KR20230012587A - 개선된 비-점착 코팅 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 가정용 물품을 위한 비-점착 코팅의 제조 공정 동안 상기 코팅의 색 변화를 저감 또는 방지하기 위한, 가정용 물품을 위한 비-점착 코팅에서의 하기를 특징으로 하는 (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4의 용도이다: - x는 0과 같거나 또는 x는 0.001 내지 0.999이고; - y는 0과 같거나 또는 y는 0.001 내지 0.999이고; - A 및 M은 질소, 인, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속, 전이후금속, 준금속 또는 란타나이드로 이루어진 군으로부터 선택되고; - A와 M은 서로 상이하다.
Description
본 발명은 가정용 물품, 바람직하게는 조리기구를 위한 비-점착 코팅에 관한 것이다.
플루오로중합체-기재 코팅을 갖는 비-점착 가정용 물품은 현재 특히 PTFE 플루오로중합체로 이루어지지만, 또한 하나 이상의 결합 수지, 예컨대 PAI, PES, PAEK (폴리아릴에테르케톤), 탄닌, 및/또는 유기 첨가제, 예컨대 아크릴 유도체를 포함할 수 있다.
이러한 수지 및 이러한 첨가제의 단점은, PTFE가 소결될 때, 그것이 부분적으로 분해되어 분해 부산물을 생성하는 경향이 있다는 것이다. 이렇게 생성된 부산물은 전체 물품의 황변에 기여한다. 이러한 황변은 프라이머 코트와 마감 코트 사이에 밝은 색상의 장식이 도포된 경우에 더욱더 두드러진다.
화합물 BiVO4는 현재 유기 화합물을 분해하여 대기 중 오염물을 제거하는 것을 가능하게 하는 광촉매로서 공지되어 있다. 그러나, 이러한 촉매는 활성이 되려면 광을 필요로 한다. 더욱이, 분해 속도는 종종 너무 느리다 (수시간).
최근에는, BiVO4가 온도 반응과 광 조사의 조합을 통해 메틸벤젠을 완전히 분해하는 데 사용될 수 있음이 밝혀졌다. 그럼에도 불구하고, BiVO4가 메틸벤젠의 열분해만을 허용한다는 것은 언급되어 있지 않다 (CN102008892).
놀랍게도, 본 발명자들은 일반적으로 비-점착 코팅의 고온 제조 공정이 끝날 무렵의 이러한 황변 현상이 코팅의 코트 중 하나에 BiVO4를 첨가함으로써 해결될 수 있다는 것을 알아냈다. 본 발명자들은 실제로 BiVO4를 첨가함으로써 초기 색을 해치지 않으면서도 황색 장식을 수득할 수 있다는 것을 알아냈다. 그러므로 BiVO4는 그것이 첨가된 코트의 색을 보호한다. 더욱이, 본 발명자들은 또한 그것이 첨가된 코트와 겹쳐진 코트의 색을 보호할 수 있다는 것을 밝혀냈다.
발명의 요약
본 발명의 제1 특허대상은, 가정용 물품을 위한 비-점착 코팅의 제조 공정 동안 상기 코팅의 색 변화를 저감 또는 방지하기 위한, 가정용 물품을 위한 비-점착 코팅에서의 하기를 특징으로 하는 (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4의 용도에 관한 것이다:
- x는 0과 같거나 또는 x는 0.001 내지 0.999이고,
- y는 0과 같거나 또는 y는 0.001 내지 0.999이고,
- A 및 M은 질소, 인, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속, 전이후금속(poor metal), 준금속 또는 란타나이드로 이루어진 군으로부터 선택되고,
- A와 M은 서로 상이하다.
정의
"실온"은 18 내지 30℃의 온도를 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명의 의미 내에서, "코트"는 연속적 또는 불연속적 코트를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 연속적 코트 (모놀리식(monolithic) 코트라고도 칭해짐)는 그것이 적층되어 있는 표면을 완전히 피복하는 완전한 단색을 형성하는 단일 완전체이다. 불연속적 코트 (또는 비-모놀리식 코트)는 여러 부분을 포함할 수 있으므로 단일 완전체가 아니다.
"프라이머 코트", "결합 코트" 또는 "결합 프라이머"는 기재라고도 칭해지는 지지체에 직접 도포된 제1 코트로부터 (이러한 코트는 지지체에 잘 접착되어 그의 모든 기계적 특성, 즉, 경도, 내긁힘성을 코팅에 제공하는 것이 바람직함) 제1 장식성 코트 전의 마지막 코트까지의 모든 코트를 의미하는 것으로 이해된다.
"마감 코트" 또는 "마감"은 장식성 코트가 완벽하게 눈에 보이게 해 주면서도 그것을 기계적 손상으로부터 보호하고 그의 비-점착 특성을 코팅에 부여하는, 연속적인 투명한 표면 코트를 의미하는 것으로 이해된다.
"장식" 또는 "장식성 코트"는 안료 조성물을 포함하는 하나 또는 여러 개의 연속적 또는 불연속적 코트를 의미하는 것으로 이해된다. 장식은 하나 이상의 패턴 및 하나 이상의 색을 갖는 형태일 수 있다. 장식은 가정용 물품의 표준 사용 거리에서 사용자의 육안에 뚜렷하게 보일 수 있다.
표현 "가정용 물품"은 조리기구 및 가정용 기기를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 문제의 가정용 기기는 열을 발생시키도록 의도되어 있다.
본 발명의 의미 내에서, "조리기구"는 조리를 하도록 의도된 물체를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 목적을 위해, 그것은 열처리되도록 의도된다.
본 발명의 의미 내에서, "열처리되도록 의도된 물체"는 외부 가열 시스템에 의해 가열될 물체, 예컨대 프라이팬, 소스팬, 소테 팬, 궁중팬 또는 바비큐 그릴이며 이러한 외부 가열 시스템에 의해 제공되는 열 에너지를 상기 물체와 접촉하는 물질 또는 음식에 전달할 수 있는 물체를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 의미 내에서, "열을 발생시키도록 의도된 물체"는 자체 가열 시스템을 갖는 가열 물체, 예컨대 의류용 다리미, 모발 스트레이트너, 증기 발생기, 전기 주전자 또는 조리용 전기 기기를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
"플루오로중합체-기재 코팅"은 하나 이상의 코트에 하나 이상의 플루오로중합체를 포함하는 코팅을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명의 의미 내에서, "졸-겔 코팅"은 저온에서 일련의 화학 반응 (가수분해 및 축합)에 의해 고체로 변환된, 액체상에서 전구체를 기재로 하는 용액으로부터 졸-겔 경로에 의해 합성된 코팅을 의미하는 것으로 이해된다. 이렇게 수득된 코팅은 유기-미네랄이거나 완전 미네랄일 수 있다.
본 발명의 의미 내에서, "유기-미네랄 코팅"은, 특히 사용된 전구체 및 코팅의 경화 온도로 인해, 본질적으로 무기 네트워크를 갖지만 유기 기를 포함하는 코팅을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명의 의미 내에서, "완전 미네랄 코팅"은, 임의의 유기 기를 갖지 않는, 완전히 무기 물질로만 구성된 코팅을 의미하는 것으로 의도된다. 이러한 코팅은 또한 적어도 400℃의 경화 온도를 사용하여 졸-겔 경로에 의해 수득될 수 있거나, 400℃ 미만일 수 있는 경화 온도를 사용하여 테트라에톡시실란 (TEOS) 유형의 전구체로부터 수득될 수 있다.
도 1: 두 개의 장식을 갖는 구성의 패턴 분포 다이어그램. 1A = 중첩되지 않는 인접 패턴. 1B = 부분적으로 중첩된 패턴. 1C = 중첩된 패턴.
본 발명의 제1 특허대상은, 가정용 물품을 위한 비-점착 코팅의 제조 공정 동안 상기 코팅의 색 변화를 저감 또는 방지하기 위한, 가정용 물품을 위한 비-점착 코팅에서의 하기를 특징으로 하는 (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4의 용도에 관한 것이다:
- x는 0과 같거나 또는 x는 0.001 내지 0.999이고,
- y는 0과 같거나 또는 y는 0.001 내지 0.999이고,
- A 및 M은 질소, 인, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속, 전이후금속, 준금속 또는 란타나이드로 이루어진 군으로부터 선택되고,
- A와 M은 서로 상이하다.
(Bi1-xAx)(V1-yMy)O4는 상기 비-점착 코팅의 하나 이상의 코트에 첨가된다.
바람직하게는, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4가 첨가된 코트 또는 각각의 코트 내의 (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4의 양은 건조 상태의 상기 코트의 중량에 대해 0.1 내지 100 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 80 중량%, 더 바람직하게는 0.5 내지 70 중량%에 포함된다. (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4는 순수하게 연속적 또는 불연속적으로 도포될 수 있다.
유리하게는, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4 화합물은 (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4 화합물로 이루어진 입자의 형태로 존재한다. "(Bi1-xAx)(V1-yMy)O4 화합물로 이루어진 입자의 형태"는 입자가 순수하게 (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4 화합물로 구성됨을 의미한다. 그러므로 그것은 코팅되지 않는다. 유리하게는, 그것은 거칠다.
코팅의 제조 공정 동안에, 코팅은 고온, 예를 들어 150 내지 450℃에 포함되는 고온을 겪을 수 있다.
이러한 고온은 코팅의 색 변화의 원인이 될 수 있다.
용어 "색 변화를 저감 또는 방지한다"는 바람직하게는 육안에 보일 수 있는 색 변화를 저감 또는 방지함을 의미한다.
바람직하게는, 상기에 정의된 바와 같은 (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4 화합물은 실온에서 단사정계 회중석 결정학적 형태를 나타낸다.
바람직하게는, x 및 y는 0이고, 즉, 본 발명은 바나듐산비스무트 (BiVO4)의 용도에 관한 것이다. 유리하게는, 실온에서 단사정계 회중석 결정학적 형태의 BiVO4 화합물이 사용된다.
바나듐산비스무트는 화학식 BiVO4의 황색 무기 화합물이며 그의 색 특성 및 그의 무독성 때문에 널리 사용된다. 그것은 색지수 국제 데이터베이스에 Q. I. 피그먼트 황색 184로서 기록되어 있으며, 특히 휴바흐(Heubach) (바나듀르(Vanadur)®), 바스프(BASF) (시코팔(Sicopal)®), 페로(FERRO) (리소팍(Lysopac)) 또는 브루쉬살러 파르벤파브리크(Bruchsaler Farbenfabrik) (브루파솔(Brufasol)®) 사에 의해 판매된다.
이러한 화합물은 그의 강렬한 색 및 그의 열변색으로 인해 많은 연구의 대상이 되어 왔다. BiVO4 나노입자의 제조를 위해, 많은 합성 경로, 예컨대 졸-겔 합성, 전구체의 열분해, 수열 및 용매열 합성 및 기체상 침착이 고려될 수 있다. 수열 합성은, 가압된 오토클레이브에서의 빠른 가열의 경우에 안정한 상 및 불안정한 상이 동시에 형성되기 때문에, 기계적인 관점에서 복잡할 수 있다. 수열 합성에 의해 수득된 생성물의 상의 풍부함 및 상 다이어그램의 복잡성으로 인해, 결정학적 상 중 어느 하나를 형성하고 안정화하기가 어렵다.
제2의, 더 일반적으로 사용되는 합성 경로는 고체상 소결 방법이다. 그것은 높은 결정화도를 갖는 분말을 적은 비용을 들여서 대규모로 용이하게 수득할 수 있다는 이점을 갖는다. 따라서 BiVO4 입자는 고온 소결 공정을 통해 비스무트와 바나듐 염의 혼합물을 어닐링함으로써 수득될 수 있다. 수득된 미세구조 (입자 크기, 형태, 결정화도) 및 임의적 도핑 요소는 BiVO4의 밴드 갭, 및 그 결과 그의 초기 색 및/또는 열변색의 변조에 영향을 미칠 수 있다.
A와 M이 서로 상이하다고 가정하면,
- A가 알칼리 금속일 때, 그것은 Li, Na, K, Rb 및 Cs로부터 선택될 수 있고,
- M이 알칼리 금속일 때, 그것은 Li, Na, K, Rb 및 Cs로부터 선택될 수 있고,
- A가 알칼리 토금속일 때, 그것은 Be, Mg, Ca, Sr 및 Ba로부터 선택될 수 있고,
- M이 알칼리 토금속일 때, 그것은 Be, Mg, Ca, Sr 및 Ba로부터 선택될 수 있고,
- A가 전이 금속일 때, 그것은 Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Ta, W 및 Ir로부터 선택될 수 있고,
- M이 전이 금속일 때, 그것은 Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Ta, W 및 Ir로부터 선택될 수 있고,
- A가 전이후금속일 때, 그것은 Al, Zn, Ga, In 및 Sn으로부터 선택될 수 있고,
- M이 전이후금속일 때, 그것은 Al, Zn, Ga, In 및 Sn으로부터 선택될 수 있고,
- A가 준금속일 때, 그것은 B, Si, Ge 및 Sb로부터 선택될 수 있고,
- M이 준금속일 때, 그것은 B, Si, Ge 및 Sb로부터 선택될 수 있고,
- A가 란타나이드일 때, 그것은 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu로부터 선택될 수 있고,
- M이 란타나이드일 때, 그것은 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu로부터 선택될 수 있다.
바람직하게는, 서로 상이한 A 및 M은 B 및/또는 Mg이다.
바람직하게는, 상기 코팅은 코팅이 도포될 가정용 물품의 기재의 면으로부터 하기 순서로, 하나 이상의 프라이머 코트, 임의로, 하나 이상의 연속적 또는 불연속적 장식성 코트, 및 하나 이상의 마감 코트를 포함한다.
바람직하게는, 상기 코팅은 가정용 물품의 기재의 면으로부터 하기 순서로, 한 개 또는 두 개의 프라이머 코트, 임의로 장식성 코트 및 마감 코트를 포함한다.
장식을 갖지 않는 구성의 경우에, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4는 적어도 하나의 프라이머 코트 및/또는 적어도 하나의 마감 코트에 첨가된다. 그것은, 예를 들어, 프라이머 코트에 첨가되어, 마감 코트의 색 변화를 방지한다. 그것은, 예를 들어, 하나 이상의 마감 코트에 첨가되어, 그의 또는 그들의 색 변화를 방지한다.
또 다른 실시양태에 따라, 본 발명에 따른 코팅은 유기-미네랄 또는 완전 미네랄 졸-겔 (SG) 코팅이다. 금속 폴리 알콕실레이트 유형의 전구체로부터 졸-겔 경로에 의해 합성된 이러한 코팅은 일반적으로 그라프팅된 알킬 기를 갖는 실리카의 하이브리드 네트워크를 갖는다. 졸-겔 (SG) 조성물은 적어도 하나의 콜로이드성 금속 산화물 및 적어도 하나의 금속 알콕시드 유형 전구체를 포함한다.
금속 알콕시드는 바람직하게는 콜로이드성 실리카 및/또는 콜로이드성 알루미나로부터 선택된 콜로이드성 금속 산화물이다.
금속 알콕시드는 바람직하게는 하기로 이루어진 군으로부터 선택된 전구체로서 사용된다:
- 화학식 M1(OR1)n에 상응하는 전구체,
- 화학식 M2(OR2)(n-1)R2'에 상응하는 전구체, 및
- 화학식 M3(OR3)(n-2)R3'2에 상응하는 전구체
(여기서, R1, R2, R3 또는 R3'은 알킬 기를 나타내고,
R2'는 알킬 또는 페닐 기를 나타내고,
n은 금속 M1, M2 또는 M3의 최대 원자가에 상응하는 범자연수이고,
M1, M2 또는 M3은 Si, Zr, Ti, Sn, Al, Ce, V, Nb, Hf, Mg 또는 Ln으로부터 선택된 금속을 나타냄).
유리하게는, 졸-겔 용액의 금속 알콕시드는 알콕시실란이다.
본 발명의 방법의 졸-겔 용액에 사용될 수 있는 알콕시실란은 특히 메틸트리메톡시실란 (MTMS), 테트라에톡시실란 (TEOS), 메틸트리에톡시실란 (MTES), 디메틸디메톡시실란, 및 그의 혼합물을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 알콕시실란 MTES 및 TEOS가 사용될 것인데, 왜냐하면 그것은 메톡시 기를 함유하지 않는다는 이점을 갖기 때문이다. 실제로, 메톡시 가수분해에 의해서는 메탄올이 졸-겔 배합물에 형성되는데, 이는 독성이 있는 경우 적용 동안 추가적인 주의를 필요로 한다. 이와 대조적으로, 에톡시 기의 가수분해에 의해서는, 졸-겔 코팅 요건을 사용하기에 더 유리한 부류이며 덜 제한적인, 에탄올만이 생성된다.
이러한 졸-겔 코팅의 형성은 콜로이드성 금속 산화물을 포함하는 수성 조성물 A를 금속 알콕시드를 포함하는 용액 B와 혼합하는 것으로 이루어진다. 혼합물은 유리하게는 졸-겔 조성물 (A + B)의 중량에 대해 40 내지 75 중량%의 수성 조성물의 비율로 이루어지어, 콜로이드성 금속 산화물의 양은 건조 상태의 졸-겔 조성물 (A + B)의 5 내지 30 중량%를 차지한다.
수성 조성물 A는 또한 용매, 특히 적어도 하나의 알콜을 포함하는 용매를 포함할 수 있다.
수성 조성물 A는 또한 적어도 하나의 실리콘 오일을 포함할 수 있다.
수성 조성물 A는 또한 안료를 포함할 수 있다.
수성 조성물 A는 또한 미네랄 충전제를 포함할 수 있다.
수성 조성물 A는 또한 졸-겔 조성물의 점도 및/또는 건조 코팅의 광택을 조절하는 기능을 하는 흄드 실리카를 포함할 수 있다.
수성 조성물 A는 전형적으로 프라이머 코트로서 하기를 포함한다:
i) 수성 조성물 A의 총중량에 대해 5 내지 30 중량%의 적어도 하나의 콜로이드성 금속 산화물;
ii) 조성물 A의 중량에 대해 0 내지 20 중량%의 적어도 하나의 알콜을 포함하는 용매;
iii) 임의로, 상기 수성 조성물 A의 총중량에 대해 0.05 내지 3 중량%의 적어도 하나의 실리콘 오일;
iv) 5 내지 30 %의 안료;
v) 2 내지 30%의 미네랄 충전제.
수성 조성물 A는 전형적으로 마감 코트로서 하기를 포함한다:
i) 수성 조성물 A의 총중량에 대해 5 내지 30 중량%의 적어도 하나의 콜로이드성 금속 산화물;
ii) 조성물 A의 중량에 대해 0 내지 20 중량%의 적어도 하나의 알콜을 포함하는 용매;
iii) 임의로, 상기 수성 조성물 A의 총중량에 대해 0.05 내지 3 중량%의 적어도 하나의 실리콘 오일;
iv) 0.1 내지 1 %의 금속성 반짝이.
용액 B는 또한 브뢴스테드 또는 루이스 산을 포함할 수 있다. 유리하게는, 용액 B의 금속 알콕시드 전구체는 용액 B의 총중량의 0.01 내지 10 중량%를 차지하는 유기 또는 미네랄 루이스 산과 혼합된다.
금속 알콕시드 전구체와의 혼합물로서 사용될 수 있는 산의 특정한 예는 아세트산, 시트르산, 에틸 아세토아세테이트, 염산 또는 포름산이다.
용액 B는 또한 용매, 특히 적어도 하나의 알콜을 포함하는 용매를 포함할 수 있다.
용액 B는 또한 적어도 하나의 실리콘 오일을 포함할 수 있다.
용액 B는 또한 금속성 반짝이를 포함할 수 있다.
본 발명의 공정의 유리한 실시양태에 따라, 용액 B는 상기에 정의된 바와 같은 알콕시실란 중 하나와 알루미늄 알콜레이트의 혼합물을 포함할 수 있다.
이러한 졸-겔 실시양태에 따라, 본 발명에 따른 코팅은 기재의 면으로부터 하기 순서로, 하나 이상의 SG 프라이머 코트, 상기에 정의된 바와 같은 BiVO4 안료 화합물을 포함하는 마지막 프라이머 코트의 적어도 일부 상의 장식을 포함할 수 있다.
또 다른 실시양태에 따라, 본 발명에 따른 코팅은 플루오로중합체-기재 코팅이다.
플루오로중합체(들)는 분말 또는 수성 분산액 또는 그의 혼합물의 형태로 존재할 수 있다.
유리하게는, 플루오로중합체(들)는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로프로필 비닐 에테르의 공중합체 (PFA), 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로펜의 공중합체 (FEP), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 테트라플루오로에틸렌과 폴리메틸 비닐 에테르의 공중합체 (MVA), 테트라플루오로에틸렌과 폴리메틸 비닐 에테르와 플루오로알킬 비닐 에테르의 삼원공중합체 (TFE/PMVE/FAVE), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 (ETFE) 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.
유리하게는, 플루오로중합체(들)는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로프로필 비닐 에테르의 공중합체 (PFA), 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로펜의 공중합체 (FEP), PTFE와 PFA의 혼합물 (PTFE /PFA) 및 PTFE와 FEP의 혼합물 (PTFE/FEP)로부터 선택될 수 있다.
바람직하게는, 플루오로중합체(들)는 비-점착 코팅 조성물의 총 건조 질량의 10 내지 99 질량%, 바람직하게는 50 내지 98 질량%를 차지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 코팅은 하나 이상의 장식을 포함한다.
바람직하게는, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4는 장식 중 적어도 하나 또는 프라이머 코트, 특히 바람직하게는 장식 중 적어도 하나 또는 장식(들)이 도포될 마지막 프라이머 코트에 첨가된다.
제1 실시양태에 따라, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4는 코트에 첨가되어, 이러한 코트의 색 변화를 저감 또는 방지한다. 예를 들어, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4는 장식에 첨가되어, 이러한 장식의 색 변화를 저감 또는 방지한다. 하위-실시양태에 따라, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4 화합물은 코트에 첨가되어, 이러한 코트의 색 변화를 저감 또는 방지할 뿐만 아니라 상기 코트를 착색하기 위한 안료로서의 역할을 한다.
예를 들어 (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4를 포함하는 황색 장식이 고려될 수 있고, 여기서 (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4는 장식에 그의 황색을 부여하기 위해서뿐만 아니라 그것의 색 변화를 방지하기 위해 사용된다. 이러한 황색 장식은 (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4로 구성될 수 있다.
제2 실시양태에 따라, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4는 코트에 첨가되어, 또 다른 코팅 코트, 특히 이러한 코트와 겹쳐진 코트의 색 변화를 저감 또는 방지한다. 예를 들어, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4는 장식 밑에 도포된 코트, 예를 들어 프라이머 코트에 첨가되어, 이러한 장식의 색 변화를 저감 또는 방지한다. 하위-실시양태에 따라, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4 화합물은 그것이 첨가되는 코트를 착색하지 않는 양으로 첨가된다.
예를 들어, 특정 패턴의 (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4를 포함하는 백색 장식 및 백색 패턴과 중첩된 상이한 패턴의 형태의 황색 장식이 고려되고 (도 1c를 참조), 여기서 (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4는 황색 장식의 색 변화를 방지하기 위해 사용된다. 이러한 황색 장식은 (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4로 이루어질 수 있다. "중첩된 코트"는 부분적으로 또는 완전히 겹쳐진 코트를 의미하는 것으로 이해된다. 이러한 코트는 예를 들어 동심원판과 같이 부분적으로 중첩된 패턴을 갖는 장식 형태일 수 있다.
장식은 통상의 기술자에게 널리 공지된 임의의 방법, 예컨대, 예를 들어 스크린 인쇄 또는 패드 인쇄에 의해 도포될 수 있다.
유리하게는, 물품 지지체는 플라스틱, 금속, 유리, 세라믹 또는 테라코타일 수 있다. 본 발명의 맥락에서 사용될 수 있는 금속 지지체는 유리하게는 애노다이징되거나 되지 않은 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 또는 폴리싱, 브러싱 또는 비드-블라스팅, 샌드블라스팅, 화학적 처리된 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 또는 폴리싱된 스테인리스강, 또는 주조된 철 또는 알루미늄, 또는 티타늄, 또는 해머링 또는 폴리싱된 구리의 지지체를 포함한다.
프라이머 코트(들)는, 특히 기재가 기계적으로 처리될 때, 결합 수지를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 결합 수지(들)는 폴리아미드-이미드 (PAI), 폴리에테르 이미드 (PEI), 폴리아미드 (PA), 폴리이미드 (PI), 폴리에테르케톤 (PEK), 폴리에테르에테르케톤 (PEEK), 폴리아릴에테르케톤 (PAEK), 폴리에테르술폰 (PES), 및 폴리페닐렌 술피드 (PPS), 폴리벤즈이미다졸 (PBI), 탄닌으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 맥락에서 사용될 수 있는 가정용 물품의 예는 특히 튀김기 그릇, 퐁듀 또는 라클레트 팬 또는 냄비, 튀김기 또는 제빵기의 그릇, 블렌더의 용기, 모발 스트레이트너의 판 (상기 코팅은 상기 모발 스트레이트너의 판을 피복하도록 의도됨) 및 다리미의 바닥판 (상기 코팅은 상기 다리미의 바닥판을 피복하도록 의도됨)을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 가정용 물품은 바람직하게는 소스팬, 프라이팬, 스튜 냄비, 궁중팬, 소테 팬, 크레이프 메이커, 그릴, 플란차 그릴, 라클레트 그릴, 마마이트 냄비 또는 캐서롤 디시로 이루어진 군으로부터 선택된 조리기구 물품이며, 상기 코팅은 음식과 접촉하도록 의도된다.
본 발명에 대해 고려되는 적용 분야에서, 조리기구 유형의 가열될 물품 또는 다리미 유형의 가열 물품은 전형적으로 10℃ 내지 300℃에 포함된 온도 범위에서 사용된다.
본 발명에 따른 용도는 코팅의 제조 공정의 소결 단계 동안 상기 코팅의 색 변화를 저감 또는 방지하는 것을 가능하게 할 수 있다.
실시예
실시예 1: 본 발명에 따라 사용되는 BiVO4 화합물의 합성 공정
공정 1.1
1 M 질산 중 질산비스무트 (0.1 M)의 용액에 1 M 질산 중 바나듐산암모늄 (0.1 M)의 용액을 화학량론적으로 첨가한다. 혼합물을 밤새 교반하고, 여과하고, 물로 세척하고, 이어서 건조시킨다. 이어서, 분말을 450℃에서 3시간 동안 어닐링한다.
이어서 바나듐산비스무트를 X-선 회절 분석에 의해 특징화되는 단사정계 회중석 구조의 밝은 황색 분말의 형태로 수득한다.
상기 공정을 알칼리제를 첨가하여 pH < 1에서 수행한다.
공정 1.2
1 M 질산 중 질산비스무트 (0.4 M)의 용액에 화학량론적 양의 분말 형태의 메타바나듐산나트륨을 첨가한다. 혼합물을 80℃에서 2시간 동안 교반한다. 이어서, 침전물을 여과하고 물로 세척하여 단사정계 회중석 형태의 황색 BiVO4 분말을 수득한다. 이어서 분말을 500℃에서 3시간 동안 어닐링한다.
상기 공정을 알칼리제의 첨가 없이 pH < 1에서 수행한다.
따라서 단사정계 회중석 BiVO4는 실온 내지 200℃에서 ΔE = 40을 갖는다.
실시예 2: 시험된 BiVO4 화합물
하기 BiVO4 화합물을 시험하고 그것이 첨가된 코트 또는 인접 코트의 색 변화 방지 효과를 비교하였다:
- 실시예 1의 BiVO4
- 기준 물질 시코팔® 황색 K1120FG (바스프)로서 판매되는 BiVO4
실시예 3: 배합물
(a) 프라이머 1/배합물 1a
(b) 프라이머 2/ 배합물 2a
(c) 프라이머 2/ 배합물 2b
(d) 백색 장식 3/ 배합물 3a
(e) 백색 장식 3/ 배합물 3b
(f) 황색 장식 3/ 배합물 3c
(g) 황색 장식 3/ 배합물 3d
(h) 마감 4
실시예 4: 구성
a. 구성 1: BiVO4를 갖지 않는 프라이머 코트 1, 실시예 1의 BiVO4를 갖거나/갖지 않는 프라이머 코트 2 및 BiVO4를 갖지 않는 백색 장식
먼저 배합물 1a의 프라이머 코트 1을 알루미늄 기재 상에 침착시킨다. 건조 후, 배합물 2b의 프라이머 코트 2를 프라이머 코트 1 상에 코팅한다. 건조 후, 배합물 3a의 백색 장식 3을 프라이머 코트 2 상에 침착시킨다. 건조 후, 배합물 4의 마감 코트를 프라이머 코트 2 및 장식 상에 코팅한다. 이어서 물품을 430℃에서 11분 동안 소결한다.
외관: 장식은 L*a*b* 값 = 83, 0.4, 12인 백색을 유지한다. 장식 밑에 도포된 프라이머 코트 2에 함유된 BiVO4에 의해, 코팅의 제조 공정 동안의 장식의 색 변화가 방지된다.
이와 대조적으로, 프라이머 코트 2가 배합물 2a (BiVO4를 갖지 않음)에 따른다는 것을 유일한 차이점으로 하는 동일한 구성은, 소결 후의 장식이 백색이 아니라 L*a*b* 값 = 70.8; 2.8; 14.8인 금빛 황색이라는 결과를 가져온다.
b. 구성 2: BiVO4를 갖지 않는 두 개의 프라이머 코트, BiVO4를 갖거나/갖지 않는 장식
먼저 배합물 1a의 프라이머 코트 1을 알루미늄 기재 상에 침착시킨다. 건조 후, 배합물 2a의 프라이머 코트 2를 프라이머 코트 1 상에 코팅한다. 건조 후, 배합물 3b의 백색 장식을 프라이머 코트 2 상에 침착시킨다. 건조 후, 배합물 4의 마감 코트를 프라이머 코트 2 및 장식 상에 코팅한다. 이어서 물품을 430℃에서 11분 동안 소결한다.
외관: 장식은 L*a*b* 값 = 83, 0.4, 12인 백색을 유지한다. 이러한 장식에 함유된 BiVO4에 의해, 코팅의 제조 공정 동안의 장식의 색 변화가 방지된다.
이와 대조적으로, 장식이 배합물 3a (BiVO4를 갖지 않음)의 백색이라는 것을 유일한 차이점으로 하는 동일한 구성은 백색 장식의 색이 변화한 것으로 나타났다 (L*a*b* 값 = 70.8; 2.8; 14.8).
장식이 배합물 3c의 황색이라는 것을 유일한 차이점으로 하는 동일한 구성은 황색 장식의 색이 변화하지 않는 것으로 나타났다 (L*a*b* 값 = 76.1; -5.9; 72.0). 이러한 장식에 함유된 BiVO4에 의해, 코팅의 제조 공정 동안의 장식의 색 변화가 방지된다.
장식이 배합물 3d의 황색이라는 것을 유일한 차이점으로 하는 동일한 구성은 황색 장식의 색이 갈색으로 변화한 것으로 나타났다 (L*a*b* 값 = 56.4; 1; 42.2). 배합물 3d의 BiVO4 안료 (시코팔® K1120FG)는 캡슐화되고, 즉 BiVO4 입자가 피복된다. 그러면 BiVO4는 그의 촉매작용 역할을 하지 않게 되는데, 왜냐하면 캡슐화는 그것이 분해 부산물과 접촉하는 것을 방지하기 때문이다.
c. 구성 3: BiVO4를 갖지 않는 두 개의 프라이머 코트, 실시예 1의 BiVO4를 함유하는 황색 장식 및 제1 장식 상에 겹쳐진 제2 장식
먼저 배합물 1a의 프라이머 코트 1을 알루미늄 기재 상에 침착시킨다. 건조 후, 배합물 2a의 프라이머 코트 2를 프라이머 코트 1 상에 코팅한다. 건조 후, 배합물 3c의 황색 장식을 프라이머 코트 2 상에 침착시킨다. 건조 후, 배합물 3a의 백색 장식을 이전의 황색 장식 상에 침착시킨다. 건조 후, 배합물 4의 마감 코트를 프라이머 코트 2 및 장식 상에 코팅한다. 이어서 물품을 430℃에서 11분 동안 소결한다.
외관: 장식은 L*a*b* 값 = 83.1, 0.4, 12.0인 백색을 유지한다. 백색 장식 밑에 도포된 황색 장식에 함유된 BiVO4에 의해, 코팅의 제조 공정 동안의 백색 장식의 색 변화가 방지된다.
제2 장식이 배합물 3d의 황색이라는 것을 유일한 차이점으로 하는 동일한 구성은 제2 황색 장식의 색이 변화하지 않는 것으로 나타났다 (L*a*b* 값 = 75.5, 1.5, 72.5). 제1 장식에 함유된 BiVO4에 의해, 코팅의 제조 공정 동안의 제2 황색 장식의 색 변화가 방지된다.
제1 장식이 배합물 3d의 황색이라는 것을 유일한 차이점으로 하는 동일한 구성은 (배합물 3a의) 제2 백색 장식의 색이 변화하는 것으로 나타났다 (L*a*b* 값 = 53.9, 9.4, 27.1). 제1 장식에 함유된 BiVO4에 의해, 코팅의 제조 공정 동안의 제2 백색 장식의 색 변화가 방지되지 않는다.
Claims (18)
- 가정용 물품을 위한 비-점착 코팅의 제조 공정 동안 상기 코팅의 색 변화를 저감 또는 방지하기 위한, 가정용 물품을 위한 비-점착 코팅에서의 하기를 특징으로 하는 (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4의 용도:
- x는 0과 같거나 또는 x는 0.001 내지 0.999이고,
- y는 0과 같거나 또는 y는 0.001 내지 0.999이고,
- A 및 M은 질소, 인, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속, 전이후금속(poor metal), 준금속 또는 란타나이드로 이루어진 군으로부터 선택되고,
- A와 M은 서로 상이하다. - 제1항에 있어서, x 및 y가 0인 용도.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4가 첨가된 각각의 코트 내의 (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4의 양이 건조 상태의 상기 코트의 중량에 대해 0.1 내지 100 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 80 중량%에 포함되는 것인 용도.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, A 및/또는 M이 Li, Na, K, Rb 및 Cs로부터 선택된 알칼리 금속이고, A와 M이 서로 상이한 것인 용도.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, A 및/또는 M이 Be, Mg, Ca, Sr 및 Ba로부터 선택된 알칼리 토금속이고, A와 M이 서로 상이한 것인 용도.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, A 및/또는 M이 Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Ta, W 및 Ir로부터 선택된 전이 금속이고, A와 M이 서로 상이한 것인 용도.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, A 및/또는 M이 Al, Zn, Ga, In 및 Sn으로부터 선택된 전이후금속이고, A와 M이 서로 상이한 것인 용도.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, A 및/또는 M이 B, Si, Ge 및 Sb로부터 선택된 준금속이고, A와 M이 서로 상이한 것인 용도.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, A 및/또는 M이 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu로부터 선택된 란타나이드이고, A와 M이 서로 상이한 것인 용도.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅이, 코팅이 도포될 가정용 물품의 기재의 면으로부터 하기 순서로, 하나 이상의 프라이머 코트, 임의로, 하나 이상의 연속적 또는 불연속적 장식성 코트 및 하나 이상의 마감 코트를 포함하는 것인 용도.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅이 플루오로중합체-기재 코팅인 것을 특징으로 하는 용도.
- 제11항에 있어서, 플루오로중합체(들)가 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로프로필 비닐 에테르의 공중합체 (PFA), 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로펜의 공중합체 (FEP), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 테트라플루오로에틸렌과 폴리메틸 비닐 에테르의 공중합체 (MVA), 테트라플루오로에틸렌과 폴리메틸 비닐 에테르와 플루오로알킬 비닐 에테르의 삼원공중합체 (TFE/PMVE/FAVE) 및 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 (ETFE) 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되는 것인 용도.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4가 상기 코팅의 코트에 첨가되어, 이러한 코트의 색 변화를 저감 또는 방지하는 것인 용도.
- 제13항에 있어서, 상기 코팅이 하나 이상의 장식을 포함하는 것인 용도.
- 제14항에 있어서, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4가 장식에 첨가되어, 이러한 장식의 색 변화를 저감 또는 방지하는 것인 용도.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4가 상기 코팅의 코트에 첨가되어, 이러한 코트와 겹쳐진 코팅의 또 다른 코트의 색 변화를 저감 또는 방지하는 것인 용도.
- 제16항에 있어서, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4가 장식 밑에 도포된 코트에 첨가되어, 이러한 장식의 색 변화를 저감 또는 방지하는 것인 용도.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅의 제조 공정의 소결 단계 동안에 상기 코팅의 색 변화를 저감 또는 방지하기 위한 용도.
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