KR19990072447A

KR19990072447A - 오염방지도료로도장된도장물

Info

Publication number: KR19990072447A
Application number: KR1019990003922A
Authority: KR
Inventors: 세토구치히로유키; 하라마사오; 가와구치요지; 오키다가즈마사; 모리타고조; 에비누마다쿠야
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤; 야마나카 가츠도시; 오키츠모 가부시키가이샤
Priority date: 1998-02-06
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 1999-09-27
Also published as: MY134933A; CN1229820A; CN1158360C; KR100340670B1; JPH11221162A

Abstract

본 발명은 알루미나 (Al₂O₃) 및 오산화인 (P₂O₅)을 필수성분으로 함유하는 무기 분말 50∼90 중량 %와 PTFE, PFA 및 FEP 로 된 군으로부터 선택되는 플루오로 수지 10∼50 중량 %로 된 적어도 한가지 도장층으로 윗면을 도장한 그릴(grill) 케이스의 내면, 그릴 팬(pan) 등의 조리용 기구 등에 관한 것이다.

Description

오염방지 도료로 도장된 도장물{MATERIALS COATED WITH AN ANTIFOULING PAINT}

본 발명은 가정용 조리 기구, 히이터 등의 오염방지 특성과 내마모성이 우수한 재료에 관한 것이다.

조리기구 또는 그 부품, 예컨대 가스 레인지, 이 가스 레인지의 그릴 케이스(grill case) 등의 윗면은 표면처리된 강철판, 스테인레스강판으로 되어 있고 플루오로 수지로 도장된 것임은 공지되어 있다.

1층 도장형 또는 2층 도장형의 플루오로 수지 함유 도료로 도장된 가스 레인지의 윗면은 공지되어 있다. 조리도중 가스 레인지의 윗면 또는 그릴 케이스의 바닥을 얼룩지게 하는 생선 기름 또는 육류 기름은 이러한 플루오로 수지 함유 도료, 즉 오염방지 도료를 표면에 도장해서 된 도장층을 형성하여 주면 쉽사리 닦아 제거할 수 있다.

또한 도장층의 경도와 내구성은 도료중에 보강용의 특수한 충전제를 첨가함으로써 개선 할 수 있다는 것은 공지되어 있다.

그러나 충전제의 양이 과다하게 되면 오염 방지성을 열화(劣化)하게 되는 문제를 가지고 있다.

따라서 충전제의 첨가량은 제한되므로 도장층의 경도와 내구성 개선에 그다지 기여하지 않는다.

더욱이 공지의 도장층의 특성은 조리된 음식물이 끓어 넘치는 일이 빈번하여 자주 더렵혀지는 남비에 사용할 경우에는 세척성, 경도 및 내구성의 점에서 불충분하며, 세척성, 경도 및 내구성을 달성하고자 윗면을 백색 등의 담색으로 하기가 어렵다.

도 1은 본 발명의 제3실시형태인 도장물의 일부의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기재 (예 : 가스 레인지의 윗면용의 강철판)

2 : 초벌 도장층

3 : 중간 도장층

4 : 마무리 도장층

본 발명은 필수성분으로서 알루미나 (Al₂O₃) 및 오산화인 (P₂O₅) 등의 무기 분말 50∼90 중량%와, 필수성분으로서 폴리테트라플루오로에틸렌 (이하, PTFE라 함), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체 (이하, PFA라 함) 및 폴리테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP)로 된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 플루오로 수지 10∼50 중량%를 함유해서 되는 적어도 하나의 도장층 (이하, 이 도장층을 "충전제 함유 플루오로 수지 도장층"이라 함)으로 된, 오염방지성과 내마모성이 우수한 가정용 조리기구, 히이터 등의 재료에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 소요의 부분에 필수 성분으로서 폴리에테르 술폰 수지 (PES)를 함유한 초벌 도장층 (prime coat)과 마무리 도장층 (top coat)으로서 충전제 함유 플루오로 수지 도장층으로 된 오염방지성을 가진 재료를 제공한다.

더욱이 본 발명은 PTFE, PFA 및 FEP로 된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 플루오로 수지로 된 마무리 도장층과 상기한 충전제 함유 플루오로 수지 도장층으로 된 중간 도장층과, 소요의 부분에 필수성분으로서 PES로 된 초벌 도장층으로 구성된 오염방지성을 가진 재료를 제공한다.

본 발명에 의하면 경도와 내구성이 개선된 가스 레인지 등의 재료는 오염 방지성의 열화(劣化)가 없이 장기간 세척성을 유지할 수 있기 때문에 끓어 넘치는 국물 받이 냄비에 사용할 수 있고, 또한 백색 등의 밝은 색으로 착색할 수도 있다.

본 발명의 제1실시형태는 필수성분으로서 알루미나(Al₂O₃) 및 오산화인 (P₂O₅) 등의 무기 분말 50∼90 중량%와, 필수성분으로서 PTFE, PFA 및 FEP로 된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 플루오로 수지 10∼50 중량%를 함유해서 되는 적어도 하나의 도장층 (충전제 함유 플루오로 수지 도장층)으로 된 가정용 조리기구, 히이터 등의 재료에 관한 것이다.

본 발명의 제2실시형태는 소요의 부분에 필수 성분으로서 PES를 함유한 초벌 도장층과 마무리 도장층으로서 충전제 함유 플루오로 수지 도장층으로 된 오염방지성을 가진 재료에 관한 것이다.

본 발명의 제3실시형태는 PTFE, PFA 및 FEP로 된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 플루오로 수지로 된 마무리 도장층과, 상기한 충전제 함유 플루오로 수지 도장층으로 된 중간 도장층과, 소요의 부분에 필수성분으로서 PES로 된 초벌 도장층으로 구성된 오염방지성을 가진 재료에 관한 것이다.

본 발명의 재료로서는 가스 레인지, 전기 렌인지, 가스 오븐, 마이크로웨이브 오븐, 그릴 케이스의 내면, 그릴 팬(grill pan), 레인지 윗면 등의 가정용 조리기구, 히이터 등을 포함한다.

피도장재의 기재는 인산염 처리강, 아연 인산염 처리강 등의 표면 처리강, 스테인레스강, 용융 알루미늄 도금강, 용융 알루미늄-아연 도금강 (아연 도금강) 등으로 된 것이어도 좋다.

본 발명의 제1실시형태에 의하여 충전제 함유 플루오로 수지 도장층을 재료의 소요부분에 도장한다. 즉, 기재 표면에 직접 도장해도 좋고, 마무리 도장층 (제2실시형태)으로서 또는 중간 도장층(제3실시형태)으로서 도장해도 좋다.

충전제 함유 플루오로 수지 도장층은 도료 고형분 기준으로 필수 성분으로서 알루미나 및 오산화인을 함유한 무기 분말 50∼90 중량%, 바람직하게는 60∼70 중량%와, 플루오로 수지 10∼50 중량%, 바람직하게는 15∼30 중량%을 함유하는 충전제 함유 플루오로 수지 도장층용 도료를 초벌 도장층 또는 기재위에 도장함으로써 형성한다.

플루오로 수지의 양이 10 중량% 미만이면 충분한 접착이 되지 않는 반면, 50 중량%을 초과하면 형성된 도막의 경도가 저하한다.

첨가되는 무기분말은 필수성분으로서 알루미나와 오산화인을 함유해야 한다.

알루미나의 바람직한 양은 충전제 함유 플루오로 수지 도장층용 도료의 총량에 대해 약 20∼50 중량%이고, 보다 바람직하게는 30∼45 중량%이다.

오산화인의 바람직한 양은 충전제 함유 플루오로 수지 도장층용 도료의 총량에 대해 약 20∼50 중량%이고, 보다 바람직하게는 25∼35 중량%이다.

알루미나 및 오산화인 이외의 무기 분말을 중간 도장층용 도료에 첨가해도 좋은데, 이러한 무기분말의 예로서는 산화 나트륨, 산화 칼륨 등의 알칼리 금속 산화물이 있다.

무기분말의 입자크기는 1∼20㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1∼10㎛이다.

충전제 함유 플루오로 수지 도장층용 도료에 첨가되는 플루오로 수지의 예로서는 PTFE, PFA 및 FEP가 있는데, 가장 바람직한 것은 PTFE와 PFA이며 이들은 단독으로 사용해도 좋고 병용해도 좋다.

충전제 함유 플루오로 수지 도장층용 도료에 첨가되는 기타의 성분은 카본 블랙, 티타늄 마이카 등의 안료이다.

충전제 함유 플루오로 수지 도장층의 두께는 30㎛∼60㎛이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40㎛∼50㎛이다. 충분한 경도를 얻기 위해서는 30㎛ 이상의 두께가 바람직하다. 충전제 함유 플루오로 수지 도장층의 두께가 60㎛ 이상이면 우수한 접착을 얻기가 곤난하다.

본 발명의 제2실시형태에 의하면 주성분으로서 PES를 함유한 초벌 도장층용 도료로 먼저 기재를 도장한다. 초벌 도장층용 도료중의 PES의 양은 초벌 도장층용 도료의 고형분 기준으로 40∼85 중량%, 바람직하게는 45∼60 중량%이다. 초벌 도장층용 도료에 임의로 첨가되는 기타 성분으로서는 플루오로 수지, 예컨대 PTFE 등의 기타의 수지, 카본 블랙, 산화 티탄 등의 안료를 들 수 있다.

PES는 상기한 강철 기재와 중간 도장층에 대한 접착성이 우수하고, 초벌 도장층용의 수지로서 가공성이 우수하다.

초벌 도장층의 바람직한 두께는 5㎛∼10㎛이고, 보다 바람직하게는 7㎛∼9㎛이다.

초벌 도장층을 이용하여 기재인 강철과 중간 도장층 사이의 우수한 접착을 얻는다.

본 발명의 제3실시형태는 도 1에 예시되어 있는데, 이 도면에서 기재(1)를 초벌 도장층(2)용의 상기한 도료로 도장한 다음, 중간 도장층(3)으로서 충전제 함유 플루오로 수지 도장층용 도료를 도장한 후, 이 위에 마무리 도장층(4)용의 도료를 도장한다.

초벌 도장층용 도료와 중간 도장층용 도료의 배합과 도장층의 바람직한 두께는 상기한 바에 따른다. 충전제 함유 플루오로 수지 도장층용 도료로 된 중간 도장층을 생략하면 우수한 접착과 경도를 얻을 수 없다.

마무리 도장층(4)용 도료는 PTFE, PFA 및 FEP로 된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 플루오로 수지를 함유한다. 가장 바람직한 것은 PTFE와 PFA인데, 오염방지성의 측면에서 이들을 단독으로 사용해도 좋고 병용해도 좋다.

마무리 도장층용 도료에는, 예컨대 카본 블랙, 티타늄 마이카 등의 안료와 같은 기타 성분을 함유해도 좋다.

마무리 도장층용 도료중에서의 플루오로 수지의 양은 마무리 도장층용 도료의 총 고형분 기준으로 80 중량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90중량% 이상이다. 플루오로 수지의 양이 80 중량% 미만이면 오염방지성이 불량해진다.

마무리 도장층용 도료는 분말상, 현탁액상으로 제조되는데, 분무법, 분말 도장법, 전착 도장법 등으로 도장한다.

마무리 도장층의 두께는 1㎛∼10㎛가 바람직하며, 보다 바람직하게는 1㎛∼5㎛이다. 마무리 도장층의 두께가 10㎛ 이상이면 도막 표면이 휘어지는 경향이 있다.

마무리 도장층은 취사 기구 등의 재료 표면에 보다 우수한 오염 방지성을 부여하는데 효과적이다.

초벌 도장층용 도료는 액상, 분산 도장 조성물이어도 좋다.

충전제 함유 플루오로 수지 도장층용 도료는 분산 도장 조성물인 것이 바람직하다.

마무리 도장층용 도료는 분산 또는 분말상 도장 조성물인 것이 바람직하다.

이들 도장 조성물을 분무, 전착 도장 등의 방법으로 도장한다. 도장 조성물에 함유된 플루오로 수지를 통상적으로 약 400℃에서 20분 동안, 혹은 420℃에서 10분 동안 기재 위에서 가열하여 용융시킨다.

본 발명을 아래의 실시예에 의해 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 (제3실시형태의 도장판 제조)

초벌 도장층 형성

초벌 도장층용 도료를 표 1에 나온 U1 배합에 따라 제조하였다.

배합	U1 (중량%)
폴리에테르 술폰 수지	50
PTFE	20
안료	30
계	100

폴리에테르 술폰 수지, PTFE 분말 및 안료 (카본 블랙과 산화 티탄으로 되어 있음)를 샌드 그라인드 밀 및 보올 밀에서 균일히 분쇄하였다.

수득한 도료를, 미리 알칼리성 탈지제로 탈지처리해 둔 스테인레스강판 표면에 분무하여 도장하였다.

중간 도장층 형성

중간 도장층용 도료를 표 2에 나온 M1∼M9 배합에 따라 제조하였다.

배합	M1	M2	M3	M4	M5	M6	M7	M8	M9
PTFE						30
PFA	60	50	30	10	5		50	30	10
안료A	40	50	70	90	95	70
안료B							50	70	90
계	100

주 : 비는 중량%로 나타냄.

PTFE와 PFA는 분말상의 것을 사용하였다.

안료 A : Al₂O₃40 (중량%)

P₂O₅30 (중량%)

Na₂O 15 (중량%)

K₂O 15 (중량%)

안료 B : TiO₂100 (중량%)

각 배합을 샌드 그라인드 밀과 보올 밀에서 균일히 분쇄하여 각기 상응한 도료를 제조하였다.

수득한 도료를 초벌 도장층위에 분무 도장법으로 각각 도장하였다.

마무리 도장층 형성

마무리 도장층용 도료를 표 3에 나온 T1 및 T2 배합에 따라 제조하였다.

배합	T1	T2
PTFE	95
PFA		95
안료	5	5
계	100

주 : 비는 고형분 중량%로 나타냄.

PTFE, PFA, 카본 블랙 및 티타늄 마이카를 용해기에서 균일히 분쇄하여 분산도료를 제조하였다.

수득한 마무리 도장층용 분산 도료를 중간 도장층위에 각각 분무 도장법으로 도장하였다.

세가지 도장층으로 도장된 각 기재를 420℃에서 10분간 열처리(baking)하였다.

평가시험

(1) 상기한 초벌 도장층, 중간 도장층 및 마무리 도장층의 형성에 의하여 3개 도장층 또는 2개 도장층을 가진 강철판 시편 12개를 제조하였다. 초벌 도장층, 중간 도장층 및 마무리 도장층의 두께는 각각 약 7.5㎛, 약 40㎛ 및 약 5㎛이었다.

각 도료의 병용 및 이 병용에 의하여 얻은 접착성, 경도 및 오염방지성의 결과는 표 4에 나와 있다.

시편 No.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

초벌 도장층

U1

-

U1

중간 도장층

M3

M1

M2

M3

M4

M5

M6

M7

M8

M9

M3

마무리 도장층

-

T1

T2

접착성

○

×

○

×

○

경도 1

○

×

○

-

○

×

-

○

경도 2

○

×

○

-

○

×

-

○

오염방지성

△

○

-

○

-

○

(2) 초벌 도장층(U1)용 도료, 중간 도장층(M3)용 도료 및 마무리 도장층(T1)용 도료를 사용하여 이들 도장층의 두께를 변화시켜 시편 9개 (No. 13∼No. 21)를 제조하고, 이들 두께가 접착성, 경도 및 오염방지성에 미치는 영향을 평가하여 조사하였다. 그 결과는 표 5에 나와 있다.

시편 No.	13	14	15	16	17	18	19	20	21
초벌 도장층 U1	1	5	10	15	5	5	5	5	5
중간 도장층 M3	30	30	30	30	20	50	60	30	30
마무리 도장층 T1	1	1	1	1	1	1	1	10	15
접착성	×	○	○	×	○	○	△	○	○
경도 1	-	○	○	-	×	○	○	○	△
경도 2	-	○	○	-	×	○	○	○	△
오염방지성	-	○	○	-	△	○	○	○	○

⊙ 각 도장층의 두께는 ㎛임.

접착성

기재위의 3개 도장층을 열처리(baking) 1시간 이상 경과 후에 검사용 패턴(2mm×2mm)으로 절단하고, 직사광이 없고 시험결과에 영향을 미치는 가스, 수분, 먼지 등이 없는 실내에서 5∼35℃로 유지하였다.

그 결과를 아래의 기준에 따라 평가하였다.

○ : 박리가 전혀 없음

△ : 약간의 박리가 관찰됨

× : 도막의 박리가 관찰됨

경도 1

JIS K5400에 준한 연필 경도 시험에 따라 경도를 평가하였다.

그 결과를 아래의 기준에 따라 평가하였다.

○ : 9H 이상

△ : 4∼8H

× : 3H 이하

경도 2

도막 표면을 동전으로 1kg/cm²의 압력을 가하여 45도 각도로 1회 긁었다.

그 결과를 아래의 기준에 따라 평가하였다.

○ : 기재까지 도달하는 도막의 박리가 전혀 없었음

△ : 기재까지 도달하는 도막의 박리가 30% 미만

× : 기재까지 도달하는 도막의 박리가 30% 이상

오염방지성

생선기름은 도막 표면에 떨어 뜨려 300℃에서 1시간 가열하였다. 부착한 얼룩을 티슈로 닦아 제거하였다. 이 처리를 10회 반복하여 평가하였다.

○ : 부착한 얼룩이 전혀 관찰되지 않음

△ : 부착한 얼룩이 부분적으로 제거됨

× : 부착한 얼룩이 거의 제거되지 않음

본 발명의 상기와 같은 구성으로 함으로써 세척성, 내마모성 및 오염방지성이 우수한 도장물을 제공할 수 있다.

Claims

필수성분으로서 알루미나 (A1₂0₃) 및 오산화인 (P₂0₅)을 함유한 무기분말 50∼90 중량%와, 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체 및 테트라 플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체로 된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 플루오로 수지 10∼50 중량%를 함유하는 적어도 하나의 도장층으로 된 오염방지성을 가진 재료.
제1항에 있어서, 도장층이 마무리 도장층인 오염방지성을 가진 재료.
제1항에 있어서, 도장층이 중간 도장층인 오염방지성을 가진 재료.
제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 플루오로 수지가 폴리테트라플루오로에틸렌 및/또는 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체인 오염방지성을 가진 재료.
필수성분으로서 알루미나 (A1₂0₃) 오산화인 (P₂0₅)을 함유한 무기분말 50∼90 중량%와, 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체 및 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체로 된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 플루오로 수지 10∼50 중량%를 함유하는 마무리 도장층과, 필수성분으로서 폴리에테르 술폰 수지 (PES)를 함유하는 초벌 도장층으로 된 오염방지성을 가진 재료.
제5항에 있어서, 마무리 도장층의 플루오로 수지가 폴리테트라플루오로에틸렌 및/또는 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체인 재료.
제4항에 있어서, 초벌 도장층의 두께가 5㎛∼10㎛이고, 마무리 도장층의 두께가 30㎛∼60㎛인 재료.
필수성분으로서 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐에테르 공중합체 및 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체로 된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 플루오로 수지를 함유하는 마무리 도장층과, 필수성분으로서 알루미나 (A1₂0₃) 및 오산화인 (P₂0₅)을 함유한 무기분말 50∼90 중량%와, 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체 및 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체로 된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 플루오로 수지 10∼50 중량%를 함유하는 중간 도장층과, 필수성분으로서 폴리에테르 술폰 수지 (PES)를 함유하는 초벌 도장층으로 된 오염방지성을 가진 재료.
제8항에 있어서, 마무리 도장층의 플루오로 수지가 폴리테트라플루오로에틸렌 및/또는 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체인 재료.
제8항에 있어서, 중간 도장층의 플루오로 수지의 폴리테트라플루오로에틸렌 및/또는 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체인 재료.
제8항에 있어서, 마무리 도장층에서의 플루오로 수지의 량이 마무리 도장층의 총 고형분 기준으로 80 중량% 이상인 재료.
제8항에 있어서, 초벌 도장층의 두께가 5㎛∼10㎛이고, 중간 도장층의 두께가 30㎛∼60㎛이며 마무리 도장층의 두께가 1㎛∼10㎛인 재료.
제1항 내지 제11항중의 어느 한 항에 있어서, 히이터 또는 가정용 조리 기구인 재료.
제13항에 있어서, 가정용 조리 기구가 가스 레인지, 전기 레인지, 가스 오븐, 마이크로웨이브 오븐으로 된 군으로부터 선택되는 재료.
제1항 또는 제13항에 있어서, 가정용 조리 기구의 부품이 그릴 케이스의 내면, 그릴 팬 및/또는 레인지의 윗면인 재료.
제15항에 있어서, 레인지의 윗면이 담색인 재료.