%), 실리콘 (Si) (32-33 중량%), 티타늄 (Ti) (3.9-4.0 중량%), 알루미늄 (Al) (4.4-4.5 중량%).
본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅 조성물은 스프레이 코팅, 롤러 코팅, 커튼 코팅 또는 딥 코팅과 같은 당 업계에 공지된 다양한 코팅 방법을 사용하여 적용될 수 있다.
따라서, 다른 측면으로, 본 발명은 가공품 또는 기재를 코팅하는 방법, 특히 본원에서 교시되는 ECC로 조리 도구 물품을 코팅하는 방법에 관한 것이다.
가공품 또는 기재는 하기 단계를 포함하는 방법으로 코팅될 수 있다:
- 세척/탈지에 의해 가공품 또는 기재, 특히 그 표면을 전처리하는 단계,
- 모래 또는 그릿 블라스팅 (grit blasting) 또는 에칭 (산 또는 알칼리)에 의한 것과 같이 가공품 또는 기재의 표면을 조면화하는 단계;
- 바람직하게는 스프레이 건 (spray gun) 또는 공기 보조 스프레이 건 (air-assisted spray gun)을 사용하여 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅 조성물을 베이스 코팅층 또는 후속 코팅층으로서 적용하는 단계,
- 코팅(들)을 경화시키는 단계.
본원에 교시된 개선된 세라믹 조성물을 분무하는 단계는 수동, 반자동, 자동 또는 로봇식으로 수행될 수 있다.
본 발명의 추가 구체예는
A) 가공품 또는 기재의 표면을 조면화하는 단계,
B) 세라믹 코팅 조성물의 베이스 코팅을 기재에 적용하는 단계,
C) 본원에 기재된 바와 같은 개선된 세라믹 코팅 조성물의 탑 코트층을 습윤 베이스 코트 상에 적용하는 단계,
D) 결합된 베이스 코트 및 탑 코트를 경화시켜 건조 도막을 수득하는 단계를 포함하는,
가공품 또는 기재 표면을 코팅하는 방법이다.
베이스 코팅층은 본원에 기재된 바와 같은 개선된 세라믹 코팅 조성물, 또는 임의의 다른 세라믹 코팅 조성물일 수 있다.
본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물이 후속 코팅으로서, 예를 들어 베이스 코팅 위에 적용되는 경우, 이는 습윤 베이스 코트 위에 적용될 수 있다. 경화 단계는 베이스 코팅 및 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물 모두에 적용된다.
본원에서 구상되는 베이스 세라믹 코팅 조성물이 졸-겔 코팅인 경우, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 가공품 또는 기재를 코팅하는 방법을 제공한다:
- 제 1 용기에 실리카 혼합물, 기능성 필러, 및 바람직하게는 원적외선 복사 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말을 포함하는 제 1 용액을 제공하는 단계;
- 제 2 용기에 바인더로서 실란 또는 그의 올리고머를 포함하는 제 2 용액을 제공하는 단계;
- 제 1 용기 내의 제 1 용액과 제 2 용기 내의 제 2 용액을 예비-교반하는 단계;
- 제 1 용액과 제 2 용액을 혼합하여 베이스 졸-겔 세라믹 코팅 조성물 CCC를 수득하는 단계;
- CCC를 교반하는 단계;
- CCC를 숙성시키는 단계;
- 다이아몬드 및 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제를 졸-겔 CCC에 첨가하여 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 수득하는 단계;
- 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 여과하는 단계;
- 베이스 코팅 또는 추가 코팅으로서, 바람직하게 탑 코팅으로서 가공품 또는 기재 상에 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 적용하는 단계; 및
- 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 경화시켜 본 발명의 개선된 세라믹 코팅을 함유하는 도막으로 코팅된 가공품을 수득하는 단계.
본원에서 사용되는 용어 "숙성 (maturing)"은 (졸-겔) 세라믹 코팅 조성물 CCC에서 화학 반응 (예를 들어, 산 촉매화된 실란 올리고머 형성, 실리카 혼합물과 실란 또는 그의 유도체인 올리고머 간의 반응)을 완료시키는 것을 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "경화"는 가공품에 적용된 세라믹 코팅 조성물 (다이아몬드 및 마이카를 포함함)을 가열하여 코팅을 고화시키고 이를 가공품에 결합시키는 것을 의미한다. 경화 후, 가공품 표면, 예를 들어 조리 도구에 대한 본원에 교시된 개선된 세라믹 코팅의 접착은 일부 화학 결합을 수반할 수 있으나, 주로 기계적이다.
제 1 및 제 2 용액 중 성분들의 양은 제 1 및 제 2 용액이 혼합되었을 때 본원에 기재된 바와 같은 베이스 세라믹 코팅 조성물 CCC를 형성하도록 하는 양이다. CCC에 첨가된 본원에 기재된 바와 같은 다이아몬드 첨가제의 양은 혼합시 CCC 및 다이아몬드 첨가제가 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 형성하도록 하는 양이다.
촉매량 (세라믹 코팅 조성물의 1 중량% 미만)의 산 (예를 들어, 염산; 포름산; 황산; 아세트산; 질산)이 추가로 제 1 및/또는 제 2 용액에 제공되거나 별도로 첨가될 수 있다.
본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물은 실리카 혼합물, 기능성 필러, 및 바람직하게는 원적외선 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말을 포함하는 제 1 용액; 바인더로서 실란 또는 그의 올리고머를 포함하는 제 2 용액; 및 본원에 기재된 바와 같은 다이아몬드 입자 및 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제로서 제공될 수 있다.
제 1 용액과 제 2 용액을 예비-교반하기에 앞서, 본원에서 구상되는 코팅 방법은 제 1 용액을 포함하는 용기 및/또는 제 2 용액을 포함하는 용기의 기저부에 임의의 침착물 (deposit)이 붙어 있는지 체크하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 임의의 침착물은 혼합 전에 용액에서 분해되고 균일하게 현탁될 수 있다.
침착물이 용기의 안쪽에 붙어 있으면, 고무 또는 나무 망치로 기저부를 두드린 후, 용기를 격렬하게 흔든다. 침착물이 완전히 분산되어 더 이상 보이지 않을 때까지 이것을 반복할 수 있다.
제 1 용액 및 제 2 용액을 예비 교반하는 단계는 제 1 및 제 2 용액을 롤러상의 별도의 용기에서 적어도 60 분 동안 롤링하여 수행할 수 있다. 롤링은 80-100 rpm (용기의 둘레에 대하여)의 속도 및 20-30 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 예비-교반 단계는 교반기를 사용하여 동일하게 수행될 수 있다.
제 1 용액 및 제 2 용액을 혼합하는 단계는 제 2 용액을 제 1 용액에 첨가하여 수행될 수 있다. 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물은 30 내지 50 중량% (예: 35 중량%)의 제 2 용액, 70 내지 50 중량% (예: 65 중량%)의 제 1 용액, 및 각 용액 성분들의 농도에 따라 0.5 내지 2 중량% 다이아몬드 첨가제를 함유할 수 있다.
본원에 기재된 바와 같은 CCC 조성물을 교반하는 단계는 제 1 용액과 제 2 용액의 혼합 후 즉시 수행되어야 하며; 상기 교반은 일반적으로 격렬하게 흔드는 것이다. 본원에 교시된 CCC를 숙성시키는 단계는 본원에 교시된 CCC의 교반 단계 후 지체 없이 수행될 수 있다. 이것은 고품질의 코팅을 얻게 해준다.
숙성 조건에는 일부 변수가 있을 수 있다 (예: 숙성 시간 및 혼합 온도).
본원에 교시된 CCC를 숙성시키는 단계는 CCC를 교반함으로써, 예를 들어, 40±2 ℃의 공기 온도에서 80 내지 100 rpm의 속도로 (용기의 둘레에 대하여) CCC를 롤링시킴으로써 수행될 수 있다. 혼합 효율을 높이고 숙성 반응을 촉진시키기 위해, 초음파 혼합이 또한 교반과 결합하여 사용될 수 있다.
숙성 시간은 약 3 시간일 수 있지만 작업 환경의 온도와 같은 조건에 따라 달라질 수 있다.
대안적으로, 본원에 교시된 CCC를 숙성시키는 단계는 CCC를 교반함으로써, 예를 들어, 본원에서 교시된 바와 같은 CCC를 실온에서 24 시간 동안 롤링함으로써 수행할 수 있다.
본원에 교시된 CCC를 숙성시키는 단계는 숙성을 체크하여 확인할 수 있다. 예를 들어, CCC가 충분히 숙성되었는지 여부를 확인하기 위해, 코팅을 플레이트, 예를 들어, 샌드 블라스팅된 (sandblasted) 알루미늄 플레이트에 분무할 수 있고, 이어서, 예를 들어 60 내지 80 ℃에서 10 분간 베이킹할 수 있다. 양호한 외관 및 광택 레벨 (즉, 대조 표준과 비교할 때)은 숙성이 완료되었음을 나타낼 수 있다. 대안으로서, 코팅에 구멍 (crater)이 보이거나 광택이 부족한 것으로 보이는 경우, 숙성은 충분치 않을 수 있다. 코팅이 저숙성 (under-matured)된 것으로 (즉, 낮은 광택 및/또는 구멍) 판명된 경우에는, 본원에 교시된 CCC가 있는 용기를 80 내지 100 rpm의 속도로 30 분간 더 롤러에 되돌려야 할 필요가 있을 수 있다.
올리고머화 (숙성)가 본질적으로 완료되었을 때 본원에 기재된 바와 같은 다이아몬드 첨가제를 CCC에 첨가하는 단계를 수행한다. 다이아몬드 첨가제는 숙성 개시 후 1.5 시간에서 2.5 시간 사이, 바람직하게, 숙성 개시 후 2 시간 후에 CCC에 첨가될 수 있다. 본원에 기재된 바와 같은 다이아몬드 첨가제를 CCC에 첨가한 후, 혼합물을 혼합이 용이해지도록, 예를 들면, 롤링에 의해 교반할 수 있다. 혼합 효율을 높이고, 그에 따라 숙성 반응을 촉진시키기 위해 교반과 더불어 초음파 혼합을 사용할 수도 있다.
본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 여과하는 단계는 스프레이 건(들)의 막힘을 방지하고 매끄러운 마감을 위해 중요하다. 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 여과하는 단계는 300 내지 400의 필터 메쉬 크기로 수행될 수 있다.
본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 분무하는 단계는 공기 보조 스프레이 건과 같은 스프레이 건을 사용하여 수행할 수 있다. 노즐 직경은 1.0 내지 1.3 mm일 수 있다. 공기 압력은 스프레이 건 유형에 따라 2 내지 6 bar일 수 있다. 가공품 표면 온도는 접촉식 온도계를 사용하여 측정한 경우 45±10 ℃일 수 있다.
본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 분무하는 단계는 바람직하게는 20 내지 30 ℃의 온도 및 70% 미만의 상대 습도로 코팅 부스에서 수행할 수 있다. 특정 구체예에서, 분무는 수동, 반자동 또는 자동으로 수행할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 가공품 기재 표면, 바람직하게, 금속 표면에 대한 접착력은 표면, 바람직하게는 금속 표면을 그릿-블라스팅 (grit-blasting)하여 고점과 저점의 거친 프로파일 (즉, 앵커 패턴)을 생성함으로써 촉진될 수 있다. 스프레이 건(들)으로부터 분무화된 코팅의 모멘텀은 표면, 바람직하게는 금속 표면에서 유동을 생성하여 코팅이 거친 프로파일로 흐르게 한다.
가공품 기재 표면은 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 적용하기 전에 또는 임의의 베이스 코팅을 적용하기 전에 예비 처리될 수 있다. 코팅을 적용하기 전 가공품 기재 표면의 예비 처리는 가공품 기재 표면을, 바람직하게는 용매, 알칼리 세척에 의해 탈지하는 것을 포함할 수 있다. 임의로, 탈지는 유기 물질을 연소시키는 고온 노출 단계를 포함한다. 이러한 단계는 조면화 단계 전 또는 후에 수행할 수 있지만, 바람직하게, 전에 수행된다.
코팅 단계 전 가공품 기재 표면의 예비 처리는 조면화 단계를 포함할 수 있다. 표면의 조면화는 샌드 또는 그릿 블라스팅 또는 에칭 (산 또는 알칼리)에 의해 달성할 수 있다. 샌드 블라스팅을 사용하는 경우, 예를 들어, 알루미나 샷 (alumina shot)이 사용될 수 있다. 입자 크기는 60 내지 80 메쉬일 수 있다. 블라스팅 압력은 5 내지 7 bar일 수 있다. 블라스트층의 깊이 (Ra 값)는 2.5 내지 3.5 ㎛ (알루미늄 기재의 경우), 또는 2.5 내지 3.0 ㎛ (SUS 스테인레스 스틸 가공품 표면의 경우)일 수 있다.
코팅 단계 전 가공품 기재 표면을 예비 처리하는 것은 먼지 및 입자를 제거하기 위해, 예를 들어, 깨끗한/건조한 공기를, 바람직하게는 5 내지 7 bar의 압력으로 블라스팅함으로써 가공품의 표면을 세척하는 것을 포함할 수 있다.
코팅 단계 전 가공품 기재 표면을 예비 처리하는 것은 임의로 가공품 표면의 경질 양극 산화 처리 (anodization)를 포함할 수 있다.
코팅 단계 전 가공품 기재 표면을 예비 처리 하는 것은, 예를 들어, 분무 직전 최고 온도 60 내지 70 ℃로 예열함으로써 가공품 표면에서 습기를 제거하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 경화시키는 단계는 적어도 180 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 경화시키는 단계는 280 내지 320 ℃의 온도에서 7 내지 10 분간 수행될 수 있다. 경화 시간이 길고/길거나 온도가 높을수록, 더 조밀한 코팅층을 얻을 수 있다. 경화 동안, 전체 또는 완전한 폴리머 구조가 형성된다.
특정 구체예에서, 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 가공품에 적용하고 나서, 코팅 조성물을, 예를 들어, 피크 금속 부분 온도, 예를 들어 약 300 ℃에서 경화시킨다. 이로 인해 세라믹 코팅이 고화되고 앵커 패턴으로 고정된다. 다시 말해서, 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물의 가공품 기재 표면, 예를 들면, 조리 도구로의 접착은, 가공품 표면, 예를 들어, 가공품 표면의 금속 산화층에 (실란 또는 그의 올리고머에서) 실리콘 원자의 일부 약한 화학 결합이 있을지라도, 주로 기계적인 것이다.
본 발명의 추가적인 측면은 (a) 제 1 용기 내, 실리카 혼합물, 기능성 필러, 원적외선 복사 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말을 포함하는 제 1 용액; (b) 바인더로서 실란 또는 그의 올리고머를 포함하는 제 2 용액; (c) 제 3 용기에 제공되거나 다이아몬드 입자 및 마이카 입자가 별도의 용기에 제공되는 본원에 기재된 바와 같은 다이아몬드 첨가제를 포함하는 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물의 제조를 위한 키트에 관한 것이다. 제 1 및 제 2 용액은, 혼합된 경우, 베이스 세라믹 코팅 조성물 CCC를 제공한다. 다이아몬드 첨가제는 CCC에 첨가된 경우, 다이아몬드 첨가제를 0.5 내지 2 중량%의 양으로 함유하는 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 제공한다.
특정 구체예에서, 산 촉매는 키트의 제 1 및/또는 제 2 용액에 촉매량으로 첨가되거나, 촉매 용액으로서 제공될 수 있다. 산 촉매는 실란의 올리고머화를 촉매화한다. 키트의 제 1 및/또는 제 2 용액 또는 임의의 촉매 용액에 존재하는 촉매 산의 양은, CCC의 총 중량에 대한 중량%로, CCC에서 1 중량% 미만이 되도록 하는 양이다 (즉, 용액이 혼합된 경우).
본 발명의 추가 측면은 세라믹 코팅 조성물 (CCC), 바람직하게는 졸-겔 세라믹 코팅 조성물에, ECC 조성물의 총 중량에 대한 중량%로, 0.2 중량% 내지 2 중량%의 다이아몬드 첨가제 (본원에 정의된 바와 같은 다이아몬드 및 마이카 입자를 포함함)를 첨가하여 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 수득하는 것을 포함하는 세라믹 코팅의 논-스틱 내구성을 향상시키는 방법에 관한 것이다.
추가의 측면은 가공품, 특히 조리 도구, 오븐에 사용할 수 있는 그릇 또는 나이프 또는 다른 날붙이 물품 또는 주방용품을 코팅하기 위한 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물의 용도에 관한 것이다.
추가의 측면은 본 발명의 개선된 세라믹 코팅으로 코팅된 가공품, 특히 조리 도구, 오븐에 사용할 수 있는 그릇 또는 나이프 또는 다른 식기류 물품 또는 주방용품에 관한 것이다. 가공품에 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물을 탑 코트로서 함유하는 건조 (경화) 도막이 배치될 수 있다.
용어 "조리 도구"는 본원에서 상호교환적으로 사용될 수 있으며, 조리를 위해 사용되는 재료로 만든 주방용품을 지칭한다. 바람직하게, 조리 도구 물품은 조리 용기 (cooking vessel)이다. 용어 "조리 용기"는 내열 재료로 만들어진 임의의 식품 조리 용기를 말한다. 특정 구체예에서, 조리 도구, 특히 조리 용기는 프라이팬 또는 손잡이가 달린 냄비와 같은 팬일 수 있다. 특정 구체예에서, 조리 도구, 특히 조리 용기는 냄비일 수 있다.
특정 구체예에서, 조리 도구 물품은 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물로 상부 전체가 코팅될 수 있으며, 즉, 본원에 기재된 세라믹 코팅이 조리 도구 물품을 완전히 덮을 수 있다. 특정 구체예에서, 조리 도구 물품의 일부가 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물로 코팅될 수 있다. 특정 구체예에서, 조리 도구 물품의 내부 표면, 외부 표면 및/또는 손잡이 및/또는 뚜껑이 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물로 코팅될 수 있다.
특정 구체예에서, 조리 도구 물품의 내부 표면이 본 발명의 개선된 세라믹 코팅 조성물로 코팅될 수 있다. 특정 구체예에서, 조리 도구 물품의 내부 표면 및 외부 표면이 본원에 교시된 ECC로 코팅될 수 있다. 특정 구체예에서, 조리 도구 물품의 내부 표면, 외부 표면 및 손잡이가 본원에서 구상되는 다이아몬드 및 마이카 입자를 포함하는 개선된 세라믹 코팅 조성물로 코팅될 수 있다. 특정 구체예에서, 조리 도구 물품의 내부 표면 및 손잡이가 본 발명에 따른 개선된 세라믹 코팅 조성물로 코팅될 수 있다.
특정 구체예에서, 기재 또는 가공품, 특히 조리 도구 물품은 본원에 교시된 개선된 세라믹 코팅 및 추가의 코팅을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가공품, 특히 조리 도구 물품은 논-스틱 코팅으로 코팅될 수 있다. 특정 구체예에서, 가공품, 특히 조리 도구 물품은 무기 세라믹 코팅으로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 가공품, 특히 조리 도구 물품은 논-스틱 무기 세라믹 코팅으로 코팅될 수 있다.
특정 구체예에서, 가공품, 특히 조리 도구 물품은 본원에 교시된 바와 같이 다이아몬드 입자 및 착색 마이카 입자를 포함하는 개선된 세라믹 코팅의 한 층으로 코팅될 수 있다. 특정 구체예에서, 가공품, 특히 조리 도구 물품은 본원에 교시된 바와 같이 다이아몬드 입자 및 착색 마이카 입자를 포함하는 개선된 세라믹 코팅의 다층으로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 가공품, 특히 조리 도구 물품은 본원에 교시된 바와 같이 다이아몬드 입자 및 착색 마이카 입자를 포함하는 개선된 세라믹 코팅의 2 이상, 3 이상 또는 4 이상의 층으로 코팅될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 세라믹 코팅 조성물 CCC에 본원에서 구상되는 다이아몬드 첨가제 0.2 중량% 내지 2 중량% (세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 중량%임)를 첨가하는 것을 포함하는, 논-스틱 세라믹 코팅의 논-스틱 성능의 내고온소금성, 특히 내비등소금물성을 개선시키는 방법에 관한 것으로, 상기 다이아몬드 첨가제는 다이아몬드 입자 및 특히 착색 마이카 입자, 특히 청색 및/또는 녹색 및/또는 적색 입자를 포함한다.
본 발명이 하기 비제한적인 실시예에 의해 더 상세히 설명된다.
실시예
실시예 1
가공품의 알루미늄 기재 표면을 샌드블라스팅으로 조면화하여, 나중에 침착될 산화알루미늄이 견고하게 부착되는 표면적을 증가시켰다. 조면화 후, 세척 및 건조 단계를 수행하여 샌드블라스팅으로 인한 오염물을 제거하였다. 상기 세척 및 건조 단계 후, 양극 산화 처리 단계를 실시하여 강화된 내식성 및 내마모성을 갖는 보호 산화알루미늄 도막층을 형성하였다. 양극 산화 처리 후, 세라믹 코팅 조성물을 적용하는 단계를 수행하는데, 여기서 세라믹 조성물은 통상적인 베이스 세라믹 코팅 조성물 (CCC)과 다이아몬드 입자 및 착색 마이카 입자, 특히 청색 및/또는 녹색 및/또는 적색 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제 (DA)의 혼합물을 포함한다.
CCC는 바인더로서 에탄올 중 34 중량% 실란 또는 그로부터 유도된 올리고머로 이루어진 바인더 40 내지 50 중량%; 바인더로서의 상기 실란 또는 그로부터 유도된 올리고머를 화학적으로 결합시키기 위한 것으로, 입자 크기가 0.1 내지 1.2 ㎛인 분말 산화규소 20 내지 40 중량%와 물 60 내지 80 중량%의 혼합물을 함유하는 실리카 혼합물 27 내지 34 중량%; 상기 바인더와 상기 실리콘 혼합물 사이의 도막 균열을 방지하고, 도막의 물리 화학적 특성이 개선되도록 점도를 조절하며, 석영, 몬조나이트, 편마암 및 유문암질 응회암으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 천연석을 포함하는, 분말 기능성 필러 3 내지 19 중량% 또는 0 내지 19 중량%; 원적외선 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말 5 내지 15 중량%를 혼합하여 포함한다. 상기 원적외선 방출 물질은 전기석, 황토, 세리사이트, 자수정, 상광석, 대나무 숯, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀신석 등의 천연 광물질 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함하고, 상기 음이온 방출 물질은 스트론튬, 바나듐, 지르코늄, 세륨, 네오디뮴, 란탄, 바륨, 루비듐, 세슘 및 갈륨으로부터 선택된 하나의 희토류 천연석 물질이며; 색을 생성하는 안료 1 내지 25 중량%를 포함한다. 중량%는 CCC의 총 중량을 기준으로 한다. 혼합물을 2 시간 동안 숙성시킨 후, 다이아몬드 입자 및 착색 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제를 0.2 중량% 내지 2 중량% 첨가하여 본 발명에 따른 세라믹 코팅 조성물을 형성하였다 (여기서 중량%는 본 발명에 따른 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 것이다). 특히, 착색 마이카 입자는 청색 및/또는 녹색 및/또는 적색 마이카 입자를 포함하였다. 상기 본 발명의 세라믹 코팅 조성물의 적용 단계 완료 후, 280 내지 320 ℃에서 7 내지 10 분간 건조 단계를 수행하여 가공품 상에 코팅된 건조 도막을 생성하였다. 코팅된 가공품은 내구성 있는 논-스틱성, 내스크래치성 및 내마모성을 겸비한 장점을 가진다.
또한, 착색 (청색) 마이카를 포함하는 다이아몬드 첨가제로 코팅된 가공품은 향상된 열전도율 (3 층 PTFE 코팅 가공품 열전도율의 약 10.5 배)을 가져 가공품 표면 (예를 들어, 조리 팬의 조리 표면)의 더 신속한 가열로 이어지는 것으로 밝혀졌다.
실시예 2
가공품의 스테인레스 스틸 기재 표면을, 추가 층의 적용를 위한 표면적을 증시키기 위해 샌드블라스팅으로 조면화하였다. 조면화 후, 세척 및 건조 단계를 수행하여 샌드블라스팅으로 인한 오염물을 제거하였다. 상기 세척 및 건조 단계 후, 본 발명에 따른 세라믹 코팅 조성물을 적용하는 단계를 수행하였다. 세라믹 코팅 조성물은 실시예 1에 기재된 바와 같은 베이스 세라믹 코팅 조성물 (CCC) 및 다이아몬드 첨가제 (DA)의 혼합물을 포함한다. 본 발명에 따른 세라믹 코팅 조성물의 적용 단계 완료 후, 280 내지 320 ℃에서 7 내지 10 분간 건조 단계를 수행하여 가공품 상에 코팅된 건조 도막을 생성하였다. 코팅된 가공품은 논-스틱, 내스크래치성, 내마모성 및 향상된 열전도율을 겸비한 장점을 가진다.
실시예 3
본 실시예에서는, 특히 다이아몬드 입자 및 청색 착색 마이카 입자를 포함하는 본 발명에 따른 코팅의 코팅 특성을 다이아몬드 첨가제를 포함하지 않는 상응하는 베이스 세라믹 코팅 조성물과 비교한다.
샘플 1은 베이스 세라믹 코팅 조성물 CCC에 상응한다. CCC의 총 중량을 기준으로, 샘플 1은 에탄올 중의 바인더로서 34 중량% 메틸트리메톡시실란 (MTMS)을 함유하는 용액 42.5 중량%; 입자 크기 0.2 ㎛의 이산화규소 분말 (SiO2) 40 중량% 및 물 60 중량%로 구성된 실리카 혼합물 25.5 중량%; 기능성 필러로서 석영 4.25 중량%; 원적외선 복사 물질 전기석 및 음이온 방출 물질 바나듐의 1:1 혼합물로 구성된 세라믹 분말 4.25 중량%; 및 구리 크로마이트 블랙 스피넬인 블랙 안료 15%, 잔량으로 에탄올로 구성된다. 이어, 샘플 1 조성물을 숙성시키고 CCC라 한다.
샘플 2에서, 1 중량% DA (다이아몬드:마이카 중량비 1:2.5; 마이카는 WO2016188946호에서와 같이 비색 마이카를 포함함) (본 발명의 세라믹 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로)를 샘플 1의 숙성 개시 2 시간 후 샘플 1 CCC 부분에 첨가하여 샘플 2를 수득하였다.
본 발명의 세라믹 코팅을 제조하기 위해, 1 중량% DA (다이아몬드:마이카 중량비 1:2; 마이카는 청색 마이카 입자를 포함함) (본 발명의 세라믹 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로)를 샘플 1의 숙성 개시 2 시간 후 샘플 1 CCC 부분에 첨가하여 샘플 3을 수득하였다.
샘플 1, 2 및 3을 각각 가공품 (알루미늄 합금 3003)의 별도 샘플 상에 탑 코트로서 코팅하고, 경화하였다. 샘플을 다음에 대하여 테스트하였다:
- (45 N의 힘을 사용하여) 측정된 내마모성;
- BS7069에 따라 측정된 내스크래치성;
- CMA 표준 매뉴얼 (2012) p76-77에 따라 측정된 수 접촉각;
- 논-스틱 내구성 (상술한 바와 같이 표준 식기 세척기와 2 회 온도 충격 및 1 회 소금물 비등 단계 (1DW+2TS+SW라 함) 사이클) 전후에 수행된 CMA 프라이드 에그 테스트에 기초 - 가정에서의 사용을 시뮬레이션하도록 설계된 인하우스 테스트);
- ASTM E-1461에 따라 측정된 열전도성; 및
- EN 12983-1:1999에 따라 측정된 연필 경도.
결과 범위를 하기 표 1에 나타내었다.
본 발명의 코팅 대 DA가 없는 코팅에 대한 결과 범위
특성 샘플 1
DA가 없는 코팅
(비교예) 		샘플 2
WO2016188946호에서와
같은 DA가 있는 코팅
(비교예) 		샘플 3
청색 마이카를 포함하는 DA를 가진 코팅
내마모성
(BS7069; 45N 힘)		 12,000 - 20,000
사이클		 20,000 - 90,000
사이클		 20,000 - 90,000
사이클
내스크래치성
(BS7069)		 8 N 13 N 13 N
수접촉각
(CMA 표준 매뉴얼
(2012) p76-77)		 102-106° 105-108° 107-110°
논-스틱 내구성
(인하우스 테스트
- 1DW+2TS+SW)		 샘플 1에 대해 최대 +200% 샘플 2에 대해 최대 +50%
열 전도율
(W.m-1K-1)		 2.0 - 2.4 2.4 - 2.6 2.4 - 2.8
실온 및 200 ℃에서의
연필 경도
(EN 12983-1:1999)		 ≥9H ≥10H ≥10H
본 발명에 따른 샘플 3은 다이아몬드 첨가제가 없는 세라믹 코팅과 비교하여 내마모성, 내스크래치성, 논-스틱 내구성, 열전도성 및 연필 경도의 개선을 나타낸다. 또한, 본 발명에 따른 코팅은 착색 마이카 입자가 없는 다이아몬드 첨가제 함유 세라믹 코팅과 비교하여 (1DW+2TS+SW 절차를 통해 평가된 바와 같이) 논-스틱 내구성의 놀라운 증가를 보여주었다.
실시예 4
본 발명에 따른 세라믹 코팅의 논-스틱 성능 및 내구성을 종래 기술의 논-스틱 세라믹 코팅과 비교하였다. 다음과 같은 코팅이 평가되었다:
- 샘플 "D+CM" - 다이아몬드 입자 및 청색으로 착색된 마이카를 포함하는 다이아몬드 첨가제를 포함하고, Thermolon™ CCC에 기초한 실시예 1에서와 같은 세라믹 코팅 조성물에 기반한 코팅
- 샘플 "DA" - 다이아몬드 입자 및 비착색 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제를 포함하고, Thermolon™ CCC에 기초한 WO2016188946호의 실시예 1의 세라믹 코팅 조성물에 기반한 코팅;
- 상업적 Thermolon™ 논-스틱 세라믹 코팅, 특히 시중에서 판매되는 Thermolon™ Marathon 및 Endurance2 코팅 (각각 "Marathon" 및 "Endurance2") 및 Thermolon 논-스틱 세라믹 코팅 ("Thermolon NS")
논-스틱 내구성은 (i) 1D+2TS+SW 테스트 (실시예 4에서와 같음), (ii) 5% NaCl 비등 테스트 (즉, 5% NaCl을 사용한 시간 비등 후 CMA 프라이드 에그 테스트 기반) 및 (iii) 마모 프라이드 에그 테스트 (즉, BS7069 마모 - 15N 힘 후 CMA 프라이드 에그 테스트 수행)에 의해 평가되었다. 결과는 표 2 및 표 3에 나타나 있다 (표 3에 Marathon 코팅 (100으로 설정)에 대해 수득된 값의 백분율로 표시됨).
코팅/파라미터 D+CM DA Marathon Endurance2 Thermolon NS
내온성
(℃)		 450 450 450 450 450
초기 프라이드 에그 등급 5 5 5 5 5
연필 경도
(H)		 10 10 9 9 9
DW+2TS+SW
사이클		 15 10 5 3 3
5% NaCl - 프라이드 에그
(시간)		 51 9 6 6 3
마모 - 프라이드 에그
(사이클)		 1,500 750 500 250 250
(*)
코팅/파라미터 D+CM DA Marathon Endurance2 Thermolon NS
DW+2TS+SW
(Marathon에 대한 %)		 300 200 100 60 60
5% NaCl - 프라이드 에그
(Marathon에 대한 %)		 850 150 100 100 50
마모 - 프라이드 에그
(Marathon에 대한 %)		 300 150 100 100 50
표 3에서 (*) 값은 표 2에 상응하지만, Marathon 코팅이 100 점을 얻도록 새로 기준이 설정되었다.
이들 결과는 가정용 (1DW+2TS+SW 및 5% NaCl 비등 테스트)을 반영하는 조건 하에서 더 오래 지속되는 논-스틱 성능 및 개선된 논-스틱 내마모성 (마모 - 프라이드 에그 테스트)으로 입증된 바와 같이, 다이아몬드 및 청색으로 착색된 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제를 특정 논-스틱 세라믹 코팅에 첨가하면 코팅의 논-스틱 성질의 내구성에 시너지 효과가 있음을 명확하게 나타낸다. 특히, 본 발명의 세라믹 코팅은 다이아몬드를 함유하지 않는 세라믹 코팅 조성물보다 8 배 이상 지속되고 심지어 다이아몬드 첨가제 (다이아몬드 및 비색 마이카 입자 포함)을 함유한 세라믹 코팅보다 약 5 배 더 오래 지속되는 논-스틱 성능에 의해 입증되는 바와 같이, 끓는 소금물과 접촉시 논-스틱 성능을 월등히 놀라울 정도로 잘 유지하였다. DW+2TS+SW 테스트 (가정용에서의 사용을 나타내는 식기 세척기, 온도 충격 및 소금물 비등 단계 포함)에서도 또한 소금물에 의한 열화에 대한 매우 높은 저항성을 볼 수 있는데, 다이아몬드 및 청색으로 착색된 마이카 입자를 포함하는 코팅은 다이아몬드를 함유하지 않는 세라믹 코팅 조성물보다 약 3 배 더 오래 지속되고, 다이아몬드 첨가제 (다이아몬드 및 비색 마이카 입자 포함)을 함유한 세라믹 코팅보다 약 50% 더 오래 지속되는 논-스틱성을 유지하였다. 소금물 비등 - 프라이드 에그 데이터와 (1D+2TS+SW) 데이터 (추가로 소금물 비등 단계 포함) 데이터에 의해 뒷받침되는 이러한 인상적인 개선은 명백히 본 발명자들이 논-스틱 성능 (식품 이형 특성)의 소금으로 인한 열화에 대해 세라믹 코팅의 내성을 증가시키는 해결책을 발견하였음을 입증한다.
실시예 5
본 실시예에서는, 상이한 색상 (청색, 적색 또는 녹색)의 마이카 입자를 포함하는 본 발명에 따른 코팅의 코팅 특성을 실시예 3에 제시된 바와 같은 (1DW+2TS+SW), 5% NaCl 비등 및 마모 - 프라이드 에그 테스트 절차를 사용하여 평가하고 WO2016188946호에 따른 다이아몬드 및 비색 마이카로의 코팅과 비교하였다. 다이아몬드 첨가제를 포함하는 세라믹 코팅 조성물 및 생성된 코팅은 실시예 3에서와 같이 제조하였다. 결과는 표 4에 요약하였다.
파라미터 NS
(무 DA)a 		DAb DA +
청색 마이카		 DA +
녹색 마이카		 DA +
적색 마이카
1D+2TS+SW
(사이클)		 5 10 16 16 17
5% NaCl - 프라이드 에그 6 시간 9 시간 36 시간 33 시간 39 시간
마모 - 프라이드 에그 500 750 1,250 1,000 1,250
a 다이아몬드 첨가제가 없는 시판 Thermolon™ 고품질 논스틱 세라믹 코팅인 Thermolon™ Marathon 코팅에 대한 표 3의 데이터;
b 다이아몬드 입자 및 무색 마이카 입자를 포함하는 WO2016188946호의 실시예 1에 따른 다이아몬드 첨가제 함유 코팅
표 4에 제시된 결과는 청색 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제 함유 세라믹 코팅 조성물 (실시예 3 및 4 참조)에 대해서 나타난 논-스틱 내구성에 대한 놀라운 결과 및 유리한 효과가 또한 녹색 또는 적색 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제 함유 세라믹 코팅 조성물에 대해서도 보여질 수 있음을 입증한다. 이들 결과는 재현 가능한 것으로 밝혀졌다: 중복 실험은 유사한 결과를 산출하였다.
본 출원에 제시된 결과는 논-스틱 세라믹 코팅에 다이아몬드 및 청색, 적색 또는 녹색의 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제의 첨가가 가정에서의 사용 (1DW+2TS+SW 및 5% NaCl 비등 테스트)을 반영하는 조건에서 논-스틱 성능이 더 오래 지속되고 논-스틱 성질의 내마모성이 개선된 (마모 - 프라이드 에그 테스트) 것으로 입증된 바와 같이, 코팅의 논-스틱 성질의 내구성에 상승 효과를 갖는다는 것을 명백히 입증한다 (심지어는 다이아몬드 입자 및 비색 (무색) 마이카 입자를 포함하는 논-스틱 세라믹 코팅의 성능을 훨씬 능가함).
실제로, 본 발명에 따른 세라믹 코팅은 다이아몬드를 함유하지 않는 고품질 세라믹보다 최대 6 배 더 오래 지속되고 심지어 다이아몬드 첨가제 (다이아몬드 및 비색 마이카 입자 포함)을 함유한 세라믹 코팅보다 최대 약 5 배 더 오래 지속되는 논-스틱 성능에 의해 입증되는 바와 같이, 끓는 소금물과 접촉시 그의 논-스틱 성능을 월등히 놀라울 정도로 잘 유지하였다.
소금물 비등 - 프라이드 에그 데이터와 (1D+2TS+SW) 데이터 (추가로 소금물 비등 단계 포함)에 의해 뒷받침되는 이러한 인상적인 개선은 명백히 본 발명자들이 논-스틱 성능 (식품 이형 특성)의 소금으로 인한 열화에 대해 세라믹 코팅의 내성을 증가시키는 해결책 (즉, 적색, 청색 또는 녹색 마이카 입자와 결합하여 다이아몬드 사용)을 발견하였음을 입증한다.

Claims (22)

  1. 가공품에 적용시 논-스틱 세라믹 코팅을 제공하기 위한 세라믹 코팅 조성물로서, 베이스 세라믹 코팅 조성물 및 상기 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 중량%로 0.2 중량% 내지 2 중량%의 다이아몬드 첨가제를 포함하고, 여기서 다이아몬드 첨가제는 다이아몬드 입자 및 마이카 입자를 포함하고, 상기 마이카 입자는 착색 마이카 입자를 포함하는, 세라믹 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 마이카 입자가 청색 및/또는 녹색 및/또는 적색으로 착색된 마이카 입자를 포함하는, 세라믹 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 착색 마이카 입자가 이산화티탄 및/또는 금속 산화물 층으로 코팅된 천연 또는 합성 마이카 입자를 포함하는, 세라믹 코팅 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 이산화티탄 및/또는 금속 산화물 층의 두께가 80 내지 160 nm인, 세라믹 코팅 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 착색 마이카 입자가 (i) 100 내지 140 nm의 이산화티탄 및/또는 금속 산화물 층으로 코팅된 천연 또는 합성 마이카 입자로 구성된 청색 마이카 입자; (ii) 140 내지 160 nm의 이산화티탄 및/또는 금속 산화물 층으로 코팅된 천연 또는 합성 마이카 입자로 구성된 녹색 마이카 입자; 및/또는 (iii) 80 내지 100 nm의 이산화티탄 및/또는 금속 산화물 층으로 코팅된 천연 또는 합성 마이카 입자로 구성된 적색 마이카 입자 중 하나 이상을 포함하는, 세라믹 코팅 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 다이아몬드 입자:마이카 입자의 중량비가 1:0.1 내지 1:3의 범위인, 세라믹 코팅 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 다이아몬드 입자:마이카 입자의 중량비가 1:1 내지 1:3의 범위인, 세라믹 코팅 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 베이스 세라믹 코팅 조성물이, 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 중량%로, 90 중량%를 초과하고 99.9 중량% 이하인 양으로 존재하는, 세라믹 코팅 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 중량%로, 98 내지 99.9 중량%의 베이스 세라믹 코팅 조성물을 포함하는, 세라믹 코팅 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 베이스 세라믹 코팅 조성물이 논-스틱 무기 세라믹 코팅 조성물, 논-스틱 하이브리드 세라믹 코팅 조성물 또는 논-스틱 졸-겔 세라믹 코팅 조성물인, 세라믹 코팅 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 베이스 세라믹 코팅 조성물이
    (a) 바인더로서 실란 또는 그의 올리고머 11 내지 20 중량%;
    (b) 실리카 혼합물 19.5 내지 41.5 중량%;
    (c) 기능성 필러 0 내지 19 중량%; 및
    (d) 원적외 복사선 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말 2 내지 15 중량%;를 포함하는 졸-겔 세라믹 코팅 조성물이고,
    상기 중량%는 졸-겔 세라믹 조성물의 총 중량에 대한 것인,
    세라믹 코팅 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 베이스 세라믹 코팅 조성물이
    (a) 바인더로서 실란 또는 그의 올리고머 11 내지 20 중량%;
    (b) 실리카 혼합물 19.5 내지 41.5 중량%;
    (c) 기능성 필러 3 내지 19 중량%; 및
    (d) 원적외 복사선 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말 2 내지 15 중량%;를 포함하는 졸-겔 세라믹 코팅 조성물이고,
    상기 중량%는 졸-겔 세라믹 조성물의 총 중량에 대한 것인,
    세라믹 코팅 조성물.
  13. 제11항에 있어서, 원적외 복사선 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말이 원적외 복사선-방출 물질 및 음이온-방출 원소를 포함하는, 세라믹 코팅 조성물.
  14. 가공품을 코팅하기 위하여 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 세라믹 코팅 조성물을 사용하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 가공품이 조리 도구 물품인, 방법.
  16. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 세라믹 코팅 조성물을 함유하는 논-스틱 건조 도막 세라믹 코팅을 갖춘 가공품으로서, 상기 논-스틱 건조 도막 세라믹 코팅은 다이아몬드 입자 및 청색 및/또는 녹색 및/또는 적색 마이카 입자를 포함하는, 가공품.
  17. 제16항에 있어서, 가공품이 조리 도구 물품인, 가공품.
  18. 제16항에 있어서, 건조 도막의 총 두께가 20 내지 60 ㎛인, 가공품.
  19. 제16항에 있어서, 건조 도막이 상기 세라믹 코팅 조성물을 탑 코트로서 함유하고, 건조 도막은 (i) BS7069에 의해 측정되어 10 내지 15 N의 내스크래치성; (ii) BS7069에 따라 45N의 힘을 사용하여 20,000 내지 90,000 사이클의 내마모성; (iii) EN 12983-1:1999에 따라 실온 및 200 ℃에서 10H 이상의 연필 경도; 및/또는 ASTM E-1461에 따라 측정되어 2.4 내지 2.8 W.m-1K-1의 열 전도율을 갖는, 가공품.
  20. 가공품의 표면을 코팅하는 방법으로서,
    A) 가공품의 표면을 조면화(roughening)하는 단계;
    B) 세라믹 코팅 조성물의 베이스 코트를 상기 조면화 표면에 적용하는 단계;
    C) 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 세라믹 코팅 조성물의 탑 코트를 습윤 베이스 코트 위에 적용하는 단계; 및
    D) 베이스 코트 및 탑 코트를 경화시켜 가공품의 건조 도막 코팅을 수득하는 단계;를 포함하는, 방법.
  21. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 세라믹 코팅 조성물로 코팅된 가공품을 수득하는 방법으로서,
    - 가공품을 제공하는 단계;
    - 제 1 용기에 실리카 혼합물, 기능성 필러, 및 원적외 복사선 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말을 포함하는 제 1 용액을 제공하는 단계;
    - 제 2 용기에 바인더로서 실란 또는 그의 올리고머를 포함하는 제 2 용액을 제공하는 단계;
    - 제 1 용기 내의 제 1 용액 및 제 2 용기 내의 제 2 용액을 예비 교반하는 단계;
    - 상기 제 1 용액과 상기 제 2 용액을 혼합하여, 졸-겔 세라믹 조성물의 총 중량에 대한 중량%로, 바인더로서 11 내지 20 중량%의 실란 또는 그의 올리고머; 19.5 내지 41.5 중량%의 실리카 혼합물; 0 내지 19 중량%의 기능성 필러; 및 2 내지 15 중량%의 원적외 복사선 및 음이온을 방출하는 세라믹 분말;을 포함하는 졸-겔 세라믹 코팅 조성물을 수득하는 단계;
    - 논-스틱 졸-겔 세라믹 조성물을 교반 및 숙성시키는 단계;
    - 논-스틱 졸-겔 세라믹 조성물에 다이아몬드 입자 및 청색 및/또는 녹색 및/또는 적색으로 착색된 마이카 입자를 포함하는 다이아몬드 첨가제를 첨가하여, 0.2 중량% 내지 2 중량%의 다이아몬드 첨가제를 함유하는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 세라믹 코팅 조성물을 수득하는 단계;
    - 세라믹 코팅 조성물을 여과하는 단계;
    - 베이스 코팅 또는 추가 코팅으로서 세라믹 코팅 조성물을 가공품 상에 적용하는 단계; 및
    - 세라믹 코팅 조성물을 경화시켜 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 세라믹 코팅 조성물을 함유하는 도막으로 코팅된 가공품을 수득하는 단계;를 포함하는, 방법.
  22. 세라믹 코팅 조성물에 세라믹 코팅 조성물의 총 중량에 대한 중량%로 0.2 중량% 내지 2 중량%의 다이아몬드 첨가제를 첨가하는 단계를 포함하고, 상기 다이아몬드 첨가제는 다이아몬드 입자 및 청색 및/또는 녹색 및/또는 적색 마이카 입자를 포함하는, 논-스틱 세라믹 코팅의 내비등소금물성 (salt water boiling resistance) 또는 논-스틱 성능을 개선시키는 방법.
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