JP2009051876A - コーティング組成物及びそれを使用した物品 - Google Patents

Abstract

【課題】耐水性、絶縁性、耐紫外線分解性に優れ、塗布後に形成される塗膜の透明性が高いコーティング組成物を提供する。
【解決手段】分子量が１０，０００以上であるフッ素ポリマーＡ、フッ素ポリマーＢ、及び溶媒を含む、コーティング組成物であって、
フッ素ポリマーＡは溶媒に可溶であり、フッ素ポリマーＢは粒子状であって、溶媒に不溶である、コーティング組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、コーティング組成物及びそれを使用した物品に関する。

従来からフッ素ポリマーを用いたコーティング組成物は知られており、その防水性などの性能から広く使用されている。

特許文献１は、屋上、ベランダ、浴槽等の建築物に防水性を付与するための水性塗膜防水材用フッ素系重合体含有上塗り塗料を記載している。この水系上塗り塗料は、酢酸ビニル系共重合体水系分散液（成分Ａ）及びセメント質結合材（成分Ｂ）からなる塗膜防水層と、成分Ａ、フッ素系重合体分散液（成分Ｃ）及び顔料からなる塗料塗膜層とを有する複合防水層である。

特許文献２及び３は、焼付塗料やその他の塗料において防水性を発現させるため、有機溶媒に溶解可能な含フッ素共重合体を使用することを記載している。

さらに、特許文献４は、自動車ボディ、食器類などの塗装に有用な、低分子量四フッ化エチレン樹脂の粒子とバインダ樹脂とからなることを特徴とする液体はっ水性塗料を記載している。

さらにまた、特許文献５は、発光部を保護層により密封してなるＥＬ発光素子において、保護層が、発光部の全周にわたってコーティングされたフッ素系モノマーからなる防水コート層と、その防水コート層を覆っているテフロン（登録商標）あるいはシリコンチューブからなる防水フィルム層とからなることを特徴とするＥＬ発光素子を記載している。

一方、防水性を付与するコーティング組成物と直接関係がないが、特許文献６は、透明基材上に、少なくとも１層の光散乱層を有した反射防止フィルムを開示している。該特許文献では、光散乱層は透光性微粒子と透光性樹脂とを含み、透光性微粒子と透光性樹脂の屈折率の差が０．０２以上、０．１５以下であることを記載しており、透光性微粒子としてポリスチレンビーズ、透光性樹脂としてビス（４−メタクリロイルチオフェニル）スルフィドなどが例示されている。屈折率の差は好適な光散乱の角度を得るように調節されることが記載されている。

特開平６−１１６５３１号公報（要約書、特許請求の範囲、段落００２２、００４２） 特開昭５７−３４１０７号公報（特許請求の範囲） 特開昭５７−３４１０８号公報（特許請求の範囲） 特開平８−２１７９９３号公報（要約書、特許請求の範囲、段落００１８） 特開平５−１５２０６７号公報（要約書、特許請求の範囲） 特開２００３−１１４３０４号公報（特許請求の範囲、段落００１６、実施例）

交通信号装置などにおいて、それらに装備される発光器具は、省エネルギーと維持管理費の低減のため、電球、蛍光灯からＬＥＤに急速に移行しつつある。例えば、高い防水性能を維持できる大きくて強固なハウジングを使用できる交通信号機では、それらの発光器具の大半がすでに発光ダイオード（ＬＥＤ）装置を使用している。また、自動車の赤色尾灯も、同様にＬＥＤを使用したものが増えつつある。

これらの発光器具を装備した装置では、ＬＥＤそのものは小型のチップの形態をとるけれども、ＬＥＤチップを搭載するために大型の基台が必要であり、また、防水機能の確保のために大型の透明ハウジングあるいはカバーが必要である。さらに、今後、一般道路あるいは高速道路の照明や屋外照明等、夜通し点灯されるべき照明装置においてＬＥＤを使用することが期待されるが、これらの点や上述の交通信号機の問題点などを考慮して、嵩張らず、耐久性があり、しかも高度な防水機能を備えている交通信号機や照明装置を提供することが非常に望ましい。また、防水性コーティング組成物で厚塗りした後に、被覆内部が透けて見えることが、事後補修の容易性の面から望まれている。

このような課題を解決するため、発光器具として使用したＬＥＤに防水機能を付与するためにＬＥＤを防水塗料で封止することが考えられるが、汎用の防水塗料は、絶縁性が十分でなく、耐紫外線分解性に劣り、屋外での使用に制限がある。
配線、電気接点、電線等の導電部を封止して、嵩張らず、耐久性があり、しかも高度な防水機能を備えている交通信号機や照明装置を提供するのに有用な、耐水性、絶縁性、耐紫外線分解性に優れるコーティング組成物を提供することが望まれている。また、塗布後に形成される塗膜の透明性が高いことも望まれている。

本発明は、以下の態様を含む。
本発明は、１つの態様によると、フッ素ポリマーＡ、フッ素ポリマーＢ、及び溶媒を含む、コーティング組成物であって、
フッ素ポリマーＡは溶媒に可溶であり、フッ素ポリマーＢは粒子状であって、溶媒に不溶である、コーティング組成物を提供する。

本発明は、別の態様によると、物品と、該物品に含まれる導電部を少なくとも封止した、上記コーティング組成物から形成された被覆層とを含むことを特徴とする物品を提供する。

ここで、「導電部」とは、それを本願明細書において使用した場合、以下の説明から容易に理解することができるように、本発明の物品を構成するのに用いられる任意の電気的接続手段を包含する。適当な電気的接続手段の例として、以下に列挙するものに限定されるものではないが、電気／電子回路、電気配線、導体ワイヤ、フリップチップ、バンプ等の電気接点、その他を挙げることができる。本発明ではまた、アンテナ（空中線）なども「導電部」として定義する。

また、「機能素子」とは、それを本願明細書において使用した場合、電子デバイスやその他の装置において能動的あるいは受動的に機能しうる任意の部品、構成要素等を包含する。機能素子の典型的な例として、以下に列挙するものに限定されるものではないが、ＬＥＤチップ等の発光素子、ＩＣチップ、ＬＳＩチップ等の半導体素子、キャパシタ（コンデンサ）、リアクタ、インダクタ、レジスタ、その他を挙げることができる。

本発明によれば、電気／電子回路、電気配線、電気接点、電線等の導電部を封止する際に、封止層（本発明では、「被覆層」という）を容易に成膜することができ、しかも得られる封止物品に対して、その被覆層の物性に由来して優れた耐水性、絶縁性、耐久性、特に耐紫外線分解性などを付与することのできるコーティング組成物を提供することができる。

また、本発明は、溶媒に不溶性であるフッ素ポリマー粒子を含むので、コーティング組成物の乾燥までの使用可能時間を短くすることなく、粘度を適度に向上させることができる。このため、コーティング組成物の厚塗りが容易になり、１回の塗布で厚い透明塗膜を形成することができる。

また、このコーティング組成物は、フッ素ポリマーを溶媒に溶解し、フッ素ポリマー粒子を分散させただけのものであるので、調製が容易であるばかりでなく、刷毛塗り、浸漬塗布等の簡単な塗布手段で塗布できる。よって、このコーティング組成物は、例えばＬＥＤチップを表面実装した回路基板やＬＳＩチップを搭載した半導体基板のような表面凹凸を有する媒体に対しても容易に塗布することができる。

さらにまた、得られる被覆層は優れた耐水性、絶縁性、耐久性、特に耐紫外線分解性などを有しているので、これらの優れた特性を生かした各種の物品、例えば屋外広告装置、交通信号装置、電光表示装置、道路標識装置などのＬＥＤ装置やその他の電子デバイス、照明装置、被覆電線などを提供することができる。これらの物品は、屋外で過酷な条件、例えば紫外線や風雨に長期間にわたってさらされたとしても、その優れた特性を長期間にわたって安定に保持することができる。例えば、本発明の物品は、通常、特性の劣化や破損を伴わずに約１０年間にわたって使用し続けることができるであろう。もちろん、本発明のコーティング組成物はフッ素ポリマーをベースとしているので、そのフッ素ポリマーに由来するその他の良好な特性、例えば耐熱性、耐油性（耐汚染性）なども、得られる物品に反映させることができる。

さらに加えて、本発明の物品は、水中での使用に至らないまでも、非常に優れた耐水性（日本工業規格Ｃ０９２０（ＩＥＣ６０５２９相当）によるＪＩＳ保護等級で規定して７等級（防浸形）もしくはそれ以上；水深１５ｃｍから１ｍで３０分間にわたって水中に没しても有害な影響を生じる量の水の浸入がないレベル）を有しているので、水中使用に近い条件下での使用が可能となる。例えば、ＬＥＤのような直流の電源を必要とするものでは、交流電源を必要とする従来の発光器具（電球、蛍光灯）に比べて水に対する耐性、すなわち、耐水性が重要である。なぜなら、交流電源を使用した場合には、水により多少絶縁が破壊されたとしても、水を電気分解し、酸素と水素を多量に発生することはない。これに対して、直流電源を使用した場合には、ＬＥＤを点灯させ得るような低電圧の適用下でも、水の存在によって酸素と水素が発生せしめられる恐れがあり、さらには、ＬＥＤの接続に使用されている例えば銅、鉛、錫などの配線がイオン化し、水中に溶解していく傾向がある。ところが、本発明のコーティング組成物は耐水性に顕著に優れているので、例えばＬＥＤに適用して、そのＬＥＤを屋外や、水がかかり易いところ、湿度の高いところ、結露の発生可能性のあるところなどに配置したとしても、ＬＥＤの劣化や使用不能が生じることはない。また、このような特徴に本発明のコーティング組成物の耐久性、特に耐紫外線分解性が加わることで、ＬＥＤはもちろんのこと、本発明のその他の物品、その部位(例えば、木材表面、紙材表面、布材表面、皮材表面)においても、今後の市場の拡大が期待できる。

本発明は、コーティング組成物と、それを塗布して配線、電気接点、電線等の導電部を封止した物品、例えばＬＥＤ装置や各種の電子デバイスやアンテナなどにある。以下、本発明をその好ましい実施態様について説明する。

本発明は、第１に、溶媒に可溶であるフッ素ポリマー（フッ素ポリマーＡ）と、該フッ素ポリマーを溶解した溶媒とから実質的に構成されたコーティング組成物に、前記溶媒に不溶であるフッ素ポリマー（フッ素ポリマーＢ）粒子を分散させたコーティング組成物にある。用語「溶媒に可溶であるフッ素ポリマー」とは、溶媒と、フッ素ポリマーからなる溶質との混合物が巨視的状態において安定な単一かつ均一な液相状態を呈するフッ素ポリマーを意味する。また、用語「溶媒に不溶であるフッ素ポリマー」とは、溶媒中に分散しているフッ素ポリマーを意味する。フッ素ポリマーＡの屈折率とフッ素ポリマーＢの屈折率の差は好ましくは０．１５未満である。このような場合に透明な塗膜層を提供することができるからである。

本発明で使用されるフッ素ポリマーＡは、その分子構造やその分子中に含まれるフッ素原子などに由来して、本発明の実施に有用ないろいろな特性を示すことができる。フッ素ポリマーＡは、例えば、実質的に透明であり、光の透過に対して悪影響を及ぼすことがない。また、フッ素ポリマーＡは、それに特有の特性として、耐水性、絶縁性、耐紫外線分解性を含む耐久性、耐熱性、耐油性（耐汚染性）などを有している。さらに、本発明のフッ素ポリマーＡは、溶媒に容易に溶解することができるので、塗布によって容易に適用できる。特に本発明に使用されるフッ素ポリマーＡは、温度を高めた状態において溶媒に溶解することは不要であるので、取扱い性が格段に向上するばかりでなく、フッ素ポリマーＡの使途が拡大する。さらに加えて、従来の技術では、フッ素樹脂コーティングを形成するためにはコーティング組成物中に反応触媒、架橋剤などの添加剤を配合して膜強度を高めたり、架橋構造を導入するなどの処置が必要であったけれども、本発明の実施においては、フッ素ポリマーと反応を引き起こすかもしくはその反応に関与し得る特別な添加剤を配合する必要がない。

本発明の実施において、フッ素ポリマーＡは、上述のような優れた特性を有し、かつそれらの特性が得られるコーティング組成物や物品において十分に発揮されるのであれば、特に限定されるものではなく、広範なフッ素系樹脂及びフッ素系ゴムを包含する。また、フッ素ポリマーＡの分子量は、広い範囲で変更することができるが、通常、約１０，０００もしくはそれ以上である。これよりも小さい分子量であると、コーティング組成物を乾燥した後に樹脂膜を形成することができなくなることがあるからである。フッ素ポリマーＡの分子量は、好ましくは、約５０，０００〜約２００，０００の範囲であり、さらに好ましくは、約５０，０００〜約１５０，０００の範囲である。フッ素ポリマーＡの分子量がこのように高分子量であると、上記した特性がより良好に発現されるからである。なお、フッ素系ポリマーＡの分子量はASTM D4001-93（2006）：光散乱による重量平均分子量の決定のための標準試験法（Standard Test Method for Determination of Weight-Average Molecular Weight of Polymers by Light Scatlering）によって得られる分子量を意味する。

本発明の実施に使用することのできるフッ素ポリマーＡは、以下に列挙するものに限定されるわけではないが、ＦＥＶＥ系、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）系、ＴＨＶ系などのフッ素ポリマーを包含する。これらのフッ素ポリマーは、単独で使用してもよく、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。

ＦＥＶＥ系フッ素ポリマーは、例えば、フルオロオレフィン、シクロヘキシルビニルエーテル、アルキルビニルエーテル及びヒドロキシアルキルビニルエーテルを必須の構成成分として含むフッ素含有共重合体である。かかる共重合体において、フルオロオレフィン、シクロヘキシルビニルエーテル、アルキルビニルエーテル及びヒドロキシアルキルビニルエーテルは、それぞれ、４０〜６０モル％、５〜４５モル％、３〜１５モル％及び０〜３０モル％である。フルオロオレフィンとしては、パーハロオレフィン、特にクロロトリフルオロエチレン又はテトラフルオロエチレンが使用される。また、フルオロオレフィン、シクロヘキシルビニルエーテル及びグリシジルビニルエーテルを必須の構成成分として含むフッ素含有共重合体もＦＥＶＥ系フッ素ポリマーの例である。

ＰＶＤＦ系フッ素ポリマーは、それがゴム（エラストマー）系である場合、例えば、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン及びプロピレンの共重合体からなるフッ素ゴム、フッ化ビニリデン及びヘキサフルオロプロピレンの共重合体からなるフッ素ゴム、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン及びテトラフルオロエチレンの共重合体からなるフッ素ゴムなどを包含する。また、それが溶媒に可溶な樹脂系である場合、ＰＶＤＦ系ポリマーは、フッ化ブニリデン重合体、フッ化ビニリデンテトラフルオロエチレン共重合体などを包含する。

本発明の実施にとりわけ有用なフッ素ポリマーＡは、ＴＨＶ系フッ素ポリマー、特に、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）及びビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）を少なくとも含むフッ素ポリマーである。かかるフッ素ポリマーは、典型的には、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）及びビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）からなる二元系フッ素ポリマーや、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）及びビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）を少なくとも含むフッ素ポリマーであり、たとえばこれらのモノマーからなる三元系フッ素ポリマーである。このようなＴＨＶ系フッ素ポリマーには、溶媒に特に容易に可溶なものがあり、耐水性、絶縁性、耐紫外線分解性といった上述の特性に特に優れているばかりか、回路基板のような凹凸のある表面にも、刷毛や浸漬等の簡単な方法で塗布でき、かつ重ね塗り等により厚い塗膜も容易に形成することができる。

上述の二元系もしくは三元系フッ素ポリマーにおいて、そのフッ素ポリマーのＴＦＥ、ＨＦＰおよびＶｄＦの組成比は、広い範囲で変更することができる。しかし、フッ素ポリマーを物品の封止を目的として使用する場合には、流動性がよく、加工性がよく、そして水分等の透過性が低いものが望まれ、また、このためには、適度な結晶性と融点を有するものが好ましい。また、例えばＬＥＤに使用する場合、ＬＥＤから放出される光の強度を維持するために光透過性も重要である。このような観点から、組成比でみて、ＴＦＥを約３６〜７２重量％、ＨＦＰを約０〜５６重量％、そしてＶｄＦを約３０〜６５重量％で含むフッ素ポリマーが最適である。このような組成比を外れて、ＴＦＥの含有量が増加すると、乳白色となり、透明性が低下する。また、このような最適組成比をもったフッ素ポリマーは、ＰＴＦＥに近い耐薬品性を維持し、しかも、フッ素ゴムでは得られない３０％前後の結晶性をもった低物質透過性を有し、さらには柔軟性を有するという利点がある。すなわち、かかるフッ素ポリマーは、柔軟性があるので、例えばそれをフレキシブルな回路基板に適用した場合に、その変形に容易に追従することができ、クラックなどの欠陥を発生することもないので、小型化し、構成部品の配置などが複雑化している電子デバイスの製造に有利に使用することができる。

参考までに、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）３６〜７２重量％、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）０〜５６重量％、ビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）８〜４５重量％の組成比からなるＴＨＶ系フッ素ポリマーと、汎用のフッ素樹脂との特性を比較すると、次の通りである。

注)評価基準: 優＞良＞可＞不可
ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン
ＰＦＡ：パーフルオロアルコキシアルカン
ＦＥＰ：パーフルオロエチレン・プロペン共重合体
ＰＶｄＦ：ポリビニリデンフルオライド
ＥＴＦＥ：エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体

ＴＨＶ系フッ素ポリマーは、例えばダイニオン社（Ｄｙｎｅｏｎ）からＴＨＶシリーズとして商業的に入手可能である。現在入手可能なＴＨＶの一例を示すと、ＴＨＶ２２０、ＴＨＶ４１５、ＴＨＶ５００などを挙げることができる。本発明には、ＴＨＶ２２０がとりわけ有用であり、その特性は、例えば、融点が１２２℃、ガラス転移点が５℃、難燃性がＶ−０（ＵＬ−９４による）、水透過性が１７．７ｇ／ｍ²・２４Ｈ、屈折率が１．３６である。

コーティング組成物は、上記したフッ素ポリマーの適当量が溶媒に溶解されている。本発明の実施において使用する溶媒は、フッ素ポリマーを容易に溶解することができ、かつ得られるコーティング組成物や物品の特性に悪影響がでない限り、特に限定されるものではない。適当な溶媒は、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、フラン系溶媒、極性溶媒などである。これらの溶媒は、単独で使用してもよく、２種類以上の溶媒を任意に組み合わせて使用してもよい。

使用可能な溶媒を列挙すると、ケトン系溶媒としては、例えば、アセトン（ジメチルケトン）、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、ジエチルケトン、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）などがある。エステル系溶媒としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどがある。フラン系溶媒としては、例えば、ＴＨＦ（テロラヒドロフラン）などがある。極性溶媒としては、例えば、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）などがある。なお、これらの溶媒は特に、ＴＨＶ系フッ素ポリマーの溶解に好適である。

さらに、例えばＰＶＤＦ系フッ素ポリマーの溶解に好適な溶媒として、例えばＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、ＤＭＡＣ（ジメチルアセトアミド）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）、ＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）等の極性溶媒や例えば酢酸ブチル、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）及びトルエンの混合溶媒などを挙げることができる。

フッ素ポリマーＡをこれらの溶媒に溶解するに当たって、フッ素ポリマーＡの量は、フッ素ポリマーＡ及び溶媒の種類、コーティング組成物の詳細などに応じて広い範囲で変更することができる。通常、フッ素ポリマーＡは、溶媒に不溶であるフッ素ポリマー（フッ素ポリマーＢ）粒子を除いたコーティング組成物の重量を基準にして約２５重量％以下の量で使用することができ、好ましくは、約５〜２０重量％の量で使用することができ、さらに好ましくは、約１０〜１５重量％の量で使用することができる。フッ素ポリマーＡの使用量が１重量％を下回ると、塗布に適した粘度の組成物を得ることができず、また、フッ素ポリマーに由来する諸特性をその塗膜が呈示することができない。反対に、フッ素ポリマーＡの使用量が２０重量％を上回ると、塗布に適した粘度の組成物を得ることができず、また、強度やその他の特性が劣ったものしか得ることができない。

本発明のコーティング組成物は、フッ素ポリマーＡの溶液に対して、溶媒に不溶であるフッ素ポリマー（フッ素ポリマーＢ）粒子が添加され、分散されている。フッ素ポリマーＢ粒子の添加によって、コーティング組成物が１回の塗布によって厚塗りできるような粘度に調節することができる。一方、本発明のコーティング組成物は塗布操作のための時間を十分に確保することができる。乾燥時間を有するこのことは、フッ素ポリマーＢ粒子を添加せずに厚塗りを企図して、フッ素ポリマーＡの濃度を増加した場合とは対照的である。すなわち、フッ素ポリマーＡの濃度をある濃度以上に増加させると、粘度が急上昇して塗布することができない組成物となり、また、乾燥時間が短すぎて、取扱ができない組成物となる。

フッ素ポリマーＢ粒子はフッ素ポリマーＡの乾燥重量に対するフッ素ポリマーＢ粒子の乾燥重量として記載して、好ましくは、５０〜１５０％の量で含まれる。フッ素ポリマーＢ粒子の量が少なすぎると、ポリマー粒子の添加の効果が発揮されず、量が多すぎると、乾燥塗膜において、マトリックスとなるフッ素ポリマーＡの量が十分でなく、空隙を生じてしまうからである。

上述の溶媒に不溶であるフッ素ポリマー（フッ素ポリマーＢ）粒子としては、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）系粒子、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）及びビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）を少なくとも含む多元系フッ素ポリマー（ＴＨＶ）系からなる粒子であるか、パーフルオロアルコキシアルカン（PFA）系からなる粒子であるか、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー（FEP）系からなる粒子であるか、エチレンーテトラフルオロエチレンコポリマー（ETFE）系からなる粒子であるか、ポリ弗化ビニリデン（PVDF）系からなる粒子であるか、ポリクロロトリフルオロエチレン（PCTFE）系からなる粒子であるか、又は、エチレンークロロトリフルオロエチレンコポリマー（ECTFE）系からなる粒子が挙げられる。また、フッ素ポリマーＢの屈折率とフッ素ポリマーＡの屈折率との差異は０．１５未満である。このような屈折率の類似性は、コーティング組成物を乾燥した後の塗膜の透明性を確保することができる。透明性の確保は、塗膜形成後の補修を容易にする。フッ素ポリマーＡ及びフッ素ポリマーＢの各々の屈折率は限定しないが、それらの差異は０．１５未満である。たとえば、フッ素ポリマーＡがＴＨＶ系ポリマーである場合、屈折率は約１．３６であるから、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粒子（屈折率１．３５）、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）含有分を多く含んだＴＨＶ系フッ素ポリマー（屈折率１．３６）であると良好な透明性が得られる。なお、屈折率は、ISO 489（1999）：プラスティックス−屈折率の決定（Plastics-Determination of refractive index）によって測定される。また、コーティング組成物から得られる塗膜の透明性を確保するために、ポリマーＢ粒子自体も透明性が高いことが望ましい。

フッ素ポリマーＢ粒子の粒度は、限定するわけではないが、通常、１〜１０００μｍである。粒度が小さすぎると、簡単には、厚く塗れなくなり、粒度が大きすぎると、塗膜の透明性、及び平滑性を確保することができなくなる傾向がある。ポリテトラフルオロエチレン粒子では粒度を低くすることで透明性を得ることができる。なお、粒度の測定は、ＩＳＯ１３３２０−１（１９９９−１１−０１）に従ってレーザー散乱法にて行われることができる。

本発明のコーティング組成物は、実質的には溶媒に可溶なフッ素ポリマー（フッ素ポリマーＡ）と、溶媒に不溶なフッ素ポリマー（フッ素ポリマーＢ）粒子と、溶媒との３成分からなるが、必要に応じて、得られるコーティング組成物の調製を補助したり、得られる組成物に対して追加の特性を付与したりするため、フッ素ポリマー溶液の調製に一般的に使用されている添加剤を含有してもよい。適当な添加剤として、例えば、界面活性剤、透明性のある色材、紫外線吸収材などを挙げることができる。

本発明のコーティング組成物は、溶媒に可溶なフッ素ポリマー及び任意の添加剤を溶媒に添加して攪拌して溶解し、この溶液に、溶媒に不溶なフッ素ポリマー粒子を添加するだけで簡単に調製できる。また、得られたコーティング溶液は、適度な粘度を有しているので、そのまま、刷毛塗り、浸漬塗布、噴霧塗布などの常用の技法を使用して塗布対象の物品の表面に塗布することができる。また、場合によっては、ポッティングなどの技法によって所定の部位に滴下し、封止部を形成してもよい。コーティング溶液の塗布は、１回塗りであっても、２回塗り以上の複数回の塗布であってもよい。しかし、溶媒に不溶であるフッ素ポリマー粒子の添加によって適度な粘度に調節されているので、１回塗りであっても厚く塗ることができる。１回塗りであると、２回以上の重ね塗りの場合のような層間界面での空気の混入による不透明化を防止することができる。塗布の完了後、得られた塗膜を乾燥して硬化させるが、乾燥作業は、常温で放置するだけでよいが、必要に応じて、ヒーターやオーブンを使用して乾燥を加速してもよい。

乾燥後の塗膜、すなわち物品表面を覆った被覆層（あるいは封止層）の厚さは、コーティング溶液の塗布量や塗布回数に応じて変動する。被覆層の厚さは、通常、少なくとも約１０μｍであり、たとえば、約１００μｍ以上である。本発明のコーティング組成物は、フッ素ポリマー粒子を添加しているので、１回塗りで、０．５ｍｍ以上、特に、１ｍｍ以上の厚さとすることも可能である。

本発明のコーティング組成物は、光透過性又は光拡散性、耐水性、絶縁性、耐紫外線分解性、溶液塗布性などの顕著な特性を有するので、各種の物品にコーティング、具体的には被覆層、封止層などを形成するために使用することができる。特に好適な物品は、表面領域あるいは露出部に被覆層、封止層などを形成されるべき部分、典型的には導電部を備えているような物品である。すなわち、本発明のコーティング組成物は、物品に塗布して、該物品に含まれる導電部を少なくとも封止するために用いることができる。露出した導電部（上記したように、電気回路、配線、アンテナ等）を水分、紫外線やその他の周囲の悪影響から保護できるので、導電部及びそれを備えた物品の特性を長期間にわたって安定に保持することができるばかりでなく、コーティング組成物のみで十分な耐水性などを確保できるので、ハウジング、フードなどの使用を排除して、物品の小型化を図ることができる。

本発明はまた、物品と、該物品に含まれる導電部を少なくとも封止した本発明のコーティング組成物から形成された被覆層とを含むことを特徴とする物品にある。本発明による物品は、導電部を備えた広範囲の物品を包含し得るが、その典型例は、以下に列挙するものに限定されないが、
ＬＥＤ装置であり、該装置のＬＥＤ素子と該ＬＥＤ素子に接続された導電部とが少なくとも本発明の被覆層で封止されているもの、
機能素子を表面実装したリジッド又はフレキシブルな回路基板（プリント配線板などともいう）であり、該回路基板の機能素子と該機能素子に接続された導電部とが少なくとも本発明の被覆層で封止されているもの、
機能素子を搭載した電子デバイスであり、該デバイスの機能素子と該機能素子に接続された導電部とが少なくとも本発明の被覆層で封止されているもの、
被覆された電線であり、該電線の露出された電線が少なくとも本発明の被覆層で封止されているもの
アンテナなどの、本発明の被覆層で覆われているもの
などを包含する。

用途についてさらに具体的に説明すると、以下に列挙するものに限定されないが、ＬＥＤ装置は、例えば、交通信号機（例えば、道路信号機、鉄道信号機、シグナルランプ付き工事看板等）、電光表示板（例えば、昇降式大型電光表示板、おしらせ板、車載標識、リングライト等）、道路標識（方向板、デルタフラッシュ、渋滞表示板、トンネル走行ガイダンスライト等）や、屋外広告媒体（例えば、大型ＬＥＤテレビ、広告灯、ポールサイン、内照式電飾看板、チャンネル文字、エッジライト等）、車載用ライトなどを包含する。

また、回路基板は、例えば紙（セルロース含有）フェノール樹脂、ガラス繊維含有エポキシ樹脂、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ等）などからなるリジッドなプリント基板やポリイミド樹脂や炭化水素系樹脂（ＰＥ、ＰＰ等）からなるフレキシブルなプリント基板であって、その表面にＬＥＤチップや半導体チップなどを搭載したものをなど包含する。補足して説明すると、フレキシブルなプリント基板において、その基材は、通常、フレキシブルなフィルムからなり、ポリイミド樹脂の他、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、炭化水素系樹脂などから形成することができる。また、基材上の配線、回路、接点等の導電部は、プリント基板の作製に一般的に採用されているものと同様な手法で任意のパターンで形成することができる。例えば配線などの配線パターン層は、銅、ニッケル、金、銀、アルミニウムなどの導体金属やその合金からめっき、蒸着、インクジェット印刷などの技法を使用して形成することができる。また、フィルム基材の全面に導体フィルムを貼付した後、それを選択的にエッチングすることによって配線パターン層を形成してもよい。必要ならば、はんだ付けなどの技法を使用して配線パターン層を形成してもよい。

図１〜図３は、それぞれ、ＬＥＤチップを搭載した回路基板からなるリニアライトの一例を示したものである。なお、それぞれの図面の平面図（Ａ）において、被覆層５は、その配置状態の理解を助けるため、特別に斜線を付して示されている。

図１は、ガラスエポキシ樹脂からなる回路基板１の表面にＬＥＤチップ３を搭載したリニアライトを示したものである。ＬＥＤチップ３は、白色発光が可能である。回路基板１の表面では銅配線２が露出しており、被覆されたリード線６がこれに接続され、かつはんだ４で固定されている。露出した配線２や配線２とリード線６の接続部、そしてＬＥＤチップ３は、その全体を覆うように被覆層５で封止されている。被覆層５は、本発明のコーティング組成物をドロップ法によりスポット的に滴下し、硬化させることによって容易に形成することができる。図示の例では、回路基板１の表面のうち最低限被覆しなければならない部分に限って、本発明のコーティング組成物が適用されている。回路基板１に対するコーティング組成物の密着力は非常に良好であり、使用中に被覆層５が剥がれることはない。

図２は、図１に示した回路基板１の一変形例を示したものである。図示の回路基板１の場合には、本発明のコーティング組成物の適用領域が拡大されて、回路基板１のＬＥＤチップ３を搭載した面の全体に広がっている。本例の場合、例えば噴霧塗布（スプレー法）によってコーティング組成物を適用することができる。回路基板１の片面全体にコーティング組成物を被覆したことで、回路基板１の耐水性、絶縁性、耐久性などをさらに改善することができる。回路基板１に対するコーティング組成物の密着力は非常に良好であり、使用中に被覆層５が剥がれることはない。

図３は、図１に示した回路基板１のもう１つの変形例を示したものである。図示の回路基板１の場合には、本発明のコーティング組成物を回路基板１の全面に一様に塗布して被覆層５を形成している。本例の場合、例えば浸漬塗布（ディップ法）によってコーティング組成物を適用することができる。回路基板１の全面全体にコーティング組成物を被覆したことで、回路基板１の耐水性、絶縁性、耐久性などをより一層改善することができ、回路基板１の使途を一段と広げることができる。回路基板１に対するコーティング組成物の密着力は非常に良好であり、使用中に被覆層５が剥がれることはない。

さらに加えて、図示しないが、本発明のコーティング組成物は、電線の露出部を保護あるいは封止するためにも使用することができる。すなわち、電線は、通常、塩化ビニル樹脂などで被覆した状態で提供され、必要個所において被覆を剥離して、内部の電線が露出された状態で使用されるけれども、その露出された電線を外部の影響から保護するため、露出された電線を本発明のコーティング組成物で被覆し、保護することができる。同様に、各種のアンテナ（空中線）の表面保護に本発明のコーティング組成物を被覆したときも、アンテナの優れた特性を腐食などの欠陥を伴わずに保持した状態で、長期にわたって使用し続けることができる。

引き続いて、本発明をその実施例を参照して説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものでないことは言うまでもない。

実施例１
本例では、コーティング組成物にフッ素ポリマー粒子を添加した場合及び添加しない場合の粘度と乾燥時間との関係を調べた。適度な粘度及び乾燥時間は良好な品質の塗膜の形成を可能にし、塗布操作を容易にする。また、適度な粘度は１回塗りで得られる塗膜の厚さを厚くすることができる。
溶媒に可溶なフッ素ポリマー（フッ素ポリマーＡ）としてＴＨＶ２２０Ａ（商品名）（Dyneon社製）を用い、溶媒としてメチルエチルケトン（ＭＥＫ）を用いた。さらに、溶媒に不溶なフッ素ポリマー（フッ素ポリマーＢ）としてマイクロパウダーＴＦ９２０５（商品名）（Dyneon社製）を用いた。なお、ＴＨＶ２２０Ａ（商品名）は分子量が１０，０００を超える、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）及びビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）からなる三元系フッ素ポリマーであり、マイクロパウダーＴＦ９２０５（商品名）はポリテトラフルオロエチレン粉末であり、平均粒度はレーザー散乱法で測定して８μｍである。種々の濃度のコーティング組成物について、乾燥時間と粘度を測定した。

乾燥時間測定法
まず、室温（２５℃）にてフッ素ポリマーＡを溶媒に添加し、混合することで溶解させ、フッ素ポリマーＢ粒子を含まないコーティング組成物を得た。本発明のコーティング組成物の試料の場合には、フッ素ポリマーＢ粒子をさらに添加し、攪拌し、均一な分散液を得た。
ドラフト内でコーティング組成物０．５ｍｌを、水平なガラス板に、直径が約３０ｍｍ（２５〜３５ｍｍ）となるように円形に広げた。この塗布されたコーティング組成物が表面から固まり始め、指で軽く触って手に液体が付かなくなるまでを表面乾燥時間として記録した。この表面乾燥状態では塗膜の内部に流動性があるため、弾力性を感じるが、さらに、時間が経過して、弾力性を感じなくなった時点を全部乾燥時間として記録した。

粘度測定
コーティング組成物の粘度測定は、（株）東京計器の型粘度計を用いて、JISK6833(1994年度版)に準拠して測定した。

以下の表２に、各成分の組成、乾燥時間及び粘度をまとめた。

上記の表において、粘度が４０００ｍＰａ．ｓ以上であると、刷毛塗りや浸漬（ディップ）による塗布は困難であり、また、乾燥時間が３分以下のものでは刷毛塗りがほぼ不可能である。
表２から、フッ素ポリマーＢ粒子を含まないコーティング組成物では、厚塗りを企図してフッ素ポリマーＡの濃度を上げようとしても、２５重量％以上では、粘度が高くなりすぎ、また、表面乾燥時間が短くなりすぎて、刷毛塗り操作ができなった。一方、本発明のコーティング組成物では、適度な粘度と適度な表面乾燥時間を維持することができるので、１回で厚塗りが可能であった。

実施例２〜５及び比較例１〜４
実施例２
２５℃において５ｇのＴＨＶ２２０Ａ（商品名）（Dyneon社製）（フッ素ポリマーＡ）を２０ｇのメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶媒に添加し、混合することで溶解させて、２０％溶液を形成した。この溶液に、５ｇのＴＨＶ６１０（商品名）（Dyneon社製）（フッ素ポリマーＢ粒子）の粉砕品（４５〜１２５μｍに分級）を添加し、攪拌し、コーティング組成物を得た。このコーティング組成物を、スリットを入れた銅の生基板に３回、浸漬法での塗布及び乾燥を繰り返した。なお、ＴＨＶ２２０Ａ及びＴＨＶ６１０は、ともに、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）及びビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）からなる三元系フッ素ポリマーであり、ＴＨＶ６１０はテトラフルオロエチレン含有分が高く、溶媒に不溶である。

実施例３
ＴＨＶ６１０（商品名）（Dyneon社製）（フッ素ポリマーＢ粒子）の粉砕品（４５〜１２５μｍに分級）の代わりに、同重量のＴＨＶ６１０（商品名）（Dyneon社製）（フッ素ポリマーＢ粒子）の粉砕品（１２５〜２５０μｍ）を用いた以外は実施例２と同様にコーティング組成物を形成した。

実施例４
ＴＨＶ６１０（商品名）（Dyneon社製）（フッ素ポリマーＢ粒子）の粉砕品（４５〜１２５μｍに分級）の代わりに、同重量のＴＨＶ６１０（商品名）（Dyneon社製）（フッ素ポリマーＢ粒子）の粉砕品（１２５〜２５０μｍ）を用い、溶媒として酢酸ブチルを用いた以外は実施例２と同様にコーティング組成物を形成した。

実施例５
ＴＨＶ６１０（商品名）（Dyneon社製）（フッ素ポリマーＢ粒子）の粉砕品（４５〜１２５μｍに分級）の代わりに、同重量のＴＦ９２０７（商品名）（Dyneon社製）（フッ素ポリマーＢ粒子）（ポリテトラフルオロエチレン、約４μｍ）を用い、溶媒として酢酸ブチルを用いた以外は実施例２と同様にコーティング組成物を形成した。

比較例１
ＴＨＶ６１０（商品名）（Dyneon社製）（フッ素ポリマーＢ粒子）の粉砕品（４５〜１２５μｍに分級）の代わりに、０．５ｇ（５ｇのＴＨＶ６１０と同等体積）の３ＭスコッチライトガラスバブルフィラーＫ２０（商品名）（３Ｍ社製、主成分：ソーダ石灰硼珪酸ガラス、真比重：０．２００±０．０２、粒度分布：３０〜１１０μｍ（８０％以上））を用いた以外は実施例２と同様にコーティング組成物を形成した。

比較例２
溶媒としてＭＥＫの代わりに酢酸ブチルを用いた以外は比較例１と同様にコーティング組成物を形成した。

比較例３
ＴＨＶ６１０（商品名）（Dyneon社製）（フッ素ポリマーＢ粒子）の粉砕品（４５〜１２５μｍに分級）を添加しない以外は実施例１と同様にコーティング組成物を形成した。

比較例４
ＴＨＶ６１０（商品名）（Dyneon社製）（フッ素ポリマーＢ粒子）の粉砕品（４５〜１２５μｍに分級）を添加せず、溶媒として酢酸ブチルを用いた以外は実施例１と同様にコーティング組成物を形成した。

上述の実施例及び比較例の試料に対して光透過試験及び耐水性試験を行なった。
１．透過率測定：紙フェノールの銅基板より膜を剥がしとり、日立製U-4100形分光光度計を用いて、可視光全域にわたって分光透過率を測定し、視感度と光源補正をして、可視光透過率を求めた。
２．耐水試験：塗布に使用した紙フェノールの銅基板は、（幅）１６mmｘ（厚さ）１．５mmx(長さ)７５ｍｍであり、中心に、０．２ｍｍのスリットがある(図４参照)。従って、基板１上の左右の銅配線は、電気的に独立している。ディップコーティングによって作られた被覆層５は、ラインC-C以下全体を覆っている。さらに、これを、ラインC-Cより下のラインW-Wのところまで水に浸けて、耐水試験を行った。上部の銅配線が剥き出しになった左右のそれぞれの部分をわに口クリップで挟み、デジタルマルチメータ(METEX社製P-10)につないで、抵抗値を測定した。表４に示すように、被覆がないと、数１００kΩの抵抗値を示した。
しかし、被覆層があり、３０分後に測定しても、抵抗値が、４０MΩ以上であるときは、十分な絶縁性、及び、耐水性を確保したものとして、耐水試験を合格とした。
試験の結果を下記の表３に示す。

上記の表から、溶媒に不溶であるフッ素ポリマーＢ粒子を添加した場合及びガラスバブルを添加した場合に厚く塗ることができた。光の透過率は溶媒に不溶であるフッ素ポリマーＢ粒子を添加した場合でも、添加しない場合とほぼ同様の透過率を維持することができた。一方、ガラスバブルを添加した場合には、透過率が低く、塗膜は白化していた。
ＴＨＶ２２０Ａ（商品名）の屈折率は約１．３６であり、ＴＨＶ６１０（商品名）の粉砕品及びＴＨＶ６１０（商品名）の屈折率は約１．３６であり、ＴＦ９２０７（商品名）の屈折率は１．３５であるから、屈折率の類似性により透明性が得られていると考えられる。一方、ガラスバブルは、ソーダ石灰硼珪酸ガラス（屈折率：１．５３〜１．５７）を主成分とするので、ＴＨＶ２２０Ａとの屈折率の差は０．１７〜０．２１と大きくなる。このため、透明性を得ることができなかった。

実施例６
実施例１のなかで、可溶性フッ素ポリマー（THV220A）に対して、重量で、同量の不溶性ポリマー（TF9205）を加えたコーティング剤（すなわち、表２において「可溶性フッ素ポリマーと溶媒の合計重量に対する可溶性フッ素ポリマーの重量」が２０％であり、「可溶性フッ素ポリマーの重量に対する不溶性フッ素ポリマーの重量」が１００％であるコーティング剤）で、図５のような砲弾型のLEDを基板上に半田付けしたものを被覆した。形状が複雑なので、浸漬法、刷毛塗り法、ポッティング法を併用した。ＬＥＤのピンが基板を貫通して突き出したピン突き出し長さは１ｍｍ〜５ｍｍまで様々であった。ピン突き出し長さが５ｍｍであっても、本発明により、簡単に厚く塗り重ねることができた。これを、水中に沈め、３０分以上、通電し、点灯し続けた．水の浸入により起こる電気分解での、酸素ガスや水素ガスの発生、金属イオンの溶出等は観察されなかった。

実施例７
図３に示すように、ＬＥＤリニアライト（商品名「白色ＬＥＤ基板ユニットＮＰ−０００１４」、シバザキ社製）に本発明のコーティング組成物を浸漬塗布し、平均膜厚1000μｍの回路基板を下端が水面から１ｍのところに水没させた状態で通電し、ＬＥＤを２時間以上にわたって点灯し続けた。このことから、本例のＬＥＤ搭載回路基板は、ＪＩＳ保護等級（日本工業規格Ｃ０９２０による）で規定して７等級（防浸形）以上の耐水性があることがわかる。

ＬＥＤチップを搭載した本発明の回路基板の一例を示した平面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 ＬＥＤチップを搭載した本発明の回路基板のもう１つの例を示した平面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 ＬＥＤチップを搭載した本発明の回路基板のさらにもう１つの例を示した平面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 耐水性試験に用いた基板の斜視図である。 実施例として用いたピンの足の長い砲弾型ＬＥＤを用いた基板の上面図及び側面図である。

符号の説明

１ 回路基板
２ 配線
３ ＬＥＤチップ
４ はんだ
５ 被覆層
６ リード線

Claims (13)

1. フッ素ポリマーＡ、フッ素ポリマーＢ、及び溶媒を含む、コーティング組成物であって、
   フッ素ポリマーＡは溶媒に可溶であり、フッ素ポリマーＢは粒子状であって、溶媒に不溶である、コーティング組成物。
2. フッ素ポリマーＡ、フッ素ポリマーＢ、及び溶媒を含む、コーティング組成物であって、フッ素ポリマーＡは溶媒に可溶であり、フッ素ポリマーＢは粒子状であって、溶媒に不溶であり、フッ素ポリマーＡの屈折率とフッ素ポリマーＢの屈折率との差が０．１５未満である、コーティング組成物。
3. フッ素ポリマーＡは、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）及びビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）を少なくとも含むフッ素ポリマーである、請求項１又は２に記載のコーティング組成物。
4. フッ素ポリマーＡは、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）及びビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）を少なくとも含むフッ素ポリマー（ＴＨＶ）である、請求項１又は２に記載のコーティング組成物。
5. フッ素ポリマーＢは、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）及びビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）を少なくとも含むフッ素ポリマー（ＴＨＶ）、
   ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）系フッ素ポリマー、
   パーフルオロアルコキシアルカン（PFA）系フッ素ポリマー、
   パーフルオロエチレンプロペンコポリマー（FEP）系フッ素ポリマー、
   エチレン・テトラフルオロエチレンコポリマー（ETFE）系フッ素ポリマー、
   ポリ弗化ビニリデン（PVDF）系フッ素ポリマー、
   ポリクロロトリフルオロエチレン（PCTFE）系フッ素ポリマー、又は
   エチレン・クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ECTFE）系フッ素ポリマー
   から選ばれるフッ素系ポリマーを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
6. フッ素ポリマーＢは、フッ素ポリマーＡの乾燥重量に対するフッ素ポリマーＢの乾燥重量として５０〜１５０％の量で含まれる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
7. 物品に含まれる導電部を少なくとも封止するために用いられる、請求項１〜６のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
8. 導電部と、該導電部を少なくとも封止し、請求項１〜７のいずれか１項に記載のコーティング組成物から形成される被覆層とを含む、物品。
9. 前記導電部は、前記物品から露出した部位である、請求項８に記載の物品。
10. 前記物品はＬＥＤ装置であり、該装置のＬＥＤ素子と該ＬＥＤ素子に接続された導電部とが少なくとも前記被覆層で封止されている、請求項８又は９に記載の物品。
11. 前記物品は、機能素子を表面実装したフレキシブルな回路基板であり、該回路基板の機能素子と該機能素子に接続された導電部とが少なくとも前記被覆層で封止されている、請求項８又は９に記載の物品。
12. 前記物品は、機能素子を搭載した電子デバイスであり、該デバイスの機能素子と該機能素子に接続された導電部とが少なくとも前記被覆層で封止されている、請求項８又は９に記載の物品。
13. 前記物品は被覆された電線又はアンテナであり、該電線又はアンテナの露出された金属部分が少なくとも前記被覆層で封止されている、請求項８又は９に記載の物品。

Images