JP2006167689A - フッ素樹脂の被膜の形成方法及び該被膜を表面に有する金属基材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸素を含む雰囲気下に200〜600℃で金属基材の表面を加熱処理し、ついで該表面上にアミノ基を有するシランカップリング剤、その部分加水分解物、又はそれらの混合物からなるプライマーを塗布してプライマー層を形成し、ついで該プライマー層上にフッ素樹脂の被膜を形成する、金属基材表面にフッ素樹脂の被膜の形成方法。
【選択図】なし
Description
また、本発明は、該被膜の形成方法で形成されたフッ素樹脂の被膜を有する金属基材を提供する。
2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノエチル−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、2−アミノエチル−3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、(N−メチル−2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、(N−メチル−2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、(N−メチル−2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、(N,N'−ジメチル−2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、(N,N'−ジメチル−2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、(N,N'−ジメチル−2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミノエチルトリメトキシシラン、2−アミノエチルトリエトキシシラン、
4−アミノブチルトリメトキシシラン、6−アミノヘキシルトリエトキシシラン、8−アミノオクチルトリエトキシシラン、4−アミノフェニルトリメトキシシラン。
なかでも、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノエチル−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン及び2−アミノエチル−3−アミノプロピルメチルジエトキシシランが好ましい。アミノ基を有するシランカップリング剤およびその部分加水分解物は、1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
アミノ基を有するシランカップリング剤、その部分加水分解物、又はそれらの混合物は、水又はアルコール等の溶剤に希釈して使用することが好ましい。その濃度は、0.1〜10質量%が好ましく、0.5〜7質量%がより好ましく、1〜5質量%が最も好ましい。濃度がこの範囲より小さいと、フッ素樹脂の被膜の接着性が低く、この範囲より大きいと、プライマーの分散性が充分でなく塗布作業性が低い。
プライマー層は、アミノ基を有するシランカップリング剤、その部分加水分解物、又はその混合物の溶液を、ディッピング、スピンコート、スプレー、ハケ塗り、ロールコート等の方法で金属基材の表面に塗布した後、乾燥して形成される。乾燥は、室温〜150℃、好ましくは室温〜130℃程度で実施する。乾燥時間は、0〜60分が好ましく、10〜40分がより好ましい。
前記金属基材は、めっき、金属箔のフィルムへのラミネート等で表面に形成された基材であってもよい。金属基材としては、種々の形状の物品を用いることができる。その具体例としては、板、フィルム、パイプ、チューブ、タンク、エルボー、ベッセル等が挙げられる。金属成形体の具体的には、ロール、容器、タンク、オートクレーブ、熱交換器、蒸留塔、治具類、バルブ、撹拌翼、タンクローリ、ポンプやブロワのケーシング、遠心分離機等が挙げられる。
金属基材として、50mm×100mm、厚さ2mmのSS400製の鉄板1を用い、その表面をブラスト処理した後、エアーガンでブラスト粉を除去し、エタノールに30分間浸漬した。その後、空気中400℃で1時間加熱処理した。次いで、2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランの3g、蒸留水の3g、メタノールの94gをビーカーに入れ、23℃で1時間撹拌し、プライマー溶液を得た。該プライマー溶液を、鉄板1の表面に、乾燥膜厚が1μmになるように室温で塗布し、風乾した後、120℃にて30分間乾燥し、プライマー層を形成した。プライマー溶液は均一で、塗布作業性に優れていた。プライマー層上に、ETFE1(旭硝子社製フルオンETFE/TL−081)を厚さ600μmになるように静電塗装し、ETFE1の被膜を形成した。ETFE1の被膜と鉄板1との剥離強度は、68.6N/10mmであり、充分な接着力を示した。
金属基材として、50mm×100mm、厚さ2mmのSuS304製のステンレス鋼板2を用いる以外は例1と同様にして、金属基材表面にプライマー層を形成し、プライマー層上にETFE1の被膜を形成した。ETFE1の被膜とステンレス鋼板2との剥離強度は、55.0N/10mmであり、充分な接着力を示した。
フッ素樹脂として、ETFE2(旭硝子社製フルオンLM−ETFE/LM−2150)を用いる以外は例1と同様にして、鉄板1の表面にプライマー層を形成し、プライマー層上にETFE2の被膜を形成した。プライマー溶液は均一に分散しており、塗布時の作業性に優れていた。ETFE2の被膜と鉄板1との剥離強度は、107.8N/10mmであり、充分な接着力を示した。
金属基材として、ステンレス鋼板2を用いる以外は例3と同様にして、ステンレス鋼板2の表面にプライマー層を形成し、その上にETFE2の被膜を形成した。ETFE2の被膜とステンレス鋼板2との剥離強度は、60.8N/10mmであり、充分な接着力を示した。
ステンレス鋼板2を用い、その表面をブラスト処理した後、エアーガンでブラスト粉を除去し、エタノールに30分間浸漬した。ステンレス鋼板2を加熱処理しないで、2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランの3g、蒸留水の3g、メタノールの94gをビーカーに入れ、23℃で1時間撹拌し、プライマー溶液を得た。該プライマー溶液を、ステンレス鋼板2の表面に、乾燥膜厚が1μmになるように室温で塗布し、風乾した後、120℃にて30分間乾燥し、プライマー層を形成した。プライマー溶液は均一で、塗布作業性に優れていた。プライマー層上に、ETFE2を厚さ600μmになるように静電塗装し、ETFE2の被膜を形成した。ETFE2の被膜とステンレス鋼板2との剥離強度は、27.7N/10mmであり、接着性は不充分であった。
鉄板1を用い、その表面をブラスト処理した後、エアーガンでブラスト粉を除去し、エタノールに30分間浸漬した。鉄板1を加熱処理しないで、かつプライマー層を形成せずに、ETFE1を厚さ600μmになるように静電塗装し、鉄板1上にETFE1の被膜を形成した。ETFE1の被膜と鉄板1との剥離強度は、19.6N/10mmであり、接着性は不充分であった。
金属基材として、ステンレス鋼板2を用いる以外は例5と同様にして、ETFE1の被膜を形成した。ETFE1の被膜とステンレス鋼板2との剥離強度は、14.7N/10mmであり、接着性は不充分であった。
プライマーとして、テトラエトキシシランの27g、メチルトリエトキシシランの23g、エタノールの50gをビーカーに入れ、23℃で1時間撹拌して得たプライマー溶液を用いる以外は例1と同様にして、ステンレス鋼1の表面にプライマー層を形成し、プライマー層上にETFE1の被膜を形成した。ETFE1の被膜とステンレス鋼1との剥離強度は、107.5N/10mmであり、充分な接着力を示したが、プライマー溶液は、均一でなく、分散性に劣る粒子が含まれたので、プライマー溶液の塗布作業性が悪かった。
Claims (4)
- 金属基材の表面にフッ素樹脂の被膜を形成する方法であって、酸素を含む雰囲気下に200〜600℃で金属基材の表面を加熱処理し、ついで該表面上にアミノ基を有するシランカップリング剤、その部分加水分解物、又はそれらの混合物からなるプライマーを塗布してプライマー層を形成し、ついで該プライマー層上にフッ素樹脂の被膜を形成することを特徴とするフッ素樹脂の被膜の形成方法。
- 前記フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン/エチレン系共重合体、テトラフルオロエチレン/ペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)系共重合体、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共重合体及びポリテトラフルオロエチレンから選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載のフッ素樹脂の被膜の形成方法。
- 前記被膜を形成する方法が、回転成形法、ブロー成形法、静電塗装法及び流動浸漬塗装法からなる群から選ばれる1種以上である請求項1又は2に記載のフッ素樹脂の被膜の形成方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の形成方法で形成されたフッ素樹脂の被膜を有する金属基材。
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