JPS59190369A - 金属表面に四ふつ化エチレン樹脂皮膜を形成する方法 - 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】 本発明は素材金属表面に四ふっ化エチレン樹脂皮膜を形
成するに当り、前記金属表面を脱錆。

脱脂するか、または該脱脂面を粗面化した後その表面に
付着強度のすぐれた四ふっ化エチレン樹脂皮膜を薄層と
して形成する効果的かつ新規な方法に関する。

しかしてその目的は、素材金属として例えばアルミニウ
ム板、　軟鋼板、ステンレススチール板、真ちゅう（亜
鉛−銅合金）板等の表面に前記樹脂皮膜を薄層例えば５
１１ｍ〜１５μｍ未満として形成するに当り、予め前記
金属表面を脱錆、脱ことによって前者にあっては薄い金
属板（厚さ０．６ｍｍ未満）に適用して皮膜形成後の金
属板の変形がなく低摩擦係数を有して寸法精度にすぐれ
、しかも非ぬれ性および非粘着性を有する薄膜を。

また後者にあっては厚さ０．６ｍｍ以上の金属板に適用
して皮膜形成後の金属板が低摩擦係数を有して非ぬれ性
、非粘着性、引かき抵抗性および耐食性を併有する薄膜
を前記、金属表面に効果的有利に得る方法を一般に提供
することにある。

従来金属表面に四ふっ化エチレン樹脂皮膜を形成するに
は、（イ）素材金属表面を物理的にプラスト加工するか
、捷たけ該加工面に例えばＮ１−Ｇｒｒアルミナ等を溶
射して二次的に凹凸を形成して粗面とし、該面に四ふっ
化エチレン樹脂プライマーを塗布、焼成後さらにその表
面に四ふっ化エチレン樹脂分散液を塗布焼成する方法、
（ロ）化学的または電気化学的にエツチング処理した金
属表面に四ふっ化エチレン樹脂分散液を塗布、焼成する
方法、ｅ→粗面化金属表面にアミノシラン類やアルキル
チタネート類を塗布後該面に四ふっ化エチレン樹脂分散
液を塗布、焼成する方法、に）粗面化金属表面に四ふっ
化エチレン樹脂分散液を塗布し、加熱後減圧下で焼成す
る方法等が知られている。そしてそれらはいずれもそれ
なりに所望する目的は達成されはするが、これらの方法
は平滑な各種金属に対する薄層の四ぶつ化エチレン樹脂
皮膜を形成することが至難なことから、精密工業部品類
や光学的部品類または伝熱効果を特に必要とするような
部品類例えば注射針の外面や精密加工用ナイフ等に均一
平滑な薄層として得難いばかりでなく、鋳物製品の如く
巣孔の発生し易いものにおいて巣孔があると、皮膜が陥
没部分等に形成されにくいので均一連続薄膜を得難いと
してこれら諸点の改善方が要請されて来た。

本発明は前記の欠点を解消したもので、金属表面に中間
層を設けることなく常法により脱錆。

脱脂し、その捷＼の表面に四ふっ化エチレン樹脂分散液
を常法により塗布するか、または前記脱脂表面を粗面化
した後該面に前記四ふっ化エチレン樹脂分散液を塗布す
るか、あるいは電着方式により樹脂分散液を均一に電着
せしめてこれを１０トールの真空炉中で３８０〜４２０
℃に焼成し、焼成後回−真空度の下で温度の降下が４０
〜１００℃の範囲で空気を導入し常圧に戻すと同時に急
冷して金属表面に付着強度にすぐ力た四ふっ化エチレン
樹脂の薄層を得る方法である。

こ＼に使用する金属としては、鉄、銅、アルミニウム等
の純金属は勿論、それらの合金類も任意に使用すること
ができる。

以下本発明の実施の一例について説明する０こ＼に使用
する素材金属としては、前記の如くアルミニウム、鉄、
銅の純金属に限らずそれらの合金類例えば輛トステンレ
ススチール、真ちゅう等を任意に採択することができる
。この属表面を常法によって脱錆、脱脂するか、または
該脱脂面を粗面化後該面に前記樹脂分散液を常法によっ
て塗布（含電着方式）する。次いでこのものを真空炉内
に入れ真空ポンプを始動してその真空度が所望の１０′
トールとなった時点で加熱を開始し炉内温度が３８０〜
４２０℃に達した時該温度に一定時間保持焼成後加熱を
止め、炉内を同一真空度に保ったま＼降温を待ちその温
度が対焼成温度４０〜１００℃降下した時に真空ポンプ
を止め空気を導入して常圧下に被熱物を急冷して炉内よ
り取出すようにすれば、金属表面に緊密強固に付着した
所望の四ぶつ化樹脂皮膜を薄層（厚さ５〜１５μｍ未満
）として得られる（第１赤、実施例参照）。たゾし上記
において金属板が薄く（厚さ０．６朋未満）その脱脂面
に樹脂皮膜を形成した時には膜厚５〜１Ｑ７ｚ７７Ｌ未
満として、また金属板の厚さが０．６　ｍｍ以上でその
脱脂、粗面化表面に前記皮膜を形成した場合には膜厚１
０〜１５μｍ未満としてそれぞれ得られる（実施例参照
）。

さらに詳しくは前記焼成温度範囲（３８０〜４２０時 ℃）において、焼成温度が４２０℃、空気導入ゞ温度が
３８０℃〜３２０℃の範囲で行った場合の被熱物の初期
および熱水による煮沸処理１５分後におけるクロスカッ
ト後のセロテープ試験を繰返し２０回行った結果は、い
ずれも全く異常が認められなかったのに対し、上記焼成
温度が４２０℃で空気導入時温度が４００℃、４２０℃
であった場合の煮沸水処理１５分後におけるセロテープ
試験結果は１５回ですでに剥離し実用上不適であること
が判った（第１．第２表参照）。

また前記焼成温度範囲（３８０〜４２０℃）における焼
成温度が４００℃、空気導入時温度が３６０℃、３４０
℃。

３２０℃、３００℃である場合被熱物の初期および熱水
による煮沸処理１５分後におけるクロスカット後のセロ
テープ試験を繰返し２０回行った結果は、いずれも何等
異常がなかったのに対し、空気導入時温度が３８０℃、
４００℃であった場合の煮沸水処理１５分後におけるセ
ロテープ試験結果は５回ないし１５回で剥離が発生し、
実用性に欠けることが確認さ力た（第２表参照）。

さらにまた前記焼成温度範囲（３８０〜４２０℃）にお
ける焼成温度が３８０℃で、空気導入時温度が３４０℃
、３２０℃、３００℃、２８０℃の場合のそれぞれにつ
いて前例同様に行った時の被熱物の初期および熱水によ
る煮沸１５分後におけるクロスカット後のセロテープ試
験を繰返し２０回行った結果は、いずれも全く異常がな
く良好であったのに対し、空気導入時温度が３６０℃、
３８０℃であった場合の煮沸水処理１５分後におけるセ
ロテープ試験結果は、前例同様５回ないし１５回未満で
剥離し、被処理金属との何着不良であることが知ら力た
（第２表参照）。

第１表 （註）（１）Ａは供試金属焼成後の初期を、Ｂは同焼成
物を１５分間水で煮沸後における結果を示す。

（２）皮膜の付着の良否判断は、クロスカット後セロテ
ープ剥離試験を２０回繰返し行い完全に剥離しないもの
を○、剥離の生じたものを×とした。

（３）塗膜の厚みはいずれも６〜９μｍの範囲である。

次に最適の真空度を調べるため、素材金属としてアルミ
ニウム板を用い真空度】０’ｙ　１０−’＋　３０　；
１００３８０　、７６０　）ニルの条件下で４２０℃、
４００℃、３９０℃。

３８０’Ｃ，３６０℃の各温度で３０分間焼成し、真空
度をそのま＼に保ち温度が４０℃降下した時点で真空ポ
ンプをとめ、空気を導入して大気圧に戻し被熱物を急冷
後これを炉内よυ取出し、このものについてクロスカッ
ト後セロテープ試験に供した。その結果を第２表に掲げ
た。本願から明らかなように、付着強度は真空度により
影響され特に温度と真空度の影響のあることが判明した
だ’ｆし１ｏ）−ル以下の真空度については現在工業的
にも経済的にも成立し難いため行っていないが、四ふっ
化エチレン樹脂の大気中における焼成温度より考慮して
３８０℃以上で良好な付着力を有する真空度は１０−リ
ールであることが判る。

この試験はアルミニウム板を＋８０アルミナ砥粒で粗面
化し、これに四ふっ化エチレン樹脂余分散液を塗布、焼
成後回ふっ化エチレン樹脂皮膜の厚さが１３μｍとなる
如く塗布した。

′１ 暑 （註）（１）試験片はアルミニウム２ｓ（１゜６龍厚）
、ｔｏｃｌｎｘｌｏｃｍを≠８０アルミナ砥粒でプラス
トした表面にＰＴＥＦを塗布（１３μ７７１）したもの
を用いた。

（２）焼成時間は３０分夫々の温度に保持した。７６０
トールは電気炉中で３０分間保持した。

（３）付着の良否判断は第１表註の（２）記載によった
。

（４）空気の導入は焼成温度よ！１１４ｏ℃降下した温
度でそれぞれ大気圧に戻した。

一般に金属表面に樹脂皮膜を形成する場合、被適用金属
表面が粗面であることが平滑面である場合より皮膜の付
着強度においてすぐれた結果をもたらすことはよく知ら
れているにも拘らず、１０トール、３ｏトールにおいて
四ふっ化エチレン樹脂の溶融温度以上でも付着強度のす
ぐれたものが得られなかったことを併せ考慮すれば、後
記する本発明のこの種産業分野に及ぼす実用上の効果は
特に大きい。

以下実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。

実施例　１ アルミニウム２Ｓ板（５１＋ｍＸ　］ｏｏｍｍｘｏ、５
ｍｍ）を常法によりＭＥＫ　（メチルエチルケトン）に
より脱脂し、乾燥後スプレーガンによって四ふっ化エチ
脂 レン樹ゞ分散液を塗布し、風乾後真空炉中に入れ、真空
ポンプによって排気し減圧して２×１０−与−ルとなっ
た時点で加熱を開始し４ｏｏ℃に到達後その温度に３０
分間保持し、保持時間終了時に加熱を止め、同一真空度
に保った１ｂ温度の降下を待ち３６０℃に到った時、真
空ポンプを止め空気を導入して常圧に戻し被処理物を炉
内より取出した。

このもの＼皮膜の厚さは８μｍであった。次いでこのも
のにＪ　Ｉ　５−Ｄ−０２０２に準じテ２ｍｍ間隔ツク
ロスカットを行いセロテープ剥離試験を２０回繰返した
が異常は認められなかった。またこのも間 のを煮沸水中に１５０Ｖ保持し、引上げて後前記同様の
クロスカットおよびセロテープ試験に供したが、初期の
もの同様２０回行っても何等異常がなく、付着強度にす
ぐれたものであることが判明した。

実施例　２ 実施例１と同寸法の軟鋼板（厚さ０．４ｍｍ）を実施例
１と同様に脱脂し、乾燥後スプレーガンを介して四ふっ
化エチレン樹脂分散液を塗布し、風乾後真空炉中に久り
、、減圧して２Ｘ１０トールとなった時点で加熱を初め
３８０℃に到達後その温度で３０分間保持し、保持時間
終了時加熱を止め、同一真空度に保ったまＸ温度の降下
を待ち２８０℃に到ったとき、真空ポンプを止め空気を
導入し、急冷、常圧に戻し被処理物を炉内より取出した
。

このものヌ皮膜の厚さは９μｍであった。次いでこのも
のを実施例１同様の剥離試験に供したが、皮膜の付着強
度は初期および煮沸水処理後ともに２０回のセロテープ
試験によっても何等異常はなかった。

実施例３ 実施例１と同寸法のステンレススチール（３０４）（厚
さ０．５７ｎ７ｎ　）の板をメチルエチルケトン（溶剤
）で脱脂後実施例１と同様にして四ふっ化エチレン樹脂
分散液を塗布、風乾後真空炉内に入れ減圧して２Ｘ１０
−’）−ルとなった時点で加熱を開始し、４２０℃に達
した時この温度で３０分間保持し、保持時間終了後加熱
を止め同一真空度に保持したまＸ温度の降下を待ち３６
０℃に到ったとき真空ポンプを止め炉内に空気を導入し
、急冷して常圧に戻し被処理物を炉内より取出した。こ
のもの＼皮膜の厚さは６μｍであった。次いでこのもの
を実施例１と同様剥離試験に供したところ、皮膜の付着
強度は初期および煮沸水処理後ともに２０回のセロテー
プ試験によっても何等異常がなくすぐれた付着強度を示
した。

実施例　４ 実施例１と同寸法の真ちゅう板（厚さ０．６　ｍｍ　）
を実施例１と同様に処理して四ふっ化エチレン樹脂分散
液を塗布、風乾後真空炉中に入れ減圧して２Ｘ１０トー
ルとなった時点で実施例１同様に加熱を開始し、４００
℃に到達後との温度で３ｂ分間保持し、保持時間終了後
加熱を止めそのまＸの真空度に保ち、温度の降下を待ち
、温度が３４０℃に到ったとき真空ポンプを止め空気を
炉内に導入し急冷して常圧に戻した後炉内より被処理物
を取出した。このときの皮膜の厚さは７μｍであった。

次いでこのものを実施例１同様の試験に供した結果は初
期および煮沸水処理後ともに２０回のセロテープ試験に
よっても何等異常がなくすぐれたイボ着カを示した。

実施例　５ 真ちゅう板（ｌｏｏｍｍｘ　ｌｏｏｍｍｘ　１．６ｍｍ
　）を常法により脱脂後≠８０アルミナ砥粒でプラスト
を行い粗面を形成した後該面に実施例１と同様にして四
ふっ化エチレンケ↑脂分散液を塗布、風乾後真空炉内に
入れ減圧して２Ｘ１０トールとなった時点で加熱を始め
温度が４２０℃に到達後その温度に３０分間保持し、保
持時間終了時に加熱を止め温度の降下を待ち３６０℃と
なったとき真空ポンプを止め空気を導入して急冷し常圧
に戻して被処理物を炉内より取出した。このもの＼皮膜
厚さは１２μｍであった。次いでこのものを実施例１と
同様の剥離試験に供したところ、初期および煮沸水処理
後ともに２０回のセロテープ試験によっても異常がなく
付着強度は極めて満足すべきものであった。（ｒ二ナイ
フによって傷をつけ爪による剥離テストを行ったが、こ
れによっても異常は全くなく付着の良好であることが知
られたＯ実施例　６ アルミニウム鋳物（ＡＣ７Ａ）板（ｌｏｏｍ＋＋＋ｘ　
ｌｏｏｍｍｘ３ｍｍ）ｉ実施例１と同様に脱脂し≠１０
０アルミナ砥粒を用いてプラストした後該面に実施例１
と同様に四ふっ化エチレン樹脂分散液を塗布。

風乾後真空炉内に入れ減圧して５×１０　トールと在っ
た時点で加熱を開始し炉内温度が４００℃に到達した時
にその温度で３０分間保持し、保持時間終了と同時に加
熱を止め、その甘＼の真空度に保った捷メ温度の降下を
待ち３４０℃となった時真空ポンプを止め空気を導入し
急冷しで常圧に戻し被処理物を炉内より取出した。との
もの＼皮膜の厚さは１３μｍであった。次いでこのもの
を実施例１同様の剥離試験に行ｉ供したが、その結果は
初期および煮沸水処理ともに２０回のセロテープ試験に
よっても付着強度は良好で異常は認められなかった。ま
たこのものは爪テストの結果に徴しても実施例５と同様
異常がなく付着は良好であった。さらに壕だこのものを
食塩水の５チ水溶液中で４０時間煮沸したが皮膜の異常
は認められなかった。

実施例７ ステンレススチール（３０４）板（５０ｍｍ×１００７
１１１１×２．０　ｍｍ　）の表面を常法により脱脂し
、＋６０のアルミナ砥流でプラストした後これを陽極と
し、ステンレス板を陰極とし、四ふっ化エチレン樹脂分
散液を電着液としてＤＣ、１０Ｖ下で印加し１５秒間電
着を行った。次いで被電着物を電着槽より引上げ風乾し
真空炉中に入れた。減圧して２×１０’　）−ルとなっ
た時点で加熱を開始し温度が３８０℃に到達後その温度
に３０分間保持し、保持時間終了と同時に加熱を止め、
その捷＼の真空度の下で温度の降下を待ち３４０℃とな
った時に真空ポンプを止め空気を導入し急冷して常圧に
戻し被処理物を炉内より取出した。このもの＼皮膜の厚
さは１４μｍであった。次すでこのものを実施例１と同
様の剥離試験に供したが、その結果は初期のものも煮沸
水処理１５分のものもいずれも２０回のセロテープ試験
によって全く異常がなくすぐれた付着強度を示した。ま
た爪テストの結果についても実施例５と同様異常がなく
付着は良好であった。さらにまたこのものを食塩水の５
係水溶液中で４０時間煮沸したが、皮膜の異常は認めら
れず満足すべきものであった０以上詳説したように本発
明は、金属表面に四ぶつ化エチレン樹脂分散液を塗布後
減圧下に焼成して前記樹脂皮膜を得る方法において、前
記金属表面を脱硝、脱脂するか、または該脱脂面を粗面
化後該面に四ふっ化エチレン樹脂分散液全塗布し、真空
炉内で１０トールの下で３８０〜４２０℃で一定時間焼
成後炉内を同一真空度に保ち、その温度降下が４０〜１
００℃の範囲で空気を導入し、＼ 被熱物を急冷するよう配慮した＼めに、被処理金属に形
成される前記樹脂皮膜は薄層（厚さ５〜１５μｍ未満）
として得られ、次の効果を遺憾なく発揮させることがで
きる。

（１）薄い金属板（厚さ０．６ｍｍ未満）例えばアルミ
ニウムＬ　軟鋼板、ステンレススチール板、　真ちゅう
板等に適用して処理後における金属板の変形がなく、低
摩擦係数を有して寸法精度にすぐれ、かつ非ぬれ性およ
び非粘着性を有し金属面と緊密強固に付着する平滑な薄
膜（厚さ５〜１０μｍ未満）を効果的に得ることができ
る。

しかもこの処理は、対象とする金属表面を脱錆、脱脂す
るのみで粗面化処理を必要としないので、一層前記寸法
精度が得易いばかりでなく、平滑性をも同時に期待する
ことができる。

（２）また上記金属板の厚さが０．６ｍｍ以上のような
場合には、その適用面を常法により脱錆、脱脂後粗面化
し、該面に本処理を適用するようにすれば、得られる皮
膜は前記同様厚さ１０〜１５μｍ未満の平滑な薄膜とし
て金属面と緊密強固に付着し、しかも低摩擦係数を有す
る非ぬれ性、非粘着性と引かき抵抗性にすぐれたものと
して得ることができる。

（３）本発明になる処理金属は上記（１）　、　（２）
に示す如く異なる物性を有するので、前者にあっては精
密機器類で非ぬれ性、非粘着性の要求される部品類、各
種ブレード類、精密加工用ナイフ類。

注射針の外面および板状熱交換板等として、凍た後者は
各種の工業用部品例えば半田溶着用治具や樹脂製品の成
形用金型等の基材として効果的な用途が期待でき、寸だ
アルミニウム鋳物製容器類に適用する場合には塗液（樹
脂液）が鋳物の巣孔内部捷で浸入するため、他の加工法
によったものに比べて遥かに耐食性となり、し、かもこ
の皮膜が比較的薄膜（厚さ１０〜１５μｍ未満）として
得られるので、この面からの用塗を併せ期待できるとい
う副次効果もある。

手続補正書（自発） 昭和５８年５月１３日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示　昭和５８年特許願第６３７７９号２、
発明の名称　金属表面に四ふっ化エチレン樹脂皮膜を形
成する方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都荒川区荒川７丁目１８番２号名　称　日
建塗装工業株式会社 代表者　砂　１）幸　嬉 ４代　理　人 明細書の「％許請求の範囲」および「発明の詳細な説明
」の各欄　　　　　、′”−パ″゛・−：（＋）、′−
。

６補正の′内容 （１）明細書第１頁記載の「特許請求の範囲」を次の通
９訂正する。

「金属表面に四ふっ化エチレン樹脂分散液を塗布後減圧
下に焼成して前記樹脂皮膜を得る方法において、前記金
属表面を脱錆、脱脂するか、または該脱脂面を粗面化、
した後該面に四ふっ化エチレン樹脂分散液を”塗布し、
真空炉内で１０トールの真空下に３８０−４２０℃で一
定時間焼成後炉内を同一真空度に保ちその温度降下が４
０〜１００℃の範囲内で空気を導入し急冷することを特
徴とする金属表面に四ふっ化エチレン樹脂皮膜を形成す
る方法。」（２）明細書第２頁第１行「の表面に」の次
に１プライマー等の中間層を設けることなく、」を挿入
する。

（３）明細書第３頁第１６行「・・・方法は平滑な」と
あるを、「・・・方法では粗面化しない薄板の」と訂正
する。

（４）明細書第３頁末行「加工用ナイフ」の次に「板状
熱交換板」を挿入する。

（５）明細書第４頁第１行「・・・でなく、」の次に「
寸だ厚板金属で」を挿入する。

（６）明細書第４頁第７行「表面に」の次に「プライマ
ー等の」を挿入する。

（７）明細書第５頁第１７行、第６頁第９行および末行
、第７頁第］１行、第９頁第１２〜１３行および第１８
頁第１６行において、「被熱物」とあるを「被塗物」と
それぞれ訂正する。

（８）明細書第２０頁第６行「鋳物製」とあるを、「鋳
物製」と訂正する。

（９）明細書第２０頁第１１行「用途」とあるを、「用
途」と訂正する。

以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属表面に四ふっ化エチレン樹脂分散液を塗布後減圧下
   に焼成して前記樹脂皮膜を得る方法において、前記金属
   表面を脱錆、脱脂するか、または該脱脂面を粗面化した
   後肢面に四ふっ化エチレン樹脂分散液を塗布し、真空炉
   内で１０トールの真空下に３８０〜３２０℃で一定時間
   焼成後炉内を同一真空度に保ちその温度降下が４０〜１
   ００℃の範囲内で空気を導入し急冷することを特徴とす
   る金属表面に四ふっ化エチレン樹脂皮膜を形成する方法
   。