(57)【要約】      （修正有）【課題】耐熱性、耐食性、耐スクラッチ性、耐摩耗性及びノンスティック性に優れたアルミニウム板材及びこれを用いて製造された調理用容器を提供する。【解決手段】アルミニウム板材１００は、表面から延出した突起部１１を有するアルミニウム基材１０、アルミニウム基材１０の上に形成された陽極酸化皮膜層、陽極酸化皮膜層２０の上に形成された下塗りコーティング層３０、及び下塗りコーティング層３０の上に形成された上塗りコーティング層４０、を含む。【選択図】図１
0003207439.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
表面から延出した突起部を有するアルミニウム基材；
前記アルミニウム基材の上に形成された陽極酸化皮膜層；
前記陽極酸化皮膜層の上に形成された下塗りコーティング層；及び
前記下塗りコーティング層の上に形成された上塗りコーティング層；
を含むアルミニウム板材。
【請求項２】
前記下塗りコーティング層は、（ａ）ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）１００重量部と、（ｂ）テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体及びテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体からなる群から選択される１種以上の炭化フッ素系共重合体５〜２０重量部とを含み、かつ（ｃ）熱安定性結合剤を含まない下塗りコーティング層組成物で形成されるものであることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム板材。
【請求項３】
前記下塗りコーティング層組成物は、塗膜強化用無機充填剤、薄片状充填剤、又はこれらの両方を含むものであることを特徴とする請求項２に記載のアルミニウム板材。
【請求項４】
前記塗膜強化用無機充填剤及び薄片状充填剤の含有量は、それぞれ、前記ポリテトラフルオロエチレン１００重量部を基準に、１〜１０重量部であることを特徴とする請求項３に記載のアルミニウム板材。
【請求項５】
前記突起部の断面形状は、アルミニウム基材から離れるほど幅方向の長さが長くなる区間を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアルミニウム板材。
【請求項６】
前記上塗りコーティング層は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む上塗りコーティング層組成物で形成されるものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアルミニウム板材。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアルミニウム板材を容器形状に構成した調理用容器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、電気炊飯器の内釜、フライパンなどのような調理用容器の製造時に使用されるアルミニウム板材及び前記板材で製造された調理用容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、飲食物の調理時に使用される調理用容器は、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、琺瑯、磁器などの材質で成形されて製造されている。このような調理用容器は、熱に耐え得るように耐熱性が確保される必要があり、また、調理の過程で調理用容器の内面に飲食物が焦げ付かないようにノンスティック性が要求されている。さらに、調理の際に調理用容器の内面が調理道具によって引っ掻かれて容器から人体に有害な物質が出るような場合に備えて、飲食物が前記人体に有害な物質によって汚染されないように調理用容器の耐摩耗性が確保される必要がある。
【０００３】
このような調理用容器は、一般に、当該技術分野で周知の後述する２つの方法で製造されている。
【０００４】
まず、Ｐｏｓｔ−ｃｏａｔ方法では、アルミニウム基材を調理用容器の形状にプレス加工した後、前記アルミニウム基材の上にコーティング層を形成する。具体的に、アルミニウム基材を調理用容器の形状にプレス加工して調理用容器の本体を形成するステップ、前記調理用容器の本体の内面にサンドブラスト（ｓａｎｄ  ｂｌａｓｔ）処理を施して微細な凸凹部を形成するステップ、及び前記微細な凸凹部の上にコーティング層を形成するステップを含む。なお、Ｐｒｅ−ｃｏａｔ方法では、アルミニウム基材を調理用容器の形状にプレス加工する前に、アルミニウム基材にコーティング層を形成している。具体的に、アルミニウム基材の表面に電気化学的又は化学的エッチング処理を施して微細な凸凹部を形成するステップ、前記微細な凸凹部の上にコーティング層を形成するステップ、及び前記コーティング層の形成されたアルミニウム基材を調理用容器の形状にプレス加工して調理用容器を形成するステップを含む。
【０００５】
ここで、前記コーティング層は、一般に、非粘着性、耐熱性、耐食性などに優れたポリテトラフルオロエチレン（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＴＦＥ）を用いて形成することで、調理用容器の耐熱性、ノンスティック性及び耐磨耗性を確保しようとしている。しかし、ＰＴＦＥは、アルミニウム基材に対する接着力が弱い。それで、調理用容器の本体の内面上に前記コーティング層が設けられていても、調理用容器のノンスティック性や耐摩耗性の効果が十分に発揮されていなかった。
【０００６】
このような問題を解決するため、従来、前記アルミニウム基材とＰＴＦＥで形成された前記コーティング層（以下、「上塗りコーティング層」という）との間に、ＰＴＦＥの他に、アルミニウム基材に対する接着力に優れた熱安定性結合剤（例えば、ポリアミド−イミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイドなど）をさらに含むコーティング組成物を用いてまた他のコーティング層（以下、「下塗りコーティング層」という）を形成することで、前記アルミニウム基材と前記上塗りコーティング層との間の接着力を増大させようとしている。しかし、前記熱安定性結合剤は、表面エネルギー及び反応活性度が高いため、ＰＴＦＥに比べて非粘着性及び耐食性に劣るものであった。従って、前記アルミニウム基材と上塗りコーティング層との間の接着力が前記下塗りコーティング層により増大されても、前記上塗りコーティング層が調理道具や洗浄道具などで引っ掻かれたり磨耗されたりして前記下塗りコーティング層が露出される場合、調理用容器の非粘着性が著しく低下するという問題が発生している。また、従来、調理用容器は、高温に長時間晒されると、前記下塗りコーティング層中の熱安定性結合剤が熱分解され、塗膜クラック、塗膜白化が発生し、また、調理の際に塩分などの腐食誘発物質が前記下塗りコーティング層に浸透して塗膜の膨れや剥がれが発生している。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本考案は、上述の問題を解決するためになされたものであって、本考案の目的は、耐熱性、耐食性、耐スクラッチ性、耐摩耗性及びノンスティック性に優れたアルミニウム板材を提供することにある。
【０００８】
また、本考案の目的は、前記アルミニウム板材を容器の形状に加工し、耐熱性、耐食性、耐スクラッチ性、耐摩耗性及びノンスティック性に優れた調理用容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案は、プレス加工によって調理用容器などに成形することができるアルミニウム板材を提供するものであり、前記アルミニウム板材は、表面から延出した突起部を有するアルミニウム基材；前記アルミニウム基材の上に形成された陽極酸化皮膜層；前記陽極酸化皮膜層の上に形成された下塗りコーティング層；及び前記下塗りコーティング層の上に形成された上塗りコーティング層；を含み、前記下塗りコーティング層は、（ａ）ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）１００重量部と、（ｂ）テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体及びテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体からなる群から選択される１種以上の炭化フッ素系共重合体５〜２０重量部とを含み、かつ（ｃ）熱安定性結合剤を含まない、下塗りコーティング層組成物で形成される。
【００１０】
ここで、前記下塗りコーティング層組成物は、塗膜強化用無機充填剤、薄片状充填剤、又はこれらの両方を含むものであることができる。なお、前記塗膜強化用無機充填剤及び薄片状充填剤の含有量は、それぞれ、前記ポリテトラフルオロエチレン１００重量部を基準に、１〜１０重量部であることができる。
【００１１】
前記突起部の断面形状は、アルミニウム基材から離れるほど幅方向の長さが長くなる区間を含むことが好ましい。
【００１２】
さらに、前記上塗りコーティング層は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む上塗りコーティング層組成物で形成されるものであることが好ましい。
【００１３】
また、本考案は、上述したアルミニウム板材を容器形状にプレス加工して製造される調理用容器を提供する。
【考案の効果】
【００１４】
本考案に係るアルミニウム板材は、下塗りコーティング層の一成分としての熱安定性結合剤が除外されているため、熱安定性結合剤が含有された下塗りコーティング層を含む従来のアルミニウム板材に比べて、耐熱性、耐スクラッチ性、耐食性、耐磨耗性及びノンスティック性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本考案の一例に係るアルミニウム板材を示す断面図である。
【図２】本考案の他の一例に係るアルミニウム板材を示す断面図である。
【図３】本考案のアルミニウム板材を用いて製造された調理用容器の断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
以下、本考案について詳述する。
【００１７】
本考案は、プレス加工によって調理用容器（例えば、電気炊飯器の内釜、鍋、フライパンなど）の形状に成形可能なアルミニウム板材であって、熱安定性結合剤を使用することなく、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）と、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）及び／又はテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）を併用し、これらの混合比率を特定の比率に調節して下塗りコーティング層を形成したものであることに特徴がある。
【００１８】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、溶融点が約３２０〜３４０℃であり、溶融粘度が約１０８〜１０１２Ｐａ・ｓｅｃである。なお、前記テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）及びテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）は、ＰＴＦＥより溶融点及び溶融粘度が低い。即ち、ＰＦＡは、溶融点が約３０２〜３１０℃、溶融粘度が約１０３〜１０４Ｐａ・ｓｅｃであり、ＦＥＰは、溶融点が約２６０〜２８２℃、溶融粘度が約１０４〜１０５Ｐａ・ｓｅｃである。従って、本考案者等は、下塗りコーティング層組成物の成分として、ＰＴＦＥとＰＦＡ及び／又はＦＥＰとを混合して使用すると、焼成時において、ＰＦＡ及びＦＥＰがＰＴＦＥより先に溶融され、この時、溶融されたＰＦＡ及び／又はＦＥＰが、溶融されていないＰＴＦＥの粒子同士の間に充填されるため、この後、ＰＴＦＥが溶融点に到達して溶融された後、これらが冷却されると、多孔性網状の構造を有するＰＴＦＥより緻密な結晶構造を有する下塗りコーティング層が形成できることがわかった。
【００１９】
但し、本考案者等は、前記下塗りコーティング層の結晶構造が、ＰＴＦＥとＰＦＡ及び／又はＦＥＰとの混合比に応じて変化し、よって、コーティング層の接着力や耐食性、耐熱性、非粘着性が変動し、これは、熱安定性結合剤の要否に影響を及ぼすことがわかった（下記の表２、４及び６参照）。
【００２０】
ここに、本考案によれば、ＰＴＦＥとＰＦＡ及び／又はＦＥＰとの混合比率を、１００：５〜２０重量比の範囲で調節することで、ＰＴＦＥ及び熱安定性結合剤で形成された従来の下塗りコーティング層とは異なり、熱安定性結合剤を使用することなく、アルミニウム基材に対する下塗りコーティング層の接着力が、従来のものと類似した水準を維持しつつ、耐食性、耐熱性及び非粘着性が全般的に向上される。また、本考案によれば、下塗りコーティング層組成物の一成分としての熱安定性結合剤の使用自体を排除しているため、熱安定性結合剤の使用による問題点、即ち、下塗りコーティング層の露出によるアルミニウム板材の非粘着性の低下、または 熱安定性結合剤の熱分解による塗膜クラック、塗膜白化、塗膜の膨れや剥がれが発生することがなく、よって、非粘着性、耐熱性、耐食性、耐スクラッチ性などが増加する。さらに、本考案によれば、下塗りコーティング層が、アルミニウム基材の表面から延出した突起部と機械的に結合されるため、熱安定性結合剤を使用しなくとも、アルミニウム基材に対する接着力が、従来のものと類似した水準を維持する。さらに、本考案は、下塗りコーティング層が緻密な結晶構造を有しているため、腐食誘発物質（例えば、塩素イオンなど）が下塗りコーティング層内に浸透し難く、よって、従来の下塗りコーティング層に比べて耐食性が著しく向上される。
【００２１】
＜アルミニウム板材＞
図１及び図２に示されるように、本考案のアルミニウム板材１００は、アルミニウム基材１０、陽極酸化皮膜層２０、下塗りコーティング層３０及び上塗りコーティング層４０を含んでなる。
【００２２】
本考案のアルミニウム基材１０としては、アルミニウムを含有した板（シート）形状の基材であれば、特に限定されず、例えば、アルミニウム板；アルミニウム合金板；及びアルミニウム又はアルミニウム合金をステンレス鋼、銅及びチタンからなる群から選択される１種以上の異種の金属と貼り合わせたクラッド板材などが挙げられる。
【００２３】
前述のようなアルミニウム基材１０には、表面から延出した突起部１１が設けられる。前記突起部１１は、連続又は不連続な直線状でアルミニウム基材の幅方向に多数配列されている。前記突起部の断面形状は、特に限定されないが、図１及び図２の拡大部分に示されるように、前記突起部の断面形状がアルミニウム基材から離れるほど突起部の幅方向１１ａの長さが長くなる区間（以下、「係止部」という）を有することが好ましく、例えば、Ω形状であることができ、これらの幅及び／又は高さは、規則又は不規則であることができる。
【００２４】
この場合、前記突起部１１は、アルミニウム基材の比表面積を増やすと共にアンカー（ａｎｃｈｏｒ）として働くことができる。従って、前記突起部１１によって前記アルミニウム基材１０は、後述の下塗りコーティング層３０との接触面積が増加すると共に、下記の下塗りコーティング層３０が前記突起部１１の係止部にアンカリング（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ）されるため、下記の下塗りコーティング層３０が前記アルミニウム基材１０に物理的及び構造的により堅固に結合（接着）されるようになる。従って、本考案に係るアルミニウム板材は、アルミニウム基材と下塗りコーティング層との間の接着力の増大によって、耐磨耗性及び耐久性が向上される。
【００２５】
前記突起部の表面粗さ（Ｒａ）は、特に限定されないが、約１〜５μｍ、好ましくは、約１．５〜４μｍであることができる。このように前記突起部１１の表面粗さが上記の範囲内であれば、前記アルミニウム基材の比表面積が増加され、下記下塗りコーティング層３０との接着力がさらに増加することができる。
【００２６】
本考案のアルミニウム板材１００は、陽極酸化皮膜層２０を含む。前記陽極酸化皮膜層２０は、前記アルミニウム基材１０の上、好ましくはアルミニウム基材１０の突起部１１の形状に対応して形成された不活性皮膜層であって、アルミニウム板材の耐食性を向上させることができる。
【００２７】
本考案のアルミニウム板材１００は、下塗りコーティング層３０を含む。前記下塗りコーティング層３０は、前記陽極酸化皮膜層２０の外面上に形成される層であって、後述の上塗りコーティング層４０を、前記陽極酸化皮膜層２０の表面に接着させることで、アルミニウム板材の耐熱性、ノンスティック性及び耐磨耗性が向上され、さらには、本考案のアルミニウム板材を用いて製造される調理用容器の耐熱性、ノンスティック性及び耐磨耗性も向上される。
【００２８】
前記下塗りコーティング層の厚さは、特に限定されないが、約１０〜４０μｍであることが好ましく、約１５〜３０μｍであることがさらに好ましい。前記下塗りコーティング層の厚さが上記の範囲内であれば、塗膜クラックの発生が極力抑制され、アルミニウム板材の耐食性及び耐磨耗性が向上されると共に、下塗りコーティング層が陽極酸化皮膜層の表面に全体的に均一に形成されるため、アルミニウム基材と上塗りコーティング層との間の接着力が向上される。
【００２９】
このような下塗りコーティング層３０を形成するための組成物（以下、「下塗りコーティング層組成物」という）は、上述のように、熱安定性結合剤を含んでいない。即ち、本考案では、前記下塗りコーティング層組成物の一成分としての熱安定性結合剤が除外される。従って、本考案は、従来とは異なり、熱安定剤バインダーによる問題、即ち、下塗りコーティング層の露出によるアルミニウム板材の非粘着性の低下、及び熱安定性結合剤の熱分解による塗膜クラック、塗膜白化、塗膜の膨れや剥がれが発生しないため、本考案を用いて調理用容器を製造する場合、調理用容器の非粘着性、耐熱性及び耐食性が向上される。
【００３０】
本考案において使用から排除される熱安定性結合剤は、アルミニウム基材の表面に形成された酸化物や水酸化物、炭酸塩などと化学結合を行って下塗りコーティング層をアルミニウム基材の表面によりしっかりと接着させる高分子物質であって、当該技術分野において炭化フッ素系樹脂をアルミニウム基材に接着させることができ、約１５０℃以上の温度で熱分解されないものであれば、特に制限されない。例えば、ポリアミド−イミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂などが挙げられる。
【００３１】
具体的に、前記ポリアミド−イミド系樹脂としては、分子の主鎖にアミド基及びイミド基を含有する高分子であって、例えば、アミド基−含有芳香族ジアミンと芳香族４価カルボン酸（例えば、ピロメリット酸など）との重合反応で得られた高分子；芳香族３価カルボン酸（例えば、無水トリメリット酸など）とジアミン（例えば、４，４−ジアミノフェニルエーテルなど）との重合反応で得られた高分子；芳香族３価カルボン酸（例えば、無水トリメリット酸など）とジイソシアネート（例えば、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）との重合反応で得られた高分子；芳香族イミド環−含有二塩基酸とジアミンとの重合反応で得られた高分子などが挙げられ、具体例として、下記の化１で示される反復単位を含むポリアミド−イミドなどが挙げられる。
【００３２】
【化１】
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また、前記ポリイミド系樹脂としては、分子の主鎖にイミド基（−ＣＯ−Ｎ−ＣＯ−）を含有する高分子であって、例えば、芳香族４価カルボン酸無水物（例えば、無水ピロメリット酸など）の重合反応で重合される高分子などが挙げられ、具体例として、下記の化２で示される反復単位を含むポリイミドなどが挙げられる。
【００３３】
【化２】
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【００３４】
また、前記ポリエーテルスルホン系樹脂としては、分子の主鎖にスルホン基及びエーテル基を含有する高分子であって、例えば、ジクロロジフェニルスルホンとジヒドロキシジフェニルスルホンとの縮合重合で得られた高分子；ジクロロジフェニルスルホンとビスフェノールＡとの重縮合で得られた高分子などが挙げられ、具体例として、下記の化３で示される反復単位を含むポリエーテルスルホンなどが挙げられる。
【００３５】
【化３】
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【００３６】
また、前記ポリフェニレンサルファイド系樹脂としては、硫化ナトリウムとｐ−ジクロロベンゼンとの重縮合で得られた高分子などが挙げられ、具体例として、下記の化４で示される反復単位を含むポリフェニレンサルファイドなどが挙げられる。
【００３７】
【化４】
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【００３８】
但し、本考案に係る下塗りコーティング層組成物は、上述の熱安定性結合剤を含まないと共に、（ａ）ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）と、（ｂ）テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）及びテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）からなる群から選択される１種以上の炭化フッ素系共重合体とを混合して使用するが、前記ポリテトラフルオロエチレン１００重量部を基準に、前記炭化フッ素系共重合体の含有量を、約５〜２０重量部の範囲内に調節して含む。炭化フッ素系共重合体の含有量が５重量部未満の場合は、従来の下塗りコーティング層に比べて接着性が低く、耐食性向上効果が十分でなく、前記炭化フッ素系共重合体の含有量が２０重量部を超過する場合は、後述の上塗りコーティング層の形成時に、下塗りコーティング層上の凸凹形成による塗膜の平滑性の低下が発生することがあり得る。
【００３９】
本考案によれば、前記下塗りコーティング層組成物は、塗膜強化用無機充填剤３１及び薄片状充填剤からなる群から選択される１種以上の添加剤をさらに含むことができる。
【００４０】
前記塗膜強化用無機充填剤３１は、下塗りコーティング層の耐磨耗性を増加させることができ、さらには、図２に示されるように、下塗りコーティング層３０と上塗りコーティング層４０とを互いに固定させる楔としての役割を果たすことで、下塗りコーティング層と上塗りコーティング層との間の接着力を増加させることができる。このような塗膜強化用無機充填剤３１としては、例えば、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ダイヤモンドなどが挙げられ、これらは、単独で又は２種以上混合して使用することができる。
【００４１】
このような塗膜強化用無機充填剤の形状は、特に制限されず、例えば、球状、塊状又は針状であることができる。
【００４２】
また、前記塗膜強化用無機充填剤の粒子サイズは、特に限定されないが、好ましくは、約１〜１００μｍであり、より好ましくは、約５〜５０μｍであることができる。前記塗膜強化用無機充填剤の粒子サイズが上記の範囲内であれば、下塗りコーティング層の耐磨耗性及び下塗りコーティング層と上塗りコーティング層との間の接着性が向上すると共に、塗膜の平滑性の低下が発生しない。
【００４３】
また、前記塗膜強化用無機充填剤の含有量は、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）１００重量部を基準に、約１〜１０重量部であることが好ましい。前記塗膜強化用無機充填剤の含有量が上記の範囲内であれば、下塗りコーティング層の耐磨耗性がさらに向上される。
【００４４】
前記下塗りコーティング層組成物中の、前記薄片状充填剤は、光学的にアルミニウム板材に外観の美麗さを付与することができる。本考案において使用可能な薄片状充填剤としては、特に限定されず、例えば、雲母粒子、顔料が被覆された雲母粒子、金属薄片などが挙げられ、これらは、単独で又は２種以上を混合して使用することができる。
【００４５】
このような薄片状充填剤の含有量は、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）１００重量部を基準に、約１〜１０重量部であることが好ましい。前記薄片状充填剤が上記の範囲内で使用されると、下塗りコーティング層の耐磨耗性、接着性などの物性の低下を生じることなく、アルミニウム板材に光学的に美麗な外観を有する塗膜を形成することが可能となる。
【００４６】
また、前記薄片状充填剤の粒子サイズは、特に限定されないが、好ましくは、約５〜１００μｍ、より好ましくは、約１０〜５０μｍであることができる。前記薄片状充填剤の粒子サイズが上記の範囲内であれば、塗膜の平滑性を損なうことなく、塗膜の光学的効果が増大してアルミニウム板材の審美性が向上することができる。
【００４７】
また、前記下塗りコーティング層組成物は、下塗りコーティング層の特性を損なわない範囲で、必要に応じて、アルミニウム板材に外観の美麗さを付与するため、当業界で公知の顔料、例えば、二酸化チタン、カーボンブラック、ウルトラマリンブルー、酸化鉄などを１種以上含むことができる。
【００４８】
さらに、このような下塗りコーティング層組成物は、上述した成分の他、下塗りコーティング層の特性を損なわない範囲内で、必要に応じて、下塗りコーティング層の物性をより向上させるため、当業界で公知の添加剤、例えば、分散剤、湿潤剤、沈降防止剤、ｐＨ調節剤などを１種以上さらに含むことができる。なお、１種以上の添加剤は、当業界で公知の含有量で組成物に添加することができる。
【００４９】
本考案に係るアルミニウム板材１００は、上塗りコーティング層４０を含む。前記上塗りコーティング層４０は、図１及び図２に示されるように、前記下塗りコーティング層３０の上に形成される層であって、アルミニウム板材の耐熱性、ノンスティック性及び耐磨耗性を向上させることができる。これにより、本考案により製造された調理用容器を使用する場合、調理の際に容器から有害な成分が出るのを遮断して飲食物の汚染を防止し、飲食物による容器の腐食を防止することができる。
【００５０】
前記上塗りコーティング層４０の厚さは、特に限定されず、好ましくは約５〜３０μｍであり、より好ましくは約１０〜２０μｍであることができる。前記上塗りコーティング層の厚さが上記の範囲内であれば、アルミニウム板材の耐磨耗性がさらに向上されると共に、調理用容器の耐磨耗性がさらに向上される。
【００５１】
このような上塗りコーティング層４０を形成するための物質（以下、「上塗りコーティング層組成物」という）としては、特に限定されないが、本考案がフライパンのような調理用容器に適用されるような場合に備えて、耐スクラッチ性に優れたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であることが好ましい。これは、フライパンは、電気炊飯器の内釜とは異なり、ガスの火のような直火加熱により高温に暴露され、よって、ＰＦＡの上塗りコーティング層やＦＥＰの上塗りコーティング層は、上述のように、融点及び溶融粘度が低いため、その融点以上の温度に暴露し続ける場合、調理用器具に引っ掻き問題が発生することがあるためである。従って、このような問題点を防止するため、融点及び溶融粘度が相対的に高いＰＴＦＥを用いて上塗りコーティング層を形成することが好ましい。
【００５２】
＜アルミニウム板材の製造方法＞
本考案の一実施形態に係るアルミニウム板材の製造方法について説明する。なお、本考案は、後述の製造方法のみに限定されるものではなく、必要に応じて、各工程のステップを変形又は選択的に混用して行うことができる。
【００５３】
前記アルミニウム板材の製造方法の好適な一実施形態は、（Ｓ１００）アルミニウム基材に、表面から延出した突起部を形成するステップ；（Ｓ２００）前記ステップＳ１００を経たアルミニウム基材の上に陽極酸化皮膜層を形成するステップ；（Ｓ３００）前記陽極酸化皮膜層の上に下塗りコーティング層組成物を塗布し、焼成した後、３〜６℃／ｓｅｃの速度で冷却させて下塗りコーティング層を形成するステップ；及び（Ｓ４００）前記下塗りコーティング層の上にポリテトラフルオロエチレンを含む上塗りコーティング層を塗布し、焼成した後、３〜６℃／ｓｅｃの速度で冷却させて上塗りコーティング層を形成するステップを含んでなる。但し、本考案では、前記ステップＳ３００において、前記下塗りコーティング層組成物は、（ａ）ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）１００重量部と、（ｂ）テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体及びテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体からなる群から選択される１種以上の炭化フッ素系共重合体５〜２０重量部とを含むが、（ｃ）熱安定性結合剤を含まない。
【００５４】
以下、上述の製造方法について各工程別に説明する。
【００５５】
（Ｓ１００）アルミニウム基材の突起部形成
先ず、突起部１１を、アルミニウム基材の表面から延出するように形成する。この時、突起部の形成方法は、当該技術分野で公知の形成方法であれば、特に限定されないが、次のような方法を用いる場合、係止部付き突起部１１を形成することが可能となるため、好ましい。
【００５６】
例えば、前記係止部付き突起部１１は、アルミニウム基材をヘアライン（Ｈａｉｒ−ｌｉｎｅ）加工するステップ（「ステップＳ１１０」）；前記ステップＳ１１０で得られたアルミニウム基材の脱脂を行うステップ（「ステップＳ１２０」）；前記ステップＳ１２０で得られたアルミニウム基材の表面に亜鉛コーティングを施すジンケート（ｚｉｎｃａｔｅ）ステップ（「ステップＳ１３０」）；及び前記ステップＳ１３０で得られた亜鉛コーティングが施されたアルミニウム基材を電解エッチング処理するステップ（「ステップＳ１４０」）を含む方法により形成することができる。
【００５７】
ここで、前記ステップＳ１１０は、アルミニウム基材の表面に形成された酸化物皮膜を除去するステップであって、後述の電解エッチング処理ステップにおける電解腐食反応性を向上させることができる。本ステップは、アルミニウム基材の表面に、サンドペーパー（ｓａｎｄｐａｐｅｒ）やワイヤーブラシ（ｂｒｕｓｈ）などを摩擦させて直線状の微細なライン、即ち、ヘアライン（ｈａｉｒ−ｌｉｎｅ）を連続的に又は不連続的に形成する。
【００５８】
次に、前記ステップＳ１２０は、前記ステップＳ１１０を経たアルミニウム基材の表面に残存する留分や汚れを除去するステップであって、前記ステップＳ１１０で得られたアルミニウム基材を硫酸水溶液（濃度：約５〜２５％、温度：約６０〜８０℃）に約５〜１０分間浸漬させることで前記アルミニウム基材の脱脂を行う。
【００５９】
次に、前記ステップＳ１３０は、ジンケートを行うステップであって、前記ステップＳ１２０を経たアルミニウム基材の表面に形成された酸化物皮膜を除去すると共に、後述の電解エッチング処理ステップにおいて被処理アルミニウム基材の表面に酸化物皮膜が形成されるのを防止する。本ステップは、前記ステップＳ１２０で得られたアルミニウム基材を、水酸化ナトリウム（濃度：約１０〜１００ｇ／ｌ）と酸化亜鉛（濃度：約５〜５０ｇ／ｌ）との混合溶液に約１０〜３５℃の温度で約１０〜１２０秒間浸漬させることで、前記アルミニウム基材の表面に亜鉛コーティングを行う。
【００６０】
次に、前記ステップＳ１４０では、前記ステップＳ１３０を経たアルミニウム基材に電解エッチング処理を行うことでアルミニウム基材の表面から延出した突起部がアルミニウム基材の外面に形成される。具体的に、塩化アンモニウム（濃度：約１０〜１００ｇ／ｌ）と塩酸のハロゲン化物水溶液（濃度：約１０〜１００ｇ／ｌ）との混合溶液が電解溶液として含有されており、陽極板と陰極板とが向かい合うように配置されている電解槽を準備する。次いで、両極板の間に前記亜鉛の被覆されたアルミニウム基材を配置し、温度約２０〜６０℃、電圧約５〜２５Ｖ、及び電流密度約１０〜６０Ａ／ｄｍ２で、約１〜５分間通電させて電解エッチング処理を行うと、アルミニウム基材の表面に突起部が形成される。
【００６１】
（Ｓ２００）陽極酸化皮膜層の形成
次に、前記ステップＳ１００を経たアルミニウム基材の上に陽極酸化皮膜層を形成する。
【００６２】
前記陽極酸化皮膜層２０は、当該技術分野で公知のアルミニウム酸化皮膜層の形成方法であれば、特に制限されないが、好ましくは、後述のような方法を用いることで、陽極酸化皮膜層２０が前記突起部１１に化学的・物理的によりしっかりと接着形成される。
【００６３】
例えば、前記陽極酸化皮膜層は、スマット除去（Ｄｅｓｍｕｔ）ステップ（「ステップＳ２１０」）；及びアノダイジング（Ａｎｏｄｉｚｉｎｇ）ステップ（「ステップＳ２２０」）を含む方法により形成することができる。
【００６４】
前記ステップＳ２１０は、前記突起部１１を有するアルミニウム基材から還元性金属塩を除去するステップである。前記還元性金属塩は、上述の突起部を形成するための電解エッチング処理（ステップＳ１４０）においてアルミニウム基材中の他の金属イオンと電解溶液中のアニオンとが反応して形成されるものである。このような還元性金属塩は、前記突起部１１を備えたアルミニウム基材を窒酸水溶液（濃度：約５〜３０％、温度：約１〜３５℃）に約１〜１０分間浸漬させることで前記アルミニウム基材から除去される。
【００６５】
次に、前記ステップＳ２２０は、前記ステップＳ２１０を経たアルミニウム基材の表面、即ち、前記突起部１１の形状に対応して均一な酸化皮膜を形成するステップである。具体的に、硫酸水溶液（濃度：約５〜２５％、温度：約１０〜３５℃）を含有した電解槽内に、前記ステップＳ２１０を経たアルミニウム基材を、陰極板と向かい合うように配置した後、電圧約３〜１５Ｖを加えると、前記アルミニウム基材の上に陽極酸化皮膜層２０が形成される。
【００６６】
（Ｓ３００）下塗りコーティング層の形成
次に、前記ステップＳ２００で形成された陽極酸化皮膜層の上に、下塗りコーティング層組成物を塗布し、焼成した後、冷却させて下塗りコーティング層を形成する。但し、上述のように、前記下塗りコーティング層組成物は、熱安定性結合剤を含まないと共に、（ａ）ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）と、（ｂ）テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体及びテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体からなる群から選択される１種以上の炭化フッ素系共重合体とを、１００：５〜２０重量比で含む。
【００６７】
前記下塗りコーティング層組成物を陽極酸化皮膜層２０上への塗布方法は、特に限定されないが、スピンコート法又はロールコート法であることが好ましい。
【００６８】
この時、塗布された下塗りコーティング層組成物の焼成温度及び時間は、特に限定されないが、温度は約３６０〜４３０℃であり、時間は約５〜３０分間であることが好ましい。
【００６９】
また、前記温度及び時間で焼成した後、下塗りコーティング層を冷却する速度は、約３〜６℃／ｓｅｃであることが好ましい。前記下塗りコーティング層が上記の範囲で冷却されると、前記下塗りコーティング層中のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の多孔性網状の構造が一層緻密な構造となって孔隙が小さくなるため、腐食誘発物質が浸透し難く、アルミニウム基材の突起部と下塗りコーティング層との間のアンカリング効果（Ａｎｃｈｏｒｉｎｇ  Ｅｆｆｅｃｔ）が増大し、アルミニウム基材と下塗りコーティング層との間の接着力がさらに増加される。
【００７０】
（Ｓ４００）上塗りコーティング層の形成
次に、前記ステップＳ３００で形成された下塗りコーティング層の上にポリテトラフルオロエチレンを含む上塗りコーティング層を塗布し、焼成した後、冷却させて上塗りコーティング層を形成する。
【００７１】
前記上塗りコーティング層組成物を下塗りコーティング層上への塗布方法は、特に限定されないが、スピンコート法又はロールコート法であることが好ましい。
この時、塗布された上塗りコーティング層組成物の焼成温度及び時間は、特に限定されないが、温度は約３６０〜４３０℃であり、時間は約５〜３０分間であることが好ましい。
また、前記温度及び時間で焼成した後、下塗りコーティング層の上に形成された上塗りコーティング層は、約３〜６℃／ｓｅｃの速度で冷却されることが好ましい。上記の冷却速度で上塗りコーティング層の冷却が行われると、前記コーティング層中のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の多孔性網状の構造が一層緻密な構造となって孔隙が小さくなり、よって、腐食誘発物質が浸透し難くなり、耐食性が向上される。
【００７２】
＜調理用容器＞
また、本考案は、上述のアルミニウム板材１００を用いて製造される調理用容器２００を提供する。前記調理用容器２００としては、飲食物の調理に使用されるものであれば、特に限定されず、例えば、電気炊飯器の内釜、フライパン、電気グリル、鍋などが挙げられ、この中でフライパンであることが好ましい。
【００７３】
前記調理用容器は、前記アルミニウム板材１００を容器形状にプレス加工して製造されるが、図３に示されるように、上部が開放された本体であって表面から延出した突起部１１を有する本体１０；前記本体の外面に形成された陽極酸化皮膜層２０；前記陽極酸化皮膜層の上に形成された下塗りコーティング層３０；及び前記下塗りコーティング層の上に形成された上塗りコーティング層４０を含む。このような調理用容器２００は、上述のアルミニウム板材１００を用いて製造されるため、前記アルミニウム板材と同様に、下塗りコーティング層の一成分としての熱安定性結合剤の使用が排除される。従って、前記調理用容器２００は、上塗りコーティング層が調理道具や洗浄道具により引っ掻き又は磨耗されて下塗りコーティング層が露出されても、優れた非粘着性を維持する。また、前記調理用容器は、耐熱性に優れているため、高温に長時間暴露されても、熱分解による塗膜の変色やクラックが発生しない。さらに、前記調理用容器は、耐食性に優れているため、飲食物の調理時に塩分などのような腐食誘発物質の浸透による塗膜の膨れ及び剥がれが発生しない。
【００７４】
以下、本考案の実施例を挙げて具体的に説明するが、後述の実施例及び実験例は、本考案の一形態の例示に過ぎず、本考案の範囲は、後述の実施例及び実験例により制限されるものではない。
【００７５】
［実施例１］アルミニウム板材の製造
アルミニウム基材［Ａ３００４材質のアルミニウム板（株式会社ＤＡＥＨＯ−ＡＬ製、厚さ：２．５ｍｍ）］の表面にワイヤーブラシを摩擦させてアルミニウム基材にヘアラインを形成した。次に、前記ヘアラインの形成されたアルミニウム基材を硫酸水溶液（濃度：約２０％、温度：約７０℃）に約５分間浸漬させ、前記アルミニウム基材の脱脂を行った。脱脂処理されたアルミニウム基材を、約２０℃の温度で水酸化ナトリウム（濃度：約５０ｇ／ｌ）と酸化亜鉛（濃度：約２０ｇ／ｌ）との混合溶液に、約３０秒間浸漬させることで、前記アルミニウム基材の表面に亜鉛コーティングを行った。次に、塩化アンモニウム（濃度：約５０ｇ／ｌ）と塩酸のハロゲン化物水溶液（濃度：約５０ｇ／ｌ）との混合溶液を含有した電解槽内に、前記亜鉛の被覆されたアルミニウム基材を、陽極板と陰極板との間に配置した後、約３０℃の温度、約１５Ｖの電圧、及び約３０Ａ／ｄｍ２の電流密度で約３分間通電させて電解エッチング処理を行うことで、アルミニウム基材の表面に突起部を形成した。
【００７６】
次に、前記突起部が形成されたアルミニウム基材を、窒酸水溶液（濃度：約２０％、温度：約２０℃）に約５分間浸漬させて還元性金属塩を除去した。次に、前記アルミニウム基材を硫酸水溶液（濃度：約２０％、温度：約２０℃）を含有した電解槽の内に、陰極板と向かい合うように配置した後、約９Ｖの電圧を印加して前記アルミニウム基材の上に陽極酸化皮膜層を形成した。
【００７７】
次に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）１００重量部と、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）５重量部とを混合して下塗りコーティング層組成物を準備した。次に、準備された下塗りコーティング層組成物を、前記陽極酸化皮膜層の上にスピンコート法で塗布した後、約３８０℃の温度で約１０分間焼成した後、約５℃／ｓｅｃの速度で冷却させることで下塗りコーティング層（厚さ：約２５μｍ）を形成した。
【００７８】
最後に、上塗りコーティング層組成物［ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）１００重量部］を、前記下塗りコーティング層の上にスピンコート法で塗布した後、約３８０℃の温度で約１０分間焼成した後、約５℃／ｓｅｃの速度で冷却させて上塗りコーティング層（厚さ：約１５μｍ）を形成することで、アルミニウム板材を製造した。
【００７９】
［実施例２〜３］及び［比較例１〜１０］
下記の表１に示される組成に応じて下塗りコーティング層組成物の成分種類及び含有量を変化させる以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム板材を製造した。下記の表１中、ＰＡＩは、ポリアミド−イミド（前記化１における反復単位を含む）であり、かつ熱安定性結合剤の一種であり、各組成物の使用量単位は、重量部である。
【００８０】
【表１】
0003207439.tif 000007
【００８１】
［実験例１］外観評価
実施例１〜３及び比較例１〜１０で製造されたアルミニウム板材の表面を、目視及び光学顕微鏡で観察して、コーティング層に、クラック、ピンホール、ひび割れ、平滑性、黄変のような塗膜の欠陥が生じているか否かを確認した。観察の結果を下記の表２に示す。
【００８２】
［実験例２］接着力試験
実施例１〜３及び比較例１〜１０で得られたアルミニウム板材の表面に、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体フィルム（厚さ：１００μｍ）を加熱融着させた後、これを蒸気圧実験機ＡＵＴＯ  ＣＬＡＶＥに入れ、１５０℃の温度及び４気圧のゲージ圧で１００時間蒸気圧を加えた後、９０度剥離実験機で接着力を測定した。測定の結果を下記の表２に示す。
【００８３】
［実験例３］塩水沸騰試験
実施例１〜３及び比較例１〜１０で得られたアルミニウム板材を、９６℃の温度で５％ＮａＣｌ水溶液中に１０時間沈積させた。この過程を繰り返して行い、コーティング層に膨れ、腐食、剥がれなどの塗膜欠陥が生ずるまでの時間を測定した。測定の結果を下記の表２に示す。
【００８４】
［実験例４］耐熱性試験
実施例１〜３及び比較例１〜１０で得られたアルミニウム板材を乾燥炉に入れ、３５０℃の温度で１０時間放置させた。この過程を繰り返して行い、コーティング層に塗膜のクラック、塗膜の白化などの塗膜欠陥が生じるまでの時間を測定した。測定の結果を下記の表２に示す。
【００８５】
［実験例５］非粘着性試験
実施例１〜３及び比較例１〜１０で得られたアルミニウム板材を、容器形状にプレス加工して調理用容器を製造した。たわし磨耗実験機に調理用容器を固定させた後、０．５％の中性洗剤水溶液を調理用容器内に注いだ状態で、Ｓｃｏｔｃｈ−ｂｒｉｔｅ＃７４４７のたわしパッド（５ｃｍ×５ｃｍ）を、調理用容器の中心部に位置させ、荷重１．２ｋｇ、往復速度１２．５ｍ／ｍｉｎ、Ｓｔｒｏｋｅ長さ７ｃｍの条件下で、２５０回毎にたわしパッドを入れ替えながら１０００回往復運動させることで、上塗りコーティング層が磨耗されて下塗りコーティング層が露出されるようにした。次に、調理用容器の表面温度が１９０〜２１０℃となるように調理用容器を加熱した後、油を引いていない状態で２分間卵焼きを調理した。前記調理過程を繰り返して、卵焼きがフライパンに焦げ付くことなく調理可能な回数を計数した。計数の結果を下記の表２に示す。
【００８６】
【表２】
0003207439.tif 000008
【００８７】
上記の表２から、実施例１〜３のアルミニウム板材は、比較例１〜１０のアルミニウム板材とは異なり、外観上、塗膜の欠陥が発生しておらず、全般的に、接着力、耐食性、耐熱性及び非粘着性に優れていることがわかる。特に、実施例１〜３のアルミニウム板材は、下塗りコーティング層組成物の成分としてＰＡＩを使用した比較例５〜１０のアルミニウム板材と類似した接着力を示し、また、比較例５〜１０のアルミニウム板材に比べて、より優れた耐食性、耐熱性及び非粘着性を示している。
【００８８】
［実施例４〜６］及び［比較例１１〜１９］
下記の表３に示される組成に応じて下塗りコーティング層組成物の成分種類及び含有量を変化させる以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム板材を製造した。下記の表３中、ＦＥＰは、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体であり、ＰＡＩは、前記表１に示されたポリアミド−イミドと同様であり、各組成物の使用量単位は、重量部である。
【００８９】
【表３】
0003207439.tif 000009
【００９０】
［実験例６］〜［実験例１０］
実施例４〜６及び比較例１１〜１９のアルミニウム板材について、前記実験例１〜５によって、外観、接着性、耐食性及び非粘着性の評価を行った。評価の結果を下記の表４に示す。
【００９１】
【表４】
0003207439.tif 000010
【００９２】
上記の表４から、実施例４〜６のアルミニウム板材は、比較例１１〜１９のアルミニウム板材とは異なり、外観上、塗膜の欠陥が発生しておらず、全般的に、接着力、耐食性、耐熱性及び非粘着性に優れていることがわかる。特に、実施例４〜６のアルミニウム板材は、下塗りコーティング層組成物の成分としてＰＡＩを使用した比較例１４〜１９のアルミニウム板材と類似した接着力を示し、また、比較例１４〜１９のアルミニウム板材に比べて、より優れた耐食性、耐熱性及び非粘着性を示している。
【００９３】
［実施例７〜１１］及び［比較例２０〜２８］
下記の表５に示される組成に応じて下塗りコーティング層組成物の成分種類及び含有量を変化させる以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム板材を製造した。下記の表５中、ＦＥＰは、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体であり、ＰＡＩは、前記表１に示されたポリアミド−イミドと同様であり、各組成物の使用量単位は、重量部である。
【００９４】
【表５】
0003207439.tif 000011
【００９５】
［実験例１１］〜［実験例１５］
実施例７〜１１及び比較例２０〜２８のアルミニウム板材について、前記実験例１〜５によって、外観、接着性、耐食性及び非粘着性の評価を行った。評価の結果を下記の表６に示す。
【００９６】
【表６】
0003207439.tif 000012
【００９７】
上記の表６から、実施例７〜１１のアルミニウム板材は、比較例２０〜２８のアルミニウム板材とは異なり、外観上、塗膜の欠陥が発生しておらず、全般的に、接着力、耐食性、耐熱性及び非粘着性に優れていることがわかる。特に、実施例７〜１１のアルミニウム板材は、下塗りコーティング層組成物の成分としてＰＡＩを使用した比較例２３〜２８のアルミニウム板材と類似した接着力を示し、また、比較例２３〜２８のアルミニウム板材に比べて、より優れた耐食性、耐熱性及び非粘着性を示している。
【符号の説明】
【００９８】
１０：アルミニウム基材（本体）、１１：突起部、１１ａ：突起部の幅方向、２０：陽極酸化皮膜層、３０：下塗りコーティング層、３１：塗膜強化用無機充填剤、４０：上塗りコーティング層、１００：アルミニウム板材、２００：調理用容器。
【図１】
0003207439.tif 000013
【図２】
0003207439.tif 000014
【図３】
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