JPH07100433A - 塗膜の形成方法 - Google Patents

塗膜の形成方法

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JPH07100433A
JPH07100433A JP19224191A JP19224191A JPH07100433A JP H07100433 A JPH07100433 A JP H07100433A JP 19224191 A JP19224191 A JP 19224191A JP 19224191 A JP19224191 A JP 19224191A JP H07100433 A JPH07100433 A JP H07100433A
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coating film
coating material
ultraviolet
coating
parts
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JP19224191A
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Yoshiyuki Kiriyama
義行 桐山
Mitsuhiro Matsuda
充弘 松田
Toshio Shinohara
稔雄 篠原
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Dai Nippon Toryo KK
Original Assignee
Dai Nippon Toryo KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 着色紫外線硬化型塗料を使用した、耐候性、
耐汚染性等に優れた塗膜の形成方法を提供する。 【構成】 被塗物上に、着色顔料を含有する紫外線硬化
型塗料を塗布し、紫外線を照射することにより、着色硬
化塗膜を形成し、ついで含フッ素樹脂をバインダーとす
るクリヤー塗料を塗布し、硬化せしめることを特徴とす
る塗膜の形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐候性、耐汚染等に優
れた、特に屋外用被塗物への適用に適した塗膜の形成方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及びその解決すべき課題】近年、無公害
化、省資源などの社会的要請に伴い、無溶剤もしくは有
機溶剤量の少ない着色紫外線硬化型塗料が注目されるよ
うになってきており、一部採用される傾向にある。しか
しながら紫外線硬化型塗料は、耐候性を向上させるため
の紫外線吸収剤を配合することが通常出来ないため耐候
性が悪く、また耐汚染性も悪いため屋内において適用さ
れる被塗物を対象としており、屋外において適用される
建材等の被塗物には、ほとんど実用化されておらず、伸
び悩みの状況にある。
【0003】本発明は以上の如き現状に鑑み、着色紫外
線硬化型塗料を使用した、耐候性性、耐汚染性等に優れ
た塗膜の形成方法を提供することを目的とするものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、被塗
物上に、着色顔料を含有する紫外線硬化型塗料を塗布
し、紫外線を照射することにより、着色硬化塗膜を形成
し、次いで含フッ素樹脂をバインダーとするクリヤー塗
料を塗布し、硬化せしめる、塗膜の形成方法に関する。
【0005】以下本発明を詳細に説明する。本発明で使
用する紫外線硬化型塗料は、紫外線重合性のビヒクル、
光反応開始剤及び着色顔料を必須成分とし、さらに必要
に応じガラス粉末、体質顔料、溶剤、添加剤等を配合し
たものである。前記ビヒクル成分としては分子内にラジ
カル重合可能な不飽和二重結合を有する化合物が使用出
来る。具体的には通常の紫外線硬化型塗料に使用されて
いる不飽和ポリエステル系樹脂、不飽和アクリル系樹
脂、不飽和ウレタン系樹脂、不飽和エポキシ系樹脂、不
飽和ポリアミド系樹脂あるいはこれら樹脂とエチレン性
不飽和基を有する反応性希釈剤との混合物が代表的なも
のとして挙げられる。特に、リコート性、すなわち紫外
線照射条件幅の広い状態でも層間密着性の優れた以下の
ビヒクルが好適である。
【0006】該ビヒクルは、アクリルウレタンオリゴマ
ーを主成分とするものであり、該アクリルウレタンオリ
ゴマーは分子中にウレタン結合を有し、かつラジカル重
合可能な不飽和二重結合を有する平均分子量数百〜数万
程度の常温で粘調状のものが広く包含される。例えば、
無黄変型ポリイソシアネートと水酸基を有する(メタ)
アクリル酸エステルとの反応によって得られるオリゴマ
ーの他にポリエーテル系アクリルウレタンオリゴマー、
ポリエステル系アクリルウレタンオリゴマー、ポリブタ
ジエン系アクリルウレタンオリゴマー等も挙げられる。
【0007】ビヒクルはこれら樹脂もしくはオリゴマー
と反応性希釈剤とからなる。反応性希釈剤としては2−
エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレート、イソポルニル(メタ)ア
クリレート、トリプロピレングリコールジアクリレー
ト、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、テトラ
エチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプ
ロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトー
ルテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロ
パンペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキ
サアクリレート、酢酸ビニル、N−ビニルピロリドン、
ジメチル(メタ)アクリルアミド、ビニルトルエン、ジ
ビニルベンゼン等が代表的なものとして挙げられ、これ
ら反応性希釈剤は樹脂もしくはオリゴマー100重量部
に対し、10〜100重量部配合するのが好適である。
【0008】光反応開始剤としては、ベンゾイン、ベン
ゾフェノンあるいはそれらのエステルなどのカルボニル
化合物、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリ
ル、ジフェニルジサルファイド、N−メチルジエタノー
ルアミン、2,5−ジエトキシ−4−(p−トリルチ
オ)ベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート
の従来から通常利用されているものがそのまま使用出来
るが、特に本発明においては、アシルホスフィンオキサ
イド化合物が、硬化塗膜を形成しやすく、それ故厚膜化
可能となり、また数μm〜30μmの薄膜でも多量の着
色顔料を加えることが可能となり、隠蔽力のある硬化塗
膜が得られるので好適である。
【0009】アシルホスフィンオキサイド化合物として
は、具体的には2,2−ジメチルプロピオイルジフェニ
ルフォスフィンオキサイド、2,2−ジメチルペンタノ
イルジフェニルフォスフィンオキサイド、2,2−ジメ
チルオクタノイルジフェニルフォスフィンオキサイド、
メチル2,2−ジメチルオクタノイルフェニルフォスフ
ィネート、2−メチル−2−エチルヘキサノイルジフェ
ニルフォスフィンオキサイド、2,6−ジメチルベンゾ
イルジフェニルフォスフィンオキサイド、2,6−ジメ
トキシベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、
2,6−ジクロロベンゾイルジフェニルフォスフィンオ
キサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニ
ルフォスフィンオキサイド、メチル2,4、6−トリメ
チルベンゾイルフェニルフォスフィネート、2,3,6
−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサ
イド、2,4,6−トリメトキシベンゾイルジフェニル
フォスフィンオキサイド、2,4,6−トリクロロベン
ゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6
−トリメチルベンゾイルナフチルフォスフィネート等が
代表的なものとして挙げられる。光反応開始剤は、前記
ビヒクル成分100重量部に対し0.1〜5重量部配合す
るのが適当である。
【0010】本発明で使用される着色顔料としては通常
の無機・有機顔料及び染料が使用出来る。具体的には、
酸化チタン、硫化亜鉛、亜鉛華、鉛白、リトポン、カー
ボンブラック、油煙、紺青、フタロシアニンブルー、群
青、カーミンFB:黄鉛、亜鉛黄、ハンザイエロー、フ
タロシアニンブルー、カーミンFB、黄鉛、オーカー、
ベンガラ、不溶性含金属アゾ染料等が代表的なものとし
て挙げられる。特に本発明においては、紫外線吸収率の
小さな硫化亜鉛、油煙、群青、オーカー、ベンガラ、不
溶性含金属アゾ染料等が好適である。その他必要に応じ
メタリック顔料、着色剤粒子等を併用することも可能で
ある。
【0011】なお、着色顔料の配合量は生成塗膜中40
重量%以下が適当であり、下限は所望する塗膜の隠蔽力
や着色力に応じ任意に決定される。必要により配合され
る透明ガラス粉末は、得られる塗膜の耐摩耗性を付与さ
せるとともに、光エネルギーを塗膜内部に伝播させる機
能を有し、それ故特に厚膜塗膜を形成したい場合あるい
は隠蔽力の高い薄膜塗膜を形成したい場合に有効であ
る。
【0012】透明ガラス粉末は前記機能を持たせるため
次の条件を満たすものが望ましい。 (イ)中心粒径は100μm以下、好ましくは0.5〜6
0μmである。なお、中心粒径が60μmを超えると塗
膜硬化性については影響を及ぼさないが、ガラス粉末が
生成塗膜中で目立ち、ざらつき等が出やすくなる。ま
た、引張り強度等の物理的特性の低下が見られる。一
方、粒径の下限は、特に制限がないが、透過率が実質的
に低下する傾向にあるため、前記範囲内とするのが望ま
しい。なお、約30μm以下の薄膜にしたい場合は中心
粒径10μm以下が好ましい。 (ロ)透明ガラス粉末の屈折率が、着色顔料を除く紫外
線硬化型塗料のクリヤー塗膜の屈折率との差が0.3以内
である。なお、屈折率の差が0.3を越えると、厚膜化し
た場合塗膜を硬化させる光エネルギーが塗膜深部におい
て大幅に減衰し、硬化不良を生じるので適当でない。
【0013】なお、ガラス粉末の形状は、数十μm〜数
百μmと厚膜塗膜を形成する場合は球状が好ましく、一
方数μm〜数十μmと薄膜塗膜を形成する場合は不定形
のものであってもよい。通常、紫外線硬化型塗料のクリ
ヤー塗膜の屈折率ND は、約1.4〜1.6であり、したが
って屈折率ND が1.5前後のソーダライムガラス、ソー
ダライム・鉛ガラス、カリ・鉛ガラス、カリ・鉛ガラ
ス、カリ・ソーダ・鉛ガラス、硼珪酸ガラス、高アルミ
ナガラス、カリ・ソーダ・バリウムガラス等を具体例と
して挙げられるが、これらに限定されるものでないこと
は明白であろう。
【0014】ガラス粉末の配合量は生成塗膜中80重量
%以下、特に単層の塗膜厚を100μm以上の厚膜にす
る場合は20〜70重量%が適当である。必要に応じて
配合される前記体質顔料としては、珪砂、珪酸塩、タル
ク、カオリン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、フレー
ク状又はファイバー状又は中空状のガラス、ポリウレタ
ン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレン等の樹
脂粉末等が代表的なものとして挙げられる。
【0015】また、前記溶剤は塗装又は印刷粘度を適度
に調整するために使用されるものであり、トルエン、キ
シレン、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル等
が代表的なものとして挙げられる。本発明において使用
する着色紫外線硬化型塗料は以上説明した成分からなる
ものである。
【0016】本発明で使用する含フッ素樹脂をバインダ
ーとするクリヤー塗料は前記紫外線硬化型塗料の耐候
性、耐汚染性の悪さを解消するために該塗膜上に塗布す
るものであり、クリヤー塗料の塗料形態は有機溶剤型、
水系型、非水ディスパージョン型、粉体型等特に制限な
く、また乾燥形態も常温乾燥型、焼付硬化型、紫外線硬
化型のいずれであってもよい。前記含フッ素樹脂は、フ
ルオロオレフィンを必須成分として得られる主鎖にフッ
素原子が結合した、含フッ素共重合体が望ましい。な
お、フルオロアルキル基またはパーフルオロアルキル基
含有ビニルモノマーを構成成分とする側鎖にフッ素原子
が結合した含フッ素共重合体でもある程度耐候性は向上
するが、前者に比較し耐候性がやや劣り、さらに耐酸
性、リコート性が劣るので前者の方が好ましい。フルオ
ロオレフィンを必須成分として得られる主鎖にフッ素原
子が結合した含フッ素共重合体としては、特開昭57−
34107号、特開昭59−51953号、特開昭60
−28458号、特開昭61−57609号、特開昭6
2−104862号、特開昭62−225572号、特
開昭62−292848号、特開平1−289874号
等に記載の含フッ素共重合体あるいはこれらの変性体が
代表的なものとして挙げられるがこれらに限定されるも
のではない。クリヤー塗料は、有機溶剤型では、例えば
水酸基を含有する前記含フッ素共重合体とポリイソシア
ネートやメラミン樹脂等の架橋剤からなるクリヤー塗料
(特公昭63−2304号、特公昭61−41259号
等);水系型では、例えばカルボニル基を有する前記含
フッ素共重合体と有機ヒドラジン系化合物からなるクリ
ヤー塗料(特開昭2−214756号)、前記含フッ素
共重合体にアミノ基やカルボキシル基含有エチレン性不
飽和モノマーをグラフト化させた共重合体を中和剤で中
和せしめたクリヤー塗料(特開平2−214755
号);非水分散型では、有機液体中で重合性不飽和基を
有する含フッ素共重合体を分散安定剤としてエチレン性
不飽和モノマーを重合させて得られるクリヤー塗料(特
開平1−66273号、特開平2−69507号、特開
平2−88608号、特開平2−145603号);粉
体型では架橋性反応基を有する含フッ素共重合体と架橋
剤からなるクリヤー粉体塗料(特開平1−103670
号);紫外線硬化型では分子中にウレタン結合、(メ
タ)アクリル基を持つ含フッ素共重合体を含有するクリ
ヤー塗料(特開昭61−36374号)が代表的なもと
して挙げられる。
【0017】なお、これらクリヤー塗料は、相溶性のよ
いアクリル樹脂、ポリエステル樹脂等のバインダーを一
部併用することも可能であり、また紫外線吸収剤、酸化
防止剤等の各種添加剤や透明性を阻害しない程度の透明
酸化鉄、染料等の染顔料を任意に添加することも可能で
ある。次に本発明の塗膜の形成方法について説明する。
被塗物としては金属、木材、プラスチック、ガラス、陶
磁器、モルタル、コンクリート等の各種基材が挙げられ
る。これら基材は必要に応じ目止め処理、研磨処理、着
色処理等の下地処理を施したものでもよく、更に凹凸表
面を有するものであってもよい。紫外線硬化型塗料は、
乾燥膜厚数μm〜数百μmになるよう通常の塗布手段も
しくは印刷した後、紫外線を照射して光重合反応を誘起
させ塗膜を硬化させる。なお、紫外線硬化型塗料に溶剤
を配合うしている場合は、紫外線を照射する前に、数十
秒間〜数分間フラッシュオフするのが望ましい。
【0018】紫外線を照射するのに用いられる光源とし
ては低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、
カーボンアーク灯、キセノンランプ、ケミカルランプ等
が使用される。次いで紫外線硬化型塗料塗膜上に含フッ
素樹脂をバインダーとするクリヤー塗料を、前述の塗料
形態に応じ任意の塗装手段により乾燥膜厚数十μm〜1
00μm程度になるよう塗布し、その乾燥形態に応じ常
温乾燥から60〜240℃の焼付乾燥あるいは紫外線照
射し、硬化させる。
【0019】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の塗膜の形成
方法は、紫外線硬化型塗料の省資源化、短時間硬化等の
特性が生かせ、また得られる塗膜の耐候性、耐汚染性等
の劣る問題点を含フッ素樹脂をバインダーとするクリヤ
ー塗料を塗布することにより解消され、それ故、従来紫
外線硬化型塗料を塗布した被塗物は屋内用被塗物にのみ
に多く適用されていたが、屋外用被塗物への適用も出来
るという特徴を有している。
【0020】以下本発明を実施例により説明する。な
お、実施例中「部」、「%」は重量基準で示す。 (着色紫外線硬化型塗料(1) 注1) アクリルウレタンオリゴマー 注2) 22部 N−ビニルピロリドン 6部 2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニル フォスフィンオキサイド 1部 ソーダガラス粉末 注3) 40部 硫化亜鉛顔料 14部 n−酢酸ブチル 17部 注1)ソーダガラス粉末、硫化亜鉛顔料を除いたクリヤ
ー塗膜の屈折率ND =1.5 注2)イソホロンジイソシアネート1モルと2−ヒドロ
キシエチルアクリレート2モルと常法により付加反応さ
せた平均分子量約500のアクリルウレタンオリゴマー 注3)屈折率ND =1.52、中心粒径5μmの透明な不
定形粉末 (着色紫外線硬化型塗料(2) 注4) アクリルウレタンオリゴマー 注5) 25部 N−エチルヘキシルメタクリレート 7部 2,6−ジメトキシベンゾイルジフェニル フォスフィンオキサイド 1部 ソーダガラスビーズ 注6) 55部 硫化チタン顔料 12部 注4)ソーダガラスビーズ、硫化チタンを除いたクリヤ
ー塗膜の屈折率ND =1.5 注5)1,6−ヘキサンジオール2.1モル、エチレング
リコール1モル及びアジピン酸2.4モルを縮合反応さ
せ、分子量約1000のポリエステルを製造し、該ポリ
エステル1モル、イソホロンジイソシアネート2モル、
2−ヒドロキシエチルアクリレート2モルとを常法によ
り付加反応させた平均分子量約1700のポりエステル
型アクリルウレタンオリゴマー 注6)屈折率ND =1.52、中心粒径60μmの透明な
球状ビーズ (含フッ素樹脂系クリヤー塗料A)クロロトリフルオロ
エチレン52部、4−ヒドロキシ−n−ブチルビニルエ
ーテル21部、シクロヘキシルビニルエーテル17部、
エチルビニルエーテル10部からなるモノマーを特開昭
57−34107号公報に記載の方法に従って含フッ素
共重合体(数平均分子量6800、水酸基価1.00)の
60%キシロール溶液を得た。
【0021】この溶液100部に表面調整材1部とヘキ
サメチレンジイソシアネートのビュレット体〔「スミジ
ュールN−75」(住友バイエル社製)、固形分75
%〕23部を加え、含フッ素樹脂系クリヤー塗料Aを調
製した。 (含フッ素樹脂系カラークリヤー塗料B)クロロトリフ
ルオロエチレン30部、テトラフロロエチレン25部、
4−ヒドロキシ−n−ブチルビニルエーテル10部、シ
クロヘキシルビニルエーテル18部、エチルビニルエー
テル17部からなるモノマーを特開昭57−34107
号公報に記載の方法に従って含フッ素共重合体(数平均
分子量45000、水酸基価52)の40%シクロヘキ
サノン溶液を得た。
【0022】他方、ヘキサメチレンジイソシアネートの
三量体であるシアヌレート環を有するポリイソシアネー
ト55.5部をメチルエチルケトン20部に溶解し、これ
にメチルエチルケトンオキシム24.5部を加え、反応さ
せブロックイソシアネート化合物溶液(NCO当量35
9、不揮発分80%)を得た。前記含フッ素共重合体溶
液100部に透明酸化鉄顔料1部と前記ブロックイソシ
アネート化合物溶液5部を加え、含フッ素樹脂系カラー
クリヤー塗料Bを調製した。 <アクリル樹脂系クリヤー塗料A>エチルアクリレート
44部、イソブチルメタクリレート43部、ヒドロキシ
エチルメタクリレート12部、メタクリル酸0.8部、重
合触媒0.2部をキシロール50部、酢酸ブチル50部か
らなる溶剤中に滴下し、通常の方法にて溶液重合し、不
揮発分50%のアクリル樹脂(ガラス転移温度14℃、
水酸基価52、酸価5)溶液を得た。
【0023】この溶液90部に前記ヘキサメチレンジイ
ソシアネートのビュレット体9部を加えアクリル樹脂系
クリヤー塗料Aを調製した。 実施例1 プライマーを施したスレート板に、着色紫外線硬化型塗
料(1)を乾燥膜厚50μmになるよう塗布し、60
℃、1分間フラッシュオフ後120W/cmのFe・Sn
ハライドランプで15cmの距離から紫外線を5秒間照射
し、塗膜を硬化させた。
【0024】次いで、粘度20秒(FC#4/20℃)
に調整した含フッ素樹脂系クリヤー塗料Aを乾燥膜厚4
0μmになるよう塗布し、80℃、30分間乾燥させ、
試験板を作成した。 比較例1 実施例1において、含フッ素樹脂系クリヤー塗料Aを塗
布しない以外は同様にして試験板を作成した。 比較例2 実施例1において含フッ素樹脂系クリヤー塗料Aの代り
にアクリル樹脂系クリヤー塗料Aを使用する以外は同様
にして試験板を作成した。 実施例2 プライマーを施した鋼板に着色紫外線硬化型塗料(2)
を乾燥膜厚100μmになるよう塗布し、120W/cm
のFe・Snハライドランプで15cmの距離から紫外線
を5秒間照射し、塗膜を硬化させた。
【0025】次いで、粘度20秒に調整した含フッ素樹
脂系クリヤー塗料Bを乾燥膜厚30μmになるよう塗布
し、150℃、30分間焼付け試験板を作成した。 比較例3 実施例2において含フッ素樹脂系クリヤー塗料Bを塗布
しない以外は同様にして試験板を作成した。
【0026】得られた試験板につき密着性、耐候性及び
耐汚染性の性能試験をしたところ第1表に示す通りであ
った。第1表より明らかの通り、本発明の方法により得
られた試験板は、密着性、耐候性、耐汚染性とも優れて
いた。一方クリヤー塗料を塗布しなかった比較例1、3
は耐候性、耐汚染性とも悪く、またアクリル樹脂系クリ
ヤー塗料を塗布した比較例2も同様に悪かった。 第 1 表 実施例 比較例 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 1 2 1 2 3 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 密着性 注7) 100/100 100/100 100/100 100/100 100/100 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 耐候性 注8) ○ ○ × △ × ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 耐汚染性 注9) ○ ○ × × × ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 注7)ゴバン目密着性試験 注8)デューサイクルテスト500時間後の塗膜外観
(クラック、チョーキング等の異常有無)、光沢保持
率、色差を目視判定 ○:非常に良好、 △:普通、 ×:不良 注9)上記耐候性試験後の試験板を水洗、乾燥した後、
赤色、黒色マジックにて10mm幅のラインを描き、24
時間放置し、次いでラッカーシンナーで拭き取り、マジ
ックの残り程度を目視判定 ○:完全に消える △:少し残る ×:相当残る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B05D 7/24 303 L 6804−4D C08F 299/06 MRY C09D 4/00 PDR 4/02 PDS 127/12 PFG

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被塗物上に、着色顔料を含有する紫外線
    硬化性塗料を塗布し紫外線を照射することにより、着色
    硬化塗膜を形成し、次いで含フッ素樹脂をバインダーと
    するクリヤー塗料を塗布し、硬化せしめることを特徴と
    する塗膜の形成方法。
  2. 【請求項2】 紫外線硬化型塗料が、ビヒクル成分とし
    てアクリルウレタンオリゴマーを主成分とし、光反応開
    始剤としてアシルフォスフィンオキサイド化合物を使用
    することを特徴とする請求項(1)の塗膜の形成方法。
  3. 【請求項3】 紫外線硬化型塗料に、該塗料から着色顔
    料を除いて得られるクリヤー塗膜との屈折率の差が0.3
    以内で、かつ中心粒径が0.5〜60μmの透明ガラス粉
    末を全塗料固形分中に20〜80重量%含有せしめたこ
    とを特徴とする、請求項(1)の塗膜の形成方法。
  4. 【請求項4】 含フッ素樹脂がフルオロフィンを必須成
    分として得られる、主鎖にフッ素原子が結合した含フッ
    素共重合体であることを特徴とする、請求項(1)の塗
    膜の形成方法。
JP19224191A 1991-07-31 1991-07-31 塗膜の形成方法 Pending JPH07100433A (ja)

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