(57)【要約】【課題】表面温度の変化を視覚的に表すことができるフッ素樹脂表面コーティング方法を提供する。【解決手段】本発明によるフッ素樹脂表面コーティング方法は、温度の変化によって色が変わる熱変色顔料組成物を含むフッ素樹脂下塗りコーティング組成物と、温度の変化によって色が変わらないため前記下塗りコーティング組成物の色と対比できる調色顔料組成物を含むフッ素樹脂上塗りコーティング組成物を金属基材の表面に順にコーティングするものである。本発明の方法でコーティングされた設備や器具等は、加熱された状態を視覚的に明確に区分できるため、接触による人体の熱損傷を防止することができ、金属表面と下塗りコーティング層、及び下塗りコーティング層と上塗りコーティング層間の結着力に優れ容易に剥がれ難くなるため、長期間使用しても熱感応性色変化機能を維持することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度によって色が変わる熱変色顔料２０〜５０重量％と、残量の水で構成される熱変色顔料組成物を準備する段階；
温度によって色相が変わらない調色顔料２０〜５０重量％と、残量の水で構成される調色顔料組成物を準備する段階；
フッ素樹脂２０〜５０重量％、水１５〜５０重量％、前記熱変色顔料組成物５〜３０重量％および前記調色顔料組成物５〜３０重量％を混合して下塗りコーティング組成物を製造する段階；
フッ素樹脂２０〜５０重量％、水１５〜５０重量％、前記調色顔料組成物１０〜４０重量％を混合して上塗りコーティング組成物を製造する段階；
金属基材を３０〜７０℃に予熱し、前記下塗りコーティング組成物を乾燥塗膜厚５〜３０μｍにコーティングして下塗りコーティング層を形成させた後、１００〜１５０℃の温度で５〜３０分間１次乾燥する段階；
前記の１次乾燥された金属基材の下塗りコーティング層の一部分に、前記の上塗りコーティング組成物を乾燥塗膜厚５〜３０μｍにコーティングして上塗りコーティング層を形成させた後、１００〜１５０℃の温度で５〜３０分間２次乾燥する段階；及び
前記の２次乾燥された金属基材を３５０〜４５０℃の温度で５〜３０分間３次乾燥する段階；を含むフッ素樹脂表面コーティング方法。
【請求項２】
前記の熱変色顔料組成物と調色顔料組成物は、分散剤３〜１０重量％と、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンサルファイド、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン及びポリアミドイミドからなる群から選ばれる少なくとも一つの付着増進剤５〜２０重量％をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のフッ素樹脂表面コーティング方法。
【請求項３】
前記熱変色顔料は、酸化鉄レッド、水酸化鉄イエロー、酸化クロミウムグリーン及びコバルトアルミネートブルーからなる群から選ばれる少なくとも一つであり、
前記調色顔料は、カーボンブラック、ペリレンレッド、マンガンフェライトブラック、銅クロマイトブラック及びビスマスバナデートイエローからなる群から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１に記載のフッ素樹脂表面コーティング方法。
【請求項４】
前記の下塗りコーティング組成物と上塗りコーティング組成物は、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンサルファイド、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン及びポリアミドイミドからなる群から選ばれる少なくとも一つの付着増進剤４〜１５重量％と、界面活性化剤、レベリング剤、及び消泡剤からなる群から選ばれる少なくとも一つの添加剤１〜５重量％をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のフッ素樹脂表面コーティング方法。
【請求項５】
前記下塗りコーティング組成物に含まれる調色顔料組成物と上塗りコーティング組成物に含まれる調色顔料組成物は、相互に異なる色相であり、下塗りコーティング組成物に含まれる熱変色顔料組成物と調色顔料組成物は、相互に同一・類似する色相であり、熱変色顔料組成物は加熱によって上塗りコーティング組成物に含まれる調色顔料組成物と同一・類似する色相を表すことを特徴とする、請求項１に記載のフッ素樹脂表面コーティング方法。
【請求項６】
前記下塗りコーティング組成物中、熱変色顔料組成物を除いて、フッ素樹脂、水および調色顔料組成物を混合して追加上塗りコーティング組成物を製造した後、前記の追加上塗りコーティング組成物を前記上塗りコーティング層と重なり合わないように下塗りコーティング層の一部分にコーティングすることを特徴とする、請求項５に記載のフッ素樹脂表面コーティング方法。
【請求項７】
前記の１次乾燥する段階の金属基材を予熱する過程と下塗りコーティング組成物をコーティングする過程の間に、予熱された金属基材にフッ素樹脂系プライマー塗料を５〜３０μｍ厚にプライマーコーティングし、２００〜２５０℃の温度で５〜３０分間予備乾燥する段階；が追加され、
前記の２次乾燥する段階と３次乾燥する段階の間に、２次乾燥された金属基材にフッ素樹脂系プライマー塗料を５〜３０μｍにトップコーティングし、１００〜１５０℃の温度で５〜３０分間中間乾燥する段階；が追加されることを特徴とする、請求項１に記載のフッ素樹脂表面コーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度の変化によって色が変わる熱変色顔料組成物（ｔｈｅｒｍｏｃｈｒｏｍｉｃ  ｐｉｇｍｅｎｔ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を含むフッ素樹脂下塗りコーティング組成物（ｆｌｕｏｒｉｄｅ  ｒｅｓｉｎ  ｐｒｉｍｅｒ  ｃｏａｔｉｎｇ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）と、温度の変化によって色が変わらないため前記下塗りコーティング組成物の色と対比できる調色顔料組成物（ｃｏｌｏｒｉｎｇ  ｐｉｇｍｅｎｔ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を含むフッ素樹脂上塗りコーティング組成物（ｆｌｕｏｒｉｄｅ  ｒｅｓｉｎ  ｔｏｐ  ｃｏａｔｉｎｇ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を金属基材の表面に順にコーティングして、表面温度の変化を視覚的に表すことができるフッ素樹脂表面コーティング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種化学工場の配管、煙突等の施設物は、製品生産時に発生する熱、及び誤作動時に発生する熱によって、施設物表面を保護する塗料および塗膜層が熱による変形および劣化するという短所があるため、施設の老朽および作業者の安全を脅かすという問題が常に存在している。
【０００３】
よって、パイプ等の配管の過熱時にそれを視覚的に知らせる必要があり、また、鍋やフライパンなどの各種厨房器具や、アイロンのような加熱機器など、熱を加える器具においても器具表面の熱の変化を視覚的に表すことにより、使用者の安全を図り、適正使用温度の到達を確認できるようにして、使用者の作業便宜性を増大させる必要性が提起されている。
【０００４】
このように、熱に感応して色変化を呈する方法として、通常、熱変色顔料（感温顔料または示温顔料とも言う）を器具表面にコーティングして加熱温度によって器具の表面の色が変わるようにさせることにより、加熱状態を使用者が肉眼で確認し、温度を認知できるようにする方案が常用化されており、主に、調理器具製品に多く商品化されている。
【０００５】
調理器具の表面コーティング処理は、下塗りコーティング、中塗りコーティング、上塗りコーティング等の方法で行われたり、フッ素樹脂コーティング、セラミックコーティング、テフロン（登録商標）コーティング、チタニウムコーティング等のコーティング材料によって施行される方法が一般的であり、代表的には器具表面にポリテトラフルオロエチレン（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）に代表されるフッ素樹脂塗料をコーティングする方法が多く用いられている。
【０００６】
このようなコーティング膜に熱変化を視覚的に表す熱変色顔料を含ませるためには、熱変色顔料が高温で繰り返し使用しても機能が保たれ、フッ素樹脂と一緒に基材に堅固に結合されなければならなく、厨房器具に使用する場合は衛生的かつ安全でなければならない。
【０００７】
熱変色顔料を含むコーティング組成物を器具表面にコーティングする方法として、特許文献１に、アルミニウムやアルミニウム合金、ステンレススチール合金、亜鉛溶融めっき鋼板、アルミニウム溶融めっき鋼板、チタニウム鋼板等の金属素材表面に２液型熱変色組成物をコーティング処理して高硬度と優れた難燃性、耐摩耗性、耐熱性、耐汚染性、耐久性等の機能を付加した色相変色調理器具が提案された。
【０００８】
前記発明は、無機顔料、アルコキシシラン又はアルコール、水を含むＡ液（アルミニウムケイ酸塩、ジルコニウム又はカルシウム、第１示温顔料をさらに含み得る）と示温顔料、水酸化アルミニウム及び／又はシリカアルミナ、アルコキシシラン又はアルコール、水を含むＢ液（銅粉末をさらに含み得る）を配合してろ過した後、予熱された調理器具にコーティング処理し、２５０〜３５０℃で硬化させて色相変色調理器具を製造する。
【０００９】
前記の熱変色組成物において、示温顔料は可逆性示温顔料を使用し、Ａ液とＢ液に含まれる残りの成分はそれぞれ物理化学的特性を改善したり、耐久性、難燃性、熱伝導率、組成成分間の結合性、硬化性、反応性向上のために混合される。
【００１０】
前記発明は、組成物の各成分が有する特性を用いて優れたコーティング品質を有する色相変色調理器具を製造できるが、無機顔料、アルコキシシラン又はアルコール、水、示温顔料、水酸化アルミニウム及び／又はシリカアルミナで構成される各成分間の結着力と、組成物と調理器具表面との結着力が十分でないために使用中にクラックが発生したりコーティング塗膜が分離してその機能を喪失するという短所がある。
【００１１】
熱変色コーティング方法の他の例として、特許文献２には、耐熱性セラミックコーティング成分、第１熱変色顔料、抗菌物質、遠赤外線放射物質および陰イオン放出物質からなる第１コーティング剤を調理器具の調理面の表面に塗布して第１塗布層を形成し、前記第１塗布層上部に第２熱変色顔料からなる第２コーティング剤を塗布して第２塗布層を形成し、前記第２塗布層と同じ色相を表す耐熱性顔料を第２塗布層の一部に塗布して標準色相部を形成した後、第２塗布層および標準色相部の上部に透明耐熱性セラミックコーティング剤を塗布してトップ塗布層を形成する熱変色コーティング剤塗布方法が提案された。
【００１２】
前記発明は、加熱された調理器具の色変化を標準色相と比較して加熱状態を視覚的に明確に区分できるようにするが、第１熱変色顔料は薄い黄色で、第２熱変色顔料は第１熱変色顔料の色相よりも濃い黄色を帯び、標準色相部の耐熱性顔料は第２熱変色顔料の初期色相と同じ色相であるか、加熱によっても変色しないため、調理容器の加熱された状態または冷却の程度を明確に認識できるようにした。
【００１３】
前記発明は、熱に変色する顔料と、熱に変色しない顔料を組み合わせて加熱状態を明確に比較することができるが、熱に変色する顔料は、その種類と色相が限定されており、また、熱に変色する顔料と熱に変色しない顔料の初期色相を同一に調節しなければならないため、結局、調理器具表面に表現できる色相の種類は非常に限られてしまう。
【００１４】
さらに、セラミック成分、顔料、抗菌物質、遠赤外線放射物質、陰イオン放出物質等の粒子で構成される各成分間の結着力、調理器具表面と塗布層間および各塗布層間の結着力が十分でないため、前記発明もまた繰り返し使用する中でコーティング塗膜が剥がれる問題が発生し、これをトップ塗布層で防ごうとしても、セラミック成分で構成されるトップ塗布層もまた、スクラッチのような表面損傷が発生すると容易に剥がれ落ちてしまうため、長期間の使用時にはコーティング塗膜が剥がれる問題を解消することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】韓国公開特許第２０１６−００９２１９３号公報
【特許文献２】韓国登録特許第１５９１６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、前記の問題を解決するためのものであり、温度変化による熱変色特性と耐熱特性に優れると共に、鉄材および非鉄金属等の金属基材と堅固に結着して長時間の繰り返し使用時にもその機能が低下しないようにするフッ素樹脂表面コーティング方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するために、本発明は、温度によって色が変わる熱変色顔料２０〜５０重量％と、残量の水で構成される熱変色顔料組成物を準備する段階；温度によって色相が変わらない調色顔料２０〜５０重量％と、残量の水で構成される調色顔料組成物を準備する段階；フッ素樹脂２０〜５０重量％、水１５〜５０重量％、前記熱変色顔料組成物５〜３０重量％および前記調色顔料組成物５〜３０重量％を混合して下塗りコーティング組成物を製造する段階；フッ素樹脂２０〜５０重量％、水１５〜５０重量％、前記調色顔料組成物１０〜４０重量％を混合して上塗りコーティング組成物を製造する段階；金属基材を３０〜７０℃に予熱し、前記下塗りコーティング組成物を乾燥塗膜厚５〜３０μｍにコーティングして下塗りコーティング層を形成させた後、１００〜１５０℃の温度で５〜３０分間１次乾燥する段階；前記の１次乾燥された金属基材の下塗りコーティング層の一部分に、前記の上塗りコーティング組成物を乾燥塗膜厚５〜３０μｍにコーティングして上塗りコーティング層を形成させた後、１００〜１５０℃の温度で５〜３０分間２次乾燥する段階；及び前記の２次乾燥された金属基材を３５０〜４５０℃の温度で５〜３０分間３次乾燥する段階；を含むフッ素樹脂表面コーティング方法を提供する。
【００１８】
このとき、前記の熱変色顔料組成物と調色顔料組成物は、分散剤３〜１０重量％と、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンサルファイド、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン及びポリアミドイミドからなる群から選ばれる少なくとも一つの付着増進剤５〜２０重量％をさらに含むことが好ましい。
【００１９】
また、前記熱変色顔料は、酸化鉄レッド、水酸化鉄イエロー、酸化クロミウムグリーン及びコバルトアルミネートブルーからなる群から選ばれる少なくとも一つであり、前記調色顔料は、カーボンブラック、ペリレンレッド、マンガンフェライトブラック、銅クロマイトブラック及びビスマスバナデートイエローからなる群から選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。
【００２０】
また、前記の下塗りコーティング組成物と上塗りコーティング組成物は、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンサルファイド、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン及びポリアミドイミドからなる群から選ばれる少なくとも一つの付着増進剤４〜１５重量％と、界面活性化剤、レベリング剤、及び消泡剤からなる群から選ばれる少なくとも一つの添加剤１〜５重量％をさらに含むことが好ましい。
【００２１】
また、前記下塗りコーティング組成物に含まれる調色顔料組成物と上塗りコーティング組成物に含まれる調色顔料組成物は、相互に異なる色相であり、下塗りコーティング組成物に含まれる熱変色顔料組成物と調色顔料組成物は、相互に同一・類似する色相であり、熱変色顔料組成物は加熱によって上塗りコーティング組成物に含まれる調色顔料組成物と同一・類似する色相を表すものが好ましく、前記下塗りコーティング組成物中、熱変色顔料組成物を除いて、フッ素樹脂、水および調色顔料組成物を混合して追加上塗りコーティング組成物を製造した後、前記の追加上塗りコーティング組成物を前記上塗りコーティング層と重なり合わないように下塗りコーティング層の一部分にコーティングすることがより好ましい。
【００２２】
また、前記の１次乾燥する段階の金属基材を予熱する過程と下塗りコーティング組成物をコーティングする過程の間に、予熱された金属基材にフッ素樹脂系プライマー塗料を５〜３０μｍ厚にプライマーコーティングし、２００〜２５０℃の温度で５〜３０分間予備乾燥する段階；が追加され、前記の２次乾燥する段階と３次乾燥する段階の間に、２次乾燥された金属基材にフッ素樹脂系プライマー塗料を５〜３０μｍにトップコーティングし、１００〜１５０℃の温度で５〜３０分間中間乾燥する段階；が追加されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の方法でコーティングされた設備や器具等は、加熱された状態を視覚的に明確に区分できるため、接触による人体の熱損傷を防止することができ、金属表面と下塗りコーティング層、及び下塗りコーティング層と上塗りコーティング層間の結着力に優れ容易に剥がれ難くなるため、長期間使用しても熱感応性色変化機能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の方法でコーティングされた鋼板の熱変色特性を表した写真である。
【図２】本発明の方法でコーティングされた厨房器具の熱変色特性を表した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の表面コーティング方法は、施設物、配管、鋼板、厨房器具、加熱機器等の表面温度の変化を視覚的に表すようにするために、金属素材の表面温度の変化によって色相変化を表す熱変色顔料組成物を含むフッ素樹脂下塗りコーティング組成物を金属基材表面にコーティングし、その上に温度変化によって色相変化を表さないと共に前記下塗りコーティング組成物の色相と対比することができる調色顔料組成物を含むフッ素樹脂上塗りコーティング組成物を部分的にコーティングする過程によって行われる。
【００２６】
より詳しくは、前記下塗りコーティング組成物は、コーティング組成物の基本樹脂であるフッ素樹脂と温度によって色が変わる１種以上の可逆性熱変色顔料組成物と温度によって色相変化がない１種以上の調色顔料組成物を含み、上塗りコーティング組成物はフッ素樹脂と1種以上の調色顔料組成物を含む。
【００２７】
本発明の基本樹脂であるフッ素樹脂は、優れた非粘着性、耐薬品性を有しているためコーティング材料として多く使用されており、フッ素樹脂を金属基材上にコーティングする方法としてブラスト（ｂｌａｓｔ）のような方法で表面粗面処理（ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｏｕｇｈｉｎｇ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）した基材上に下塗りコーティングを施して下塗り塗料を先に堅固に接着させた後、下塗り塗料にフッ素樹脂を結着したり基材表面に微細凹凸を形成し、前記の形成された凹凸にフッ素樹脂が浸透して基材とフッ素樹脂を物理的に接着させる方法等が用いられている。
【００２８】
本発明に使用されるフッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルジフルオリド（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）、フッ化エチレンプロピレン共重合体（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、パーフルオロアルコキシ樹脂（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ  ｒｅｓｉｎ）から選ぶことができ、１種または２種以上を混用することも可能である。
【００２９】
前記の熱変色顔料組成物と調色顔料組成物は、熱変色顔料または調色顔料が２０〜５０重量％の濃度で含有された水溶液であり、ここに分散剤３〜１０重量％とポリフェニレンサルファイド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｓｕｌｆｉｄｅ）、ポリエチレンサルファイド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｓｕｌｆｉｄｅ）、ポリアリールエーテルケトン（ｐｏｌｙａｒｙｌ  ｅｔｈｅｒ  ｋｅｔｏｎｅ）、ポリエーテルエーテルケトン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ  ｅｔｈｅｒ  ｋｅｔｏｎｅ）、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）及びポリアミドイミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ−ｉｍｉｄｅ）樹脂から選ばれた１種以上の付着増進剤５〜２０重量％をさらに含んでもよく、前記顔料組成物をバスケットミル（ｂａｓｋｅｔ  ｍｉｌｌ）、パールミル（ｐｅｒｌ  ｍｉｌｌ）、ビーズミル（ｂｅａｄ  ｍｉｌｌ）、３−ロールミル（３−ｒｏｌｌ  ｍｉｌｌ）等を使用して粒度２５μｍ以下にミリングして製造することができる。
【００３０】
前記熱変色顔料として８０〜２５０℃範囲の温度変化によって外観の色が変わる可逆性顔料を使用でき、酸化鉄レッド（ｉｒｏｎ  ｏｘｉｄｅ  ｒｅｄ）、水酸化鉄イエロー（ｉｒｏｎ  ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ  ｙｅｌｌｏｗ）、酸化クロミウムグリーン（ｃｈｒｏｍｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ  ｇｒｅｅｎ）、コバルトアルミネートブルー（ｃｏｂａｌｔ  ａｌｕｍｉｎａｔｅ  ｂｌｕｅ）等の温度によって色が変わる顔料であれば、その種類に制限されない。
【００３１】
前記調色顔料として８０〜２５０℃範囲の温度で色相が変わらない顔料を使用することができ、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ）、ペリレンレッド（ｐｅｒｙｌｅｎｅ  ｒｅｄ）、マンガンフェライトブラック（ｍａｎｇａｎｅｓｅ  ｆｅｒｒｉｔｅ  ｂｌａｃｋ）、銅クロマイトブラック（ｃｏｐｐｅｒ  ｃｈｒｏｍｉｔｅ  ｂｌａｃｋ）、ビスマスバナデート（ｂｉｓｍｕｔｈ  ｖａｎａｄａｔｅ  ｙｅｌｌｏｗ）等の温度によって外観色相が変わらない顔料であれば、その種類に制限されない。
【００３２】
熱変色特性のある本発明の下塗りコーティング組成物は、フッ素樹脂２０〜５０重量％、水１５〜５０重量％、前記熱変色顔料組成物５〜３０重量％および前記調色顔料組成物５〜３０重量％を含み、ここに前記付着増進剤４〜１５重量％と界面活性化剤、レベリング剤、消泡剤等の添加剤１〜５重量％をさらに含んでも良い。
【００３３】
また、温度変化によって変色しない本発明の上塗りコーティング組成物は、フッ素樹脂２０〜５０重量％、水１５〜５０重量％、前記調色顔料組成物１０〜４０重量％を含み、ここに前記付着増進剤４〜１５重量％と界面活性化剤、レベリング剤、消泡剤等の添加剤１〜５重量％をさらに含んでもよい。
【００３４】
温度変化による色相変化を使用者が視覚的に明確に認知するためには、加熱前・後、同一・類似する色相から区分された色相に、又は区分された色相から同一・類似する色相に変化するようにして、色相濃度変化の差異ではない同一／区分の変化を表すようにすることが最も好ましいが、熱変色顔料は調色顔料に比べて種類による色相と特性が限定されるため、加熱前または加熱後に調色顔料と同一・類似する色相を含むことは容易でない。
【００３５】
そこで、本発明では、加熱前または加熱後に下塗りコーティングと上塗りコーティングが容易に同一・類似する色相を表すようにさせるために、前記のように熱変色特性を付与する下塗りコーティング組成物に熱変色顔料と一緒に調色顔料組成物を混合する。
【００３６】
つまり、下塗りコーティング組成物と上塗りコーティング組成物に同じ調色顔料組成物を含ませて下塗りコーティングと上塗りコーティングが同一色相を表しやすくし、例えば、熱変色顔料として、常温で色相を帯び、加熱によって色相が薄くなったりなくなる種類を使用する場合、下塗りコーティングと上塗りコーティングが常温では色相が区分され、加熱されると色相が同一になり、熱変色顔料として、常温で色相が薄くなったり無色であり、加熱によって色相が濃くなる種類を使用する場合は、下塗りコーティングと上塗りコーティングが常温では色相が同一・類似し、加熱されると色相が区分できるようになるため、加熱状態を容易に区分することができる。
【００３７】
また、熱変色顔料が常温と加熱された状態で全て色相を帯びる場合にも、下塗りコーティング組成物の熱変色顔料と調色顔料組成物の配合を通じて色相を多様に調色（ｍｉｘｉｎｇ  ｃｏｌｏｒｓ）できるため、加熱前または加熱後の上塗りコーティング組成物と同じ色相を表すようにさせることがより容易になる。
【００３８】
前記のように下塗りコーティング組成物と上塗りコーティング組成物が準備できたら、先ず、金属基材を３０〜７０℃に予熱した後、前記下塗りコーティング組成物を乾燥塗膜厚５〜３０μｍにコーティングして下塗りコーティング層を形成し、熱風乾燥によって１００〜１５０℃の温度で５〜３０分間１次乾燥した後、常温に冷却する。
【００３９】
次は、前記の冷却された金属基材の下塗りコーティング層の一部分に下塗りコーティング層の色相と対比させるために上塗りコーティング組成物を乾燥塗膜厚５〜３０μｍにコーティングして上塗りコーティング層を形成し、熱風乾燥によって１００〜１５０℃の温度で５〜３０分間２次乾燥した後、続けて、３５０〜４５０℃の温度で５〜３０分間３次乾燥して金属基材表面に熱による色相変化特性を付与する。
【００４０】
前記の下塗りコーティング組成物と上塗りコーティング組成物は、エアスプレー（ａｉｒ  ｓｐｒａｙ）、ロールコーター（ｒｏｌｌ  ｃｏａｔｅｒ）、バーコーター（ｂａｒ  ｃｏａｔｅｒ）、スクリーンプリンター（ｓｃｒｅｅｎ  ｐｒｉｎｔｅｒ）、スタンププリンター（ｓｔａｍｐ  ｐｒｉｎｔｅｒ）等のコーティング装置を使用してコーティングすることができ、下塗りコーティング層の色相と対比させるために下塗りコーティング層を各種模様、文字、絵、記号、線（ｌｉｎｅ）等の形態にコーティングすることができる。
【００４１】
また、常温では下塗りコーティング層と上塗りコーティング層の色相が区分され、加熱によって下塗りコーティング層の色相が上塗りコーティング層の色相と同一・類似するように変化して、互いに区分できないようにしたり、又は常温では下塗りコーティング層と上塗りコーティング層の色相が同一・類似して区分できなく、加熱によって下塗りコーティング層の色相が変化して上塗りコーティング層と区分できるようにコーティングすることができる。
【００４２】
本発明は、コーティングされた金属基材の加熱された程度を表すことができ、そのために下塗りコーティング組成物に含まれる調色顔料組成物（ｉ）と上塗りコーティング組成物に含まれる調色顔料組成物（ｉｉ）が相違する色相を有するようにし、下塗りコーティング組成物に含まれる熱変色顔料組成物と調色顔料組成物（ｉ）は、同一・類似する色相を有するようにし、熱変色顔料組成物は加熱によって上塗りコーティング組成物に含まれる調色顔料組成物（ｉｉ）の色相と同一・類似する色相を表す種類を使用する。
【００４３】
つまり、常温では下塗りコーティング組成物の色相（調色顔料組成物（ｉ）と熱変色顔料組成物の色相）と上塗りコーティング組成物の色相（調色顔料組成物（ｉｉ）の色相）間に色相差を表し、加熱温度が高いほど色相差が次第に減っていき、結局互いに同一・類似する色相を表すため、使用者は繰返し使用による経験上、下塗りコーティング層と上塗りコーティング層間の色相差を見て、金属基材の温度を見計らうことができる。
【００４４】
さらに本発明は、コーティングされた金属基材の加熱された程度をより明確に表すことができ、前記のように互いに同一・類似する色相の熱変色顔料組成物と調色顔料組成物（ｉ）を含む下塗りコーティング組成物と、前記熱変色顔料組成物と異なる色相の調色顔料組成物（ｉｉ）を含む上塗りコーティング組成物（ＩＩ）以外に、前記下塗りコーティング組成物のうち熱変色顔料組成物を除いた調色顔料組成物（ｉ）を含む上塗りコーティング組成物（Ｉ）を準備した後、下塗りコーティング層の上に前記上塗りコーティング組成物（Ｉ）と上塗りコーティング組成物（ＩＩ）が重なり合わないように部分的に上塗りコーティングして２つの上塗りコーティング層を形成させる。
【００４５】
前記のようにコーティングすると、常温で下塗りコーティング層は調色顔料組成物（ｉｉ）を含む上塗りコーティング組成物（ＩＩ）の上塗りコーティング層と区分された色相を表し、調色顔料組成物（ｉ）を含む上塗りコーティング組成物（Ｉ）の追加上塗りコーティング層と同じ色相を表し、加熱によって下塗りコーティング層は追加上塗りコーティング層の色相から次第に上塗りコーティング層の色相に変わる。
【００４６】
このとき、上塗りコーティング層と追加上塗りコーティング層の色相は、加熱によって変わらなく、下塗りコーティング層の色相は加熱温度によって上塗りコーティング層の色相と追加上塗りコーティング層の色相の間の特定の色相を表すため、下塗りコーティング層の色相を隣接した上塗りコーティング層と追加上塗りコーティング層の色相と比較すると、金属基材が大体どのくらいの温度で加熱されたかを見計らうことができる。
【００４７】
下塗りコーティング層が加熱されて上塗りコーティング層の色相が同一になる温度を予め上塗りコーティング層に数字で表記しておくと、下塗りコーティング層の変化された色相を見て、大体の金属基材の加熱温度を見当つけることができ、さらに、上塗りコーティング組成物（ＩＩ）の調色顔料組成物（ｉｉ）の色相を変えたり調色顔料組成物（ｉｉ）中の調色顔料濃度を変えて、色相差がある複数個の上塗りコーティング組成物（ＩＩ）を準備した後、これら全てを下塗りコーティング層の上に重なり合わないように部分的に上塗りコーティングし、前記のように下塗りコーティング層が加熱されてそれぞれの上塗りコーティング層の色相と同一になる温度を各上塗りコーティング層ごとに表記すれば、金属基材が加熱された現在の温度をさらに正確に感知することができる。
【００４８】
本発明の表面コーティング方法は、施設物、配管、鋼板、厨房器具、加熱機器等のあらゆる種類の金属基材に適用できるが、高温で繰返し加熱・冷却される厨房器具、加熱機器等は、金属基材と下塗りコーティング層間の結着力、及び下塗りコーティング層と上塗りコーティング層間の結着力をさらに補強して長期間の繰返し使用時にコーティング層が剥がれないようにする必要がある。
【００４９】
そのために、前記下塗りコーティング前に先に予熱された金属基材表面にフッ素樹脂系プライマー（ｐｒｉｍｅｒ）塗料を５〜３０μｍ厚にプライマーコーティング（ｐｒｉｍｅｒ  ｃｏａｔｉｎｇ）した後、熱風乾燥によって２００〜２５０℃の温度で５〜３０分間予備乾燥し、常温に冷却して下塗りコーティングし、さらに前記の２次乾燥された金属基材を冷却させた後、下塗りコーティング層と上塗りコーティング層の表面にフッ素樹脂系プライマー塗料を５〜３０μｍにトップコーティング（ｔｏｐ  ｃｏａｔｉｎｇ）し、熱風乾燥によって１００〜１５０℃の温度で５〜３０分間中間乾燥した後、続けて３次乾燥して冷却させることが好ましい。
【００５０】
前記プライマー塗料は、物体の表面を腐食や物理的な衝撃から保護し、その後の塗装がスムーズに行われるようにするために物体表面に最初に塗装する塗料または最終塗装後に物体の表面保護のために塗装する塗料であり、流通している製品を購入して使用したり、従来公知の製造方法を用いて直接製造することができるため、これに対する詳しい説明は省略する。
【００５１】
このように、フッ素樹脂下塗りコーティング層と金属基材間にフッ素樹脂系プライマーコーティング層を介在させて下塗りコーティング層と金属基材が堅固に結着されるようにし、フッ素樹脂下塗りコーティング層とここに部分コーティングされたフッ素樹脂上塗りコーティング層をフッ素樹脂系プライマーコーティング層で覆うようにコーティングして、上塗りコーティング層が下塗りコーティング層から離れないようにすることにより、高温で長期間繰返し使用してもコーティング層が容易に剥がれなくなる。
【００５２】
また、施設物、配管、鋼板、厨房器具、加熱機器等の金属基材の全ての対象物に適用することができ、熱変色特性によるコーティング塗膜の色相変化を通じて作業者に熱の変化を視覚的に知らせるため、やけどによる人体の損傷を防止することができる。
【００５３】
以下、本発明を下記の実施例および試験例によってさらに詳しく説明する。
但し、下記の実施例は、本発明を例示するためだけのものであり、本発明が下記実施例によって限定されるものではなく、本発明の技術的思想から外れない範囲内で置換および均等な他実施例に変更できることは、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者にとって明らかなことである。
【００５４】
＜実施例１＞熱変色顔料組成物の製造
フッ素樹脂下塗りコーティング組成物に使用される熱変色顔料組成物を製造するために、先ず、１５００ｍｌのビーカーに水４９５ｇを入れ、撹拌器で８０〜１００ｒｐｍで徐々に撹拌しながら、分散剤であるＤｉｓｐｅｒｂｙｋ（登録商標）１８１（ＢＹＫ社，ドイツ）５０ｇ、熱変色顔料である酸化鉄（Ｂａｙｆｅｒｒｏｘ  １１０Ｍ，ＬＡＮＸＥＳＳ社，ドイツ）３５５ｇ及び付着増進剤であるポリエチレンサルファイド（Ｖｅｒａｄｅｌ  ＰＥＳＵ，Ｓｏｌｖａｙ社，ベルギー）１００ｇを２０分間徐々に投入した。
【００５５】
次いで、撹拌速度を５００ｒｐｍに上昇させ、３０分間高速撹拌して熱変色顔料組成物を均一に撹拌した後、バスケットミルを使用して６００ｒｐｍで３時間ミリング作業を行い、固形分４５．５重量％、粒度２０μｍの熱変色顔料組成物１０００ｇを製造した。
【００５６】
＜実施例２＞調色顔料組成物−１の製造
フッ素樹脂下塗りコーティング組成物に使用される調色顔料組成物−１を製造するために、１５００ｍｌのビーカーに水６５０ｇを入れ、撹拌器で８０〜１００ｒｐｍで徐々に撹拌しながら、分散剤であるＤｉｓｐｅｒｂｙｋ（登録商標）１８１（ＢＹＫ社，ドイツ）５０ｇ、調色顔料であるペリレンレッド（Ｐａｌｉｏｇｅｎ  Ｒｅｄ  Ｋ３５８０，ＢＡＳＦ社，ドイツ）２００ｇ、付着増進剤であるポリエチレンサルファイド（Ｖｅｒａｄｅｌ  ＰＥＳＵ，Ｓｏｌｖａｙ社，ベルギー）１００ｇを２０分間徐々に投入した。
【００５７】
次いで、撹拌速度を５００ｒｐｍに上昇させ、３０分間高速撹拌して調色顔料組成物−１を均一に撹拌した後、バスケットミルを使用して６００ｒｐｍで３時間ミリング作業を行い、固形分３０重量％、粒度２０μｍの調色顔料組成物−１を１０００ｇ製造した。
【００５８】
＜実施例３＞調色顔料組成物−２の製造
フッ素樹脂上塗りコーティング組成物に使用される調色顔料組成物−２を製造するために、１５００ｍｌのビーカーに水４６６ｇを入れ、撹拌器で８０〜１００ｒｐｍで徐々に撹拌しながら、分散剤であるＤｉｓｐｅｒｂｙｋ（登録商標）１８１（ＢＹＫ社，ドイツ）４０ｇとＴｅｇｏ（登録商標）ｗｅｔ  ５１０（Ｅｖｏｎｉｋ社，ドイツ）１０ｇ、調色顔料であるマンガンフェライトブラック（Ｂｌａｃｋ  ４４４，Ｓｈｅｐｈｅｒｄ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，米国）３８４ｇ、付着増進剤であるポリエチレンサルファイド（Ｖｅｒａｄｅｌ  ＰＥＳＵ，Ｓｏｌｖａｙ社，ベルギー）１００ｇを２０分間徐々に投入した。
【００５９】
次いで、撹拌速度を５００ｒｐｍに上昇させ、３０分間高速撹拌して調色顔料組成物−２を均一に撹拌した後、バスケットミルを使用して６００ｒｐｍで３時間ミリング作業を行い、固形分４８．４重量％、粒度２０μｍである調色顔料組成物−２を１０００ｇ製造した。
【００６０】
＜実施例４＞下塗りコーティング組成物の製造
熱変色特性のあるフッ素樹脂下塗りコーティング組成物を製造するために、１５００ｍｌのビーカーに水２０６ｇを入れ、撹拌器で８０〜１００ｒｐｍで徐々に撹拌しながら界面活性剤であるＳｕｒｆｙｎｏ  ｌ１０４（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社，米国）９ｇ、消泡剤であるＢＹＫ（登録商標）０１１（ＢＹＫ社，ドイツ）５ｇを投入し、撹拌を継続した。
【００６１】
１０分経過後、前記実施例１で製造された熱変色顔料組成物２００ｇと、実施例２で製造された調色顔料組成物−１を１３０ｇ投入し、撹拌を継続させ、再度１０分経過後、フッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（ＤＩＳＰ３０，ＤｕＰｏｎｔ社，米国）４００ｇを投入し、撹拌を継続した。
【００６２】
さらに１０分経過後、付着増進剤であるポリウレタン（Ａｃｒｙｓｏｌ  ＲＭ−８Ｗ，ＤＯＷ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社、米国）５０ｇを投入して９０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、３００ｒｐｍで１時間撹拌して固形分３８重量％、粘度１２００ｃｐｓの下塗りコーティング組成物１０００ｇを製造した。
【００６３】
＜実施例５＞上塗りコーティング組成物の製造
熱変化によって変色されないフッ素樹脂上塗りコーティング組成物を製造するために、１５００ｍｌのビーカーに水１８１ｇを入れ、撹拌器で８０〜１００ｒｐｍで徐々に撹拌しながら、界面活性剤であるＳｕｒｆｙｎｏｌ  １０４（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社，米国）９ｇ、レベリング剤であるＢＹＫ（登録商標）３４６（ＢＹＫ社，ドイツ）１５ｇ、消泡剤であるＢＹＫ（登録商標）０２０（ＢＹＫ社，ドイツ）５ｇを投入し撹拌を継続した。
【００６４】
１０分経過後、前記実施例２で製造された調色顔料組成物−１を１４５ｇと、実施例３で製造された調色顔料組成物−２を２００ｇ投入して撹拌を継続し、さらに１０分経過後、ポリテトラフルオロエチレン（ＤＩＳＰ  ３０，ＤｕＰｏｎｔ社，米国）４００ｇを投入し、撹拌を継続した。
【００６５】
さらに１０分経過後、付着増進剤であるポリウレタン（Ａｃｒｙｓｏｌ  ＲＭ−８Ｗ，ＤＯＷ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社、米国）４５ｇを投入して９０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、３００ｒｐｍで１時間撹拌して固形分３９重量％、粘度１２００ｃｐｓの上塗りコーティング組成物１０００ｇを製造した。
【００６６】
＜実施例６＞鋼板表面コーティング
ノンクロメート（ｎｏｎ  ｃｈｒｏｍａｔｅ）前処理された亜鉛めっき鋼板（Ｇ．Ｉ．）を７０℃に予熱した後、前記実施例４で製造された下塗りコーティング組成物を水で希釈して粘度１８”（Ｊａｈｎ  Ｃｕｐ  ＃４）に調整し、これをノズル孔２．０ｍｍのエアスプレーを使用して３００ｋＰａの圧力で前記亜鉛めっき鋼板に噴射して乾燥塗膜厚１５〜２０μｍに下塗りコーティングした。
【００６７】
前記下塗りコーティングされた鋼板を熱風乾燥によって１５０℃の温度で１０分間１次乾燥し、常温に冷却した後、鋼板のコーティング面の半分にマスキングテープを貼った。
前記実施例５で製造された上塗りコーティング組成物を水で希釈して粘度１８”（Ｊａｈｎ  Ｃｕｐ  ＃４）に調整し、これをノズル孔２．０ｍｍのエアスプレーを使用して３００ｋＰａの圧力で前記の冷却させた鋼板のマスキングテープを貼っていない面に噴射して乾燥塗膜厚１５〜２０μｍに上塗りコーティングした。
【００６８】
前記の塗装した鋼板からマスキングテープを除去した後、熱風乾燥によって１５０℃の温度で１０分間２次乾燥し、続けて４００℃の温度で１０分間３次乾燥して熱感応性色変化を呈するフッ素樹脂コーティング層が形成された鋼板を製造した。
【００６９】
＜実施例７＞厨房器具の表面コーティング
アルミニウム材質のフライパン金属基材を７０℃に予熱した後、フッ素樹脂系プライマー塗料（ＤＹＦＬＯＮ  ＰＲ  ８２７８  Ｂｌａｃｋ，デヨンケミカル株式会社，韓国）をノズル孔２．０ｍｍのエアスプレーを使用して３００ｋＰａの圧力で前記フライパン金属基材に噴射して乾燥塗膜厚１５〜２０μｍにプライマーコーティングし、熱風乾燥によって２３０℃の温度で１０分間予備乾燥した後、常温に冷却した。
【００７０】
前記実施例４で製造された下塗りコーティング組成物を水で希釈して粘度１８”（Ｊａｈｎ  Ｃｕｐ  ＃４）に調整し、これをノズル孔２．０ｍｍのエアスプレーを使用して３００ｋＰａの圧力で前記プライマーコーティングされた金属基材に噴射して乾燥塗膜厚５〜１０μｍに下塗りコーティングした。
【００７１】
前記の下塗りコーティングされた金属基材を熱風乾燥によって１５０℃の温度で１０分間１次乾燥し、常温に冷却した後、鋼板のコーティング面の半分にマスキングテープを貼った。
【００７２】
前記実施例５で製造された上塗りコーティング組成物を水で希釈して粘度１８”（Ｊａｈｎ  Ｃｕｐ  ＃４）に調整し、これをノズル孔２．０ｍｍのエアスプレーを使用して３００ｋＰａの圧力で前記金属基材のマスキングテープを貼っていない面に噴射して乾燥塗膜厚５〜１０μｍに上塗りコーティングした。
【００７３】
前記の塗装した金属基材からマスキングテープを除去した後、熱風乾燥によって１５０℃の温度で１０分間２次乾燥し、冷却した後、基材面にフッ素樹脂系プライマー塗料（ＤＹＦＬＯＮ  ＴＯＰ  ８８５７  Ｍ  Ｃｌｅａｒ，デヨンケミカル株式会社，韓国）をノズル孔２．０ｍｍのエアスプレーを使用して３００ｋＰａの圧力で噴射して乾燥塗膜厚１５〜２０μｍにトップコーティングし、これを熱風乾燥によって１５０℃の温度で１０分間中間乾燥し、続けて４００℃の温度で１０分間３次乾燥して熱感応性色変化を呈するフッ素樹脂コーティング層が形成された厨房器具（フライパン）を製造した。
【００７４】
＜試験例＞塗膜物性の評価
前記実施例６及び７で製造されたコーティング鋼板および厨房器具（フライパン）の熱変色特性を図１及び図２に図示し、図１と図２のコーティング鋼板と厨房器具は常温で相違する色相を表したが（Ａ，Ｃ）それぞれ２１３℃（Ｂ），２３０℃（Ｄ）で加熱した際、下塗りコーティング層と上塗りコーティング層の色相が同じ色相を表し、本発明にかかる表面コーティング方法が表面温度の変化を視覚的に表す効果に優れることが分かる。
【００７５】
また、前記実施例６及び７のコーティング鋼板と厨房器具の塗膜物性を分析して下記表１に示し、分析方法は次の通りである。
−耐熱性：コーティングされた基材を４００℃まで加熱した後、再度常温に冷却させる実験を１０回繰返した後、常温で色相の変化を確認
−付着性：コーティングされた基材の上にカッターを使用して１ｍｍ間隔で格子線１００個を形成し、セロハンテープを貼った後、剥がして塗膜の剥離を確認
−耐衝撃性：ＤＵＰＯＮＴ衝撃性試験機を使用して５０ｃｍの高さから５００ｇの錘を落下させた後、塗膜の破壊および剥離を確認
−耐塩水噴霧性：塩水噴霧器内で７２時間曝露した後、塗膜の侵食を確認
−耐酸性：１０％濃度の酢酸溶液をコーティング面上に落とし、キャップをかぶせ、常温で２４時間経過後、塗膜の侵食を確認
−耐光性：ＱＵＶ促進耐候性実験機（ａｃｃｅｒａｔｅｄ  ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ  ｔｅｓｔｅｒ）に１０００時間曝露した後、塗膜の色変化と光沢変化を評価
【００７６】
【表１】
2020006356.tif 000003
前記の図１、２及び表１の結果を見ると、熱変色特性と耐熱性の熱的特性以外に付着性、耐衝撃性、耐塩水噴霧性、耐酸性、耐光性等の物理化学的、光学的物性が全て良好な結果を表し、本発明のフッ素樹脂表面コーティング方法が金属素材の表面温度変化によって色相変化を呈すると共に、設備や器具が要求する諸般物性を満足させることができるものと判断する。
【００７７】
（符号の説明）
Ａ：２５℃のコーティング鋼板，Ｂ：２１３℃のコーティング鋼板，Ｃ：２５℃のコーティングフライパン，Ｄ：２３０℃のコーティングフライパン
【図１】
2020006356.tif 000004
【図２】
2020006356.tif 000005