JPS6210704B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は素材金属表面に四ふつ化エチレン樹脂
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
面にプライマー等の中間層を設けることなく、付
着強度のすぐれた四ふつ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、
真ちゆう（亜鉛―銅合金）板等の表面に前記樹脂
皮膜を薄層例えば５μｍ〜15μｍ未満として形成
するに当り、予め前記金属表面を脱錆、脱脂する
か、または該脱脂面を粗面化後それらの表面に四
ふつ化エチレン樹脂分散液を塗布（含電着方
式）、焼成することによつて前者にあつては薄い
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、また後者にあつては厚さ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つ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ブラスト
加工するか、または該加工面に例えばNi―Cr、
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、該面に四ふつ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つ化エチレ
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
ふつ化エチレン樹脂分散液を塗布、焼成する方
法、(ハ)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つ化エチレン
樹脂分散液を塗布、焼成する方法、(ニ)粗面化金属
表面に四ふつ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、これらの方法では粗面化しな
い薄板の各種金属に対する薄層の四ふつ化エチレ
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
精密加工用ナイフ板状熱交換板等に均一平滑な薄
層として得難いばかりでなく、また厚板金属で鋳
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
面にプライマー等の中間層を設けることなく常法
により脱錆、脱脂し、そのまゝの表面に四ふつ化
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
つ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^-3トールの真空炉中で380〜420℃に焼成
し、焼成後同一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れた四ふつ化
エチレン樹脂の薄層を得る方法である。 こゝ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。 こゝ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
合金類例えばステンレススチール、真ちゆう等を
任意に採択することができる。この金属表面に四
ふつ化エチレン樹脂皮膜を薄層（厚さ５〜15μｍ
未満）として形成するには、予め前記金属表面を
常法によつて脱錆、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つて
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^-3トールとなつ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つた
まゝ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
圧下に被塗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ふ
つ化樹脂皮膜を薄層（厚さ５〜15μｍ未満）とし
て得られる（第１表、実施例参照）。たゞし上記
において金属板が薄く（厚さ0.6mm未満）その脱
脂面に樹脂皮膜を形成した時には膜厚５〜10μｍ
未満として、また金属板の厚さが0.6mm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10〜15μｍ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
℃）において、焼成温度が420℃、空気導入時温
度が380℃〜320℃の範囲で行つた場合の被塗物の
初期および熱水による煮沸処理15分後におけるク
ロスカツト後のセロテープ試験を繰返し20回行つ
た結果は、いずれも全く異常が認められなかつた
のに対し、上記焼成温度が420℃で空気導入時温
度が400℃、420℃であつ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つた（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℃である場合被塗物の初期および
熱水による煮沸処理15分後におけるクロスカツト
後のセロテープ試験を繰返し20回行つた結果は、
いずれも何等異常がなかつたのに対し、空気導入
時温度が380℃、400℃であつ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
された（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
いて前例同様に行つた時の被塗物の初期および熱
水による煮沸15分後におけるクロスカツト後のセ
ロテープ試験を繰返し20回行つた結果は、いずれ
も全く異常がなく良好であつたのに対し、空気導
入時温度が360℃、380℃であつた場合の煮沸水処
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
付着不良であることが知られた（第２表参照）。

【表】 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10^-3、10^-1、30、
100、380、760トールの条件下で420℃、400℃、
390℃、380℃、360℃の各温度で30分間焼成し、
真空度をそのまゝに保ち温度が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
し被塗物を急冷後これを炉内より取出し、このも
のについてクロスカツ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。
たゞし10^-3トー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つていない
が、四ふつ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^-3ト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、これに四ふつ化エチレン樹脂分散液を塗
布、焼成後四ふつ化エチレン樹脂皮膜の厚さが13
μｍとなる如く塗布した。

【表】 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^-1
トール、30トールにおいて四ふつ化エチレン樹脂
の溶融温度以上でも付着強度のすぐれたものが得
られなかつ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。 以下実施例によつ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（50mm×100mm×0.5mm）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つて四ふつ化エチ
レン樹脂分散液を塗布し、風乾後真空炉中に入
れ、真空ポンプによつて排気し減圧して２×10^-3
トールとなつた時点で加熱を開始し400℃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、同一真空度に保つたまゝ温度の降下を
待ち360℃に到つた時、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。このものゝ皮膜の厚さは８μｍであつた。次
いでこのものにJIS―Ｄ―0202に準じて２mm間隔
のクロスカツ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つた。またこのも
のを煮沸水中に15分間保持し、引上げて後前記同
様のクロスカツトおよびセロテープ試験に供した
が、初期のもの同様20回行つても何等異常がな
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
して四ふつ化エチレン樹脂分散液を塗布し、風乾
後真空炉中に入れ、減圧して２×10^-3トールとな
つ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
真空度に保つたまゝ温度の降下を待ち280℃に到
つたとき、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
のものゝ皮膜の厚さは９μｍであつた。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つても何等異常はなかつ
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0.5mm）の板をメチルエチルケトン
（溶剤）で脱脂後実施例１と同様にして四ふつ化
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２×10^-3トールとなつた時点で加熱を
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
したまゝ温度の降下を待ち360℃に到つたとき真
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
のゝ皮膜の厚さは６μｍであつた。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つ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と同寸法の真ちゆう板（厚さ0.6mm）
を実施例１と同様に処理して四ふつ化エチレン樹
脂分散液を塗布、風乾後真空炉中に入れ減圧して
２×10^-3トールとなつた時点で実施例１同様に加
熱を開始し、400℃に到達後この温度で30分間保
持し、保持時間終了後加熱を止めそのまゝの真空
度に保ち、温度の降下を待ち、温度が340℃に到
つ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であつた。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
プ試験によつても何等異常がなくすぐれた付着力
を示した。 実施例 ５ 真ちゆう板（100mm×100mm×1.6mm）を常法に
より脱脂後＃80アルミナ砥粒でブラストを行い粗
面を形成した後該面に実施例１と同様にして四ふ
つ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２×10^-3トールとなつた時点で加
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℃となつ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。このものゝ皮膜厚さは12μｍであつ
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つても異常がなく付着
強度は極めて満足すべきものであつた。またナイ
フによつて傷をつけ爪による剥離テストを行つた
が、これによつても異常は全くなく付着の良好で
あることが知られた。 実施例 ６ アルミニウム鋳物（AC7A）板（100mm×100mm
×３mm）を実施例１と同様に脱脂し＃100アルミ
ナ砥粒を用いてブラストした後該面に実施例１と
同様に四ふつ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^-3トールとなつ
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、そのまゝの真空度に保つた
まゝ温度の降下を待ち340℃となつた時真空ポン
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。このものゝ皮膜の厚さは
13μｍであつた。次いでこのものを実施例１同様
の剥離試験に供したが、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つても
付着強度は良好で異常は認められなかつた。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つた。さらにまた
このものを食塩水の５％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つた。 実施例 ７ ステンレススチール（304）板（50mm×100mm×
2.0mm）の表面を常法により脱脂し、＃60のアル
ミナ砥粒でブラストした後これを陽極とし、ステ
ンレス板を陰極とし、四ふつ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
着を行つた。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^-3トー
ルとなつ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、そのまゝの真空度の下で温度の
降下を待ち340℃となつ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。このものゝ皮膜の厚さは14μｍで
あつた。次いでこのものを実施例１同様の剥離試
験に供したが、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
よつ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つた。さらにまたこ
のものを食塩水の５％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
つた。 以上詳説したように本発明は、金属表面に四ふ
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
面を脱錆、脱脂するか、または該脱脂面を粗面化
後該面に四ふつ化エチレン樹脂分散液を塗布し、
真空炉内で10^-3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40〜100℃の範囲で空気を導入し、被塗物を急
冷するよう配慮したゝめに、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
ニウム板、軟鋼板、ステンレススチール板、真
ちゆ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、前者にあつては精
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、ま
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、また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
物の巣孔内部まで浸入するため、他の加工法に
よつ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、この面からの用途を
併せ期待できるという副次効果もある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属表面に四ふ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つ化エチレ
   ン樹脂分散液を塗布し、真空炉内で10^-3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40〜100℃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
   面に四ふつ化エチレン樹脂皮膜を形成する方法。