非粘着性塗料組成物およびその製造方法
本発明は、非粘着性塗料組成物およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、アルミニウム、ステンレスなどの厨房器具の表面に六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）と塗膜型結合剤とを混合してコーティング硬化させることにより、非粘着性、耐食性、耐水性などが強化された高硬度のコーティング層を得ることができることを特徴とする、塗料組成物およびその製造方法に関する。このような本発明に係る塗料組成物を用いて厨房容器をコーティング硬化させる場合、加熱の際に有害ガスが全く発生せず、高硬度により耐食性、耐水性などの機械的物性を長期間維持し、４００℃以上の高温でも非粘着性特性を発揮することができるため、厨房器具を長期間使用するときにも磨耗または変色の欠陥が発生せず、飲食物の調理の際に油飛びまたは焦げ付き現象が発生しないうえ、高い熱伝導率により省エネルギーを実現することができるという利点がある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非粘着性塗料組成物およびその製造方法に係り、さらに詳しくは、例えばアルミニウム、ステンレスなどの厨房器具の表面に、潤滑性に優れた六方晶窒化ホウ素（Hexagonal Boron Nitride、ｈＢＮ）と塗膜型結合剤とを混合してコーティング層を形成させることにより、非粘着性、耐熱性、耐食性および耐水性などを向上させるうえ、加熱時の熱伝導率を高めることが可能な非粘着性塗料組成物およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、厨房容器の内外装材として用いられるコーティング剤は、耐アルカリ性、耐酸性、耐磨耗性、耐久性および耐熱性などに対して優秀性が要求されることにより、フッ素樹脂またはシリコン樹脂を主成分とする。
【０００３】
前記フッ素樹脂は、テフロン（登録商標）コーティングとして多く知られているポリテトラフルオロエチレン（以下「ＰＴＦＥ」という）を主成分とするコーティング剤であって、韓国登録特許第００９９１３４号にはＰＴＦＥ−パーフルオロビニルエーテル共重合体とのブレンド、アクリレート系合成樹脂、および非イオン性界面活性剤を含んでなる、フローティング用フッ素樹脂コーティング組成物が開示されている。
【０００４】
ところが、このようなフッ素樹脂で厨房容器をコートすると、例えば耐久性や耐腐食性などに優れるうえ、飲食物調理の際に焦げ付かない特性（以下、「非粘着性」という）があるが、加熱する場合、ＰＴＦＥは、人体に有害な揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、特に過フッ化化合物（ＰＦＯＡ）の発生により、人体に流入すれば健康を害するおそれがある。一方、シリコン樹脂を用いた耐熱塗料の場合には、耐熱性が３００℃を超過せず、低い硬度により容易に磨耗するうえ、変色するという問題点があった。
【０００５】
かかる問題点を解決するための方案として、韓国登録実用新案公報第０４０３２５８号には、セラミックガラス材質のフライパンにセラミックコーティング層を形成して耐熱性と耐久性を向上させる、セラミックでコートされたセラミックガラスフライパンが開示されている。ところが、このような場合にはＰＴＦＥより非粘着(non-stick)性が著しく低下するという問題点があった。かかる問題点を解決するための方案として、上塗り層にフッ素シランやシリコンオイルなどの素材を混入して非粘着性を増加させる方法が試みられているが、このような方法においても、加熱の際に、２６０℃から混入素材の熱分解が行われてその性能が速く弱化し、耐久性および耐熱性が減少することにより、非粘着性特性を容易に失ってしまった。
【０００６】
したがって、本発明者は、上述した先行技術の問題点を解決するために鋭意研究した結果、厨房器具の表面に、六方晶窒化ホウ素と塗膜型結合剤とを混合してコートし、硬化させることにより、加熱の際に有害ガスが全く発生せず、高硬度により耐食性、耐熱性および耐久性などの物性を長期間維持し、４００℃以上の高温でも非粘着性特性を発揮する、優れた物性のコーティング組成物を開発し、本発明を完成するに至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国登録特許第００９９１３４号明細書
【特許文献２】韓国登録実用新案公報第０４０３２５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためのもので、厨房器具の表面に、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）と、例えばシリカゾル、アルコキシシランなどからなる結合剤とを混合してコートした後、硬化させることにより、高硬度により耐食性や耐水性などの機械的物性を長期間維持し、４００℃以上の高温でも非粘着性特性を発揮することができるため、異物の付着を防止し、飲食物を調理するときに油飛びまたは焦げ付き現象を防止することができる、非粘着性塗料組成物およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
特に、本発明で充填剤として用いられる六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）は、潤滑性および機械的物性に優れるうえ、窒素気流中で２１００℃まで分解ガスが発生せず、熱伝導率が高いことに特徴がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、シリカゾル１００重量部に対して充填剤としての六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）５〜６０重量部、アルコキシシラン６０〜１２０重量部、アルコール４０〜１３０重量部、および触媒０．５〜３重量部を含んでなる、非粘着性塗料組成物を提供する。
【００１１】
ここで、前記シリカゾルは、粒径１０〜５０ｎｍのシリカ２０〜４０重量％に水６０〜８０重量％を混合してなり、充填剤は、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）と、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ-２、ＳｉＯ２、ＭｎＯ２などの金属酸化物およびＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｂ４Ｃなどの非酸化物から選ばれた１種または２種とを混合して使用することができる。
【００１２】
前記アルコールはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールの中から１種を選択して使用し、アルコキシシランはメチルトリメトキシシラン［ＣＨ３Ｓｉ（ＣＨ３Ｏ）３］、テトラメトキシシラン［Ｓｉ（ＣＨ３Ｏ）４］、トリメチルエトキシシラン［（ＣＨ３）３Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）］、およびテトラエトキシシラン［Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４］の中から１種またはそれ以上を選択して使用する。
【００１３】
本発明の他の観点によれば、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）の充填剤とアルコールとを混合して２〜１０時間０．５〜１０μｍの粒子サイズに粉砕する粉砕段階と、前記粉砕段階で粉砕した混合物にシリカゾルと触媒を添加して４０〜５０ｒｐｍの速度で５〜１０分間混合する混合段階と、前記混合段階で混合した混合物にアルコキシシランを添加して２０〜３０℃で２〜１５時間攪拌しながら熟成させる熟成段階とを含んでなる、非粘着性塗料組成物の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、厨房器具の表面に、シリカゾル、アルコキシシランなどからなる塗膜型結合剤と潤滑性に優れた六方晶窒化ホウ素とを混合してコートした後、硬化させることにより、加熱の際に有害ガスが発生せず、高硬度により耐食性や耐水性などの機械的物性を長期間維持し、４００℃以上の高温でも非粘着性特性を発揮することができるため、厨房器具を長期間使用する場合にも磨耗または変色するおそれがないうえ、飲食物の調理の際に油飛びまたは焦げ付き現象が発生せず、高い熱伝導率によりエネルギーを低減させることができる。また、本発明は、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）を充填剤として添加して製造することにより、厨房器具への異物の付着を防止し、撥水性に優れるため、厨房用品の他にも紫外線遮断剤などを添加して建築用内外装材または自動車用塗料として使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る非粘着性塗料組成物について詳細に説明する。
【００１６】
本発明は、シリカゾル１００重量部に対して充填剤としての六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）５〜６０重量部、アルコキシシラン６０〜１２０重量部、アルコール４０〜１３０重量部、および触媒０．５〜３重量部を含んでなる、非粘着性塗料組成物を提供する。
【００１７】
本発明において、シリカゾルは、コーティング層の耐久性や耐磨耗性などの機械的物性および耐食性などの化学的物性を向上させる役割を果たすもので、その使用量は１００重量部であることが好ましい。シリカゾルの使用量が１００重量部未満であれば、シリカゾルの使用量の低下によりコーティング層の物性が低下するおそれがあり、シリカゾルの使用量が１００重量部超過であれば、コーティング層の物性は向上するが、それによる効果が微弱である。
【００１８】
一方、前記シリカゾルは、粒径１０〜５０ｎｍのシリカ２０〜４０重量％に水６０〜８０重量％を混合して使用することが好ましいが、その混合割合は消費者の要求または製造者の必要に応じて適切に調節することができる。
【００１９】
本発明で前記充填剤として用いられる六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）は、潤滑性に優れるため、飲食物の調理の際に油が飛んだり調理器具に飲食物が焦げ付いたりすることを防止する役割を果たすもので、シリカゾル１００重量部に対して５〜６０重量部使用することが好ましいが、さらに好ましくは２０〜４０重量部である。充填剤の使用量が５重量部未満であれば、飲食物の調理の際に調理容器に飲食物が焦げ付いたり油が飛んだりするおそれがあり、充填剤の使用量が６０重量部超過であれば、潤滑性に優れるため、飲食物の調理の際に油飛びまたは飲食物の焦げ付きを防止することはできるが、その他の混合物の使用量不足によりコーティング層の寿命が低下するおそれがある。
【００２０】
前記六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）は、粒子サイズ０．５〜１０μｍの粉末を使用することが好ましいが、前記粉末の粒子サイズは、消費者の要求または製造者の必要に応じて適切に調節することができる。
【００２１】
前記充填剤は、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）を単独で使用することもできるが、必要に応じて金属酸化物、非酸化物、またはこれらの組み合わせを混合して使用することができる。前記六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）と金属酸化物、非酸化物またはこれらの組み合わせとを４０〜６０：６０〜４０重量％の混合比で混合して使用することが好ましいが、さらに好ましくは５０：５０重量％である。
【００２２】
前記金属酸化物は、Ａｌ２Ｏ-３、ＺｒＯ２、ＳｉＯ-２、およびＭｎＯ２の中から１種またはそれ以上を選択して使用することが好ましく、前記非酸化物は、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、およびＢ４Ｃなどの中から１種またはそれ以上を選択して使用することが好ましい。
【００２３】
一方、本発明で使用する六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）は、黒鉛炉を用いて２０００℃以上で加熱して酸素、水素、炭素を除去した後、１９５０〜２１５０℃で窒素にて置換して製造される低密度の白色粉末であって、潤滑性および耐食性、耐熱性、絶縁性などの物性に優れるうえ、窒素気流中で２１００℃まで分解ガスが発生しないことに特徴がある。
【００２４】
窒化ホウ素（ＢＮ）は、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）、ウルツ鉱型窒化ホウ素（ｗＢＮ）、菱面体型窒化ホウ素（ｒＢＮ）、および六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）の４種類が知られている。本発明では、厨房用料理器具のコーティング組成物として使用するとき、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）以上に卓越した非粘着性(Non-stick)を発揮することが可能な六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）と、結合剤としてのシリカゾルおよびアルコキシシランとを混合して、塗料組成物を製造することにより、厨房器具に前記塗料組成物をコートすれば長期間を使用しても磨耗または変色が発生せず、飲食物の調理の際に油飛びまたは飲食物の焦げ付き現象が発生しないうえ、高温でも有害ガスまたは有害物質の発生が全くなくて人体に無害であり、調理の際には熱伝導率が高くて燃料費が節減されるという利点がある。
【００２５】
本発明において、前記アルコキシシランは、無機質結合剤を化学反応によって結合させる役割を果たすもので、シリカゾル１００重量部に対して６０〜１２０重量部使用することが好ましい。アルコキシシランの使用量が６０重量部未満であれば、アルコキシシランの使用量の不足により無機質結合剤間の結合力が低下するおそれがあり、前記アルコキシシランの使用量が１２０重量部超過であれば、その他の結合剤の添加量に対するアルコキシシランの使用量の過多により高温でコーティング層が剥離するおそれがある。
【００２６】
一方、本発明で使用されるアルコキシシランは、メチルトリメトキシシラン［ＣＨ３Ｓｉ（ＣＨ３Ｏ）３］、テトラメトキシシラン［Ｓｉ（ＣＨ３Ｏ）４］、トリメチルエトキシシラン［（ＣＨ３）３Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）］、およびテトラエトキシシラン［Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４］の中から１種またはそれ以上を選択して使用することが好ましい。
【００２７】
本発明において、アルコールは、無機質充填剤を混合させる溶媒の役割を果たすもので、シリカゾル１００重量部に対して４０〜１３０重量部使用することが好ましい。アルコールの使用量が４０重量部未満であれば、アルコールの使用量の低下により無機質充填剤が十分混合されないおそれがあり、アルコールの使用量が１３０重量部超過であれば、アルコールの使用量の過多により、無機質充填剤は十分混合させることができるが、アルコールの使用量に比べてその効果が微弱である。
【００２８】
本発明で使用されるアルコールは、メチルアルコールおよびイソプロピルアルコールの中から１種を選択して使用することが好ましいが、消費者の要求または製造者の必要に応じて前記アルコールと同等以上の効果を示すものであれば、特に限定されない。
【００２９】
本発明において、触媒は、無機塗料の熟成および保管性を向上させる役割を果たすもので、シリカゾル１００重量部に対して０．５〜３重量部使用することが好ましい。触媒の使用量が０．５重量部未満であれば、触媒の使用量の低下により熟成時間が長くなるおそれがあり、触媒の使用量が３重量部超過であれば、塗料の安定的な使用時間が急激に短くなるおそれがある。
【００３０】
本発明で使用される触媒は、塩酸、蟻酸および酢酸の中から１種を選択して使用することが好ましいが、消費者の要求または製造者の必要に応じて前記触媒と同等以上の効果を示すものであれば、特に限定されない。
【００３１】
前述したように構成される本発明の塗料組成物は、必要に応じて、シリカゾル１００重量部に対して顔料１〜３０重量部をさらに添加して使用することができる。顔料の使用量が１重量部未満であれば、コーティング層の色相が鮮明でないおそれがあり、顔料の使用量が３０重量部超過であれば、コーティング層の色相があまり明るくなるおそれがある。
【００３２】
前記塗料組成物に使用される顔料は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化第２鉄（Ｆｅ-２Ｏ３）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、炭素（C）、およびコバルト（Ｃｏ）の中から１種を選択して使用することが好ましいが、消費者の要求または製造者の必要に応じて前記顔料と同等以上の物性を維持することができるものであれば、特に限定されない。
【００３３】
本発明の塗料組成物は、コーティング層の強度およびコーティング剤の物性を向上させるために、メチルポリシロキサンのような分散剤、銀ナノゾル、アルミナゾル、ジルコニアゾルなどを必要に応じてそれぞれ１〜５重量部添加して使用することができる。
【００３４】
一方、前記銀ナノゾル、アルミナゾルおよびジルコニアゾルを塗料組成物に添加する場合には、粒子サイズ１０〜５０ｎｍの銀粉末、アルミナ粉末およびジルコニア粉末各５〜２０重量％に水８０〜９５重量％を混合して使用することが好ましいが、消費者の要求または製造者の必要に応じて前記混合物の量を適切に調節して使用することができる。
【００３５】
このように構成される本発明の非粘着性塗料組成物を用いて厨房容器をコートする場合、長期間使用の際にも磨耗または変色するおそれがなく、調理の際に油飛びまたは飲食物の焦げ付き現象が発生せず、高温でも有害ガスの発生が全くなくて人体に無害であるうえ、使用の際に高い熱伝導率によりエネルギーが低減できる。
【００３６】
六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）を充填剤として添加して製造される塗料は、コーティングの際に粉塵の付着を防止し、撥水性に優れるため、厨房用品の他にも、紫外線遮断剤などを添加する場合には建築用内・外装材または自動車用塗料として使用することができるという利点がある。
【００３７】
以下、本発明に係る塗料組成物の製造方法について詳細に説明する。
【００３８】
本発明は、１）六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）の充填剤とアルコールとを混合して２〜１０時間粉砕する粉砕段階と、２）前記１）粉砕段階で粉砕した混合物にシリカゾルと触媒を添加して４０〜５０ｒｐｍの速度で５〜１０分間混合する混合段階と、３）前記２）混合段階で混合した混合物にアルコキシシランを添加して２０〜３０℃で２〜１５時間攪拌しながら熟成させる熟成段階とを含んでなる、塗料組成物の製造方法を提供する。
【００３９】
次に、本発明に係る非粘着性塗料組成物の製造方法を各工程別に詳細に説明する。
【００４０】
前記１）粉砕段階は、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）を含む無機充填剤をアルコールと混合させてボールミルなどの粉砕機で０．５〜１０μｍとなるように粉砕する段階である。このように粉砕された無機充填剤を塗料組成物に添加して厨房器具の表面にコートすると、優れた潤滑性により、飲食物の調理の際に調理器具への飲食物の焦げ付きを防止するうえ、異物の付着を防止することができる。前記六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）を含む無機充填剤とアルコールとの混合量は、前述したことがあるので、ここで具体的な説明を省略する。
【００４１】
前記２）混合段階は、前記粉砕段階で粉砕した混合物にシリカゾルおよび触媒を添加し、混合タンクで４０〜５０ｒｐｍの速度で５〜１０分間混合させる段階である。この際、前記攪拌速度が４０ｒｐｍ未満の場合または前記攪拌時間が５分未満の場合には、十分混合されないおそれがあり、前記攪拌速度が５０ｒｐｍ超過の場合または前記攪拌時間が１０分超過の場合には、添加物は十分混合されるが、その効果が微弱である。前記シリカゾルおよび触媒の混合量は、前述したことがあるので、ここで具体的な説明を省略する。
【００４２】
前記２）混合段階でシリカゾルおよび触媒を混合するとき、必要に応じてメチルポリシロキサンなどの分散剤、銀ナノゾル、アルミナゾル、ジルコニアゾルを選択的にそれぞれ１〜５重量部添加して使用することができる。
【００４３】
前記３）熟成段階は、前記２）混合段階で混合した混合物にアルコキシシランを添加して２０〜３０℃で２〜１５時間攪拌しながら熟成させる段階である。この際、攪拌温度が２０℃未満の場合または攪拌時間が２時間未満の場合には、混合物が十分攪拌されないため、縮重合反応の不足によりコーティング層の結合力が低下するおそれがあり、攪拌温度が３０℃超過の場合または攪拌時間が１５時間超過の場合には、混合物は十分攪拌されるが、過反応により接合力が低下するおそれがある。前記アルコキシシランの混合量は、前記で既に言及したことがあるので、ここで具体的な説明を省略する。
【００４４】
一方、前記方法によって製造される非粘着性塗料組成物を用いて厨房器具にコーティング層を形成させる方法は、まず、前処理済みの基材の表面に、金剛砂１００〜１２０＃を用いてサンドブラストして凸凹を形成した後、その表面に、前記塗料組成物から製造された塗料をスプレーガンによって２０〜４０μｍの厚さで塗布してコート膜を形成し、しかる後に、２００±５℃の温度で３０±２分間焼結させて基材の表面にコーティング層を形成する。
【００４５】
以下、本発明の内容を実施例によってさらに詳細に説明する。これらの実施例は、本発明の内容を理解するために提示されるものに過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００４６】
１．非粘着性塗料組成物および試片の製造
（実施例１）
シリカゾル１００重量部を基準として、まず、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）６０重量部にイソプロピルアルコール１３０重量部を混合し、６時間ボールミルで０．５〜１０μｍの粒子サイズに粉砕した。ここにシリカゾル１００重量部と蟻酸０．５重量部を添加し、７分間混合した後、メチルトリメトキシシラン１２０重量部を添加し、２７℃で８時間攪拌および熟成させて塗料組成物を製造した。この塗料組成物を、金剛砂１００＃でサンドブラストして凸凹を形成させたアルミニウム材質のフライパンの表面にスプレーガンによって３０μｍの厚さで塗布することにより、コーティング膜を形成した後、２００℃の温度で３０分間焼結させてコートした。
【００４７】
（実施例２）
シリカゾル１００重量部を基準として、まず、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）５重量部にイソプロピルアルコール４０重量部を混合し、６時間ボールミルで０．５〜１０μｍの粒子サイズに粉砕した。ここにシリカゾル１００重量部と蟻酸３重量部を添加し、７分間混合した後、メチルトリメトキシシラン９０重量部を添加し、２７℃で８時間攪拌および熟成させて塗料組成物を製造した。この塗料組成物を、実施例１の方法と同様にしてアルミニウム材質のフライパンの表面にコートした。
【００４８】
（実施例３）
シリカゾル１００重量部を基準として、まず、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）３０重量部にイソプロピルアルコール９０重量部を混合し、６時間ボールミルで０．５〜１０μｍの粒子サイズに粉砕した。ここにシリカゾル１００重量部と蟻酸２重量部を添加し、７分間混合した後、メチルトリメトキシシラン６０重量部を添加し、２７℃で８時間攪拌および熟成させて塗料組成物を製造した。この塗料組成物を、実施例１の方法と同様にしてアルミニウム材質のフライパンの表面にコートした。
【００４９】
実施例１〜３の塗料組成物で使用するシリカゾルは、粒径１０〜５０ｎｍのシリカ３０重量％と水７０重量部とを混合させたものを使用した。
【００５０】
（比較例１）
シリカゾル１００重量部を基準として、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）７０重量部にイソプロピルアルコール１５０重量部を混合し、６時間ボールミルで０．５〜１０μｍの粒子サイズに粉砕した。ここにシリカゾル１００重量部と蟻酸０．５重量部を添加し、７分間混合した後、メチルトリメトキシシラン１２０重量部を添加し、２７℃で８時間攪拌および熟成させて塗料組成物を製造した。この塗料組成物を、実施例１の方法と同様にしてアルミニウム材質のフライパンの表面にコートした。
【００５１】
（比較例２）
シリカゾル１００重量部を基準として、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）３重量部にイソプロピルアルコール５０重量部を混合し、６時間ボールミルで０．５〜１０μｍの粒子サイズに粉砕した。ここにシリカゾル１００重量部と蟻酸３重量部を添加し、７分間混合した後、メチルトリメトキシシラン６０重量部を添加し、２７℃で８時間攪拌および熟成させて塗料組成物を製造した。この塗料組成物を、実施例１の方法と同様にアルミニウム材質のフライパンの表面にコートした。
【００５２】
（比較例３）
シリカゾル１００重量部にイソプロピルアルコール７０重量部および蟻酸２重量部を添加して７分間混合した後、メチルトリメトキシシラン１００重量部を添加し、２７℃で８時間攪拌および熟成させて塗料組成物を製造した。この塗料組成物を、実施例１の方法と同様にしてアルミニウム材質のフライパンの表面にコートした。
【００５３】
２．測定方法
１）塗膜強度は、ＫＳ Ｄ ８３０３（アルミニウムおよびアルミニウム合金の陽極酸化塗装複合皮膜の測定方法）の５．９「塗膜の鉛筆硬度抵抗性試験」に基づいて測定した。
【００５４】
２）耐食性は、ＫＳ Ｄ ８３０３（アルミニウムおよびアルミニウム合金の陽極酸化塗装複合皮膜の測定方法）の５．７「陽極酸化皮膜のキャス耐食性試験」に基づいて測定した。
【００５５】
３）耐水性は、コートされたアルミニウム板を横１００ｍｍ × 縦１００ｍｍのサイズに切断した後、重量を測定し、８０℃のイオン交換水に入れて３時間放置した後、重量変化および外観の膨れ現象を測定し、測定の結果、重量変化と膨れがない場合には◎、若干の重量変化がある場合には○、若干の重量と膨れがある場合には△、重量変化と膨れが多い場合には×を基準として評価した。
【００５６】
４）非粘着性は、１７０℃、１９０℃、２１０℃、２３０℃、２５０℃、および２７０℃で各温度別に３回にわたって卵フライを作りながら焦げ付きの程度を測定し、測定の結果、非常に優れた場合には◎、優れた場合には○、普通の場合には△、悪い場合には×を基準として評価した。
【００５７】
３．測定結果および評価
前記１．によってコートさせた実施例１〜３と比較例１〜３に対して前記２．の方法によって塗膜強度、耐食性、耐水性および非粘着性を測定し、その測定結果を表１および表２に示した。
【００５８】
【表１】
【００５９】
表１に示すように、本発明に係る実施例１〜３は、シリカゾルやアルコキシシランなどからなる結合剤に六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）を混合し、コートした後、硬化させることにより、塗膜が粗密に形成され、塗膜の表面に鉛筆芯を４５°に横にした状態で押さえながら均一な速度で塗膜の強度を７回測定したところ、９Ｈで破裂現象が発生しなかった。これに対し、比較例１および２は７Ｈ、比較例３は６Ｈで破裂現象が発生した。
【００６０】
耐食性試験では、試験槽の温度が５０℃に達したとき、塩水溶液を圧縮するための空気圧を９８±１０ＫＰａを維持しながら５４時間塩水溶液を一定の周期で噴霧し、腐蝕状態に応じて肉眼で観察した結果、実施例１〜３は試片に微細な痕跡が一部発見されたが、これに対し、比較例１〜３は肉眼で確認することが可能な斑点が発見された。
【００６１】
耐水性試験では、コートされたアルミニウム板を横１００ｍｍ × 縦１００ｍｍのサイズに切断した後、重量を測定し、８０℃のイオン交換水に入れて３時間放置した後、重量変化および外観の膨れ現象を測定したところ、実施例１〜３は重量変化および剥離現象が全くなかったが、これに対し、比較例１〜２は若干の重量変化と亀裂が確認され、比較例３は六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）を添加しないことにより、重量変化だけでなく、肉眼で確然として確認される亀裂または皺が発見された。
【００６２】
【表２】
【００６３】
表２に示すように、一定の割合の六方晶窒化ホウ素を含有した実施例１〜３の場合は、卵フライを作るときに油飛びまたは焦げ付き現象がないため、非粘着性に非常に優れる。これに対し、比較例１〜２の場合は、六方晶窒化ホウ素の使用量が基準範囲より少なくあるいは多く含有されることにより、フライパンの加熱温度が上昇するにつれて焦げ付き現象が発生することを確認することができ、比較例３の場合は、六方晶窒化ホウ素を含有しないことにより、フライパンに一定の熱が加えられると、油飛びまたは焦げ付き現象がより激しいものと評価された。
【００６４】
以上、本発明に係る非粘着性塗料組成物を用いた調理器具の優秀性については上記の実施例によって詳細に説明したが、本発明は、前述した構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を外れない範囲内において多様に置換、変形および変更させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の塗料組成物は、１）六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）の充填剤とアルコールとを混合して２〜１０時間粉砕する粉砕段階と、２）前記１）粉砕段階で粉砕した混合物にシリカゾルと触媒を添加して４０〜５０ｒｐｍの速度で５〜１０分間混合する混合段階と、３）前記２）混合段階で混合した混合物にアルコキシシランを添加して２０〜３０℃で２〜１５時間攪拌しながら熟成させる熟成段階とを経て製造される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非粘着性塗料組成物およびその製造方法に係り、さらに詳しくは、例えばアルミニウム、ステンレスなどの厨房器具の表面に、潤滑性に優れた六方晶窒化ホウ素（Hexagonal Boron Nitride、ｈＢＮ）と塗膜型結合剤とを混合してコーティング層を形成させることにより、非粘着性、耐熱性、耐食性および耐水性などを向上させるうえ、加熱時の熱伝導率を高めることが可能な非粘着性塗料組成物およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、厨房容器の内外装材として用いられるコーティング剤は、耐アルカリ性、耐酸性、耐磨耗性、耐久性および耐熱性などに対して優秀性が要求されることにより、フッ素樹脂またはシリコン樹脂を主成分とする。
【０００３】
前記フッ素樹脂は、テフロン（登録商標）コーティングとして多く知られているポリテトラフルオロエチレン（以下「ＰＴＦＥ」という）を主成分とするコーティング剤であって、韓国登録特許第００９９１３４号にはＰＴＦＥ−パーフルオロビニルエーテル共重合体とのブレンド、アクリレート系合成樹脂、および非イオン性界面活性剤を含んでなる、フローティング用フッ素樹脂コーティング組成物が開示されている。
【０００４】
ところが、このようなフッ素樹脂で厨房容器をコートすると、例えば耐久性や耐腐食性などに優れるうえ、飲食物調理の際に焦げ付かない特性（以下、「非粘着性」という）があるが、加熱する場合、ＰＴＦＥは、人体に有害な揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、特に過フッ化化合物（ＰＦＯＡ）の発生により、人体に流入すれば健康を害するおそれがある。一方、シリコン樹脂を用いた耐熱塗料の場合には、耐熱性が３００℃を超過せず、低い硬度により容易に磨耗するうえ、変色するという問題点があった。
【０００５】
かかる問題点を解決するための方案として、韓国登録実用新案公報第０４０３２５８号には、セラミックガラス材質のフライパンにセラミックコーティング層を形成して耐熱性と耐久性を向上させる、セラミックでコートされたセラミックガラスフライパンが開示されている。ところが、このような場合にはＰＴＦＥより非粘着(non-stick)性が著しく低下するという問題点があった。かかる問題点を解決するための方案として、上塗り層にフッ素シランやシリコンオイルなどの素材を混入して非粘着性を増加させる方法が試みられているが、このような方法においても、加熱の際に、２６０℃から混入素材の熱分解が行われてその性能が速く弱化し、耐久性および耐熱性が減少することにより、非粘着性特性を容易に失ってしまった。
【０００６】
したがって、本発明者は、上述した先行技術の問題点を解決するために鋭意研究した結果、厨房器具の表面に、六方晶窒化ホウ素と塗膜型結合剤とを混合してコートし、硬化させることにより、加熱の際に有害ガスが全く発生せず、高硬度により耐食性、耐熱性および耐久性などの物性を長期間維持し、４００℃以上の高温でも非粘着性特性を発揮する、優れた物性のコーティング組成物を開発し、本発明を完成するに至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国登録特許第００９９１３４号明細書
【特許文献２】韓国登録実用新案公報第０４０３２５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためのもので、厨房器具の表面に、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）と、例えばシリカゾル、アルコキシシランなどからなる結合剤とを混合してコートした後、硬化させることにより、高硬度により耐食性や耐水性などの機械的物性を長期間維持し、４００℃以上の高温でも非粘着性特性を発揮することができるため、異物の付着を防止し、飲食物を調理するときに油飛びまたは焦げ付き現象を防止することができる、非粘着性塗料組成物およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
特に、本発明で充填剤として用いられる六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）は、潤滑性および機械的物性に優れるうえ、窒素気流中で２１００℃まで分解ガスが発生せず、熱伝導率が高いことに特徴がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、シリカゾル１００重量部に対して充填剤としての六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）５〜６０重量部、アルコキシシラン６０〜１２０重量部、アルコール４０〜１３０重量部、および触媒０．５〜３重量部を含んでなる、非粘着性塗料組成物を提供する。
【００１１】
ここで、前記シリカゾルは、粒径１０〜５０ｎｍのシリカ２０〜４０重量％に水６０〜８０重量％を混合してなり、充填剤は、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）と、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ-２、ＳｉＯ２、ＭｎＯ２などの金属酸化物およびＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｂ４Ｃなどの非酸化物から選ばれた１種または２種とを混合して使用することができる。
【００１２】
前記アルコールはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールの中から１種を選択して使用し、アルコキシシランはメチルトリメトキシシラン［ＣＨ３Ｓｉ（ＣＨ３Ｏ）３］、テトラメトキシシラン［Ｓｉ（ＣＨ３Ｏ）４］、トリメチルエトキシシラン［（ＣＨ３）３Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）］、およびテトラエトキシシラン［Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４］の中から１種またはそれ以上を選択して使用する。
【００１３】
本発明の他の観点によれば、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）の充填剤とアルコールとを混合して２〜１０時間０．５〜１０μｍの粒子サイズに粉砕する粉砕段階と、前記粉砕段階で粉砕した混合物にシリカゾルと触媒を添加して４０〜５０ｒｐｍの速度で５〜１０分間混合する混合段階と、前記混合段階で混合した混合物にアルコキシシランを添加して２０〜３０℃で２〜１５時間攪拌しながら熟成させる熟成段階とを含んでなる、非粘着性塗料組成物の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、厨房器具の表面に、シリカゾル、アルコキシシランなどからなる塗膜型結合剤と潤滑性に優れた六方晶窒化ホウ素とを混合してコートした後、硬化させることにより、加熱の際に有害ガスが発生せず、高硬度により耐食性や耐水性などの機械的物性を長期間維持し、４００℃以上の高温でも非粘着性特性を発揮することができるため、厨房器具を長期間使用する場合にも磨耗または変色するおそれがないうえ、飲食物の調理の際に油飛びまたは焦げ付き現象が発生せず、高い熱伝導率によりエネルギーを低減させることができる。また、本発明は、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）を充填剤として添加して製造することにより、厨房器具への異物の付着を防止し、撥水性に優れるため、厨房用品の他にも紫外線遮断剤などを添加して建築用内外装材または自動車用塗料として使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る非粘着性塗料組成物について詳細に説明する。
【００１６】
本発明は、シリカゾル１００重量部に対して充填剤としての六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）５〜６０重量部、アルコキシシラン６０〜１２０重量部、アルコール４０〜１３０重量部、および触媒０．５〜３重量部を含んでなる、非粘着性塗料組成物を提供する。
【００１７】
本発明において、シリカゾルは、コーティング層の耐久性や耐磨耗性などの機械的物性および耐食性などの化学的物性を向上させる役割を果たすもので、その使用量は１００重量部であることが好ましい。シリカゾルの使用量が１００重量部未満であれば、シリカゾルの使用量の低下によりコーティング層の物性が低下するおそれがあり、シリカゾルの使用量が１００重量部超過であれば、コーティング層の物性は向上するが、それによる効果が微弱である。
【００１８】
一方、前記シリカゾルは、粒径１０〜５０ｎｍのシリカ２０〜４０重量％に水６０〜８０重量％を混合して使用することが好ましいが、その混合割合は消費者の要求または製造者の必要に応じて適切に調節することができる。
【００１９】
本発明で前記充填剤として用いられる六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）は、潤滑性に優れるため、飲食物の調理の際に油が飛んだり調理器具に飲食物が焦げ付いたりすることを防止する役割を果たすもので、シリカゾル１００重量部に対して５〜６０重量部使用することが好ましいが、さらに好ましくは２０〜４０重量部である。充填剤の使用量が５重量部未満であれば、飲食物の調理の際に調理容器に飲食物が焦げ付いたり油が飛んだりするおそれがあり、充填剤の使用量が６０重量部超過であれば、潤滑性に優れるため、飲食物の調理の際に油飛びまたは飲食物の焦げ付きを防止することはできるが、その他の混合物の使用量不足によりコーティング層の寿命が低下するおそれがある。
【００２０】
前記六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）は、粒子サイズ０．５〜１０μｍの粉末を使用することが好ましいが、前記粉末の粒子サイズは、消費者の要求または製造者の必要に応じて適切に調節することができる。
【００２１】
前記充填剤は、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）を単独で使用することもできるが、必要に応じて金属酸化物、非酸化物、またはこれらの組み合わせを混合して使用することができる。前記六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）と金属酸化物、非酸化物またはこれらの組み合わせとを４０〜６０：６０〜４０重量％の混合比で混合して使用することが好ましいが、さらに好ましくは５０：５０重量％である。
【００２２】
前記金属酸化物は、Ａｌ２Ｏ-３、ＺｒＯ２、ＳｉＯ-２、およびＭｎＯ２の中から１種またはそれ以上を選択して使用することが好ましく、前記非酸化物は、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、およびＢ４Ｃなどの中から１種またはそれ以上を選択して使用することが好ましい。
【００２３】
一方、本発明で使用する六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）は、黒鉛炉を用いて２０００℃以上で加熱して酸素、水素、炭素を除去した後、１９５０〜２１５０℃で窒素にて置換して製造される低密度の白色粉末であって、潤滑性および耐食性、耐熱性、絶縁性などの物性に優れるうえ、窒素気流中で２１００℃まで分解ガスが発生しないことに特徴がある。
【００２４】
窒化ホウ素（ＢＮ）は、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）、ウルツ鉱型窒化ホウ素（ｗＢＮ）、菱面体型窒化ホウ素（ｒＢＮ）、および六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）の４種類が知られている。本発明では、厨房用料理器具のコーティング組成物として使用するとき、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）以上に卓越した非粘着性(Non-stick)を発揮することが可能な六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）と、結合剤としてのシリカゾルおよびアルコキシシランとを混合して、塗料組成物を製造することにより、厨房器具に前記塗料組成物をコートすれば長期間を使用しても磨耗または変色が発生せず、飲食物の調理の際に油飛びまたは飲食物の焦げ付き現象が発生しないうえ、高温でも有害ガスまたは有害物質の発生が全くなくて人体に無害であり、調理の際には熱伝導率が高くて燃料費が節減されるという利点がある。
【００２５】
本発明において、前記アルコキシシランは、無機質結合剤を化学反応によって結合させる役割を果たすもので、シリカゾル１００重量部に対して６０〜１２０重量部使用することが好ましい。アルコキシシランの使用量が６０重量部未満であれば、アルコキシシランの使用量の不足により無機質結合剤間の結合力が低下するおそれがあり、前記アルコキシシランの使用量が１２０重量部超過であれば、その他の結合剤の添加量に対するアルコキシシランの使用量の過多により高温でコーティング層が剥離するおそれがある。
【００２６】
一方、本発明で使用されるアルコキシシランは、メチルトリメトキシシラン［ＣＨ３Ｓｉ（ＣＨ３Ｏ）３］、テトラメトキシシラン［Ｓｉ（ＣＨ３Ｏ）４］、トリメチルエトキシシラン［（ＣＨ３）３Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）］、およびテトラエトキシシラン［Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４］の中から１種またはそれ以上を選択して使用することが好ましい。
【００２７】
本発明において、アルコールは、無機質充填剤を混合させる溶媒の役割を果たすもので、シリカゾル１００重量部に対して４０〜１３０重量部使用することが好ましい。アルコールの使用量が４０重量部未満であれば、アルコールの使用量の低下により無機質充填剤が十分混合されないおそれがあり、アルコールの使用量が１３０重量部超過であれば、アルコールの使用量の過多により、無機質充填剤は十分混合させることができるが、アルコールの使用量に比べてその効果が微弱である。
【００２８】
本発明で使用されるアルコールは、メチルアルコールおよびイソプロピルアルコールの中から１種を選択して使用することが好ましいが、消費者の要求または製造者の必要に応じて前記アルコールと同等以上の効果を示すものであれば、特に限定されない。
【００２９】
本発明において、触媒は、無機塗料の熟成および保管性を向上させる役割を果たすもので、シリカゾル１００重量部に対して０．５〜３重量部使用することが好ましい。触媒の使用量が０．５重量部未満であれば、触媒の使用量の低下により熟成時間が長くなるおそれがあり、触媒の使用量が３重量部超過であれば、塗料の安定的な使用時間が急激に短くなるおそれがある。
【００３０】
本発明で使用される触媒は、塩酸、蟻酸および酢酸の中から１種を選択して使用することが好ましいが、消費者の要求または製造者の必要に応じて前記触媒と同等以上の効果を示すものであれば、特に限定されない。
【００３１】
前述したように構成される本発明の塗料組成物は、必要に応じて、シリカゾル１００重量部に対して顔料１〜３０重量部をさらに添加して使用することができる。顔料の使用量が１重量部未満であれば、コーティング層の色相が鮮明でないおそれがあり、顔料の使用量が３０重量部超過であれば、コーティング層の色相があまり明るくなるおそれがある。
【００３２】
前記塗料組成物に使用される顔料は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化第２鉄（Ｆｅ-２Ｏ３）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、炭素（C）、およびコバルト（Ｃｏ）の中から１種を選択して使用することが好ましいが、消費者の要求または製造者の必要に応じて前記顔料と同等以上の物性を維持することができるものであれば、特に限定されない。
【００３３】
本発明の塗料組成物は、コーティング層の強度およびコーティング剤の物性を向上させるために、メチルポリシロキサンのような分散剤、銀ナノゾル、アルミナゾル、ジルコニアゾルなどを必要に応じてそれぞれ１〜５重量部添加して使用することができる。
【００３４】
一方、前記銀ナノゾル、アルミナゾルおよびジルコニアゾルを塗料組成物に添加する場合には、粒子サイズ１０〜５０ｎｍの銀粉末、アルミナ粉末およびジルコニア粉末各５〜２０重量％に水８０〜９５重量％を混合して使用することが好ましいが、消費者の要求または製造者の必要に応じて前記混合物の量を適切に調節して使用することができる。
【００３５】
このように構成される本発明の非粘着性塗料組成物を用いて厨房容器をコートする場合、長期間使用の際にも磨耗または変色するおそれがなく、調理の際に油飛びまたは飲食物の焦げ付き現象が発生せず、高温でも有害ガスの発生が全くなくて人体に無害であるうえ、使用の際に高い熱伝導率によりエネルギーが低減できる。
【００３６】
六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）を充填剤として添加して製造される塗料は、コーティングの際に粉塵の付着を防止し、撥水性に優れるため、厨房用品の他にも、紫外線遮断剤などを添加する場合には建築用内・外装材または自動車用塗料として使用することができるという利点がある。
【００３７】
以下、本発明に係る塗料組成物の製造方法について詳細に説明する。
【００３８】
本発明は、１）六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）の充填剤とアルコールとを混合して２〜１０時間粉砕する粉砕段階と、２）前記１）粉砕段階で粉砕した混合物にシリカゾルと触媒を添加して４０〜５０ｒｐｍの速度で５〜１０分間混合する混合段階と、３）前記２）混合段階で混合した混合物にアルコキシシランを添加して２０〜３０℃で２〜１５時間攪拌しながら熟成させる熟成段階とを含んでなる、塗料組成物の製造方法を提供する。
【００３９】
次に、本発明に係る非粘着性塗料組成物の製造方法を各工程別に詳細に説明する。
【００４０】
前記１）粉砕段階は、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）を含む無機充填剤をアルコールと混合させてボールミルなどの粉砕機で０．５〜１０μｍとなるように粉砕する段階である。このように粉砕された無機充填剤を塗料組成物に添加して厨房器具の表面にコートすると、優れた潤滑性により、飲食物の調理の際に調理器具への飲食物の焦げ付きを防止するうえ、異物の付着を防止することができる。前記六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）を含む無機充填剤とアルコールとの混合量は、前述したことがあるので、ここで具体的な説明を省略する。
【００４１】
前記２）混合段階は、前記粉砕段階で粉砕した混合物にシリカゾルおよび触媒を添加し、混合タンクで４０〜５０ｒｐｍの速度で５〜１０分間混合させる段階である。この際、前記攪拌速度が４０ｒｐｍ未満の場合または前記攪拌時間が５分未満の場合には、十分混合されないおそれがあり、前記攪拌速度が５０ｒｐｍ超過の場合または前記攪拌時間が１０分超過の場合には、添加物は十分混合されるが、その効果が微弱である。前記シリカゾルおよび触媒の混合量は、前述したことがあるので、ここで具体的な説明を省略する。
【００４２】
前記２）混合段階でシリカゾルおよび触媒を混合するとき、必要に応じてメチルポリシロキサンなどの分散剤、銀ナノゾル、アルミナゾル、ジルコニアゾルを選択的にそれぞれ１〜５重量部添加して使用することができる。
【００４３】
前記３）熟成段階は、前記２）混合段階で混合した混合物にアルコキシシランを添加して２０〜３０℃で２〜１５時間攪拌しながら熟成させる段階である。この際、攪拌温度が２０℃未満の場合または攪拌時間が２時間未満の場合には、混合物が十分攪拌されないため、縮重合反応の不足によりコーティング層の結合力が低下するおそれがあり、攪拌温度が３０℃超過の場合または攪拌時間が１５時間超過の場合には、混合物は十分攪拌されるが、過反応により接合力が低下するおそれがある。前記アルコキシシランの混合量は、前記で既に言及したことがあるので、ここで具体的な説明を省略する。
【００４４】
一方、前記方法によって製造される非粘着性塗料組成物を用いて厨房器具にコーティング層を形成させる方法は、まず、前処理済みの基材の表面に、金剛砂１００〜１２０＃を用いてサンドブラストして凸凹を形成した後、その表面に、前記塗料組成物から製造された塗料をスプレーガンによって２０〜４０μｍの厚さで塗布してコート膜を形成し、しかる後に、２００±５℃の温度で３０±２分間焼結させて基材の表面にコーティング層を形成する。
【００４５】
以下、本発明の内容を実施例によってさらに詳細に説明する。これらの実施例は、本発明の内容を理解するために提示されるものに過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００４６】
１．非粘着性塗料組成物および試片の製造
（実施例１）
シリカゾル１００重量部を基準として、まず、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）６０重量部にイソプロピルアルコール１３０重量部を混合し、６時間ボールミルで０．５〜１０μｍの粒子サイズに粉砕した。ここにシリカゾル１００重量部と蟻酸０．５重量部を添加し、７分間混合した後、メチルトリメトキシシラン１２０重量部を添加し、２７℃で８時間攪拌および熟成させて塗料組成物を製造した。この塗料組成物を、金剛砂１００＃でサンドブラストして凸凹を形成させたアルミニウム材質のフライパンの表面にスプレーガンによって３０μｍの厚さで塗布することにより、コーティング膜を形成した後、２００℃の温度で３０分間焼結させてコートした。
【００４７】
（実施例２）
シリカゾル１００重量部を基準として、まず、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）５重量部にイソプロピルアルコール４０重量部を混合し、６時間ボールミルで０．５〜１０μｍの粒子サイズに粉砕した。ここにシリカゾル１００重量部と蟻酸３重量部を添加し、７分間混合した後、メチルトリメトキシシラン９０重量部を添加し、２７℃で８時間攪拌および熟成させて塗料組成物を製造した。この塗料組成物を、実施例１の方法と同様にしてアルミニウム材質のフライパンの表面にコートした。
【００４８】
（実施例３）
シリカゾル１００重量部を基準として、まず、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）３０重量部にイソプロピルアルコール９０重量部を混合し、６時間ボールミルで０．５〜１０μｍの粒子サイズに粉砕した。ここにシリカゾル１００重量部と蟻酸２重量部を添加し、７分間混合した後、メチルトリメトキシシラン６０重量部を添加し、２７℃で８時間攪拌および熟成させて塗料組成物を製造した。この塗料組成物を、実施例１の方法と同様にしてアルミニウム材質のフライパンの表面にコートした。
【００４９】
実施例１〜３の塗料組成物で使用するシリカゾルは、粒径１０〜５０ｎｍのシリカ３０重量％と水７０重量部とを混合させたものを使用した。
【００５０】
（比較例１）
シリカゾル１００重量部を基準として、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）７０重量部にイソプロピルアルコール１５０重量部を混合し、６時間ボールミルで０．５〜１０μｍの粒子サイズに粉砕した。ここにシリカゾル１００重量部と蟻酸０．５重量部を添加し、７分間混合した後、メチルトリメトキシシラン１２０重量部を添加し、２７℃で８時間攪拌および熟成させて塗料組成物を製造した。この塗料組成物を、実施例１の方法と同様にしてアルミニウム材質のフライパンの表面にコートした。
【００５１】
（比較例２）
シリカゾル１００重量部を基準として、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）３重量部にイソプロピルアルコール５０重量部を混合し、６時間ボールミルで０．５〜１０μｍの粒子サイズに粉砕した。ここにシリカゾル１００重量部と蟻酸３重量部を添加し、７分間混合した後、メチルトリメトキシシラン６０重量部を添加し、２７℃で８時間攪拌および熟成させて塗料組成物を製造した。この塗料組成物を、実施例１の方法と同様にアルミニウム材質のフライパンの表面にコートした。
【００５２】
（比較例３）
シリカゾル１００重量部にイソプロピルアルコール７０重量部および蟻酸２重量部を添加して７分間混合した後、メチルトリメトキシシラン１００重量部を添加し、２７℃で８時間攪拌および熟成させて塗料組成物を製造した。この塗料組成物を、実施例１の方法と同様にしてアルミニウム材質のフライパンの表面にコートした。
【００５３】
２．測定方法
１）塗膜強度は、ＫＳ Ｄ ８３０３（アルミニウムおよびアルミニウム合金の陽極酸化塗装複合皮膜の測定方法）の５．９「塗膜の鉛筆硬度抵抗性試験」に基づいて測定した。
【００５４】
２）耐食性は、ＫＳ Ｄ ８３０３（アルミニウムおよびアルミニウム合金の陽極酸化塗装複合皮膜の測定方法）の５．７「陽極酸化皮膜のキャス耐食性試験」に基づいて測定した。
【００５５】
３）耐水性は、コートされたアルミニウム板を横１００ｍｍ × 縦１００ｍｍのサイズに切断した後、重量を測定し、８０℃のイオン交換水に入れて３時間放置した後、重量変化および外観の膨れ現象を測定し、測定の結果、重量変化と膨れがない場合には◎、若干の重量変化がある場合には○、若干の重量と膨れがある場合には△、重量変化と膨れが多い場合には×を基準として評価した。
【００５６】
４）非粘着性は、１７０℃、１９０℃、２１０℃、２３０℃、２５０℃、および２７０℃で各温度別に３回にわたって卵フライを作りながら焦げ付きの程度を測定し、測定の結果、非常に優れた場合には◎、優れた場合には○、普通の場合には△、悪い場合には×を基準として評価した。
【００５７】
３．測定結果および評価
前記１．によってコートさせた実施例１〜３と比較例１〜３に対して前記２．の方法によって塗膜強度、耐食性、耐水性および非粘着性を測定し、その測定結果を表１および表２に示した。
【００５８】
【表１】
【００５９】
表１に示すように、本発明に係る実施例１〜３は、シリカゾルやアルコキシシランなどからなる結合剤に六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）を混合し、コートした後、硬化させることにより、塗膜が粗密に形成され、塗膜の表面に鉛筆芯を４５°に横にした状態で押さえながら均一な速度で塗膜の強度を７回測定したところ、９Ｈで破裂現象が発生しなかった。これに対し、比較例１および２は７Ｈ、比較例３は６Ｈで破裂現象が発生した。
【００６０】
耐食性試験では、試験槽の温度が５０℃に達したとき、塩水溶液を圧縮するための空気圧を９８±１０ＫＰａを維持しながら５４時間塩水溶液を一定の周期で噴霧し、腐蝕状態に応じて肉眼で観察した結果、実施例１〜３は試片に微細な痕跡が一部発見されたが、これに対し、比較例１〜３は肉眼で確認することが可能な斑点が発見された。
【００６１】
耐水性試験では、コートされたアルミニウム板を横１００ｍｍ × 縦１００ｍｍのサイズに切断した後、重量を測定し、８０℃のイオン交換水に入れて３時間放置した後、重量変化および外観の膨れ現象を測定したところ、実施例１〜３は重量変化および剥離現象が全くなかったが、これに対し、比較例１〜２は若干の重量変化と亀裂が確認され、比較例３は六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）を添加しないことにより、重量変化だけでなく、肉眼で確然として確認される亀裂または皺が発見された。
【００６２】
【表２】
【００６３】
表２に示すように、一定の割合の六方晶窒化ホウ素を含有した実施例１〜３の場合は、卵フライを作るときに油飛びまたは焦げ付き現象がないため、非粘着性に非常に優れる。これに対し、比較例１〜２の場合は、六方晶窒化ホウ素の使用量が基準範囲より少なくあるいは多く含有されることにより、フライパンの加熱温度が上昇するにつれて焦げ付き現象が発生することを確認することができ、比較例３の場合は、六方晶窒化ホウ素を含有しないことにより、フライパンに一定の熱が加えられると、油飛びまたは焦げ付き現象がより激しいものと評価された。
【００６４】
以上、本発明に係る非粘着性塗料組成物を用いた調理器具の優秀性については上記の実施例によって詳細に説明したが、本発明は、前述した構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を外れない範囲内において多様に置換、変形および変更させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の塗料組成物は、１）六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）の充填剤とアルコールとを混合して２〜１０時間粉砕する粉砕段階と、２）前記１）粉砕段階で粉砕した混合物にシリカゾルと触媒を添加して４０〜５０ｒｐｍの速度で５〜１０分間混合する混合段階と、３）前記２）混合段階で混合した混合物にアルコキシシランを添加して２０〜３０℃で２〜１５時間攪拌しながら熟成させる熟成段階とを経て製造される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非粘着性塗料組成物において、
前記非粘着性塗料組成物は、粒径１０〜５０ｎｍのシリカ２０〜４０重量％に水６０〜８０重量％を混合してなるシリカゾル１００重量部に対して、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）４０〜６０重量％と金属酸化物、非酸化物またはこれらの組み合わせ６０〜４０重量％とを混合した充填剤５〜６０重量部、アルコキシシラン６０〜１２０重量部、メチルアルコールまたはイソプロピルアルコール４０〜１３０重量部、および触媒０．５〜３重量部を含んでなり、
前記金属酸化物はＡｌ２Ｏ３またはＺｒＯ２であり、前記非酸化物はＳｉ３Ｎ４またはＢ４Ｃであることを特徴とする、非粘着性塗料組成物。
【請求項２】
前記アルコキシシランは、メチルトリメトキシシラン［ＣＨ３Ｓｉ（ＣＨ３Ｏ）３］、テトラメトキシシラン［Ｓｉ（ＣＨ３Ｏ）４］、トリメチルエトキシシラン［（ＣＨ３）３Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）］、およびテトラエトキシシラン［Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４］の中から１種またはそれ以上を選択して使用することを特徴とする、請求項１に記載の非粘着性塗料組成物。
【請求項３】
前記非粘着性塗料組成物は、１〜３０重量部の顔料をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の非粘着性塗料組成物。
【請求項４】
前記顔料は、二酸化チタン(ＴｉＯ２)、酸化第２鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、炭素（Ｃ）、およびコバルト（Ｃｏ）の中から１種またはそれ以上を選択して使用する、請求項３に記載の非粘着性塗料組成物。
【請求項５】
塗料組成物の製造方法において、
１）六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）４０〜６０重量％と金属酸化物、非酸化物またはこれらの組み合わせ６０〜４０重量％とを混合した充填剤と、メチルアルコールまたはイソプロピルアルコールとを混合して２〜１０時間粉砕する粉砕段階と、
２）前記１）粉砕段階で粉砕した混合物に、粒径１０〜５０ｎｍのシリカ２０〜４０重量％と水６０〜８０重量％とを混合してなるシリカゾルと触媒を添加し、４０〜５０ｒｐｍの速度で５〜１０分間混合する混合段階と、
３）前記２）混合段階で混合した混合物にアルコキシシランを添加して２０〜３０℃で２〜１５時間攪拌しながら熟成させる熟成段階とを含んでなり、
前記金属酸化物はＡｌ２Ｏ３またはＺｒＯ２であり、前記非酸化物はＳｉ３Ｎ４またはＢ４Ｃであることを特徴とする、非粘着性塗料組成物の製造方法。
【請求項１】
非粘着性塗料組成物において、
前記非粘着性塗料組成物は、粒径１０〜５０ｎｍのシリカ２０〜４０重量％に水６０〜８０重量％を混合してなるシリカゾル１００重量部に対して、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）４０〜６０重量％と金属酸化物、非酸化物またはこれらの組み合わせ６０〜４０重量％とを混合した充填剤５〜６０重量部、アルコキシシラン６０〜１２０重量部、メチルアルコールまたはイソプロピルアルコール４０〜１３０重量部、および触媒０．５〜３重量部を含んでなり、
前記金属酸化物はＡｌ２Ｏ３またはＺｒＯ２であり、前記非酸化物はＳｉ３Ｎ４またはＢ４Ｃであることを特徴とする、非粘着性塗料組成物。
【請求項２】
前記アルコキシシランは、メチルトリメトキシシラン［ＣＨ３Ｓｉ（ＣＨ３Ｏ）３］、テトラメトキシシラン［Ｓｉ（ＣＨ３Ｏ）４］、トリメチルエトキシシラン［（ＣＨ３）３Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）］、およびテトラエトキシシラン［Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４］の中から１種またはそれ以上を選択して使用することを特徴とする、請求項１に記載の非粘着性塗料組成物。
【請求項３】
前記非粘着性塗料組成物は、１〜３０重量部の顔料をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の非粘着性塗料組成物。
【請求項４】
前記顔料は、二酸化チタン(ＴｉＯ２)、酸化第２鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、炭素（Ｃ）、およびコバルト（Ｃｏ）の中から１種またはそれ以上を選択して使用する、請求項３に記載の非粘着性塗料組成物。
【請求項５】
塗料組成物の製造方法において、
１）六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）４０〜６０重量％と金属酸化物、非酸化物またはこれらの組み合わせ６０〜４０重量％とを混合した充填剤と、メチルアルコールまたはイソプロピルアルコールとを混合して２〜１０時間粉砕する粉砕段階と、
２）前記１）粉砕段階で粉砕した混合物に、粒径１０〜５０ｎｍのシリカ２０〜４０重量％と水６０〜８０重量％とを混合してなるシリカゾルと触媒を添加し、４０〜５０ｒｐｍの速度で５〜１０分間混合する混合段階と、
３）前記２）混合段階で混合した混合物にアルコキシシランを添加して２０〜３０℃で２〜１５時間攪拌しながら熟成させる熟成段階とを含んでなり、
前記金属酸化物はＡｌ２Ｏ３またはＺｒＯ２であり、前記非酸化物はＳｉ３Ｎ４またはＢ４Ｃであることを特徴とする、非粘着性塗料組成物の製造方法。
【公表番号】特表２０１１−５０３３２０（Ｐ２０１１−５０３３２０Ａ）
【公表日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３３９７７（Ｐ２０１０−５３３９７７）
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００９／００４０８１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０４４５３５
【国際公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【出願人】（５１０１２９２５５）
【氏名又は名称原語表記】ＫＩＭ，Ｔａｅ Ｗｏｏｎｇ
【住所又は居所原語表記】１２８−６１，Ｓａｎｇｂｏｎｇ−ｄｏｎｇ，Ｊｕｎｇｎａｎｇ−ｇｕ，Ｓｅｏｕｌ，１３１−２２０，Ｒｅｑｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【出願人】（５１０１２９２６６）
【氏名又は名称原語表記】Ｈａ，Ｓａｎｇ Ｈｏｏｎ
【住所又は居所原語表記】１８０−１，Ｄｅｏｋｋｅ−ｄｏｎｇ，Ｙａｎｇ−ｊｕ Ｃｉｔｙ，Ｋｙｏｎｇｇｉ−ｄｏ，４８２−０５０，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００９／００４０８１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０４４５３５
【国際公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【出願人】（５１０１２９２５５）
【氏名又は名称原語表記】ＫＩＭ，Ｔａｅ Ｗｏｏｎｇ
【住所又は居所原語表記】１２８−６１，Ｓａｎｇｂｏｎｇ−ｄｏｎｇ，Ｊｕｎｇｎａｎｇ−ｇｕ，Ｓｅｏｕｌ，１３１−２２０，Ｒｅｑｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【出願人】（５１０１２９２６６）
【氏名又は名称原語表記】Ｈａ，Ｓａｎｇ Ｈｏｏｎ
【住所又は居所原語表記】１８０−１，Ｄｅｏｋｋｅ−ｄｏｎｇ，Ｙａｎｇ−ｊｕ Ｃｉｔｙ，Ｋｙｏｎｇｇｉ−ｄｏ，４８２−０５０，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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