JPS604752B2 - 金属表面にふつ素樹脂の接着可能な表面層を形成する方法 - Google Patents

金属表面にふつ素樹脂の接着可能な表面層を形成する方法

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JPS604752B2
JPS604752B2 JP13502178A JP13502178A JPS604752B2 JP S604752 B2 JPS604752 B2 JP S604752B2 JP 13502178 A JP13502178 A JP 13502178A JP 13502178 A JP13502178 A JP 13502178A JP S604752 B2 JPS604752 B2 JP S604752B2
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JP
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fluororesin
primer
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resin
adhesive
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俊清 駒沢
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Nippon Bulge Ind Ltd
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Nippon Bulge Ind Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属表面にふつ素樹脂の接着可能な表面層を形
成する方法に係るものである。
ふつ素樹脂は耐化学薬品性、耐熱性、非粘着性など優れ
た特性を有しているので、この特性を利用し高温・腐食
性流体の配管類あるいはフイティング類などのライニン
グ材として広く利用されている。
しかし、この反面、非粘着性であることに基因して金属
面との接着力が極めて弱い。熱溶融性ふつ素樹脂、例え
ば四ふつ化エチレンとパーフロロアルキルビニルェーテ
ルとの共重合体(PFA)、四ふつ化エチレンと六ふつ
化プロピレンとの共重合体(FEP)等は融点以上にあ
っては流動性をおびて金属等に接着するが、その接着力
は極めて弱く実用に供さなかった。
この為、従釆、ふつ素樹脂と金属面との唯一の実用的な
接着方法としては、ふつ素樹脂の表面を金属ナトリウム
の液体アンモニウム溶液あるいは金属ナトリウムのナフ
タリンテトラヒドロフラン溶液で処理しふつ素樹脂表面
を活性化せしめることによって接着性を付与させた。而
して、この表面処理したふつ素樹脂を接着対象物である
金属面と接着する場合は、ふつ素樹脂表面処理面あるい
は金属面に接着剤を塗布し、適当の押圧下のもとで接着
するものである。しかし、この方法はふつ素樹脂の耐熱
性を十分に生かしていない。すなわち、最も一般的に使
用されている耐熱性接着剤であっても100℃迄の使用
温度では接着剤としての効果を保持し得るが、それ以上
の高温では接着剤自身が熱劣化してしまい。ふつ素樹脂
と金属面との接着力は極度に低下する。この為、前記ふ
つ素樹脂の使用温度範囲が接着剤の耐熱温度に限定され
てしまうという欠点が生じる。以上のようにふつ素樹脂
と金属との接着は、たとえできたとしても接着力が弱く
実用に供さなかったり、接着剤の耐熱範囲に限定され、
ふつ素樹脂の特性を十分いかせなかった。
そこで、本発明は金属表面にふつ素樹脂の接着可能な表
面層を形成する方法であって、この金属表面層を介して
ふっ素樹脂を強固に接着するものである。
すなわち、本発明は金属表面に、クロムイオン、水素イ
オンを含有するふつ素樹脂の水性ディスパージョンから
なるプラィマーを塗布し、その上に熱溶融性ふっ素樹脂
粉末を均一に散布付着し、熱溶融性ふつ素樹脂の分解温
度以上に加熱齢結することを特徴としている。また、金
属表面にクロムイオン、水素イオンを含有する四ふつ化
エチレン樹脂水性ディスパージョンからなるプラィマー
を塗布し、その上に四ふつ化エチレンとパーフロロアル
キルビニルェーテルとの共重合樹脂粉体を均一に散布付
着し、前記共重合樹脂の分解温度−以上に加熱焼結する
のであり、またクロムイオン、水素イオンを含有するふ
つ素樹脂水性ディスパージョンがクロム酸、フッ化クロ
ム、燐酸を含有するふつ素樹脂水性ディスパージョンか
らなるプラィマーであることを特徴としている。すなわ
ち、ふつ素樹脂と金属面とを接着する方法において、本
発明の構成を説明すれば、【1ー 工程1ではふつ素樹
脂の水性ディスパージョンにクロムイオン、水素イオン
を含有するプラィマ−を調製し、このプラィマーを金属
表面に塗布する。
上記ふつ素樹脂の水性ディスパージョンとしては、四ふ
つ化エチレン樹脂(以下PTFE)、四ふつ化エチレン
とパーフロロアルキシビニルエーテルとの英重合樹脂(
以下PFA)、四ふつ化エチレンと六ふつ化プロピレン
との英重合樹脂(以下FEP)、三ふつ化塩化エチレン
、ふつ化ビニリデン樹脂等の水性ディスパージョンがあ
る。
ふっ素樹脂の水性ディスパージョンに混入するクロムイ
オン、水素イオンにはクロム酸(六価クロム)ふつ化ク
ロム、燐酸があり、これらを選択またはすべてを使用す
る。■ 工程2では、前記プラィマーが乾燥固化しない
うちにふっ素樹脂粉末を前記プラィマーに適当量散布付
着し、金属面に薄い塗布膜を形成せしめる。
なお、散布すべきふつ素樹脂粉末としては、上述ふつ素
樹脂の中でもPFA樹脂粉末「FEP樹脂粉末が好まし
い。そして、本発明において、上記ふつ素樹脂の水性デ
ィスパージョンと上述ふつ素樹脂粉末との関係において
は、何ら選択性を有しない。好ましくは、PTFEの水
性ディスパージョンに対して用いられる上述ふつ素樹脂
粉末はPFA樹脂が良い。
‘31工程3では、前記塗布膜を金属面に強固に鱗結し
固化せしめるのであるが、本発明によれば前記プラィマ
ーに散布したふつ素樹脂粉末が熱分解を起こす以上の温
度にて暁結したとき、驚くべきことに前記塗布膜が最も
強固に金属面と結合し、競縞肩(表面層)を形成したの
で李る。そして、この焼続温度は特にPTFE樹脂では
400qo以上、PFA樹脂、FEP樹脂では380o
o以上必要であった。この作用はプラィマー中のクロム
イオン、水素イオンが金属表面をエッチングし、加うる
にふつ素樹脂粉末の熱分解によって生じた熱分解ガス(
ふつ素を含むガス)が金属表面のエッチングを促進させ
、あるいは金属表面に酸化被膜を形成せしめた為である
。斯くして本発明により金属面にふつ素樹脂と強固に接
着し得る蛇結層(表面層)が形成されたのである。■
さらに本発明を有効ならしめる為に、第4工程において
は前記焼結層にふつ素樹脂を接着する。
即ち、接着対象物であるふつ素樹脂を前記焼給層の上に
宛がい、ふつ素樹脂の融点以上の温度にて接着するので
ある。例えば、接着対象物をPTFE樹脂とする場合は
約327℃以上(PTFEの融点は約327q0)、P
FA樹脂とする場合は、約305℃以上(PFAの融点
は約305℃)、FEPとする場合は、約280q0以
上(FEPの融点は約28000)必要である。また、
接着時の加圧は必要としない(無圧)が接着対象物がP
TFE樹脂の場合は、多少の押圧をかけた方が好ましい
。以下、本発明による実施例を述べる。
実施例 1 ステンレス板(SUS304)の表面をサンドペーパー
掛けした後、アセトンで脱脂する。
次に下記に示す重量パーセントのプラィマ−を調製し、
前記ステンレス板表面にはけ塗りする。プラィマー塗布
後、まだプラィマ−が乾燥しないうちに粒径25r〜3
04のPFA樹脂粉末をプラィマー表面に吹きつけた。
このPFA樹脂粉末は、プライマーと共に焼き付け前な
のでとれやすいから注意を用した。次に380℃の電気
炉に入れ、30分間焼き付けを行なった。こうしてステ
ンレス表面に薄い嫌結層を形成させ、冷却後、この暁結
層に厚さ2脚のPFA樹脂シートを載せ接着圧を加えず
に315℃の電気炉で15分間加熱した。冷却後、PF
A樹脂シートとステンレス板とは煤結層を介して強固に
接着されていた。プラィマー組成分の重量パーセント(
%)は次の通りであった。PTFE樹脂の水性ディスパ
ージョン 65%クロム酸
5.3%ふつ化クロム
1.8%燐 酸
8.8%水 19
.1%実施例 2鉄板(SS41)の表面をサンドペー
パー掛けした後、38000の電気炉にて黒皮処理(表
面にFe304の酸化皮膜を形成させる)し、冷却後処
理表面に実施例1にて調製したプラィマーを塗布し、乾
燥しないうちに粒径25一〜30仏のPFA樹脂粉末を
散布した。
その後、380qoの電気炉中にて3粉ふ間焼き付けて
焼結層を形成した。冷却後、この暁縞層に厚さ2肌のP
TFE樹脂シートを載せ接着面圧0.5k9f/c確程
度の押圧を加えつつ34030の気炉中にて15分間加
熱した。冷却後、PTFE樹脂シートと鉄板とは鏡結層
を介して強固に接着されていた。次に本発明による接着
方法と従来法による接着方法との接着力は、はく隣接着
強さ試験にて比較した。(表一1を参照)1 試料No
.; ‘a} ステンレス板(SUS304)とPFA樹脂シ
ート(厚さ2柳)との接着において本発明による実施例
1にて接着した試料{bー ステンレス板(SUS30
4)とPFA樹脂シート(厚さ2脚)との接着において
PFA樹脂シート接着面を金属ナトリウムの液体アンモ
ニウム溶液で表面処理し、ェポキシ系接着剤を介して接
着した従来法による試料【cー 鉄板(SS41)とP
TFE樹脂シート(厚さ2肋)との接着において本発明
による実施例2にて接着した試料‘d’ 鉄板(SS4
1)とPTFEシート(厚さ2脚)との接着においてP
TFEシート接着面を金属ナトリウムの液体アンモニウ
ム溶液で表面処理し、ェポキシ系接着剤を介して接着し
た従来法による試料ロ 試験結果; 試験は各試料共に900はく離強さ試験である。
(注)試料;試料幅10物、試料点数は各試料修につき
5ケ測定機器;TOM万能圧縮引張試験機はく雛速度;
20物/物 以上により本発明による接着力は従来法と比較してはる
かに高く、特に高温状況においてはその差は著しい。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 金属表面にクロムイオン、水素イオンを含有するふ
    つ素樹脂の水性デイスパージヨンからなるプライマーを
    塗布し、その上に熱溶融性ふつ素樹脂粉末を均一に散布
    付着し、熱溶融性ふつ素樹脂の分解温度以上に加熱焼結
    することを特徴とする金属表面にふつ素樹脂の接着可能
    な表面層を形成する方法。 2 金属表面にクロムイオン、水素イオンを含有する四
    ふつ化エチレン樹脂水性デイスパージヨンからなるプラ
    イマーを塗布し、その上に四ふつ化エチレンとパーフロ
    ロアルキルビニルエーテルとの共重合樹脂粉体を均一に
    散布付着し前記共重合樹脂の分解温度以上に加熱焼結す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の金属表
    面にふつ素樹脂の接着可能な表面層を形成する方法。 3 クロムイオン、水素イオンを含有するふつ素樹脂水
    性デイスパージヨンからなるプライマーがクロム酸、フ
    ツ化クロム、燐酸を含有するふつ素樹脂水性デイスパー
    ジヨンからなるプライマーよりなる特許請求の範囲第1
    項記載の金属表面にふつ素樹脂の接着可能な表面層を形
    成する方法。
JP13502178A 1978-11-01 1978-11-01 金属表面にふつ素樹脂の接着可能な表面層を形成する方法 Expired JPS604752B2 (ja)

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JPS5561961A JPS5561961A (en) 1980-05-10
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