KR20210110870A - 눌어붙음-방지 코팅 - Google Patents

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KR20210110870A
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coat
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로맹 베스나드
오렐리앙 뒤반셰
로랑 카일리에
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세브 에스.아.
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Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 열안정성 수지 및 충전제를 포함하는 투명 마감 층을 포함하며 여기서 상기 충전제의 d50이 상기 마감 층의 평균 두께보다 더 큰 것인, 눌어붙음-방지 코팅에 관한 것이다.

Description

눌어붙음-방지 코팅
본 발명은 물품, 보다 특히 가정용 물품, 예컨대 조리용 물품 또는 가전제품에 도포되도록 의도된 눌어붙음-방지 코팅 분야에 관한 것이다.
조리기구 산업에서, 열안정성 수지를 기재로 하는 코팅, 특히 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)을 기재로 하는 코팅의 기계적 내구성은 가장 중요한 문제 중 하나이다. 이러한 내구성은 통상적으로 금속 스크래치의 발생 및 눌어붙음-방지 특성의 손실을 초래하는 코팅 마모에 의해 평가된다. 더욱이, 물품의 바닥에 물품 고유의 장식부 및/또는 기능부, 예컨대 최적 조리 온도 표시부가 존재하는 것이 일반적이다. 이러한 특징부는 통상적으로 최적의 눌어붙음-방지 특성을 보장하는 투명 PTFE 마감 코트에 의해 피복되어 있다. 그러나, 이것은 물품 사용 시 필연적으로 일어나는 기계적 응력 (마모, 스크래칭 등)으로부터 상기 특징부를 지속적으로 보호하지 못 한다.
보강 충전제가 혼입되도록 설계된 복합 코팅을 사용하는 것은, 내마모성을 개선하고 스크래칭의 발생을 지연하기 위한, 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 공지된 기법이다 (US8642171, US8728993, US5665450). 상기 성능은 코팅에 혼입되는 충전제의 속성, 크기 및 농도에 따라 달라진다. 맥켈웨인(McElwain) 등 ("Effect of Particle Size on the Wear Resistance of Alumina-Filled PTFE Micro- and Nanocomposites" - Tribol. Trans. 2008,51(3), 247-253))은 특히 마모 성능에 미치는 충전제 (또는 입자) 크기의 영향을 연구하였다. 그들은 마이크로미터 크기의 충전제의 경우에 최대 100배의 내마모성 및 나노미터 크기의 충전제의 경우에 거의 10000배의 내마모성을 얻을 수 있다는 것을 보여준다.
보강 충전제를 PTFE 코팅에 혼입시키는 것의 단점은 이로 인해 한편으로는 눌어붙음-방지 특성이 저하될 수 있고 다른 한편으로는 투명도가 저하될 수 있다는 것이다. 실제로, 이로 인해, 코팅에 혼입된 충전제의 속성, 크기 및 양에 따라, 충전된 코트에서 광산란이 증가하고 코팅의 외관이 변형될 수 있다.
문헌 WO 2007/070601에는 다이아몬드 입자를 포함하는 마감 코트를 갖는 코팅이 기술되어 있다. 이러한 입자를 사용하면, 코팅을 포함하는 제품의 제조 비용의 측면에서 문제가 발생한다.
조리용 물품과 관련하여, 코팅의 탑 코트에 보강 충전제를 사용하는 것은 매우 제한되어 있다. 실제로, 광학 특성의 이러한 개질은 조리용 물품의 매력을 개선하기 위해 보호 마감 코트(들) 아래 및 조리용 물품의 바닥에서의 장식부 및 기능부의 구현과 양립하지 못 할 수 있다. 이러한 광학적 문제를 해결하기 위해, 100 nm 미만의 크기를 갖는 무기 충전제를 사용하는 것이 공지되어 있다. 그러나, 이러한 유형의 충전제를 혼입시키면, 코팅의 눌어붙음-방지 특성이 크게 손실된다.
그러므로 코팅의 눌어붙음-방지 특징 및 시각적 특성의 변화 없이 기계적 응력 하에서 개선된 내구성을 갖는 코팅을 제안할 필요가 있게 되었다.
본 출원인은 상기 단점을 극복하기 위해 마감 코트를 포함하는 눌어붙음-방지 코팅을 개발하였다.
이러한 눌어붙음-방지 코팅의 장점은, 코팅의 눌어붙음-방지 특성의 저하 없이, 상기 마감 코트가 코팅의 시각적 특징부의 존재와 양립할 수 있는 광학 특성을 가지며 기계적 응력에 대한 코팅의 내구성을 증가시킨다는 것이다.
따라서 본 발명은, 적어도 하나의 열안정성 수지 및 충전제를 포함하는 투명 마감 코트를 포함하며 여기서 상기 충전제의 d50이 상기 마감 코트의 평균 두께보다 더 큰 것인, 눌어붙음-방지 코팅에 관한 것이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 눌어붙음-방지 코팅이 제공된 지지체를 포함하는 물품에 관한 것이다.
"마감 코트" (때로는 "마감재")는, 본 발명의 의미에서, 코팅의 최종 층, 즉 외부 환경과 접촉하도록 의도된 코팅 층을 의미하는 것으로 이해된다.
"투명 코트"는, 본 발명의 의미에서, 전체 가시 범위에서 광의 통과를 허용하는 층을 의미하는 것으로 이해되며, 즉, 그것은 90% 초과의 직접 투과율 및 40% 미만의 총 헤이즈 값을 가져야 한다.
본 발명에 따른 코팅의 투명 마감 코트는 90% 초과의 직접 투과율 및 40% 미만의 총 헤이즈 값을 가져야 한다.
본 발명에 따른 코팅의 마감 코트는 주사 전자 현미경 (SEM) 또는 광학 현미경을 사용한 단면 관찰에 의해 그것이 침착되어 있는 층과 쉽게 구별된다. 현미경 이미지 분석에 의해, 마감 코트의 두께가 측정될 수 있다. 마감 코트 두께 측정은 코팅 섹션 상의 20개의 임의의 지점에서 수행된다. 마감 코트의 평균 두께는 이러한 20개의 측정값의 평균을 냄으로써 수득된다.
유리하게는, 마감 코트는 2 내지 40 ㎛, 바람직하게는 10 내지 30 ㎛의 평균 두께를 갖는다.
dv50이라고도 표시되는 d50은 입자 크기 부피 분포의 50번째 백분위수이고, 즉, d50보다 더 작거나 그와 동일한 크기의 입자가 부피의 50%를 차지하고 d50보다 더 큰 입자가 부피의 50%를 차지한다. dv50도 유사한 방식으로 정의된다. d50은 레이저 입자 크기 분석에 의해 측정된다.
유리하게는, 충전제는 상기 마감 코트의 평균 두께보다 적어도 1.4배 더 큰, 바람직하게는 적어도 1.5배 더 큰 d50을 갖는다. 우선적으로는, 충전제는 상기 마감 코트의 평균 두께보다 최대 3배 더 큰, 바람직하게는 2배 더 큰 d50을 갖는다.
충전제의 d50이 마감 코트의 평균 두께의 1.4배 미만이면, 최적의 마모-방지 특성이 더 이상 보장되지 않는다. 반대로, 충전제의 d50이 마감 코트의 두께의 3배 초과이면, 코팅의 마모-방지 특성이 손실된다.
우선적으로는, 충전제는 2 ㎛ 초과의 d50을 갖는다. 유리하게는, 충전제는 20 ㎛ 초과, 바람직하게는 30 ㎛ 초과의 d50을 갖는다.
우선적으로는, 충전제는 120 ㎛ 미만의 d50을 갖는다. 유리하게는, 충전제는 60 ㎛ 미만, 바람직하게는 50 ㎛ 미만의 d50을 갖는다.
유리하게는, 충전제는 7 이상의 모스 경도를 갖는 광물성 충전제이다.
본 발명과 관련하여 사용될 수 있는 충전제로서, 특히 금속 산화물, 금속 탄화물, 금속 옥시-질화물, 금속 질화물 및 그의 혼합물이 언급될 수 있다.
바람직하게는, 충전제는 알루미나, 탄화규소, 지르코니아, 탄화텅스텐, 질화붕소, 석영 및 그의 혼합물로부터 선택된다. 유리하게는, 사용되는 충전제는 바람직하게는 알루미나, 지르코니아, 석영 및 그의 혼합물로부터 선택되는 금속 산화물이다. 우선적으로는, 금속 산화물은 알루미나이다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 마감 코트는 마감 코트의 총 건조 질량에 대한 건조 질량 백분율로서 표현 시 0.5 내지 20%, 더 우선적으로는 1 내지 10%의 충전제를 포함한다.
본 발명에 따라, EDS가 장착된 주사 전자 현미경 (SEM)과 통합된 광학 현미경을 사용하여 코팅 표면을 관찰함으로써, 마감 코트에 포함된 충전제의 크기, 따라서 d50뿐만 아니라 농도를 평가할 수 있다. 본 발명에 따른 마감 코트는 투명하기 때문에, 마감 코트에 포함된 충전제를 쉽게 관찰할 수 있다. 1 cm2에 대한 맵핑(mapping)은 샘플의 대표적인 관찰법이다. 이어서 각각의 충전제의 화학 조성을 EDS가 장착된 주사 전자 현미경 (SEM)을 사용하여 에너지 분산 분석을 통해 결정한다. 입자 크기 분포를 컴퓨터 및 디지털 이미지 처리를 통해 측정한다. 이로써 충전제의 d50뿐만 아니라 평균 부피를 결정할 수 있고 따라서 그의 농도를 결정할 수 있다. 충전제의 부피 농도를 충전제의 부피 대 충전제의 부피와 마감 코트의 부피의 합의 비로부터 계산할 수 있다. 이어서 질량 농도를 각각 충전제 및 마감 코트의 밀도를 고려하여 계산한다.
본 발명에 따른 마감 코트는 적어도 하나의 열안정성 수지를 포함한다.
본 발명과 관련하여, 열안정성 수지는 적어도 200℃에 내성이 있는 수지이다.
유리하게는, 마감 코트의 열안정성 수지는 바람직하게는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로메틸비닐에테르의 공중합체 (예컨대 MFA), 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로프로필비닐에테르의 공중합체 (예컨대 PFA), 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌의 공중합체 (예컨대 FEP) 및 그의 혼합물로부터 선택되는 플루오로카본 수지이다.
본 발명에 따른 눌어붙음-방지 코팅은 적어도 하나의 프라이머 코트 (때로는 "프라이머" 또는 "점착부여제"라고 지칭됨)를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 프라이머 코트는 코팅이 침착될 물품의 지지체의 표면과 접촉하도록 의도된다. 유리하게는, 이러한 프라이머 코트는 코팅이 지지체에 달라붙을 수 있게 해 준다.
본 발명에 따른 눌어붙음-방지 코팅은 또한 프라이머 코트와 마감 코트 사이에 적어도 하나의 중간 코트 (때로는 "미드코트(midcoat)")를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 눌어붙음-방지 코팅은 특징부, 예컨대 물품 고유의 장식부 또는 기능부, 예컨대 최적 조리 온도 표시부를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 특징부는, 코팅이 중간 코트를 포함하지 않으면 프라이머 코트와 마감 코트 사이에 도포되고, 그렇지 않으면 중간 코트와 마감 코트 사이에 도포된다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 눌어붙음-방지 코팅이 제공된 지지체를 포함하는 물품에 관한 것이다.
유리하게는, 본 발명에 따른 물품은 가정용 물품, 특히 조리용 물품이다.
"가정용 물품"은, 본 발명의 의미에서, 일상 생활의 가정적 요구를 충족하도록 의도된 물체, 특히 열처리되도록 의도되거나 열을 발생시키도록 의도된 물품을 의미하는 것으로 이해된다. 특히, 그것은 조리용 물품 또는 가전제품일 수 있다.
"열처리되도록 의도된"은, 본 발명의 의미에서, 외부 가열 시스템에 의해 가열되는 물체이면서 이러한 외부 가열 시스템에 의해 제공되는 열 에너지를 상기 물체와 접촉하는 재료 또는 음식으로 전달할 수 있는 물체, 특히 조리용 물품, 예컨대 프라이팬, 소스 팬, 소테 팬, 웍, 팬케이크 팬, 캐서롤, 냄비, 브레이징 팬, 스튜 냄비, 바베큐 그릴, 베이킹 팬, 카켈론을 의미하는 것으로 이해된다.
그러므로, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 눌어붙음-방지 코팅이 제공된 지지체를 포함하는 조리용 물품에 관한 것이다.
특히, 본 발명에 따른 조리용 물품은 음식을 수용하기 위한 내면 및 열원을 향해 배치되기 위한 외면을 갖는 지지체, 및 지지체의 두 면 중 적어도 하나에 배치된 본 발명에 따른 눌어붙음-방지 코팅을 포함한다.
"열을 발생시키도록 의도된"은, 본 발명의 의미에서, 자체 가열 시스템을 갖는 가열 물체, 특히 가전제품, 예컨대 다리미, 헤어 스트레이트너, 증기 발생기 또는 조리용 가전제품, 예컨대 소스 메이커를 의미하는 것으로 이해된다.
일반적으로, 물품 지지체의 일부분이 본 발명에 따른 눌어붙음-방지 코팅으로 코팅되지만, 물품 지지체 전체가 코팅되는 것도 고려될 수 있다.
유리하게는, 지지체는 금속성 재료, 유리, 세라믹, 테라코타 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다.
바람직하게는, 지지체는 금속성일 수 있고, 양극 산화되거나 되지 않은, 임의로 폴리싱, 브러싱, 샌드블라스팅 또는 마이크로블라스팅된, 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 임의로 폴리싱, 브러싱, 샌드블라스팅 또는 마이크로블라스팅된 강, 또는 임의로 폴리싱, 브러싱, 샌드블라스팅 또는 마이크로블라스팅된 스테인리스강, 주조 강, 알루미늄 또는 철, 또는 임의로 망치질 또는 폴리싱된 구리로 제조될 수 있다.
바람직하게는, 지지체는 금속성일 수 있고, 금속 및/또는 금속 합금의 교대 층을 포함할 수 있거나, 스테인리스강 외부 바닥을 갖는 주조 알루미늄, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 돔이다.
실시예
하기 실시예 및 비교 실시예에서, 마감 코트의 평균 두께를 주사 전자 현미경 (SEM) 단면 관찰을 통해 평가하였다. 마감 코트 두께 측정을 코팅의 단면 상의 20개의 임의의 지점에서 수행하였다. 평균 마감 코트 두께를 이러한 20개의 측정값의 평균을 냄으로써 수득하였다.
실시예 1: 알루미나 충전제를 함유하는 마감 코트를 포함하는 본 발명에 따른 코팅
직경 약 200 nm의 PTFE 입자의 분산액으로부터 마감 배합물을 제조하였다. 분말 형태의, 44 ㎛의 d50을 갖는, 2.5 질량%의 각형 알루미나 충전제를 분산액에 첨가하였다. 분산액의 건조 추출물을 50 질량%로 정하였다. 이러한 매개변수를 일정하게 유지하기 위해, 물의 양을 조절하였다.
이러한 마감 배합물을, 주로 PTFE로 구성된 두 가지의 다른 코트로 사전에 코팅된 성형 물품 (팬) 상에 분무하였다: 흑색 프라이머, 중간 코트, 및 장식성 및 기능성 특징부 (장식부 및 최적 조리 온도 표시부). 마감 배합물의 도포량을 조절하여, 물품을 430℃에서 11분 동안 소성한 후에 측정된 마감 코트의 평균 두께가 20 ± 1 μm가 되도록 하였다.
소성 후에, 마감 코트의 총 질량에 대해 5 질량%의 충전제 농도가 수득되었다 (마감 코트의 이론적인 건조 추출물과 관련하여 계산됨).
실시예 2: 알루미나 충전제를 함유하는 마감 코트를 포함하는 본 발명에 따른 코팅
직경 약 200 nm의 PTFE 입자의 분산액으로부터 제1 마감 배합물을 제조하였다. 분말 형태의, 44 ㎛의 d50을 갖는, 2.5 질량%의 각형 알루미나 충전제를 분산액에 첨가하였다. 분산액의 건조 추출물을 50 질량%로 정하였다. 이러한 매개변수를 일정하게 유지하기 위해, 물의 양을 조절하였다.
이러한 제1 마감 배합물을, 주로 PTFE로 구성된 두 가지의 다른 코트로 사전에 코팅된 성형 물품 (팬) 상에 분무하였다: 흑색 프라이머, 중간 코트, 및 장식성 및 기능성 특징부 (장식부 및 최적 조리 온도 표시부).
직경 약 200 nm의 PTFE 입자의 분산액으로부터 제2의 충전되지 않은 투명 마감 배합물을 제조하였다. 분산액의 건조 추출물을 50 질량%로 정하였다. 이러한 매개변수를 일정하게 유지하기 위해, 물의 양을 조절하였다. 이어서, 이러한 제2 마감 배합물을 제1 마감 배합물 상에 분무하였다.
배합물의 침착량을 조절하여, 물품을 430℃에서 11분 동안 소성한 후에 측정된 평균 총 두께가 25 ± 1 μm가 되게 하고, 제1 배합물이 마감 코트의 40%를 차지하고 제2 배합물이 마감 코트의 60%를 차지하게 하였다.
소성 후에, 마감 코트의 총 질량에 대해 2 질량%의 충전제 농도가 수득되었다 (마감 코트의 이론적인 건조 추출물과 관련하여 계산됨).
비교 실시예 1: 충전되지 않은 마감 코트를 포함하는 코팅
직경 약 200 nm의 PTFE 입자의 분산액으로부터 충전되지 않은 마감 배합물을 제조하였다. 분산액의 건조 추출물을 50 질량%로 정하였다. 이러한 매개변수를 일정하게 유지하기 위해, 물의 양을 조절하였다.
이러한 마감 코트 배합물을, 주로 PTFE로 구성된 두 가지의 다른 코트로 사전에 코팅된 성형 물품 (팬) 상에 분무하였다: 흑색 프라이머, 중간 코트, 및 장식성 및 기능성 특징부 (장식부 및 최적 조리 온도 표시부). 마감 코트 배합물의 도포량을 조절하여, 물품을 430℃에서 11분 동안 소성한 후에 측정된 마감 코트의 평균 두께가 10 ± 1 μm가 되도록 하였다.
비교 실시예 2: 알루미나 충전제를 함유하는 마감 코트를 포함하는 코팅
직경 약 200 nm의 PTFE 입자의 분산액으로부터 마감 배합물을 제조하였다. 200 nm의 d50을 갖는, 1 질량%의 콜로이드상 알루미나 충전제를 분산액에 첨가하였다. 분산액의 건조 추출물을 50 질량%로 정하였다. 이러한 매개변수를 일정하게 유지하기 위해, 물의 양을 조절하였다.
이러한 마감 배합물을, 주로 PTFE로 구성된 두 가지의 다른 코트로 사전에 코팅된 성형 물품 (팬) 상에 분무하였다: 흑색 프라이머, 중간 코트, 및 장식성 및 기능성 특징부 (장식부 및 최적 조리 온도 표시부). 마감 배합물의 도포량을 조절하여, 물품을 430℃에서 11분 동안 소성한 후에 측정된 마감 코트의 평균 두께가 20 ± 1 μm가 되도록 하였다.
소성 후에, 마감 코트의 총 질량에 대해 2 질량%의 충전제 농도가 수득되었다 (마감 코트의 이론적인 건조 추출물과 관련하여 계산됨).
비교 실시예 3: 알루미나 충전제를 함유하는 마감 코트를 포함하는 코팅
직경 약 200 nm의 PTFE 입자의 분산액으로부터 마감 배합물을 제조하였다. 분말 형태의, 1 μm의 d50을 갖는, 2.5 질량%의 각형 알루미나 충전제를 분산액에 첨가하였다. 분산액의 건조 추출물을 50 질량%로 정하였다. 이러한 매개변수를 일정하게 유지하기 위해, 물의 양을 조절하였다.
이러한 마감 배합물을, 주로 PTFE로 구성된 두 가지의 다른 코트로 사전에 코팅된 성형 물품 (팬) 상에 분무하였다: 흑색 프라이머, 중간 코트, 및 장식성 및 기능성 특징부 (장식부 및 최적 조리 온도 표시부). 마감 배합물의 도포량을 조절하여, 물품을 430℃에서 11분 동안 소성한 후에 측정된 마감 코트의 평균 두께가 20 ± 1 μm가 되도록 하였다.
소성 후에, 마감 코트의 총 질량에 대해 5 질량%의 충전제 농도가 수득되었다 (마감 코트의 이론적인 건조 추출물과 관련하여 계산됨).
비교 실시예 3a: 마감 코트의 두께보다 1.3배 더 큰 d50을 갖는 알루미나 충전제를 함유하는 마감 코트를 포함하는 코팅
직경 약 200 nm의 PTFE 입자의 분산액으로부터 마감 배합물을 제조하였다. 분말 형태의, 26 μm의 d50을 갖는, 2.5 질량%의 각형 알루미나 충전제를 분산액에 첨가하였다. 분산액의 건조 추출물을 50 질량%로 정하였다. 이러한 매개변수를 일정하게 유지하기 위해, 물의 양을 조절하였다.
이러한 마감 배합물을, 주로 PTFE로 구성된 두 가지의 다른 코트로 사전에 코팅된 성형 물품 (팬) 상에 분무하였다: 흑색 프라이머, 중간 코트, 및 장식성 및 기능성 특징부 (장식부 및 최적 조리 온도 표시부). 마감 배합물의 도포량을 조절하여, 물품을 430℃에서 11분 동안 소성한 후에 측정된 마감 코트의 평균 두께가 20 ± 1 μm가 되도록 하였다.
그러므로, 알루미나 충전제의 d50은 마감 코트의 두께의 1.3배이다.
소성 후에, 마감 코트의 총 질량에 대해 5 질량%의 충전제 농도가 수득되었다 (마감 코트의 이론적인 건조 추출물과 관련하여 계산됨).
비교 실시예 5: 알루미나 충전제를 함유하는 마감 코트를 포함하는 코팅
직경 약 200 nm의 PTFE 입자의 분산액으로부터 마감 배합물을 제조하였다. 분말 형태의, 44 μm의 d50을 갖는, 2.5 질량%의 각형 알루미나 충전제를 분산액에 첨가하였다. 분산액의 건조 추출물을 50 질량%로 정하였다. 이러한 매개변수를 일정하게 유지하기 위해, 물의 양을 조절하였다.
이러한 마감 배합물을, 주로 PTFE로 구성된 두 가지의 다른 코트로 사전에 코팅된 성형 물품 (팬) 상에 분무하였다: 흑색 프라이머, 중간 코트, 및 장식성 및 기능성 특징부 (장식부 및 최적 조리 온도 표시부). 마감 배합물의 도포량을 조절하여, 물품을 430℃에서 11분 동안 소성한 후에 측정된 마감 코트의 평균 두께가 40 ± 1 μm가 되도록 하였다.
그러므로, 알루미나 충전제의 d50은 마감 코트의 두께의 1.1배이다.
소성 후에, 마감 코트의 총 질량에 대해 5 질량%의 충전제 농도가 수득되었다 (마감 코트의 이론적인 건조 추출물과 관련하여 계산됨).
비교 실시예 6: 마감 코트의 두께의 3.2배인 d50을 갖는 알루미나 충전제를 함유하는 마감 코트를 포함하는 코팅:
직경 약 200 nm의 PTFE 입자의 분산액으로부터 마감 배합물을 제조하였다. 분말 형태의, 64 μm의 d50을 갖는, 2.5 질량%의 각형 알루미나 충전제를 분산액에 첨가하였다. 분산액의 건조 추출물을 50 질량%로 정하였다. 이러한 매개변수를 일정하게 유지하기 위해, 물의 양을 조절하였다.
이러한 마감 배합물을, 주로 PTFE로 구성된 두 가지의 다른 코트로 사전에 코팅된 성형 물품 (팬) 상에 분무하였다: 흑색 프라이머, 중간 코트, 및 장식성 및 기능성 특징부 (장식부 및 최적 조리 온도 표시부). 마감 배합물의 도포량을 조절하여, 물품을 430℃에서 11분 동안 소성한 후에 측정된 마감 코트의 평균 두께가 20 ± 1 μm가 되도록 하였다.
그러므로, 알루미나 충전제의 d50은 마감 코트의 두께의 3.2배이다.
소성 후에, 마감 코트의 총 질량에 대해 5 질량%의 충전제 농도가 수득되었다 (마감 코트의 이론적인 건조 추출물과 관련하여 계산됨).
결과
- 스크래치 시험, 눌어붙음-방지 시험 및 마모 계수
이러한 시험은 코팅 표면 상에서의 연마 패드의 작용에 대한 코팅의 내성, 및 마모 주기를 거친 후의 우유 탄화 시험에 의한 이러한 코팅의 눌어붙음-방지 저하를 평가한다. 이는, 표준 시험인, 특수성이 적용된 NF D 21-511에 기반한다.
사용된 장치는 수평 이동식 마모 시험기이다. 고정 암은 70 ± 5 mm x 30 ± 5 mm 치수의 직사각형 패드 및 그 위에 놓인 동일한 크기의 연마 패드를 지지하고, 21 N의 하중 (레버 암의 중량을 포함함)을 가할 수 있게 하는 영점 버튼을 포함한다. 연마재는 분당 33회의 전후방 이동 속도로 이동한다. 마모된 표면은 70 mm x 130 mm, 즉 100 mm의 스트로크이다. 1000회의 마모 주기 (즉, 연마재의 1000번 전후방 이동) 후에, 우유 막의 탄화 후에 눌어붙음-방지 특성의 변화를 평가한다.
스크래치가 발생하거나 눌어붙음-방지 특성이 손실되면 (우유가 세정 후에도 복원 가능하지 않게 들러붙음) 시험을 중단한다.
또한, 코팅에 포함된 충전제가 코팅의 기계적 성능에 미치는 영향을, 마모 주기당 제거된 코팅 두께를 결정함으로써 평가하였다. 이는 식 <수식 1>에 의해 기술된 마모율 v (또는 손상 부피)로서 표현되며, 여기서 (t0) 및 (tabr)은 각각 마모 전 및 후의 코팅 두께를 나타내고, Sab는 마모된 표면을 나타내고, A는 수행된 마모 주기의 횟수 (여기서는 1000 주기)를 나타낸다. 작업을 구성당 3회 반복한다.
<수식 1>
Figure pct00001
이어서, 시미츠(Schimtz) 관계식을 사용하여 마모 계수 K (mm3/N.m)를 구하고, 상기 관계식은 식 <수식 2>에 의해 기술되며, 여기서 손상 부피 v는 K, 수직력의 모듈러스
Figure pct00002
(21 N) 및 이동 거리 d (즉, 200 m)에 비례한다.
<수식 2>
Figure pct00003
- 시각적 관찰
실시예 1, 2 및 비교 실시예 1 내지 6의 각각의 물품에 대해 시각적 관찰을 수행하였다. 시각적 관찰을 통해, 마감 코트에 의해 장식성 및 기능성 특징부가 손상되지 않은 경우 (세부 손실 없음, 색 손실 없음)에 "우수"로 평가하였고, 그렇지 않은 경우에 "불량"으로 평가하였다.
- 투과율 및 총 헤이즈 값
마감 코트의 광학 특성을 평가하기 위해 표준 ASTM D1003에 따른 헤이즈-가드 아이(Haze-gard i)를 사용하여 측정을 수행하였다.
이러한 측정을 수행하기 위해, 상기 실시예 및 비교 실시예의 마감 배합물을 각각 매끄러운 에나멜 판에 직접 도포하였다. 마감 배합물의 도포량을 조절하여, 상기 판을 430℃에서 11분 동안 소성한 후의 실시예 및 비교 실시예의 평균 마감 코트 두께가 동일하게 하였다. 그 결과의 막을 판으로부터 벗겨내고 분석하였다.
코팅은, 외관상 보기 좋고 장식성 및 기능성 특징부 (예컨대 장식부 및/또는 최적 조리 온도 표시부)의 존재와 양립하기 위해, 90% 초과의 직접 투과율 및 40% 미만의 총 헤이즈 값을 갖는 마감 코트를 함유해야 한다.
<표 1>
Figure pct00004
<표 2>
Figure pct00005

Claims (10)

  1. 투명 마감 코트를 포함하는 눌어붙음-방지 코팅이며,
    상기 마감 코트는 적어도 하나의 열안정성 수지 및 충전제를 포함하고, 상기 충전제의 d50은 상기 마감 코트의 평균 두께보다 적어도 1.4배 더 크고 상기 마감 코트의 평균 두께보다 최대 3배 더 크고, 여기서 충전제는 금속 산화물인,
    눌어붙음-방지 코팅.
  2. 제1항에 있어서, 충전제가 20 ㎛ 초과의 d50을 갖는 것을 특징으로 하는 코팅.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 충전제가 60 ㎛ 미만의 d50을 갖는 것을 특징으로 하는 코팅.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 마감 코트가 마감 코트의 총 질량에 대한 질량 백분율로서 표현 시 0.5 내지 20%의 충전제를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 충전제가 7 이상의 모스 경도를 갖는 광물성 충전제인 것을 특징으로 하는 코팅.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 산화물이 알루미나, 지르코니아, 석영 및 그의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅.
  7. 제6항에 있어서, 금속 산화물이 알루미나인 코팅.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 마감 코트가 2 내지 40 ㎛, 바람직하게는 10 내지 30 ㎛의 평균 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 코팅.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열안정성 수지가 바람직하게는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로메틸비닐에테르의 공중합체 (예컨대 MFA), 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로프로필비닐에테르의 공중합체 (예컨대 PFA), 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌의 공중합체 (예컨대 FEP) 및 그의 혼합물로부터 선택되는 플루오로카본 수지인 것을 특징으로 하는 코팅.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에서 청구된 바와 같은 눌어붙음-방지 코팅이 제공된 지지체를 포함하는 물품.
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