KR20090083437A - 접착성 및 내오염성의 눌어붙음 방지 코팅을 갖는 유리 용품 - Google Patents

접착성 및 내오염성의 눌어붙음 방지 코팅을 갖는 유리 용품 Download PDF

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KR20090083437A
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마이클 죠셉 미칼크지크
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

본 발명은 눌어붙음 방지 코팅의 내마모성을 유지하면서 양호한 접착성 및 내오염성을 갖는 유리 쿡웨어용 눌어붙음 방지 코팅을 제공한다. 눌어붙음 방지 코팅은 플루오로중합체 및 콜로이드 실리카를 함유하는 베이스 코트와, 무기 충전재 필름 경화재를 함유하는 하나 이상의 중합체 층을 포함하는 오버코트를 포함한다.
접착성, 내오염성, 눌어붙음 방지, 코팅, 코트, 유리, 세라믹

Description

접착성 및 내오염성의 눌어붙음 방지 코팅을 갖는 유리 용품{GLASS ARTICLES WITH ADHESION AND STAIN RESISTANT NON-STICK COATINGS}
본 발명은 유리에 접착되는 눌어붙음 방지(non-stick) 코팅에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 유리 기재(substrate)에 접착되는 내오염성의 눌어붙음 방지 코팅에 관한 것이다.
플루오로중합체 수지들은 내열성 및 내화학성뿐만 아니라 그들의 낮은 표면 에너지 및 눌어붙음 방지 특성에 대해 알려져 있다. 미국 특허 제6,592,977 B2호에 기재된 바와 같은, 공지된 눌어붙음 방지 코팅은 3-코트(coat) 층 시스템을 사용하여 내마모성을 제공한다. 장식적인 쿡웨어(cookware), 특히 유리에 있어서, 쿡웨어와 같은 장식적인 용품에 있어서 시간이 지나도 양호한 접착성 및 내구성을 갖는 것이 점점 더 바람직하게 되고 있다. 즉, 마모 및 반복적인 세척으로 인한 시간 경과에 따른 불량한 접착성에 대한 내성이 있을 필요가 있다. 그리고, 추가적으로, 장식적인 쿡웨어가 음식 제공 접시(serving dish)로서 심미적으로 만족스러운 것이 중요하다. 즉, 스토브/오븐으로부터 음식 제공을 위해 테이블로 가져갈 때, 쿡웨어가 조리 장치로부터 음식 제공 접시로 용이하게 적응하도록 장식적인 쿡웨어는 내마모성인 것에 더하여 내오염성일 필요가 있다.
스트롤(Strolle)의 미국 특허 제3,655,604호는 표면을 프라이밍(priming)하여 2-코트 시스템에서 플루오로카본 중합체 톱코트(topcoat)의 접착성을 개선하기 위한 조성물을 개시한다.
양호한 내마모성 특성을 유지하면서 유리에 대한 양호한 접착성 및 양호한 내오염성 둘 모두를 갖는 눌어붙음 방지 코팅을 갖는 것이 바람직하다.
발명의 개요
간단히 말해, 본 발명의 일 태양에 따르면 코팅된 용품이 제공되는데, 상기 코팅된 용품은 a) 표면을 갖는 유리 기재, 및 b) 상기 기재의 표면에 접착된 내오염성의 눌어붙음 방지 코팅을 포함하며, 여기서 상기 눌어붙음 방지 코팅은 i) 플루오로중합체 및 콜로이드 실리카를 포함하는 베이스 코트, 및 ii) 세라믹 입자를 함유하는 하나 이상의 중합체 층을 포함하는 오버코트를 포함한다.
본 발명은 눌어붙음 방지 코팅된 쿡웨어 또는 기타 용품 상에 층상 코팅 시스템을 사용함으로써 내마모성을 유지하면서 쿡웨어 또는 기타 용품을 위한 양호한 접착성 및 내오염성을 달성한다. 용어 "쿡웨어"는 내열 접시(bake ware), 톱-오브-레인지 쿡웨어(top-of-range cookware), 전자레인지용 접시, 그리고 조리 외에 보관 및 특히 음식 제공과 같은 다용도를 갖는 그러한 조리용 용품을 포함하지만 이로 한정되지 않는 조리 및 가열에 사용되는 모든 용품을 의미한다. 이러한 특성(예를 들어, 내마모성, 내오염성, 눌어붙음 방지 코팅 접착성, 및 내구성)은 유리한데, 예를 들어, 쿡웨어의 심미성이 조리 또는 세척을 위한 쿡웨어의 반복적인 사용에 의해 손상/절충(예를 들어, 스크래치, 불량한 접착성 및/또는 오염)되지 않기 때문에, 장식적인 쿡웨어가 오븐/스토브로부터 음식 제공 접시로서 테이블로 가져가질 수 있게 한다. 이들 특성은 또한 조리 또는 음식 제공으로부터 냉동고 또는 냉장고와 같은 저온에서의 보관으로 갈 때 유리하다. 본 발명의 실시 형태는 a) 표면을 갖는 유리 기재, 및 b) 상기 기재의 표면에 접착된 내오염성의 눌어붙음 방지 코팅을 포함하는 코팅된 용품을 제공하며, 여기서 상기 눌어붙음 방지 코팅은 i) 플루오로중합체 및 콜로이드 실리카를 포함하는 베이스 코트, 및 ii) 무기 충전재 필름 경화재(inorganic filler film hardener), 바람직하게는 세라믹 입자를 함유하는 하나 이상의 중합체 층을 포함하는 오버코트를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태는 용품에 적용되는 4-코트 시스템이다. 본 발명의 내구성, 접착성 및 내오염성은 본 명세서에 포함된 시험 방법 결과 및 비교예에 의해 보여진다. 4-코트 시스템은 순차적인 순서의 4개의 층, 즉 1) 베이스 코트, 2) 프라이머 층, 3) 미드코트(midcoat) 또는 중간층 및 4) 톱코트를 포함한다.
4-코트 시스템의 구성층은, 베이스 코트를 제외하고, 분무 및 딥핑(dipping)을 포함하는 임의의 많은 알려진 종래의 방법으로 용품의 표면에 도포된다. 코팅되는 용품 또는 기재는 도포하는 데 가장 편리한/적합한 코팅 방법을 결정한다. 눌어붙음 방지 코팅 구성물은 베이스 코트 및 오버코트를 포함하는 다중-코트 시스템이다. 하나 이상의 플루오로중합체-함유 층들의 오버코트는 베이스 코트 층의 건조 이전에 종래의 방법으로 베이스 코트 층에 도포될 수 있다. 베이스 코트는 거칠게 된 유리 기재 상에 가볍게 분무된다. 베이스 코트는 최대 8.0 마이크로미터, 바람직하게는 0.1 내지 8.0 마이크로미터, 더 바람직하게는 0.1 내지 5 마이크로미터, 훨씬 더 바람직하게는 0.25 내지 2.5 마이크로미터, 및 가장 바람직하게는 1.25 마이크로미터의 건조 필름 두께로 기재에 도포될 수 있다.
프라이머 층 또는 중간층 및 오버코트 층 조성물이 수성 분산물인 경우, 오버코트 조성물은 바람직하게는 만져보아 건조된 후 프라이머 층 또는 중간층에 도포될 수 있다. 유기 용매로부터 조성물을 도포하여 프라이머 층 또는 중간층을 만들고 다음 층(중간 코트 또는 톱코트)을 수성 매질로부터 도포하는 경우, 그러한 다음 층의 도포 이전에 물과 불상용성인 모든 용매를 제거하도록 프라이머 층 또는 중간층을 건조시켜야 한다.
얻어진 복합 구조체를 소성(baking)하여 모든 코팅을 동시에 융합해서 기재 상에 눌어붙음 방지 코팅을 형성할 수 있다. 플루오로중합체가 PTFE인 경우, 신속하고 높은 소성 온도가 바람직한데, 예를 들어, 427℃ (800℉)에서 시작하여 440℃ (825℉)로 상승하는 온도에서 5분 동안이 바람직하다. 프라이머 또는 오버코트 중의 플루오로중합체가 PTFE와 FEP의 블렌드, 예를 들어, 50 내지 70 중량% PTFE 및 50 내지 30 중량% FEP인 경우, 소성 온도는 3분(총 소성 시간) 내에 415℃ (780℉)로 감소되고 427℃ (800℉)로 상승될 수 있다. 소성된 프라이머 층 또는 중간층 두께는 와전류(eddy-current) 원리(ASTM B244) 또는 자기 유도 원리(ASTM B499)에 기초한 필름 두께 측정 장비를 사용하여 측정되며 일반적으로 5 내지 20 마이크로미터일 것이다. 오버코트 층 두께는 일반적으로 (중간 코트 층 및 톱코트 층 둘 모두에 대해) 10 내지 25 마이크로미터일 것이다.
얻어진 복합 구조체에서, 기재는 바람직하게는 투명 유리이고 더 바람직하게는 붕규산염이다. 붕규산염 유리는 전형적으로 실리카 (70 내지 80 중량%) 및 산화붕소 (7 내지 13 중량%)를 포함한다. 투시가능한 유리는 투명하거나 옅은 색을 띨 수 있다. 유리 기재는 바람직하게는 거칠게 되어 있다. 붕규산염 유리는 부서지기 쉬운 물질이며, 그릿 블라스팅(grit blasting) 방법을 사용하여 유리의 표면을 거칠게 하는 것은 유리 기재를 약하게 할 가능성이 있다. 따라서, 표면은 바람직하게는 가벼운 정도의 그릿 블래스팅에 의해 거칠게 된다. 바람직하게는, 그릿 블라스팅된 표면은 미국 매사추세츠주 뉴튼 소재의 프레드 브이. 파울러 컴퍼니 인크.(Fred V. Fowler Co. Inc.)에 의해 제작된 포켓서프(Pocketsurf) 1 표면 시험기로 측정할 때, 평균 조도가 2 마이크로미터 초과, 더 바람직하게는 2 내지 4 마이크로미터이다. 그리고 나서, 유리 표면을 철저히 세척한다. 베이스 코트 조성물의 실시 형태가 표 1에 나타나있다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 본 발명의 프라이머 층은 장벽을 제공하는 탄화규소(SiC) 및 폴리아미드이미드(PAI)를 함유하여, 코팅된 용품의 내오염성을 달성한다. 프라이머 층 조성물의 실시 형태가 표 2, 표 5 및 표 6에 나타나 있다.
본 발명의 실시 형태에서, 프라이머 층 및/또는 하나 이상의 중간층(들)은 세라믹 입자를 함유할 수 있다. 세라믹 입자가 탄화규소인 것이 바람직하다. 본 발명의 실시 형태에서, 본 발명의 코팅된 용품의 적어도 하나의 중합체 층은 플루오로중합체를 함유한다. 플루오로중합체를 함유하는 이러한 중합체 층은 베이스 코트에 함유된 플루오로중합체 이외의 것이다.
본 발명의 다른 실시 형태는 코팅된 용품의 프라이머 및/또는 중간층 중 하나 이상의 층이 플루오로중합체 및/또는 세라믹 입자를 함유하는 것이다. 예를 들어, 프라이머가 플루오로중합체를 함유할 수 있고 중간층이 세라믹 재료를 함유할 수 있거나, 또는 그 반대일 수 있다. 또는, 프라이머가 세라믹 입자와 플루오로중합체를 둘 모두 함유할 수 있거나, 또는 중간층들 중 하나 이상이 이들 둘 모두를 함유할 수 있다.
베이스 코트:
베이스 코트는 유리 표면에 도포된 코팅이다. 베이스 코트는 본 명세서에 기재된 식기세척기 접착성 시험을 통과하도록 유리 표면에 대한 내오염성의 눌어붙음 방지 코팅의 접착성을 증진시킨다.
베이스 코트는 플루오로중합체 및 콜로이드 실리카를 포함하며, 선택적으로 규소 수지를 추가로 포함한다. 베이스 코트에 사용되는 플루오로중합체는 본 명세서에서 오버코트에 대해 기재된 것과 동일하다.
이러한 베이스 코트에 사용되는 플루오로중합체는 오버코트에 대해 하기에 언급된 것들을 포함한다. 플루오로중합체는 전체 고형분의 중량을 기준으로 약 20% 내지 약 90%의 농도로 조성물 중에 존재한다. 30 내지 80의 농도가 바람직하며, 40 내지 50 습윤 중량% 또는 63 내지 68 건조 중량%가 훨씬 더 바람직하다.
조성물 중에 사용되는 콜로이드 실리카는 일반적으로 실리카 입자의 수성 졸의 형태이다. 실리카 입자는 내부 표면적 또는 검출가능한 결정성이 없는 별개의 균일한 구형의 실리카이다. 일부 표면 실리카 원자는 알루미늄 원자에 의해 대체될 수 있다. 입자는 표준에 대하여 광학적으로 측정될 때, 크기가 5 내지 100 밀리마이크로미터, 바람직하게는 7 내지 25 밀리마이크로미터이다. 실리카의 수성 졸은 비표면적(specific surface area)이 그램당 125 내지 420 제곱미터이고 pH가 25℃에서 8.4 내지 9.9이다. 안정화 첨가제가 또한 수성 졸 중에 존재할 수 있다. 안정화 첨가제의 예는 수산화나트륨, 수산화암모늄, 및 알루민산나트륨이다. 그러한 콜로이드 실리카들 중 전형적인 것은 이.아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(E.I.duPont de Nemours and Company)에 의해 "루독스(Ludox) HS-40", "루독스-HS", "루독스-LS", "루독스 SM-30", "루독스 TM", "루독스-AS", 및 "루독스-AM"으로서 판매되는 것들이다. 실리카들의 혼합물이 사용될 수 있다.
콜로이드 실리카는 전체 고형분의 중량을 기준으로 약 10% 내지 80%, 바람직하게는 10 내지 50%, 더 바람직하게는 20 내지 35%의 농도로 조성물 중에 존재한다.
선택적으로, 베이스 코트는 실리콘 수지를 포함할 수 있다. 실리콘 수지는 베이스 코트 중에 0 내지 3 중량%(건조 또는 습윤)를 갖는 알킬페닐 폴리실록산 수지를 포함한다.
오버코트:
오버코트 층은 베이스 코트에 도포되는 하나 이상의 중합체 층을 포함한다. 오버코트는 프라이머 층 및/또는 하나 이상의 중간층(예를 들어, 중간층(들)) 및 톱코트 층을 포함할 수 있다. 이러한 오버코트에 사용하기에 바람직한 중합체는 플루오로중합체이다.
본 발명에 사용되는 플루오로중합체는 바람직하게는, 조성물을 제형함에 있어서의 간결성을 위해, 그리고 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)이 플루오로중합체 중 가장 높은 열 안정성을 갖는다는 사실에서, 용융 점도가 380℃에서 적어도 1 × 108 ㎩.s인 PTFE이다. 그러한 PTFE는 소성(융합) 동안에 필름-형성 능력을 향상시키는 소량의 공단량체 개질제, 예를 들어, 퍼플루오로올레핀, 특히 헥사플루오로프로필렌 (HFP) 또는 퍼플루오로(알킬 비닐)에테르 - 특히, 여기서 알킬기는 1 내지 5개의 탄소 원자를 함유함 - 를 또한 함유할 수 있으며, 이때 퍼플루오로(프로필 비닐 에테르) (PPVE)가 바람직하다. 일반적으로 0.5 몰% 이하인, 그러한 개질제의 양은 PTFE에 용융-제조성(melt-fabricability)을 부여하기에 불충분할 것이다. PTFE는, 또한 간결성을 위하여, 통상적으로 적어도 l × 109 ㎩.s의 단일 용융 점도를 가질 수 있으나, 상이한 용융 점도를 갖는 PTFE들의 혼합물을 사용하여 플루오로중합체 성분을 형성할 수 있다. 바람직한 조건인, 조성물 중에서의 단일 플루오로중합체의 사용은, 플루오로중합체가 단일의 화학적 아이덴티티(identity) 및 용융 점도를 갖는다는 것을 의미한다.
PTFE가 바람직하지만, 플루오로중합체 성분은 또한 PTFE와 함께 조합(블렌딩)되거나 이를 대신하는 용융-제조성 플루오로중합체일 수 있다. 그러한 용융-제조성 플루오로중합체의 예는, TFE 단일중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 용융점보다 실질적으로 낮게, 예를 들어, 315℃ 이하의 용융 온도로 공중합체의 용융점을 감소시키기에 충분한 양으로 중합체 중에 존재하는, TFE와 적어도 하나의 플루오르화된 공중합성 단량체(공단량체)의 공중합체를 포함한다. TFE를 갖는 바람직한 공단량체는 3 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 퍼플루오로올레핀과 같은 퍼플루오르화된 단량체, 및 알킬기가 1 내지 5개의 탄소 원자, 특히 1 내지 3개의 탄소 원자를 함유하는 퍼플루오로(알킬 비닐 에테르) (PAVE)를 포함한다. 특히 바람직한 공단량체는 헥사플루오로프로필렌 (HFP), 퍼플루오로(에틸 비닐 에테르) (PEVE), 퍼플루오로(프로필 비닐 에테르) (PPVE) 및 퍼플루오로(메틸 비닐 에테르) (PMVE)를 포함한다. 바람직한 TFE 공중합체는 FEP (TFE/HFP 공중합체), PFA (TFE/PAVE 공중합체), TFE/HFP/PAVE를 포함하며, 여기서 PAVE는 PEVE 및/또는 PPVE 및 MFA (PAVE의 알킬기가 적어도 2개의 탄소원자를 갖는 TFE/PMVE/PAVE)이다. 용융-제조성 테트라플루오로에틸렌 공중합체의 분자량은 프라이머 도포에 있어서 완전성을 갖도록 필름-형성성이고 성형된 형상을 유지할 수 있기에 충분하여야 한다는 것을 제외하면 중요하지 않다. 전형적으로, 용융 점도는 ASTM D-1238에 따라 372℃에서 결정될 때 적어도 l × 102 ㎩.s일 것이고, 약 60 내지 100 × 103 ㎩.s까지의 범위일 수 있다.
플루오로중합체 성분은 도포의 용이성 및 환경적 허용가능성에 있어서 본 발명의 조성물에 대해 바람직한 형태인, 물 중의 중합체의 분산물로서 일반적으로 구매가능하다. "분산물"은 플루오로중합체 입자가 수성 매질 중에 안정하게 분산되어, 분산물이 사용될 시간 내에 입자의 침전이 일어나지 않게 됨을 의미하며; 이는 플루오로중합체 입자의 작은 크기, 전형적으로 0.2 마이크로미터 정도, 그리고 분산물 제조자에 의한 수성 분산물 중에서의 계면활성제의 사용에 의해 달성된다. 그러한 분산물은 분산 중합으로 알려진 공정 후, 선택적으로 농축 및/또는 계면활성제의 추가적인 첨가에 의해 직접 얻어질 수 있다.
대안적으로, 플루오로중합체 성분은 PTFE 마이크로분말과 같은 플루오로중합체 분말일 수 있다. 이러한 경우에, 플루오로중합체 및 중합체 결합제의 친밀한 혼합물을 달성하기 위하여 전형적으로 유기 액체가 사용된다. 유기 액체가 선택될 수 있는데, 그 이유는 결합제가 그 특정 액체에 용해되기 때문이다. 결합제가 액체 내에 용해되지 않는다면, 결합제를 미세하게 나누어서 액체 중에 플루오로중합체와 함께 분산시킬 수 있다. 얻어진 코팅 조성물은 유기 액체 중에 분산된 플루오로중합체, 및 원하는 친밀한 혼합물을 달성하기 위하여 액체 중에 분산되거나 용해된 중합체 결합제를 포함할 수 있다. 유기 액체의 특성은 중합체 결합제의 아이덴티티와, 그의 용액 또는 분산물이 요구되는지 여부에 따를 것이다. 그러한 액체의 예는 그 중에서도 N-메틸피롤리돈, 부티로락톤, 고비등점 방향족 용매, 알코올, 그 혼합물을 포함한다. 유기 액체의 양은 특정 코팅 작업에 요구되는 유동 특성에 따를 것이다.
중합체 결합제:
오버코트, 특히 프라이머 및/또는 중간층(들)은 바람직하게는 내열성 중합체 결합제를 포함한다. 결합제 성분은 융합을 위한 가열시 필름-형성성이고 또한 열적으로 안정한 중합체로 이루어진다. 이러한 성분은 눌어붙음 방지 마감용, 기재에 대한 플루오로중합체-함유 프라이머 층의 접착용, 및 프라이머 층 내에서의 그리고 프라이머 층의 일부로서의 필름 형성용 프라이머 응용들에서 잘 알려져 있다. 플루오로중합체 자체는 매끈한 기재에 대해 거의 내지는 전혀 접착하지 않는다. 결합제는 일반적으로 불소를 함유하지 않지만 그럼에도 플루오로중합체에 접착한다. 바람직한 결합제는 물 중에, 또는 물과 결합제용 유기 용매 - 이 용매는 물과 혼화가능함 - 의 혼합물 중에 용해가능하거나 용해가능하게 된 것들이다. 이러한 용해성은 결합제와 플루오로카본 성분을 수성 분산물 형태로 블렌딩하는 데 도움을 준다.
결합제 성분의 예는 조성물의 소성시 폴리아미드이미드(PAI)로 변환하여 프라이머 층을 형성하는 폴리아믹산 염이다. 폴리아믹산 염을 소성하여 얻어진 완전히 이미드화된 형태에서 이러한 결합제는 250℃를 초과하는 연속 사용 온도(continuous service temperature)를 갖기 때문에 이러한 결합제가 바람직하다. 폴리아믹산 염은 30℃에서 N,N-다이메틸아세트아미드 중의 0.5 중량% 용액으로서 측정될 때 고유 점도가 적어도 0.1인 폴리아믹산으로서 일반적으로 입수가능하다. 이것은 미국 특허 제4,014,834호(콘캐넌(Concannon))에 보다 상세하게 기재된 바와 같이, N-메틸피롤리돈과 같은 유착제(coalescing agent) 및 푸르푸릴 알코올과 같은 점도-감소제 중에 용해되고, 3차 아민, 바람직하게는 트라이에틸아민과 반응하여 물에 용해가능한 염을 형성한다. 그리고 나서, 폴리아믹산 염을 함유하는 얻어진 반응 매질을 플루오로중합체 수성 분산물과 블렌딩할 수 있고, 유착제 및 점도-감소제가 물 중에 혼화성이기 때문에, 블렌딩은 균일한 코팅 조성물을 생성한다. 블렌딩은 플루오로중합체 수성 분산물의 응고를 피하도록 과도한 교반을 사용함이 없이 액체들을 함께 단순히 혼합함으로써 달성할 수 있다. 사용될 수 있는 다른 결합제는 폴리에테르 설폰 (PES) 및 폴리페닐렌 설파이드 (PPS)를 포함한다.
프라이머 조성물이 액체 매질 - 여기서 액체는 물 및/또는 유기 용매임 - 로서 도포되든 아니든간에, 전술된 접착 특성은 기재의 눌어붙음 방지 코팅을 형성하기 위해 다음으로 도포되는 플루오로중합체 층의 소성과 함께 프라이머 층의 건조 및 소성시 명백히 나타날 것이다.
간결성을 위하여, 단 하나의 결합제를 사용하여 본 발명의 조성물의 결합제 성분을 형성할 수 있다. 그러나, 특히 소정의 최종-용도의 특성, 예를 들어, 가요성, 경도 또는 부식 방지가 요구되는 경우에, 다수의 결합제가 또한 본 발명에서의 사용을 위해 고려된다. 통상적인 조합은 PAI/PES, PAI/PPS 및 PES/PPS를 포함한다.
플루오로중합체 및 결합제의 비율은, 특히 조성물이 매끈한 기재 상에 프라이머 층으로서 사용되는 경우, 바람직하게는 0.5 내지 2.0:1의 중량비이다. 본 명세서에 개시된 플루오로중합체 대 결합제의 중량비는 조성물을 그 기재에 도포한 후 조성물을 소성하여 형성되는 도포된 층 내의 이러한 성분들의 중량에 기초한다. 소성 동안에 이미드 결합이 형성되므로, 소성은 폴리아믹산 염의 염 부분을 포함하는, 코팅 조성물 중에 존재하는 휘발성 물질을 내보낸다. 편의를 위해, 결합제의 중량은, 소성 단계에 의해 폴리아미드이미드로 변환하는 폴리아믹산 염인 경우, 출발 조성물 중의 폴리아믹산의 중량으로서 취해질 수 있고, 그럼으로써 플루오로중합체 대 결합제의 중량비가 출발 조성물 중의 플루오로중합체 및 결합제의 양으로부터 결정될 수 있다. 본 발명의 조성물이 바람직한 수성 분산물 형태인 경우, 이러한 성분들은 총 분산물의 약 5 내지 50 중량%를 구성할 것이다.
무기 충전재 필름 경화재
본 발명에 사용되는 오버코트, 바람직하게는 프라이머 및/또는 중간층(들)은 무기 충전재 필름 경화재를 함유한다. 무기 충전재 필름 경화재 성분은 조성물의 다른 성분들에 대해 불활성이고 프라이머의 결합제 및 플루오로중합체를 융합시키는 궁극적인 소성 온도에서 열적으로 안정한 하나 이상의 충전재 유형의 물질이다. 충전재 필름 경화재는 수불용성이어서, 본 발명의 조성물의 수성 분산물 형태로 전형적으로 균일하게 분산가능하지만 용해되지는 않는다. 전형적으로, 본 발명의 충전재 필름 경화재는 바람직하게는 평균 입자 크기가 적어도 10 마이크로미터, 바람직하게는 14 내지 60 마이크로미터, 더 바람직하게는 적어도 20 내지 25 마이크로미터인 세라믹 입자를 포함한다.
또한, 무기 필름 경화재의 세라믹 입자는 크누프(Knoop) 경도가 바람직하게는 적어도 1200, 더 바람직하게는 적어도 1500이다. 크누프 경도는 인덴테이션(indentation) 또는 스크래칭에 대한 재료의 저항성을 기술하기 위한 척도이다. 광물 및 세라믹의 경도 값이 문헌[the Handbook of Chemistry, 77th Edition, 12-186,187 based on reference material from Shackelford and Alexander, CRC Materials Science and Engineering Handbook, CRC Press, Boca Raton Fla., 1991]에 열거되어 있다. 필름 경화재 성분은 코팅 표면에 가해지는 마모력을 편향시킴으로써, 그리고 플루오로중합체 오버코트를 관통한 날카로운 물체의 관통에 저항함으로써, 기재 상에 코팅으로서 도포된 눌어붙음 방지 플루오로중합체 조성물에 내구성을 부여한다.
무기 필름 경화재의 세라믹 입자는 바람직하게는 종횡비(aspect ratio)가 2.5 이하, 더 바람직하게는 1.5 이하이다. 종횡비는 바람직한 입자 형상을 정량화하는 수단이다. 종횡비는 미국 특허 제6,592,977호에 보다 완전하게 설명되어 있다. 큰 종횡비를 갖는 입자는, 바람직하게는 더 구형이고 이상적인 종횡비인 1에 더 근접하는 본 발명의 바람직한 입자와는 달리 평평하다. 기재 상의 코팅 내의 입자가 작고 큰 종횡비를 갖는다면, 기재에 대하여 평행하게 배향될 수 있으며, 코팅된 기재에 가해지는 마모력을 편향시킬 수 없을 것이다. 입자가 크고 큰 종횡비를 갖는다면, 입자가 기재에 대해 수직으로 배향될 수 있으며 코팅을 통해 돌출될 수 있다. 마모력은 그러한 입자의 상부를 눌러서 코팅을 왜곡시키고 심지어 입자를 코팅으로부터 잡아당겨, 구멍을 남기게 되고 코팅이 더 빠르게 마모되게 할 수 있다.
바람직하게는, 프라이머의 소성된 층은 건조 필름 두께(DFT)가 10 내지 13 마이크로미터이고 프라이머 중에 40 내지 50 중량%의 탄화규소 및 산화알루미늄을 가지며, 중간층의 소성된 층은 중간층 중에 14 내지 18 중량%의 탄화규소 및 산화알루미늄을 함유하는 중간층에 대해 18 내지 23 마이크로미터의 건조 필름 두께를 갖는다.
무기 충전재 필름 경화재의 예는 크누프 경도가 적어도 1200인 무기 산화물, 탄화물, 붕화물 및 질화물을 포함한다. 지르코늄, 탄탈, 티타늄, 텅스텐, 붕소, 알루미늄 및 베릴륨의 무기 산화물, 질화물, 붕화물 및 탄화물이 바람직하다. 탄화규소 및 산화알루미늄이 특히 바람직하다. 바람직한 무기 조성물에 대한 전형적인 크누프 경도 값은 지르코니아 (1200); 질화알루미늄 (1225); 베릴리아 (1300); 질화지르코늄 (1510); 붕화지르코늄 (1560); 질화티타늄 (1770); 탄화탄탈 (1800); 탄화텅스텐 (1880); 알루미나 (2025); 탄화지르코늄 (2150); 탄화티타늄 (2470); 탄화규소 (2500); 붕화알루미늄 (2500); 붕화티타늄 (2850)이다.
기타 충전재
전술된 무기 충전재 필름 경화재의 입자 외에, 본 발명의 눌어붙음 방지 코팅 조성물은 더 작은 입자의 무기 충전재 필름 경화재뿐만 아니라 크누프 경도 값이 1200 미만인 다른 충전재 재료를 함유할 수 있다. 적합한 추가적인 충전재는 작은 입자의 산화알루미늄, 하소 산화알루미늄, 탄화규소 등 뿐만 아니라, 유리 플레이크, 유리 비드, 유리 섬유, 알루미늄 또는 지르코늄 실리케이트, 운모, 금속 플레이크, 금속 섬유, 미세 세라믹 분말, 이산화규소, 황산바륨, 탈크 등을 포함한다.
시험 방법
1. 식기세척기 접착성 시험
식기세척기 시험: 비교예 1 및 실시예 1의 코팅의 접착성 및 기포형성(blistering)을 브루스터 프로덕츠(Brewster Products)에 의해 제조된 골(Goal) 2 액체 세제 및 레디 린스(Redy Rinse) 액체를 사용하여 호바르트(Hobart) 산업용 식기세척기에서 시험하였다.
스크래치 접착성 시험 절차는 다음과 같다: 코팅된 유리 기재를 면도날을 사용하여 망상으로 선을 그어 100개의 눈(square)을 포함하는 대략 18 ㎜ × 18 ㎜의 격자(grid)를 남긴다. 동일한 면도날을 사용하여 코팅에 X를 새긴다. 코팅된 유리를 식기세척기에 두고, 제조사 설명서에 따라 식기세척기를 작동시켜 1 사이클의 시험을 제공한다. 1 사이클은 전형적으로 3분 미만이 걸린다. 매 10 사이클 후에, 유리를 식기세척기로부터 꺼내어, 냉각 및 건조시킨다. 스카치(Scotch)(등록상표) 8981 테이프를 망상 표지 및 X 위에 두고 테이프를 잡아당겨 임의의 망상 눈 또는 X의 일부가 제거되었는지 여부를 본다. 하나 이상의 눈이 제거된 경우, 시험의 실패로 간주한다. 실패 전까지 완료된 사이클을 기록한다. 눈 또는 새겨진 X의 일부가 제거됨이 없이 100 사이클이 완료된 경우, 시험이 완료되고 코팅은 시험에 합격한다. 100 사이클 미만인 것은 어느 것이나 또한 시험의 실패로 간주된다.
2. 가속 치킨 로스팅(accelerated chicken roasting) 시험
가속 치킨 로스팅 시험 방법을 사용하여 유리 코팅의 오염을 시험한다. 실시예 1 및 비교예 2에 의한 내오염성 결과가 표 8에 나타나 있다. 벌칸(Vulcan) 오븐을 200℃로 예열한다. 시험할 코팅된 유리에서, 50 g의 버터를 내열 접시에 두고 오븐에서 2분간 녹인다. 소금 및 후추를 갖는 치킨 조각을 코팅된 유리 내열 접시에서 1 시간 동안 200℃로 로스팅한다. 식힌 후, 구워진 치킨 및 지방을 내열 접시로부터 제거한다. 구워진 치킨의 잔여물이 코팅에 붙어있는지 여부를 관찰하여 코팅의 눌어붙음 방지 특성을 측정한다. 그리고 나서, 유리를 산업용 식기세척기에 두고 세척한다. 시험을 30 사이클 동안 반복한다. 코팅에 붙어있는 고기가 없이 치킨이 쿡웨어로부터 쉽게 제거된다면, 30 사이클이 완료된 경우 코팅은 합격이다. 고기가 코팅에 붙어 있다면, 시험이 실패한 것으로 간주되고 실패시의 사이클을 기록한다. 코팅이 단지 약간의 코팅 변색만 가지고 5보다 많은 사이클을 완료한 경우 오염은 합격으로 간주한다. 오염이 심한 경우, 시험은 실패로 간주되고 실패까지의 사이클을 기록한다. 코팅된 유리에서, 유리 내열 접시를 통해 보았을 때 오염은 주로 프라이머 층에서 관찰된다.
플루오로중합체
PTFE 분산물: 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 듀폰 컴퍼니(DuPont Company)로부터 입수가능한, 듀폰 TFE 플루오로중합체 수지 분산물 등급 30
FEP 분산물: 54.5 내지 56.5 중량%의 고형분 함량 및 150 내지 210 나노미터의 RDPS를 갖는 TFE/HFP 플루오로중합체 수지 분산물, 수지는 HFP 함량이 9.3 내지 12.4 중량%이고 미국 특허 제4,380,618호에 기재된 바와 같이 변형된 ASTM D-1238의 방법에 의해 372℃에서 측정된 용융 유량이 11.8 내지 21.3임.
PFA 분산물: 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 듀폰 컴퍼니로부터 입수가능한, 듀폰 PFA 플루오로중합체 수지 분산물 등급 335
중합체 결합제
PAI는 토론(Torlon)(등록상표) AI-10 폴리(아미드-이미드) (아모코 케미칼 코포레이션(Amoco Chemicals Corp.)), 즉 6 내지 8%의 잔류 NMP를 함유하는 고형 수지 (폴리아믹산 염으로 복귀가능함)이다.
폴리아믹산 염은 30℃에서 N,N-다이메틸아세트아미드 중의 0.5 중량% 용액으로서 측정될 때 고유 점도가 적어도 0.1인 폴리아믹산으로서 일반적으로 입수가능하다. 이것은 미국 특허 제4,014,834호(콘캐넌)에 보다 상세하게 기재된 바와 같이, N-메틸 피롤리돈과 같은 유착제 및 푸르푸릴 알코올과 같은 점도-감소제 중에 용해되고, 3차 아민, 바람직하게는 트라이에틸 아민과 반응하여 물에 용해가능한 염을 형성한다.
무기 충전재 필름 경화재
미국 매사추세츠주 웨스트필드 소재의 마이크로 어브레이시브즈 코포레이션(Micro Abrasives Corp.)에 의해 유통되는, 독일 뮌헨 소재의 엘렉코쉬멜츠베르크 켐프텐 게엠베하(Elektroschmelzwerk Kempten GmbH; ESK)에 의한 탄화규소. 탄화규소의 입자 크기는 14.5 내지 60.9 마이크로미터 범위이고, 이때 평균 입자 크기는 20.8 내지 22.8 마이크로미터이다. 입자 크기는 코울터 멀티사이저(Coulter Multisizer) II를 사용하여 공급자에 의해 제공된 정보에 따라 측정된다. 코울터 멀티사이저 II는 미국 캘리포니아주 풀러턴 소재의 베크만 코울터 인코포레이티드(Beckman Coulter Incorporated)에 의해 제조된다.
미국 펜실베이니아주 피츠버그 소재의 알루미늄 코포레이션 오브 아메리카(Aluminum Corporation of America; ALCOA)에 의해 공급된 산화알루미늄. 평균 입자 크기는 0.3 내지 0.5 마이크로미터인 것으로 측정된다.
콜로이드 실리카
루독스 AM 폴리실리케이트가 미국 메릴랜드주 콜럼비아 소재의 더블유.알. 그레이스(W.R. Grace)로부터 입수되었다.
실리콘 수지:
알킬페닐 폴리실록산 수지는 왜커 케미칼 코포레이션(Wacker Chemical Corporation)에 의해 상표명 실레스(Silres)(등록상표)로 판매된다. 실레스(등록상표) REN-50은 베이스코트 중에 사용될 수 있는 하나의 폴리실록산이다.
두 가지 시험을 실시하여 내구성, 접착성 및 내오염성을 관찰하였다. 이들은 시험 방법 제목 하에 상세하게 설명되어 있다. 이러한 실험적 시험의 목적을 위해, 사용된 4-코트 시스템은 각각 참조된 표에 조성적으로 설명된 바와 같이 베이스 코트 (표 1), 프라이머 (표 2), 중간 코트 (표 3) 및 톱코트 (표 4)를 포함한다. 표 5 및 표 6은 대안적인 프라이머를 제공한다. 비교를 위해 사용된 3-코트 시스템은 베이스 코트를 갖지 않았다. 3-코트 및 4-코트 시스템은 실시예 부분 이하에 더욱 상세히 후술된다. 코팅을 브라질 상파울로 소재의 세인트 고바인(Saint Gobain)으로부터 입수된 20.3 ㎝ × 20.3 ㎝ (8"× 8") 정사각형 마리넥스(Marinex)(등록상표) 유리 내열 접시에 도포한다. 미국 미네소타주 미네아폴리스 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터의 스카치(등록상표) 8981 테이프를 접착 스크래치 시험에 사용한다.
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Figure 112009032852812-PCT00006
비교예 1: 베이스 코트가 없는 3-코트 시스템의 제조
붕규산염 유리 내열 접시의 표면을 가벼운 정도의 그릿 블라스팅으로 간주되는, 0.21 ㎫ (30 psi)에서 80 메쉬 그릿을 사용한 그릿 블라스트 방법을 사용하여 기계적으로 거칠게 하였다. 생성된 유리는 조도 평균 측정치가 3 내지 4 마이크로미터였다. 프라이머 (표 2), 프라이머 조성물 A (표 5) 또는 프라이머 조성물 B (표 6)를 거칠게 된 기재 상에 분무하고 66℃ (150℉)에서 5분간 건조시켰다. 프라이머 코트의 건조 필름 두께는 10 내지 13 마이크로미터이다. 그리고 나서, 중간 코트 (표 3)를 건조된 프라이머 위에 분무하였다. 중간 층 건조 필름 두께는 18 내지 23 마이크로미터이다. 톱코트 (표 4)는 중간 코트 (표 3)에 웨트 온 웨트(wet on wet) 도포(분무)하였다. 톱코트의 건조 필름 두께는 8 내지 10 마이크로미터이다. 427℃ (800℉)의 온도에서 5분간 소성하여 코팅을 경화시켰다.
실시예 1: 4-코트 시스템의 제조
4-코트 시스템의 제조는 표 1의 베이스 코트를 거칠게 된 유리 상에 분무하여 0.3 마이크로미터의 건조 필름 두께(DFT)를 생성하는 것을 제외하고는 3-코트 시스템과 동일하였다. 프라이머 (표 2)를 베이스코트에 웨트 온 웨트 도포하였고, 모든 다른 코팅을 실시예 1과 동일한 방식으로 도포하였다. 프라이머 층의 건조 필름 두께는 10 내지 13 마이크로미터이고, 중간층은 18 내지 23 마이크로미터이며, 톱코트는 8 내지 10 마이크로미터이다.
비교예 2: 프라이머가 없는 3-코트 시스템의 제조
프라이머 층이 생략된 3-코트 시스템의 제조는 중간 코트 (표 3)를 베이스 코트 (표 2) 상에 직접 분무한 것을 제외하고는 실시예 1과 유사한 방식으로 수행된다. 모든 다른 코팅을 실시예 1과 동일한 방식으로 도포하였다.
표 7은 베이스 코트 (표 1)의 도포가 유리 기재 상으로의 코팅의 접착성을 개선시키며, 코팅된 유리 용기가 식기세척기 접착성 시험에 따른 100 사이클의 합격 목표를 충족시킬 수 있게 하는 식기세척기 성능을 개선시킨다는 것을 보여준다.
Figure 112009032852812-PCT00007
표 8은 실시예 1의 4-코트 구성물이 비교예 2의 3-코트 구성물 (프라이머 층 생략)에 비해 탁월하며, 프라이머 층이 본 발명에서 오염 장벽으로서 작용함을 나타낸다.
Figure 112009032852812-PCT00008
따라서, 이제까지 설명된 목적 및 이점을 완전히 충족시키는 내오염성의 눌어붙음 방지 코팅 용품이 본 발명에 따라 제공되었음이 명백하다. 본 발명은 그 구체적인 실시 형태와 관련하여 설명되었지만, 많은 대안, 변경 및 변형이 당업자에게 명백하게 될 것임이 분명하다. 따라서, 첨부된 청구의 범위의 사상과 넓은 범주 내에 속하는 그러한 모든 대안, 변경 및 변형을 포함하고자 한다.

Claims (22)

  1. a) 표면을 갖는 유리 기재, 및
    b) 상기 기재의 표면에 접착된 내오염성의 눌어붙음 방지 코팅(non-stick coating)을 포함하며,
    상기 눌어붙음 방지 코팅은
    i) 플루오로중합체 및 콜로이드 실리카를 포함하는 베이스 코트(base coat), 및
    ii) 무기 충전재 필름 경화재를 함유하는 하나 이상의 중합체 층들을 포함하는 오버코트(overcoat)를 포함하는 코팅된 용품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무기 충전재 필름 경화재가 세라믹 입자인 코팅된 용품.
  3. 제1항에 있어서, 쿡웨어인 코팅된 용품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 베이스 코트는 실리콘 수지를 추가로 포함하는 코팅된 용품.
  5. 제2항에 있어서, 상기 세라믹 입자는 크누프 경도(Knoop hardness)가 1200 초과인 코팅된 용품.
  6. 제2항에 있어서, 상기 세라믹 입자는 평균 입자 크기가 10 마이크로미터 초과인 코팅된 용품.
  7. 제2항에 있어서, 상기 세라믹 입자는 탄화규소를 포함하는 코팅된 용품.
  8. 제1항에 있어서, 상기 베이스 코트는 건조 필름 두께가 최대 8 마이크로미터인 코팅된 용품.
  9. 제2항에 있어서, 상기 오버코트는 프라이머(primer) 층, 및 선택적으로 하나 이상의 중간층들 및 톱코트(topcoat)를 포함하는 코팅된 용품.
  10. 제9항에 있어서, 상기 오버코트를 구성하는 상기 층들 중 하나 이상은 상기 세라믹 입자를 함유하는 코팅된 용품.
  11. 제1항에 있어서, 상기 유리 기재는 붕규산염 유리인 코팅된 용품.
  12. 제1항에 있어서, 상기 유리 기재는 베이스 코트의 도포 이전에 거칠게 되는 코팅된 용품.
  13. 제12항에 있어서, 상기 유리 기재는 평균 조도(average roughness)가 2 마이크로미터 초과인 코팅된 용품.
  14. 제13항에 있어서, 상기 유리 기재는 그릿 블라스팅(grit blasting)에 의해 거칠게 된 코팅된 용품.
  15. 제1항에 있어서, 상기 오버코트는 플루오로중합체를 포함하는 적어도 하나의 중합체 층을 포함하는 코팅된 용품.
  16. 제9항에 있어서, 상기 프라이머는 플루오로중합체를 포함하는 코팅된 용품.
  17. 제9항에 있어서, 상기 하나 이상의 중간층들은 플루오로중합체를 포함하는 코팅된 용품.
  18. 제9항에 있어서, 상기 오버코트는 중합체 결합제를 추가로 포함하는 코팅된 용품.
  19. 제16항에 있어서, 상기 프라이머는 중합체 결합제를 추가로 포함하는 코팅된 용품.
  20. 제17항에 있어서, 상기 중간층들 중 하나 이상은 중합체 결합제를 추가로 포함하는 코팅된 용품.
  21. 제18항에 있어서, 가속 로스티드 치킨 시험(accelerated roasted chicken test)에 합격하기에 충분한 내오염성을 갖는 코팅된 용품.
  22. 제1항에 있어서, 식기세척기 접착성 시험(dishwasher adhesion test)의 100 사이클에 합격하는 코팅된 용품.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160023826A (ko) * 2013-06-26 2016-03-03 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 내오염성 미소구체 물품
KR20160121555A (ko) * 2014-02-13 2016-10-19 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 이중 경화 내오염성 미소구체 물품
KR20190111047A (ko) * 2017-02-07 2019-10-01 더 케무어스 컴퍼니 에프씨, 엘엘씨 내마모성 및 내스크래치성 논-스틱 코팅으로 코팅된 기재

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9289795B2 (en) 2008-07-01 2016-03-22 Precision Coating Innovations, Llc Pressurization coating systems, methods, and apparatuses
US20100015456A1 (en) 2008-07-16 2010-01-21 Eastman Chemical Company Thermoplastic formulations for enhanced paintability toughness and melt process ability
US8734909B2 (en) 2010-03-10 2014-05-27 Eastman Chemical Company Methods and apparatus for coating substrates
CN108937609A (zh) 2010-06-11 2018-12-07 派拉斯科Ip有限责任公司 用于窄带辐射烹饪的烹饪用具及烹饪包装及其系统及方法
US9332877B2 (en) 2010-06-11 2016-05-10 Pressco Ip Llc Cookware and cook-packs for narrowband irradiation cooking and systems and methods thereof
US8883314B2 (en) 2011-01-25 2014-11-11 Corning Incorporated Coated articles with improved fingerprint resistance and methods of making same
FR2989379B1 (fr) * 2012-04-11 2015-03-27 Seb Sa Compositions de primaires de revetements antiadhesifs et leur procede de preparation
US9616457B2 (en) 2012-04-30 2017-04-11 Innovative Coatings, Inc. Pressurization coating systems, methods, and apparatuses
US8865261B2 (en) 2012-12-06 2014-10-21 Eastman Chemical Company Extrusion coating of elongated substrates
CN104884520B (zh) * 2012-12-20 2017-07-04 3M创新有限公司 包含含氟聚合物的复合颗粒、其制备方法及包含其的制品
KR101587593B1 (ko) * 2013-10-16 2016-01-22 김영 점묘화된 주방기구 및 그 제조방법
JP2015077388A (ja) * 2013-10-16 2015-04-23 玲 金 点描化した厨房器具及びその製造方法
US9920526B2 (en) 2013-10-18 2018-03-20 Eastman Chemical Company Coated structural members having improved resistance to cracking
US9744707B2 (en) 2013-10-18 2017-08-29 Eastman Chemical Company Extrusion-coated structural members having extruded profile members
WO2015080152A1 (ja) * 2013-11-26 2015-06-04 ダイキン工業株式会社 積層体
US11098217B2 (en) 2015-02-16 2021-08-24 Daikin Industries, Ltd. Coating composition, coating film, and laminated body
ES2876942T3 (es) * 2015-03-13 2021-11-15 Daikin Ind Ltd Composición de recubrimiento y artículo recubierto
US20160309955A1 (en) * 2015-04-23 2016-10-27 Ishizuka Glass Co., Ltd. Bakeware
CN108720621B (zh) * 2017-04-25 2021-08-10 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 不粘涂层及其制备方法以及锅具和煮食设备
CN109452872B (zh) * 2017-09-06 2020-12-04 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 不粘涂层及其制备方法和应用
CN109401372A (zh) * 2018-09-30 2019-03-01 浙江宇达新材料有限公司 一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层及其制造方法
CN109321007A (zh) * 2018-09-30 2019-02-12 浙江宇达新材料有限公司 一种无机陶瓷不粘锅复合涂层及其制造方法
EP4031589A4 (en) * 2019-09-17 2023-10-04 Gujarat Fluorochemicals Limited LOW MOLECULAR WEIGHT POLYTETRAFLUORETHYLENE MICROPOWDER AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
CN111269651B (zh) * 2020-04-10 2022-03-04 浙江添越新材料有限公司 一种高硬度水性不粘涂层及其制备方法
CN116750979A (zh) * 2023-07-11 2023-09-15 河北三厦厨具科技有限公司 一种具有涂层的高硼硅玻璃制品及其制备方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3558345A (en) 1968-03-07 1971-01-26 Corning Glass Works Fluorocarbon resin to glass bonding
US3655604A (en) 1969-05-15 1972-04-11 Du Pont Coating compositions containing fluorocarbon polymer and colloidal silica
US4014834A (en) 1975-02-04 1977-03-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aqueous solutions of polyamide acids which can be precursors of polyimide polymers
US4049863A (en) 1975-07-31 1977-09-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fluoropolymer primer having improved scratch resistance
US4353950A (en) * 1979-07-06 1982-10-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Stain-resistant cookware multi-layer coating system comprising pigments and a transluscent outer layer
US4526603A (en) * 1983-03-28 1985-07-02 Fmc Corporation Method for manufacturing an opal borosilicate glass
FR2625450B1 (fr) 1988-01-05 1992-05-07 Corning Glass Works Article muni d'un revetement anti-adherent presentant une adhesion audit substrat et une durabilite ameliorees, sa fabrication et composition mise en oeuvre
US5071695A (en) 1989-08-21 1991-12-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Non-stick coating system with two thin undercoats, the first being polysiloxane
US5079073A (en) 1989-08-21 1992-01-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Non-stick coating system with thin undercoat of polyamide imide
US5468798A (en) * 1994-02-18 1995-11-21 Whitford Corporation Basecoat for a coating system
US5478651A (en) 1994-10-31 1995-12-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for making fluoropolymer finish composition
EP0843697B1 (en) * 1995-08-08 2000-05-17 E.I. Du Pont De Nemours And Company Permeation-resistant etfe composition and coatings
US6103361A (en) 1997-09-08 2000-08-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Patterned release finish
US6248435B1 (en) 1998-09-01 2001-06-19 E. I. Du Pont De Nemours And Company Heat transfer release finish
EP1014666A1 (de) 1998-12-21 2000-06-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Realisieren von Multipunktverbindungen zwischen mehreren Endgeräten eines H.323-Datenkommunikationsnetzes
US6291054B1 (en) 1999-02-19 2001-09-18 E. I. Du Pont De Nemours And Company Abrasion resistant coatings
US6761964B2 (en) 2001-04-02 2004-07-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fluoropolymer non-stick coatings
US6863974B2 (en) 2002-09-13 2005-03-08 Akzo Nobel Coatings International B.V. Multilayer non-stick coating
US20060134404A1 (en) 2004-12-16 2006-06-22 Witsch Michael J Fluoropolymer release coating with improved heat transfer
KR101446360B1 (ko) 2006-04-04 2014-10-01 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 비점착 마무리재

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160023826A (ko) * 2013-06-26 2016-03-03 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 내오염성 미소구체 물품
KR20160121555A (ko) * 2014-02-13 2016-10-19 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 이중 경화 내오염성 미소구체 물품
KR20190111047A (ko) * 2017-02-07 2019-10-01 더 케무어스 컴퍼니 에프씨, 엘엘씨 내마모성 및 내스크래치성 논-스틱 코팅으로 코팅된 기재

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