JP5629465B2 - プライマ層およびオーバーコートとしてフルオロポリマー粉末塗料を被着させる方法 - Google Patents
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Description
プライマとオーバーコートの両方の中で用いられるフルオロポリマーは溶融流動性である。溶融粘度は、典型的には102〜約106Pa・sの範囲である。一実施形態において、溶融粘度は、米国特許第4,380,618号明細書に記載されたように修正されたASTM D−1238およびコポリマーに応じてASTM D−2116またはD−3307の方法によって372℃で測定して、103〜105Pa・sの範囲である。こうした溶融流動性フルオロポリマーの例には、テトラフルオロエチレン(TFE)と、TFEホモポリマーの融点より実質的に下に、コポリマーの融点を下げるのに十分な量でポリマー中に存在する少なくとも1種のフッ素化共重合性モノマー(コモノマー)、例えば、315℃以下の溶融温度に下げるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)とのコポリマーが挙げられる。
本発明において用いられるプライマ粉末塗料は、テトラフルオロエチレン/パーフルオロオレフィンコポリマーに加えて、耐高温性の非溶融加工性結合剤を更に含有する。プライマ粉末は、フルオロポリマーと非溶融加工性結合剤の総合重量を基準にして35〜90重量%の非溶融加工性結合剤を含有してもよい。結合剤は、基材にフルオロポリマーを接着させるためのノンスティック仕上剤で用いるため、および膜形成性のために周知されている。結合剤は、一般に非フッ素含有結合剤であるが、フルオロポリマーに接着する。非溶融加工性結合剤は溶融流れ挙動を示さず、単独で用いるとき、良好な膜形成特性をもたない。非溶融加工性結合剤には、ポリイミド(PI)、ポリベンズイミダゾール(PBI)、ポリアミドイミド(PAI)および液晶ポリマー(LCP)が挙げられる。これらの非溶融加工性結合剤のすべては、250℃を超える持続使用温度を有することが可能である。
プライマ粉末塗料は、テトラフルオロエチレン/パーフルオロオレフィンコポリマーおよび非溶融加工性結合剤に加えて、溶融加工性結合剤を更に含有してもよい。溶融加工性結合剤成分は、溶融に至るまで加熱すると膜形成性であるポリマーを含み、熱的に安定であり、高い持続温度使用を有する。溶融加工性結合剤は以下の1つ以上を含む。すなわち、(1)ガラス転移温度約230℃および持続温度使用約170℃〜190℃の非晶質熱可塑性ポリマーであるポリエーテルスルホン(PES)および(2)溶融温度約280℃および持続温度使用約200℃〜240℃の部分結晶質ポリマーであるポリフェニレンスルフィド(PPS)および(3)ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)およびポリエーテルケトン(PEK)などのポリアリーレンエーテルケトンである。ポリアリーレンエーテルケトンは少なくとも250℃で熱的に安定であり、少なくとも300℃の温度で溶融し、米国特許第3,065,205号明細書、米国特許第3,441,538号明細書、米国特許第3,442,857号明細書、米国特許第5,357,040号明細書、米国特許第5,131,827号明細書、米国特許第4,578,427号明細書の1つまたは複数において開示されている。上でリストされたポリマー結合剤のすべては、持続使用範囲内の温度およびそれより低い温度で熱的に安定であるとともに寸法的に安定であり、そして、それらは耐磨耗性である。これらのポリマーは汚れていない金属表面にもよく接着する。
フルオロポリマーおよび結合剤に加えて、プライマ粉末およびオーバーコート粉末は、無機充填剤、膜硬化剤、顔料、安定剤および他の添加剤を含んでもよい。適する充填剤および膜硬化剤の例には、ケイ素、ジルコニウム、タンタル、チタン、タングステン、ホウ素およびアルミニウムの無機酸化物、窒化物、ホウ化物および炭化物ならびにガラスフレーク、ガラスビーズ、ガラス繊維、ケイ酸アルミニウムまたはケイ酸ジルコニウム、マイカ、金属フレーク、金属繊維、微細セラミック粉末、二酸化ケイ素、二酸化チタン、硫酸バリウム、タルク、カーボンブラックなど、ならびにポリアミド、ポリエステルおよびポリイミドの合成繊維が挙げられる。一実施形態において、プライマ粉末は、フルオロポリマー、結合剤および充填剤の総合重量を基準にして10〜20重量%の無機充填剤を含む。
テトラフルオロエチレン/パーフルオロオレフィンコポリマーおよび非溶融加工性結合剤、ならびに任意に他のフルオロポリマー、溶融加工性結合剤および上述した他の添加剤を含有するプライマ粉末は、個々の成分の粉末をブレンドする従来の機械的方法を用いて製造してもよい。
プライマ粉末およびオーバーコート粉末は、必要に応じて適する界面活性剤または粘度調整剤入りの適する液体に乾燥粉末を懸濁させ、湿式被覆技術によって組成物を沈着させることにより基材に被着させることが可能である。一実施形態において、粉末塗料は、周知の従来の技術、例えば、ホットフロッキング、静電吹付、静電流動層およびロトライニングなどによって乾燥状態で沈着する。より特定の実施形態において、摩擦電気吹付またはコロナ吹付などの静電吹付が用いられる。
付着強さ粘着力試験
4.0インチ×12.0インチ(10.1cm×30.5cm)のステンレス鋼をアセトンによるリンスにより清浄化する。パネルはグリットブラスト表面を有する。実施例の各々における説明によりパネルを被覆する。以下で詳述する付着強さ粘着力試験にパネルを供する。
以下の実施例において特に指定がない限り、分散液の濃度は固体および液体の総合重量を基準にして重量%である。分散液の固体含有率は重力測定で決定され、固体および液体の総合重量を基準にして重量%で記載される。
TORLON Al−10としてSolvay Advanced Polymersから市販されているポリアミドイミド(PAI)。
ポリフェニレンスルフィド(PPS)は、「Ryton」PR11−10としてChevron Phillips Chemical Companyから市販されている。
マイカは、AfflairのグレードとしてEMD Chemicalsから市販されている。
噴霧乾燥を用いてFEP/PAIプライマ粉末を調製した。脱イオン水、界面活性剤(Silwet L−77)、FEPおよびPAIを用いた。APVパイロットサイズ噴霧乾燥機を起動し、300℃の入口空気温度に予熱し、DI水を噴霧乾燥機にフィードして115℃の出口温度を維持する。噴霧乾燥機へのフィードをDI水からFEP混合物に変える。混合物のためのポンプ速度を調節して、噴霧乾燥機の出口温度を115℃に保つ。噴霧乾燥機内で、水を高温空気ストリームの中で蒸発させ、得られた粉末を、サイクロン分離器を通して集める。
実施例1においてFEP/PAI粉末に関して記載された噴霧乾燥を用いてFEP/PAI/PPSプライマ粉末を調製した。
Claims (5)
- 基材上に離型表面を形成する方法であって、
(a)テトラフルオロエチレン/パーフルオロオレフィンコポリマーと液晶ポリマーである非溶融加工性結合剤とを含むプライマ粉末を基材上に塗布してプライマ層を形成する工程と、
(b)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)コポリマーを含むオーバーコート粉末をプライマ層上に塗布してオーバーコート層を形成する工程と、
(c)プライマ粉末とオーバーコート粉末の両方を塗布した後、基材を焼き付ける工程と
を含む方法。 - パーフルオロオレフィンがヘキサフルオロプロピレンを含む請求項1に記載の方法。
- パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)がパーフルオロ(プロプルビニルエーテル)を含む請求項1に記載の方法。
- プライマ粉末が無機充填剤を更に含む請求項1に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法によって形成される基材上の離型被膜。
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