JP3401949B2

JP3401949B2 - 弗素樹脂被覆物及びその製造方法

Info

Publication number: JP3401949B2
Application number: JP25618994A
Authority: JP
Inventors: 誠中林; 亨柏木; 克弥山田; 昭西村; 雅也西
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 2003-04-28
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JPH08118561A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弗素樹脂被覆物に関
し、さらに詳しくは、弗素樹脂として高溶融粘度のＰＦ
Ａを用いて得られる耐摩耗性及び平滑性に優れ、しかも
ピンホールのない弗素樹脂被覆物とその製造方法に関す
る。本発明の弗素樹脂被覆物は、例えば、電子写真複写
機、ファクシミリ、プリンター等の定着部に用いられる
定着用ローラや定着用ベルトとして、あるいは炊飯器内
釜、ジャーポット内容器等の調理器具として有用であ
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機、ファクシミリ、プリン
ター等において、印刷の最終段階で、記録紙上のトナー
を加熱溶融してトナー像を記録紙上に定着させる。定着
方法には、定着用ローラや定着用ベルトを用いる方法が
ある。定着用ローラとしては、例えば、アルミニウム円
筒やステンレス芯金の外面に弗素樹脂を被覆したものな
どがある。定着用ベルトとしては、例えば、ポリイミド
樹脂フィルムからなるエンドレスベルトの外面に弗素樹
脂を被覆したものなどがある。

【０００３】また、炊飯器内釜、ジャーポット内容器等
として、例えば、アルミニウムのエッチング板に弗素樹
脂を被覆したもの、あるいは、鉄、ステンレス等の磁性
金属板とアルミニウムまたはアルミニウム合金板とを接
合した複合板材のアルミニウムまたはアルミニウム合金
板の表面に弗素樹脂を被覆したものなどが知られてい
る。各種弗素樹脂の中でも、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）は、耐熱性及び非粘着性に優れ、しかも、平滑でピ
ンホールの少ない被覆層を形成することが可能であるた
め、被覆用弗素樹脂として特に好適に用いられている。

【０００４】ところで、定着用ローラや定着用ベルト
は、長期間使用すると、弗素樹脂被覆層が摩耗し、オフ
セット防止性が低下する。耐摩耗性を向上させるため
に、弗素樹脂を厚塗りすると、定着用ローラや定着用ベ
ルトの熱伝導性が低下するため、印刷の高速化の要求に
応えることができなくなる。炊飯器内釜等においても、
内釜内での米の洗浄、使用後の洗浄等により、弗素樹脂
被覆層が摩耗するため、長期間の使用により、ピンホー
ルが発生して、釜が腐食する場合がある。耐摩耗性を向
上させるために、弗素樹脂被覆層を厚塗りすると、熱伝
導性が低下する。

【０００５】弗素樹脂被覆物の耐摩耗性を向上させる他
の方法として、ガラス繊維等のフィラー（充填剤）を添
加する方法があるが、フィラーを多量に添加すると、弗
素樹脂被覆層表面の非粘着性が低下する。近年、これら
の弗素樹脂被覆物において、熱伝導性を向上させるため
に、弗素樹脂被覆層の膜厚をできるだけ薄くすることが
求められている。しかしながら、弗素樹脂を厚塗りする
ことなく、耐摩耗性を向上させることは、極めて困難な
課題であった。弗素樹脂として、高分子量（高溶融粘
度）のＰＦＡを用いると、耐摩耗性に優れた被覆層を形
成することができる。しかし、該被覆層は、表面平滑性
が悪く、しかもピンホールが発生するという問題点があ
った。

【０００６】即ち、ＰＦＡ被覆層の耐摩耗性は、使用す
るＰＦＡの溶融粘度が高くなるほど向上する。例えば、
ＰＦＡ被覆面にスコッチブライト（登録商標）を接触さ
せた状態で回転させ、その際の摩耗量を、厚み１μｍの
ＰＦＡ層が削られるのに要する回転数で示す耐摩耗性試
験を実施した場合、３８０℃での溶融粘度が３×１０⁵
ポイズのＰＦＡを用いた被覆層は、溶融粘度が４×１０
⁴ポイズのＰＦＡを用いた被覆層の２倍程度の耐摩耗性
を示す。しかし、溶融粘度が高くなるにしたがって、平
滑性に優れ、しかもピンホールのない被覆層を形成する
のが困難となる。例えば、溶融粘度が３×１０⁵ポイズ
のＰＦＡを用いた被覆層は、表面粗度（Ｒａ）が大き
く、しかもかなりの量のピンホールが発生する。

【０００７】溶融粘度が４×１０⁴ポイズのＰＦＡを使
用した場合においても、基材上にＰＦＡ塗料を塗布した
後、加熱燒結するという従来の方法によれば、表面粗度
（Ｒａ）が１μｍ以下の平滑性に優れた表面を有する被
覆層を得ることはできず、例えば、溶融粘度が１．５×
１０⁴ポイズと低く、粒子径が小さいＰＦＡを混合する
必要があった。しかし、溶融粘度の低いＰＦＡを混合す
ると、被覆層の耐摩耗性が低下する。また、粒子径の細
いＰＦＡを用いると、耐摩耗性などの特性を発揮するた
めに必要な厚膜（通常、４０μｍ以上）を得るのに、数
回の塗装が必要となり煩雑である。

【０００８】基材上に高分子量のＰＦＡからなる被覆層
を形成し、該ＰＦＡ被覆層を燒結する際に、燒結温度を
高くすれば、ＰＦＡの流動性が向上し、表面平滑性を高
めることができる。しかしながら、ＰＦＡ被覆層の平滑
性を高めるには、高温で長時間の燒結条件を採用する必
要があるため、ＰＦＡの熱分解による強度の低下や有毒
ガスの発生等の問題が生じる。表１（出典：黒川孝臣編
「ふっ素樹脂ハンドブック」、日刊工業新聞社、１９９
０年１１月３０日発行）に示すように、ＰＦＡは、４０
０℃以上の高温に加熱すると、熱分解による重量損失が
大きくなる。

【０００９】

【表１】

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、被覆
用の弗素樹脂として、高分子量（高溶融粘度）のＰＦＡ
を使用し、耐摩耗性及び平滑性に優れ、しかもピンホー
ルの少ない弗素樹脂被覆物及びその製造方法を提供する
ことにある。本発明者らは、前記従来技術の問題点を克
服するために鋭意研究した結果、弗素樹脂として３８０
℃で測定した溶融粘度が４×１０⁴ポイズ以上のＰＦＡ
を用いて、基材上にＰＦＡの塗膜からなる被覆層を形成
し、得られた被覆物を該被覆層の面上から、２６０℃以
上の温度で、加圧面の表面粗度（Ｒａ）が１μｍ以下の
加圧装置により加圧することにより、被覆層の表面粗度
（Ｒａ）が１μｍ以下の平滑性に優れた弗素樹脂被覆物
の得られることを見いだした。このようにして得られた
弗素樹脂被覆物は、耐摩耗性に優れ、しかもピンホール
の発生が抑制されたものである。本発明は、これらの知
見に基づいて完成するに至ったものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、基材上
に弗素樹脂の塗膜からなる被覆層が形成された弗素樹脂
被覆物において、弗素樹脂が３８０℃で測定した溶融粘
度が４×１０⁴ポイズ以上の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）であり、かつ、被覆層の表面粗度（Ｒａ）が１μｍ
以下であることを特徴とする弗素樹脂被覆物が提供され
る。また、本発明によれば、基材上に、３８０℃で測定
した溶融粘度が４×１０⁴ポイズ以上のＰＦＡの塗膜か
らなる被覆層を形成した後、得られた被覆物を、被覆層
の面上から、２６０℃以上の温度で、加圧面の表面粗度
（Ｒａ）が１μｍ以下の加圧装置により加圧することを
特徴とする被覆層の表面粗度（Ｒａ）が１μｍ以下の弗
素樹脂被覆物の製造方法が提供される。

【００１２】さらに、本発明によれば、２種類の金属板
（ａ及びｂ）を接合した複合板材からなる基材上に弗素
樹脂の塗膜からなる被覆層が形成された弗素樹脂被覆物
の製造方法において、複合板材を構成する２種類の金属
板のうちの一方の金属板（ａ）上に、３８０℃での溶融
粘度が４×１０⁴ポイズ以上のＰＦＡの塗膜からなる被
覆層を形成した後、得られた被覆金属板（ａ）の被覆層
とは反対側の銅メッキ面上に他方の金属板（ｂ）の銅メ
ッキ面を重ね、次いで、被覆層の面上から、２６０℃以
上の温度で、加圧面の表面粗度（Ｒａ）が１μｍ以下の
加圧装置により加圧して、被覆層の表面粗度（Ｒａ）を
１μｍ以下にすると同時に、２種類の金属板を接合する
ことを特徴とする弗素樹脂被覆物の製造方法が提供され
る。

【００１３】以下、本発明について詳述する。基材本発明の弗素樹脂被覆物は、基材上にＰＦＡからなる被
覆層が形成されたものである。基材上にＰＦＡからなる
被覆層を形成するには、ＰＦＡ塗料を基材上に塗布する
ことにより行う。ＰＦＡ塗料の塗布対象は、炊飯器内釜
やジャーポット内容器では、釜状または平板状物であ
る。物流面及びホットプレス等の加熱加圧の容易さの観
点から、平板状の方が有利である。平板にＰＦＡ被覆層
を形成した場合、後の塑性加工により釜形状等の所望の
形状に加工する。定着用ローラの場合、ＰＦＡ塗料の塗
布対象は、通常、円筒状である。

【００１４】基材の材質は、耐熱性及びコストの点から
金属が好ましい。特に、アルミニウムは、熱伝導性に優
れるため、単独またはアルミニウム合金として使用する
と、好適である。また、金属基材として、鉄、ステンレ
ス等の磁性金属板とアルミニウムまたはアルミニウム合
金板とを接合した複合板材を用いることができる。これ
らの金属基材には、弗素樹脂の接着力を増すために、プ
ライマー塗布したり、ブラスト、電解エッチング等で表
面を粗面化処理を行うことが好ましい。特に、電解エッ
チング処理を行った場合には、金属表面に微小な凹凸が
形成され、それによるアンカー効果が大きいため、高い
接着力が得られる。

【００１５】これらの処理を行った金属基材は、そのま
までＰＦＡ塗装に用いることができるが、着色、目盛り
等の模様形成を目的として、他の被覆物により予め被覆
しておくことも可能である。このような被覆物として
は、マイカ、カーボン、酸化チタン等で着色したＰＦ
Ａ、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラ
フルオロエチレン／エキサフルオロプロピレン共重合体
（ＦＥＰ）、及びこれらの混合塗料、ピンホールの減少
を目的とする溶融粘度の低い樹脂塗料、プライマー等が
挙げられる。

【００１６】定着用ローラの場合、塗布対象の基材は、
金属円筒、金属箔、金属織物等である。定着用ベルトの
場合には、耐熱性を有するフィルム形状のシームレスパ
イプが基材として用いられる。定着用ベルトには、１６
０℃〜２５０℃程度の定着温度に耐えるだけの耐熱性が
必要なことから、２００℃以上の耐熱性を有する材料が
用いられる。そのような耐熱性の材料としては、例え
ば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテル類、
ポリスルホン、液晶ポリマー類等の耐熱性エンジニアリ
ングプラスチックス、及びこれらに熱伝導性、強度等を
与える充填剤を添加したもの等を使用することができ
る。これらの基材の上に、必要があれば、プライマー等
を塗布してから、ＰＦＡ塗装に用いることができる。

【００１７】高溶融粘度のＰＦＡ本発明では、弗素樹脂として、従来、平滑性に優れた被
覆層を形成するのが困難であった溶融粘度の高いＰＦＡ
を使用する。本発明で使用するＰＦＡは、ＡＳＴＭＤ
−３３０７に準拠して３８０℃で測定した溶融粘度が４
×１０⁴ポイズ以上の高溶融粘度のＰＦＡである。ＰＦ
Ａの３８０℃での溶融粘度は、好ましくは１×１０⁵ポ
イズ以上、より好ましくは２×１０⁵ポイズ以上、最も
好ましくは３×１０⁵ポイズ以上である。このような高
溶融粘度のＰＦＡとしては、例えば、三井デュポンフロ
ロケミカル社製のＭＰ１０２（３８０℃での溶融粘度４
×１０⁴ポイズ、粒子径２５μｍ）、同社製のＭＰ１０
３（３８０℃での溶融粘度３×１０⁵ポイズ、粒子径３
０μｍ）などの市販品、及びこれらの混合物などを好適
に使用することができる。

【００１８】ＰＦＡの３８０℃での溶融粘度が４×１０
⁴ポイズよりも小さいと、被覆層の耐摩耗性が低下す
る。また、高溶融粘度のＰＦＡは、一般に粒子径が比較
的大きいため、例えば、１回のスクリーン塗装（印刷）
により充分な膜厚（通常、４０μｍ以上）の塗膜を形成
することが可能である。ＰＦＡの粒子径が小さすぎる
と、充分な膜厚を１回の塗装により得ることが困難であ
る。したがって、ＰＦＡの粒子径は、好ましくは１０μ
ｍ以上、より好ましくは１５μｍ以上、最も好ましくは
２０μｍ以上である。

【００１９】高溶融粘度のＰＦＡは、それ単独で被覆層
を形成させることができるが、所望により、着色料（マ
イカ、カーボンブラック、酸化チタン等）や、耐摩耗性
の一層の向上を目的として炭素繊維、ポリアミドイミ
ド、ポリビスマレイミド等の充填剤（フィラー）を添加
することができる。定着用ローラの場合には、オフセッ
ト防止のため、ＰＦＡ被覆層の帯電防止が重要であり、
導電性カーボンブラック等の導電性フィラーを充填剤と
して添加することが有効である。一般に、ＰＦＡに充填
剤を添加して被覆を行った場合、表面粗度が大きくな
り、また、ピンホールが発生することがある。しかし、
本発明の製造方法を採用すると、フィラーを含有するＰ
ＦＡ塗料を用いても、平滑でピンホールの少ない塗膜が
得られる。フィラーの配合割合は、通常、１０重量％以
下、好ましくは５重量％以下である。

【００２０】弗素樹脂被覆物の製造方法基材上に高溶融粘度のＰＦＡを塗装した後、ＰＦＡの連
続使用温度（無荷重での最高使用温度）である２６０℃
以上の温度に加熱し、この温度下で加圧することによ
り、平滑でピンホールの少ない塗膜（被覆層）を得るこ
とができる。加圧は、加圧面の表面粗度（Ｒａ）が１μ
ｍ以下の加圧装置を用いて行う。このような加圧装置と
しては、プレスやロールを挙げることができる。ホット
プレスやホットロールを用いれば、加熱加圧を同時に行
うことができる。これらのプレス面またはロール面は、
目的とする表面粗度以下の平滑性を有することが必要で
ある。また、プレス面やロール面は、ＰＦＡと接着し難
く、２６０℃以上の耐熱性を有し、さらには、ＰＦＡか
ら発生する弗酸等の微量のガスに対して耐食性を示す材
料で形成されていることが好ましい。

【００２１】プレス面やロール面などの加圧面には、鏡
面加工したステンレス鋼、チタニウム、クロム鋼等の金
属物、及びそのメッキ物の他、アルミナ、炭化ケイ素等
のセラミックスまたはセラミックスコーティング物、ポ
リイミド、ポリエーテルエーテルケトン等の耐熱性エン
ジニアリングプラスチックス、及びこれらをガラス繊
維、炭素繊維等で強化したもの、これらのコーティング
物、ダイアモンドコーティング物等種々のものを用いる
ことができる。

【００２２】加圧面の表面粗度（Ｒａ）は、１μｍ以
下、好ましくは１μｍ未満であり、０．５μｍ以下とす
ることもできる。通常の鏡面加工した金属成形物やその
メッキ物等は、これらの表面粗度の水準を満足すること
ができる。基材上に高溶融粘度のＰＦＡの塗装は、ＰＦ
Ａのディスパージョンや粉体をディップコート、スピン
コート、静電粉体塗装、ロールコート、スクリーンコー
ト等の従来既知の種々の方法により行うことができる。
なかでも、スクリーン塗装（印刷）を行えば、塗料の有
効使用率が高いこと、４０μｍ以上の厚膜塗布が可能な
こと、膜厚分布が小さいこと等の利点がある。

【００２３】スクリーン印刷用の塗料としては、ＰＦＡ
を界面活性剤を主体とする分散媒で分散したものが適し
ている。界面活性剤としては、塗膜に茶変等を生じない
熱分解性の良好なものが用いられる。具体的には、エチ
レンオキサイド系、プロピレンオキサイド系、及びそれ
らの共重合体系などのノニオン系界面活性剤が好まし
い。ＰＦＡ被覆層の膜厚は、耐摩耗性と熱伝導性の観点
から、４０〜７０μｍ程度とすることが好ましい。この
膜厚が薄すぎると耐摩耗性が低下し、逆に、厚すぎると
熱伝導性が低下するため、いずれも好ましくない。

【００２４】ＰＦＡ被覆層の加熱加圧は、ＰＦＡが粉体
状であっても、ＰＦＡが焼結されていても行うことがで
きる。基材上にＰＦＡ塗膜（被覆層）を形成した後、加
熱加圧する方法としては、図１〜４に示す方法が例示さ
れる。図１に示す方法では、例えば、アルミニウム基板
１上にＰＦＡ被覆層２が形成された被覆物の該ＰＦＡ被
覆層の面上から、加圧面の表面粗度（Ｒａ）が１μｍ以
下のプレス３により加熱加圧する。基板１と被覆層２と
の境界のギザギザは、粗面化処理により基板上に形成さ
れた微小な凹凸を示す。図２に示す方法では、ホットプ
レス３の代わりにホットロール４を用いて加熱加圧す
る。

【００２５】図３に示す方法では、例えば、アルミニウ
ム円筒１上にＰＦＡ被覆層２を形成し、芯材５によって
変形しないようにしておいてから、ホットロール６によ
り加熱加圧する。円筒１と被覆層２との境界のギザギザ
は、前記と同様、粗面化処理により円筒上に形成された
微小な凹凸を示す。図４に示す方法では、アルミニウム
板１と鏡面加工したステンレス板７とを接合した複合板
材からなる基板上にＰＦＡ被覆層２を形成したものを複
数枚重ね合わせて、一度にプレス３により加熱加圧す
る。

【００２６】近年、炊飯器用途として、アルミニウム
（アルミニウム合金を含む）とステンレスとのクラッド
板（複合板材）を基材として、アルミニウム面上にＰＦ
Ａ塗装したものが用いられている。このクラッド板は、
ＰＦＡ塗装前に張り合せた（接合した）ものを使用でき
るが、ＰＦＡ被覆層の加熱加圧工程において、クラッド
製造工程を同時並行することも可能である。

【００２７】即ち、２種類の金属板を接合した複合板材
からなる基材上に弗素樹脂の被覆層が形成された弗素樹
脂被覆物を製造する場合、複合板材を構成する２種類の
金属板のうちの一方の金属板（アルミニウム板）上にＰ
ＦＡ被覆層を形成した後、得られた被覆金属板の被覆層
とは反対側の面上に他方の金属板（ステンレス板）を重
ね、次いで、被覆層の面上から加熱加圧すれば、被覆層
の表面粗度（Ｒａ）を１μｍ以下にすると同時に、２種
類の金属板を接合することができる。

【００２８】クラッド板を使用した場合、ＰＦＡ塗装後
の焼結過程でアルミニウム板とステンレス板との間の熱
膨張率の差から、クラッド板がそる現象がある。このた
め、ＰＦＡの加熱加圧工程でムラが生じる問題があっ
た。しかしながら、前記した加熱加圧工程とクラッド板
製造工程を同時に行う方法によれば、この問題による不
良品の発生率を減らすことができる利点がある。また、
この方法によれば、製造工程を短縮できるメリットがあ
る。

【００２９】加熱温度は、ＰＦＡの連続使用温度である
２６０℃以上の温度とするが、好ましくはＰＦＡの融点
（３０２〜３１０℃）以上とする。加熱温度の上限は、
ＰＦＡの熱分解が生じ難い４００℃未満、より好ましく
は３７０℃以下、さらに好ましくは３６０℃以下とする
ことが望ましい。本発明の方法によれば、ＰＦＡ被覆層
を加熱加圧するため、燒結温度を高くしなくても平滑性
に優れた被覆層を形成することができる。また、加熱温
度を２６０〜３６０℃程度の比較的低温条件を採用する
ことにより、ＰＦＡの熱分解を避けることができる。加
熱加圧と同時にＰＦＡ被覆層の燒結を行うことができ
る。あるいは、ＰＦＡ被覆層の燒結を行った後、加熱加
圧処理を行ってもよい、この場合、燒結温度は、４００
℃未満とすることが好ましい。加熱加圧時間は、加熱温
度や加圧手段等に応じて適宜定めることができるが、通
常、５分間から５時間、好ましくは１０分間から３時間
程度である。

【００３０】弗素樹脂被覆物一般に、炊飯器内釜等の弗素樹脂被覆物には、非粘着性
でピンホールのないことが要求される。ＰＦＡが本来持
つ非粘着性を充分に発揮させるには、表面が平滑である
必要がある。表面の平滑性は、ＪＩＳＢ−０６０１で
規定されている中心線平均粗さ（Ｒａ）、即ち、表面粗
度（Ｒａ）で表すことができる。

【００３１】炊飯器用途には、弗素樹脂被覆物の表面粗
度（Ｒａ）が１μｍ以下であることが望ましい。一方、
定着用ローラや定着用ベルトの用途において、オフセッ
トを生じないようにするには、表面粗度（Ｒａ）が１μ
ｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１μｍ未
満である。ところが、弗素樹脂として３８０℃で測定し
た溶融粘度が４×１０⁴ポイズ以上のＰＦＡを使用した
場合、粘度が高すぎるため、塗布後の焼結のみでは目標
とするＲａ値が得られなかった。特に３×１０⁵ポイズ
以上の溶融粘度のＰＦＡを使用した場合には、あまりに
も溶融粘度が高すぎて、電気化学的に検出可能なピンホ
ールの発生が避け難いという問題があった。

【００３２】本発明の方法は、高分子量のＰＦＡが示す
表面粗度（Ｒａ）が大で、ピンホールの発生という問題
を解決するために、ＰＦＡの耐熱温度とされている２６
０℃以上の温度域において、ＰＦＡ被覆層を平滑な加圧
面を持つ加圧装置により加圧する点に特徴を有する。こ
の方法によれば、目的とするＲａ値が得られる他、ピン
ホールを減少させることが可能である。本発明の弗素樹
脂被覆物の表面粗度（Ｒａ）は、１μｍ以下、好ましく
は１μｍ未満、より好ましくは０．８μｍ以下である。
０．７μｍ以下とすることも可能である。本発明の弗素
樹脂被覆物は、ピンホール度（測定法は後記する）が、
好ましくは０ｍＡ／ｃｍ²であり、ピンホール防止性に
優れている。さらに、本発明の弗素樹脂被覆物は、高分
子量のＰＦＡを使用しているため、耐摩耗性が顕著に優
れている。

【００３３】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明に
ついてより具体的に説明するが、本発明は、これらの実
施例のみに限定されるものではない。なお、物性の測定
方法は、次の通りである。（１）表面粗度ＪＩＳＢ−０６０１に規定されている中心線平均粗さ
（Ｒａ）の測定法に従って表面粗度を測定した。単位
は、μｍである。（２）ピンホール度弗素樹脂被覆物を２．５重量％塩化ナトリウム水溶液に
浸漬し、弗素樹脂被覆物の金属基材を陰極とし、水溶液
中に電極を入れて陽極とし、１０ｖで５秒間通電した
時、ピンホール部分により流れる電流（ｍＡ）を単位面
積当りに換算して求めた。単位は、ｍＡ／ｃｍ²であ
る。（３）スコッチブライト耐摩耗テスト弗素樹脂被覆層の表面にスコッチブライト（登録商標）
を接触させた状態で回転させ、その際の摩耗量を、厚み
１μｍのＰＦＡ層が削られるのに要する回転数で示し
た。単位は、１０³回／μｍである。

【００３４】［実施例１〜４、比較例１〜４］弗素樹脂
被覆基材として、アルミニウム合金板（神戸製鋼製、Ａ
ＳＢ材）を用いた。このアルミニウム板を陽極として、
塩化アンモニウム水溶液中で２５クーロン／ｃｍ²の電
気量で電気化学的エッチング処理を行い、アルミニウム
板の表面を粗面化した。この表面には、約１μｍ〜約２
０μｍのピッチで凹凸が認められた。ＰＦＡ塗料とし
て、高分子量のＰＦＡ（三井デュポンフロロケミカル
製、ＭＰ１０３、３８０℃での溶融粘度３×１０⁵ポイ
ズ、粒子径３０μｍ）６０重量％と、分散媒としてノニ
オン系界面活性剤（三洋化成製、ＰＬ９１０）４０重量
％とを混合したものを用いた。

【００３５】このＰＦＡ塗料を上記のアルミニウムエッ
チング板に、スクリーン印刷した。使用した紗（スクリ
ーンメッシュ）は、ＳＵＳ１２０（中沼アートスクリー
ン製のＳＵＳ製１２０メッシュ／インチ）であり、スキ
ージにはウレタンゴムを用いた。スクリーン印刷後、１
００℃で５分間、２５０℃で５分間加熱して分散媒を蒸
散させた。このようにしてＰＦＡ被覆層が形成されたア
ルミニウム板のサンプルを得た。

【００３６】＜比較例１＞上記のサンプルを３９０℃で
１０分間加熱し、焼結した。得られた弗素樹脂被覆物
は、その表面粗度（Ｒａ）が３．０μｍと大きく、平滑
性に劣るものであった。

【００３７】＜比較例２＞上記のサンプルを４２０℃で
１時間加熱し、焼結した。燒結温度を高温にしているた
め、得られた弗素樹脂被覆物の表面粗度（Ｒａ）は、
１．３μｍと良好であったが、ＰＦＡの分解が認められ
たため、耐摩耗性試験は行わなかった。

【００３８】＜実施例１＞上記のサンプルを、３４０
℃、１００ｋｇ／ｃｍ²、１０分間ホットプレスして、
焼結と平滑化処理を同時に行った。プレス面は、鏡面加
工したステンレス鋼により形成されたものであって、そ
の表面粗度（Ｒａ）は、０．１μｍ以下であった。

【００３９】＜実施例２＞比較例１で得られた燒結サン
プルを、３４０℃、１００ｋｇ／ｃｍ²、３分間ホット
プレスした。

【００４０】＜実施例３＞基材として、上記のアルミニ
ウムエッチング板の反対側を銅メッキしたものを用いた
こと以外は、前記と同様にしてＰＦＡ被覆層が形成され
たアルミニウム板のサンプルを作成した。このサンプル
を比較例１と同様にして燒結した後、銅メッキ面の下
に、上面を銅メッキしたステンレス板を置き、３０５
℃、５００ｋｇ／ｃｍ²加圧下、３時間ホットプレスし
た。

【００４１】＜実施例４＞基材として、アルミニウム板
とステンレス板を接合したクラッド板であって、アルミ
ニウム板の面をエッチング処理したものを用いたこと以
外は、前記と同様にしてＰＦＡ被覆層が形成されたクラ
ッド板のサンプルを作成した。このサンプルを比較例１
と同様にして燒結した後、３０５℃、５００ｋｇ／ｃｍ
²加圧下、３時間ホットプレスした。

【００４２】＜比較例３＞アルミニウムエッチング板
に、ＰＦＡ塗料として、ＭＰ１０２（三井デュポンフロ
ロケミカル社製ＰＦＡ、３８０℃での溶融粘度４×１０
⁴ポイズ、粒子径２５μｍ）７０重量％と、ノニオン系
界面活性剤（三洋化成製、ＰＬ９１０）３０重量％との
混合物をスクリーン印刷した後、１００℃で５分間、２
５０℃で５分間、さらに３９０℃で１０分間加熱焼結し
た。

【００４３】＜比較例４＞アルミエッチング板に、ＰＦ
Ａ塗料として、ＭＰ１０２（三井デュポンフロロケミカ
ル社製ＰＦＡ、３８０℃での溶融粘度４×１０⁴ポイ
ズ、粒子径２５μｍ）３３．３重量％、ＡＤ−２ＣＲ
（ダイキン社製ＰＦＡ、３８０℃での溶融粘度１．５×
１０⁴ポイズ、粒子径０．４μｍ）３０．４重量％、水
３４．８重量％、弗素系界面活性剤ユニダインＤＳ−４
０１（ダイキン社製）、及び炭化水素系界面活性剤ノニ
オンＫ−２０４（日本油脂社製）を混合したものを用
い、スピンコートした。次いで、１００℃で５分間、２
５０℃で５分間、さらに３９０℃で１０分間加熱焼結し
た。実施例１〜４、及び比較例１〜４の結果を表２に示
す。

【００４４】

【表２】

【００４５】表２の結果から明らかなように、３８０℃
での溶融粘度３×１０⁵ポイズの高溶融粘度のＰＦＡを
用いた場合、従来の塗布後に燒結する方法によれば（比
較例１）、表面粗度（Ｒａ）が大きく、ピンホールの多
い弗素樹脂被覆物しか得ることができない。燒結温度を
４２０℃に上げると（比較例２）、表面粗度（Ｒａ）を
小さくすることができるが、ＰＦＡの分解が著しくな
る。

【００４６】３８０℃での溶融粘度が４×１０⁴ポイズ
のＰＦＡを用いた場合（比較例３）であっても、従来法
によれば、表面粗度（Ｒａ）を１μｍ以下にすることは
できない。３８０℃での溶融粘度が４×１０⁴ポイズの
ＰＦＡに、溶融粘度が１．５×１０⁴ポイズのＰＦＡを
ブレンドしたものを用いた場合（比較例４）には、従来
法によっても、表面粗度（Ｒａ）を１μｍ以下にするこ
とができるが、耐摩耗性が著しく低下する。これに対し
て、本発明の方法により得られた弗素樹脂被覆物（実施
例１〜４）は、表面粗度（Ｒａ）が０．５μｍ以下と小
さく、表面平滑性に優れていると共に、ピンホールがな
く、耐摩耗性も顕著に優れている。

【００４７】［実施例５］宇部興産社製ポリイミドワニ
ス（Ｕ−ワニス−Ｓ）に、平均粒子径１．５μｍの昭和
電工製ボロンナイトライド（ＵＨＰ−Ｓ１）を加え、撹
拌、脱泡を行い、固型分比１６容量％のフィラー入りワ
ニスを得た。このワニスを円柱金型上にディッピングに
より、一定厚に付着させた後、１００〜２００℃の段階
的加熱により溶媒除去を行った。次に、ポリイミド層の
上に、カーボンを３重量％配合したプライマー層をディ
ッピングにより形成し、その上に、ＰＦＡ（三井デュポ
ンフロロケミカル製、ＭＰ１０３、３８０℃での溶融粘
度３×１０⁵ポイズ、粒子径３０μｍ）９９．３重量％
とカーボンブラック０．７重量％を含有する弗素樹脂被
覆層をスクリーン印刷法により形成した。ポリイミド及
び弗素樹脂を３９０℃で焼成後、３１０℃で、クロムメ
ッキロール（Ｒａ＝０．１μｍ）でヒートロールした。
ロールしながら冷却後、金型を引き抜き定着用ベルトを
得た。この定着用ベルトの表面粗度（Ｒａ）は、０．５
μｍであり、定着に使用した場合、オフセットを生じな
かった。この定着用ベルトの熱伝導率は、０．２ｋｃａ
ｌ／ｍｈｒであり、実機装置耐久時間は、３０００時間
であった。

【００４８】［実施例６］弗素樹脂被覆層としてＭＰ１
０２（三井デュポンフロロケミカル社製ＰＦＡ、３８０
℃での溶融粘度４×１０⁴ポイズ、粒子径２５μｍ）を
含む層を形成すること、ヒートロール温度を３０５℃と
したこと以外は実施例５と同様にして、定着用ベルトを
作成した。この定着用ベルトの表面粗度（Ｒａ）は、
０．４μｍであり、定着に使用した場合、オフセットを
生じなかった。この定着用ベルトの熱伝導率は、０．２
ｋｃａｌ／ｍｈｒであり、実機装置耐久時間は、約１５
００時間であった。

【００４９】［実施例７］アルミニウム製の外径３０ｍｍφ、肉厚２ｍｍのローラ
の表面を切削加工により２μｍの表面粗さに仕上げ、洗
浄した後、約１０μｍの厚さでプライマー（タフコート
ＴＣＷ−８８０８、ダイキン社製）を塗布し、半乾燥状
態で、ＰＦＡ（三井デュポンフロロケミカル製、ＭＰ１
０３、３８０℃での溶融粘度３×１０⁵ポイズ、粒子径
３０μｍ）を粉体塗装した。これを２５０℃で１０分間
乾燥し、次いで、３９０℃で３０分間の焼成を行った
後、実施例５と同様にしてヒートロールし、ＰＦＡで被
覆された複写材用定着ローラを得た。この定着ローラの
表面粗度（Ｒａ）は、０．６μｍであり、定着に使用し
た場合、オフセットを生じなかった。実機装置耐久時間
は、約２０００時間であった。

【００５０】［実施例８］ＰＦＡとして、ＭＰ１０２
（三井デュポンフロロケミカル社製、３８０℃での溶融
粘度４×１０⁴ポイズ、粒子径２５μｍ）を用い、ロー
ル温度を３００℃としたこと以外は、実施例７と同様に
して、ＰＦＡで被覆された複写材用定着ローラを得た。
この定着用ベルトの表面粗度（Ｒａ）は、０．４μｍで
あり、定着に使用した場合、オフセットを生じなかっ
た。実機装置耐久時間は、約１５００時間であった。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、弗素樹脂として、高分
子量のＰＦＡを使用しているため、耐熱性、非粘着性、
耐摩耗性等に優れ、しかも加熱加圧処理により平滑性が
顕著に改善され、ピンホールの発生が抑制された弗素樹
脂被覆物を提供することができる。本発明の方法は、特
に、３８０℃での溶融粘度が３×１０⁵ポイズ以上のＰ
ＦＡの被覆に適している。加熱加圧により平滑にするた
め、弗素樹脂被覆層の研磨工程を省略または簡略化で
き、時間、樹脂が節約できる。

【００５２】本発明の弗素樹脂被覆物は、電子写真複写
機、ファクシミリ、プリンター等の定着ローラや定着用
ベルトに使用すると、オフセットを生じることなく、長
寿命化を達成することができる。また、従来と同等の耐
久性を維持するのに必要な弗素樹脂被覆層を薄肉化する
ことができるため、熱伝導性に優れた製品を得ることが
できる。必要な樹脂量が少ないことは、省資源と省エネ
ルギーの点でも効果的である。

【００５３】本発明の弗素樹脂被覆物を炊飯器内釜、ジ
ャーポット内釜等の内容器に使用した場合、洗浄による
磨減が少ないため、従来より製品寿命を長くすることが
できる。また、本発明の弗素樹脂被覆物は、薄肉化によ
り、熱伝導性を上げることができる。さらに、本発明の
弗素樹脂被覆物は、ピンホールがないため、金属容器を
腐食から効果的に防止することができる。本発明の弗素
樹脂被覆物は、表面が平滑であるため、高い非粘着性を
示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】基材上にＰＦＡ被覆層を形成した後、ホットプ
レスにより加熱加圧する方法を示す断面図である。

【図２】基材上にＰＦＡ被覆層を形成した後、ホットロ
ールにより加熱加圧する方法を示す断面図である。

【図３】円筒状基材上にＰＦＡ被覆層を形成した後、ホ
ットロールにより加熱加圧する方法を示す断面図であ
る。

【図４】複合板材基材上にＰＦＡ被覆層を形成した後、
複数枚重ねてホットプレスにより加熱加圧する方法を示
す断面図である。

【符号の説明】

１：アルミニウム基材２：ＰＦＡ被覆層３：ホットプレス４：ホットロール５：芯材６：ホットロール７：鏡面加工したステンレス板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西村昭大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者西雅也大阪府泉南郡熊取町大字野田950番地住友電気工業株式 (56)参考文献特開平５−309786（ＪＰ，Ａ) 実開平１−93426（ＪＰ，Ｕ) 工業用フィルム市場，シーエムシー, 1993年６月８日，第１刷，176−177 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基材上に弗素樹脂の塗膜からなる被覆層
が形成された弗素樹脂被覆物において、弗素樹脂が３８
０℃で測定した溶融粘度が４×１０⁴ポイズ以上のテト
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）であり、かつ、被覆層の表面粗
度（Ｒａ）が１μｍ以下であることを特徴とする弗素樹
脂被覆物。
【請求項２】弗素樹脂がフィラーを含有するＰＦＡで
ある請求項１記載の弗素樹脂被覆物。
【請求項３】基材上に、３８０℃で測定した溶融粘度
が４×１０⁴ポイズ以上のＰＦＡの塗膜からなる被覆層
を形成した後、得られた被覆物を、被覆層の面上から、
２６０℃以上の温度で、加圧面の表面粗度（Ｒａ）が１
μｍ以下の加圧装置により加圧することを特徴とする被
覆層の表面粗度（Ｒａ）が１μｍ以下の弗素樹脂被覆物
の製造方法。
【請求項４】基材上へのＰＦＡの塗膜からなる被覆層
の形成をスクリーン塗装法により行う請求項３記載の製
造方法。
【請求項５】２種類の金属板（ａ及びｂ）を接合した
複合板材からなる基材上に弗素樹脂の塗膜からなる被覆
層が形成された弗素樹脂被覆物の製造方法において、複
合板材を構成する２種類の金属板のうちの一方の金属板
（ａ）上に、３８０℃での溶融粘度が４×１０⁴ポイズ
以上のＰＦＡの塗膜からなる被覆層を形成した後、得ら
れた被覆金属板（ａ）の被覆層とは反対側の銅メッキ面
上に他方の金属板（ｂ）の銅メッキ面を重ね、次いで、
被覆層の面上から、２６０℃以上の温度で、加圧面の表
面粗度（Ｒａ）が１μｍ以下の加圧装置により加圧し
て、被覆層の表面粗度（Ｒａ）を１μｍ以下にすると同
時に、２種類の金属板を接合することを特徴とする弗素
樹脂被覆物の製造方法。