JPH05509036A - 濃度勾配のためのｐｔｆｅとｐｆａ又はｆｅｐを有する非粘着性コーティング系 - Google Patents

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】 本発明は、粘着を最小にする例えば料理器具のためのコーティング系に関する。

更に特定的には、本発明は、滑らかな未処理支持体（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）上に 直接使用することができそしてコーティング内に濃度勾配を与える、多層コーテ ィング系に関する。

一般に、当業界では、金属又はガラス支持体は、第１のコーティング層が施され る前に成る手段により粗面化され、それにより支持体上にコーティングを保持す るのに機械的結合が化学的接着手段を助ける。典型的な粗面化手段には、酸エツ チング、サンドプラスチング、グリッドプラスチング（ｇｒｉｔ−ｂｌａｓｔｉ ｎｇ）及びガラス、セラミック又はエナメルの粗い層を支持体上に焼き付けるこ とが含まれる。支持体への非粘着性コーティングの接着の問題は、コーティング の性質により一層悪化する。コーティングを剥離（くっつかないこと）（ｒｅｌ ｅａｓｅ）について最適化して、料理後に容易に掃除ができるように又は耐久性 とするために、食品粒子がコーティングに粘着するのを防止するか、又は低摩擦 滑り接触を容易にするためには、殆ど定義により、コーティングを支持体に十分 接着性とするのに困難があるであろう。

ラミックであることができる。支持体は、マイクロ波オーブン料理器具用のプラ スチックであることすらあり、又は支持体は炭素鋼から作られたのこぎりのよう な工業的物品であることがある。支持体又は用途が何であれ、支持体を粗面化し てコーティングを接着性とすることが必要ならば、そのために少なくともコスト が加わりそしてコーティングを突き出すか又はコーティングをとおしてそれとわ かる粗いプロフィルを創り出すことを含む他の困難を生じつる。これは、特に、 のこぎり、スチームアイロン及び複写機ロール用のような滑らかさがめられる場 合には望ましくない。エツチング剤物質を処分する環境コストが問題となること がある。ときには、特に、ガラス及びセラミック支持体の場合は、それは支持体 の許容できない弱さ又は脆弱さを引き起こすこともある。

支持体への非粘着性コーティングの接着を高める手段は、下記の特許に説明され ている。

米国特許第４，０４９．８６３号−バシリウ（Ｖａｓｓｉｌｉｏｕ）（１９７７ ）は、他の構成成分と共に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような フルオロポリマー、コロイドシリカ及びポリアミドイミド（ＦＡＩ）を含有する プライマーを教示している。このプライマーは、好ましくはグリッドプラスチン グ、金属又は金属酸化物の溶射又はフリットコーティングにより予備処理される 支持体に、又はリン酸塩処理され（ｐｈｏｓｐｈａｔｅｄ）又はクロム酸塩処理 された（ｃｈｒｏｍａｔｅｄ）金属に、種々の方法により施される。ＰＴＦＥ： 　ＦＡＩ比は１：９であることができる。プライマーコートは、通常、約２−１ ５ミクロン（μｍ）の乾燥フィルム厚さくＤＦＴ）となるように施さ百分率及び 割合は特記する場合を除いては重量による）。

米国特許第４．０８７．３９４号−コンカノン（Ｃｏｎｃａｎｎｏｎ）（１９８ ７）は、５−１００％テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）と９５−０％へキサフ ルオロプロピレン（ＨＦＰ）から作られたフッ素化エチレン−プロピレン（Ｆ　 Ｅ　Ｐ）のホモポリマー又はコポリマー２０−８０％とＦＡＩであることができ るフィルム形成性ポリマー８０−２０％から成るフルオロポリマーの水性濃度勾 配コーティングを開示している。

このコーティングは、アルミニウムシート又は種々の支持体上に噴霧することに より施される。他の適用方法も述べられている。支持体の調製については何ら言 及されていない。ＰＴＦＥ及びＦＥＰは連続体として処理されているけれども、 ５０％ＰＴＦＥ、５０％ＦＥＰのようなブレンドを使用するという示唆はない。

ティースゼン（Ｔｉｅｓｚｅｎ）に対する米国特許第３．　９２８．　６７５号 及び第３．８５７．８５２号は、コーティング中に、ポリフェニレンスルフィド （ＰＰＳ）のようなポリアリーレンスルフィドと共に高粘度（＞１０ＩＯ）及び 低粘度（１０４ポイズ）（１０’及び１０’Ｐａ５ｅｃ）ＰＴＦＥの使用を教示 している。

発明の要約 本発明は、成る態様においては、プライマーと、トップコートと、随意に該プラ イマーと該トップコートとの間の１つ又はそれより多くの中間コートとを含んで 成る多層非粘着コーティングを有する支持体を含んで成るコーティング系であっ て、 該支持体がコーティングの接着を妨害する汚染物を含まないことと、液の形態で 支持体に施され、該パーフルオロカーボン樹脂は、少なくとも約１０１・ポイズ の溶融粘度を有するポリテトラフルオロエチレンである第１樹脂５０−９０重量 ％と、パーフルオロアルキルビニルエーテル、好ましくはパーフルオロプロピル ビニルエーテルとテトラフルオロエチレンとの、１０３乃至１０５ポイズの範囲 の溶融粘度を有するパーフッ素化コポリマー（ＰＦＡ）である第２樹脂５０−１ ０％を含んで成り、そして該トップコート及びいかなる中間コートも、パーフル オロカーボン樹脂を含んで成る、 ことを特徴とするコーティング系を提供する。

詳細な説明 本発明は、支持体の粗面化を回避することにより低コストを可能とするのみなら ず、料理器具上の剥離（ｒｅｌｅａｓｅ）及びスチームアイロン底プレート上で の滑り効果について有利である滑らかなコーティングされた表面も可能とする。

本発明はまた、コーティングされた複写機ロール表面のコストのかかる磨き仕上 げの排除及びコイルコーティング及びローラー塗り技術による分散液ＰＴＦＥコ ーティングの塗布も可能とする。

本発明の種々の態様は、プライマー又はトップコート中において、異なった溶融 粘度を有する少なくとも２つのＰＴＦＥ樹脂を使用することを含む。一対の樹脂 は、相対的に高い溶融粘度の樹脂及び低い溶融粘度の樹脂を有する。他は、相対 的に低い溶融粘度の樹脂と更に一層低い溶融粘度の樹脂を有する。

すべてのタイプの金属支持体、特に滑らかな金属への高溶融粘度フルオロポリマ ーコーティングの接着は、プライマー中の化学的に誘発された層化（ｓｔｒａｔ ｉｆｉｃａｔｉｏｎ）又は濃度勾配の形成により有意に改良されうる。

ＩＱＩＩボイズ（１０”Ｐａ５ｅｃ）の高いＭＶを有するＰＴＦＥ及びポリアミ ドイミド又はポリフェニレンスルフィドのようなポリマー結合剤から成るプライ マー系に、１０”−１０”ボイズ（１０”−１０’Ｐａ５ｅｃ）の範囲の低い溶 融粘度（ＭＶ）を有するパーフルオロカーボンポリマーを添加すると、フルオロ ポリマーが支持体界面から離れるにつれて層化して、ポリマー結合剤が支持体界 面においてより高い濃度及び硬化度を得ることを可能にし、それにより改良され た接着力をもたらす相乗効果が得られる。この層化を達成するのに必要な硬化温 度は、フルオロポリマーの選択により改変することができる。

パーフルオロポリマーの溶融粘度は、ガンガル（Ｇａｎｇａｌ）等米国特許第４ ．６３６．５４９号（１９８７）の方法のような公知の方法により測定すること ができる。第４１１，２５−６３行参照。

接着を妨害する可能性のあるグリース及び他の汚染物を除去するために洗浄する ことによってのみ処理された滑らかな支持体上の本発明のコーティングの使用に より、本発明のコーティング系は、良好な食品剥離、及び多重ボールペンシャフ トが調理試験中フライパンの内側の回りを回転している重みのあるホールグー（ ｗｅｉｇｈｔｅｄ　ｈｏｌｄｅｒ）が関与する“タイガーパウ”　（ｔｉｇｅｒ 　ｐａｗ）酷使料理試験のような通常の耐久性試験に対する良好な抵抗を与える 。この試験は、一般に、米国特許第４，２５２，８５９号−コンヵノン及びバリ ー（Ｖａｒｙ）（１９８１）、第２ＷＡ、１４−２４行に記載されている。

剥離コーティングの接着を高めるための表面の典型的な先行技術による調製は、 エツチング又はサンドプラスチングもしくはグリッドプラス表面粗さ試験器を使 用して平均マイクロインチで測定される。洗浄してグリース及び汚染物を除去し た後の典型的な圧延されたアルミニウム上のプロフィルは１６−２４マイクロイ ンチ（，６−０，９６μｍ）である。鋼上のプロフィルは、より広（変わるが、 典型的には５０マイクロインチ（２μｍ）より小さい。鋼及びアルミニウムの両 方に、ｔｌ１Ｍコーティングが施される前に、プロフィルは、典型的には、１０ ０マイクロインチ（４μｍ）以上に増加させられ、好ましくは成る用途のアルミ ニウム支持体ては、１８０−２２０マイクロインチ（７，２−８，８μｍ）に増 加させられる。かくして、本発明は、１００マイクロインチより小さい、好まし くは５０マイクロインチより小さい（４μｍより小さい、好ましくは２μｍより 小さい）プロフィルを有する鋼又はアルミニウム支持体に関して特に有用である 。

同様な効果は、低いＭＶ（少なくとも１０・−１０’Ｐａ５ｅｃ）ＰＴＦｌ、更 に低いＭｖ（１０３乃至１０５ボイズ又は１０２乃至１０４ＭＰａ５ｅｃ）ＰＴ ＦＥと共に使用して達成することができる。層化を達成するために、２つのＰＴ ＦＥの溶融粘度において少な（とも１０２ボイズの差があることが望ましい。

本発明のプライマーは、先行技術で知られている種々の方法で粗面化した支持体 に使用してこのようなアンダーコートなしの場合より良好ですらあるコーティン グ系を製造することもできる。これは、改良された化学的接着を機械的効果と組 み合わせて、優れた生成物を製造することができる。

下記の実施例において、ポリアミドイミド、コロイドシリカ及び分散特許第４． ２５３．８５９号−コンカノン及びバリー（１９８１）に開示されているＰＦＡ であるが、２−４Ｘ１０’ポイズ、の溶融粘度を有しており、好ましくは微粉砕 した粉末又は分散液の乾燥した形態にあり、いずれも２０−２５μｍの範囲の平 均粒径を有している。そしてウルトラマリンブルーは、米国特許第４．４２５． ４４８号−コンカノン及びルンメル（１９８４）のそれである。

下記の実施例及び試験データは、フルオロポリマートップコートのためのプライ マーとして使用されるときのこの改良された接着力を示す。

フルオロポリマーは水中の６０％分散液として与えられる。通常の如く、分散液 の固形分含有率を表に示す。組成物は、当業界では普通の技術によりブレンドさ れ、次いで滑らかな脱グリースされたアルミニウム支持体に噴霧により塗布され る。

組成：４０％Ｆ　Ｅ　Ｐ／６０％ＰＴＦＥプライマー重量％ ０、　００７　酸化亜鉛 ０．０５０　”アフレアー（Ａｆ　ｆ　１ａｉｒ）１５３チタニアコーテツドマ イカ、　イー・エム・インダストリーより ６．４９７　ウルトラマリンブルー顔料６．７５０　”Ｔ−３０”ＰＴＦＥｌ　 デュポンより（１９７２“ルドックス（Ｌｕｄｏｘ）ＡＭ−コロイドシリカ、デ ュポンより ４．１５３　−ＴＥ９０７５”ＦＥＰ、デュポンより４．６４１　Ａｌ−１０ポ リアミドイミド樹脂、アモコよ６７．６２８　脱イオン水 ０．６３０　″トリトンＸ−１００”オクチルフェノールポリエーテルアルコー ル非イオン性界面活性剤、ロームアンドハースより ０．６５５　ジエチルエタノールアミン１、　３０９　１−リエチルアミン １００．００合計 ０．７９０　“７７１／７−　（Ａｆ　ｆ　１ａｉｒ）１５３”０、　３８９　 チャンネルブラック顔料０．１７２　ウルトラマリンブルー顔料０．１．９５　 ケイ酸アルミニウム ４０．７０４　“Ｔ−３０°ＰＴＦＥ ０．４４２　オクタン酸セリウム ０、　０５４　ポリナフタレンスルホン酸ナトリウム１、　８３４　ジエチレン グリコールモノブチルエーテル０．９２８　オレイン酸 ２、　２４６　炭化水素溶媒 ２．９１４　“トリトンＸ−Ｚｏｏ” １２．０８０　メチルメタクリレートのターポリマー３９重量部／エチルアクリ レート５７重量部／メタクリル酸４部のアクリルラテックス、水中４０％固形分 での分散液、０．２ｓｍ平均粒径１００．００　合計 適用 この系は、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ及びポリアミドイミドのプライマーから成り、これ は洗浄されて油及び汚物汚染物を除去された金属表面に５５−１Ｏｓ乾燥フィル ム厚さくＤＦＴ）で適用され、空気乾燥され、単一（１５−１７，５ｓｍＤＦＴ ）又は各々厚さ１２．５−１７．５ｓｍＤＦＴの多重トップコートされ、これら は表２に示された組成と同様な組成を有している。フィルムを１５０℃で１０分 間焼き付け、続いて４１５℃以上で最小３分間の高温焼き付けを行った。

試験 種々の条件下に硬化された、滑らかな脱グリースされた１２ゲージのアルミニウ ム支持体上に単一層コーティングを施した後、コーティングされた支持体を沸騰 水中に２０分間浸漬した。コーティングを支持体のところまで切り、次いで指の 爪でコーティングを引きはがす（ｐｕｌｌｂ　ａ　ｃ　ｋ）ことを試みる。下記 の表において、Ｐは、コーティングがゆるくならなかったこ’ｈ示し、Ｆはそれ が少なくとも１ｃｍ引きはがされることを示す。

表３ 滑らかなアルミニウムに対する指爪で評価した接着力硬化（温度℃／時間−分） Ｐ　Ｐ　Ｐ ＦＥＰがない場合の試験は、このコーティングの破損をもたらした。

２つの異なる割合のＦＥＰとＰＴＦＥを、滑らかなアルミニウム料理器具のトッ プコートと共にプライマーとして使用し、これを上記のようなタイガーバウ試験 に付した。コーティング劣化により決定される５のＷ価までの標準料理サイクル の数が記録され、そして対照として試験したグリッドプラスチングした支持体上 の市販のコーティングの比較することができる値の百分率と共に下記に示す。結 果は、多くの良好な商業的製品より良好であった。

煮Ｉ ＦＥＰ／ＰＴＦＥプライマーの料理性能４０％ＦＥＰ／　１．０−１．１　８０ −１２０　９５　１１４６０％ＰＴＦＥ ３０％ＦＥＰ／　１．０−１．１　８０−１２０　１０３　１２４７０％ＰＴＦ Ｅ 実施例２　：　ＦＥＰ／ＰＴＦＥ−多重コート系牽１゜ 組成：４０％Ｆ　Ｅ　Ｐ／６０％ＰＴＦＥプライマー買員蔑 ０．００７　酸化亜鉛 ０、　０５０　“アフレアー１５３”チタニアコーテッドマイカ、イー・エム・ インダストリーズから、６．４９７　ウルトラマリンブルー顔料６、７５０　“ Ｔ−３０”ＰＴＦＥ、デュポンから０．９７２　“ルドックスＡＭ”コロイドシ リカ、デュポンから ４、　１５３　“ＴＦ９０７５”ＦＥＰ、デュポンから４．６４１　Ａｌ−１０ ポリアミドイミド樹脂、アモコから ６７．６２８　脱イオン水 ０．６３０　“トリトンＸ−１００”オクチルフェノールポリエーテルアルコー ル非イオン性界面活性剤、ローム・アンド・ハースから ０．６５５　ジエチルエタノールアミン１、　３０９　トリエチルアミン ３．６１４　フルフリルアルコール １００．００　合計 要　約　書 改良された非粘着性コーティング系を、１０”Ｐａ５ｅｃ以上の溶融粘度を有す るポリテトラフルオロエチレン＋テトラフルオロエチレンとへキサフルオロプロ ピレン又はパーフルオロアルキルビニルエーテルとのコポリマー、ここで該ポリ テトラフルオロエチレンの溶融粘度は該コポリマーの溶融粘度より少なくとも１ ０”Ｐａ５ｅｃ高（て濃度勾配を与える、のプライマーを有する未処理の滑らか な支持体に施すことができる。

平成５年６月１１日

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．プライマーと、トップコートと、随意に該プライマーと該トップコートとの 間の１つ又はそれより多くの中間コートとを含んで成る多層非粘着コーティング を有する支持体を含んで成るコーティングされた支持体であって、 該支持体がコーティングの接着を妨害する汚染物を含まないことと、該プライマ ーが、パーフルオロカーボン樹脂と、ポリアミドイミド及びポリエーテルスルホ ン樹脂の少なくとも１種を含んで成る水性分散液の形態で支持体に施され、該パ ーフルオロカーボン樹脂は、少なくとも約１０１０ポイズの溶融粘度を有するポ リテトラフルオロエチレンである第１樹脂５０−９０重量％と、１０３乃至１０ ８ポイズ（１０２乃至１０７ＰａＳｅｃ）の範囲の溶融粘度を有するヘキサフル オロプロピレンとテトラフルオロエチレンとのパーフッ素化コポリマー及び１０ ３乃至１０５ポイズの範囲の溶融粘度を有するパーフルオロアルキルビニルエー テルとテトラフルオロエチレンとのパーフッ素化コポリマーから選ばれた第２樹 脂５０−６０％を含んで成り、そして該トップコート及びいかなる中間コートも 、パーフルオロカーボン樹脂を含んで成る、 ことを特徴とするコーティングされた支持体。
2. ２．該第１樹脂の溶融粘度が少なくとも１０１１ポイズであり、該第２樹脂の溶 融粘度が１０４−１０５ポイズの範囲にある、請求の範囲１項記載のコーテイン グされた支持体。
3. ３．選ばれたコポリマーがへキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレン とのコポリマーである、請求の範囲第２項記載のコーティングされた支持体。
4. ４．選ばれたコポリマーがヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレン とのコポリマーである、請求の範囲第１項記載のコーティングされた支持体。
5. ５．支持体が、アルミニウム、ステンレス鋼及び炭素鋼から選ばれた金属である 、請求の範囲第１項記載のコーティングされた支持体。
6. ６．コーティング前の支持体が２．５ミクロンより小さい表面粗さプロフィルを 有している、請求の範囲第５項記載のコーティングされた支持体。
7. ７．コーティング前の支持体が１．２５ミクロンより小さい表面粗さプロフィル を有している、請求の範囲第５項記載のコーティングされた支持体。
8. ８．プライマーが、コロイドシリカ３−５％、界面活性剤１−４％、ポリアミド イミド１５−３０％及びパーフルオロポリマー２５−５５％を含有し、該パーフ ルオロポリマーはポリテトラフルオロエチレン６０−８５％と残りがコポリマー から成る、請求の範囲第１項記載のコーティングされた支持体。
9. ９．アンダーコートを施す前に、支持体の表面を処理して、接着を妨害する汚染 物を除去したが、エッチング又は機械的粗面化はしなかった、請求の範囲第１項 記載のコーティングされた支持体。
10. １０．該水性分散液から得られるプライマーコーティングは、その厚さ全体にわ たり組成が均一ではなくて、支持体との界面では反対の界面よりも低い濃度のポ リテトラフルオロエチレンを有する、請求の範囲第１項記載のコーテイングされ た支持体。
11. １１．コーティングが、次のコーティングを施す前に１つのコーティングを完全 に乾燥することなく支持体に施され、次いで全体のコーティングを、少なくとも ３５０℃で加熱することにより硬化させる、請求の範囲第１項記載のコーティン グ支持体を製造する方法。