JP3321805B2 - 含フッ素溶融樹脂水性分散組成物 - Google Patents

含フッ素溶融樹脂水性分散組成物

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JP3321805B2 JP50703994A JP50703994A JP3321805B2 JP 3321805 B2 JP3321805 B2 JP 3321805B2 JP 50703994 A JP50703994 A JP 50703994A JP 50703994 A JP50703994 A JP 50703994A JP 3321805 B2 JP3321805 B2 JP 3321805B2
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信行 富橋
敏夫 水野
敏雄 宮谷
卓也 安元
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Daikin Industries Ltd
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    • C09D127/12Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、溶融成形可能な含フッ素溶融樹脂の水性分
散組成物に関し、特に、1回あたりの施工可能膜厚を大
きくでき、しかもクラックの発生のない被覆膜を形成し
うる水性分散組成物、特に水性分散塗料として有用な組
成物に関する。
背景技術 テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニ
ルエーテルなどの含フッ素溶融樹脂は、耐薬品性、耐候
性、耐熱性、非粘着性などが優れているうえ、溶融加工
が可能なため、たとえば鉄やアルミニウム、ステンレス
鋼などの耐熱性基材にコーティングして耐食性向上や非
粘着性付与、低摩擦性付与などの機能向上に用いられて
いる。
従来、この種の用途には、含フッ素溶融樹脂を有機溶
剤に溶解した有機溶剤タイプの塗料と、水に含フッ素溶
融樹脂粉末を分散させた水性分散塗料(特公昭57−1089
6号公報)がある。
水性分散塗料は、安全で取扱いが容易であり、プライ
マー層が形成されている基材上にハケ塗りやエアスプレ
ーなどにより塗装したのち乾燥し焼成することによって
被覆膜を形成している。
しかし、従来の水性分散塗料は塗料中の樹脂粉末の粒
径が小さいため、1回の塗装の膜厚を厚くするとクラッ
クが発生し、1回の塗装でせいぜい50μmの膜厚のもの
しかえられない。厚くするために塗装焼成回数を多くし
ても厚くなるほどクラックが発生しやすく、重ね塗りし
ても1mm以上の膜厚とすることはできない。
また、特開昭57−10896号公報に記載されているよう
なバインダー入りの水性分散塗料は、重ね塗りができな
い。
本発明の目的は、1回あたりの施工可能膜厚が大き
く、厚膜としてもクラックの発生のない被覆膜を形成し
うる含フッ素溶融樹脂の水性分散組成物を提供すること
にある。
発明の開示 本発明は、平均粒径が10〜1000μmで見掛け密度が0.
3〜1.5g/ccの含フッ素溶融樹脂粉末と水溶性溶媒と界面
活性剤と水とからなり、含フッ素溶融樹脂粉末を15〜80
重量%含む水性分散組成物に関する。
発明を実施するための最良の形態 本発明の水性分散組成物に用いる含フッ素溶融樹脂と
しては、150〜350℃の融点を有し、融点より50℃高い温
度での溶融粘度が107ポイズ以下のものが好ましい。具
体例としては、たと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(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−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(EPA)、
テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)、
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)などのテトラフルオロエチレン共重合
体;ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、クロ
ロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体(ECTFE)
などのクロロトリフルオロエチレン重合体;ポリフッ化
ビニリデン(PVdF)、フッ化ビニリデン共重合体など、
これら含フッ素溶融樹脂の1種または2種以上があげら
れ、これらは単独または混合物の形で用いられる。これ
らの含フッ素溶融樹脂は10〜1000μm、好ましくは30〜
300μmの平均粒径の粉末の形で配合される。平均粒径
が小さすぎると焼成時にクラックが発生しやすく厚塗り
できず、一方、大きすぎると沈降しやすく分散状態が安
定せず、塗装できない。また、粉末は見掛け密度が0.3
〜1.5g/cc、特に0.5〜1.0g/ccであるのが好ましい。見
掛け密度が小さいと分散性がわるく、泡かみやレベリン
グ性不良がおこり易く、大きすぎると沈降しやすく分散
安定性がわるい。
含フッ素溶融樹脂粉末の配合量は全組成物重量の15〜
80重量%、好ましくは25〜75重量%、特に好ましくは30
〜70重量%である。少ないと分散液の粘度が低すぎて基
材に塗装してもすぐにタレを生じてしまい、また厚塗り
もできない。一方、多すぎると組成物が流動性となら
ず、塗装できない。具体的な配合量は塗装方法や膜厚の
調整などを考慮して前記の範囲内で適宜選定するが、ス
プレー塗装などのばあいは比較的低濃度とし、一方、押
し付け塗装などのばあいはペースト状となる50重量%以
上で用いる。
水溶性溶媒は含フッ素溶融樹脂を濡らす働きを有し、
さらに高沸点のものは、塗装後の乾燥時に樹脂同士をつ
なぎクラックの発生を防止する働きを有する乾燥遅延剤
として作用する。そのばあいでも焼成時には蒸発するの
で被覆膜に悪影響を及ぼすことはない。具体例として
は、たとえば、100℃までの低沸点有機溶媒としてメタ
ノール、エタノール、イソプロパノール、sec−ブタノ
ール、t−ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン
など、100〜150℃の中沸点有機溶媒としてトルエン、キ
シレン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチル
イソブチルケトン、n−ブタノールなど、150℃以上の
高沸点有機溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン、N,
N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミ
ド、ケトシン、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、グリセリン、ジメチルカルビトール、ブチルジカ
ルビトール、ブチルセロソルブ、シクロヘキサノール、
ジイソブチルケトン、1,4−ブタンジオール、トリエチ
レングリコール、テトラエチレングリコールなどがあげ
られる。高沸点有機溶媒としてはアルコール系溶媒がフ
ッ素溶融樹脂の濡れ性、安全性の点で好ましい。低沸点
有機溶媒の配合量は全水量の0.5〜50重量%、好ましく
は1〜30重量%であり、少なすぎると泡かみなどがおこ
り易くなり、多すぎると引火性となって水性分散組成物
の利点が損われる。中沸点有機溶媒の配合量は、全水量
の0.5〜50重量%、好ましくは1〜30重量%であり、多
すぎると、焼成後も被覆膜に残留して悪影響を及ぼすこ
とがあり、少なすぎると、塗布後乾燥時に粉末に戻って
しまい焼成できない。高沸点有機溶媒の配合量は、全水
量の0.5〜50重量%、好ましくは1〜30重量%であり、
多すぎると焼成後も被覆膜に残留して悪影響を及ぼすこ
とがある。
界面活性剤は、含フッ素溶融樹脂粉末を水に15〜80重
量%で均一に分散させうるものであればよく、アニオン
系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面
活性剤、両性界面活性剤のいずれも使用できる。たとえ
ば、ソジウムアルキルサルフェート、ソジウムアルキル
エーテルサルフェート、トリエタノールアミンアルキル
サルフェート、トリエタノールアミンアルキルエーテル
サルフェート、アンモニウムアルキルサルフェート、ア
ンモニウムアルキルエーテルサルフェート、ソジウムア
ルキルサルフェート、ソジウムアルキルエーテルリン
酸、ソジウムフルオロアルキルカルボン酸などのアニオ
ン系界面活性剤;アルキルアンモニウム塩、アルキルベ
ンジルアンモニウム塩などのカチオン界面活性剤;ポリ
オキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン
フェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエス
テル、プロピレングリコール−プロピレンオキシド共重
合体、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物、
2−エチルヘキサノールエチレンオキシド付加物などの
ノニオン系界面活性剤;アルキルアミノ酢酸ベタイン、
アルキルアミド酢酸ベタイン、イミダゾリウムベタイン
などの両性界面活性剤などがあげられる。特に、アニオ
ン系、ノニオン系界面活性剤が好ましい。特に好ましい
界面活性剤は、オキシエチレン鎖を有するノニオン系界
面活性剤である。
界面活性剤の添加量は通常、含フッ素溶融樹脂粉末の
0.01〜10重量%、好ましくは0.1〜5重量%、特に好ま
しくは0.2〜2重量%である。添加量が少なすぎると粉
末の分散が均一にならず、一部浮上するものも生じる。
一方、多すぎると焼成による界面活性剤の分解残渣が多
くなり着色が生ずるほか、被覆膜の耐食性、非粘着性な
どが低下する。
本発明の組成物は、水、好ましくは純水に含フッ素溶
融樹脂粉末を水溶性溶媒と界面活性剤によって均一に分
散させることによってえられる。
本発明の組成物には用途によって種々の添加剤を配合
することができる。添加剤としては、たとえば充填材、
安定剤、顔料、増粘剤、分解促進剤、防錆剤、消泡剤、
水溶性の有機溶媒などがあげられる。
本発明の組成物はバインダーを含まないことが好まし
い。バインダーを含むと層間剥離が起こり易く重ね塗り
が困難になり、膜厚を厚くできなくなる。
充填材は、樹脂の収縮を防ぎ、密着強度を向上させ、
表面硬度や機械的強度を高め、さらに耐摩耗性、耐衝撃
性、高温耐性、あるいは導電性を付与するために配合さ
れる。その量は含フッ素溶融樹脂粉末100部(重量部、
以下同様)あたり0〜50部、好ましくは5〜30部であ
り、多すぎるとフッ素樹脂の特性が損われる。具体例と
しては、たとえば炭素繊維、ガラス繊維などの繊維状充
填材;カーボン粉末、チタン酸カリウム粉末、二硫化モ
リブデン粉末、グラファイト粉末、ボロンナイトライド
粉末、ガラス粉末などの粉末状充填材などがあげられ
る。繊維状のものでは長さ1000μm以下で直径0.5〜50
μmのものが好ましく、粉末状のものでは平均粒径が70
μm以下のものが好ましい。
安定剤は樹脂や被覆膜の熱や光による樹脂成分の劣
化、特に焼成時の含フッ素溶融樹脂の熱分解を防ぐため
に安定剤を含フッ素溶融樹脂粉末100部あたり0〜5
部、好ましくは0.5〜2.5部添加される。多すぎるとフッ
素樹脂の特性が損なわれる。具体例としては、たとえば
亜鉛、錫、コバルト、ニッケル、鉄の平均粒径250μm
以下、好ましくは70μm以下の周期表VIII族の金属の粉
末;ベンゾイミダゾール系メルカプタン化合物またはそ
の塩、ベンゾチアゾール系メルカプタン化合物またはそ
の塩、ベンゾチアゾール系メルカプタン化合物またはそ
の塩、ジチオカルバミン酸またはその塩、チウラム系化
合物、有機錫メルカプチド化合物などの有機硫黄系化合
物およびポリフェニレンサルファイドなどの硫黄系高分
子化合物;ホスファイト類;ジナフチルアミン、フェニ
ル−α−ナフチルアミン、フェニル−β−ナフチルアミ
ン、ジフェニル−p−フェニレンジアミン、ジ−β−ナ
フチル−p−フェニレンジアミン、フェニルシクロヘキ
シル−p−フェニレンジアミン、アルドール−α−ナフ
チル−ジフェニルアミン、それらの誘導体などのアミン
系酸化防止剤;カーボンブラック粉末;エポキシ化合物
などがあげられる(特公昭55−50067号公報、特公昭56
−34222号公報参照)。
顔料としては、たとえば酸化チタン、酸化亜鉛、酸化
ジルニウム、酸化カドミウム、酸化鉛などの金属酸化
物;シリカ、硫酸亜鉛、リトポン(硫酸バリウムと硫化
亜鉛とのブレンド物)、カーボンブラック、クロム酸亜
鉛などがあげられ、含フッ素溶融樹脂粉末100部あたり
0〜30部、好ましくは0.5〜15部配合される。
増粘剤は、塗料として塗装に用いる際、粘度をあげて
レベリング性、加工性を改善するために配合され、その
量は全水量の0〜3重量%、好ましくは0.01〜1重量%
である。多すぎるとフッ素樹脂の特性が損なわれると共
に、被覆膜に着色やクラックが生じる。具体例として
は、たとえばメチルセルロース、カルボキシルビニルポ
リマー、無水シリカ、ケイ酸アルミニウム有機複合体、
膨潤性層状粘土化合物などがあげられる。
分解促進剤は、焼成時に界面活性剤の分解を促進し、
被覆膜に残留しないようにするために配合されるもので
あり、具体例としては、たとえば銀、ニッケル、アルミ
ニウム、ガリウムなどの水溶性塩(たとえば酢酸ニッケ
ル、硝酸ニッケルなど。特開平2−222439号公報参
照)、硝酸アンモニウムなどがあげられる。添加量は、
種類などによって異なるが、たとえば酢酸ニッケルを用
いるばあいは、ニッケル分で界面活性剤量の0〜0.1重
量%、好ましくは0.005〜0.05重量%であり、多すぎる
とフッ素樹脂の特性が損なわれる。
防錆剤は鉄などの基材に錆が発生するのを防ぐために
配合され、その量は全水量の0〜3重量%、好ましくは
0.01〜1重量%である。具体例としては、たとえば、ポ
リオキシエチレンアルキルアミン、1級アルキルアミ
ン、2級アルキルアミンなどがあげられる。
消泡剤としてはシリコーンオイル、脂肪酸アミド、金
属石ケン、疎水性シリカなどがあげられ、全水量の0〜
3重量%、好ましくは0.01〜1重量%配合される。
本発明の水性分散組成物は、水に水溶性溶媒と界面活
性剤を完全に溶解させ、その水溶液に撹拌下に含フッ素
溶融樹脂粉末を徐々に加えて均一に分散させることによ
りえられる。高濃度の水溶性溶媒、界面活性剤溶液と含
フッ素溶融樹脂粉末をニーダーなどで混練後、水に分散
してもよい。
充填材や安定剤、顔料は予めヘンシェルミキサーなど
により含フッ素溶融樹脂粉末に混合しておくのが好まし
い。水溶性溶媒や増粘剤、分解促進剤、防錆剤、消泡剤
は界面活性剤水溶液側に添加し、均一に混合して前記含
フッ素溶融樹脂混合粉体を添加分散させる。
そのほか、水溶性溶媒、界面活性剤水溶液、分解促進
剤、防錆剤、消泡剤を別々に調製し混合するという方法
で調製してもよい。
混合は、たとえば、プロペラ型攪拌機、タービン型攪
拌機などを用いて行なう。高濃度のペースト状とするば
あいはニーダーなどの混練機、ターボディスパーなどの
高トルク型攪拌機などを用いればよい。
本発明の組成物は、厚塗り塗装用の水性塗料などとし
て有用である。水性塗料としては、含フッ素溶融樹脂粉
末の濃度を変化させることにより、スプレー塗装用から
ディッピング用、キャスティング用、押えつけ型塗装
(ハケ、ローラー、ヘラなど)用、さらには電着用とし
ても用いることができる。
たとえば水性塗料として基材の被覆に用いるばあい、
まず基材との接着性を確保するために塗装すべき基材
(金属、セラミックなど)に常法によりフッ素樹脂用プ
ライマー塗膜を形成し、ついでその上に本発明の組成物
を塗装し、塗膜を乾燥したのち焼成すればよい。重ね塗
装して膜厚を厚くしようとするときは、1回の塗装ごと
に乾燥焼成してもよいし、各塗装では乾燥だけをし最後
に一括して焼成してもよい。塗装方法としては、ハケ塗
り、ローラー塗り、ヘラ塗りなどの押えつけ型塗装;デ
ィッピィング塗装;キャスティング塗装;エアレススプ
レー、エアスプレーなどの噴霧型塗装;電着塗装などが
採用できる。
1回の塗装あたりの塗膜(焼成後)の厚さは、従来の
水性塗料では高々50μmであったが、本発明の水性分散
組成物では含フッ素溶融樹脂の種類、粒径、濃度あるい
は充填材や塗装方法によるが約1200μmにまで厚くする
ことができる。しかし、目的、用途に応じて1回の塗装
量を任意に選定でき、また重ね塗りでさらに5000μm程
度まで厚くすることも可能である。
乾燥は赤外線ランプ加熱や自然乾燥など従来法でよ
く、焼成は電気炉などで使用する含フッ素溶融樹脂の焼
成温度(融点〜融点+50℃)で行なえばよい。
えられる被覆膜は1回の塗装膜厚を厚くしてもクラッ
クが生じず、均質な耐食性被覆となりうる。
本発明の水性分散組成物によれば、水性であるから塗
装などの作業環境が安全である。また固形分の濃度をあ
げるとペースト状になり、押えつけ型塗装法(ハケ塗り
ロール塗り、ヘラ塗り)で容易に塗装でき、焼成すると
1回で1200μm程度の膜厚をうることができる。
すなわち、厚塗りが可能であり、目的の膜厚をうるた
めの焼成回数を従来よりかなり減らすことができ、被覆
膜の熱劣化も抑えられる。また、固形分を下げると、通
常のエアスプレーで容易に塗装でき、厚さのコントロー
ルが容易で、塗膜中にピンホールがあるばあいも、容易
に穴埋めすることができる。そして、押えつけ型塗装
法、スプレー塗装法のいずれでも常温での塗装が可能で
ある。
本発明の水性分散組成物は、耐食ライニング、非粘着
コーティングとして、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼
などの耐熱性基材の耐食性向上や非粘着性などの機能向
上に有用である。たとえば、タンク、配管の内部などに
コーティングすることによって基材を保護し、薬品など
による腐食を防ぐことができる。
さらに、樹脂やゴムなどの成形用金型、またはロール
やホッパー、調理器具などにコーティングして離型性や
非粘着性を付与するために用いることもできる。
つぎに本発明の水性分散組成物を実施例に基づいて説
明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるもの
ではない。
実施例1 エチレン−テトラフルオロエチレン系共重合体(ETF
E)(見掛密度0.5g/cc、平均粒径50μm)の粉末を使用
し、該粉末100部と安定剤(4,4′−ビスジフェニルアミ
ンと2−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩と錫粉末
(40μm以下)の重量比3:3:2の混合物)1部とをヘン
シェルミキサーで混合し、さらに直径10μm、平均長さ
50μmのガラス繊維をヘンシェルミキサーで混合した
(ETFE/ガラス繊維の重量比5/1)。別途、純水110gにパ
ーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物からなるフ
ッ素系界面活性剤2.8g、エチレングリコール30g、メチ
ルセルロース系増粘剤3%水溶液2.0gを添加し、10分間
撹拌して均一な水性分散液とした。ついで、この水性分
散液に、ガラス繊維入りETFE280gを室温下に添加し、ス
リーワンモーターで15分間撹拌して均一に分散させ、本
発明の水性分散組成物をえた。えられた分散組成物を使
用して、鉄板(SS−41)に塗装した。
塗装は、100×80×1mmの鉄板(SS−41)をアセトンで
脱脂処理したのちサンドブラスト処理し、本発明の水性
分散組成物を圧力をかけながらヘラを用いて押えつけ塗
装を行なった。塗装後、90℃で30分間赤外線ランプ加熱
し、電気炉中で300℃で60分間焼成して膜厚約1000μm
の被覆膜を形成した。この上にさらに同様の塗装を行な
い、乾燥・焼成して合計厚約1.5mmのピンホールのない
平滑な被覆膜をえた。塗装作業、乾燥、焼成の間、クラ
ックは生じなかった。
比較例1 実施例1で用いたものと同じ安定剤入りETFE粉末とガ
ラス繊維を重量比で5/1にヘンシェルミキサーで混合し
た乾燥混合物を、実施例1と同様に鉄板に静電粉体吹付
機(オノダ−イワタ(株)製のGX375)を用い、荷電圧6
0kV、2kg/cm2Gで5〜10秒間吹きつけ、鉄板基材表面に
静電的に付着させた。えられた塗装物を実施例1と同様
に、電気炉中で300℃で60分間焼成を行なうことによっ
て鉄板上に厚さ150μmの平滑な被覆膜を形成させた。
同様の操作を膜厚が1mmを超えるまで繰り返したが、6
回の重ね塗りで900μmの不均一な膜厚しかえられず、
それ以上塗装すると塗膜のタレが生じた。
比較例2 実施例1で用いたものと同じ安定剤入りETFE粉末とガ
ラス繊維を重量比で5/1にヘンシェルミキサーで混合し
た。別途、純水140gにパーフルオロアルキルエチレンオ
キシド付加物からなるフッ素系界面活性剤2.8g、メチル
セルロース系増粘剤3%水溶液20gを添加し、10分間撹
拌して均一な水性分散液とした。ついでこの水性分散液
にガラス繊維入りETFE280gを室温下に添加し、スリーワ
ンモーターで15分間撹拌して均一に分散させた。えられ
た水性分散組成物を使用し、実施例1と同様の条件で塗
装・乾燥・焼成を行なった。しかし、乾燥時に粉化して
しまい、基材から脱落した。また焼成後の被覆膜は一部
脱落しており重ね塗りは不可能であった。
比較例3 ETFE(見掛密度0.4g/cc、平均粒径3〜7μm)の粉
末を使用し、実施例1と同様に安定剤を混合した。さら
に、該粉体と直径10μm、平均長さ50μmのガラス繊維
とをヘンシェルミキサーで混合した(ETFE/ガラス繊維
の重量比5/1)。別途、純水110gにパーフルオロアルキ
ルエチレンオキシド付加物からなるフッ素系界面活性剤
2.8g、エチレングリコール30g、メチルセルロース系増
粘剤3%水溶液2.0gを添加し、10分間撹拌して均一な水
性分散液とした。ついでこの水性分散液にガラス繊維入
りETFE280gを室温下に添加し、スリーワンモーターで15
分間撹拌して均一に分散させた。えられた水性分散組成
物を使用し、実施例1と同様の条件で塗装・乾燥・焼成
を行なった。1回目300μmの膜厚で早くもクラックが
発生し、重ね塗りを試みたがクラックがひどく、重ね塗
りは不可能であった。
実施例2 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)(見掛密度0.45g/cc、平均
粒径50μm)の粉体を使用し、該粉体100部と安定剤
(4,4′−ビスジフェニルアミンと2−メルカプトベン
ゾチアゾール亜鉛塩と錫粉末(40μm以下)の重量比3:
3:2の混合物)2部とをヘンシェルミキサーで混合し
た。つぎにその安定剤入りPFA450gを、イソプロピルア
ルコール(IPA)50gとエチレングリコール246gとの混合
液に分散させた。別途、純水246gにパーフルオロアルキ
ルエチレンオキシド付加物からなるフッ素系界面活性剤
8gを添加し、撹拌して均一な水性分散液を調製した。こ
の界面活性剤水溶液と前記PFA分散体を混合し、スリー
ワンモーターで15分間撹拌して固形分を均一に分散させ
て本発明の水性分散組成物をえた。
また、100×80×1mmの鉄板(SS−41)をアセトンで脱
脂処理したのちサンドブラスト処理し、この上にプライ
マー(ダイキン工業(株)製ポリフロンエナメルEK1083
GB)を塗装・乾燥・焼成してプライマー層を形成した。
このプライマー層の上に前記の水性分散組成物を1.0mm
口径のスプレーガンで吹付け、赤外線ランプ加熱を90℃
で30分間行なったのち、電気炉中で360℃で90分間焼成
し、鉄板上に平滑な膜厚300μmの被覆膜を形成させ
た。同様の操作をさらに2回繰り返し、施工中にクラッ
クの発生を見ることなく、厚さ800μmのピンホールの
ない平滑な被覆膜をえた。
比較例4 実施例2で用いたものと同じPFA粉末を同実施例と同
様にして安定剤とヘンシェルミキサーで混合した。つぎ
にその安定剤入りPFA400gとメタノール240g、n−ブタ
ノール240gおよびプロピレングリコール−プロピレンオ
キシド共重合系界面活性剤0.8gとを混合し、スリーワン
モーターで撹拌により均一に分散させた。えられた水性
分散組成物を使用し、実施例2と同様にして塗装・乾燥
・焼成を行なった。しかし、乾燥時に粉化してしまい基
材から脱落した。また、1回目200μmの膜厚で被覆膜
に多くのピンホールを生じた。さらに重ね塗りを試みた
が、乾燥時の粉体の脱落が激しくこれ以上の塗装は不可
能であった。
実施例3 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)(見掛密度0.5g/cc、平均粒径48μm)
の粉体を使用し、該粉体100部と安定剤(4,4′−ビスジ
フェニルアミンと2−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛
塩と錫粉末(40μm以下)の重量比3:3:2の混合物)2
部とをヘンシェルミキサーで混合し、その安定剤入り粉
末450gを,イソプロピルアルコール50gとエチレングリ
コール245gとの混合液に分散させた。
別途、純水245gにパーフルオロアルキルエチレンオキ
シド付加物からなるフッ素系界面活性剤10gを添加し、
撹拌して均一な水性分散液を調製した。この界面活性剤
水溶液と前記FEP分散体を混合し、スリーワンモーター
で15分間撹拌して固形分を均一に分散させ、本発明の水
性分散組成物をえた。また、100×80×1mmの鉄板(SS−
41)をアセトンで脱脂処理したのちサンドブラスト処理
し、この上にプライマー(ダイキン工業(株)製ポリフ
ロンエナメルEK1083GB)を塗装・乾燥・焼成してプライ
マー層を形成した。このプライマー層の上に前記の分散
組成物を塗装し、赤外線ランプ加熱を90℃で30分間行な
ったのち、電気炉内で340℃で60分焼成し膜厚300μmの
平滑な被覆膜を形成させた。同様の操作をさらに2回繰
返し、施工中にクラックの発生を見ることなく、厚さ75
0μmのピンホールのない平滑な被覆膜をえた。
比較例5 乳化重合によってえられたFEP水性ディスパージョン
(平均粒径0.2μm、濃度50重量%)を用いたほかは実
施例3と同様の条件で塗装・乾燥を行ない、電気炉中で
380℃にて40分間焼成した。1回目の膜厚は40μmで、
平滑な被覆膜がえられた。さらに重ね塗りしたところ、
膜厚が100μmを超えると塗膜に発泡が生じ、これ以上
の塗装は不可能であった。
実施例4〜8 実施例1で用いたものと同じ安定剤入りETFE粉末を使
用した。実施例5のみ、実施例1と同様にガラス繊維と
ETFEとをヘンシェルミキサーで混合した。別途それぞれ
純水に界面活性剤、エチレングリコールおよび任意添加
成分を添加し、10分間撹拌して均一な水性分散液とし
た。ついで、この水性分散液にETFEを添加し、スリーワ
ンモーターで15分間撹拌して均一に分散させ、本発明の
水性分散組成物をえた。
この水性分散組成物を実施例2と同様にして塗装・乾
燥・焼成を行なった。さらにピンホール、クラック、脱
落、タレなどが発生するまで重ね塗りを行なった。
実施例9 実施例2で用いたものと同じ安定剤入りPFA粉末を使
用した。カーボン(コロンビアカーボン(株)製 カー
ボンネオスペクトラマークII)とPFAとをヘンシェルミ
キサーで混合した。別途それぞれ純水に界面活性剤、エ
チレングリコール、IPAを添加し、10分間撹拌して均一
な水性分散液とした。ついで、この水性分散液にPFAを
添加し、スリーワンモーターで15分間撹拌して均一に分
散させ、本発明の水性分散組成物をえた。
この水性分散組成物を実施例2と同様にして塗装・乾
燥・焼成を行なった。さらにピンホール、クラック、脱
落、タレなどが発生するまで重ね塗りを行なった。
実施例10 実施例3で用いたものと同じ安定剤入りFEP粉末を使
用した。別途それぞれ純水に界面活性剤、エチレングリ
コール、IPAおよび任意添加成分を添加し、10分間撹拌
して均一な水性分散液とした。ついでこの水性分散液に
FEPを添加し、スリーワンモーターで15分間撹拌して均
一に分散させ、本発明の水性分散組成物をえた。
この水性分散組成物を実施例3と同様にして塗装・乾
燥・焼成を行なった。さらにピンホール、クラック、脱
落、タレなどが発生するまで重ね塗りを行なった。
実施例11 ETFE(見掛密度0.7g/cc、平均粒径300μm)の粉末を
使用し、該粉体100部と安定剤(4,4′−ビスジフェニル
アミン、2−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩および
錫粉末(40μm以下)の重量比で3:3:2の混合物)1部
とをヘンシェルミキサーで混合した。別途、純水に界面
活性剤、エチレングリコールを添加し、10分間撹拌して
均一な水性分散液とした。ついでこの水性分散液にETFE
を添加し、スリーワンモーターで15分間撹拌して均一に
分散させ、本発明の水性分散組成物をえた。この水性分
散組成物を実施例1と同様にして塗装・乾燥・焼成を行
なった。さらにピンホール、クラック、脱落、タレなど
が発生するまで重ね塗りを行なった。
実施例12 ETFE(見掛密度0.9g/cc、平均粒径700μm)の粉末を
使用し、該粉体100部と安定剤(4,4′−ビスジフェニル
アミン、2−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩および
錫粉末(40μm以下)の重量比で3:3:2の混合物)1部
とをヘンシェルミキサーで混合した。別途、純水に界面
活性剤、エチレングリコールを添加し、10分間撹拌して
均一な水性分散液とした。ついでこの水性分散液にETFE
を添加し、スリーワンモーターで15分間撹拌して均一に
分散させ、本発明の水性分散組成物をえた。この水性分
散組成物を実施例1と同様にして塗装・乾燥・焼成を行
なった。さらにピンホール、クラック、脱落、タレなど
が発生するまで重ね塗りを行なった。
実施例13〜15 実施例4で使用したエチレングリコールに代えて、1,
4−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラ
エチレングリコールを使用する以外、同様の方法にて混
合分散および塗装、乾燥、焼成を行ない、同様の評価を
行なった。
比較例6 ETFE(見掛密度0.2g/cc、平均粒径10μm)の粉末を
使用し、該粉体100部と安定剤(4,4′−ビスジフェニル
アミン、2−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩および
錫粉末(40μm以下)の重量比で3:3:2の混合物)1部
とをヘンシェルミキサーで混合した。別途、純水に界面
活性剤、エチレングリコールを添加し、10分間撹拌して
均一な水性分散液とした。ついでこの水性分散液にETFE
を添加し、スリーワンモーターで15分間撹拌して均一に
分散させ、本発明の水性分散組成物をえた。この水性分
散組成物を実施例1と同様にして塗装・乾燥・焼成を行
なった。さらにピンホール、クラック、脱落、タレなど
が発生するまで重ね塗りを行なった。
なお、添加した成分、量および試験結果は、表1〜5
のとおりである。重量の合計は1000gである。また添加
量は全て、重量%で表示した。各塗膜の状態は、実施例
1で用いた安定剤入りのETFEを比較例1と同様に静電粉
体塗装し、えられた約150μmの塗膜を基準にとり、同
じなら○、少し劣れば△、大きく劣れば×で表わした。
塗装性は、スプレーガンがつまることなく、かつムラな
く塗装できたばあいを○として、沈降が早くガンがつま
ったり泡かみをおこし塗装すると表面に巣(表面荒れ)
をつくったりしたばあい順次その状態により△、×とし
た。そして、以上の点を総合的に判断し、トータルを
○、△、×で表わした。また1回あたりの平均膜厚およ
び全体膜厚も示した。
本発明の含フッ素溶融樹脂水性分散組成物によるとき
は、1回の塗装でクラックを生ずることなく被覆膜を形
成できる膜厚を大幅に厚くすることができ、塗装・焼成
回数を減らすことができると共に従来にない厚い被覆膜
を形成でき、またピンホールの発生も抑制できる。ま
た、水性であるから、作業を安全に行なうことができ
る。
産業上の利用可能性 本発明の組成物は、厚塗り塗装用の水性塗料などとし
て有用である。水性塗料としては、含フッ素溶融樹脂粉
末の濃度を変化させることにより、スプレー塗装用から
ディッピング用、キャスティング用、押えつけ型塗装
(ハケ、ローラー、ヘラなど)用、さらには電着用とし
ても用いることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安元 卓也 大阪府摂津市西一津屋1番1号 ダイキ ン工業株式会社淀川製作所内 (56)参考文献 特開 平2−228377(JP,A) 特公 昭64−8021(JP,B2) 特公 平1−25506(JP,B2) 特公 昭55−50066(JP,B2) 特公 昭57−15607(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 27/12 - 27/20 C09D 127/12 - 127/20

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平均粒径が10〜1000μmで見掛け密度が0.
    3〜1.5g/ccの含フッ素溶融樹脂粉末と水溶性溶媒と界面
    活性剤と水とからなり、含フッ素溶融樹脂粉末を15〜80
    重量%含む水性分散組成物。
  2. 【請求項2】水溶性溶媒がアルコール系溶媒である請求
    の範囲第1項記載の組成物。
  3. 【請求項3】含フッ素溶融樹脂粉末の平均粒子径が30〜
    300μmである請求の範囲第1項記載の組成物。
  4. 【請求項4】バインダーを含まない請求の範囲第1、2
    または3項記載の組成物。
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