JP2702041B2 - プライマー組成物および同組成物を用いる金属面へのフッ素樹脂の被覆方法 - Google Patents
プライマー組成物および同組成物を用いる金属面へのフッ素樹脂の被覆方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属面へのフッ素樹脂
の粉体塗装の際に用いられるフッ素樹脂被覆用プライマ
ー組成物及び同プライマー組成物を用いる金属表面への
フッ素樹脂の被覆方法、並びに、金属面へのフッ素樹脂
フィルムの貼り合わせの際に金属面とフッ素樹脂フィル
ムの接着性を改良するために用いられるフッ素樹脂被覆
用プライマー組成物及び同プライマー組成物を用いる金
属表面へのフッ素樹脂フィルムのラミネート方法に関す
る。
の粉体塗装の際に用いられるフッ素樹脂被覆用プライマ
ー組成物及び同プライマー組成物を用いる金属表面への
フッ素樹脂の被覆方法、並びに、金属面へのフッ素樹脂
フィルムの貼り合わせの際に金属面とフッ素樹脂フィル
ムの接着性を改良するために用いられるフッ素樹脂被覆
用プライマー組成物及び同プライマー組成物を用いる金
属表面へのフッ素樹脂フィルムのラミネート方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】フッ素樹脂はその耐化学薬品性、耐熱
性、非粘着性などの優れた特性によって金属表面への被
覆材料として好ましく用いられており、例えば耐蝕性の
要求される化学装置のライニングや、耐蝕性および非粘
着性の要求される炊飯、調理器具の内張りなどの用途に
用いられている。しかしながらこの優れた非粘着性に起
因して金属表面との接着性が充分ではなく、この金属表
面との接着性の改良のためにこれまで種々の方策が講じ
られている。
性、非粘着性などの優れた特性によって金属表面への被
覆材料として好ましく用いられており、例えば耐蝕性の
要求される化学装置のライニングや、耐蝕性および非粘
着性の要求される炊飯、調理器具の内張りなどの用途に
用いられている。しかしながらこの優れた非粘着性に起
因して金属表面との接着性が充分ではなく、この金属表
面との接着性の改良のためにこれまで種々の方策が講じ
られている。
【0003】例えばフッ素樹脂を金属に接着させる方法
の一つにクロム酸等の無機酸を加えて金属表面に化成皮
膜をつくり、密着を高める等の技術がある。しかし、ク
ロム酸は6価クロムを含有することから、食品安全性、
作業安全性ともに充分とは言えない。またリン酸などの
他の無機酸を使用する場合にはフッ素樹脂塗料の安全性
を損なうという問題があった。
の一つにクロム酸等の無機酸を加えて金属表面に化成皮
膜をつくり、密着を高める等の技術がある。しかし、ク
ロム酸は6価クロムを含有することから、食品安全性、
作業安全性ともに充分とは言えない。またリン酸などの
他の無機酸を使用する場合にはフッ素樹脂塗料の安全性
を損なうという問題があった。
【0004】ところで、フッ素樹脂を金属表面に被覆す
る場合において、粉体塗装はスプレー塗装によるフッ素
樹脂の被覆に比べて、厚塗りが出来るために耐蝕性が良
く、塗装面における非粘着性にも優れておりまた基材に
達するピンホールも出来にくいという工程上の利点があ
り、このために粉体塗装によるフッ素樹脂の被覆は普通
に行なわれているものであるが、なお、フッ素樹脂の特
長である非粘着性のために基材に密着しにくい欠点は解
消されておらず、このためにフッ素樹脂を用いて金属表
面を粉体塗装する場合に上記の無機酸プライマー以外に
ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホ
ン、エポキシ樹脂等の有機接着剤を含有するフッ素樹脂
粉体塗装用のプライマーをはじめに施し、次いでフッ素
樹脂を粉体塗装することが行なわれている。しかしなが
らこれらはいずれもフッ素樹脂粉体塗装用のプライマー
としては充分な接着性と耐蝕性を持たない。すなわち、
粉体塗装で厚塗りをしたときに塗膜中の内部応力が大き
くなりプライマーの凝集破壊、及びプライマーとトップ
コート(粉体塗装)との間で層間剥離等が起こりやすい
という欠点は解消されない。
る場合において、粉体塗装はスプレー塗装によるフッ素
樹脂の被覆に比べて、厚塗りが出来るために耐蝕性が良
く、塗装面における非粘着性にも優れておりまた基材に
達するピンホールも出来にくいという工程上の利点があ
り、このために粉体塗装によるフッ素樹脂の被覆は普通
に行なわれているものであるが、なお、フッ素樹脂の特
長である非粘着性のために基材に密着しにくい欠点は解
消されておらず、このためにフッ素樹脂を用いて金属表
面を粉体塗装する場合に上記の無機酸プライマー以外に
ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホ
ン、エポキシ樹脂等の有機接着剤を含有するフッ素樹脂
粉体塗装用のプライマーをはじめに施し、次いでフッ素
樹脂を粉体塗装することが行なわれている。しかしなが
らこれらはいずれもフッ素樹脂粉体塗装用のプライマー
としては充分な接着性と耐蝕性を持たない。すなわち、
粉体塗装で厚塗りをしたときに塗膜中の内部応力が大き
くなりプライマーの凝集破壊、及びプライマーとトップ
コート(粉体塗装)との間で層間剥離等が起こりやすい
という欠点は解消されない。
【0005】またフィルム形成性のフッ素樹脂である熱
可塑性フッ素樹脂、例えば、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(PF
A)、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)等は融点以上にあって流動性を
おび金属に接着するが、その接着力は極めて弱く実用に
は耐えなかった。この為、一般的には金属表面を化学的
または、物理的に粗面処理を行うなどして熱融着する
か、フッ素樹脂フィルムと金属との間に接着剤を介在さ
せ接着するかであった。これらの方法は初期接着こそ充
分な強度を示すが、その耐熱性については接着剤自身の
熱劣化、熱分解、また、アンカー効果の減衰などで20
0℃を越えて接着力を保持し、使用することは困難であ
った。以上のように、フッ素樹脂フィルムと金属との接
着は困難であり、たとえ接着してもその接着力が弱い
か、また、その耐熱性は期待できなかった。
可塑性フッ素樹脂、例えば、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(PF
A)、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)等は融点以上にあって流動性を
おび金属に接着するが、その接着力は極めて弱く実用に
は耐えなかった。この為、一般的には金属表面を化学的
または、物理的に粗面処理を行うなどして熱融着する
か、フッ素樹脂フィルムと金属との間に接着剤を介在さ
せ接着するかであった。これらの方法は初期接着こそ充
分な強度を示すが、その耐熱性については接着剤自身の
熱劣化、熱分解、また、アンカー効果の減衰などで20
0℃を越えて接着力を保持し、使用することは困難であ
った。以上のように、フッ素樹脂フィルムと金属との接
着は困難であり、たとえ接着してもその接着力が弱い
か、また、その耐熱性は期待できなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記したところから、
フッ素樹脂によって金属表面を粉体塗装するか、または
フッ素樹脂フィルムを金属表面に接着して、金属表面に
フッ素樹脂を被覆する場合において、金属表面を無機酸
などの酸を用いる処理を行うことなく強固な接着面を確
保すること、およびプライマーを予め施したのちにフッ
素樹脂被覆をする場合において金属表面とフッ素樹脂と
の間の接着性の改良と被覆されたフッ素樹脂の耐熱性、
耐蝕性および耐久性が求められていた。
フッ素樹脂によって金属表面を粉体塗装するか、または
フッ素樹脂フィルムを金属表面に接着して、金属表面に
フッ素樹脂を被覆する場合において、金属表面を無機酸
などの酸を用いる処理を行うことなく強固な接着面を確
保すること、およびプライマーを予め施したのちにフッ
素樹脂被覆をする場合において金属表面とフッ素樹脂と
の間の接着性の改良と被覆されたフッ素樹脂の耐熱性、
耐蝕性および耐久性が求められていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記した課
題解決のために鋭意研究の結果、ポリエーテルスルホ
ン、ポリアミドイミドおよび/またはポリイミド、フッ
素樹脂、並びに金属粉末を、有機溶媒中に溶解または分
散させてなるフッ素樹脂被覆用プライマー組成物を用い
て金属表面にプライマー層を形成させ、これにフッ素樹
脂を粉体塗装するか、またはプライマーを焼成処理をし
た後に熱可塑性フッ素樹脂フィルムを熱溶融接着するこ
とによって金属表面への接着性が著しく改良され、また
耐熱性および耐久性にすぐれたフッ素樹脂被覆が得られ
ることを見出して本発明を完成した。
題解決のために鋭意研究の結果、ポリエーテルスルホ
ン、ポリアミドイミドおよび/またはポリイミド、フッ
素樹脂、並びに金属粉末を、有機溶媒中に溶解または分
散させてなるフッ素樹脂被覆用プライマー組成物を用い
て金属表面にプライマー層を形成させ、これにフッ素樹
脂を粉体塗装するか、またはプライマーを焼成処理をし
た後に熱可塑性フッ素樹脂フィルムを熱溶融接着するこ
とによって金属表面への接着性が著しく改良され、また
耐熱性および耐久性にすぐれたフッ素樹脂被覆が得られ
ることを見出して本発明を完成した。
【0008】すなわち、本発明は、ポリエーテルスルホ
ン、ポリアミドイミドおよび/またはポリイミド、フッ
素樹脂、並びに金属粉末を、有機溶媒中に溶解または分
散させてなるフッ素樹脂被覆用プライマー組成物に関す
るものである。
ン、ポリアミドイミドおよび/またはポリイミド、フッ
素樹脂、並びに金属粉末を、有機溶媒中に溶解または分
散させてなるフッ素樹脂被覆用プライマー組成物に関す
るものである。
【0009】また本発明はポリエーテルスルホン、ポリ
アミドイミドおよび/またはポリイミド、フッ素樹脂、
並びに金属粉末を、有機溶媒中に溶解または分散させ得
られたフッ素樹脂被覆用プライマー組成物を金属表面に
施し、かくして形成されたプライマー層上にフッ素樹脂
組成物を施し、プライマー層と共にフッ素樹脂組成物層
を焼成することからなる金属表面へのフッ素樹脂の被覆
方法にも関するものである。
アミドイミドおよび/またはポリイミド、フッ素樹脂、
並びに金属粉末を、有機溶媒中に溶解または分散させ得
られたフッ素樹脂被覆用プライマー組成物を金属表面に
施し、かくして形成されたプライマー層上にフッ素樹脂
組成物を施し、プライマー層と共にフッ素樹脂組成物層
を焼成することからなる金属表面へのフッ素樹脂の被覆
方法にも関するものである。
【0010】さらにまた本発明は、ポリエーテルスルホ
ン、ポリアミドイミドおよび/またはポリイミド、フッ
素樹脂、並びに金属粉末を、有機溶媒中に溶解または分
散させ、得られたフッ素樹脂被覆用プライマー組成物を
金属表面に施し、かくして形成されたプライマー層上に
プライマー焼成後熱可塑性フッ素樹脂フィルムを熱溶融
接着することからなる金属表面への熱可塑性フィルムの
接着方法にも関するものである。
ン、ポリアミドイミドおよび/またはポリイミド、フッ
素樹脂、並びに金属粉末を、有機溶媒中に溶解または分
散させ、得られたフッ素樹脂被覆用プライマー組成物を
金属表面に施し、かくして形成されたプライマー層上に
プライマー焼成後熱可塑性フッ素樹脂フィルムを熱溶融
接着することからなる金属表面への熱可塑性フィルムの
接着方法にも関するものである。
【0011】本発明によれば、フッ素樹脂、例えばFE
P、PFAの粉体塗装を行う際に耐蝕性、密着性に優れ
たプライマーとして適するフッ素樹脂で従来耐蝕性の厳
しい炊飯器や化学ライニング用途のプライマーとして、
最も適切な被覆組成物が提供される。
P、PFAの粉体塗装を行う際に耐蝕性、密着性に優れ
たプライマーとして適するフッ素樹脂で従来耐蝕性の厳
しい炊飯器や化学ライニング用途のプライマーとして、
最も適切な被覆組成物が提供される。
【0012】上記したとおり、本発明によれば、ポリエ
ーテルスルホン、およびポリアミドイミドおよび/また
はポリイミドの2種類のバインダー成分と、FEPまた
はPFAと金属粉末を混合した塗料により、今までの食
品衛生の問題、下地との密着、層間密着、耐蝕性の問題
等がすべて解決されたのである。
ーテルスルホン、およびポリアミドイミドおよび/また
はポリイミドの2種類のバインダー成分と、FEPまた
はPFAと金属粉末を混合した塗料により、今までの食
品衛生の問題、下地との密着、層間密着、耐蝕性の問題
等がすべて解決されたのである。
【0013】上記した本発明のフッ素樹脂被覆用プライ
マー組成物において、その構成成分のフッ素樹脂として
は、パーフロロ樹脂のうち熱溶融し易いタイプのPF
A、FEP、または両者の混合物が好ましくは使用され
る。この樹脂を使用する事により基材である金属との密
着においても上塗りであるフッ素樹脂粉体塗装塗膜また
はラミネートされた熱可塑性フッ素樹脂フィルムとの層
間密着においても好ましい結果が得られる。PFA、F
EPを融点以上の温度で加熱するとポリテトラフルオロ
エチレン(PTFE)と異なり溶融粘度が低いためピン
ホールができにくく、又、基材をブラスト処理等であら
した場合に、細かい部分にも流れ込み密着し易い傾向が
あり、これらの使用が好まれるのである。
マー組成物において、その構成成分のフッ素樹脂として
は、パーフロロ樹脂のうち熱溶融し易いタイプのPF
A、FEP、または両者の混合物が好ましくは使用され
る。この樹脂を使用する事により基材である金属との密
着においても上塗りであるフッ素樹脂粉体塗装塗膜また
はラミネートされた熱可塑性フッ素樹脂フィルムとの層
間密着においても好ましい結果が得られる。PFA、F
EPを融点以上の温度で加熱するとポリテトラフルオロ
エチレン(PTFE)と異なり溶融粘度が低いためピン
ホールができにくく、又、基材をブラスト処理等であら
した場合に、細かい部分にも流れ込み密着し易い傾向が
あり、これらの使用が好まれるのである。
【0014】金属に接着させる効果的なバインダーとし
てポリアミドイミド、ポリイミドポリエーテルスルホ
ン、ポリフェニルスルファイド等が知られる。また、基
材としてアルミや鉄、ステンレス、アルミとステンレス
のクラッド材等がよく使われているが、とくに鉄やステ
ンレス等はアルミに比べ表面を荒しにくく密着しにく
い。前述したバインダーのうち鉄系基材への密着が最も
良いものはポリエーテルスルホンである。しかし、ポリ
エーテルスルホンをバインダーとしたフッ素樹脂プライ
マーを用いた場合、層間密着が良いとは言えないことは
上記したとおりである。
てポリアミドイミド、ポリイミドポリエーテルスルホ
ン、ポリフェニルスルファイド等が知られる。また、基
材としてアルミや鉄、ステンレス、アルミとステンレス
のクラッド材等がよく使われているが、とくに鉄やステ
ンレス等はアルミに比べ表面を荒しにくく密着しにく
い。前述したバインダーのうち鉄系基材への密着が最も
良いものはポリエーテルスルホンである。しかし、ポリ
エーテルスルホンをバインダーとしたフッ素樹脂プライ
マーを用いた場合、層間密着が良いとは言えないことは
上記したとおりである。
【0015】本発明ではポリアミドイミドおよび/また
はポリイミド並びにポリエーテルスルホンの二種類のバ
インダーを混合させることにより塗膜強度が増大し凝集
破壊をおこしにくい塗膜になることが見出されたのであ
る。
はポリイミド並びにポリエーテルスルホンの二種類のバ
インダーを混合させることにより塗膜強度が増大し凝集
破壊をおこしにくい塗膜になることが見出されたのであ
る。
【0016】本発明のプライマー組成物では、焼成中に
ポリエーテルスルホンは基材である金属側にまたフッ素
樹脂は塗膜の上部に移行するように設計され塗膜として
の機能を果たしている。このため分離が進みすぎる場合
などでは塗膜に内部応力が発生する恐れがありまた外部
からの力がかかる条件が存在する場合などではポリエー
テルスルホンとフッ素樹脂との間に亀裂が入ることがあ
りこのために塗膜に剥離が発生することもありうる。し
かしながら、本発明のプライマー組成物中に配合された
金属粉末はこのポリエーテルスルホンとフッ素樹脂との
分離を阻害し、両者を混在した状態とさせ分離を起こり
にくくし、しかも金属粉末自身が内部応力を緩和して凝
集破壊を起こしにくくしている。
ポリエーテルスルホンは基材である金属側にまたフッ素
樹脂は塗膜の上部に移行するように設計され塗膜として
の機能を果たしている。このため分離が進みすぎる場合
などでは塗膜に内部応力が発生する恐れがありまた外部
からの力がかかる条件が存在する場合などではポリエー
テルスルホンとフッ素樹脂との間に亀裂が入ることがあ
りこのために塗膜に剥離が発生することもありうる。し
かしながら、本発明のプライマー組成物中に配合された
金属粉末はこのポリエーテルスルホンとフッ素樹脂との
分離を阻害し、両者を混在した状態とさせ分離を起こり
にくくし、しかも金属粉末自身が内部応力を緩和して凝
集破壊を起こしにくくしている。
【0017】しかも本発明のプライマー組成物ではポリ
アミドイミドおよび/またはポリイミドが加えられてい
るので、このポリアミドイミドが硬化性樹脂のため上記
の理想的状態を保ちながらしっかりと固化する事が考え
られる。そのため高温になっても軟化しにくく高温時の
耐蝕性についても良好な結果となる。従って温度変化等
の応力等にも十分耐えられる塗膜となるのである。
アミドイミドおよび/またはポリイミドが加えられてい
るので、このポリアミドイミドが硬化性樹脂のため上記
の理想的状態を保ちながらしっかりと固化する事が考え
られる。そのため高温になっても軟化しにくく高温時の
耐蝕性についても良好な結果となる。従って温度変化等
の応力等にも十分耐えられる塗膜となるのである。
【0018】本発明の組成物において、良好な塗膜を形
成するためのポリエーテルスルホン対ポリアミドイミド
および/またはポリイミドの重量比が97:3〜3:9
7の範囲内にあり、そして最も好ましくは、95:5〜
55:45の範囲内にある。ポリエーテルスルホンが多
すぎるとプライマーの凝集破壊が起こりやすくなったり
トップコートとの層間密着が低下する。ポリアミドイミ
ドが多すぎると耐蝕性が劣るためトップコート自身に耐
蝕性があっても、厳しい耐蝕下や塗膜に傷がはいった場
合にプライマーへの水蒸気や溶液等の浸透から塗膜が基
材から剥離するので好ましくない。
成するためのポリエーテルスルホン対ポリアミドイミド
および/またはポリイミドの重量比が97:3〜3:9
7の範囲内にあり、そして最も好ましくは、95:5〜
55:45の範囲内にある。ポリエーテルスルホンが多
すぎるとプライマーの凝集破壊が起こりやすくなったり
トップコートとの層間密着が低下する。ポリアミドイミ
ドが多すぎると耐蝕性が劣るためトップコート自身に耐
蝕性があっても、厳しい耐蝕下や塗膜に傷がはいった場
合にプライマーへの水蒸気や溶液等の浸透から塗膜が基
材から剥離するので好ましくない。
【0019】特に、鉄系の基材の場合表1でわかるよう
にポリアミドイミドの密着力はポリエーテルスルホンよ
りも劣るため多量にいれることは好ましくない。
にポリアミドイミドの密着力はポリエーテルスルホンよ
りも劣るため多量にいれることは好ましくない。
【0020】また粉体塗装されたFEP、PFA層をプ
ライマーコート層と焼成する温度はすくなくとも340
℃以上でありトップコートは透明であることからポリア
ミドイミドが褐色を呈するので炊飯器等の美観が要求さ
れる用途においてはポリアミドイミドを多量に入れるこ
とは好ましくない。
ライマーコート層と焼成する温度はすくなくとも340
℃以上でありトップコートは透明であることからポリア
ミドイミドが褐色を呈するので炊飯器等の美観が要求さ
れる用途においてはポリアミドイミドを多量に入れるこ
とは好ましくない。
【0021】そして本発明組成物におけるポリエーテル
スルホンとポリアミドイミドとの2種のバインダーの合
計とフッ素樹脂との重量比は20:80〜70:30で
ある。フッ素樹脂が余りに多すぎると基材との密着が低
下し、またフッ素樹脂が少なすぎた場合にはトップコー
トと融着が少なくなり層間密着が低下する。
スルホンとポリアミドイミドとの2種のバインダーの合
計とフッ素樹脂との重量比は20:80〜70:30で
ある。フッ素樹脂が余りに多すぎると基材との密着が低
下し、またフッ素樹脂が少なすぎた場合にはトップコー
トと融着が少なくなり層間密着が低下する。
【0022】本発明の組成物の構成成分のポリエーテル
スルホンは、
スルホンは、
【化1】 の構造式で表されるものが用いられる。
【0023】本発明の組成物の構成成分のポリアミドイ
ミドおよび/またはポリイミドの具体例としてはトリメ
リット酸無水物およびメチレンジアニリン、トリメリッ
ト酸無水物およびオキシジアニリン、並びにトリメリッ
ト酸無水物およびメタフェニレンジアミンから誘導され
るもの、またはアミノビスマレイミドが挙げられ、これ
らはそれぞれ単独でまたは任意の混合物で用いられる。
これらのポリアミドイミドおよび/またはポリイミドの
うちで本発明の組成物の構成成分として特に好ましいも
のはトリメリット酸無水物およびメチレンジアニリンか
ら誘導されるものである。
ミドおよび/またはポリイミドの具体例としてはトリメ
リット酸無水物およびメチレンジアニリン、トリメリッ
ト酸無水物およびオキシジアニリン、並びにトリメリッ
ト酸無水物およびメタフェニレンジアミンから誘導され
るもの、またはアミノビスマレイミドが挙げられ、これ
らはそれぞれ単独でまたは任意の混合物で用いられる。
これらのポリアミドイミドおよび/またはポリイミドの
うちで本発明の組成物の構成成分として特に好ましいも
のはトリメリット酸無水物およびメチレンジアニリンか
ら誘導されるものである。
【0024】本発明組成物の構成成分の金属粉末はその
形状が粒子状の粉末であっても良いが、フレーク状の形
状のものが好ましい。金属の種類についてはいかなるも
のであっても良いが、炊飯、調理器具のような食品と接
触する用途の物品製造に用いる場合には人体に対する毒
性に問題のない金属粉末を用いることが必要で、例えば
アルミニウム、鉄、すず、亜鉛、銅などおよび合金例え
ばアルミニウム合金、ステンレスなどが好ましく用いら
れる。更にこれらの金属粉末の添加によって熱伝導性を
良好にする効果を期待できる他に、この熱伝導性に加
え、例えば基材が鉄である場合において電触反応によっ
て腐食を起こしにくい金属を加えることの配慮が必要
で、例えばアルミニウム粉末を加えることにより腐食が
防止できる。すなわち、金属基材が腐食する際に電荷の
伝授により腐食がおこることはよく知られているが、電
気的に卑である(イオン化傾向がFeより大きい)金属
をプライマーに入れることにより鉄系基材の腐食をふせ
ぐことができるので特に好ましい。その良好なプライマ
ー被膜を形成するアルミニウムの割合としては重量で2
%〜10%である。
形状が粒子状の粉末であっても良いが、フレーク状の形
状のものが好ましい。金属の種類についてはいかなるも
のであっても良いが、炊飯、調理器具のような食品と接
触する用途の物品製造に用いる場合には人体に対する毒
性に問題のない金属粉末を用いることが必要で、例えば
アルミニウム、鉄、すず、亜鉛、銅などおよび合金例え
ばアルミニウム合金、ステンレスなどが好ましく用いら
れる。更にこれらの金属粉末の添加によって熱伝導性を
良好にする効果を期待できる他に、この熱伝導性に加
え、例えば基材が鉄である場合において電触反応によっ
て腐食を起こしにくい金属を加えることの配慮が必要
で、例えばアルミニウム粉末を加えることにより腐食が
防止できる。すなわち、金属基材が腐食する際に電荷の
伝授により腐食がおこることはよく知られているが、電
気的に卑である(イオン化傾向がFeより大きい)金属
をプライマーに入れることにより鉄系基材の腐食をふせ
ぐことができるので特に好ましい。その良好なプライマ
ー被膜を形成するアルミニウムの割合としては重量で2
%〜10%である。
【0025】更にまた表面コーティングの美観の観点か
らも金属粉末の種類とその形状を選択することが求めら
れる。これらの金属粉末は、組成物の固形分の重量を基
準にして1〜15%、好ましくは2〜10%の量で用い
られる。
らも金属粉末の種類とその形状を選択することが求めら
れる。これらの金属粉末は、組成物の固形分の重量を基
準にして1〜15%、好ましくは2〜10%の量で用い
られる。
【0026】本発明の組成物には必要により添加剤例え
ば粘度調節剤、安定剤、着色剤および分散剤が加えられ
る。
ば粘度調節剤、安定剤、着色剤および分散剤が加えられ
る。
【0027】有機溶媒としては、N−メチルピロリドン
単独で用いうるがN−メチルピロリドンとジアセトンア
ルコールまたはキシレン等の混合系が好ましく用いられ
る。
単独で用いうるがN−メチルピロリドンとジアセトンア
ルコールまたはキシレン等の混合系が好ましく用いられ
る。
【0028】本発明の組成物は、上記した各成分を所定
の割合で混合し分散媒体中に分散させることによって調
製される。この際ポリエーテルスルホンとポリアミドイ
ミドおよび/またはポリイミドの合計対フッ素樹脂の重
量比が20:80〜70:30の範囲内にあるように成
分比が調整される。
の割合で混合し分散媒体中に分散させることによって調
製される。この際ポリエーテルスルホンとポリアミドイ
ミドおよび/またはポリイミドの合計対フッ素樹脂の重
量比が20:80〜70:30の範囲内にあるように成
分比が調整される。
【0029】本発明によればこのように調製されたフッ
素樹脂被覆用プライマー組成物は金属表面に任意の塗装
方法によって施される。この場合の塗装方法としては、
スプレーコーティング、スピンコーティング、はけ塗り
など種々のものが挙げられる。
素樹脂被覆用プライマー組成物は金属表面に任意の塗装
方法によって施される。この場合の塗装方法としては、
スプレーコーティング、スピンコーティング、はけ塗り
など種々のものが挙げられる。
【0030】プライマー塗膜の厚さとしては焼成後の膜
厚が5〜15ミクロンになるような膜厚が好ましい。
厚が5〜15ミクロンになるような膜厚が好ましい。
【0031】このようにしてプライマーでコートされた
金属表面は乾燥される。乾燥は常温〜200℃程度の温
度で行われ、かくしてフッ素樹脂被覆用プライマー組成
物から分散媒体その他の揮発性成分が除去され金属表面
にプライマー層が形成される。
金属表面は乾燥される。乾燥は常温〜200℃程度の温
度で行われ、かくしてフッ素樹脂被覆用プライマー組成
物から分散媒体その他の揮発性成分が除去され金属表面
にプライマー層が形成される。
【0032】かくして形成されたプライマー層上にフッ
素樹脂が施される。そしてこのフッ素樹脂はFEP、P
FA、またはFEPとPFAとの混合物であることがで
きる。このフッ素樹脂はプライマー層上に粉体塗装の手
段で施され、次いでプライマー層とフッ素樹脂コート層
とは焼成処理に付される。
素樹脂が施される。そしてこのフッ素樹脂はFEP、P
FA、またはFEPとPFAとの混合物であることがで
きる。このフッ素樹脂はプライマー層上に粉体塗装の手
段で施され、次いでプライマー層とフッ素樹脂コート層
とは焼成処理に付される。
【0033】焼成処理は慣用の装置および方法で行なわ
れ、350℃〜400℃の温度で10〜40分間処理さ
れる。
れ、350℃〜400℃の温度で10〜40分間処理さ
れる。
【0034】本発明では、上記したプライマー層上への
フッ素樹脂コートに代えて、すでに焼成されたプライマ
ー層上へフッ素樹脂フィルムを熱溶融接着することによ
ってフッ素樹脂で金属を被覆することもできる。
フッ素樹脂コートに代えて、すでに焼成されたプライマ
ー層上へフッ素樹脂フィルムを熱溶融接着することによ
ってフッ素樹脂で金属を被覆することもできる。
【0035】ここで用いられるフッ素樹脂フィルムはF
EP、PFA、またはFEPとPFAとの混合物から製
造されたものとすることができる。
EP、PFA、またはFEPとPFAとの混合物から製
造されたものとすることができる。
【0036】このフッ素樹脂フィルムを使用する本発明
の態様においては、金属表面上に施されたプライマー層
を乾燥させ、プライマー融点以上の温度で焼成処理し、
このプライマー層上にフッ素樹脂フィルムを載置し、次
いで熱溶融接着することにより金属表面にきわめて強固
に接着されたフッ素樹脂コート層が得られる。以下に本
発明を実施例によって更に具体的に説明することにす
る。
の態様においては、金属表面上に施されたプライマー層
を乾燥させ、プライマー融点以上の温度で焼成処理し、
このプライマー層上にフッ素樹脂フィルムを載置し、次
いで熱溶融接着することにより金属表面にきわめて強固
に接着されたフッ素樹脂コート層が得られる。以下に本
発明を実施例によって更に具体的に説明することにす
る。
【0037】実施例1 ポリエーテルスルホン(PES)、ポリアミドイミド
(PAI)、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)およびアルミニウム粉末
を、n−メチルピロリドンとジアセトンアルコールとの
混合溶剤(2:1)中に添加し、次の表1の組成のフッ
素樹脂プライマー組成物を調製した。この組成物はB型
粘度計で測定して200〜400cpsの範囲の粘度を有
していた。
(PAI)、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)およびアルミニウム粉末
を、n−メチルピロリドンとジアセトンアルコールとの
混合溶剤(2:1)中に添加し、次の表1の組成のフッ
素樹脂プライマー組成物を調製した。この組成物はB型
粘度計で測定して200〜400cpsの範囲の粘度を有
していた。
【0038】なお、ここで用いた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の重量比が8
5:15である。
ロエチレン:ヘキサフルオロプロピレンの重量比が8
5:15である。
【0039】またPESはICI社製VICTREXで
ある。
ある。
【0040】さらにPAIはAMOCO社製TORLO
Nである。
Nである。
【0041】こうして得られた組成物を表面を脱脂した
アルミニウム板にスプレーし、焼成後の膜厚で7〜15
ミクロンになるように塗布した。次にこの塗膜を乾燥さ
せ、その上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(PFA)の粉体を静電
塗装により施した。このときの塗膜の厚さは、焼成後の
塗膜の厚みの合計が80ミクロンになるような厚さとし
た。このPFAを施した塗膜をアルミニウム基材の温度
380℃で20分間焼成した。
アルミニウム板にスプレーし、焼成後の膜厚で7〜15
ミクロンになるように塗布した。次にこの塗膜を乾燥さ
せ、その上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(PFA)の粉体を静電
塗装により施した。このときの塗膜の厚さは、焼成後の
塗膜の厚みの合計が80ミクロンになるような厚さとし
た。このPFAを施した塗膜をアルミニウム基材の温度
380℃で20分間焼成した。
【0042】この操作において用いたPFAはテトラフ
ルオロエチレン:パーフルオロプロピルビニルエーテル
の重量比が97:3の共重合体である。
ルオロエチレン:パーフルオロプロピルビニルエーテル
の重量比が97:3の共重合体である。
【0043】上記したようにして塗膜を作成する際にア
ルミニウム板の表面の一部をマスキングしてプライマー
の存在しないトップコートのPFA層だけの部分を作
り、この部分とプライマーの存在する部分の両方にまた
がって1cm幅の切れ目を入れた。
ルミニウム板の表面の一部をマスキングしてプライマー
の存在しないトップコートのPFA層だけの部分を作
り、この部分とプライマーの存在する部分の両方にまた
がって1cm幅の切れ目を入れた。
【0044】このようにして得られた材料について、
(イ)15分間煮沸したあとで塗膜のピール強度を測定
し、はがれがどの個所で起こるかを調査する、(ロ)5%
の塩水を144時間噴霧した後で塗膜のピール強度を測
定し、はがれがどの個所で起こるかを調査する、(ハ)お
でんの素25gを水1リットルに溶かし8時間煮沸、1
6時間冷却を4日繰り返し塗膜のピール強度を測定す
る、の調査を行った。
(イ)15分間煮沸したあとで塗膜のピール強度を測定
し、はがれがどの個所で起こるかを調査する、(ロ)5%
の塩水を144時間噴霧した後で塗膜のピール強度を測
定し、はがれがどの個所で起こるかを調査する、(ハ)お
でんの素25gを水1リットルに溶かし8時間煮沸、1
6時間冷却を4日繰り返し塗膜のピール強度を測定す
る、の調査を行った。
【0045】結果は表1にまとめられる。
【0046】
【表1】
【0047】実施例2 アルミ合金めっき鋼板の表面をアセトンで脱脂し、次に
PES:PAIの割合が4:1であり、PES+PA
I:FEPの割合が1:2であり、アルミニウムフレー
ク含有量が4%である構成成分からなり、これらを分散
媒体としてのn−メチルピロリドンとジアセトンアルコ
ールからなる有機溶媒に分散させ、更に顔料を加えてな
るプライマーをこの鋼板表面にスプレー塗布した。塗布
厚は乾燥後約8ミクロンになるように調節した。これを
150℃で15分間乾燥させ乾燥後焼成炉で350℃で
15分間強固に焼成した。
PES:PAIの割合が4:1であり、PES+PA
I:FEPの割合が1:2であり、アルミニウムフレー
ク含有量が4%である構成成分からなり、これらを分散
媒体としてのn−メチルピロリドンとジアセトンアルコ
ールからなる有機溶媒に分散させ、更に顔料を加えてな
るプライマーをこの鋼板表面にスプレー塗布した。塗布
厚は乾燥後約8ミクロンになるように調節した。これを
150℃で15分間乾燥させ乾燥後焼成炉で350℃で
15分間強固に焼成した。
【0048】なお、ここで用いたPES、PAI、FE
Pは実施例1と同一のものを使用した。
Pは実施例1と同一のものを使用した。
【0049】プライマーの焼成後厚さ25ミクロンのP
FAフィルムをプライマー上に載置し、315℃、圧力
5kg/cm2で熱溶融接着を行った。PFAフィルムはプ
ライマーに、プライマーは金属表面に強固に接着した。
ここで用いたPFAフィルムは実施例1と同一の樹脂を
成膜させたものである。
FAフィルムをプライマー上に載置し、315℃、圧力
5kg/cm2で熱溶融接着を行った。PFAフィルムはプ
ライマーに、プライマーは金属表面に強固に接着した。
ここで用いたPFAフィルムは実施例1と同一の樹脂を
成膜させたものである。
【0050】この接着物の温度変化による接着強度を評
価するための試験を行なった。
価するための試験を行なった。
【0051】すなわち、試料について、100、15
0、200、250℃でそれぞれ、25、50、100
時間で恒温保持し冷却後、5mm幅カットにおけるクロス
エリクセンテストを行い、その接着力を評価した。
0、200、250℃でそれぞれ、25、50、100
時間で恒温保持し冷却後、5mm幅カットにおけるクロス
エリクセンテストを行い、その接着力を評価した。
【0052】実施例3 アルミニウム板を用いる以外は実施例2を繰り返した。
【0053】実施例4 ステンレス板を用いる以外は実施例2を繰り返した。
【0054】実施例5(比較例) フッ素樹脂プライマーからPAIを除いたものを用いた
以外は実施例3を繰り返した。
以外は実施例3を繰り返した。
【0055】実施例6(比較例) フッ素樹脂プライマーからPESを除いたものを用いた
以外は実施例3を繰り返した。
以外は実施例3を繰り返した。
【0056】実施例7(比較例) フッ素樹脂プライマーからPAIを除いたものを用いた
以外は実施例4を繰り返した。
以外は実施例4を繰り返した。
【0057】実施例8(比較例) フッ素樹脂プライマーからPESを除いたものを用いた
以外は実施例4を繰り返した。
以外は実施例4を繰り返した。
【0058】実施例9(比較例) アルミニウム合金めっき鋼板上をショットブラスト処理
し、耐熱性シランカップリング剤を介在させてPFAフ
ィルムを接着させた。
し、耐熱性シランカップリング剤を介在させてPFAフ
ィルムを接着させた。
【0059】実施例10(比較例) アルミニウム合金めっき鋼板上に耐熱性シリコーン系接
着剤を塗布し、PFAフィルムを接着させた。
着剤を塗布し、PFAフィルムを接着させた。
【0060】実施例11(比較例) アルミ板上をショットブラスト処理し、PFAフィルム
を熱溶融接着させた。
を熱溶融接着させた。
【0061】これらの実施例2〜11で得られたコーテ
ィングについて温度変化による接着強度試験の結果は次
の表2に示される。
ィングについて温度変化による接着強度試験の結果は次
の表2に示される。
【0062】
【表2】
【0063】以上のようにポリエーテルスルホンにポリ
アミドイミドを混合した場合の層間密着は非常に強く、
また高温時の耐熱接着性において非常に優れていること
がわかった。このことはPES、PAIのどちらか一方
が欠如しても期待される効果は得られていない。本発明
により、金属板上へのフッ素樹脂フィルム被覆を施すこ
とによる広範囲な用途への利用が期待される。
アミドイミドを混合した場合の層間密着は非常に強く、
また高温時の耐熱接着性において非常に優れていること
がわかった。このことはPES、PAIのどちらか一方
が欠如しても期待される効果は得られていない。本発明
により、金属板上へのフッ素樹脂フィルム被覆を施すこ
とによる広範囲な用途への利用が期待される。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09D 171/10 C09D 171/10 179/08 179/08 C 181/06 181/06 (72)発明者 際 健二 神奈川県横浜市港北区新吉田町4997 デ ュポン・ジャパン中央技術研究所内 (72)発明者 ルック・ダーナンス ベルギー国ベ−2800メケレン.アーント ーンスピノイストラート6.デュポン・ ドゥ・ヌムール・エヌ・ヴエー内 (56)参考文献 特開 昭63−251477(JP,A) 特開 昭60−170615(JP,A) 特表 平5−509036(JP,A) 特表 平6−501974(JP,A)
Claims (6)
- 【請求項1】 ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミ
ドおよび/またはポリイミド、フッ素樹脂、並びに金属
粉末を、有機溶媒中に溶解または分散させてなり、ポリ
エーテルスルホン対ポリアミドイミドおよび/またはポ
リイミドの量比が95:5〜55:45の範囲内にあ
り、またポリエーテルスルホンとポリアミドイミドおよ
び/またはポリイミドの合計対フッ素樹脂の重量比が2
0:80〜70:30の範囲内にあり、そして金属粉末
が組成物の固形分の重量を基準にして1〜15%の量で
含まれる、フッ素樹脂被覆用プライマー組成物。 - 【請求項2】 ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミ
ドおよび/またはポリイミド、フッ素樹脂、並びに金属
粉末を、有機溶媒中に溶解または分散させてなり、ポリ
エーテルスルホン対ポリアミドイミドおよび/またはポ
リイミドの重量比が95:5〜55:45の範囲内にあ
り、またポリエーテルスルホンとポリアミドイミドおよ
び/またはポリイミドの合計対フッ素樹脂の重量比が2
0:80〜70:30の範囲内にあり、そして金属粉末
が組成物の固形分の重量を基準にして1〜15%の量で
含まれる、フッ素樹脂被覆用プライマー組成物を金属表
面に施し、焼成することにより形成されたプライマー層
上に熱可塑性フッ素樹脂フィルムを熱熔融接着すること
からなる金属表面への熱可塑性フィルムの接着方法。 - 【請求項3】 金属粉末がアルミニウムフレークまたは
アルミニウム合金フレークであるフッ素樹脂被覆用プラ
イマー組成物が用いられる請求項2記載の金属表面への
熱可塑性フィルムの接着方法。 - 【請求項4】 フッ素樹脂が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)、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)、または両者の混合物であるフッ
素樹脂被覆用プライマー組成物が用いられる請求項2記
載の金属表面への熱可塑性フィルムの接着方法。 - 【請求項5】 プライマー層上にラミネートされる熱可
塑性フッ素樹脂フィルムが、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)、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)、または両者の混合物を膜状に成
型してえられたものである請求項2記載の金属表面への
熱可塑性フィルムの接着方法。 - 【請求項6】 熱可塑性フィルムが接着される金属表面
は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、アルミニウ
ム合金メッキ鋼板、銅メッキ鋼板、ステンレス鋼板など
の金属表面である請求項2記載の金属表面への熱可塑性
フィルムの接着方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US1994/000940 WO1995021216A1 (en) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | Primer composition and use of the same composition for coating metal surfaces with a fluororesin |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06264000A JPH06264000A (ja) | 1994-09-20 |
JP2702041B2 true JP2702041B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=22242226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4210041A Expired - Lifetime JP2702041B2 (ja) | 1994-02-04 | 1992-08-06 | プライマー組成物および同組成物を用いる金属面へのフッ素樹脂の被覆方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0789728B1 (ja) |
JP (1) | JP2702041B2 (ja) |
KR (1) | KR100276998B1 (ja) |
DE (1) | DE69413071T2 (ja) |
ES (1) | ES2122271T3 (ja) |
WO (1) | WO1995021216A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6333372B1 (en) | 1998-06-05 | 2001-12-25 | Daikin Industries, Ltd. | Water-based primer composition for fluororesin coating |
WO2011118827A1 (ja) | 2010-03-25 | 2011-09-29 | 日本フッソ工業株式会社 | 塗料組成物、それを用いた被膜製造方法および被膜体 |
Families Citing this family (26)
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---|---|---|---|---|
JP3728702B2 (ja) * | 1995-02-02 | 2005-12-21 | オカモト株式会社 | 接着剤兼印刷インキおよび印刷模様付きフッ素樹脂フィルムラミネート鋼板の製造方法 |
WO1998038897A1 (fr) | 1997-03-07 | 1998-09-11 | Daikin Industries, Ltd. | Matieres composites pour elements de batterie de cuisine |
US6232372B1 (en) * | 1998-03-18 | 2001-05-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Multicomponent particles of fluoropolymer and high temperature resistant non-dispersed polymer binder |
US6291054B1 (en) * | 1999-02-19 | 2001-09-18 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Abrasion resistant coatings |
ES2242614T3 (es) | 1999-04-28 | 2005-11-16 | General Electric Company | Composiciones y procedimientos de reduccion de adherencia de alimentos. |
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