GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Fluorharzbeschichtungszusammensetzung zur Verwendung beim Herstellen von
Fluorharz-beschichteten Gegenständen. Besonders betrifft sie
eine Fluorharzbeschichtungszusammensetzung, die sowohl in bezug
auf die Filmbildungseigenschaften als auch die Stabilität
hervorragend ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Herkömmliche Fluorharzbeschichtungszusammensetzungen sind
Dispersionen, die durch Dispergieren von Fluorharzteilchen mit
einem Durchschnittsteilchendurchmesser von 1 um oder weniger in
einem flüssigen Medium wie Wasser mit der Hilfe eines
oberflächenaktiven Mittels (so wie z. B. beschrieben in der JP-
A-60-252381) erhalten werden, und es sind daraus aufgrund der
geringen Kohäsivkraft zwischen den Teilchen der
Fluorharzteilchen nur selten Beschichtungsfilme mit wenigen
Fehlern erhalten worden. (Der Ausdruck "JP-A", so wie er hier
verwendet wird, bedeutet eine "ungeprüfte veröffentlichte
japanische Patentanmeldung".) Im besonderen, wenn die
Beschichtungszusammensetzungen so dick aufgetragen werden, um
Beschichtungsfilme mit Dicken von mehr als 20 bis 30 um über
einen einzelnen Beschichtungsvorgang zu erhalten, war das
Ergebnis oft, daß sich in den so gebildeten Beschichtungsfilmen
Risse bildeten oder die auf die Substrate aufgetragenen
Beschichtungszusammensetzungen unter Blasenbildung auf den
Substratoberflächen litt, was Senkungsfehler verursachte.
-
Es ist daher notwendig gewesen, daß das
Beschichtungsverfahren wiederholt durchgeführt wird, um einen
Beschichtungsfilm mit großer Dicke zu erhalten.
-
Im Gegensatz dazu konnten gepulverte Fluorharze zur
Verwendung bei der elektrostatischen Beschichtung, die
Durchschnittsteilchendurchmesser so groß wie 5 um oder mehr
(wie beschrieben z. B. in JP-B-62-10429) haben, sogar in einem
einzigen Beschichtungsschritt fehlerfreie Beschichtungsfilme so
dick wie 50 bis 80 um zu bilden, da deren Kohäsivkraft zwischen
den Teilchen besonders hoch ist, wo die Teilchen sphärisch
sind. (Der Ausdruck "JP-B", so wie er hier verwendet wird,
bedeutet eine "geprüfte japanische Patentveröffentlichung".)
-
Jedoch ist die elektrostatische Beschichtung mit
Fluorharzpulvern dahingehend fehlerhaft gewesen, daß die
Kontrolle der Filmdicke schwierig ist und Beschichtungsfilme,
die einheitlich in der Dicke sind, schwierig zu erhalten sind.
-
Wie oben beschrieben ist es bei den herkömmlichen
Fluorharzbeschichtungszusammensetzungen schwierig gewesen,
Beschichtungsfilme mit nur wenigen Fehlern zu erhalten, und
darüber hinaus ist es bei den gepulverten Fluorharzen zur
Verwendung beim elektrostatischen Beschichten schwierig
gewesen, Beschichtungsfilme mit einheitlichen Dicken zu
erhalten.
-
DE-A-28 40 356 beschreibt eine Fluorharzbeschichtungszusammensetzung, umfassend
eine wäßrige Dispersion von Fluorpolymeren mit einer mittleren Teilchengröße von 5 bis
100 um und Fluorpolymeren mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von ungefähr
0,01 bis ungefähr 3,0 um, wobei die Fluorpolymere mit der kleineren Teilchengröße in
einer Menge von 50 bis 98 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Fluorharze,
vorhanden sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung ist fertiggestellt worden, um die
obigen Probleme zu beseitigen.
-
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Fluorharzbeschichtungszusammensetzung
bereitzustellen, die sowohl in bezug auf
Filmbildungseigenschaften, als auch Stabilität hervorragend
ist, und bei der Herstellung von Fluorharz-beschichteten
Gegenständen verwendbar ist.
-
Andere Aufgaben und Effekte der vorliegenden Erfindung
werden anhand der folgenden Beschreibung deutlich.
-
Die vorliegende Erfindung stellt eine
Fluorharzbeschichtungszusammensetzung bereit, umfassend ein
flüssiges Medium, welches darin (A) Fluorharzpartikel mit einem
mittleren Partikeldurchmesser von 5 um oder mehr und (B)
Fluorharzteilchen mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 1
um oder weniger dispergiert hat, wobei der Anteil der
Fluorharzpartikel (B), bezogen auf die Gesamtmenge der
Fluorharzpartikel (A) und (B) 25 bis 45 Gew.-% beträgt.
-
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
beinhalten:
-
(1) die obige Fluorharzbeschichtungszusammensetzung, wobei
die Fluorharzpartikel (A) und (B) jeweils kugelförmige Partikel
aus einem Tetrafluorethylen-Perfluor(alkylvinylether)-Copolymer
(PFA) sind; und
-
(2) die obige Fluorharzbeschichtungszusammensetzung, wobei
das flüssige Medium Wasser und ein nichtionisches
oberflächenaktives Mittel umfaßt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines
Compositteilchens, enthalten in einer Ausführungform der
vorliegenden Erfindung;
-
Fig. 2 ist eine vergrößerte schematische Darstellung, die
einen Teil eines Schnitts eines Compositteilchens
veranschaulicht, das in einer weiteren Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung enthalten ist;
-
Fig. 3 ist eine Fotographie, die eine
Rasterelektronenfotomikrographie (· 2.400) von Compositteilchen darstellt, die
in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
enthalten sind; und
-
Fig. 4 ist eine Fotographie, die eine
Rasterelektronenfotomikrographie (· 2.400) eines Schnittstückes darstellt, die
aus einem PFA-Teilchenagglomerat herausgeschnitten wurde, das
in einer Vergleichs-Beschichtungszusammensetzung gebildet
worden ist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegenden Erfinder haben herausgefunden, daß durch
Dispergieren eines gepulverten Fluorharzes zur Verwendung beim
elektrostatischen Beschichten in einem flüssigen Medium eine
feuchte Fluorharzbeschichtungszusammensetzung erhalten werden
kann, die einen hohen Grad an Filmbildungseigenschaften
besitzt, d. h. die Fähigkeit, sogar in einem einzigen
Beschichtungsschritt fehlerfreie Filme in einer großen Dicke zu
bilden, und wobei deren Beschichtung leicht kontrolliert werden
kann, um zu einer beliebigen Dicke des Beschichtungsfilmes im
Bereich von einigen Mikrometern (um) zu dem mehreren Zehnfachen
an Mikrometern zu führen.
-
Obgleich solche Fluorharzteilchen zur Verwendung beim
elektrostatischen Beschichten aufgrund ihrer starken
Kohäsivkraft zwischen den Teilchen einen hohen Grad an
Filmbildungseigenschaften besitzen, besitzt die feuchte
Beschichtungszusammensetzung, die durch Dispergieren der
Fluorharzteilchen in einem flüssigen Medium erhalten wird,
dahingehend ein Problem, daß sich die Teilchen aufgrund der
starken Kohäsivkraft zwischen den Teilchen innerhalb eines
kurzen Zeitraums absetzen und unter einer nicht umkehrbaren
Agglomeration leiden, die nicht durch einfache Mittel wie durch
Rühren erneut dispergiert werden kann.
-
Die vorliegenden Erfinder haben weiterhin intensive
Untersuchungen durchgeführt, um das oben beschriebene Problem
zu beseitigen. Als Ergebnis ist gefunden worden, daß eine
Fluorharzbeschichtungszusainmensetzung, die in bezug auf
Filmbildungseigenschaft und in bezug auf die Eigenschaft,
leicht eingestellt zu werden, um eine gewünschte
Beschichtungsfilmdicke zu ergeben, hervorragend ist und die
frei von irreversibler Agglomeration ist (d. h. in der Lage
ist, durch einfache Mittel wie durch Rühren leicht
redispergiert zu werden) und die daher industriell vorteilhaft
verwendbar ist, durch Dispergieren (A) von Fluorharzteilchen
mit einem Durchschnittsteilchendurchmesser von 5 um oder mehr
und (B) Fluorharzteilchen mit einem
Durchschnittsteilchendurchmesser von 1 um oder weniger in einem flüssigen Medium in
solchen Mengen erhalten werden kann, daß der Anteil der
Komponente (H), so wie durch die Formel definiert:
-
Anteil an Komponente (B) = (B) / ((A)+(B))
-
25 Gew.-% oder mehr und 45 Gew.-% oder weniger beträgt. Die
vorliegende Erfindung ist auf dieser Entdeckung basierend
fertiggestellt worden.
-
In den Fig. 1 und 2, wobei jede schematisch
Fluorharzteilchen veranschaulicht, die in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthalten sind, bedeutet Ziffer 1
ein Fluorharzteilchen zur Verwendung bei der elektrostatischen
Beschichtung, wobei das Teilchen eine stärke Kohäsivkraft
zwischen den Teilchen zeigt, und 2 bedeutet Fluorharzteilchen
zur Verwendung bei herkömmlichen Fluorharzzusammensetzungen,
wobei die Teilchen eine schwache Kohäsivkraft zwischen den
Teilchen und hervorragende Dispergierbarkeit besitzen.
-
Die Teilchen 1 besitzen sehr gute
Filmbildungseigenschaften, jedoch sind deren Dispersionen in flüssigen
Medien in der Lage, irreversible Agglomerate aus Teilchen 1 zu
bilden. Daher können dadurch, daß man jedes der Teilchen 1 mit
Teilchen 2, die in bezug auf die Filmbildungseigenschaft
schlecht, jedoch hervorragend in bezug auf Dispergierbarkeit
sind, umgibt, Fluorharzcompositteilchen, die weniger dazu
neigen, irreversibler Agglomeration zu unterliegen und
hervorragende Stabilität besitzen, erhalten werden, wobei die
guten Filmbildungseigenschaften beibehalten werden. Darüber
hinaus kann, da solche Compositteilchen in einer feuchten
Beschichtungszusammensetzung formuliert worden sind, diese
leicht aufgetragen werden, um Beschichtungsfilme zu ergeben,
die beliebige Filmdicken im Bereich von einigen Mikrometern bis
zu einigen Zehnfachen an Mikrometern zu bilden.
-
Beispiele der das Fluorharz bildenden Fluorharzteilchen (A)
mit einem Durchschnittsteilchendurchmesser von 5 um oder mehr,
die in der Fluorharzbeschichtungszusammensetzung der
vorliegenden Erfindung enthalten sind, beinhalten PTFE
(Polytetrafluorethylen), PFA (Tetrafluorethylen-
Perfluor(alkylvinylether)Copolymere), FEP (Tetrafluorethylen-
Hexafluorpropylencopolymere), ETFE (Tetrafluorethylen-
Ethylencopolymere), CTFE (Polychlortrifluorethylen), PVDF
(Poly(vinylidenfluorid)) und Copolymere davon. Von diesen
werden PFA, FEP, ETFE, CTFE und Copolymere darin bevorzugt
verwendet, da solche Polymere hervorragende
Filmbildungseigenschaften besitzen.
-
Der Durchschnittsteilchendurchmesser der Fluorharzteilchen
(A) ist nicht besonders eingeschränkt, solange er 5 um oder
mehr beträgt. Vorzugsweise beträgt der
Durchschnittsteilchendurchmesser davon 10 bis 30 um, da Teilchendurchmesser in
diesem Bereich hervorragende Filmbildungseigenschaften mit sich
bringen.
-
Es ist besonders bevorzugt, daß die Form der
Fluorharzteilchen (A) rund ist, da solche Teilchen
darüberhinaus verbesserte Filmbildungseigenschaften besitzen.
Beispiele der das Fluorharz bildenden Fluorharzteilchen (B)
mit einem Durchschnittsteilchendurchmesser von 1 um oder
weniger, die in der Fluorharzbeschichtungszusammensetzung der
vorliegenden Erfindung enthalten sind, beinhalten PTFE, PFA,
FEP, ETFE, CTFE, PVdF und Copolymere davon, wobei PFA, FEP,
ETFE, CTFE und Copolymere davon vorzugsweise verwendet werden.
Der Durchschnittsteilchendurchmesser der Fluorharzteilchen (B)
ist nicht besonders begrenzt, solange er 1 um oder weniger
beträgt. Jedoch werden Fluorharzteilchen mit einem
Durchschnittsteilchendurchmesser von 0,5 um oder weniger
vorzugsweise als Komponente (B) verwendet, da sie einen
hervorragenden der Agglomeration vorbeugenden Effekt besitzen.
-
Die Form der Fluorharzteilchen (B) ist vorzugsweise rund,
da solche Teilchen in bezug auf die Eigenschaft, zusammen mit
den Fluorharzteilchen (A) Compositteilchen zu bilden, gut sind
und der erhaltenen Beschichtungszusammensetzung gute
Filmbildungseigenschaften verleihen.
-
Die relativen Mengen der Komponenten (A) und (B) sind so, daß
der Anteil an Komponente (B), bezogen auf das Gesamtgewicht
der Komponente (A) und (B), so wie definiert durch die Formel:
-
Anteil an Komponente (B) = (B) / ((A) + (B))
-
im Bereich von 25 bis 45 Gew.-% liegt, da der irreversiblen
Agglomeration vorgebeugt werden kann, wenn der Anteil an
Komponente (B) 25 Gew.-% oder mehr beträgt, während die
Filmbildungseigenschaften der Komponente (A) nicht großartig
verschlechtert werden, wenn der Anteil der Komponente (B) 45
Gew.-% oder weniger beträgt.
-
Der Anteil an Komponente (B) beträgt 25 Gew.-% oder mehr, von
dem Gesichtspunkt aus, der Beschichtungszusammensetzung eine
gute Stabilität zu verleihen, und 45 Gew.-% oder weniger vom
Gesichtspunkt aus, die hervorragenden Filmbildungseigenschaften
beizubehalten.
-
Beispiele des flüssigen Mediums schließen Wasser, polare
organische Lösungsmittel, nicht polare organische Lösungsmittel
und Mischungen davon ein. Von diesen wird vom Standpunkt des
einfachen Handhabens und der Vorbeugung der Umweltverschmutzung
Wasser besonders bevorzugt verwendet.
-
Als Dispergiermittel zur Verwendung in dem flüssigen Medium
kann eine oberflächenaktives Mittel vorzugsweise verwendet
werden. Bevorzugte Beispiele des oberflächenaktiven Mittels
beinhalten anionische oberflächenaktive Mittel und nicht-
ionische oberflächenaktive Mittel, und solche oberflächenaktive
Mittel können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren
davon verwendet werden: Von diesen sind besonders bevorzugt
nichtionische oberflächenaktive Mittel.
-
Die Menge an dem oberflächenaktiven Mittel liegt im
allgemeinen im Bereich von 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 3
bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Menge der
Beschichtungszusammensetzung.
-
Beispiele des anionischen oberflächenaktiven Mittels
beinhalten Seife (z. B. Natriumlaurat, Natriumstearat,
Natriumoleat), Sulfatsalze (z. B. Natriumlaurylalkoholsulfat,
Natriumlaurylethersulfat), Sulfonatsalze (z. B.
Natriumdodecylbenzolsulfonat, α-Olefinsulfonatsalze), Phosphatsalze
und Dithiophosphatsalze. Beispiele des nichtionischen
oberflächenaktiven Mittels beinhalten
Alkylphenyl-Ethylenoxidaddukte (z. B. Polyoxyethylenoctylphenylether,
Polyoxyethylennonylphenylether,
Polyoxyethylendodecylphenylether), höhere Alkohol-Ethylenoxid-Addukte, Fettsäure-
Ethylenoxid-Addukte und fluorhaltige oberflächenaktive Mittel.
-
Es ist anhand der Elektronenmikroskopie, wie in Fig. 3
gezeigt, dargestellt, daß die zwei Arten der Fluorharzteilchen,
die in der Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden
Erfindung enthalten sind, in Form von Compositteilchen
vorliegen, wie es anhand der schematischen Darstellungen, die
in Fig. 1 und 2 gezeigt sind, veranschaulicht wird.
Entsprechend wird dabei berücksichtigt, daß das besonders
charakteristische Merkmal der
Fluorharzbeschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung darin liegt, daß die
in dem flüssigen Medium dispergierten Fluorharzteilchen in
einer solchen Compositteilchenform vorliegen, und die guten
Filmbildungseigenschaften und die Dispersionsstabilität
aufgrund einer solchen spezifischen Konfiguration der
Fluorharzteilchen bereitgestellt werden.
-
Herstellungsverfahren für die
Fluorharzbeschichtungszusammensetzung sind nicht besonders begrenzt, und deren
Beispiele beinhalten:
-
(1) Teilchen (A) sind in einem flüssigen Medium
dispergiert, und die Teilchen (B) werden dann in Pulverform
dazu hinzugegeben und gemischt;
-
(2) Teilchen (A) sind in einem flüssigen Medium
dispergiert, und eine Dispersion von Teilchen (B), die zuvor
durch Dispergieren von Teilchen (B) in einem flüssigen Medium
hergestellt worden ist, wird dann dazu hinzugegeben und
gemischt;
-
(3) Teilchen (B) sind in einem flüssigen Medium
dispergiert, und Teilchen (A) werden dann in Pulverform dazu
hinzugegeben und gemischt; und
-
(4) Teilchen (A) und Teilchen (B) werden beide in.
Pulverform miteinander gemischt und dann in einem flüssigen
Medium dispergiert.
-
Die Konfiguration jedes der Compositteilchen ist nicht
besonders begrenzt. Zum Beispiel können Teilchen (B) auf der
Oberfläche des Teilchens (A) einfach mittels der von der Waals
Kraft oder durch ein oberflächenaktives Mittel adsorbiert
werden, so wie es in der schematischen Ansicht von Fig. 1 und
der Fotographie von Fig. 3 gezeigt ist. Alternativ können die
Teilchen auf der Oberfläche von Teilchen (A) festhaftend
dadurch fixiert werden, daß man die Teilchen (B) in die
Oberfläche von Teilchen (A), wie in Fig. 2 gezeigt, teilweise
einschiebt.
-
In der Fluorharzbeschichtungszusammensetzung der
vorliegenden Erfindung können färbende Pigmente wie Kohlenruß,
Titanweiß, Mica, Titanoxid, gefärbtes Mica, beschichtet mit
Eisenoxid, etc. und andere anorganische Pigmente eingemengt
werden. Die Menge an Pigment beträgt im allgemeinen von 1 bis
60 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 25 Gew.-%, bezogen auf den
Feststoffgehalt der Beschichtungszusammensetzung.
-
Darüber hinaus können verschiedene Arten an Klebemitteln
wie Baukunststoffe einschließlich PAI (Polyamidimide), PI
(Polyimide) und PES (Polyethersulfone), organische
Metallkomplexe und ähnliche auch dazu hinzugegeben werden, die
Adhäsion an Metallen, keramischen Werkstoffen, Gläsern und
ähnlichen zu verbessern. Die Menge an Klebemittel beträgt im
allgemeinen von 0,5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 25
Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der
Beschichtungszusammensetzung.
-
In dem Fall, wo ein nicht wäßriges Lösungsmittel als das
flüssige Medium verwendet wird, kann ein
Silanvernetzungsmittel oder ähnliches als ein Adhäsionsverbesserungsmittel
verwendet werden. Die Menge des Adhäsionsverbesserungsmittels
beträgt im allgemeinen von 0,1 bis 20 Gewichtsteilen,
vorzugsweise von 0,5 bis 10 Gewichtsteilen auf 100
Gewichtsteile des Feststoffgehaltes der
Beschichtungszusammensetzung. Die vorliegende Erfindung wird unten in
detaillierter Form unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele
erläutert, jedoch soll die Erfindung nicht darauf begegrenzt
sein.
BEISPIEL 1
-
329 g PFA-Pulver ("MP-102", hergestellt von du Pont)
zusammengesetzt aus runden PFA-Teilchen mit einem
Durchschnittsteilchendurchmesser von etwa 20 um wurde in einem
flüssigen Medium dispergiert, hergestellt durch Mischen von
309 g Wasser und 62 g eines oberflächenaktiven Mittels
("Octapol 80", Polyoxyethylenoctylphenylether, hergestellt von
Sanyo Chemical Industries, Ltd., Japan). Zu dieser Dispersion
wurden 300 g einer PFA-Dispersion ("AD-2-CR", hergestellt von
Daikin Industries, Ltd., Japan) aus 47 Gew.-% runden PFA-
Teilchen mit einem Durchschnittsteilchendurchmesser von 0,4 um,
6 Gew.-% oberflächenaktivem Mittel und 47 Gew.-% Wasser
hinzugegeben. Die erhaltene Mischung wurde ausreichend gerührt,
um eine Fluorharzbeschichtungszusammensetzung herzustellen.
Die so erhaltene Beschichtungszusammensetzung ließ man für
eine Woche stehen. Als Ergebnis hatte sie sich in einen
Überstand und einen milchigen Teil aufgetrennt, jedoch wurden
die Teilchen einfach durch Umdrehen des Behälters der
Zusammensetzung auf den Kopf redispergiert. Entsprechend
stellte sich die oben hergestellte Beschichtungszusammensetzung
als stabil heraus.
BEISPIELE 2 BIS 4 UND VERGLEICHSBEISPIEL 1
-
Die Oberfläche einer Aluminiumwalze mit einem
Außendurchmesser von 30 mm und einer Wandstärke von 2 mm wurde
durch Einschneiden dahingehend behandelt, daß sie eine
Oberflächenrauhheit von 2 um besitzt. Nachdem die aufgerauhte
Oberfläche gereinigt worden war, wurde ein Primer ("Tough Coat
TCW-8808", hergestellt von Daikin Industries, Ltd.) darauf in
einer Dicke von etwa 10 um beschichtet. Als die
Primerbeschichtung in einen halbtrockenen Zustand überging,
wurde jede der in Tabelle 1 gezeigten
Beschichtungszusammensetzungen darauf aufgetragen. Die
erhaltene Beschichtung wurde bei 250ºC über 10 Minuten
getrocknet und dann bei 390ºC über 30 Minuten gehärtet, wobei
man eine PFA-beschichtete Fixierwalze für Kopiergeräte erhielt.
-
Wie Tabelle 1 zeigt, war die in Beispiel 1 hergestellte.
Beschichtungszusammensetzung in der Lage, fehlerfreie
Beschichtungsfilme mit Dicken von 30 bis 50 um zu ergeben.
-
Im Gegensatz dazu entwickelte der Beschichtungsfilm,
hergestellt aus AD-2-CR, Senkungsfehler bei einer Dicke von 30
um und zeigte sich daher für Beschichtungen großer Stärke
ungeeignet.
Tabelle 1
Beispiel 5
-
329 g PFA-Pulver ("MP-102", hergestellt von du Pont)
zusammengesetzt aus runden PFA-Teilchen mit einem
Durchschnittsteilchendurchmesser von etwa 20 um wurde in einem
flüssigen Medium dispergiert, das dadurch hergestellt war, daß
man 339 g Wasser und 32 g eines oberflächenaktiven Mittels
mischte ("Octapol 80", hergestellt von Sanyo Chemical
Industries, Ltd.). Zu dieser Dispersion wurden 300 g einer PFA-
Dispersion ("AD-2-CR% hergestellt von Daikin Industries, Ltd.)
zusammengesetzt aus 47 Gew.-% runden PFA-Teilchen mit einem
Durchschnittsteilchendurchmesser von 0,4 um, 6 Gew.-%
oberflächenaktives Mittel und 47 Gew.-% Wasser hinzugegeben.
Die erhaltene Mischung wurde ausreichend gerührt, um eine
Fluorharzbeschichtungszusammensetzung zu ergeben.
-
Man ließ die so erhaltene Beschichtungszusammensetzung eine
Woche stehen. Als Ergebnis davon hatte sie sich in einen
Überstand und einen milchigen Teil aufgetrennt, jedoch wurden
die Teilchen einfach durch einfaches Umdrehen des Behälters der
Zusammensetzung auf den Kopf redispergiert. Entsprechend erwies
sich die oben hergestellte Beschichtungszusammensetzung als
stabil.
BEISPIELE 6 UND 7 UND VERGLEICHSBEISPIELE 2 UND 3
-
Unter Verwendung eines Aluminiumbleches mit einer Dicke von
2,5 nun ("ASB", hergestellt von Kobe Steel, Ltd., Japan) als
Anode wurde eine elektrochemische Ätzbehandlung des
Aluminiumbleches in einer wäßrigen Lösung von Ammoniumchlorid
bei einer Stromstärke von 25 C/cm² durchgeführt, um die
Oberfläche des Bleches fein aufzurauhen.
-
Jede der in Tabelle 2 gezeigten
Beschichtungszusammensetzungen wurde auf die Oberfläche des aufgerauhten
Aluminiumbleches beschichtet, getrocknet, das Wasser zu
entfernen, und dann bei 390ºC über 30 Minuten ausgehärtet. Die
so erhaltenen beschichteten Aluminiumbleche wurden in bezug auf
ihren Oberflächenzustand und die Korrosionsbeständigkeit
bewertet und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2
gezeigt. Es kann anhand der Ergebnisse gezeigt werden, daß die
mit der in Beispiel 5 hergestellten
Beschichtungszusammensetzung beschichteten Aluminiumbleche eine hervorragende
Korrosionsbeständigkeit aufwiesen.
-
Die Korrosionsbeständigkeitsbewertung wurde entsprechend
dem folgenden Verfahren durchgeführt.
Verfahren zur Bewertung der Korrosionsbeständigkeit
-
In 1 Liter Wasser wurden 25 g "Japanese Hotchpotch Stock"
(hergestellt von House Shokuhin Kogyo, K. K., Japan) aufgelöst.
Testproben wurden dann in die obige Lösung eingetaucht und
darin auf 90 bis 100ºC erhitzt. Während die Testproben in
diesem Zustand gehalten wurden, wurde die Zeit gemessen, die
für jede Testprobe erforderlich war, damit sie auf ihrer
beschichteten Oberfläche zu korrodieren beginnt.
Tabelle 2
-
* D-1F PTFE-Dispersion (Wasser: 34 Gew.-%, oberflächenaktives Mittel: 6
Gew.-%, PTFE: 60 Gew.-%, Durchschnittsteilchendurchmesser: 0,2
um), hergestellt von Daikin Industries.
BEISPIEL 8 UND VERGLEICHSBEISPIEL 4
-
Unter Verwendung eines Aluminiumbleches mit einer Dicke von
2,5 mm ("ASB", hergestellt von Kobe Steel, Ltd.) als Anode
wurde eine elektrochemische Ätzbehandlung des Aluminiumbleches
in einer wäßrigen Lösung von Ammoniumchlorid bei einer
Stromdichte von 25 C/cm² durchgeführt, um die Oberfläche des
Bleches fein aufzurauhen.
-
Die aufgerauhte Oberfläche des Aluminiumbleches wurde mit
einer Zusammensetzung beschichtet, die aus 38,6 Gew.-% PTFE,
10,8 Gew.-% PAI, 1,8 Gew.-% Mica, 0,1 Gew.-% Kohlenstoff, 6,0
Gew.-% oberflächenaktives Mittel und 52,7 Gew.-% Wasser
bestand. Die Beschichtung wurde getrocknet, um das Wasser zu
entfernen, und dann bei 400ºC über 30 Minuten ausgehärtet,
wobei sich eine Harzschicht mit einer Dicke von 20 um bildete.
-
Auf diese Harzschicht wurde jede der in Tabelle 3 gezeigten
Harzbeschichtungszusammensetzungen beschichtet. Die
Beschichtung wurde getrocknet, um das Wasser zu entfernen, und
dann bei 390ºC über 30 Minuten gehärtet, wobei sich eine zweite
Schicht bildete.
-
Wie in Tabelle 3 gezeigt, zeigte das Aluminiumblech, das
mit der in Beispiel 5 hergestellten
Beschichtungszusammensetzung beschichtet war, eine hervorragend gute
Korrosionsbeständigkeit.
Tabelle 3
BEISPIEL 9
-
Unter Verwendung von PFA-Teilchen mit einem
Durchschnittsteilchendurchmesser von 20 um ("MP-102", hergestellt von du
Pont) und PFA-Teilchen mit einem
Durchschnittsteilchendurchmesser von 0,4 um ("AD-2-CR", hergestellt von Daikin
Industries) wurden Beschichtungszusammensetzungen, die in dem
Anteil der größeren PFA-Teilchen zu den kleineren PFA-Teilchen
unterschiedlich waren, hergestellt, wobei die Gehalte der
Gesamtfluorharzteilchen, eines oberflächenaktiven Mittels
("Octapol 80", hergestellt von Sanyo Chemical) und Wasser auf
47 Gew.-%, 6 Gew.-% und 47 Gew.-% jeweils festgesetzt wurden.
Diese Beschichtungszusammensetzungen wurden in bezug auf ihre
Dispersionsstabilität (Auftreten oder Nichtauftreten von
irreversibler Agglomeration) bewertet und weiter in bezug auf
die Filmbildungseigenschaften durch ein einfaches
Beschichtungsverfahren, durchgeführt bei Dicken von 30 um und
40 um, untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind summarisch in
Tabelle 4 dargestellt.
-
Wie Tabelle 4 zeigt, stellte sich heraus, daß der Gehalt an
den kleineren PFA-Teilchen unter allen PFA-Teilchen
25 Gew.-% oder mehr vom Standpunkt der
Dispersionsstabilität und 45 Gew.-% oder weniger vom Standpunkt
der Filmbildungseigenschaften beträgt.
Tabelle 4
Bewertung
Dispersionsstabilität:
-
A: hervorragend (keine irreversible Agglomeration)
-
B: gut (etwas klebriges Agglomerat, Redispersion möglich)
-
C: schlecht (irreversible Agglomeration)
Filmbildende Eigenschaften:
-
A: herausragend (keine Fehler)
-
B: gut (kleine Anzahl von Senkungsfehlern, die kaum mit dem
bloßen Auge aufgefunden werden können)
-
C: schlecht (viele Senkungsfehler und Risse)
-
Darüber hinaus wurde ein Pulver, das erhalten wurde durch
Trocknen der Beschichtungszusammensetzung (a) (20 um-PFA: 70
Gew.-%, 0,4 um-PFA: 30 Gew.-%) und eine Probe, die aus dem
Agglomerat geschnitten wurde, das bei der
Beschichtungszusammensetzung (b) (20 um-PFA: 90 Gew.-%, 0,4 um-PFA: 10 Gew.-
%) gebildet wurde, mit einem Rasterelektronenmikroskop
untersucht. Als Ergebnis zeigte es sich, daß die Teilchen in
dem Pulver, erhalten aus Beschichtungszusammensetzung (a), in
Form von Compositteilchen vorliegen, wobei jedes der Teilchen
mit einem Durchschnittsteilchendurchmesser von 20 um mit
Teilchen mit einem Durchschnittsteilchendurchmesser von 0,4 um
wie in Fig. 3 gezeigt umgeben waren.
-
Im Gegensatz dazu waren in der Schnittprobe, erhalten aus
der Beschichtungszusammensetzung (b), die Teilchen mit einem
Durchschnittsteilchendurchmesser von 20 um miteinander durch
das oberflächenaktive Mittel verbunden, wobei das
Makroagglomerat gebildet wurde.
-
Wie oben beschrieben kann die
Fluorharzbeschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung auf eine breite
Vielzahl von Substraten einschließlich verschiedener Metalle,
keramischer Werkstoffe, Gläser, Fluorharzbeschichtungsfilme
etc. in beliebig gewählten Beschichtungsfilmdicken im Bereich
von einigen Mikrometern zu einigen zehnfachen Mikrometern
beschichtet werden, wobei Fluorharzbeschichtungsfilme mit den
gewünschten Dicken sich ergeben, ohne daß dadurch
Senkungsfehler aufgrund von Abblättern oder andere Fehler verursacht
werden. Darüber hinaus besitzt die Beschichtungszusammensetzung
eine hervorragende Stabilität. Daher kann die
Fluorharzbeschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung in
jeder der Fluorharzbeschichtungsanwendungen wie z. B.
Deckbeschichten von Fixierwalzen von Kopiermaschinen und
Beschichtungen oder Deckbeschichtungen für die Herstellung von
Fluorharz-beschichteten Blechen, die bei der Herstellung von
Kochutensilien einschließlich Reiskochern/-warmhaltern und
Bratpfannen verwendet werden.
-
Während die Erfindung im Detail und unter Bezugnahme auf
spezifische Ausführungsformen davon beschrieben worden ist,
wird es dem Fachmann klar sein, daß verschiedene Veränderungen
und Modifikationen davon gemacht werden können, ohne vom Geist
und Umfang davon abzuweichen.