JP2021006647A - フッ素樹脂を含む焼付け用の粉体塗料組成物および液状塗料組成物、この焼付け用の粉体塗料組成物または液状塗料組成物を含む被膜ならびに被膜体 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた耐食性・加工性を有しつつ、同時に耐久性・耐薬品性が高いという性質を有し、クラックなどの不具合を生ずることなく良好なライニング被膜を形成する焼付け用の粉体塗料組成物および液状塗料組成物と、この焼付け用の粉体塗料組成物または液状塗料組成物を含む被膜ならびに被膜体を得ることを解決課題とする。【解決手段】有機配位子と中心金属が配位結合してなる1種以上の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)が分散するフッ素樹脂を含む、焼付け用の粉体塗料組成物。【選択図】 図1
Description
本発明はフッ素樹脂を含む焼付け用の粉体塗料組成物および液状塗料組成物、この焼付け用の粉体塗料組成物または液状塗料組成物を含む被膜ならびに被膜体に関する。より詳細には、有機配位子と中心金属が配位結合してなる多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)が分散するフッ素樹脂を含む焼付け用の粉体塗料組成物および液状塗料組成物、この焼付け用の粉体塗料組成物または液状塗料組成物を含む被膜ならびに被膜体に関する。
フッ素樹脂は耐熱性、耐食性、撥水性、防汚性、潤滑性、耐摩擦性等に優れており、金属等からなる基材のライニング被膜として用いられている。
例えば特許文献1には、フッ酸に対する耐食性を向上させたフッ素樹脂からなるライニング被膜を形成した機器が開示されている。特許文献1には、フッ酸に対する耐食性を向上させるために、フッ素樹脂粉体塗料にフィラーを混合することで、当該収縮応力を緩和し、耐久性の高いライニング被膜を得たことが開示されている。
しかしながら特許文献1のように、フィラーを用いることにより、ライニング被膜の薬液等に対する浸透性が高くなる。ライニング被膜の浸透性が高くなることにより、ライニング被膜が腐食しやすい状態になるという問題が生じる。つまりライニング被膜の耐食性が低下することとなる。また、フィラーを用いることにより、ライニング被膜の加工性が低下するという問題も生じる。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、優れた耐食性・加工性を有しつつ、同時に耐久性・耐薬品性が高いという性質を有し、クラックなどの不具合を生ずることなく良好なライニング被膜を形成する焼付け用の粉体塗料組成物および液状塗料組成物と、この焼付け用の粉体塗料組成物または液状塗料組成物を含む被膜ならびに被膜体を得ることを解決課題とする。
本発明のフッ素樹脂を含む焼付け用の粉体塗料組成物は、有機配位子と中心金属が配位結合してなる多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)が分散するフッ素樹脂を含む、焼付け用の粉体塗料組成物に関する。
粉体塗料は、熱可塑性の樹脂を使用することにより、溶媒不溶の樹脂を用いることができ、耐溶剤性の高い被膜を得ることができる。
前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)は、粉末状であり、熱重量示差熱分析(TG−DTA)により測定される、空気中条件での200℃からの5%分解温度が、前記フッ素樹脂の融点よりも高温であり、且つ前記焼付け用の粉体塗料組成物全体に対して、0.02重量%〜20.00重量%配合されるものである。
前記フッ素樹脂は、熱可塑性であり、極性溶媒および、非極性溶媒のいずれの溶媒に対しても不溶であり、且つ前記焼付け用の粉体塗料組成物全体に対して、70.00重量%〜99.98重量%配合されるものである。
係る焼付け用の粉体塗料組成物によれば、優れた耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を有し、クラックなどの不具合を生ずることなく良好なライニング被膜を形成できる焼付け用の粉体塗料組成物を提供可能である。
焼付け用の粉体塗料組成物全体に対して、前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の配合量が不足する場合、所望の十分な耐久性、耐薬品性、耐食性などを得ることができない。また配合量が過剰な場合、基材上で上手く被膜化しない。
前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の配合量は、焼付け用の粉体塗料組成物全体に対して0.10重量%〜5.50重量%であることがより好ましい。
前記中心金属は、Al3+、Co3+、Co2+、Ni2+、Ni+、Cu2+、Cu+、Zn2+、Fe3+、Fe2+、Ti3+、および、Zr4+からなる群から選択される1種以上の金属イオンとして存在し、前記金属イオンは、前記有機配位子と配位結合して前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)中に存在することが好ましい。
係る構成によれば、金属イオンの価数が異なることで細孔構造が変化し、耐久性、耐薬品性、耐食性、耐熱性などを必要に応じて調製することが可能となる。
前記中心金属の少なくとも1つは、1以上のアニオンを担持し、前記中心金属は、前記有機配位子と配位結合して前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)中に存在することが好ましい。
係る構成によれば、細孔構造を持つ高分子構造が組み上がり、被膜の耐久性低下を生じる成分の浸透を防止、遅延するため、優れた耐久性を有するライニング被膜を提供する焼付け用の粉体塗料組成物を得ることができる。
前記アニオンは、OH−、CO3 2−および、O2−からなる群から選択される1種以上のアニオンを含むことが好ましい。
係る構成によれば、OH−、CO3 2−、O2−が薬品と相互作用し、より耐食性、耐薬品性に優れた被膜を提供する焼付け用の粉体塗料組成物を得ることができる。
前記中心金属の少なくとも1つは、前記アニオンと共にオキソ構造を形成することが好ましい。
係る構成によれば、オキソ構造が薬品と相互作用し、より耐食性、耐薬品性に優れた被膜を提供する焼付け用の粉体塗料組成物を得ることができる。
前記有機配位子は、1,4−ベンゼンジカルボン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、4,4’−ビピリジル、イミダゾール、1,3,5−トリス(4−カルボキシフェニル)ベンゼン、フマル酸、テレフタル酸および、マレイン酸からなる群から選択される1種以上の有機配位子を含むことが好ましい。
係る構成によれば、細孔構造を持つ高分子構造が組み上がり、被膜の耐久性低下を生じる成分の浸透を防止、遅延するため、優れた耐久性を有するライニング被膜を得ることができる。また、有機配位子の配合量を調製し、様々な高分子構造を有する多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)を得ることが可能である。
本発明の1つの実施形態では、前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)によって、焼付け用の粉体塗料組成物は、ガスを吸着する特性が付与されるものである。
前記ガスは、少なくとも塩化水素を含む腐食性ガスであり得る。
フッ素樹脂は、ガスの透過性を有するため、フッ素樹脂のライニング被膜の基材がガスと反応性を有する場合などに十分な耐食性を備えることができなかった。多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)はガスを吸着するため、フッ素樹脂のライニング被膜のガス透過性を低減し、耐食性を高めることができる。
フッ素樹脂は、腐食ガスが透過し、皮膜の密着性に不具合を生じることがあるが、多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)がガスを吸着することで、優れた耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を有するライニング被膜を形成できる焼付け用の粉体塗料組成物を提供可能である。
前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)は、細孔の開孔面積が0.15nm2〜7.00nm2であることが好ましい。
細孔の開孔面積が、0.15nm2より小さい場合、分子量の大きいガス分子の吸着ができなくなる。細孔の開孔面積が、7.00nm2より大きいと毛管凝縮による効果が減衰し、ガスを吸着する特性が低下する。
前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)は、900.00m2/gより大きい比表面積(BET比表面積)を有することが好ましい。
比表面積(BET比表面積)が900.00m2/gより大きいことで、ガスの吸着量が増し、より優れた耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を得ることができる。
本発明の1つの実施形態では、疎水性を有する1種以上の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)と、親水性を有する1種以上の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)とを含む、フッ素樹脂を含む焼付け用の粉体塗料組成物である。
多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)は、その性質によって吸着できる物質が異なる。疎水性の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)と、親水性の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の両方を含むことで、吸着できる物質の種類が多くなり、より優れた耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を得ることができる。
前記フッ素樹脂の配合量は、焼付け用の粉体塗料組成物全体に対して75.00重量%〜90.00重量%であることが好ましい。
フッ素樹脂の配合量を、75.00重量%〜90.00重量%とすることで密着力が高く、十分な量の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)を含み、優れた耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を有するライニング被膜を形成できる焼付け用の粉体塗料組成物を提供可能である。
前記フッ素樹脂は、PFA、FEP、ETFE、PCTFEおよび、ECTFEからなる群から選択される1種以上のフッ素樹脂を含むことが好ましい。
係る構成によれば、優れた耐久性を有するライニング被膜を提供する焼付け用の粉体塗料組成物を得ることができる。
PPS、PEEKおよび、PESからなる群から選択される1種以上の添加物をさらに含んでもよい。
係る構成によれば、優れた耐久性を有するライニング被膜を得ることができる。
本発明の1つの実施形態では、溶媒に、上述したような焼付け用の粉体塗料組成物が分散されてなる焼付け用の液状塗料組成物である。
係る構成によれば、焼付け用の粉体塗料組成物が溶媒に分散されているため、粉体塗料組成物では塗装しにくい基材に塗装することが可能となる。
本発明の被膜は、上述したようなフッ素樹脂を含む焼付け用の粉体塗料組成物または焼付け用の液状塗料組成物を含む被膜である。
係る構成によれば、上述したようなフッ素樹脂を含むため優れた耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を有するライニング被膜を得ることができる。
本発明の1つの実施形態では、被膜は40μm〜5000μmの膜厚を有する。
被膜の膜厚が十分でない場合、耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を得ることができない。膜厚が過剰な場合、被膜の中での発泡や、被膜表面の亀裂、凹凸を生じるなどにより平滑性を失う虞がある。
本発明の1つの実施形態に係る被膜体は、基材と、前記基材の表面上に形成されたプライマー層と、前記プライマー層上に形成された1層もしくは複数層のフッ素樹脂被膜層とを有する被膜体であって、前記フッ素樹脂被膜層は、上述したような被膜である。
係る構成によれば、上述したようなフッ素樹脂を含むため優れた耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を有する被膜体を得ることができる。
本発明のフッ素樹脂を含む焼付け用の粉体塗料組成物および液状塗料組成物、この焼付け用の粉体塗料組成物または液状塗料組成物を含む被膜ならびに被膜体によれば、優れた耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を有し、クラックなどの不具合を生ずることなく良好なライニング被膜を形成する焼付け用の粉体塗料組成物および液状塗料組成物、この焼付け用の粉体塗料組成物または液状塗料組成物を含む被膜ならびに被膜体を提供可能である。
多孔性配位高分子(Porous Coordination polymer;PCP)は、中心金属が有機配位子と配位結合をして形成される多孔性構造を有する、錯体化学を基盤とする材料である。多孔性配位高分子(PCP)は、中心金属と有機配位子が連続的に配位結合して、内部に空間(細孔)を有する結晶性の立体的な高分子構造を持つ。
また多孔性配位高分子(PCP)は、金属有機構造体(Metal Organic Framework;MOF)とも呼ばれる。これらの化合物群は、例えば、多孔性金属錯体などのいくつかの別称を有するが、本明細書では「多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)」と統一して表記する。したがって、本願発明は多孔性金属錯体など別称で表記されるこれらの化合物群を意図しないものとして理解されるべきではない。
なお、本明細書中において、単に「塗料組成物」と記載した場合、本発明に係るフッ素樹脂を含む焼付け用の粉体塗料組成物および、焼付け用の液状塗料組成物のことを指すものとする。
本明細書において、「被膜」とは本発明の塗料組成物を被膜化した被膜層を少なくとも1層含む、単層または複層のフッ素樹脂ライニング被膜を指すものとする。すなわち本明細書における「被膜」は、少なくとも1層の本発明の塗料組成物を被膜化した被膜層と、一般的な塗料組成物を被膜化した被膜層を有する複層のフッ素樹脂ライニング被膜を含むものである。
本明細書において、「被膜体」とは、基材、基材上のプライマー層、プライマー層上の被膜が層状の構造になったものを意味する。
さらに本発明の被膜が有する効果および特徴は、本発明の被膜体も同様にこれらを有するものとして解される。
以下、本発明に係る塗料組成物およびその被膜ならびにその被膜体の実施形態について説明する。
<塗料組成物>
本実施形態に係るフッ素樹脂を含む塗料組成物は、有機配位子と中心金属が配位結合してなる多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)が分散するフッ素樹脂を含む、塗料組成物である。ここで塗料組成物は、1種以上の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)を含む。
本実施形態に係るフッ素樹脂を含む塗料組成物は、有機配位子と中心金属が配位結合してなる多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)が分散するフッ素樹脂を含む、塗料組成物である。ここで塗料組成物は、1種以上の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)を含む。
多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)は、細孔構造を持つ高分子構造を有し、これが被膜の耐久性低下を生じる成分の浸透を防止、遅延するため、優れた耐久性を有する被膜を実現できていると考えられる。
被膜の耐久性低下の原因となる成分は、液体および/または気体(ガス)である。すなわち、塗料組成物は、多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)によって、液体および/または気体(ガス)を吸着する特性が付与され得る。
吸着されるガスとしては、限定されないが、硫化水素、亜硫酸、亜硝酸、塩素、臭化水素、塩化水素、酢酸、アクリル酸等の有機酸、アミン、アンモニアなどのアルカリ性ガスなどが挙げられる。
フッ素樹脂は、ガスの透過性を有するため、被膜の基材がガスと反応性を有し腐食する可能性がある。多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)はガスを吸着するため、被膜のガス透過性を低減し、被膜の密着性の低下、基材の腐食を抑制することができる。
フッ素樹脂中に多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)を均一に分散させるために、多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)は粉末状である。このような形態とするために、ボールミルなどを用いてフッ素樹脂と多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)を混合することが好ましい。
本実施形態に係る塗料組成物の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の配合量は、塗料組成物全体に対して、0.02重量%〜20.00重量%である。より好ましい多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の配合量は、塗料組成物全体に対して、0.04重量%以上、である。またより好ましい多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の配合量は、塗料組成物全体に対して、19.00重量%以下、である。多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の配合量が不足する場合、所望の十分な耐久性、耐薬品性、耐食性などを得ることができない。また配合量が過剰な場合、基材上で上手く被膜化しない。
本実施形態に係る塗料組成物に配合される多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)は、熱量重量示唆熱分析(TG−DTA)により測定される、空気中条件での200℃からの5%分解温度が、主剤であるフッ素樹脂の融点よりも高温である。
多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)がこの性質を有することで、塗料組成物を焼成して被膜を形成する際に、多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)が分解されず、被膜は優れた耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を有することができる。また高温に曝される使用条件下でも、被膜は耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を損ねる虞がない。
多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の中心金属は、Li、Be、Mg、Al、Ca、Sc、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Y、Zr、Mo、Ru、Rh、Pd、Pb、In、W、Re、Pt、またはランタノイドなどの金属イオンを含み得る。またこれら金属イオンは、1種のみを含有することも、2種以上の複数を含有することも可能である。
これによって金属の種類および/または金属イオンの価数が異なることによって、多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の構造が変化し、耐久性、耐薬品性、耐食性、耐熱性などの化学的性質も変化する。ゆえに用途に応じて、耐久性、耐薬品性、耐食性、耐熱性などを調製することが可能となる。
また、より優れた耐久性、耐薬品性、耐食性、耐熱性を得る観点からAl3+、Co3+、Co2+、Ni2+、Ni+、Cu2+、Cu+、Zn2+、Fe3+、Fe2+、Ti3+、および、Zr4+からなる群から選択される1種以上の金属イオンを含むことが好ましい。
中心金属の少なくとも1つは、1以上のアニオンを担持し、中心金属は、前記有機配位子と配位結合して前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)中に存在し得る。
例えば、カルボン酸を配位子として用いる場合、脱プロトン化して−CO2 −の形で金属に配位するため、全体として中心金属の金属イオンと配位子のみで中性になり、内部に細孔が形成される。一方、4,4’−ビピリジルのように中性の状態で金属カチオンに配位する配位子は、多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の形成後の電気的中性を保つため、多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の骨格が正に帯電し、その補償のためアニオンが内部に入る。
アニオンは、F−、Cl−、Br−、I−、H−、O2−、O2 2−、S2−、N3 −、CN−、OH−、HCO3 −、CH3COO−、H(COO)2 −、(COO)2 2−、CO3 2−、HS−、HSO4 −、SO4 2−、SO3 2−、S2O3 2−、SCN−、NCS−、NO3 −、NO2 −、ONO−、ClO−、ClO2 −、ClO3 −、ClO4 −、H2PO4 −、HPO4 2−などのアニオンを含み得る。またこれらアニオンは、1種のみを含有することも、2種以上の複数を含有することも可能である。
より優れた耐久性、耐薬品性、耐食性、耐熱性を得る観点から、アニオンは、OH−、CO3 2−および、O2−からなる群から選択される1種以上のアニオンを含むことが好ましい。
さらに、中心金属の少なくとも1つは、前記アニオンと共にオキソ構造を形成することが好ましい。オキソ構造が薬品と相互作用し、より耐食性、耐薬品性に優れた被膜を提供する塗料組成物を得ることができる。
有機配位子は、1,4−ベンゼンジカルボン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、4,4’−ビピリジル、イミダゾール、1,3,5−トリス(4−カルボキシフェニル)ベンゼン、フマル酸、マレイン酸、5−シアノ−1,3−ベンゼンジカルボン酸、9,10−アントラセンジカルボン酸、2,2’−ジアミノ−4,4’−スチルベンジカルボン酸、2,5−ジアミノテレフタル酸、2,2’−ジニトロ−4,4’−スチルベンジカルボン酸、2,5−ジヒドロキシテレフタル酸、3,3’,5,5’−テトラカルボキシジフェニルメタン、1,2,4,5−テトラキス(4−カルボキシフェニル)ベンゼン、テレフタル酸、4,4’,4’−s−トリアジン−2,4,6−トリイル−三安息香酸、1,3,5−トリス(4’−カルボキシ[1,1’−ビフェニル]−4−イル)ベンゼン、トリメシン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2−ヒドロキシテレフタル酸、ビフェニル−3,3’,5,5’−テトラカルボン酸、ビフェニル−3,4’,5−トリカルボン酸、5−ブロモイソフタル酸、マロン酸、2−メチルイミダゾール、5−シアノ−1,3−ベンゼンジカルボン酸、2−アミノテレフタル酸、1,2−ジ(4−ピリジル)エチレン、4,4’−エチレンジピリジン、2,3−ピラジンジカルボン酸、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、3,5−ピリジンジカルボン酸、trans,trans−ムコン酸、5−ニトロイソフタル酸、5−メチルイソフタル酸、2−ヒドロキシテレフタル酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、トリメシン酸などの有機配位子を含み得る。またこれら有機配位子は、1種のみを含有することも、2種以上の複数を含有することも可能である。
また、より優れた耐久性、耐薬品性、耐食性、耐熱性を得る観点から、有機配位子として、1,4−ベンゼンジカルボン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、4,4’−ビピリジル、イミダゾール、1,3,5−トリス(4−カルボキシフェニル)ベンゼン、フマル酸、テレフタル酸および、マレイン酸からなる群から選択される1種以上の有機配位子を含むことが好ましい。
多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)は、細孔の開口面積が0.15nm2〜7.00nm2であることが好ましい。
細孔の開孔面積が、0.15nm2より小さい場合、分子量の大きいガス分子の吸着ができなくなる。細孔の開孔面積が、7.00nm2より大きいと毛管凝縮による効果が減衰し、ガスを吸着する特性が低下する。
多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)は、900.00m2/gより大きい比表面積(BET比表面積)を有することが好ましい。
比表面積(BET比表面積)が900.00m2/gより大きいことで、ガスの吸着量が増し、より優れた耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を得ることができる。
多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)は、構成する中心金属および有機配位子に由来する性質を持つ。例えば、熱伝導性および誘電特性などは、中心金属に由来して変化する。疎水性/親水性などは有機配位子に由来して変化する。よって、被膜または被膜体を適用する環境条件に合わせて、中心金属および有機配位子を選択し得る。
塗料組成物は、複数の種類の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)が配合されてもよい。上述のとおり、多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)は、中心金属および有機配位子の違いによって、性質が異なる。性質の異なる複数の種類の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)を配合することで、塗料組成物および、被膜に様々な性質を付与することができる。
複数の種類の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の配合の一例として、塗料組成物は、疎水性を有する1種以上の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)と、親水性を有する1種以上の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)とを含むものが挙げられる。
疎水性の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)と、親水性の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の両方を含むことで、吸着できる物質の種類が多くなり、より優れた耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を得ることができる。
本実施形態に係る塗料組成物に含まれるフッ素樹脂は、熱可塑性であり、極性溶媒および、非極性溶媒のいずれの溶媒に対しても不溶である。
極性溶媒の1例として、水、ギ酸、酢酸、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、アセトン、酢酸エチルなどが挙げられる。非極性溶媒の1例として、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、ジエチルエーテル、ジクロロメタンなどが挙げられる。
本発明の対象とするフッ素樹脂が極性溶媒および、非極性溶媒のいずれの溶媒に対しても不溶であるため、耐薬品性および、耐溶剤性に優れた被膜を形成できる塗料組成物を提供可能である。
フッ素樹脂の塗料組成物全体に対する配合量は、70.00重量%〜99.98重量%である。好ましくは、73.00重量%〜96.00重量%である。より好ましくは、75.00重量%〜90.00重量%である。
フッ素樹脂の配合量が、70.00重量%未満では、被膜の形成時にクラックが発生するなどの不具合が生じる。またこのようなフッ素樹脂の上限値とすることで十分な量の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)を含むことができる。
フッ素樹脂がPFA(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)、FEP(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)、ETFE(テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体)、PCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン共重合体)および、ECTFE(クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体)からなる群から選択される1種以上のフッ素樹脂を含むことが好ましい。
これらのフッ素樹脂は、熱可塑性であり、極性溶媒および、非極性溶媒のいずれの溶媒に対しても不溶である。よって、これらのフッ素樹脂の1つまたは複数を含む粉体塗料を用いることにより、優れた耐久性を有するライニング被膜を得ることができる。
PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)および、PES(ポリエーテルサルフォン)からなる群から選択される1種以上の添加物をさらに含んでもよい。
これらの添加物の1つまたは複数を含む粉体塗料を用いることにより、優れた耐久性を有するライニング被膜を得ることができる。
塗料組成物は、焼付け(焼成工程)により皮膜を形成するための塗料組成物である。
塗料組成物は、粉体塗料の形態で提供することが可能である。粉体塗料の形態で提供される塗料組成物は溶媒を含まない。粉体塗料の形態とすることで被膜の膜厚の調整が容易になる。
また塗料組成物は、必ずしも粉体塗料組成物の形態に限定される必要はない。場合によっては溶媒に対して、粉体塗料組成物が界面活性剤等で分散した焼付け用の液状塗料組成物であってもよい。
溶媒は、極性溶媒または非極性溶媒どちらを用いてもよい。溶媒として限定されないが、水、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールまたは、n−ブタノールなど)、ケトン(アセトンなど)、芳香族化合物(ベンゼンまたは、トルエンなど)などを使用することができる。
液体塗料組成物の形態である場合、フッソ樹脂、多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)および、その他の添加物の粒径は、粉体塗料組成物の形態と比較して、微小な粒径を有する。粒径としては限定されないが、0.01μm〜50μm程度の粒径が例示される。フッ素樹脂はあらかじめ0.2μm程度の粒子が水を主体とする液体に分散したディスパージョンと呼ばれる分散液を用いてもよい。
<皮膜および、皮膜体>
次いで、本実施形態に係る被膜の形成方法について説明するとともに、当該被膜を有する被膜体についても説明する。
次いで、本実施形態に係る被膜の形成方法について説明するとともに、当該被膜を有する被膜体についても説明する。
本実施形態に係るライニング被膜は、上述したようなフッ素樹脂を含む塗料組成物を使用して基材上にプライマー層を介して形成される。
図1は基材(1)上にプライマー層(2)を介して被膜(ライニング被膜)(3)を形成した被膜体(10)の断面図である。
基材(1)としては特に限定されないが、基材(1)上へのプライマー層(2)や被膜(3)の形成の際に焼付け工程を経る場合は焼付け時の熱に耐えうる金属、ガラス、セラミックス等を使用することが好ましい。中でも金属は高い耐食性が得られるため好ましい。
また、基材(1)はプライマー層(2)との付着性を高めるために予め表面処理(ブラスト処理、メッキ、シランカップリング等)が施されたものであってもよい。
基材(1)上にはプライマー層(2)が形成される。基材(1)上にプライマー層(2)を形成することにより、基材(1)と被膜(3)の付着性を向上させることができる。具体的には、プライマー層(2)の原料が基材(1)に塗布され、必要に応じて乾燥や焼付けを行うことによりプライマー層(2)が形成される。
プライマー層(2)としては、特に制限はされないが、フッ素樹脂とクロム酸を含むものやフッ素樹脂と有機チタネートを含有するものが好ましい。
プライマー層(2)を形成後、プライマー層(2)上に本実施形態の塗料組成物を用いて被膜(3)を形成する。
本実施形態の塗料組成物を全体的に用いてもよく、一部の層を本実施形態の塗料組成物を用い、他を一般的な塗料組成物とすることも可能である。本実施形態の塗料組成物が構成する膜厚の比率は特に制限はないが全体膜厚に対して5%〜100%が好適である。
本実施形態の塗料組成物または一般的な塗料組成物を静電粉体塗装でプライマー層(2)上に塗布し、焼き付け作業を繰り返すことで1層もしくは複数層の被膜(3)が形成される。
形成された被膜(3)の膜厚は、40μm〜5000μmであることが好ましい。被膜(3)の膜厚が十分でない場合、耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を得ることができない。膜厚が過剰な場合、被膜(3)の中での発泡や、被膜表面の亀裂、凹凸を生じるなどにより平滑性を失う虞がある。
また、塗料組成物の混合は混合条件によって異なるが多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の偏在や固まりの残留を防止するためボールミル等で十分に混合するのが好ましい。高濃度分散させたマスターバッチを作り、それをヘンシェルミキサー等で適切な濃度に混合することが好適である。
また、プライマー層(2)および、被膜(3)の焼き付けの条件としては例えば300℃〜450℃の温度で5〜180分間焼き付ける条件が例示され得るが、特に限定されるものではない。焼付けは例えば電気炉を用いて行うことができる。
このような工程を経て、基材(1)と、基材(1)の表面上に形成されたプライマー層(2)と、プライマー層(2)上に形成された1層もしくは複数層の被膜(3)からなるフッ素樹脂被膜層とを有する被膜体(10)を得ることができる。
以下、本発明に係る塗料組成物、被膜およびその被膜体を評価するための実施例を示すことにより、本発明の効果をより明確なものとする。
しかし本発明は、下記の実施例に示される態様に限定して理解されるものではない。
以下の実施例では多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)として、MIL−100(Fe)と同様の構造を持つAP004(株式会社Atomis製)、Al(OH)(fumarate)と同様の構造を持つAP006(株式会社Atomis製)および、Zr6O4(OH)4(fumarate)と同様の構造を持つMOF801(Zr)(GSアライアンス株式会社製)を用いた。なおAP004の配位子は1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、AP006の配位子はフマル酸、MOF801(Zr)の配位子はフマル酸である。
図2は、AP004、AP006および、MOF801(Zr)のX線回折パターンを示したものである。
<実施例1>
多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)および、フッ素樹脂の熱重量示差熱分析
多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)および、フッ素樹脂の熱重量示差熱分析
実施例で使用する多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)および、フッ素樹脂について、熱重量示差熱分析(TG−DTA)を実施した。
熱重量示差熱分析(TG−DTA)を実施した多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)および、フッ素樹脂は以下のとおりである。
・多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)
(a−i)AP004(株式会社Atomis製PCP/MOF MIL−100(Fe) Fe3(O)(OH)(C9H3O6)2 細孔径:2.4〜2.9nm 細孔の開孔面積: 4.52nm2〜6.60nm2 BET比表面積:1700〜2000m2/g)
(a−ii)AP006(株式会社Atomis製PCP/MOF Al(OH)(fumarate)=Al(OH)(C4H2O4) 細孔は菱形で0.57nm×0.60nm 細孔の開孔面積: 0.17nm2 BET比表面積:900〜2000m2/g)
(a−iii)MOF801(Zr)(GSアライアンス株式会社製PCP/MOF Zr6O4(OH)4(fumarate)=Zr6O4(OH)4(C4H2O4)6
(a−i)AP004(株式会社Atomis製PCP/MOF MIL−100(Fe) Fe3(O)(OH)(C9H3O6)2 細孔径:2.4〜2.9nm 細孔の開孔面積: 4.52nm2〜6.60nm2 BET比表面積:1700〜2000m2/g)
(a−ii)AP006(株式会社Atomis製PCP/MOF Al(OH)(fumarate)=Al(OH)(C4H2O4) 細孔は菱形で0.57nm×0.60nm 細孔の開孔面積: 0.17nm2 BET比表面積:900〜2000m2/g)
(a−iii)MOF801(Zr)(GSアライアンス株式会社製PCP/MOF Zr6O4(OH)4(fumarate)=Zr6O4(OH)4(C4H2O4)6
・フッ素樹脂
(b−i)MJ−501(三井デュポンフルオロケミカル株式会社製PFA粉体塗料 85%PFA、10%ガラスフレーク、5%PPS含有)
(b−ii)MJ−624(三井・ケマーズ フロロプロダクツ株式会社製PFA粉体塗料 85%PFA、15%SiCフィラー含有)
(b−i)MJ−501(三井デュポンフルオロケミカル株式会社製PFA粉体塗料 85%PFA、10%ガラスフレーク、5%PPS含有)
(b−ii)MJ−624(三井・ケマーズ フロロプロダクツ株式会社製PFA粉体塗料 85%PFA、15%SiCフィラー含有)
AP004、AP006および、MOF801(Zr)の熱重量示差熱分析(TG−DTA)結果を、図3に示す。またMJ−501および、MJ−624の熱重量示差熱分析(TG−DTA)結果を、図4に示す。
図3で示されるとおり、AP004、AP006および、MOF801(Zr)の空気中での約200℃からの5%分解温度はそれぞれ、326.44℃、367.83℃および、242.66℃であった。
また図4で示されるとおり、MJ−501は308.45℃、MJ−624は307.26℃で融解温度のピークが見られた。
したがって、AP004および、AP006の200℃からの5%分解温度は、MJ−501および、MJ−624よりも高いものであった。一方、MOF801(Zr)の200℃からの5%分解温度は、MJ−501および、MJ−624より低いものであった。
<実施例2>
塗料組成物の配合
<実施例2>
塗料組成物の配合
表1、表2および、表3に従い配合例および比較配合例を粉体塗料組成物として配合した。なお表1、表2および、表3の(a−i)、(a−ii)、(a−iii)、(b−i)および、(b−ii)は、実施例1で熱重量示差熱分析(TG−DTA)を実施した多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)および、フッ素樹脂と同一である。また(b−i)MJ−501および(b−ii)MJ−624はどちらも、熱可塑性であり、極性溶媒および、非極性溶媒のいずれの溶媒に対しても不溶である。
(配合例)
表1および表2に従い、配合例に係る塗料組成物を配合した。
表1および表2に従い、配合例に係る塗料組成物を配合した。
表1で示す配合量に従い、配合例1を配合した。表1中の(a−i)および(b−i)を配合し、ボールミルにて2日間混合し、300μm目開きの篩を通過するものとすることで配合例1を得た。
配合例2および、配合例3は表1の配合量に従い、それぞれ配合例1とMJ−501をミキサーで2分間混合することで得た。
表2で示す配合量に従い、配合例4を配合した。表1中の(a−ii)、(b−ii)および(c−i)を配合し、ボールミルにて2日間混合し、300μm目開きの篩を通過するものとすることで配合例4を得た。
配合例5は表2の配合量に従い、配合例4と(b−ii)MJ−624および(c−i)をミキサーで2分間混合することで得た。
表2で示す配合量に従い、配合例6を配合した。表1中の(a−iii)および(b−i)を配合し、ボールミルにて2日間混合し、300μm目開きの篩を通過するものとすることで配合例6を得た。
配合例7は表2の配合量に従い、配合例6とMJ−501をミキサーで2分間混合することで得た。
表1および表2中の(c−i)は、PPS(ポリフェニレンサルファイド)であるライトン V−1(シェブロンフィリップス化学株式会社)を示す。
表1および表2中の(A)は塗料組成物中の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の配合量、(B)は塗料組成物中のフッ素樹脂の配合量を示す。
(比較配合例)
表3に従い、比較配合例に係る塗料組成物を配合した。
表3に従い、比較配合例に係る塗料組成物を配合した。
表3で示すとおり、比較配合例1として(b−i)をそのまま使用した。
表3で示す配合量に従い、比較配合例2を配合した。表3中の(b−ii)および(c−i)を配合し、ミキサーで2分間混合することで比較配合例2を得た。
表3で示す配合量に従い、比較配合例3を配合した。表3中の(a−i)および(b−i)を配合し、ボールミルにて2日間混合し、300μm目開きの篩を通過するものとすることで比較配合例3を得た。
表3中の(c−i)は、PPS(ポリフェニレンサルファイド)であるライトン V−1(シェブロンフィリップス化学株式会社)を示す。
表3中の(A)は比較配合例に係る塗料組成物中の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の配合量、(B)は比較配合例に係る塗料組成物中のフッ素樹脂の配合量を示す。
<実施例3>
被膜体の形成
被膜体の形成
実施例1の配合例および、比較配合例を使用した被膜を有する被膜体を形成するために、まず基材上にブラスト処理を行い、プライマー層を形成した。基材としてはSUS304(6mm厚、200mm角)を用いた。
プライマー層は下記(イ)と(ロ)を重量比3:1に混合し、400℃にて60分焼付け処理を行うことで形成した。
(イ)850−G314(ケマーズ株式会社製、PTFE含有プライマー液)
(ロ)850−G7799(ケマーズ株式会社製、クロム酸含有プライマー液)
(イ)850−G314(ケマーズ株式会社製、PTFE含有プライマー液)
(ロ)850−G7799(ケマーズ株式会社製、クロム酸含有プライマー液)
以下、実施例3に係る被膜(ライニング被膜層)についてより詳しく説明する。
配合例1〜3、5または7を用いて下記表4で示すように、プライマー層上に試験例1〜5の被膜を有する被膜体をそれぞれ形成した。また比較配合例1〜3を用いて表5で示すように比較例1〜3の被膜を有する被膜体をそれぞれ形成した。なお試験例1〜5および、比較例1〜3の被膜体は、いずれも静電粉体塗装法で、配合例または比較配合例に係る塗料組成物を塗布し、350℃にて60分焼付ける工程を繰り返すことで被膜全体の膜厚を400μmとした。
図28は、表面にクラックが発生した比較例3を示す。図29は、図28の一部を拡大した比較例3の表面を示す。比較例3に係る被膜体では、塗料組成物全体に対して配合されているフッ素樹脂の配合量が68.00重量%と少なく、図28および29に示すように被膜の表面に多数のクラックが発生し、良好な被膜を形成することができなかった。
<実施例4>
耐食テスト
耐食テスト
作成した試験例1〜5および比較例1〜2に係る被膜体に対してライニングテスターLA−15型(株式会社山崎精機研究所製)にて耐食テストを行った。なお、比較例3は、上述の実施例2のとおり、被膜の表面にクラックが発生したため、耐食テストは実施しなかった。
耐食テストは、山崎式ライニングテスターLA−15において、図5で示されるように、上記試験例1〜5および、比較例1〜2を塩酸中に下半分を浸潤させ、密閉することで上半分を揮発した塩酸に曝した。
試験条件は、条件1:99.8℃の温度条件下、5%塩酸に4週間および、条件2:80℃の温度条件下、35%塩酸に4週間に設定して行った。試験例1〜3および、比較例1に対しては、条件1および条件2ともに耐食テストを行った。試験例4、5および、比較例2には条件1でのみ耐食テストを行った。
(試験項目)
具体的には、条件1および条件2ともに下記(1)〜(5)の5項目について評価を行った。
具体的には、条件1および条件2ともに下記(1)〜(5)の5項目について評価を行った。
(1)初期密着力
塩酸に曝す前のライニング被膜に対して、5mm幅の範囲においてJIS K 5400に規定されるピール強度試験を行うことで、基材との初期密着力を評価した。そして、比較例1または2と同様の値であれば○、超える場合は◎、下回る場合は△、値が半分以下の場合は×とした。但し、被膜が破断する場合は膜厚の厚みに依存しているものであるので値にかかわらず○とした。また表6〜8中には具体的な密着力を記載し、ライニング被膜に破断が確認された場合は「被膜破断」と記載した。なお図5のEのように塩酸に浸潤させていない部分にピール強度試験を行うことで、基材との初期密着力を評価した。
塩酸に曝す前のライニング被膜に対して、5mm幅の範囲においてJIS K 5400に規定されるピール強度試験を行うことで、基材との初期密着力を評価した。そして、比較例1または2と同様の値であれば○、超える場合は◎、下回る場合は△、値が半分以下の場合は×とした。但し、被膜が破断する場合は膜厚の厚みに依存しているものであるので値にかかわらず○とした。また表6〜8中には具体的な密着力を記載し、ライニング被膜に破断が確認された場合は「被膜破断」と記載した。なお図5のEのように塩酸に浸潤させていない部分にピール強度試験を行うことで、基材との初期密着力を評価した。
(2)ブリスター(膨れ)発生までの時間
ブリスターが発生するまでの時間を測定した。本試験は1週間経過毎に試験を停止し、分解して被膜を確認したため、ブリスターの発生は週単位にて表記した。比較例1または2と同様の値であれば○、超える場合は◎、下回る場合は△、値が半分以下の場合は×とした。
ブリスターが発生するまでの時間を測定した。本試験は1週間経過毎に試験を停止し、分解して被膜を確認したため、ブリスターの発生は週単位にて表記した。比較例1または2と同様の値であれば○、超える場合は◎、下回る場合は△、値が半分以下の場合は×とした。
(3)4週間経過後のブリスター(膨れ)の最大直径
4週間経過後のブリスターの最大直径を測定した。比較例1または2と同様の値であれば○、小さい場合は◎、大きい場合は△、値が倍以上の場合は×とした。35%塩酸条件では面状に被膜浮きが出たためカウント外とした。
4週間経過後のブリスターの最大直径を測定した。比較例1または2と同様の値であれば○、小さい場合は◎、大きい場合は△、値が倍以上の場合は×とした。35%塩酸条件では面状に被膜浮きが出たためカウント外とした。
(4)4週間経過後のブリスター(膨れ)の面積の割合
4週間経過後のブリスターの面積を測定し、試験面積に占めるブリスター発生面積の割合を計算した。比較例1または2と同様の値であれば○、小さい場合は◎、大きい場合は△、値が倍以上の場合は×とした。概ね密集して発生しているブリスターや面状に被膜浮きが出た部分は個々の膨れの面積の合計ではなく、その範囲をブリスターの面積としてカウントした。
4週間経過後のブリスターの面積を測定し、試験面積に占めるブリスター発生面積の割合を計算した。比較例1または2と同様の値であれば○、小さい場合は◎、大きい場合は△、値が倍以上の場合は×とした。概ね密集して発生しているブリスターや面状に被膜浮きが出た部分は個々の膨れの面積の合計ではなく、その範囲をブリスターの面積としてカウントした。
(5)4週間経過後の密着力
JIS K 5400に規定するピール強度試験により4週間経過後の基材との密着力を評価した。そして、最低値が比較例1または2とほぼ同様の値であれば○、超える場合は◎、明らかに下回る場合は△、値が半分以下の場合は×とした。なお、被膜は気相部分と液相部分に分かれるため、夫々において密着力を測定し、表6〜8の4週間経過後の密着力の欄には、上段に気相についての密着力を、下段に液相についての密着力を記載した。また表6〜8中にはピール強度試験の測定値(N/5mm)を記載し、被膜に破断が確認された場合は「被膜破断」と記載した。また密着力が0の箇所が気液界面にある場合は、液相側にその測定方向長さを記し、比較対象にした。なお図5のように左右で2回測定しており、AおよびBが気相部分、CおよびDが液相部分に該当する。2回の測定の数値を統合し表6〜8に記載した。
JIS K 5400に規定するピール強度試験により4週間経過後の基材との密着力を評価した。そして、最低値が比較例1または2とほぼ同様の値であれば○、超える場合は◎、明らかに下回る場合は△、値が半分以下の場合は×とした。なお、被膜は気相部分と液相部分に分かれるため、夫々において密着力を測定し、表6〜8の4週間経過後の密着力の欄には、上段に気相についての密着力を、下段に液相についての密着力を記載した。また表6〜8中にはピール強度試験の測定値(N/5mm)を記載し、被膜に破断が確認された場合は「被膜破断」と記載した。また密着力が0の箇所が気液界面にある場合は、液相側にその測定方向長さを記し、比較対象にした。なお図5のように左右で2回測定しており、AおよびBが気相部分、CおよびDが液相部分に該当する。2回の測定の数値を統合し表6〜8に記載した。
(試験結果)
上述の実施例2および3に記載のとおり、試験例1〜3、5および比較例1は、フッ素樹脂として、MJ−501を配合している。一方、試験例4および比較例2は、フッ素樹脂としてMJ−624を配合している。したがって、試験例1〜3、5および比較例1の結果と、試験例4および比較例2は、異なる表に分けて記載した。
上述の実施例2および3に記載のとおり、試験例1〜3、5および比較例1は、フッ素樹脂として、MJ−501を配合している。一方、試験例4および比較例2は、フッ素樹脂としてMJ−624を配合している。したがって、試験例1〜3、5および比較例1の結果と、試験例4および比較例2は、異なる表に分けて記載した。
耐食テストについて評価した結果は、5%塩酸条件での試験例1〜3、5および比較例1は表6に、5%塩酸条件での試験例4および比較例2は表7に、35%塩酸条件での試験例1〜3および比較例1は表8に記載した。
表6および、8ならびに図6〜11、16、17および、20〜27で示す如く、多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)が配合されていない比較例1よりも、AP004を配合した試験例1〜3は耐食試験後のブリスターの発生が少なく、残留密着力も高い結果が確認された。
表7ならびに、図12、13、18および、19で示す如く、多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)が配合されていない比較例2よりも、AP006を配合した試験例4は耐食試験後のブリスターの発生が少なく、残留密着力も高い結果が確認された。
表6ならびに図14〜17で示す如く、MOF801(Zr)を配合した試験例5でも比較例1と比較して、十分な残留密着力を示すことが確認された。
また試験例5と、試験例1〜4の結果から、空気中条件で200℃からの5%分解温度が、フッ素樹脂の融点よりも高温の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)をフッ素樹脂に配合することで、より顕著に優れた耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を有する被膜を得ることができることもわかった。
また気相においても試験例では、残留密着力が高い結果が得られたことから、多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)が揮発した塩化水素ガスを吸着したものと考えられる。よって多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)はガスを吸着し、基材の腐食を抑制できることがわかった。
これらの効果は、多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)が配合されている層がプライマー層の直上にあるため、耐食性能の向上に寄与しているものと考えられる。
よって本発明に係る塗料組成物および、その被膜ならびに、その被膜体は、クラックなどの不具合を生ずることなく被膜化し、優れた耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を示し有用であると言える。
本発明に係るフッ素樹脂を含む焼付け用の粉体塗料組成物および液状塗料組成物、この焼付け用の粉体塗料組成物または液状塗料組成物を含む被膜ならびに被膜体は、クラックなどの不具合を生ずることなく被膜化し、優れた耐久性、耐薬品性、耐浸透性および、耐食性を有する必要のある機器(例えば、限定されないが化学プラント装置、半導体製造装置、調理機器など)に好適に利用可能である。
1 基材
2 プライマー層
3 被膜(ライニング被膜)
10 被膜体
2 プライマー層
3 被膜(ライニング被膜)
10 被膜体
Claims (20)
- 有機配位子と中心金属が配位結合してなる1種以上の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)が分散するフッ素樹脂を含む焼き付け用の粉体塗料組成物であって、前記中心金属は、Al3+、Co3+、Co2+、Ni2+、Ni+、Cu2+、Cu+、Zn2+、Fe3+、Fe2+、Ti3+、および、Zr4+からなる群から選択される1種以上の金属イオンとして存在し、
前記金属イオンは、前記有機配位子と配位結合して前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)中に存在する、焼付け用の粉体塗料組成物。 - 前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)は、
粉末状であり、
熱重量示差熱分析(TG−DTA)により測定される、空気中条件での200℃からの5%分解温度が、前記フッ素樹脂の融点よりも高温であり、且つ
前記塗料組成物全体に対して、0.02重量%〜20.00重量%配合される、
請求項1に記載の焼付け用の粉体塗料組成物。 - 前記フッ素樹脂は、
熱可塑性であり、
極性溶媒および、非極性溶媒のいずれの溶媒に対しても不溶であり、且つ
前記塗料組成物全体に対して、70.00重量%〜99.98重量%配合される、
請求項1または2に記載の焼付け用の粉体塗料組成物。 - 前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の配合量は、塗料組成物全体に対して0.10重量%〜5.50重量%である、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の焼付け用の粉体塗料組成物。
- 前記中心金属の少なくとも1つは、1以上のアニオンを担持し、
前記中心金属は、前記有機配位子と配位結合して前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)中に存在する、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の焼付け用の粉体塗料組成物。 - 前記アニオンは、OH−、CO3 2−および、O2−からなる群から選択される1種以上のアニオンを含む、請求項5に記載の焼付け用の粉体塗料組成物。
- 前記中心金属の少なくとも1つは、前記アニオンと共にオキソ構造を形成する、請求項5または6に記載の焼付け用の粉体塗料組成物。
- 前記有機配位子は、
1,4−ベンゼンジカルボン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、4,4’−ビピリジル、イミダゾール、1,3,5−トリス(4−カルボキシフェニル)ベンゼン、フマル酸、テレフタル酸および、マレイン酸からなる群から選択される1種以上の有機配位子を含む、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の焼付け用の粉体塗料組成物。 - 前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)によって、ガスを吸着する特性が付与される、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の焼付け用の粉体塗料組成物。
- 前記ガスは、少なくとも塩化水素を含む腐食性ガスである、請求項9に記載の焼付け用の粉体塗料組成物。
- 前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)は、細孔の開孔面積が0.15nm2〜7.00nm2である、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の焼付け用の粉体塗料組成物。
- 前記多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)は、900.00m2/gより大きい比表面積(BET比表面積)を有する、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の焼付け用の粉体塗料組成物。
- 疎水性を有する1種以上の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)と、
親水性を有する1種以上の多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)とを含む、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の焼付け用の粉体塗料組成物。 - 前記フッ素樹脂の配合量は、塗料組成物全体に対して75.00重量%〜90.00重量%である、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の焼付け用の粉体塗料組成物。
- 前記フッ素樹脂は、PFA、FEP、ETFE、PCTFEおよび、ECTFEからなる群から選択される1種以上のフッ素樹脂を含む、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の焼付け用の粉体塗料組成物。
- PPS、PEEKおよび、PESからなる群から選択される1種以上の添加物をさらに含む、請求項1乃至15のいずれか1項に記載の焼付け用の粉体塗料組成物。
- 溶媒に、請求項1乃至16のいずれか1項に記載の焼付け用の粉体塗料組成物が分散されてなる焼付け用の液状塗料組成物。
- 請求項1乃至17のいずれか1項に記載の焼付け用の粉体塗料組成物または、焼付け用の液状塗料組成物を含む、被膜。
- 40μm〜5000μmの膜厚を有する、請求項18に記載の被膜。
- 基材と、前記基材の表面上に形成されたプライマー層と、前記プライマー層上に形成された1層もしくは複数層のフッ素樹脂被膜層とを有する被膜体であって、
前記フッ素樹脂被膜層は、請求項18または19に記載の被膜である、被膜体。
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