비점착 마무리재 document_id A220623067047

비점착 플루오로중합체 마무리재를 알루미늄과 같은 기재 상에 형성시켜 조리기구와 같은 용도들을 위해 이형 표면을 형성하는 기술은 전형적으로 기재 상에 적어도 2가지 코팅, 즉 기재에 부착시키는 프라이머로서 전형적으로 불리우는 언더코트, 및 오버코트를 사용하여, 비점착 코팅(마무리재)을 제공하는 것을 수반하였다. 플루오로중합체의 비점착 성질로 인해, 프라이머는 하나 이상의 접착 촉진제를 함유하도록 제조된다. 미국 특허 제5,562,991호(Tannenbaum)에 개시된 바와 같이, 콜로이드성 실리카 및 열 안정성 중합체 결합제(일반적으로 불소-비함유)가 접착 촉진제의 예이다. 접착 촉진제는 플루오로중합체 및 접착 촉진제의 총 중량을 기준으로 상당부, 전형적으로는 40 중량% 이상의 프라이머를 구성한다. 오버코트의 표면은 전부는 아니나 플루오로중합체가 풍부하다. 프라이머 및 오버코트의 양자 모두에서의 플루오로중합체의 존재는 상기 코팅들 간의 접착(코트 간 접착)을 촉진한다. 무기 비금속성 입자의 비교적 큰 입자를 프라이머 층에 혼입하여 비점착 마무리재의 내마모성을 증가시키는 것이 공지되었다. EP 0 724 915(Bignami)는 프라이머 층 내에서의, 6.5의 모스 경도(Moh's hardness)(820의 누프(Knoop)에 상당함)을 갖는 SiO2인 크리스토빌라이트(cristobilite)의 용도를 개시한다. 미국 특허 제6,291,054호(Thomas 등) 및 제6,761,964호(Tannenbaum)는 프라이머 층 내에서의, 보다 경질인, 바람직하게 1200 이상의 누프 경도를 갖는, 큰 세라믹 입자의 용도를 개시한다. 상기 미국 특허 제6,291,054호의 실시예 1에서, 단일 코트가 매우 두껍고(19.5 내지 59.7 마이크로미터) 중합체 결합제의 양이 플루오로중합체의 양을 초과하는 단일 코트 시스템이 개시되어 있다. 미국 특허 제6,863,974호(Shah 등)에서는, 프라이머 층 내에 플루오로중합체가 존재하지 않고, 10 마이크로미터 이상의 평균 입자 크기 및 5 이상의 모스 경도를 갖는 불활성 무기 입자 (세라믹 입자)와 함께 내열성 접착 촉진제 (중합체 결합제)만이 존재한다. 플루오로중합체-함유 탑코트 조성물 내에 접착 촉진제를 포함시킴으로써, 탑코트에 대한 코트 간 접착이 수득된다. 적어도 상기 미국 특허 '054호 및 '942 특허가 상업적인 기반에서는 내마모성의 향상을 제공하였으나, 내마모성의 추가 향상이 요망된다. 발명의 개요 본 발명은 내마모성의 추가 향상을 나타내는 기재 상의 비점착 마무리재를 제공한다. 따라서, 본 발명의 한 실시양태는 오버코트, 및 상기 오버코트를 기재에 부착시키는 프라이머를 포함한 비점착 코팅을 위에 갖는 기재로서, 상기 오버코트가 플루오로중합체, 및 건조 SBAR 방법에 의해 결정할 때 상기 코팅의 내마모성을 증가시키기 위한 유효량의, 10 마이크로미터 이상의 평균 입자 크기를 갖는 세라믹 입자를 포함하는 기재이다. 바람직하게, 약 10 마이크로미터 이상의 평균 크기를 갖는 세라믹 입자의 유효량은 건조 SBAR 방법에 의해 결정할 때 상기 기재 상의 코팅의 내마모성을 10% 이상 향상시키는 양이다. 오버코트는 프라이머가 아니며, 즉 오버코트가 적용되어 비점착 마무리재를 형성하게 되는 표면은 비점착 마무리재를 수용하는 나형(bare) 기재가 아니다. 그 대신에, 그 기재는 기재에 접착시키기 위한 프라이머 층을 가지고, 프라이머 층은 플루오로중합체/세라믹 입자-함유 오버코트를 위에 형성하게 되는 표면을 형성한다. 오버코트는, 그 오버코트의 조성물이 접착 촉진제를 함유하거나 함유하지 않고, 혹은 그것이 접착 촉진제를 함유하는 경우라도 기재에 상업적으로 유용한 접착을 제공하지 못할 정도의 소량으로 존재하기 때문에, 프라이머 층으로 기능할 수 없다. 전형적으로, 프라이머 층 내의 플루오로중합체의 존재는 비점착 플루오로중합체 층으로의 코트 간 접착을 위해 꼭 필요한 것이다. 그러나, 미국 특허 제6,863,974호에 기재된 바와 같이 프라이머 층이 플루오로중합체를 함유하지 않은 경우, 프라이머 층과 오버코트 층 사이의 코트 간 접착을 촉진하기 위해, 소량의 접착 촉진제가 오버코트 내에 존재할 수 있다. 따라서, 본 발명은 프라이머-층으로 코팅된 기재에 적용되는 상기 기재된 오버코트 층의 조합이다. 오버코트 층은 기재 상의 비점착 마무리재의 노출 표면으로 작용하거나, 미드코트로 작용할 수 있으며, 그 위에 탑코트가 형성된다. 탑코트는 전체 마무리재에 최량의 비점착 성질을 제공하기 위해, 미드코트보다 보다 큰 농도의 플루오로중합체를 가진다. 오버코트가 비점착 코팅의 노출 표면을 형성하는 (프라이밍된 기재 상의) 단일층이거나, 플루오로중합체 및 10 마이크로미터 이상의 평균 크기를 갖는 세라믹 입자를 함유하는 미드코트 층인지의 여부와 상관없이, 상기와 같은 층은 플루오로중합체 및 세라믹 입자의 총 중량을 기준으로 3 중량% 이상의 세라믹 입자를 함유하는 것이 바람직하다. 접착 촉진제가 상기 층과 프라이머 층 사이의 코트 간 접착을 촉진하기 위해 상기와 같은 층 내에 존재하는 경우, 접착 촉진제의 양은 오버코트 층 내 플루오로중합체 중량의 10 중량% 이하이어야 한다. 본원에 사용되는 오버코트라는 표현은, 비점착 마무리재의 노출 표면을 형성하는 단일 층으로서의 오버코트 및 미드코트 층과 탑코트 층의 복합체 내 미드코트 모두를 지칭한다. 놀랍게도, 오버코트 내 세라믹 입자의 존재는 실시예에서 입증되는 바와 같이 내마모성의 추가 향상을 제공한다. 따라서, 본 발명의 비점착 마무리재(코팅)는 놀랍게도 향상된 내마모성을 제공한다. 예를 들어, 오버코트 내의 소량의 세라믹 입자는 (a) 프라이머가 보다 많은 양의 동일한 세라믹 입자를 함유할 때, 또한 (b) 오버코트가 어떠한 세라믹 입자도 함유하지 않을 때보다 더 큰 내마모성을 나타낸다. 놀랍게도, 세라믹 입자를 오버코트 내에 둠으로써, 프라이머 층 내에 세라믹 입자를 사용하는 것보다 내마모성이 향상된다. 본 발명의 한 측면에서, 오버코트 층은 약 0.5 내지 1 mil(12.7 내지 25.4 마이크로미터)의 두께를 가진다. 또 다른 측면에서, 오버코트는 상기 세라믹 입자의 단 (minor) 치수보다 큰 두께를 가진다. 또 다른 측면에서, 오버코트의 두께는 세라믹 입자의 장(major) 치수보다 적다. 상기 측면들로부터, 세라믹 입자가 전형적으로 형상이 불규칙하고, 장 치수 (길이 또는 장축) 및 단 치수(높이 또는 단축)을 갖는 (확대 하에 볼 때) 그 외관이 자갈이나 정제와 유사하다는 것이 명백하다. 액체 매질 내지 프라이밍된 기재에 오버코트 조성물을 적용할 때, 입자는 생성된 오버코트의 두께 안에 깔리는 경향이 있고, 이로써 입자의 단 치수만이 코팅되는 기재에서 수직으로 확장하는 경향이 있다. 이는 양호한 비점착 노출 표면을 제공하는 경향이 있고, 이는 코팅의 비점착성을 돕는다. 이 미드코트 층은 본질적으로 모든 플루오로중합체의 탑코트로 오버코팅되어, 이형성의 추가 향상을 제공할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시양태는 상기 기재된 오버코트(미드코트) 조성물이다. 이 조성물은 표면, 특히 프라이머 층 상에 비점착 내마모성 코팅을 제공하는 데 적용가능하고, 플루오로중합체 및 상기 표면 상에 상기 코팅의 내마모성을, 바람직하게는 건조 SBAR 방법에 의해 결정할 때 10% 이상 향상시키기 위한 유효량의, 약 10 마이크로미터 이상의 평균 크기를 갖는 세라믹 입자를 포함하고, 상기 플루오로중합체의 중량의 약 10 중량% 이하의 양으로 접착 촉진제를 임의적으로 함유하는 조성물이다. 바람직하게, 오버코트 내 상기 플루오로중합체의 양은 상기 조성물을 표면에 적용하여 코팅을 형성할 때 상기 세라믹 입자가 안에 분산되게 되는 연속 필름을 제공하기 위한 유효량이며, 상기 조성물 내에 존재하는 세라믹 입자는 상기 플루오로중합체 및 세라믹 입자의 총 중량의 약 3 중량% 이상까지 구성한다. 본 발명의 오버코트 조성물은 또한 바람직하게 약 5 마이크로미터 미만의 평균 입자 크기를 갖는 무기 필름 경화제를 부가적 성분 입자로서 함유한다.