JPH0312268A

JPH0312268A - フツ素樹脂被覆方法

Info

Publication number: JPH0312268A
Application number: JP14573489A
Authority: JP
Inventors: Tadanori Domoto; 忠憲道本; Eiji Takahata; 高畠　栄治; Takemasa Uemura; 植村　剛正; Masao Nakamura; 正雄中村; Chiaki Harada; 千秋原田
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1989-06-07
Publication date: 1991-01-21
Anticipated expiration: 2013-03-30
Also published as: JP2733310B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、フッ素樹脂を用いた被覆方法に関するもの
である。

〔従来の技術〕

フッ素樹脂は、低摩擦性、非粘着性、耐薬品性、耐熱性
等の特性に優れていることから、家庭用（例えばアイロ
ンの底面、フライパンの内側表面等）９食品工業、電気
工業２機械工業等広い用途に使用されている。しかし、
上記特性のなかの非粘着性は、フッ素樹脂が、あらゆる
基材との接着性に乏しいということを意味し、このため
、例えば金属等の基材表面をフッ素樹脂で被覆する場合
には、■基材の被覆表面に特殊な前処理を行う、■フッ
素樹脂に接着性を付与する等の方法が行われている。特
に上記■の方法において、従来から、基材との接着強度
の向上を目的とする種々のフツ素樹脂被覆用プライマー
が提案されており、なかでもポリアミド酸およびその塩
を接着助剤とした下塗り組成物が知られている。このよ
うな下塗り組成物を、水を分散媒とする水性型にしたも
のがよく知られている（特開昭５２−１３５３２号参照
）。上記下塗り組成物は、上記接着助剤としてポリアミ
ド酸のアミン塩を有機溶媒に溶解させ、これをフッ素樹
脂とともに水に分散させたものである。このものは、焼
成により塗膜中にポリアミドイミド樹脂またはポリイミ
ド樹脂を生成する組成物を、従来の溶剤型から水性媒体
型に転換したものとして意義がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記下塗り組成物としての水性媒体型組
成物は、フッ素樹脂以外に、ポリアミド酸等異質の物質
が混合されているため、分散性に劣り、形成されるフッ
素樹脂の塗膜が不均一であったり、塗膜の緻密性ならび
に密着性に劣るという問題を有している。そして、上記
下塗り組成物からなる塗膜の密着性は、その塗膜の上に
形成される上塗りのフッ素樹脂塗膜に機能性を持たせる
目的で充填剤を添加すると顕著に低下する。このように
、従来はフッ素樹脂塗膜を基材に強固に密着させうるこ
とか困難であった。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、基
材に対してフッ素樹脂を強固に密着させることができる
とともに、均一な塗膜を形成することのできるフッ素樹
脂被覆方法の提供をその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明のフッ素樹脂被覆
方法は、基材表面に、イミド化されていない部分を含む
ポリイミド樹脂層を予め形成し、その樹脂層の上にフッ
素樹脂を塗布して上塗り層を形成し、ついで焼成し、上
記ポリイミド樹脂層のイミド化率の向上と上塗り層の硬
化とを同時に行うという構成をとる。

〔作用〕

すなわち、本発明者らは、上記の目的を達成するため、
一連の研究を行った。その結果、基材表面にポリアミド
酸溶液をプライマー組成物として予め塗布してイミド化
されていない部分を含むポリイミド樹脂層を形成し、つ
いでそのポリイミド樹脂層の上にフッ素樹脂を塗工して
上塗り層を形成し、つぎに焼成することにより、ポリイ
ミド樹脂層のイミド化率を高めると同時に上塗り層であ
るフッ素樹脂層を硬化させることが有効であることを見
いだした。この方法によれば、ポリアミド酸はそれのみ
の有機溶媒として塗布されるため均一で緻密性に冨み良
好な密着性を有する下塗り層となり、かつフッ素樹脂上
塗り層の硬化が下塗り層のイミド化と同時に行われるこ
とから、フッ素樹脂上塗り層が下塗り層に強固に密着す
るようになる。この密着性は、フッ素樹脂上塗り層に機
能性を付与する目的で充填剤等を添加しても損なわれな
い。

この発明のフッ素樹脂被覆方法には、ポリアミド酸溶液
と、フッ素樹脂とが用いられる。

上記ポリアミド酸溶液は、基材表面をフッ素樹脂で被覆
する際に用いるプライマー組成物で、イミド化によりフ
ッ素樹脂と同等またはそれ以上の耐熱性を有するものを
用いるのが好適であり、例えば下記の一般式（１）また
はＮｕ）で表されるものが用いられる。

そして、上記ポリアミド酸溶液の溶媒としては、Ｎ−メ
チルピロリドン、ジメチルホルムアミドジメチルアセト
アミドおよびジメチルスルホキシド等があげられる。

上記フッ素樹脂としては、例えばテトラフルオロエチレ
ンの単重合体の他、テトラフルオロエチレンとへキサフ
ルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、パー
フルオロアルキルビニルエーテル等との共重合体、ポリ
クロロトリフルオロエチレンあるいはこれらの混合物等
があげられる、また、上記フッ素樹脂を塗工する際の形
態としては、特に限定するものではなく、粉末状１粒状
、水性分散液、有機性分散液、オルガノゾル、オルガノ
ゾルの水中エマルジョン等いずれの形態でもよい。

さらに、上記フッ素樹脂に機能性を持たせるために、各
種の充填剤を配合することができる。例えば、着色のた
めの顔料、圧縮に対する強度の向上、耐摩耗性の改良、
帯電防止等のために、ガラス粉末、金属粉末、金属酸化
物、カーボンブラック、グラファイト等が用いられる。

この発明のフッ素樹脂被覆方法は、上記組成物を用いて
例えばつぎのようにして行われる。すなわち、基材表面
にポリアミド酸溶液を塗布して、イミド化されていない
部分を含むポリイミド樹脂層を形成する。つぎに、上記
ポリイミド樹脂層の上にフッ素樹脂を塗工して上塗り層
を形成し、ついで所定の温度で焼成することにより上記
ポリイミド樹脂層のイミド化率の向上と上塗り層のフッ
素樹脂の硬化とを同時にすることにより行われる。

このように、上記フッ素樹脂被覆方法は、基材表面にポ
リアミド酸溶液を塗布してイミド化されていない部分を
含むポリイミド樹脂層を形成し、その樹脂層の上にフッ
素樹脂を塗工して上塗り層を形成する。ついで、焼成し
て上記ポリイミド樹脂層のイミド化率の向上と上塗り層
のフッ素樹脂の硬化とを同時に行うことによりフッ素樹
脂の被覆を行うものである。このように、基材とフッ素
樹脂との間にポリイミド樹脂層を介し、このポリイミド
樹脂のイミド化率を調整することにより基材表面をフッ
素樹脂塗膜で被覆するため、得られるフッ素樹脂塗膜は
、強固に密着され、さらに均一なものである。

上記イミド化されていない部分を含むポリイミド樹脂層
としては、イミド化率２０％以下のものが好ましい。

なお、上記イミド化されていない部分を含むポリイミド
樹脂層の形成方法としては、常圧下もしくは減圧下で、
例えば低温により乾燥することでポリアミド酸中の溶媒
を除去することにより形成する方法があげられる。上記
減圧下の場合、２０ｍｍ　Ｈｇ以下の減圧下、温度８０
〜１００″Ｃで乾燥を行うのが好適である。また、他の
形成方法として、ポリアミド酸溶液を基材に塗布して１
００〜１５０°Ｃで３０〜１２０分間加熱乾燥して皮膜
を形成し、この皮膜をピリジンと無水酢酸のベンゼン溶
液等に浸漬して脱溶媒とイミド化反応を行う形成方法が
あげられる。

上記基材としては、特に限定するものではなく、例えば
金属、ガラス、Ｐ４器、超耐熱性プラスチック等いかな
る材質および形状のものでもよい。

また、上記ポリアミド酸溶液により形成されるポリイミ
ド樹脂との接着性を向上させるために、基材のポリアミ
ド酸溶液塗布面に、サンドブラストショットプラストゲ
リットブラスト、ホーニング、ペーパースクラッチ、ワ
イヤースクラッチへアーライン処理、化学エツチング等
の表面処理を施してもよい。

また、ポリアミド酸溶液およびフッ素樹脂の塗工方法と
しては、スプレー法、浸漬法、静電塗装フローコート等
の通常の塗工方法があげられる。

そして、上記焼成温度は、使用するフッ素樹脂の種類に
より適宜設定され、例えばフッ素樹脂としてポリテトラ
フルオロエチレンおよびテトラフルオロエチレンを主体
とする共重合体を用いる場合は、通常、３４０〜４２０
°Ｃ１好ましくは３６０〜４００°Ｃである。

なお、上記ポリイミド樹脂層の厚みは、１０μ−以下に
なるように形成するのが好ましい。

〔発明の効果〕

この発明のフッ素樹脂被覆方法は、以上のようにしてフ
ッ素樹脂被覆を行うため、形成されるフッ素樹脂塗膜は
基材に対して強固に密着している。そして、その塗膜は
、均一で緻密になる。また、上記塗膜の密着性は、フッ
素樹脂塗膜に機能性を持たせる目的で充填剤等を配合し
ても損なわれることがない。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

〔実施例１〕無水ピロメリット酸とジアミノジフェニルエーテルから
なる５％ポリアミド酸のＮ−メチルピロリドン溶液を、
厚み５０μｍのポリイミドフィルムに塗布厚みが５μｍ
（乾燥後）になるようにスプレーで塗布した。そして、
これを１０ｍｍＨｇの減圧下９０°Ｃで３０分間乾燥を
行った。このときのポリアミド酸のイミド化率は５％で
あった。つぎに、このポリアミド酸塗布表面に５％のグ
ラファイトを含む四フッ化エチレンーパーフロロアルキ
ルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）ディスバージョ
ンを、塗布厚み１０μｍ　（乾燥後）になるようにスプ
レーで塗布し、１００″Ｃで３０分間乾燥し、さらに４
００°Ｃで３０分間焼成した。このようにして、フッ素
樹脂塗膜を形成した。この塗膜は均一であり、かつこの
ときの鉛筆硬度は２Ｈであった。

〔実施例２〕塗布されたポリアミド酸の乾燥条件を大気圧下１４０″
Ｃで３０分に変えた。そのときのポリアミド酸のイミド
化率は２０％であった。それ以外は実施例１と同様にし
てフッ素樹脂塗膜を形成した、この塗膜は均一であり、
かつこのときの鉛筆硬度はＩ（であった。

〔実施例３〕塗布されたポリアミド酸の乾燥条件を大気圧下ｔ　ｓ　
ｏ　”ｃで３０分に変えた。そのときのポリアミド酸の
イミド化率は５０％であった。それ以外は実施例１と同
様にしてフッ素樹脂塗膜を形成した。この塗膜は均一で
あり、かつこのときの鉛筆硬度はＦであった。

〔実施例４〕塗布されたポリアミド酸の乾燥条件を大気圧下３００°
Ｃで３０分に変えた。そのときのポリアミド酸のイミド
化率は９５％であった。それ以外は実施例１と同様にし
てフッ素樹脂塗膜を形成した。この塗膜は均一であり、
かつこのときの鉛筆硬度は６Ｂであった。

〔比較例１〕厚み５０μｍのポリイミドフィルムに、５％グラファイ
トを含むＰＦＡディスバージョンを塗布厚み１０μ罹　
（乾燥後）になるようにスプレーで塗布したのち、１０
０°Ｃで３０分間乾燥し、ついで４００°Ｃで３０分間
焼成した。このようにして、フッ素樹脂塗膜を形成した
。この塗膜の鉛筆硬度は６Ｂ以下であり、かつポリイミ
ドフィルムとの密着性もよくなかった。

〔比較例２〕厚み５０μ閣のポリイミドフィルムに塗布厚みが５μｍ
（乾燥後）になるように市販のフッ素樹脂塗料用ブライ
マー（ポリアミド酸アミン塩を有機溶媒に溶融してなる
液体等をフッ素樹脂水性分散液に分散させたもの）をス
プレーで塗布した。

そして、これを１００°Ｃで５分間乾燥を行った。

つぎに、このポリアミド酸溶液塗布表面に５％のグラフ
ァイトを含むＰＦＡディスバージョンを、塗布厚み１０
μｍ（乾燥後）になるようにスプレーで塗布し、ｌＯＯ
″Ｃで３０分間乾燥し、さらに４００　’Ｃで３０分間
焼成した。このようにして、フッ素樹脂塗膜を形成した
。この塗膜の鉛筆硬度はＨ−ＨＢとばらつきがあった。

上記の結果から、実施例品は、均一で緻密なフッ素樹脂
塗膜が形成されており、優れた塗膜信鯨性を存している
ことがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基材表面に、イミド化されていない部分を含むポ
リイミド樹脂層を予め形成し、その樹脂層の上にフッ素
樹脂を塗布して上塗り層を形成し、ついで焼成し、上記
ポリイミド樹脂層のイミド化率の向上と上塗り層の硬化
とを同時に行うことを特徴とするフッ素樹脂被覆方法。
（２）イミド化されていない部分を含むポリイミド樹脂
層の形成が、基材表面にポリアミド酸溶液を塗布して常
圧下もしくは減圧下でポリアミド酸溶液中の溶媒を除去
することにより行われる請求項（１）記載のフッ素樹脂
被覆方法。
（３）イミド化されていない部分を含むポリイミド樹脂
層の形成が、基材表面にポリアミド酸溶液を塗布して酸
を接触させることにより行われる請求項（１）記載のフ
ッ素樹脂被覆方法。
（４）イミド化されていない部分を含むポリイミド樹脂
層が、イミド化率２０％以下のものである請求項（１）
ないし（３）のいずれか一項に記載のフッ素樹脂被覆方
法。