KR20080112796A - 비점착성 코팅 조성물，그 코팅방법，그로 코팅된 패널 및가열조리기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비점착성 코팅 조성물과 그 코팅방법, 그리고 그로 코팅된 건축용 패널 및 가열조리기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축용 패널이나 가열조리기기 등의 소재인 금속이나 비금속의 표면에 비점착성 코팅층을 형성하여 비점착성, 내열성, 내후성, 미장성, 내상처성, 내용제성, 내변질성, 내변색성, 불연성, 인체 무해성 등의 효과를 갖도록 할 수 있는 비점착성 코팅 조성물과 그 코팅방법, 그리고 그로 코팅된 건축용 패널 및 가열 조리기기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 비점착성 코팅 조성물은 공지의 무기결합제 14.4~99.8중량%, 공지의 충전재 0.01~85.5중량% 및 메틸하이드로겐 실리콘오일 0.1~3.0중량%를 포함하는 것을 기본적인 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 비점착성 코팅 조성물의 코팅방법은, 패널이나 가열조리기기 소재의 표면을 공지의 방법으로 표면처리하여 공지의 표면처리층을 형성하는 소재의 표면처리 단계; 상기 표면처리층을 공지된 방법으로 건조하고 예열을 하는 건조 및 예열단계; 상기 표면처리층 표면에 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항의 비점착성 코팅 조성물로 코팅하는 비점착코팅층 형성단계; 및 공지된 방법에 따라 상기 코팅된 비점착코팅층의 용제를 휘발시키고 도막을 경화시키는 건조 및 경화 단계;로 이루어진 것을 기본적인 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 비점착성 코팅층을 갖는 패널 및 가열조리기기는, 건축용 패널 및 가열조리기기의 본체를 이루는 공지의 소재층과, 상기 소재층의 공지 의 표면처리방법에 의해 형성되는 공지의 표면처리층과, 상기 표면처리층 위에 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항의 비점착성 코팅 조성물이 도포, 경화되어 형성되는 비점착코팅층을 포함하는 것을 기본적인 특징으로 한다.

비점착, 코팅

Description

비점착성 코팅 조성물，그 코팅방법，그로 코팅된 패널 및 가열조리기기{Composite and it's coating method}

도 1은 본 발명에 따른 건축패널의 조성물 구성을 보인 예시도.

도 2는 본 발명에 따른 가열조리기의 조성물 구성을 보인 예시도.

도 3은 본 발명에 따른 1차 비점착층(윗 그림) 위에 2차의 비점착 조성물을 반구상태가 되도록 흩뿌리기 등으로 밀집시킨 것(아래 그림)을 가상하여 이론적 예시도.

도 4는 본 발명에 따른 건축패널 및 가열조리기 코팅방법의 과정을 보인 블록예시도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 소재층

2 : 조성물 1차 코팅층

3 : 조성물 2차 코팅층

4 : 조성물 3차 코팅층

5 : 건축패널의 조성물 코팅 표면

6 : 건축 내외장 패널

7 : 가열 조리기기의 조성물 코팅 표면

8 : 가열 조리기기

본 발명은 비점착성 코팅 조성물과 그 코팅방법, 그리고 그로 코팅된 건축용 패널 및 가열조리기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축 등의 용도로 사용되는 각종 패널이나 가열조리기기 등의 소재인 금속이나 비금속의 표면에 비점착성 코팅층을 형성하여 비점착성, 내열성, 내후성, 미장성, 내상처성, 내용제성, 내변질성, 내변색성, 불연성, 인체 무해성 등의 효과를 갖도록 할 수 있는 비점착성 코팅 조성물과 그 코팅방법, 그리고 그로 코팅된 건축용 패널 및 가열조리기기에 관한 것이다.

건축용 패널을 포함한 각종 패널이나 가열조리기기의 소재로서 알루미늄, 스테인레스 스틸, 동, 티타늄, 스틸, 알루미늄 도금강판, 아연도금강판 등의 금속 및 이의 합금의 금속이나 유리, 도자기, 내화물, 시멘트, 석고보드 등의 세라믹을 사용하거나, 초산비닐(PVAC), 페놀수지(PF), 멜라민수지(MF), 에폭시수지 등 열경화성 수지(thermosetting resin), 그리고 열적, 기계적 강도를 높이기 위하여 열가소성 수지 또는 열경화성 수지에 유리섬유, 유리 분말, 세라믹 섬유, 세라믹 분말을 혼합한 엔지니어링 플라스틱(예: PET에 유리분말을 혼합한 PBT 소재) 등의 플라스틱을 사용하는 게 일반적이다. 그러나 상기와 같은 소재들은 열, 자외선, 산성 및 알카리성 화학물질, 유기용제, 내식성 등에 취약한바, 본 발명의 발명자는 건축 내외장 패널과 가열조리기 소재의 위와 같은 문제점을 해소하기 위한 방안으로서 특허출원을 통해 ‘무기도료 조성물과 그 제조방법 및 용도(특허등록 10-0307190)’와 ‘착색투명 무기도료 조성물과 제조방법 및 조성물 코팅방법(특허등록 10-0374172)’에 관한 기술을 소개한 바 있다.

한편 위와 같은 문제와는 별도로, 상기 소재를 건축 내외장재로 구획할 경우 대기 중의 오염물이 쉽게 부착되고 인위적으로 부착하는 각종 광고 스티커나 전단지, 테이프, 접착제 등에 의해 미관을 해치는 문제가 있다. 비슷하게, 상기 소재를 사용한 주방용 가열 조리기나 열기기의 경우, 음식물 또는 음식물 조리에 필요한 양념류의 가열조리 과정 중에 탄화하여 눌러 붙는 현상이 발생하여 세척하기가 곤란하다. 또한 직접 또는 간접적으로 열을 받는 패널은 시간이 지남에 따라 변색, 탈색, 탄화하게 되고, 햇빛 또는 강한 조명에 장기간 노출될 경우에도 변색, 탈색이 발생하게 되는 결과, 패널의 제품가치 저하가 발생하게 되는 문제점이 있다.

이를 해결하는 데에 무기도료는 별로 도움이 되지 않는다. 즉 기존 무기도료(예컨대 특허 10-0307190)는 비점착 효과가 거의 없어 건축패널로 구획할 경우 각종 광고 스티커나 전단지의 부착 시 제거가 쉽지 않을 뿐 아니라 대기 중의 오염물의 부착 및 흡착으로 인하여 미관에 좋지 않으며, 열기기나 가열조리기로 코팅할 경우에도 가열 조리 시의 음식물이 눌러 붙거나 잘 떨어지지 않아 식용유 등을 과량 사용해야 하며 세척도 쉽게 되지 않고 눌러 붙어 잔재하는 음식물 찌꺼기로 인하여 악취가 발생하고 미생물 서식으로 인하여 위생성이 좋지 않다.

유기도료 소재의 경우에도 그 단점인 낮은 표면 경도(연필경도 3B~2H)로 인하여 청소나 세척, 기타의 이유로 패널을 빈번히 접촉함에 따라 표면에 상처가 발생하여 광택이 감소되며, 미장을 목적으로 분체도료, 유기도료를 처리한 경우도 쉽게 상처가 발생하게 되고 도막(途膜)의 벗겨짐(박리)이 발생하게 되어 패널의 제품가치 저하가 발생하게 되는 문제점이 있다. 또한 대부분의 분체도료, 유기도료는 벤젠, 톨루엔, 아세톤 등 유기용제에 쉽게 용해, 팽윤됨으로써 패널의 변형, 변색, 갈라짐(균열)이 발생하게 되고 미장을 목적으로 분체도료, 유기도료를 처리한 경우도 유성매직, 페인트 등에 오염되면 쉽게 제거가 불가능하고 얼룩이 발생하며 쉽게 도막의 용해, 팽윤, 변색, 벗겨짐이 발생하게 되어 플라스틱 기구의 제품가치 저하가 발생하게 되는 문제점이 있다.

유기도료 중 최근 각광을 받고 있는 PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene, 상품명 ‘테프론’)를 처리한 비점착성 도막 역시 인화물질로서, 불꽃에 접촉될 경우 쉽게 인화, 착화되어 화재가 빠르게 전파될 수 있고, 가열조리기기의 가열, 연소 시에 인체에 유독한 가스발생을 일으켜 인명피해를 줄 수 있는 문제점이 있다. 그리고 PTFE를 처리한 대부분의 비점착성 도막은 PFOA(Perfluorooctanoic Acid) 등의 인체에 유해한 환경호르몬을 용출하게 되며, 직접 인체에 접촉하지 않더라도 가열조리 시 접촉되는 음식물에 용출되고, 나아가서는 환경호르몬 가스를 배출하여 장 기간 노출 시 인체 저항력, 대사능력 등에 악영향을 줄 수 있다.

따라서 전술한 문제점을 해결하기 위해서는 기존의 무기도료와 유기도료와는 성능에서 차별화되는 새로운 비점착성 코팅 조성물의 안출이 긴요하다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 소재의 표면에 적절하고 유효한 비점착성층을 형성하여 다양한 질감과 칼라로 미장성을 부여하는 패널을 설계할 수 있으며, 내상처성과 내용제성을 부여할 수 있고, 가열 또는 햇빛으로 발생되는 변질 및 변색을 방지하여 장기간 미려한 상태를 유지할 수 있을 뿐 아니라 각종 광고 스티커나 접착제, 풀 등에 의해 점착된 광고지의 부착 효과를 현저히 감소시켜 항상 깨끗한 미관을 유지하는 것을 가능하게 하는 비점착성 코팅 조성물과 코팅방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 불연성을 구비하도록 하여 화재 발생시 패널의 불연효과 및 유독가스 발생을 억제하고, 어떠한 용제에도 용해되지 않아 소재에 함유한 인체의 유해한 물질의 용출을 차단할 수 있는 비점착성 코팅 조성물과 코팅방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 소재에 비점착성 코팅을 하여 열기기나 가열조리기의 가열에 의한 음식물 등의 유기물 부착을 방지하게 하는 비점착성 코팅 조성물과 코팅방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 소재에 비점착성 코팅 조성물을 스파터코팅 방법 을 활용하여 엠보싱과 같은 모양이 되도록 코팅함으로써, 비점착코팅 표면의 표면적 확대로 비점착 성능을 더욱 높여주고, 부착되는 광고물이나 가열조리 음식물의 점착면은 최소화하는 비점착성 조성물과 코팅방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 소재에 비점착성 코팅을 하여 열기기나 가열조리기의 가열 시 도막층의 열분해에 의한 인체 유해가스의 발생을 차단하고, 또한 발암물질로 의심되는 불소계 화합물(PFOA 등)이나 환경호르몬 물질이 조리 음식물을 통해 인체에 섭취되는 일을 원천적으로 차단할 수 있는 열기기나 조리기기의 비점착성 조성물과 그 코팅방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 비점착성 코팅 조성물은 패널 및 가열조리기기에 사용될 수 있는 것으로서, 공지의 무기결합제 14.4~99.8중량%, 공지의 충전재 0.01~85.5중량% 및 메틸하이드로겐 실리콘오일 0.1~3.0중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 메틸하이드로겐 실리콘오일의 분자구조는,

(x, y = 실록산의 중합도)인 것을 특징으로 한다.

또한 이때 상기 메틸하이드로겐 실리콘오일은 점도(cSt, 25℃)가 20~2000 범 위인 것을 특징으로 하며, 상기 메틸하이드로겐 실리콘오일은 하이드록시기(-OH) 함량이 0.5~5.0% 범위인 것을 특징으로 한다.

다음으로, 본 발명에 따른 비점착성 코팅 조성물의 코팅방법은,

패널이나 가열조리기기 소재의 표면을 공지의 방법으로 표면처리하여 공지의 표면처리층을 형성하는 소재의 표면처리 단계;

상기 표면처리층을 공지된 방법으로 건조하고 예열을 하는 건조 및 예열단계;

상기 표면처리층 표면에 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항의 비점착성 코팅 조성물로 코팅하는 비점착코팅층 형성단계; 및

공지된 방법에 따라 상기 코팅된 비점착코팅층의 용제를 휘발시키고 도막을 경화시키는 건조 및 경화 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때 상기 건조 및 경화단계는 60~250℃의 온도에서 2시간~15분 동안 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 이때 비점착코팅층 형성단계는 1차 비점착코팅층을 형성하고 2차 비점착코팅층을 형성하고 최종 3차 비점착코팅층을 형성하되, 2차 비점착코팅층 형성단계는 1차 비점착층을 형성하고 1차 코팅 표면적의 1~90% 범위에서 흩뿌리기(Spatter Coat) 방법으로 코팅하는 것을 특징으로 한다.

2차 비점착코팅층을 형성함에 있어서 1가지 이상의 칼라로 흩뿌리기(Spatter Coat) 방법을 이용하여 코팅할 수 있다.

마지막으로 본 발명에 따른 비점착성 코팅층을 갖는 패널 및 가열조리기기는,

건축용 패널 및 가열조리기기의 본체를 이루는 공지의 소재층과, 상기 소재층의 공지의 표면처리방법에 의해 형성되는 공지의 표면처리층과, 상기 표면처리층 위에 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항의 비점착성 코팅 조성물이 도포, 경화되어 형성되는 비점착코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 비점착코팅층은 0.01~120㎛의 도막 두께를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 이때, 상기 비점착도막층은 유기성분을 7% 미만 함유하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하고 실시예를 들어서 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 건축패널의 조성물 구성을 보인 예시도를, 도 2는 본 발명에 따른 가열 조리기의 조성물 구성을 보인 예시도를 각각 도시한 것으로, 본 발명은 소재층을 표면처리하고 그 표면에 비점착성층을 형성하도록 되어 있다.

상기 소재층으로는 금속, 세라믹 또는 플라스틱 등 금속 또는 비금속 소재를 사용할 수 있다.

상기 소재층의 금속으로는 스테인리스 스틸 합금, 티타늄 금속, 동, 황동, 청동, 알루미늄 및 알루미늄 합금, 철, 용융/도금 강판, 알루미늄 용융/도금 강판의 1종 또는 2종 이상을 함께 병용하여, 접합, 용접하여 사용할 수 있다.

또한, 소재층의 세라믹으로는 시멘트, 콘크리트, 유리, 타일, 도자기, 석고보드, 운모, 천연 석재 등의 1종 또는 2종 이상을 함께 병용하여, 접합하여 사용할 수 있다.

또한, 소재층의 플라스틱으로는 초산비닐(PVAC), 불포화폴리에스테르(UP), 폴리우레탄(PUR), 페놀수지(PF), 우레아수지(UF), 멜라민수지(MF), 에폭시수지 등 열경화성 수지(thermosetting resin)를 사용할 수 있다.

또한 열적, 기계적 강도를 높이기 위하여 열가소성 수지 또는 열경화성 수지에 유리섬유, 유리 분말, 세라믹 섬유, 세라믹 분말을 혼합한 내열성 엔지니어링 플라스틱(예: PET에 유리분말을 혼합한 PBT 소재)등이며 이들 플라스틱의 1종 또는 2종 이상을 함께 병용하여 사출성형, 접합, 조합하여 사용할 수 있다.

상기 표면처리층은 소재층과 비점착성 층의 부착성을 향상시키기 위하여 형성하는 것으로, 표면처리층 가공방법으로는 소재 특성에 따라 기계적인 표면처리층(연마, 샌드블라스트, 쇼트블라스트, 드라이아이스블라스트) 물리화학적 표면처리층(세정, 용해, 프라이머, 도금, CVD, PVD) 및 화학적 표면처리층(화염, 오존, 약품, UV, 방사선, 방전) 방법 등을 사용한다.

상기 기계적인 표면 처리층을 형성하는 방법을 세부적으로 보면, 연마는 샌드페이퍼, 연마석, 금속 브러쉬 등을 이용하여 소재 표면을 헤어라인, 바이브레이 션 형태 등의 표면요철을 만드는 것을 말하며, 샌드블라스트는 10~200 메쉬 크기의 금강사, 알루미나 등의 세라믹 입자를 압축공기를 이용하여 소재의 표면 요철을 만드는 것을 말하며, 쇼트블라스트는 10~200 메쉬 크기의 글라스 비드, 세라믹 비드, 스테인레스 비드 등의 둥근형태의 입자를 압축공기를 이용하여 소재의 표면 요철을 만드는 것을 말하며, 드라이아이스블라스트는 10~200 메쉬 크기 드라이아이스 조각을 압축공기를 이용하여 소재의 표면 요철을 만드는 것을 말한다.

또한, 물리화학적 표면처리층을 형성하는 방법을 세부적으로 보면, 세정은 알칼리세제, 중성세제, 비용해성 유기용매, 증류수로 소재 표면의 오염을 제거하고 소재의 표면을 활성화시키는 것을 말하며, 용해는 BTX(벤젠, 톨루엔, 크실렌), 핵산, 케톤(아세톤, MEK, MIBK), 2-메톡시프로판올과 같은 유기용매로 소재 중에 플라스틱 표면을 용해 또는 팽윤시키는 것을 말하며, 프라이머는 비점착 층과의 화학적 결합력을 갖을 수 있도록 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실란 커프링제를 사용하여 소재 표면과 접착을 하고 비점착층과 화학적인 결합을 할 수 있도록 활성화 층을 형성하는 것을 말하며, 도금은 전기도금, 화학도금, 용융도금, 진공도금, 침투도금, 이온도금이 있으며 소재 표면에 세라믹코팅층과 결합할 수 있는 활성화 금속 피막을 형성하는 것을 말하며, CVD 및 PVD는 화학적, 물리적으로 소재 표면에 비점착층과 결합력을 갖는 활성화 금속 또는 활성화 금속 산화물을 증착하는 것을 말한다.

또한, 화학적인 표면처리층을 형성하는 방법을 세부적으로 보면, 화염은 순간적으로 높은 온도의 화염을 접촉하여 안정한 플라스틱 유기 고분자 폴리머의 일 부를 연소(CO₂, H₂O, NO₃)시켜 활성화된 플라스틱 표면층을 형성시키는 것을 말하며, 오존은 산화력이 강한 오존(O₃)을 플라스틱 표면에 접촉시켜 안정한 유기 고분자의 탄소를 산화(CO₂)시켜 활성화된 플라스틱 표면층을 형성시키는 것을 말하며, 약품은 과망간산(K₂Cr₂O₇-H₂SO₄ 계 등) 약품을 무극성 플라스틱 표면에 접촉하여 플라스틱 표면에 극성기(極性基)층(CO기, OH기, 알킬설페이드기 등)을 형성하는 것을 말하며, UV는 자외선의 유기물을 분해시키는 작용을 이용하여 플라스틱 표면의 탄소결합을 파괴하여 활성화된 플라스틱 표면층을 형성하는 것을 말하며, 방사선은 선의 방사선을 플라스틱 표면에 피폭시켜 표면의 분자결합을 분해시켜 활성화된 플라스틱 표면층을 형성하는 것을 말하며, 방전은 플라즈마 처리법과 코로나 방전 처리법이 있으며, 전자, 이온, 라디칼, 여기상태의 분자 등의 활성을 플라스틱 표면에 극성기 층을 형성하는 것을 말한다.

상기와 같은 표면처리층의 표면처리 방법에 의해 본 발명의 표면처리층의 형성을 특별히 한정하는 것은 아니며, 본 발명은 상기에 기재된 표면처리방법 이외에 소재의 표면을 표면처리할 수 있는 또 다른 표면처리 방법을 모두 포함한다.

상기 비점착층은 표면처리층 위에 형성되어 실질적으로 비점착 역할을 하는 것으로, 0.01~120㎛의 두께를 구비하고, 투명, 유색(솔리드), 금속질감의 메탈릭성 칼라 등 다양한 칼라를 구비할 수 있으며 투명, 유색, 메탈릭 칼라의 1종 이상을 도막층으로 조합하여 대리석 질감의 칼라 스파터코팅(Spatter Coating), 실크스크 린 인쇄 등의 칼라 범위를 구비한다. 투명 비점착 조성물로 구성된 비점착층의 도막두께가 0.01㎛ 미만일 경우 그 비점착 효과가 감소하고, 유색, 메탈릭 칼라, 칼라 스파터코팅, 실크스크린 인쇄 등의 도막두께가 120㎛을 넘을 경우 도막의 균열 또는 박리 우려가 있어 비점착 특성이 감소하고 소재보호 목적을 해칠 수 있다.

상기 비점착층의 주성분으로는 무기결합제, 메틸하이드로겐 실리콘오일, 기타 충전재 등으로 조성되어 있다. 상기 비점착층의 조성으로서 메틸하이드로겐 실리콘오일은 비점착층 성분으로 환산하여 0.1~3.0중량%이며, 무기결합제는 비점착층 성분으로 환산하여 14.4~99.8중량%이며, 기타 충전재는 비점착층 성분으로 환산하여 85.5중량% 이하이며, 도막의 유기성분이 7중량% 미만을 구비한다.

상기 비점착층의 핵심인 메틸하이드로겐 실리콘오일은 비점착층 성분으로 환산하여 0.1~3.0중량%으로 사용하며, 좋은 것은 0.2～1.5 중량%이다. 0.1 중량% 미만일 경우 도막의 비점착 효과가 없으며 3.0 중량% 초과 시에는 메틸하이드로겐 실리콘오일과 무기결합제의 수소결합과 가열경화에 의한 중축합에 따른 화학적 결합을 할 수 있는 범위를 초과하여 도막의 완전 경화 후에도 결합하지 않은 단순 실리콘 오일로 도막에 남아 묻어나게 되며, 세제나 용제에 의해 용해, 분해되어 도막의 물성결함을 초래한다.

상기 메틸하이드로겐 실리콘오일은 직쇄상의 분자구조를 갖고 있으며, 규소원자(Si)에 결합하는 메틸기로 구성되어 있으며 실록산 중합의 구조에서 양쪽 단말기 또는 측쇄상에 하이드록시기를 갖고 있다. 메틸하이드로겐 실리콘오일의 분자구 조는 다음과 같다.

x, y = 실록산의 중합도

상기 메틸하이드로겐 실리콘오일은 점도(cSt, 25℃)는 20~2000 범위를 가진 것을 사용하며 좋은 것은 50~200이다. 점도가 20 미만일 경우 실록산 중합도가 낮아 비점착 성능을 기대하기 어렵고 점도가 2000을 초과할 경우 무기결합제와 균일 분산이 어렵고 도막의 표면상태가 불량하게 되어 비점착 성능이 저하된다.

상기 메틸하이드로겐 실리콘오일은 하이드록시기(-OH) 함량이 0.5~5.0% 이며, 좋은 것은 0.8~2.7% 이다. 0.5% 미만일 경우 무기결합제의 수소결합과 가열경화에 의한 중축합에 따른 화학적 결합을 할 수 있는 반응성 하이드록시기의 부족으로 도막층 내부 또는 표면에 분리된 오일상태로 남아 도막의 물성 결함을 발생하며, 5.0%을 초과할 경우 반응성 하이드록시기의 다량 존재로 발수 및 발유성이 저하되어 비점착 특성이 저하된다.

무기결합제는 비점착층 성분으로 환산하여 14.4~99.8중량%이다. 14.4 중량% 미만으로 얻어진 도막은 메틸하이드로겐 실리콘오일과 무기결합제의 수소결합과 가열경화에 의한 중축합에 따른 화학적 결합을 할 수 있는 범위를 초과하여 도막의 완전 경화 후에도 결합하지 않은 단순 실리콘 오일로 도막에 남아 묻어나게 되며, 내비등수성이 나빠지고, 세제나 용제에 의해 용해, 분해되어 도막의 물성결함을 초래하며, 99.8중량%를 넘을 경우 도막의 비점착 효과가 없으며 발수성능 저하로 인하여 수분침투를 막는 성능이 저하되어 내염수분무성, 내캐스(CASS)성이 나빠지게 된다.

무기결합제로는 오르가노알콕실란, 테트라알콕실란, 콜로이드산화물을 사용하며 구체적으로는 다음과 같다.

상기 오르가노알콕실란은 일반식 RSi(OR')₃(식 중 R은 탄소수 1～8의 유기기, R'는 탄소수 1～5의 알킬기 또는 탄소수 1～4의 아실기를 표시)로 대표되는 것으로, 가수분해하여 생성된 가수분해물 및 부분축합물이 사용된다. 상기 오르가노알콕실란의 가수분해물과 부분축합물은 오르가노알콕실란을 가수분해시켜서 얻어진다. 오르가노알콕실란은 물과 산촉매로서 가수분해 반응이 일어나 가수분해물을 생성하며, 연속적으로 중축합반응이 일어나 부분축합물이 얻어진다.

여기서 RSi(OR')₃로 표시되는 오르가노알콕실란의 R은 탄소수 1～8의 탄소를 가진 유기기로서, 그 예로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기 등의 알킬기, 이외의 γ-클로로프로필기, 비닐기, 3.3.3-트리플로로프로필기, γ-그리시드프로필기, γ-메타크릴록시프로필기, γ-메카프트프로필기, 페닐기, 3.4-에폭시시클로헥실에틸기, γ-아미노프로필기 등이다.

또 R'는 탄소수 1～5의 알킬기 또는 탄소수 1～4의 아실기로서 예로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 아세 틸기 등이다.

이러한 오르가노알콕실란의 구체적인 예로 메틸트리메톡실란, 메틸트리에톡실란, 에틸트리메톡실란, 에틸트리에톡실란, n-프로필트리에톡실란, i-프로필트리메톡실란, n-프로필트리에톡실란, γ-클로로프로필트리메톡실란, γ-클로로프로필트리에톡실란, 비닐트리메톡실란, 비닐트리에톡실란, 3.3.3-트리플로로프로필트리메톡실란, γ-그리시드키시프로필트리메톡실란, γ-메타크록시프로필트리메톡실란,γ-메카프트프로필트리메톡실란, 페닐트리메톡실란, γ-아미노프로필트리메톡실란, 3.4-에폭시시클로헥실에틸트리에톡실란 등을 들수가 있고 오르가노 알콕실란은 1종 또는 2종 이상을 병용하여 사용한다.

여기서의 오르가노알콕실란으로는 특히 발수, 발유성이 우수하고 내열성이 우수한 메틸기 또는 페닐기를 갖는 메틸트리메톡실란, 메틸트리에톡실란, 페닐트리메톡실란, 페닐트리에톡실란이 좋다. 그리고 오르가노알콕실란의 가수분해로 만들어진 부분축합물은 조성물 중에서 오르가노알콕실란에 물을 가하여 생성되는 것으로 별도로 가수분해시켜 얻는 것보다 좋다. 이 가수분해 축합물은 무기결합제 역할을 한다.

상기 오르가노알콕실란의 무기결합제로서 사용량은 비점착층 성분으로 환산하여 11.1～53.2 중량%이며, 11.1 중량% 미만으로 얻어진 도막은 밀착성이 나쁘며 경도 등 물성이 만족스럽지 못하고 비점착 성능이 저하되며, 53.2 중량%를 넘을 경우 도막의 균열 및 박리가 발생하기 쉽고 내열성이 떨어진다.

상기 테트라알콕실란은 일반식 (OR")₃Si-(OSi)_n(OR")_2n+1(식 중 R"은 탄소수 1～5의 알킬기 또는 탄소수 1～4의 아실기 n=0, 1, 2, 3, ...n)로 대표되는 것으로, 테트라알콕실란을 가수분해하여 가수분해물 및 부분 축합물을 얻는다.

이 식을 n=0,1,2,3, ...으로 하여 세부적으로 살펴보면

n=0 (OR")₄Si

n=1 (OR")₃Si-O-Si(OR")₃

n=2 (OR")₃Si-O-Si(OR")₂-O-Si(OR")₃

n=3 (OR")₃Si-O-Si(OR")₂-O-Si(OR")₂-O-Si(OR")₃

·

·

1종 또는 2종 이상의 혼합체로 구체적으로는 메틸실리케이트로서 테트라메틸 오르소 실리케이트(TMOS), 테트라메틸 오르소 실리케이트를 가수분해 및 축합반응으로 합성된 2량체, 3량체 등의 폴리메틸 실리케이트가 있고, 에틸실리케이트로서 테트라에틸 오로소 실리케이트(TEOS)와 테트라에틸오로소실리케이트를 가수분해 및 축합반응으로 합성된 2량체, 3량체 등의 폴리에틸실리케이트가 있다. 테트라알콕실란의 가수분해물과 부분축합물은 테트라알콕실란을 가수분해시켜서 얻어진다. 테트라알콕실란은 물과 산촉매로서 가수분해 반응이 일어나 가수분해물을 생성하며 연속적으로 중축합반응이 일어나 부분 축합물이 얻어진다.

테트라알콕실란의 무기결합제로서 사용량은 비점착 층 성분으로 환산하여 0.1～16.7중량%로서 0.1중량% 미만으로 얻어진 도막은 산 및 알칼리에 약하며 조막경도가 저하되고 첨가효과가 미미하며, 16.7중량% 이상일 경우 비점착 성능이 저하되고 도막표면에 미세한 균열이 발생될 우려가 있어 피하는 것이 좋다.

상기 콜로이드산화물은 물 또는 유기용매를 분산매로 한 콜로이드산화물로 구체적으로 콜로이달 실리카, 콜로이달 지르코니아, 콜로이달 알루미나가 있으며 이를 1종 또는 2종이상의 혼합하여 사용한다. 콜로이드산화물은 피막의 경도, 접착력, 내마모성을 부여하기 위해 첨가하는 것으로, 평균 입경은 5～150m㎛가 양호하고 더욱 좋은 것은 10～50m㎛이다. 실리카 평균입경이 5m㎛ 미만일 경우에서 실용적인 의미가 없으며 150m㎛를 초과하는 것은 얻어진 피막의 내마모성이 저하된다.

상기 콜로이드산화물의 무기결합제로서 사용량은 비점착 층 성분으로 환산하여 2.2～46.6중량%이며 2.2중량% 미만일 경우 얻어지는 피막의 경도 접착력이 저하되며, 내열성 결여와 균열이 발생할 수 있으며 46.6 중량% 이상일 경우 조성물 실리카 응집, 침강으로 안정한 분산액을 얻기가 곤란하며 가사시간(Pot life)이 짧아지고 비점착 층의 코팅 후 도막의 건조시에 물이 늦게 증발하기 때문에 핀 홀(pin hole)이 생겨 부식발생의 원인이 된다.

비점착도막층은 비점착층 성분으로 환산하여 유기성분을 7중량% 미만 함유하도록 한다. 도막의 유기성분은 도막에 포함되어 있는 오르가노알콕실란에 포함된 유기기, 오르가노알콕실란과 테트라알콕실란의 미반응 알콕시기, 건조 및 경화에 증발되지 않은 알코올류를 포함한다.

오르가노알콕실란의 유기기는 일반식 RSi(OR')₃(식 중 R은 탄소수 1～8의 유기기, R'는 탄소수 1～5의 알킬기 또는 탄소수 1～4의 아실기를 표시)로 대표되는 오르가노알콕실란의 R(탄소수 1～8의 유기기)로서 가수분해, 건조 및 경화로도 연소되지 않는다. 이러한 오르가노알콕실란유기기의 구체적인 예로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-프로필기, γ-클로로프로필기, 비닐기, 3.3.3-트리플로로프로필기, γ-그리시드키시프로필기, γ-메타크록시프로필기,γ-메카프트프로필기, 페닐기, γ-아미노프로필기, 3.4-에폭시시클로헥실에틸기 등을 들 수가 있다.

가수분해 미반응 알콕시기는 일반식 RSi(OR')₃(식 중 R은 탄소수 1～8의 유기기, R'는 탄소수 1～5의 알킬기 또는 탄소수 1～4의 아실기를 표시)로 대표되는 오르가노알콕실란의 알콕시기, OR‘(R'는 탄소수 1～5의 알킬기)와 일반식 (OR")₃Si-(OSi)_n(OR")_2n+1(식중:R"은 탄소수 1～5의 알킬기 또는 탄소수 1～4의 아실기 n=0, 1, 2, 3, ...n)로 대표되는 테트라알콕실란의 알콕시기, OR"(R"은 탄소수 1～5의 알킬기)로 대표되는 것으로 구체적으로는 메톡시기, 에톡시기 등이 있다.

건조 및 경화에 증발되지 않은 알코올류로는 무기결합제 오르가노알콕실란과 테트라알콕실란의 가수분해로 생성되는 메탄올, 에탄올 등의 반응생성물과 무기결합제 콜로이드산화물의 분산매로 사용되는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등이 있으며, 본 발명의 비점착 조성물을 제조하는데 인위적으로 투여하는 알코올류의 용매 등을 포함한다.

상기 비점착층 성분으로 유기성분이 7중량%를 넘을 경우 내열성, 내후성이 떨어지고, 고온 접촉 또는 화재 발생시에 유독가스를 발생시키며, 도막이 연소되는 등 내열성 세라믹 도막물성의 특성보다는 유기도료의 특성이 나타난다.

기타 충전재(이산화티타늄 등 무기안료, 무기항균제 등 무기 충전재와 금속분말 등)의 함량은 비점착층 성분으로 환산하여 85.5중량% 이하이다. 비점착코팅층을 형성하는 무기안료를 포함한 기타 충전재가 85.5중량%를 넘으면 무기결합제에서 얻어지는 도막의 연속성을 해치고 내오염성, 내비등수성 등이 나빠지고 비경제적이다. 기타 충전재는 투명 코팅제를 조성물을 할 경우 거의 사용하지 않거나 특수 효과(반짝임, 반투명성 등)를 위해 소량 첨가하는 투명성 투명과 유색 칼라, 메탈릭 칼라의 경우 기타 무기산화물[이산화티타늄, 망간페라이트 등의 무기안료, 펄안료(Luster Pigment), 알루미나, 실리카 등 충전재]와 알루미늄 페이스트 등 금속분말 등을 포함한다.

상기 기타 무기산화물에 있어서 다양한 칼라를 구비하는 무기안료는 광범위하게 시판되고 있는 평균 입자경 0.03～20㎛의 산화티타늄, 산화아연, 산화철, 산화코발트, 산화크롬 등의 전이금속 산화물계 무기안료, 운모-산화티탄늄계 등의 펄안료 등을 사용하며, 보통 1종 또는 2종 이상을 사용한다.

상기 기타 무기산화물에 있어서 다공성무기 항균미분말(대한민국 특허 제145990), 무기방청재 등이 사용된다. 무기 항균미분말은 도막의 내오염성 및 항균능력이 증가시키고, 무기 방청제재는 내염수성을 좋게 하며, 금속의 부식 방지 효 과가 있다. 이런 무기충전재를 1종 또는 2종 이상을 병용하여 사용한다.

상기 기타 무기산화물에 있어서 체질안료로 사용되는 알루미나(Al₂O₃), 실리카(SiO₂), 지르코니아(ZrO₃), 지르콘(SiZiO₄), 탈크 등은 도막의 경도, 내충격, 내마모성, 내열성, 내식성 등을 부여하고 경제성을 갖추도록 한다.

상기 금속분말은 통상적으로 사용되는 금(Au), 은(Ag), 동(Cu) 등의 귀금속분말과 알루미늄, 니켈, 아연 등의 전이금속 원소, 양쪽성 원소의 금속 등으로 평균 입자경 0.1m㎛～200㎛의 통상적인 금속분말을 사용한다.

이와 같은 비점착층의 코팅방법은 스프레이코팅, 롤코팅, 딥코팅, 플로어코팅 방법이 있으며, 특수효과 도장방법(Painted Finishes for Special Effects, April 1993. Annette L. Bach, National Paint & Coatings Association, The Old House Journal)에 소개되는 낡게 만들기(ANTIQUING), 나뭇결(CISSING), 색비비기(COLOR RUBBING), 색씻기(COLOR WASHING), 빗질(COMBING), 솔질(DRAGGING), 그레이징(GLAZING), 공작석(孔雀石) 질감의 말라카이트(MALACHITE), 대리실 질감(MARBLEIZING), 흩뿌리기(SPATTER PAINTING), 닭아내기(SPONGING), 스텐실(STENCILING), 점묘(STIPPLING) 등이 있다.

본 발명의 비점착 조성물을 1가지 이상의 칼라를 중복 코팅함으로써 상기 특수효과 코팅방법을 사용하여 시각적으로 여러 미장효과를 위하여 실시하나, 물성적인 부분으로는 발수 및 발유성 표면적 확대에 따른 비점착 성능의 향상을 부여한 다.

상기 특수효과 코팅방법 중에 대리석 질감을 위한 흩뿌리기(스파터 코팅, SPATTER COATING) 방법 등은 소재의 표면처리층을 위해 1차로 칼라 비점착 조성물을 도포하고 2차로 동일 또는 다른 칼라 1종 이상의 비점착 조성물을 시중에 판매되는 스파터 스프레이건(Spatter Gun, IWATA SGD-71)을 사용하여 흩뿌리기( Disheveled Coat, Spatter Coat)를 하여 표면에 엠보싱, 요철(凹凸)을 부여함으로써 시각적으로 대리석 질감을 주면서 비점착 표면적을 높일 수 있다.

비점착층 코팅방법은 일반적으로 공지된 도료의 코팅방법으로 상기 코팅방법만으로 본 발명의 비점착층을 형성하는 방법으로 한정하는 것은 아니다.

도 3은 본 발명에 따른 1차 비점착층 위에 2차의 비점착 조성물을 반구상태가 되도록 흩뿌리기 등으로 밀집시킨 것을 가상하여 이론적으로 도시한 것으로, 비점착층의 가로와 세로가 각각 1m인 면적 1㎡의 표면에 반지름 r의 반구 형태로 표면에 돌출할 경우 최대 1.9배인 1.9㎡ 표면적 확대효과를 볼 수 있다.

그 공식을 나타내면 다음과 같다.

실제로는 표면적의 1～90% 정도의 면적을 흩뿌리기(Disheveled Coat, Spatter Coat)를 하여 표면에 엠보싱을 부여할 수 있으며, 상기의 이론적인 반구보 다는 완만한 형태를 이루기 때문에 엠보싱의 표면적은 이론적 표면적인 1.9배보다는 낮아지게 되어 1.01～1.81배 정도의 비점착코팅층의 표면적 확대를 기대할 수 있다.

상기와 같이 흩뿌리기나 실크 스크린 인쇄 등 엠보싱 등의 표면적 확대효과에 의한 비점착코팅층 표면적의 확대로 비점착 성능은 향상되며, 반대로 접착되려는 물질, 각종 광고 스티커의 경우 점착 또는 부착 후 부착물의 자체 평형을 유지하려는 탄성력과 부착물의 접착제 등의 건조, 수축으로 인하여 비점착 엠보싱 등 표면의 돌출 부위에만 점착 또는 부착하게 되어 부착 표면 감소효과로 쉽게 제거되거나 스스로 떨어지게 되며, 또 각종 음식물(예로 계란 후라이)의 경우 가열조리시의 수분 건조에 따른 수축으로 음식물의 크기가 감소하면서 비점착 엠보싱 등 표면의 돌출 부위에만 점착 또는 부착하게 되어 식용유 등이 없이도 가열 음식물이 눌러 붙지 않고 쉽게 떨어지게 된다.

상기와 같은 엠보싱 효과로 시각적 효과와 함께 표면적 확대와 입체에 의한 접촉면적의 축소로 비점착 성능의 향상을 기대할 수 있다. 그러나 1차 비점착층과 흩뿌리기 등으로 엠보싱이 이루어지는 2차 이상의 비점착 도막 간의 계면에 불연속적인 현미경적인 결함(凹)이 존재하게 된다. 이 현미경적인 결함은 화학적인 비활성인 비점착층의 표면에도 불구하고 부착되려는 물질(스티커의 접착제, 가열 음식물 등)이 물리적인 요철(凹凸)에 맞물려 잘 떨어지지 않고 비점착 효과를 감소시키며 그 현미경적인 결함(凹)에 이물질이 끼어 건축물의 패널의 경우에는 깨끗한 외관 미장효과를 감소시키고, 가열조리기기의 경우에는 잔존 음식물이 남게 되어 악 취냄새, 잔존 음식물의 부패에 의한 비위생성 등의 문제가 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 1차 비점착층을 형성한 후 다시 1가지 칼라 이상의 비점착 조성물을 흩뿌리기 방법 등으로 2차 비점착을 형성하는 경우, 1차 비점착층과 흩뿌리기 등으로 엠보싱이 이루어지는 2차의 비점착 도막간의 계면에 불연속적인 현미경적인 결함(凹)을 방지하기 위하여 기타충전재를 소량 포함하거나 포함하지 않는 투명성 3차의 비점착층을 형성한다.

도 1은 본 발명에 따른 1차 비점착 코팅층(1) 위에 2차의 비점착 조성물을 흩뿌리기 등으로 2차 비점착 코팅층(2)을 한 후 두 코팅측 계면의 결함을 없애기 위해 3차 비점착층(3)을 형성한 상태를 도시한 것이다.

이러한 단면구성을 가진 본 고안에 따른 비점착 도막은 다음과 같은 제조단계를 거쳐 제조된다.

도 4는 본 발명에 따른 비점착층의 제조과정을 보인 블록 예시도를 도시한 것으로, 소재의 표면을 표면처리하여 표면처리층을 형성하는 소재의 표면처리 단계(S100)와, 상기 표면처리층의 건조 및 코팅하기 전 예열을 하는 건조 및 예열단계(S200)와, 상기 표면처리층 표면에 비점착 조성물을 코팅을 하는 비점착층을 1개 이상 형성하는 단계(S300)와, 상기 코팅된 비점착층의 용제를 휘발시키고 도막을 경화시키는 건조 및 경화단계(S400)로 이루어지고, 상기 건조 및 경화단계(S400)는 코팅된 도막의 용제를 휘발시키고 도막을 경화시키기 위해 60~250℃의 온도에서 2시간~15분 동안 건조 및 경화하도록 한다.

60℃ 미만으로 2시간 초과하여 건조 및 경화하는 경우 경제성 및 작업성이 곤란해지고 최종 비점착 도막의 비점착성, 내수성, 내열성, 표면경도 등 원래 목적으로 하는 도막물성을 얻을 수 없으며 250℃이상으로 15분 미만으로 건조 및 경화할 경우 급격한 도막의 수축으로 도막의 표면상태가 좋지 못하고 급격한 온도상승에 따른 소재와 비점착층과의 열팽창계수 차이로 인하여 비점착층의 미세균열 또는 소재의 변형이 발생할 수 있다.

상기와 같이 형성된 비점착층은 유성물(有性物) 등으로 인한 오염방지효과를 구비하고, 트리클로로에틸렌(TCE), 메틸에틸케톤(MEK), 아세톤, 디메틸포름아미드(DMF) 등 어떠한 용제(Solvent)에도 용해되지 않으며, 비점착성, 도막의 연필경도 5H 이상, 내오염성, 난연성, 초내후성, 내용제성, 무독성 등의 물성을 구비한다.

이하 본 발명의 실시예를 설명한다.

[실시예 1]

오르가노 알콕실란, 메틸트리메톡실란 1.0g과 테트라 알콕실란, 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS) 1.0g을 1:1로 혼합한 후 메틸하이드로겐 실리콘오일을 혼합하여 b 액을 제조하고, 상기 메틸트리메톡실란 중, 테트라 알콕실란과 1:1로 혼합하고 남은 메틸트리메톡실란에 콜로이드 실리카, 콜로이드 알루미나 및 산을 넣어 반응시킨 다음, 알코올(메탄올, 이소프로필 알코올, 에탄올)과 물(증류수), 기타 충전재(이산화티타늄 등 무기안료, 무기항균제 등 충전재)를 넣고 볼밀(Ball Mill), 샌드밀(Sand Mill)등으로 입도가 10㎛ 이하가 되도록 교반, 분산을 하여 a 액을 제조하며, 상기 a 액과 b 액을 혼합하여 25～30℃에서 6～24시간 숙성한다.

상기 비점착성 조성물의 불휘발분은 비점착코팅층 성분으로 환산하여 51.65 중량%이며, 메틸하이드로겐 실리콘오일 0.8 중량%, 무기결합제 27.8 중량%, 기타 충전재 71.4 중량%이며, 유기함량은 약 2.4 중량%를 갖는다.

[실시예 2]

b액 및 a액의 제조 및 다음순서를 실시예1과 동일하게 한다. 다만 b액의 제조에 있어서 콜로이드 알루미나는 투여하지 않는다.

상기 비점착성 조성물의 불휘발분은 비점착코팅층 성분으로 환산하여 50.52 중량%이며, 메틸하이드로겐 실리콘오일 2.5 중량%, 무기결합제 14.6 중량%, 기타 충전재 82.9 중량%이며, 유기함량은 약 3.0 중량%를 갖는다.

[실시예 3]

b액의 제조 및 다음순서를 실시예1과 동일하게 하여 메탈릭 칼라의 투명성 비점착 조성물을 만든다.

상기 비점착성 조성물의 불휘발분은 비점착코팅층 성분으로 환산하여 24.49 중량%이며, 메틸하이드로겐 실리콘오일 2.3 중량%, 무기결합제 83.7 중량%, 기타 충전재 14.0 중량%이며, 유기함량은 약 6.3 중량%를 갖는다.

[실시예 4]

b액 및 a액의 제조 및 다음순서를 실시예3과 동일하게 한다. 다만 b액의 제조에 있어서 콜로이드 알루미나를 투여하고 메탈릭 안료는 투여하지 않는 투명 비 점착 조성물을 만든다.

상기 비점착성 조성물의 불휘발분은 비점착코팅층 성분으로 환산하여 22.70 중량%이며, 메틸하이드로겐 실리콘오일 2.1 중량%, 무기결합제 97.9 중량%이며, 유기함량은 약 6.9 중량%를 갖는다.

[실시예 5]

b액 및 a액의 제조 및 다음순서를 실시예2과 동일하게 한다.

상기 비점착성 조성물의 불휘발분은 비점착코팅층 성분으로 환산하여 49.06 중량%이며, 메틸하이드로겐 실리콘오일 1.5 중량%, 무기결합제 29.3 중량%, 기타 충전재 69.2 중량%이며, 유기함량은 약 2.7 중량%를 갖는다.

[비교예 1]

메틸하이드로겐 실리콘오일는 투여하지 않고 제조 및 다음순서를 실시예1과 동일하게 한다.

상기 비점착성 조성물의 불휘발분은 코팅층 성분으로 환산하여 51.45 중량%이며, 무기결합제 28.0 중량%, 기타 충전재 72.0 중량%이며, 유기함량은 약 1.9 중량%를 갖는다.

이상의 실시예와 비교예에 따른 제조성분 등과 물성시험 방법 및 결과 등을 아래 표 1 내지 4에 나타내었다.

한편, 가열 조리기구에 비점착 도료로 사용하는 PTPE(폴리테트라플르오르에틸렌, polytetrafluoroethylene, 일명 테프론)은 독성물질, 발암물질로 의심되는 불소화합물인 PFOA(perfluorooctanoic acid, 과불화옥탄산)가 함유되어 있다.

PFOA는 쥐를 이용한 동물실험에서 기형을 유발하고 간 독성을 나타내며 성적인 발달을 지연시키는 것으로 확인되었으며 음식 등을 통해 인체에 한번 흡수되면 잘 배출되지 않고 축적된다. 이에 따라 인체에 다량 축적될 경우 간암과 태아 기형을 일으킬 가능성이 있는 것으로 학자들은 추정하고 있다. 또 뇌세포와 신경의 기능에도 영향을 미칠 것으로 보고 있다.

또한 PTFE는 PTFE와 같은 불소 폴리머의 가공 과정과 가열조리에서 발생하는 증기(fume)의 독성은 매우 심각한 것으로 알려져 있다. 잘못해서 이것을 고농도에 흡입한 노동자에게 급성 폐장해가 발생하는 것이 경험되게 되어, 산업의학의 입장으로부터 연구와 대상이 진행되어 왔다.

PTFE로 구성된 비점착층이 형성된 기구를 가열하여 발생하는 증기를 들이마시면 급성 폐 장해를 일으킬 수 있는 것은, 1960년대부터 ‘중합체 증기열(polymer fume fever)’로서 보고되고, 특히 폴리테트라플르오르에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE, 일명 테프론)으로 알려져 있다. 흡입 5시간 후부터 두통, 발열 등이 시작되어, 흉부 X선 사진으로 양측 폐 침윤 그림자를 나타내는 폐수종에 이르는 것도 있지만, 변화는 급성·일과성으로, 24 시간 후에는 회복하는 것이 통례로 그 검증을 위한 동물 실험도 많이 행해져 발생 직후의 PTFE 증기를 래트(시험용 쥐)에게 들이 마시게 하면, 15~20 분 후로부터 폐울혈, 허파 꽈리내 부종과 출혈, 허파 꽈리내 호중공 침윤이 일어나 운동성이 저하해, 고농도에서는 동물은 사망한다.

인체의 PTFE 증기의 영향은 가슴의 억압, 몸의 부진, 호흡 임박, 두통, 기침, 오한, 38~40℃의 발열, 목의 아픔이다.(유행성 감기와 같은 증상)

구체적으로 PTFE의 온도에 따른 방출되는 화학물질은 아래의 표와 같다.

본 발명에 의한 비점착 조성물을 코팅하여 비점착코팅층을 형성한 열기기와 가열조리기기는 PTPE 와 같은 PFOA를 전혀 함유하고 있지 않을 뿐 아니라 가열, 연소시에 비점착코팅층에 함유한 7중량% 미만의 유기성분은 이산화탄소, 수증기(물) 등의 형태로 분해되며, PTFE와 같은 유해 불소화합물 가스를 발생하지 않는다.

실시예 1에 의한 비점착 조성물의 알루미늄합금(A3003) 프라이팬에 코팅한 비점착층과 시중에 시판되는 알루미늄합금(A3003) 프라이팬에 PTFE 3중 코팅된 비점착층의 결과 비교를 표6에 나타내었다.

본 발명의 비점착 조성물과 코팅방법에 따른 적용분야는 매우 다양하다. 응용을 표7에 나타내었다.

상기에서와 같이, 본 발명의 코팅조성물 및 코팅방법에 따르면 금속 또는 비금속 표면에 비점착코팅층을 형성하여 장기간 위생적이고 깨끗한 표면 상태를 유지할 수 있고, 건축패널로 구획할 경우 각종 광고물 부착에 따른 환경 공해로부터 비점착 특성으로 인하여 쉽게 제거되고 불연성능으로 화재 등의 재난발생 시 유독가스 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상술한 본 발명의 비점착 조성물로 코팅된 열기기, 가열조리기 등은 기존의 PTFE계 비점착층 성능에 달하는 비점착 성능을 발휘하여 식용유 없이도 가열 조리도중 음식물이 눌러 붙지 않으며 PTFE와 달리 본 발명의 조성물로 비점착코팅층을 형성하는 경화 공정중이나 가열조리 중에 유독가스를 발생하지 않고 PFOA와 같은 환경호르몬이 들어 있지 않아 생물학적으로 인체에 무해하다.

또한, 상술한 본 발명의 비점착 조성물로 비점착코팅층을 형성할 경우 기존의 PTFE의 3회에 걸처 코팅하는 공정과 380~420℃의 고온 PTFE 폴리머 중합과정을 거치지 않고 소재의 표면처리 후 단 1회 코팅이 가능한 공정 단축과 60~250℃의 낮은 경화온도로 적용이 가능하기 때문에 에너지 절약의 이점이 있다.

또한, 상술한 본 발명의 비점착 조성물로 비점착코팅층을 스파터코팅 등의 기법을 이용하여 다양한 표면질감 효과와 함께 비점착 표면의 표면적 증가효과를 줄 수 있으며, 1차 비점착코팅층과 2차 비점착코팅층 간의 현미경적 미세 결함을 최종 3차 투명성 비점착코팅층을 보완해 줌으로서 비점착 성능을 보다 극대화할 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (12)

1. 공지의 무기결합제 14.4~99.8중량%,

   공지의 충전재 0.01~85.5중량% 및,

   메틸하이드로겐 실리콘오일 0.1~3.0중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는,

   패널 및 가열조리기기를 위한 비점착성 코팅 조성물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 메틸하이드로겐 실리콘오일의 분자구조는

   

   (x, y = 실록산의 중합도)

   인 것을 특징으로 하는,

   패널 및 가열조리기기를 위한 비점착성 코팅 조성물.
3. 제2항에 있어서,

   상기 메틸하이드로겐 실리콘오일은 점도(cSt, 25℃)가 20~2000 범위인 것을 특징으로 하는,

   패널 및 가열조리기기를 위한 비점착성 코팅 조성물.
4. 제2항에 있어서,

   상기 메틸하이드로겐 실리콘오일은 하이드록시기(-OH) 함량이 0.5~5.0% 범위인 것을 특징으로 하는,

   패널 및 가열조리기기를 위한 비점착성 코팅 조성물.
5. 패널이나 가열조리기기 소재의 표면을 공지의 방법으로 표면처리하여 공지의 표면처리층을 형성하는 소재의 표면처리 단계;

   상기 표면처리층을 공지된 방법으로 건조하고 예열을 하는 건조 및 예열단계;

   상기 표면처리층 표면에 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항의 비점착성 코팅 조성물로 코팅하는 비점착코팅층 형성단계; 및

   공지된 방법에 따라 상기 코팅된 비점착코팅층의 용제를 휘발시키고 도막을 경화시키는 건조 및 경화 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,

   비점착성 코팅 조성물의 코팅방법.
6. 제5항에 있어서;

   상기 건조 및 경화단계는 60~250℃의 온도에서 2시간~15분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는,

   비점착성 코팅 조성물의 코팅방법.
7. 제5항에 있어서,

   비점착코팅층 형성단계는 1차 비점착코팅층을 형성하고 2차 비점착코팅층을 형성하고 최종 3차 비점착코팅층을 형성하되,

   2차 비점착코팅층 형성단계는 1차 비점착층을 형성하고 1차 코팅 표면적의 1~90% 범위에서 흩뿌리기(Spatter Coat) 방법으로 코팅하는 것을 특징으로 하는,

   비점착성 코팅 조성물의 코팅방법.
8. 제7항에 있어서;

   2차 비점착코팅층 형성단계는 1가지 이상의 칼라로 흩뿌리기(Spatter Coat) 방법을 이용하여 코팅하는 것을 특징으로 하는,

   비점착성 코팅 조성물의 코팅방법.
9. 건축용 패널 및 가열조리기기의 본체를 이루는 공지의 소재층,

   상기 소재층의 공지의 표면처리방법에 의해 형성되는 공지의 표면처리층 및,

   상기 표면처리층 위에 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항의 비점착성 코팅 조성물이 도포, 경화되어 형성되는 비점착코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는,

   비점착성 코팅층을 갖는 패널 및 가열조리기기.
10. 제9항에 있어서;

    상기 비점착코팅층은 0.01~120㎛의 도막 두께를 구비하는 것을 특징으로 하 는,

    비점착성 코팅층을 갖는 패널 및 가열조리기기.
11. 제9항에 있어서,

    상기 비점착도막층은 유기성분을 7% 미만 함유하는 것을 특징으로 하는,

    비점착성 코팅층을 갖는 패널 및 가열조리기기.
12. 제10항에 있어서,

    상기 비점착도막층은 유기성분을 7% 미만 함유하는 것을 특징으로 하는,

    비점착성 코팅층을 갖는 패널 및 가열조리기기.

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