DE60016644T2 - Mit aufgeschmolzenen Fluoropolymeren beschichtete Polytetrafluoroethylenformkörper - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft PTFE-Formkörper zur Verwendung als Behälter für hochreine Chemikalien, typischerweise im Gebiet der Halbleiterfertigung, oder als Auskleidungsmaterial für Transportröhren.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Wegen der hervorragenden Hitze- und Chemikalienbeständigkeit von Polytetrafluorethylen (im folgenden PTFE) und modifiziertem Polytetrafluorethylen werden aus diesen Polymeren geformte Artikel in großem Umfang in Transportröhren, die korrosive oder Hochtemperaturfluide transportieren, oder als korrosionsbeständiges Auskleidungsmaterial für Behälter, Maschinen, Anlagen und dergleichen eingesetzt.
  • Die Oberfläche der PTFE-Formkörper ist jedoch im allgemeinen nicht ausreichend glatt. Dies ist ein Grund zur Besorgnis, wenn derartige Körper als Behälter für hochreine Chemikalien oder als Auskleidungen für Transportröhren einsetzt werden, da Verunreinigungen leicht an der Oberfläche anhaften und auch nach Versuchen, die Körper zu reinigen, schwer zu entfernen sind. Insbesondere ist das Entfernen von Verunreinigungen zu einer strengen Anforderung in Bereichen geworden, die hochentwickelte physikalische Eigenschaften erfordern, besonders in der Halbleiterferigung oder dergleichen.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bietet einen Formkörper aus Polytetrafluorethylen oder modifiziertem Polytetrafluorethylen mit einer Fluorpolymerharzbeschichtung, wobei die Beschichtung ein unter Hitzeeinwirkung fließfähiges Tetrafluorethylen-Copolymer aufweist, wobei die Oberfläche des beschichteten Körpers im Vergleich zu dem Formkörper vor dem Beschichten eine geringere Rauhigkeit aufweist. Die Beschichtung für den Formkörper ist vorzugsweise ein geschmolzenes Pulver, besonders bevorzugt durch elektrostatischen Auftrag eines pulverförmigen Fluorpolymerharzes auf den PTFE-Formkörper geformt. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das pulverförmige Fluorpolymerharz ein Gemisch aus unter Hitzeeinwirkung fließfähigem Tetrafluorethylen-Copolymerpulver und einem Polytetrafluorethylenpulver auf, das eine Kristallisationstemperatur von mindestens 305°C und eine Kristallisationswärme von mindestens 50 J/g aufweist.
  • Die Erfindung bietet ferner ein Verfahren zur Ausbildung einer glatten Oberfläche an einem Formkörper aus Polytetrafluorethylen oder modifiziertem Polytetrafluorethylen durch Beschichten des Körpers mit einem unter Hitzeeinwirkung fließfähigen pulverförmigen Fluorpolymerharz und Erhitzen des beschichteten Körpers zur Bildung eines Überzugs aus geschmolzenem Fluorpolymerharz, wobei die Oberfläche des beschichteten Körpers im Vergleich zu dem Formkörper vor dem Beschichten eine verminderte Rauhigkeit aufweist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine dreidimensionale Profildarstellung der Oberfläche eines PTFE-Formkörpers (Beispiel 3), der mit einem Gemisch aus PFA-Pulver und niedermolekularem PTFE-Pulver gemäß der vorliegenden Erfindung beschichtet ist, gemessen unter Verwendung eines dreidimensionalen Oberflächenrauhigkeitsmessgeräts vom Lasertyp.
  • 2 zeigt eine dreidimensionale Profildarstellung der Oberfläche eines PTFE-Formkörpers (Vergleichsbeispiel 1) ohne unter Hitzeeinwirkung fließfähige Beschichtung, gemessen unter Verwendung eines dreidimensionalen Oberflächenrauhigkeitsmessgeräts vom Lasertyp.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Polytetrafluorethylene sind wegen ihrer hervorragenden Eigenschaften, wie z. B. Hitzebeständigkeit und Chemikalienbeständigkeit, dafür bekannt, daß sie bei Verwendung als Behälter für hochreine Chemikalien eine zufriedenstellende Leistung aufweisen. Früher wurden sie ohne Modifikation eingesetzt. In den letzten Jahren gibt es jedoch in Hochtechnologie-Industriezweigen, besonders in der Halbleiterfertigung, eine strenge Anforderung zur Beseitigung von Verunreinigungen, so daß existierendes PTFE allein die Anforderung nicht mehr erfüllen kann. Die vorliegende Erfindung erfüllt den Bedarf für einen Formkörper, der die Hitze- und Chemikalienbeständigkeitseigenschaften von PTFE und außerdem eine glattere Oberfläche aufweist, die dem Anhaften von Verunreinigungsstoffen an der Oberfläche widersteht. Konkret kann durch elektrostatische Pulverbeschichtung der Oberfläche eines PTFE-Formkörpers mit einem pulverförmigen Fluorpolymerharz ein PTFE-Formkörper mit einer glatteren Oberfläche hergestellt werden. Das pulverförmige Fluorpolymerharz weist ein unter Hitzeeinwirkung fließfähiges Tetrafluorethylen-Copolymer auf. Die Herstellung eines Körpers mit dieser elektrostatischen Beschichtung ermöglicht, daß die gesamte Oberfläche des Körpers, ungeachtet der Konfiguration, mit einem unter Hitzeeinwirkung fließfähigen pulverförmigen Fluorpolymerharz bedeckt werden kann, wodurch die Oberflächenglätte des Polytetrafluorethylen-Formkörpers erheblich verbessert wird.
  • Mit einer glatteren Oberfläche ist gemeint, daß die Oberfläche des beschichteten Körpers im Vergleich zu einem Formkörper vor der Beschichtung eine verminderte Rauhigkeit aufweist.
  • Die vermindere Rauhigkeit in % wird nach der folgenden Gleichung (1) berechnet:
  • Figure 00020001
  • Die erfindungsgemäßen beschichteten Körper haben im Vergleich zu einem Formkörper vor der Beschichtung vorzugsweise eine um mindestens 25%, stärker bevorzugt um mindestens 50%, und am stärksten bevorzugt um mindestens 75% verminderte Oberflächenrauhigkeit. Die beschichtete Oberfläche der erfindungsgemäßen Formkörper weist einen arithmetischen Mittenrauhwert (Ra) von weniger als 1,5 μm auf, vorzugsweise weniger als 1,0 μm, und am stärksten bevorzugt weniger als 0,5 μm.
  • FORMGEPRESSTES PTFE
  • PTFE-Formkörper, bei der vorliegenden Erfindung Substrate, sind Formkörper, die man durch Formpressen von Tetrafluorethylen-Homopolymer (PTFE) oder modifiziertem Polytetrafluorethylen erhält. Mit modifiziertem PTFE ist gemeint, daß das gesamte PTFE einen kleinen Anteil Comonomer-Modifikator enthält, der die Filmbildungsfähigkeit beim Einbrennen (Schmelzen) verbessert, wie z. B. Perfluorolefin, besonders Hexafluorpropylen (HFP) oder Perfluor(alkylvinylether), in dem besonders die Alkylgruppe 1 bis 5 Kohlenstoffatome enthält, wobei Perfluor(propylvinylether) (PPVE) oder Fluoralkylethylen oder Chlortrifluorethylen bevorzugt werden. Der Anteil eines derartigen Modifikators reicht nicht aus, um dem PTFE Schmelzfertigungsfähigkeit zu verleihen, und beträgt im allgemeinen nicht mehr als 1 Gew.-%. Das PTFE kann, auch der Einfachheit halber, eine einzige Schmelzviskosität aufweisen, gewöhnlich mindestens 1 × 109 Pa · s, aber ein PTFE-Gemisch mit unterschiedlichen Schmelzviskositäten kann zur Bildung des Fluorpolymer-Formteils eingesetzt werden.
  • UNTER HITZEEINWIRKUNG FLIEßFÄHIGES FLUORPOLYMER
  • Unter Hitzeeinwirkung fließfähige Fluorpolymerharze, die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, sind Copolymere von Tetrafluorethylen und anderen Comonomeren, die schmelzen und sich verflüssigen, um bei Temperaturen oberhalb ihrer Schmelzpunkte zu fließen. Beispiele derartiger Copolymere sind unter anderem Copolymere von Tetrafluorethylen und Perfluor(alkylvinylether) (PFA), wie z. B. Perfluor(propylvinylether), und Copolymere von Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen (FEP). Der Begriff "unter Hitzeeinwirkung fließfähig", wie er hier gebraucht wird, bedeutet, daß Teilchen des Fluorpolymerharzes bei Erhitzen über ihre Schmelztemperatur fließen und miteinander verschmelzen.
  • Von den unter Hitzeeinwirkung fließfähigen Fluorpolymerharzen, mit denen die Oberfläche der PTFE-Formkörper beschichtet wird, wird PFA-Pulver bevorzugt, d. h. ein kristallines Copolymerpulver aus Tetrafluorethylen und Perfluor(alkylvinylether), wobei das Copolymerpulver einen Perfluor(alkylvinylether)-Gehalt im Copolymer von 1–10 Gew.-% aufweist. Geeignete Perfluor(alkylvinylether)-Comonomere sind Perfluor(propylvinylether), Perfluor(ethylvinylether) und Perfluor(methylvinylether).
  • Das Copolymerpulver ist ein unter Hitzeeinwirkung fließfähiges Fluorpolymerharz, das eine Formgebung aus der Schmelze ermöglicht, wie z. B. Schmelzextrusion, Spritzgießen und dergleichen, und das bei 372°C ± 1°C vorzugsweise einen Schmelzdurchfluss von 0,5–500 g/10 Minuten, stärker bevorzugt von 0,5–50 g/10 Minuten aufweist.
  • Ein weiteres verwendbares, unter Hitzeeinwirkung fließfähiges Fluorpolymerharz ist FEP-Pulver, d. h. ein Copolymerpulver aus Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen, wobei der Hexafluorpropylengehalt in dem Copolymer 10–15 Gew.-% des Copolymerpulvers beträgt. Dieses Copolymerpulver ist ein unter Hitzeeinwirkung fließfähiges Fluorpolymerharz, das eine Formgebung aus der Schmelze ermöglicht, wie z. B. Schmelzextrusion, Spritzgießen oder dergleichen.
  • PTFE MIT NIEDRIGEM MOLEKULARGEWICHT
  • Die obigen Copolymerpulver, z. B. PFA oder FEP, können allein eingesetzt werden, aber die Verwendung eines Gemischs mit einem PTFE mit besonders niedrigem Molekulargewicht kann die Glätte der Oberfläche weiter verbessern. Ein solches PFA-Pulver, das sich besonders gut für die Ziele der Erfindung eignet, ist ein Gemisch aus einem PFA-Pulver und einem Polytetrafluorethylen-Pulver mit einer Kristallisationstemperatur von mindestens 305°C und einer Kristallisationswärme von mindestens 50 J/g. Die mittlere Teilchengröße des niedermolekularen PTFE beträgt weniger als 100 μm und vorzugsweise 2-20 μm. Eine PFA-Zusammensetzung, die niedermolekulares PTFE zur Verwendung als Formmasse enthält, ist früher in den US-Patentschriften US-A-5 473 018 und 5 603 999 beschrieben worden. Alternativ kann das niedermolekulare PTFE in Form einer Dispersion zugesetzt werden, in der die mittlere Teilchengröße 0,05 μm bis 1 μm beträgt.
  • Die Verwendung eines herkömmlichen PTFE als Bestandteil, das andere physikalische Eigenschaften als das oben beschriebene niedermolekulare PTFE aufweist, macht es schwierig, durch elektrostatische Beschichtung einen glatten Überzug auf einem Substratmaterial zu erzielen, und ergibt keinen PTFE-Formkörper mit hervorragender Oberflächenglätte. In der obigen Zusammensetzung beträgt der beizumischende PTFE-Anteil 0,01–50 Gew.-%, insbesondere 0,01–4 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung. Durch Verwendung von zu wenig PTFE wird die Wirkung der Verbesserung der Oberflächenglätte vermindert, während durch Verwendung eines Anteils von mehr als 50 Gew.-% eine schlechte Beschichtung auf dem Substrat entsteht.
  • ELEKTROSTATISCHES PULVERBESCHICHTUNGSVERFAHREN
  • Die vorliegende Erfindung erfordert eine elektrostatische Pulverbeschichtung der Oberfläche eines PTFE-Formkörpersubstrats mit einem unter Hitzeeinwirkung fließfähigen Fluorpolymerharz, z. B. mit PFA-Pulver oder einem FEP-Pulver, um eine verbesserte Oberflächenglätte zu erzielen. Die Oberflächenbeschichtung von PTFE-Formkörpern ist wegen ihrer hervorragenden Wasserabweisungs- und Ölabweisungseigenschaften schwierig. Es ist äußerst schwierig, die Oberfläche eines PTFE-Formkörpers durch eine Imprägnierbeschichtung oder ähnliche Verfahren mit PFA oder FEP zu beschichten. Außerdem unterliegen die verfügbaren Konfigurationen von beschichtungsfähigen PTFE-Formkörpern auch dann Beschränkungen, wenn der PTFE-Formkörper vorbehandelt wird, um die Oberfläche des Formkörpers aufnahmefähiger für die Beschichtung zu machen. Es ist jedoch festgestellt worden, daß die Anwendung einer elektrostatischen Beschichtung mit einem unter Hitzeeinwirkung fließfähigen pulverförmigen Fluorpolymerharz, beispielsweise PFA-Pulver oder FEP-Pulver, ohne weiteres eine hervorragende Beschichtung liefert und frühere Beschränkungen bezüglich der Konfiguration des zu beschichtenden PTFE-Formkörpers beseitigt. Die elektrostatische Pulverbeschichtung unter Verwendung eines PFA-Pulvers oder eines FEP-Pulvers gestattet die Steuerung der Dicke der Schicht, die auf der Oberfläche eines PTFE-Formkörpers erzeugt wird, und ermöglicht, eine Schichtdicke von 100 μm oder weniger zu erreichen. Dünnschichten können auf großen PTFE-Formkörpern eine glatte Oberfläche erzeugen. Die Verwendung von Dünnschichtüberzügen gestartet eine wirtschaftliche Herstellung großer Artikel und erzeugt Oberflächen, die dem Anhaften von Verunreinigungsstoffen widerstehen können.
  • Das Verfahren zur elektrostatischen Pulverbeschichtung der Oberfläche eines PTFE-Formkörpers mit einem unter Hitzeeinwirkung fließfähigen Fluorpolymerharz unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Für das Aufbringen des Pulvers eignet sich die Anwendung irgendeines herkömmlichen Verfahrens/Geräts für elektrostatische Pulverbeschichtung, um glatte, beschichtete PTFE-Formkörper gemäß der vorliegenden Erfindung zu erzeugen.
  • Ein erfindungsgemäßer PTFE-Formkörper, den man durch Beschichten der Oberfläche mit einem unter Hitzeeinwirkung fließfähigen Fluorpolymerharz erhält, behält die hervorragenden physikalischen Eigenschaften von Fluorharzen bei, wie z. B. Hitzebeständigkeit und Chemikalienbeständigkeit, und weist dabei eine hervorragende Oberflächenglätte auf. Die Oberflächenglätte des Körpers unterdrückt weitgehend eine Verunreinigung in Fluidtransporteinrichtungen und kann daher an einen breiten Anwendungsbereich auf dem Gebiet von Materialien der Präzisionsindustrie angepaßt werden, wie z. B. in Gebieten der Halbleiterverarbeitung.
  • TESTVERFAHREN
  • KRISTALLISATIONSTEMPERATUR
  • Zur Bestimmung der Kristallisationstemperatur wird ein Perkin Elmer-Differentialscanningkalorimeter, DSC Modell 7, benutzt. Eine Probe von 5 mg wird in eine dafür vorgesehene Aluminiumschale eingewogen, mit Hilfe einer speziellen Quetschvorrichtung umgebogen, in einem DSC-Gerät montiert, und die Probe wird mit 10°C/min von 200°C auf 380°C erhitzt. Nachdem die Probe 1 Minute auf 380°C gehalten wird, wird sie mit 10°C/min von 380°C auf 200°C abgekühlt, und es entsteht eine Kristallisationskurve, aus der man die Höchsttemperatur der Kristallisation als Kristallisationstemperatur (Tc) erhält.
  • KRISTALLISATIONSWÄRME
  • Die Kristallisationswärme (Hc) erhält man aus der Kristallisationskurve, indem man vor bzw. hinter einem gegebenen Kristallisationspeak bzw. -maximum den Punkt, wo die Kurve von der Grundlinie abweicht, durch eine gerade Linie mit dem Punkt verbindet, wo die Kurve zur Grundlinie zurückkehrt, und die eingeschlossene Peakfläche misst.
  • OBERFLÄCHENRAUHIGKEIT
  • Der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) der Oberfläche von PTFE-Formkörpern wird unter Verwendung eines dreidimensionalen Oberflächenrauhigkeitsmessgeräts vom Lasertyp (hergestellt von Laser Tex, Modell 1LM21) gemessen.
  • BEISPIELE
  • Die vorliegende Erfindung wird unter Verwendung der folgenden Beispiele genauer beschrieben. Die Zusammensetzungen, physikalischen Eigenschaften und Herstellungsverfahren und dergleichen der Fluorpolymerharze, die in diesen Beispielen und Vergleichsbeispielen als Substrate und als Beschichtungen verwendet werden, werden nachstehend angegeben.
  • FLUORPOLYMERHARZE
    • (1) PTFE-Pulver: Mittlere Teilchengröße: 30 μm "Teflon 170-J" (eingetragenes Warenzeichen, Mitsui DuPont Fluorochemicals KK)
    • (2) PFA-Pulver: Mittlere Teilchengröße: 28 μm Hergestellt von Mitsui DuPont Fluorochemicals KK Copolymer aus Tetrafluorethylen und Perfluor(propylvinylether) (PFA) [Perfluor(propylvinylether)-Gehalt 3,6 Gew.-%]
    • (3) FEP-Pulver: Mittlere Teilchengröße: 32 μm Hergestellt von Mitsui DuPont Fluorochemicals KK Copolymer aus Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen (FEP) [Hexafluorpropylengehalt 12,0 Gew.-%]
    • (4) Niedermolekulares PTFE-Pulver Mittlere Teilchengröße: 2–20 μm Kristallisationstemperatur: 305°C oder höher Kristallisationswärme: 50 J/g oder höher
  • PTFE-FORMKÖRPER
  • PTFE-Formkörper werden geformt, indem eine Pressform von 170 mm Länge × 170 mm Breite × 15 mm Dicke mit 350 g PTFE-Pulver (1) gefüllt und mit einem Druck von 150 kg/cm2 und einer Pressgeschwindigkeit von 10 mm/mm gepresst wird, bis eine Dicke von 4 mm erreicht ist. Nachdem die gewünschte Dicke erreicht ist, wird der Druck 1 Minute auf 150 kg/cm2 gehalten und anschließend entlüftet, um einen PTFE-Vorformling zu erhalten.
  • Der entstandene PTFE-Vorformling wird auf eine Metallplatte aufgelegt und gemäß dem folgenden Temperaturzyklus gesintert.
    • (i) Erhitzen von Raumtemperatur auf 370°C in 2 Stunden.
    • (ii) Halten auf 370°C während 1 Stunde.
    • (iii) Abkühlen von 370°C auf 100°C mit einer Geschwindigkeit von –30°C/h.
    • (iv) Nach Erreichen von 100°C wird die Probe aus dem Ofen entnommen und auf Raumtemperatur abgekühlt.
  • Es wird ein PTFE-Formkörper (Folie) von 170 mm × 170 mm × 4 mm Dicke erzeugt, der 350 g PTFE-Pulver aufweist.
  • BEISPIELE 1 UND 2
  • Ein unter Hitzeeinwirkung fließfähiges Fluorpolymerharz aus PFA- (2) oder FEP-Pulver (3), wie in Tabelle 1 angegeben, wird durch elektrostatische Sprühbeschichtung auf eine geformte PTFE-Folie aufgebracht, die gemäß der obigen Beschreibung hergestellt wurde. Die Folie wird in einem Abstand von 25 cm geerdet. Die Beschichtung wird mit einer elektrischen Spannung von 10 kV (negativ) und einer Abgabegeschwindigkeit von 50 mg/min unter Verwendung eines elektrostatischen Pulverbeschichtungsgeräts (hergestellt von Onoda Cement KK; GX-200T) und einer elektrostatischen Pulverbeschichtungspistole (Onoda Cement KK GX-107) ausgeführt. Das aufgebrachte Pulvergewicht beträgt einheitlich 2,2 g, wodurch nach dem Sintern eine Beschichtungsdicke von 100 μm entsteht. Die Umgebungsbedingungen bei der Beschichtung sind eine Temperatur von 25°C und eine relative Luftfeuchte von 60%. Die beschichtete PTFE-Folie wird in einem Umluftofen 30 Minuten bei 370°C gesintert und dann auf Raumtemperatur abgekühlt, wodurch ein PTFE-Formkörper erzeugt wird, der mit aufgeschmolzenem Fluorpolymerharz aus unter Hitzeeinwirkung fließfähigem PFA oder FEP beschichtet ist.
  • Der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) der Oberfläche der entstandenen, mit aufgeschmolzenem Fluorpolymer beschichteten PTFE-Folie wird unter Verwendung eines dreidimensionalen Oberflächenrauhigkeitsmessgeräts vom Lasertyp gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
  • BEISPIEL 3
  • Eine geformte PTFE-Folie, die gemäß der obigen Beschreibung hergestellt wurde, wird durch elektrostatische Pulverbeschichtung auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 beschichtet. In diesem Beispiel ist das Pulver jedoch ein Gemisch aus 99 Gew.-% PFA-Pulver (2) und 1 Gew.-% eines niedermolekularen PTFE-Pulvers (4) mit einer Kristallisationstemperatur von mindestens 305°C und einer Kristallisationswärme von mindestens 50 J/g, wodurch man eine mit aufgeschmolzenem Fluorpolymerharz beschichtete PTFE-Folie erhält.
  • Der arithmetische Mittenrauhwert der Oberfläche der entstandenen PTFE-Folie, die mit einem PFA beschichtet ist, das ein niedermolekulares PTFE enthält, wird unter Verwendung eines dreidimensionalen Oberflächenrauhigkeitsmessgeräts vom Lasertyp gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Ein dreidimensionales Profil, das man mit Hilfe dieser Vorrichtung erhält, ist in 1 dargestellt.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 1
  • An der Oberfläche einer geformten PTFE-Folie, die gemäß der obigen Beschreibung hergestellt wurde, aber keine Beschichtung aus aufgeschmolzenem pulverförmigem Fluorpolymerharz aufweist, z. B. einer Folie ohne irgendeine Modifikation, wird der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) unter Verwendung eines dreidimensionalen Oberflächenrauhigkeitsmessgeräts vom Lasertyp gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Ein mit dieser Vorrichtung erhaltenes dreidimensionales Profil ist gleichfalls in 2 dargestellt.
  • TABELLE 1
    Figure 00070001
  • Die Ergebnisse von Tabelle 1 (1 und 2) zeigen deutlich, daß im Gegensatz zur Oberfläche der nichtmodifizierten PTFE-Formkörper, die rauhe Oberflächen mit Vertiefungen und Vorsprüngen aufweisen, die erfindungsgemäßen, mit aufgeschmolzenem Fluorpolymerharz beschichteten PTFE-Formkörper eine wesentlich verbesserte Oberflächenglätte aufweisen. Die beschichteten Formkörper der Beispiele 1, 2 und 3 mit einer mittleren Oberflächenrauhigkeit von 0,33, 0,25 bzw. 0,21 weisen im Vergleich zu dem unbeschichteten Formkörper von Vergleichsbeispiel 1 eine um 85%, 88% bzw. 90% verminderte Rauhigkeit auf.

Claims (15)

  1. Formkörper aus Polytetrafluorethylen oder modifiziertem Polytetrafluorethylen mit einer Fluorpolymerharzbeschichtung, wobei die Beschichtung ein unter Hitzeeinwirkung fließfähiges Tetrafluorethylen-Copolymer aufweist, wobei die Oberfläche des beschichteten Körpers im Vergleich zu dem Formkörper vor dem Beschichten eine geringere Rauhigkeit aufweist.
  2. Körper nach Anspruch 1, wobei die Beschichtung ein geschmolzenes Pulver aufweist.
  3. Körper nach Anspruch 2, wobei die Beschichtung durch elektrostatischen Auftrag des Tetrafluorethylen-Copolymerpulvers auf den PTFE-Formkörper gebildet wird.
  4. Körper nach Anspruch 1, wobei die Fluorpolymerharzschicht ein Copolymer von Tetrafluorethylen und Perfluor(alkylvinylether) (PFA) aufweist.
  5. Körper nach Anspruch 1, wobei die Fluorpolymerharzschicht ein Copolymer von Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen (FEP) aufweist.
  6. Körper nach Anspruch 1, wobei die Fluorpolymerharzschicht ein Gemisch aus unter Hitzeeinwirkung fließfähigem Tetrafluorethylen-Copolymer und einem Polytetrafluorethylen mit einer Kristallisationstemperatur von mindestens 305°C und einer Kristallisationswärme von mindestens 50 J/g aufweist.
  7. Formkörper nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche des beschichteten Körpers im Vergleich zu dem Formkörper vor dem Beschichten eine um mindestens 25% verminderte Rauhigkeit aufweist.
  8. Formkörper nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche des beschichteten Körpers im Vergleich zu dem Formkörper vor dem Beschichten eine um mindestens 50% verminderte Rauhigkeit aufweist.
  9. Formkörper nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche des beschichteten Körpers im Vergleich zu dem Formkörper vor dem Beschichten eine um mindestens 75% verminderte Rauhigkeit aufweist.
  10. Formkörper nach Anspruch 1, wobei die beschichtete Oberfläche einen arithmetischen Mittenrauhwert (Ra) von weniger als 1,5 μm aufweist.
  11. Formkörper nach Anspruch 1, wobei die beschichtete Oberfläche einen arithmetischen Mittenrauhwert (Ra) von weniger als 1,0 μm aufweist.
  12. Formkörper nach Anspruch 1, wobei die beschichtete Oberfläche einen arithmetischen Mittenrauhwert (Ra) von weniger als 0,5 μm aufweist.
  13. Verfahren zur Ausbildung einer glatten Oberfläche an einem Formkörper aus Polytetrafluorethylen oder modifiziertem Polytetrafluorethylen durch Beschichten des Körpers mit einem unter Hitzeeinwirkung fließfähigen pulverförmigen Fluorpolymerharz und Erhitzen des beschichteten Körpers zur Bildung eines Überzugs aus geschmolzenem Fluorpolymerharz, wobei die Oberfläche des beschichteten Körpers im Vergleich zu dem Formkörper vor dem Beschichten eine verminderte Rauhigkeit aufweist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das unter Hitzeeinwirkung fließfähige Fluorpolymerharz ein Tetrafluorethylen-Copolymer aufweist.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei de Beschichtung durch elektrostatischen Auftrag des pulverförmigen Fluorpolymerharzes auf den PTFE-Formkörper ausgebildet wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210268766A1 (en) * 2016-02-16 2021-09-02 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Composite and method for making

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003024713A1 (en) * 2001-09-18 2003-03-27 Mykrolis Corporation High-strength, chemically resistant laminar film with limited extractables
US20040232584A1 (en) * 2003-05-20 2004-11-25 Johnson David William Testing of fabricated fluoropolymer articles for metal contamination
US7067616B2 (en) * 2003-06-26 2006-06-27 Advanced Technology Materials, Inc. Polytetrafluoroethylene treatment
US7030191B2 (en) 2003-10-22 2006-04-18 Dupont Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd. Melt processible copolymer composition
US20050090617A1 (en) * 2003-10-22 2005-04-28 Shinichi Namura Melt processible copolymer composition
US20080075859A1 (en) * 2004-01-20 2008-03-27 Baker Richard J Printing, Depositing, or Coating On Flowable Substrates
US8753702B2 (en) 2004-01-20 2014-06-17 Fujifilm Dimatix, Inc. Printing on edible substrates
CA2616317C (en) 2005-07-26 2013-10-29 Basf Aktiengesellschaft Container made from plastics materials with a polymeric organofluorine interior coating for active-compound formulations for crop protection or protection of materials
US8932706B2 (en) * 2005-10-27 2015-01-13 Multi-Color Corporation Laminate with a heat-activatable expandable layer
JP4607738B2 (ja) * 2005-11-08 2011-01-05 三井・デュポンフロロケミカル株式会社 溶融成形用フッ素樹脂組成物
US20090196798A1 (en) * 2008-02-06 2009-08-06 Robert Sassa Barrier with Low Extractables and Resealing Properties
US20090214837A1 (en) * 2008-02-21 2009-08-27 Multi-Color Corporation Insulating Label
PL2291452T3 (pl) 2008-05-30 2018-07-31 Whitford Corporation Mieszane kompozycje fluoropolimerowe
WO2009151556A1 (en) * 2008-06-09 2009-12-17 Fsi International, Inc. Hydrophilic fluoropolymer materials and methods
TW201016800A (en) * 2008-09-26 2010-05-01 Whitford Corp Blended fluoropolymer coatings for rigid substrates
JP5655785B2 (ja) 2008-09-26 2015-01-21 ウィットフォード コーポレーション 可撓性基材用のフルオロポリマーブレンド組成物およびコーティング
BR112012014927A2 (pt) 2009-12-18 2016-03-08 Whitford Corp composições de fluorpolímeros misturados tendo múltiplos fluorpolímeros processáveis por fusão
KR101808882B1 (ko) 2010-04-15 2017-12-13 휘트포드 코포레이션 플루오로중합체 코팅 조성물
US8808848B2 (en) 2010-09-10 2014-08-19 W. L. Gore & Associates, Inc. Porous article
CA2878976C (en) * 2012-07-17 2017-11-21 Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Ministeof Natural Resources Method and composite for preparing heat exchangers for corrosive environments
WO2018071218A1 (en) 2016-10-12 2018-04-19 The Chemours Company Fc, Llc Low bake temperature fluoropolymer coatings
CN108720621B (zh) * 2017-04-25 2021-08-10 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 不粘涂层及其制备方法以及锅具和煮食设备
CN112189040B (zh) * 2018-05-18 2022-10-21 阿科玛股份有限公司 含氟聚合物基粉末涂料
CN117327310A (zh) * 2023-10-07 2024-01-02 深圳市富程威科技股份有限公司 一种聚四氟乙烯超疏水透气膜及其制备方法和应用

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3389749A (en) * 1964-06-15 1968-06-25 Edward J. Towns Process for molding fluorocarbon resin material to an article
JPH075743B2 (ja) 1986-12-22 1995-01-25 ダイキン工業株式会社 テトラフルオロエチレン系共重合体粉末およびその製造法
US4865903A (en) 1987-12-09 1989-09-12 Pall Corporation Chemically resistant composite structures and garments produced therefrom
US5494301A (en) 1993-04-20 1996-02-27 W. L. Gore & Associates, Inc. Wrapped composite gasket material
JP3559062B2 (ja) 1993-06-30 2004-08-25 三井・デュポンフロロケミカル株式会社 テトラフルオロエチレン／フルオロアルコキシトリフルオロエチレン共重合体組成物
US5789047A (en) 1993-12-21 1998-08-04 Japan Gore-Tex, Inc Flexible, multilayered tube
US5628786A (en) 1995-05-12 1997-05-13 Impra, Inc. Radially expandable vascular graft with resistance to longitudinal compression and method of making same
JP3951277B2 (ja) * 1998-03-20 2007-08-01 旭硝子株式会社 エチレン／テトラフルオロエチレン系共重合体粉末及びその成形方法
CN100374472C (zh) * 1998-08-06 2008-03-12 奥莫利登技术有限责任公司 可熔融加工的聚(四氟乙烯)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210268766A1 (en) * 2016-02-16 2021-09-02 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Composite and method for making

Also Published As

Publication number Publication date
DE60016644D1 (de) 2005-01-20
JP2000229388A (ja) 2000-08-22
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EP1028139B1 (de) 2004-12-15
US20040047984A1 (en) 2004-03-11
US20050106325A1 (en) 2005-05-19
EP1028139A3 (de) 2000-11-02
US6673416B1 (en) 2004-01-06

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