JPH08504870A - 非粘着性基質のためのコーテイング組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 プライマーが２種の異なる溶融粘度のパーフルオロポリマーならびにポリアミドイミド及びポリフェニレンスルフィド樹脂の結合剤を有する水性コーテイング組成物及び多層コートされた基質。

Description

【発明の詳細な説明】 非粘着性基質のためのコーテイング組成物 関連出願へのクロス・リファレンス これは１９９２年１２月２３日出願の出願番号０７／９９５，７５８の一部継続 出願である。 発明の背景 本発明は平滑な基質にローラーコーテイングにより適用することができる非粘 着性コーテイング系に関する。さらに特定的には、本発明は水性プライマーコー テイング組成物、そのような組成物をプライマーとして用いた２層及び少なくと も３層コーテイング系に関し、それらはコートされた基質の深絞成形(deep draw ing)を可能にする。 当該技術分野において一般に金属基質はコーテイングの第１層が適用される前 に何かの手段で粗面化され、基質上へのコーテイングの保持において機械的結合 が化学的接着手段を助けるようにされる。典型的な粗面化の手段には酸腐食、サ ンドブラスチング、グリットブラスチング及び基質上へのガラス、セラミック又 はエナメルフリットの粗層の焼き付けが含まれる。基質への非粘着性コーテイン グの接着の問題はコーテイングの性質により悪化する。食物粒子がそこに粘着す るのを防ぐための剥離のために、調理後の掃除が容易なように、又は耐久性のた めに、あるいは摩擦の低い滑り接触を容易にするためにコーテイングが最適化さ れている場合、ほとんど必ずそれを基質に十分に接着させることに困難がある。 基質は金属であることができ、多くの場合調理器具又は工業的用途で用いられ るアルミニウム又はステンレススチールであるか、あるいは炭素鋼で作られたの こぎりなどの工業製品に用いることができる。基質又は用途にかかわらず、コー テイングを接着させるために基質を粗面化することが必要な場合、少なくともそ れは経費を増し、コーテイングを通って突き出るか又は伝わり（ｔｅ１ｅｇｒａ ｐｈ）得る粗いプロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）の形成を含む他の困難を引き起 こし得る。これはのこぎり又は蒸気アイロンの場合のように平滑さが求められて いる場合に特に望ましくない。 平滑な基質のための非粘着性ローラーコーテイングを与えるための過去におけ る試みは、両者共Ｈ．Ｐ．Ｔａｎｎｅｎｂａｕｍの名前における１９９２年６月 ２５日の２つのＰＣＴ特許出願公開、“Ｎｏｎ−ｓｔｉｃｋ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｗｉｔｈ ＰＴＦＥ ａｎｄ ＰＦＡ ｏｒ ＦＥＰ Ｆｏｒ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｇｒａｄｉｅｎｔ”に関するＷＯ９２／１０３０ ９及び“Ｎｏｎ−ＳｔｉｃＫ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｗｉｔｈ ＰＴ ＦＥ Ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｍｅｌｔ Ｖｉｓｃｏｓｉｔｉｉｅｓ Ｆｏ ｒ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｇｒａｄｉｅｎｔ”に関するＷＯ９２／１０ ５４９を含む。２つの異なる溶融粘度のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ ）などのパーフルオロポリマー、あるいはＰＴＦＥ及びテトラフルオロエチレン とヘキサアルオロプロピレン（ＦＥＰ）又はパーフルオロアルキルビニルエーテ ル（ＰＦＡ）のコポリマーは、ポリアミドイミド又はポリエーテルスルホンの結 合剤と共に用いられる。 ローラーコーテイングのための最適の結果にはさらに開発が必要であ る。 本発明の概略 本発明はパーフルオロカーボン樹脂ならびにポリアミン酸（polyamicacid）及 びポリフェニレンスルフィド樹脂を含む結合剤を含む水性コーテイング組成物を 提供し、 ここで該パーフルオロカーボン樹脂は２種類のパーフルオロカーボン樹脂を含み 、第１の樹脂は溶融粘度が少なくとも１０⁵ＰａＳｅｃであり、第２の樹脂は溶 融粘度が１０²〜１０⁷ＰａＳｅｃの範囲であり、第１の樹脂の溶融粘度は第２の 樹脂の溶融粘度より少なくとも１０²ＰａＳｅｃ高く、重量による割合は５０〜 ８５％の範囲の第１のそのような樹脂及び１５〜５０％の第２のそのような樹脂 であり、 ポリアミン酸対ポリフェニレンスルフィドの比率は、該コーテイング組成物の硬 化により作られるコーテイングにおいて、得られるポリアミドイミド樹脂対ポリ フェニレンスルフィドの重量比が３：１〜１：３の範囲、好ましくは１．２５： １〜１：１．２５であるような比率であり、硬化コーテイングにおけるフルオロ ポリマー対結合剤の重量比は２：１〜１：１の範囲である。 いくつかのその実施態様において、本発明はプライマーとして本発明のコーテ イングを用いた基質への２層コーテイング系、又はそのようなプライマーならび にポリフェニレンスルフィド及びポリテトラフルオロエチレンを約０．５〜２． ０：６の範囲の重量比で含む水性コーテイング組成物の硬化生成物である中間コ ーテイングを用いた２層又はそれ以上の層を有するコーテイング系を提供する。 いずれの種類のコーテイング系の場合も、トップコートはポリテトラ フルオロエチレン、雲母及び分解性ポリマーを含む。 好ましい実施態様の詳細な説明 本発明は基質の粗面化を避けることによるより少ない経費のみでなく、調理器 具上の剥離及び蒸気アイロン底板における滑り効果に有利であり得るより平滑な コートされた表面も可能にする。また、本発明は平滑な基質へのローラーコーテ イング法による分散ＰＴＦＥコーテイングの適用を可能にする。 本発明の種々の実施態様は、異なる溶融粘度を有する少なくとも２種のＰＴＦ Ｅ樹脂のプライマーにおける利用を含む。１対の樹脂は比較的高い及び低い溶融 粘度の樹脂を有する。別の１対は比較的低い、及びさらに低い溶融粘度の樹脂を 有する。２つの中の低い方の溶融粘度の樹脂としてテトラフルオロエチレンとフ ッ素化エチレン−プロピレン（ＦＥＰ）又はパーフルオロアルキルビニルエーテ ル（ＰＦＡ）のコポリマーを用いることができる。 すべての種類の金属基質、特に平滑な金属への高溶融粘度フルオロポリマーコ ーテイングの接着は、プライマーにおいて化学的に誘導された層別又は濃度勾配 の形成により有意に改善することができ、それは本発明を用いて達成することが できる。 １０³〜１０⁸ポアズ（１０²〜１０⁷ＰａＳｅｃ）の範囲の低溶融粘度（ＭＶ） を有するパーフルオロカーボンポリマー、ならびにポリアミド−イミド及びポリ フェニレンスルフィドの両方を含むポリマー結合剤の添加は、フルオロポリマー が基質界面から層別され、基質界面においてポリマー結合剤がより高い濃度及び より高い硬化を得られるようにし、接着の改善を生ずるという相乗効果を与える 。この層別の達成に必要な 硬化温度はフルオロポリマーの選択により加減することができる。 低ＭＶ（少なくとも１０⁶ポアズ又は１０⁵ＰａＳｅｃ）のＰＴＦＥをさらに低 いＭＶ（１０³〜１０⁵ポアズ又は１０²〜１０⁴ＭＰａＳｅｃ）のＰＴＦＥと用い て類似の効果を得ることができる。コーテイングの上部及び底部の間に異なるポ リマーの濃度勾配を得るために、２種のＰＴＦＥの溶融粘度において少なくとも １０²ポアズの差があるのが望ましい。 パーフルオロポリマーの溶融粘度は米国特許第４，６３６，５４９号−Ｇａｎ ｇａｌ ｅｔ ａｌ（１９８７）における方法などの既知の方法により決定する ことができる。第４欄２５〜６３行を参照されたい。 グリース及び接着と抵触し得る他の汚染物を除去するための洗浄によってのみ 処理された平滑な基質上で本発明のコーテイングを用い、本発明のコーテイング 系は優れた食物剥離及び一般的に米国特許第４，２５２，８５９号−−Ｃｏｎｃ ａｎｎｏｎ ａｎｄ Ｖａｒｙ（１９８１）第２欄１４〜２４行に記載の通常の 耐久性試験に対する優れた耐性を与える。 剥離コーテイングの接着の強化のための典型的な先行技術の表面の調製（ｐｒ ｅｐａｒａｔｉｏｎ）は、表面プロファイルを発現させる（ｄｅｖｅｌｏｐ）た めの腐食又はサンドあるいはグリットブラスチングを含んだ。粗さのプロファイ ルはＡｌｐｈａ Ｃｏ．ｏｆ Ｍｉｌａｎ，Ｉｔａｌｙにより製造されるモデル ＲＴ ６０ 表面粗さテスターを用いて平均マイクロインチで測定される。グリ ース及び汚染物の除去のための洗浄後の典型的巻き取りアルミニウム上のプロフ ァイルは１６〜２４マイクロインチ（０．４〜０．６μｍ）である。スチール上 のプロファイルはより広く変化するが、それは典型的に５０マイクロインチ（１ ． ３μｍ）より小さい。前に剥離コーテイングが適用されたスチール及びアルミニ ウムの両者において、プロファイルは典型的に１００マイクロインチ（２．５μ ｍ）以上に、好ましくはある用途のためのアルミニウムの場合１８０〜２２０マ イクロインチ（４．６〜５．６μｍ）に増加させられる。かくして本発明はプロ ファイルが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（２．５μｍより小さい、好ましくは１．３μｍより小さい）プロファ イルを有するスチール又はアルミニウム基質の場合に特に有用である。 本発明のプライマーは当該技術分野において既知の種々の方法で粗面化された 基質上で用い、コーテイング系をそのようなプライマーを用いない場合より良い ものとすることができる。これにより化学的接着の向上を機械的効果と結び付け 、優秀な製品を製造することができる。 以下の実施例において、ポリアミドイミド、コロイドシリカ及び分散液は当該 技術分野において既知であり、米国特許第４，０３１，２８６号−Ｓｅｙｍｕｓ （１９７７）及び第４，０４９，８６３号−Ｖａｓｓｉｌｉｏｕのものであるこ とが好ましい。 以下の実施例は向上した接着を与える。フルオロポリマーは水中の６０％分散 液として与えられる。通常通り、分散液の固体含有率は表に示す。組成物は当該 技術分野において普通に用いられる方法により配合され、次いでローラーコーテ イングにより平滑な脱脂アルミニウム基質に適用された。 Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ａｃｒｙｓｏｌ ＲＭ ５などのアクリル性高 分子電解質を用い、コーテイング組成物の粘度をローラーコーテイングの用途の ために調節した。 以下のコーティング組成物は、当該技術分野において既知の方法により、好ま しくはローラーコーテイングにより円板に、あるいはリバースロールコーテイン グによっても適用される。次いで最小の乾燥で、コーテイングの間に硬化を行わ ずに別の層を重ね塗で適用し、次いでコーテイングされた系を約４３０℃などに おいて少なくとも１分間硬化する。次いで２層系を容易に型押、プレス、又は最 高約０．２：１の絞り深さ：直径の絞り比でフライパンに絞成形することができ る。３層系は約１：１の絞り深さ：直径の絞り比で容易にキャセロールに深絞成 形することができるか、あるいは円板の直径を最高３０％延伸することにより面 積を増加させることができる。 多数の実験が、引っ掻き抵抗性、クロスハッチ、指の爪の接着、円錐マンドレ ルの回りの柔軟性及び非粘着に関する最適の性能のために必要な結合剤に対する パーフルオロポリマーの比率、及び結合剤中の成分の比率の範囲を示した。 実施例 実施例１：−２層コート系−ＰＰＳ／ＰＡＩ／ＰＴＦＥ／ＦＥＰプライマー−実 施例３のＰＴＦＥトップコートと共に使用 プライマー 重量％ 成分 １．８３ カーボンブラック顔料 ０．９２ ケイ酸アルミニウム伸展剤 ２．１３ “ＬｕｄｏｘＴＭ”Ｄｕ Ｐｏｎｔからのコロイドシリカ で安定化されたナトリウム ８．６１ “ＴＥ３４４２Ｎ”Ｄｕ ＰｏｎｔからのＰＴＦＥ （ＭＶ１０⁸〜１０¹⁰ＰａＳｅｃ） ５．７４ “ＴＥ９０７５”Ｄｕ ＰｏｎｔからのＦＥＰ （ＭＶ２〜４ｘ１０³ＰａＳｅｃ） ４．７９ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍからのポリフェニレ ンスルフィド樹脂Ｒｙｔｏｎ Ｖ１ ４．７９ ＡｍｏｃｏからのＡＩ １０ポリアミン酸 ０．２６ ナトリウムポリナフタレンスルホネート アニオン性界面 活性剤 ０．２６ Ａｉｒ ＰｒｏｄｕｓｔｓからのＳｕｒｆｙｎｏｌ ４４ ０ ノニオン性界面活性剤 ６１．１６ 脱イオン水 ０．３１ Ｕｎｉｏｎ ＣａｒｂｉｄｅからのＴｒｉｔｏｎ Ｘ−１ ００ オクチルフェニルポリエトキシ ノニオン性界面活 性剤 ０．６８ ジエチルエタノールアミン １．３５ トリエチルアミン ３．７２ フルフリルアルコール ２．９３ Ｎ−メチルピロリドン ０．５２ Ｓｅｒｖｏ ＣｈｅｍｉｃａｌｓからのＳｅｒｍｕｌ Ｅ Ｎ７４ ノニルフェニルポリエトキシ ノニオン性界面活 性剤 実施例２−３層コート系− 実施例１のプライマーをこの実施例２の中間コーテイング及び実施例３のトッ プコートと共に用い、３層系を与える。 中間コートの樹脂組成はＰＰＳ及びＰＴＦＥ及びＡｃｒｙｓｏｌ ＲＭＳであ る。 中間コート 重量％ 成分 ７．５３ 二酸化チタン ２．７４ カーボンブラック顔料 １．３７ ケイ酸アルミニウム伸展剤 ４．４４ 硫酸バリウム伸展剤 ２８．３８ Ｄｕ Ｐｏｎｔからの“ＴＥ ３４４２Ｎ”ＰＴＦＥ ４．４４ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍからのポリフェニレ ンスルフィド樹脂Ｒｙｔｏｎ Ｖ１ ０．４４ ナトリウムポリナフタレンスルホネート界面活性剤 ０．３５ Ａｉｒ ＰｒｏｄｕｓｔｓからのＳｕｒｆｙｎｏｌ ４４ ０ ノニオン性界面活性剤 ０．８９ ジエチレングリコールモノブチルエーテル ４２．３２ 水 ２．４０ トリエタノールアミン ０．８９ Ｕｎｉｏｎ ＣａｒｂｉｄｅからのＴｒｉｔｏｎ Ｘ−１ ００ ノニオン性界面活性剤 ２．１１ Ｒｏｈｍ ａｎｄ ＨａａｓからのＡｃｒｙｓｏｌ ＲＭ ５アクリル性増粘剤 １．７０ ＳＥＲＶＯ ＣＨＥＭＩＣＡＬＳからのＳＥＲＭＵＬ Ｅ Ｎ７４ ノニルフェニルポリエトキシ ノニオン性界面活 性剤 実施例３−トップコート トップコートの樹脂組成はＰＴＦＥ及びＡｃｒｙｓｏ１ ＲＭ５である。 トップコート 重量％ 成分 ４．９２ Ｍｅｒｃｋからの“Ａｆｆｌａｉｒ”１５３二酸化チタン 塗布雲母フレーク ０．２６ カーボンブラック顔料 ０．１３ ケイ酸アルミニウム伸展剤 ４０．６５ Ｄｕ Ｐｏｎｔからの“ＴＥ ３４４２”ＰＴＦＥ ０．０４ ナトリウムポリナフタレンスルホネート界面活性剤 ０．３５ ＢＥＶＡＬＯＩＤからのＢｅｖｌｏｉｄ ６８０消泡剤 ０．９０ ジエチルフタレート ３８．８４ 水 ６．９９ トリエタノールアミン ７．９７ Ｒｏｈｍ ａｎｄ ＨａａｓからのＴｒｉｔｏｎ Ｘ１０ ０ ノニオン性界面活性剤 ２．５１ Ｒｏｈｍ ａｎｄ ＨａａｓからのＡｃｒｙｓｏｌ ＲＭ ５アクリル性増粘剤 ２．４４ ＳＥＲＶＯ ＣＨＥＭＩＣＡＬＳからのＳＥＲＭＵＬ Ｅ Ｎ７４ノニルフェニルポリエトキシ ノニオン性界面活性 剤

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０９Ｄ 179/04 ＰＬＺ 9285−4Ｊ 181/04 ＰＭＬ 9167−4Ｊ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＪＰ，ＫＲ，ＲＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．パーフルオロカーボン樹脂、ならびにポリアミン酸及びポリフェニレンス ルフィド樹脂を含む結合剤を含み、 該パーフルオロカーボン樹脂が２種の異なるパーフルオロカーボン樹脂を含み 、第１の樹脂の溶融粘度が少なくとも１０⁵ＰａＳｅｃであり、第２の樹脂の溶 融粘度が１０²〜１０⁷ＰａＳｅｃの範囲であり、第１の樹脂の溶融粘度が第２の 樹脂より少なくとも１０²ＰａＳｅｃ高く、重量による割合が５０〜８５％の第 １のそのような樹脂及び１５〜５０％の第２のそのような樹脂であり、 ポリアミン酸対ポリフェニレンスルフィドの比率が、該コーテイング組成物の 硬化により作られるコーテイングにおいて、得られるポリアミドイミド樹脂対ポ リフェニレンスルフィドの重量比が３：１〜１：３の範囲となるような比率であ り、 硬化コーテイングにおけるフルオロポリマー対結合剤の重量比が２：１〜１： １の範囲である 水性コーテイング組成物。 ２．該第１樹脂の溶融粘度が少なくとも１０¹⁰ＰａＳｅｃであり、該第２樹脂 の溶融粘度が１０³〜１０⁴ＰａＳｅｃの範囲である請求の範囲第１項のコーテイ ング組成物。 ３．選ばれる樹脂がテトラフルオロエチレンのホモポリマーである請求の範囲 第１項のコーテイング組成物。 ４．選ばれる樹脂がヘキサフルオロプロピレン及びテトラフルオロエチレンの コポリマーである請求の範囲第１項のコーテイング組成物。 ５．選ばれる樹脂がパーフルオロアルキルビニルエーテル及びテトラ フルオロエチレンのコポリマーである請求の範囲第１項のコーテイング組成物。 ６．フルオロポリマー対結合剤の重量比が１．７５：１〜１．２５：１の範囲 である請求の範囲第１項のコーテイング組成物。 ７．コーテイングが基質に適用されるプライマー及びプライマーに適用される トップコートを含む２層コーテイング系を含み、 該プライマーが請求の範囲第１項のコーテイング組成物の硬化生成物であり、 該トップコートがポリテトラフルオロエチレン、雲母及び分解性ポリマーを含 む コートされた基質。 ８．コーテイング系が、基質に適用されるプライマー、プライマーに適用され る少なくとも１層の中間コート及び中間コートに適用されるトップコートの少な くとも３層を含み、 該ブライマーが請求の範囲第１項のコーテイング組成物の硬化生成物であり、 該中間コートがポリフエニレンスルフィド及びポリテトラフルオロエチレンを 約０．５〜２．０：６の範囲の重量比で含む水性コーテイング組成物の硬化生成 物であり、 該トップコートがフルオロポリマー、雲母及び分解性ポリマーを含むコーテイ ング組成物の硬化生成物であり、ここでフルオロポリマー対分解性ポリマーの重 量比が１６：０．５〜１６：１．５の範囲であるコートされた基質。 ９．約１：１の絞りの深さ：直径の絞り比で深絞され、プライマーに おけるポリアミドイミド：ポリフェニレンスルフィドの重量比が３：１〜１：３ の範囲である請求の範囲第８項のコートされた基質。 １０．コーテイングが請求の範囲第１項のコーテイング組成物を含み、基質が コーテイングの接着を妨げる汚染物を含まない請求の範囲第７又は８項のいずれ かのコートされた基質。 １１．コーテイング前の基質の平均表面粗さプロファイルが１．３ミクロンよ り小さい請求の範囲第７又は８項のコートされた基質。 １２．水性分散液から得られるブライマーコーテイングがその厚さを通じて組 成に関して不均一であるが、基質との界面において反対側の界面よりポリテトラ フルオロエチレンの濃度が低く、基質との界面において反対側の界面よりポリア ミド、ポリフェニレン混合結合剤樹脂の濃度が高い請求の範囲第７又は８項のコ ートされた基質。 １３．コーテイング層を、次の適用の前に１コーテイングを完全に乾燥するこ となく円板の形態の基質に適用し、次いでコーテイング系を少なくとも４００℃ に加熱することにより硬化し、次いで約１：１の絞り深さ：直径の絞り比で深絞 することにより円板を形成する請求の範囲第７又は８項の基質のコーテイング法 。