KR920003561B1 - 불소수지피복물 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

불소수지피복물
제1도는 본 발명의 피복물의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 알루미늄기재 2 : 양극산화피막
3 : 불소수지
4 : 불소수지중에 분산된 폴리아미드이미드수지, 폴리이미드수지, 폴리페닐렌술파이드수지 또는 폴리에테르술폰수지 혹은 이들의 혼합물
5 : 불소수지중에 분산된 마이카(Mica)
본 발명은, 예를 들면 주방기용등 비약적으로 내마모성을 높인 불소수지피복물에 관한 것이다.
불소수지는, 뛰어난 비점착성, 내약품성을 가지고 있기 때문에 주방기용(프라이팬, 남비, 핫플레이트(hot plate), 자아(jar)취반기용내 솥등)식품공업, 전기공업, 기계공업등에 넓은 용도를 가지고 있다.
불소수지를 알루미늄등 금속기재(基材)상에 피복할려면, 블라스트(blast)등의 방법으로 조면화처리(粗面化處理)를 실시한 기재상에 먼저 밑칠(프라이머)을 실시하여 그 접착효과에 의해 마무리칠 불소수지를 강고하게 접착시키는 방법이 널리 행하여지고 있다.
또 기재표면에 무너잡이 항아리형의 미세한 요철을 형성하고, 이 요철에 불소수지가 들어가서, 투묘(投錨)효과에 의해서 기재와 불소수지를 기계적으로 접착시키는 방법이 행하여지고 있다.
이와 같이 해서 얻어지는 불소수지피복물은 그대로는 금속등에 대한 내마모성이 작기 때문에, 프라이팬, 핫플레이트, 남비등 내마모성이 필요한 용도에 대해서는 문제가 있으며, 이 개선을 위하여 몇개의 방법이 행하여지고 있다. 이들 방법으로서는, 불소수지에 세라믹가루, 금속가루를 혼입해서 피복하는 방법, 또 밑바탕알루미늄에 세라믹가루, 금속가루를 용사하므로서 알루미늄표면을 경화시킨뒤, 불소수지를 피복하는 방법, 또는 알루미늄을 에칭에 의해서 조면화한뒤, 이면을 양극산화처리에 의해서 경질화하고, 이면에 불소수지를 피복하는 방법등이 있다.
그러나 이와 같은 방법으로도 고온의 내마모성은 아직 불충분하였다.
상기에 비추어 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것이다.
즉, 본 발명은, 불소수지중에 폴리아미드이미드수지(PAI), 폴리이미드수지(PI), 폴리페닐렌술파이드수지(PPS) 또는 폴리에테르술폰수지(PES) 혹은 이들의 혼합물 및 마이카(운모)를 불소수지에 대하여 각각 0.5중량% 이상 함유하는 조성물을 금속기재상에 피복한 것을 특징으로 하는 불소수지피복물이다.
또한 본 발명에 있어서는 다음과 같은 실시 태양(態樣)이 적어도 포함된다.
㉮ 불소수지에 대해서 폴리아미드이미드의 함유량이 1.0~10.0중량%, 마이카의 함유량이 1.0~10.0중량%이다.
㉯ 피복하는 금속기재가 알루미늄이며, 알루미늄표면에 전기화학적 또는 화학에칭에 의한 미세한 요철을 형성한 것이다.
이하에 상세한 본 발명을 실시예를 사용해서 설명한다.
본 발명자는 상기 문제점을 해결하기 위하여 예의 검토한 결과 본 발명을 완성하였다. 본 발명의 특징은 불소수지중에 폴리아미드이미드수지, 폴리이미드수지, 폴리페닐렌술파이드수지 또는 폴리에테르술폰수지, 혹은 이들의 혼합물로서 마이카를 분산시킨 일이다.
이 폴리아미드이미드수지, 폴리이미드수지, 폴리페닐렌술파이드수지 또는 폴리에테르술폰수지, 혹은 이들의 혼합물과 마이카의 상승효과에 의해 불소수지중에 마이카만을 분산시켰을 경우나, 불소수지중에 폴리아미드이미드수지, 폴리이미드수지, 폴리페닐렌술파이드수지 또는 폴리에테르술폰수지, 혹은 이들의 혼합물만을 분산시켰을 경우보다도 고온 내마모성이 비약적으로 향상하는 것을 알았다.
또한, 폴리아미드이미드수지, 폴리이미드수지, 폴리페닐렌술파이드수지 또는 폴리에테르술폰수지 혹은 이들의 혼합물 및 마이카는 불소수지중에 불소수지에 대하여 각각 0.5중량% 이상 함유하는 것을 필요로 한다.
그중에서도 바람직한 것은 불소수지중에 폴리아미드이미드수지 및 마이카를 불소수지에 대하여 각각 1중량% 이상 10% 이하 함유되는 경우가 고온내마모성이 보다 향상되는 것을 알았다.
또 비점착성을 요구하는 용도에 대해서는 이들의 피복층위에 또 제2층으로서 실질적으로 충전제를 함유하지 않는 불소수지층을 형성해도 된다.
본 발명에서 사용되는 불소수지로서는, 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오르에틸렌-헥사플루오르프로필렌공중합체(FEP), 테트라플루오르에틸렌-퍼플루오르알킬비닐에테르(PFA), 에틸렌-테트라플루오르에틸렌 공중합체(FTFE), 폴리클로로트리플루오르에틸렌(PCTFE) 혹은 에틸렌-클로로트리플루오르에틸렌공중합체(ECTFE)등이다.
불소수지는 또 수지분말 뿐만 아니고, 유화(乳化)중합법으로 얻어진 불소수지의 수성분산액, 불소수지분말을 수성매체에 분산시킨 분산액, 불소수지의 오르가노졸, 혹은 오르가노졸의 수중에멀션등의 어느 형태로도 사용할 수 있다.
한편, 예를 들면 폴리아미드이미드수지는, 분자구조중에 아미드결합과 이미드결합의 쌍방을 가진 특징이 있으며, 예를 들면 아미드기를 분자내에 가진 방향족디아민과 피로멜리트산등의 방향족 4가 카르복시산과의 반응, 무수트리멜리트산등의 방향족 3가 카르복시산과, 4,4'-디아미노디페닐에테르등의 디아민과의 반응, 방향족이미드환을 분자내에 가진 2염기산과 디아민과의 반응등에 의해 제조되는 것이다.
또, 마이카(운모)는 함유성분의 차이에 의해 많은 종류가 있으나, 대표적인 마이카의 조성식은, 머스코바이트(백운모) K2Al4(Si2Al)2O20(OH)4, 플로고바이트(금운모) K2Mg4(Si2Al)2O20(OH)4, 바이오타이트(흑운모) K2(MgFe2+)6(Si2Al)2O20(OH)4등이며, 어느 것을 사용해도 된다.
고온내마모성을 올리기 위해서는 마이카가 함유되어 있는 것만으로는 당초의 목적을 달성할 수 없다.
또, 폴리아미드수지, 폴리이미드수지, 폴리페닐렌술파이드수지 또는 폴리에테르술폰수지, 혹은 이들의 혼합물이 함유되어 있는 것만으로도 불충분하다.
본 발명의 최대의 포인트는 불소수지중에 마이카와 폴리아미드이미드수지, 폴리이미드수지, 폴리페닐렌술파이드수지 또는 폴리에테르술폰수지, 혹은 이들 혼합물의 양쪽이 함유되어 있는 일이며, 이 상승효과에 의해 고온내마모성을 비약적으로 향상시키는 일이 가능하게 되었다. 이 이유는 후술하는 실시예에서 기재하는 원인에 의한 것으로 추정된다.
이하에 본 발명의 실시예를 설명한다.
알루미늄소재로서 판두께 2mm의 것(일본국 코오베세이코회사제 ASB재)를 사용하였다. 먼저 이것을 염화나트륨수용액중 60Q/cm2의 전기량으로 전기화학에칭을 행하여, 표면에 미세한 요철(凹凸)을 형성시켰다. 또 이 면을 15% 황산중 15V로 5분간 양극산화처리를 행하여 에칭면에 경질층을 형성하였다.
한편 수지조성물에는 하기의 것을 사용하였다.
① 불소수지 : PTFE 다이킹회사제 EK-630
OCR-H
② 폴리아미드이미드(PAI)
③ 마이카 : 머스코바이트
상기 3성분을 표 1의 비율로 배합한 것을 경질층을 형성한 에칭면에 약 35㎛의 두께로 도포하고, 건조후 380℃에서 15분간 소결하였다. 그리고 이들 피복판의 고온내마모성을 평가하기 위하여, 200℃에 있어서 스테인레스수세미회전 마모시험을 실시하였다.
이 시험방법은 다음과 같은 것이다. 피복판으로부터 100mmø의 테스트피이스를 타발한다. 이 테스트피이스의 코우팅면을 200℃로 가열하고, 이 코우팅면에 스테인레스수세미(상품명 : 하이피카론젼보다외시 #60)를 하중 2kg으로 누른다. 다음에 200r.p.m의 회전수로 회전마모시험을 행하고, 금속광택이 있는 알루미늄면이 노출하였을 때를 마모횟수로 한다.
이들결과는 표 1과 같으며, 이것을 종합하면 다음과 같이 된다.
PTFE에 PAI만을 분산시킨 것(비교예 1-1), PTFE에 마이카만을 분산시킨 것(비교예 1-2)는 PTFE에 PAI와 마이카를 분산시킨 것보다도 고온내마모성이 떨어지는 것이 명백하게 되었다.
이것은 마이카와 PTFE가 PAI를 개재해서 보다 강고하게 밀착되어 있는 것이 원인으로 추정된다.
또 다음에 PTFE중에 분산시키는 PAI량 및 마이카량을 변경시켜서 마찬가지의 실험을 실시한 결과를 표 2에 종합하였다.
이들 결과로부터 PTFE에 대한 PAI의 함유량은 0.5중량% 이상, 마이카의 함유량이 0.5중량% 이상이 적당하다고 생각된다.
[표 1]
Figure kpo00001
[표 2]
Figure kpo00002
다음에 PAI 대신에 PI, PPS, PES 및 이들의 혼합물을 사용해서 상기와 마찬가지의 실험을 행하였다.
[표 3]
Figure kpo00003
[표 4]
Figure kpo00004
표 3, 표 4의 결과로부터 마이카와 폴리이미드수지, 폴리페닐렌술파이드수지 또는 폴리에테르술폰수지 혹은 이들 혼합물의 양쪽이 함유되어 있는 것이 고온내마모성에 뛰어나 있는 것이 판명되었다. 또 PTFE에 대한 폴리이미드수지, 폴리페닐렌술파이드수지 또는 폴리에테르술폰수지 혹은 이들 혼합물의 함유량은 0.5중량% 이상, 마이카의 함유량이 0.5중량% 이상이 적당하다고 생각된다. 또 이중에서 보다 바람직하게는 불소수지중에 폴리아미드이미드수지 및 마이카를 불소수지에 대하여 각각 1중량% 이상 10% 이하 함유되는 경우는 고온내마모성이 보다 향상되는 것이 판명되었다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 실시예에 서로 명백한 바와 같이, 불소수지에 폴리아미드이미드수지, 폴리이미드수지, 폴리페닐렌술파이드수지 또는 폴리에테르술폰수지 혹은 이들 혼합물 및 마이카를 분산시킨 피복물에 의해 고온내마모성을 비약적으로 향상시키는 일이 가능하게 되었으므로 프라이팬, 남비, 핫플레이트등의 고온에서의 내마모성을 요구하게되는 분야에 이용하는 것이 효과적이다. 또, 비점착성을 엄격하게 요구하게되는 용도에 대해서는 이들 피복층의 위에 또 제2층으로서 실질적으로 충전재를 함유하지 않는 불소수지층을 형성해도 된다.

Claims (11)

  1. 불소수지중에 폴리아미드이미드수지, 폴리이미드수지, 폴리페닐렌술파이드수지 또는 폴리에테르술폰수지, 혹은 이들의 혼합물 및 마이카를 불소수지에 대하여 각각 0.5중량% 이상 함유하는 조성물을 금속기재상에 피복한 것을 특징으로 하는 불소수지피복물.
  2. 제1항에 있어서, 불소수지중에 폴리아미드이미드수지, 폴리이미드수지, 폴리페닐렌술파이드수지 또는 폴리에테르술폰수지, 혹은 이들의 혼합물 및 마이카를 불소수지에 대하여 각각 0.5중량% 이상 10% 이하 함유하는 조성물을 금속기재상에 피복한 것을 특징으로 하는 불소수지피복물.
  3. 제2항에 있어서, 불소수지중에 폴리아미드이미드수지, 폴리이미드수지, 폴리페닐렌술파이드수지 또는 폴리에테르술폰수지, 혹은 이들의 혼합물 및 마이카를 불소수지에 대하여 각각 3중량% 이상 7% 이하 함유하는 조성물을 금속기재상에 피복한 것을 특징으로 하는 불소수지피복물.
  4. 제2항에 있어서, 불소수지중에 폴리아미드이미드수지, 폴리이미드수지, 폴리페닐렌술파이드수지 또는 폴리에테르술폰수지, 혹은 이들의 혼합물 및 마이카를 불소수지에 대하여 각각 4중량% 이상 6% 이하 함유하는 조성물을 금속기재상에 피복한 것을 특징으로 하는 불소수지피복물.
  5. 제2항에 있어서, 불소수지중에 폴리아미드이미드수지 및 마이카를 불소수지에 대하여 각각 0.5중량% 이상 10% 이하 함유하는 조성물을 금속기재상에 피복한 것을 특징으로 하는 불소수지피복물.
  6. 제5항에 있어서, 불소수지중에 폴리아미드이미드수지 및 마이카를 불소수지에 대하여 각각 1중량% 이상 10% 이하 함유하는 조성물을 금속기재상에 피복한 것을 특징으로 하는 불소수지피복물.
  7. 제5항에 있어서, 불소수지중에 폴리아미드이미드수지 및 마이카를 불소수지에 대하여 각각 3중량% 이상 7% 이하 함유하는 조성물을 금속기재상에 피복한 것을 특징으로 하는 불소수지피복물.
  8. 제5항에 있어서, 불소수지중에 폴리아미드이미드수지 및 마이카를 불소수지에 대하여 각각 4중량% 이상 6% 이하 함유하는 조성물을 금속기재상에 피복한 것을 특징으로 하는 불소수지피복물.
  9. 제1항에 있어서, 불소수지가 4불화에틸렌수지인 것을 특징으로 하는 불소수지피복물.
  10. 제1항에 있어서, 금속기재가 알루미늄 및 알루미늄합금인 것을 특징으로 하는 불소수지피복물.
  11. 제10항에 있어서, 기재표면에 전기화학적 또는 화학에칭에 의한 미세한 요철을 형성한 것을 특징으로 하는 불소수지피복물.
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