JPH07108385B2 - 濃度勾配のためのｐｔｆｅとｐｆａ又はｆｅｐを有する非粘着性コーティング系 - Google Patents

濃度勾配のためのｐｔｆｅとｐｆａ又はｆｅｐを有する非粘着性コーティング系

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JPH07108385B2
JPH07108385B2 JP4502695A JP50269592A JPH07108385B2 JP H07108385 B2 JPH07108385 B2 JP H07108385B2 JP 4502695 A JP4502695 A JP 4502695A JP 50269592 A JP50269592 A JP 50269592A JP H07108385 B2 JPH07108385 B2 JP H07108385B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、粘着を最小にする例えば料理器具のためのコ
ーティング系に関する。更に特定的には、本発明は、滑
らかな未処理支持体（substrate）上に直接使用するこ
とができそしてコーティング内に濃度勾配を与える、多
層コーティング系に関する。
一般に、当業界では、金属又はガラス支持体は、第１の
コーティング層が施される前に或る手段により粗面化さ
れ、それにより支持体上にコーティングを保持するのに
機械的結合が化学的接着手段を助ける。典型的な粗面化
手段には、酸エッチング、サンドブラスチング、グリッ
トブラスチング（grit−blasting）及びガラス、セラミ
ック又はエナメルの粗い層を支持体上に焼き付けること
が含まれる。支持体への非粘着性コーティングの接着の
問題は、コーティングの性質により一層悪化する。コー
ティングを剥離（くっつかないこと）（release）につ
いて最適化して、料理後に容易に掃除ができるように又
は耐久性とするために、食品粒子がコーティングに粘着
するのを防止するか、又は低摩擦滑り接触を容易にする
ためには、殆ど定義により、コーティングを支持体に十
分接着性とするのに困難があるであろう。
支持体は、料理器具又は工業的用途に使用される金属、
しばしばアルミニウム又はステンレス鋼であることがで
きる。支持体はガラス又はセラミックであることができ
る。支持体は、マイクロ波オーブン料理器具用のプラス
チックであることすらあり、又は支持体は炭素鋼から作
られたのこぎりのような工業的物品であることがある。
支持体又は用途が何であれ、支持体を粗面化してコーテ
ィングを接着性とすることが必要ならば、そのために少
なくともコストが加わりそしてコーティングを突き出す
か又はコーティングをとおしてそれとわかる粗いプロフ
ィルを創り出すことを含む他の困難を生じうる。これ
は、特に、のこぎり、スチームアイロン及び複写機ロー
ル用のような滑らかさが求められる場合には望ましくな
い。エッチング剤物質を処分する環境コストが問題とな
ることがある。ときには、特に、ガラス及びセラミック
支持体の場合は、それは支持体の許容できない弱さ又は
脆弱さを引き起こすこともある。
支持体への非粘着性コーティングの接着を高める手段
は、下記の特許に説明されている。
米国特許第4,049,863号−バシリウ（Vassiliou）（197
7）は、他の構成成分と共に、ポリテトラフルオロエチ
レン（PTFE）のようなフルオロポリマー、コロイドシリ
カ及びポリアミドイミド（PAI）を含有するプライマー
を教示している。このプライマーは、好ましくはグリッ
トブラスチング、金属又は金属酸化物の溶射又はフリッ
トコーティングにより予備処理される支持体に、又はリ
ン酸塩処理され（phosphated）又はクロム酸塩処理され
た（chromated）金属に、種々の方法により施される。P
TFE:PAI比は1:9であることができる。プライマーコート
は、通常、約２−15ミクロン（μｍ）の乾燥フイルム厚
さ（DFT）となるように施される。空気乾燥の後、プラ
イマーは、慣用のフルオロポリマーエナメルでトップコ
ートされそして焼き付けされる。（この特許において、
部、百分率及び割合は特記する場合を除いては重量によ
る）。
米国特許第4,087,394号−コンカノン（Concannon）（19
87）は、５−100％テトラフルオロエチレン（TFE）と95
−０％ヘキサフルオロプロピレン（HFP）から作られた
フッ素化エチレン−プロピレン（FEP）のホモポリマー
又はコポリマー20−80％とPAIであることができるフイ
ルム形成性ポリマー80−20％から成るフルオロポリマー
の水性濃度勾配コーティングを開示している。このコー
ティングは、アルミニウムシート又は種々の支持体上に
噴霧することにより施される。他の適用方法も述べられ
ている。支持体の調製については何ら言及されていな
い。PTFE及びFEPは連続体として処理されているけれど
も、50％PTFE、50％FEPのようなブレンドを使用すると
いう示唆はない。
ティースゼン（Tieszen）に対する米国特許第3,928,675
号及び第3,857,852号は、コーティング中に、ポリフェ
ニレンスルフィド（PPS）のようなポリアリーレンスル
フィドと共に高粘度（＞1010）及び低粘度（104ポイ
ズ）（109及び103PaSec）PTFEの使用を教示している。
発明の要約 本発明は、或る態様においては、プライマーと、トップ
コートと、随意に該プライマーと該トップコートとの間
の１つ又はそれより多くの中間コートとを含んで成る多
層非粘着コーティングを有する支持体を含んで成るコー
ティング系であって、 該支持体がコーティングの接着を妨害する汚染物を含ま
ないことと、該プライマーが、パーフルオロカーボン樹
脂と、ポリアミドイミド及びポリエーテルスルホン樹脂
の少なくとも１種を含んで成る、水性分散液の形態で支
持体に施され、該パーフルオロカーボン樹脂は、少なく
とも約1010ポイズの溶融粘度を有するポリテトラフルオ
ロエチレンである第１樹脂50−90重量％と、パーフルオ
ロアルキルビニルエーテル、好ましくはパーフルオロプ
ロピルビニルエーテルとテトラフルオロエチレンとの、
103乃至105ポイズの範囲の溶融粘度を有するパーフッ素
化コポリマー（PFA）である第２樹脂50−10％を含んで
成り、そして該トップコート及びいかなる中間コート
も、パーフルオロカーボン樹脂を含んで成る、 ことを特徴とするコーティング系を提供する。
詳細な説明 本発明は、支持体の粗面化を回避することにより低コス
トを可能とするのみならず、料理器具上の剥離（releas
e）及びスチームアイロン低プレート上での滑り効果に
ついて有利である滑らかなコーティングされた表面も可
能とする。本発明はまた、コーティングされた複写機ロ
ール表面のコストのかかる磨き仕上げの排除及びコイル
コーティング及びローラー塗り技術による分散液PTFEコ
ーティングの塗布も可能とする。
本発明の種々の態様は、プライマー又はトップコート中
において、異なった溶融粘度を有する少なくとも２つの
PTFE樹脂を使用することを含む。一対の樹脂は、相対的
に高い溶融粘度の樹脂及び低い溶融粘度の樹脂を有す
る。他は、相対的に低い溶融粘度の樹脂と更に一層低い
溶融粘度の樹脂を有する。
すべてのタイプの金属支持体、特に滑らかな金属への高
溶融粘度フルオロポリマーコーティングの接着は、プラ
イマー中の化学的に誘発された層化（stratification）
又は濃度勾配の形成により有意に改良されうる。
1011ポイズ（1010PaSec）の高いMVを有するPTFE及びポ
リアミドイミド又はポリフェニレンスルフィドのような
ポリマー結合剤から成るプライマー系に、103−108ポイ
ズ（102−107PaSec）の範囲の低い溶融粘度（MV）を有
するパーフルオロカーボンポリマーを添加すると、フル
オロポリマーが支持体界面から離れるにつれて層化し
て、ポリマー結合剤が支持体界面においてより高い濃度
及び硬化度を得ることを可能にし、それにより改良され
た接着力をもたらす相乗効果が得られる。この層化を達
成するのに必要な硬化温度は、フルオロポリマーの選択
により改変することができる。
パーフルオロポリマーの溶融粘度は、ガンガル（Ganga
l）等米国特許第4,636,549号（1987）の方法のような公
知の方法により測定することができる第４欄、25−63行
参照。
接着を妨害する可能性のあるグリース及び他の汚染物を
除去するために洗浄することによってのみ処理された滑
らかな支持体上の本発明のコーティングの使用により、
本発明のコーティング系は、良好な食品剥離、及び多重
ボールペンシャフトが調理試験中フライパンの内側の回
りを回転している重みのあるホールダー（weighted hol
der）が関与する“タイガーパウ”（tiger paw）酷使料
理試験のような通常の耐久性試験に対する良好な抵抗を
与える。この試験は、一般に、米国特許第4,252,859号
−コンカノン及びバリー（Vary）（1981）、第２欄、14
−24行に記載されている。
剥離コーティングの接着を高めるための表面の典型的な
先行技術による調製は、エッチングヌはサンドブラスチ
ングもしくはグリッドプラスチングして表面プロフイル
を発生させることを伴っていた。このプロフイルは、イ
タリー、ミラノのアルパ社により製造されたモデルRT60
表面粗さ試験器を使用して平均マイクロインチで測定さ
れる。洗浄してグリース及び汚染物を除去した後の典型
的な圧延されたアルミニウム上のプロフィルは16−24マ
イクロインチ（.6−0.96μｍ）である。鋼上のプロフイ
ルは、より広く変わるが、典型的には50マイクロインチ
（２μｍ）より小さい。鋼及びアルミニウムの両方に、
剥離コーティングが施される前に、プロフイルは、典型
的には、100マイクロインチ（４μｍ）以上に増加させ
られ、好ましくは或る用途のアルミニウムについては、
180−220マイクロインチ（7.2−8.8μｍ）に増加させら
れる。かくして、本発明は、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（４μｍ
より小さい、好ましくは２μｍより小さい）プロフイル
を有する鋼又はアルミニウム支持体に関して特に有用で
ある。
同様な効果は、低いMV（少なくとも106−105PaSec）PTF
Eを、更に低いMV（103乃至105ポイズ又は102乃至104MPa
Sec）PTFEと共に使用して達成することができる。層化
を達成するために、２つのPTFEの溶融粘度において少な
くとも102ポイズの差があることが望ましい。
本発明のプライマーは、先行技術で知られている種々の
方法で粗面化した支持体に使用してこのようなアンダー
コートなしの場合より良好ですらあるコーティング系を
製造することもできる。これは、改良された化学的接着
を機械的効果と組み合わせて、優れた生成物を製造する
ことができる。
下記の実施例において、ポリアミドイミド、コロイドシ
リカ及び分散剤は、当業界で公知であり、好ましくは、
米国特許第4,049,863号−バリシウ（1977）記載のもの
である。PFAは、一般に米国特許第4,253,859号−コンカ
ノン及びバリー（1981）に開示されているPFAである
が、２−４×104ポイズ、の溶融粘度を有しており、好
ましくは微粉砕した粉末又は分散液の乾燥した形態にあ
り、いずれも20−25μｍの範囲の平均粒径を有してい
る。そしてウルトラマリンブルーは、米国特許第4,425,
448号−コンカノン及びルンメル（1984）のそれであ
る。
下記の実施例及び試験データは、フルオロポリマートッ
プコートのためのプライマーとして使用されるときのこ
の改良された接着力を示す。フルオロポリマーは水中の
60％分散液として与えられる。通常の如く、分散液の固
形分含有率を表に示す。組成物は、当業界では普通の技
術によりブレンドされ、次いで滑らかな脱グリースされ
たアルミニウム支持体に噴霧により塗布される。
実施例1:FEP/PTFE−多重コート系 適用 この系は、PTFE、FEP及びポリアミドイミドのプライマ
ーから成り、これは洗浄されて油及び汚物汚染物を除去
された金属表面に５−10sm乾燥フイルム厚さ（DFT）で
適用され、空気乾燥され、単一（15−17.5smDFT）又は
各々厚さ12.5−17.5smDFTの多重トップコートされ、こ
れらは表２に示された組成と同様な組成を有している。
フイルムを150℃で10分間焼き付け、続いて415℃以上で
最小３分間の高温焼き付けを行った。
試験 種々の条件下に硬化された、滑らかな脱グリースされた
12ゲージのアルミニウム支持体上に単一層コーティング
を施した後、コーティングされた支持体を沸騰水中に20
分間浸漬した。コーティングを支持体のところまで切
り、次いで指の爪でコーティングを引きはがす（pullba
ck）ことを試みる。下記の表において、Ｐは、コーティ
ングがゆるくならなかったことを示し、Ｆはそれが少な
くとも1cm引きはがされることを示す。
FEPがない場合の試験は、このコーティングの破損をも
たらした。
２つの異なる割合のFEPとPTFEを、滑らかなアルミニウ
ム料理器具のトップコートと共にプライマーとして使用
し、これを上記のようなタイガーパウ試験に付した。コ
ーティング劣化により決定される５の評価までの標準料
理サイクルの数が記録され、そして対照として試験した
グリットブラスチングした支持体上の市販のコーティン
グの比較することができる値の百分率と共に下記に示
す。結果は、多くの良好な商業的製品より良好であっ
た。
実施例2:FEP/PTFE−多重コート系

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】プライマーと、トップコートと、随意に該
    プライマーと該トップコートとの間の１つ又はそれより
    多くの中間コートを含んで成る多層非粘着コーティング
    を有する支持体を含んで成るコーティングされた支持体
    であって、 該支持体がコーティングの接着を妨害する汚染物を含ま
    ないことと、 該プライマーが、パーフルオロカーボン樹脂と、ポリア
    ミドイミド及びポリエーテルスルホン樹脂の少なくとも
    １種を含んで成る水性分散液の形態で支持体に施され、
    該パーフルオロカーボン樹脂は、少なくとも1010ポイズ
    の溶融粘度を有するポリテトラフルオロエチレンである
    第１樹脂50−90重量％と、103乃至108ポイズ（102乃至1
    07PaSec）の範囲の溶融粘度を有するヘキサフルオロプ
    ロピレンとテトラフルオロエチレンとのパーフッ素化コ
    ポリマー及び103乃至105ポイズの範囲の溶融粘度を有す
    るパーフルオロアルキルビニルエーテルとテトラフルオ
    ロエチレンとのパーフッ素化コポリマーから選ばれた第
    ２樹脂50−10％を含んで成り、そして 該トップコート及びいかなる中間コートも、パーフルオ
    ロカーボン樹脂を含んで成る、 ことを特徴とするコーティングされた支持体。
  2. 【請求項２】該第１樹脂の溶融粘度が少なくとも1011ポ
    イズであり、該第２樹脂の溶融粘度が104−105ポイズの
    範囲にある、請求の範囲第１項記載のコーティングされ
    た支持体。
  3. 【請求項３】選ばれたコポリマーがヘキサフルオロプロ
    ピレンとテトラフルオロエチレンとのコポリマーであ
    る、請求の範囲第２項記載のコーティングされた支持
    体。
  4. 【請求項４】選ばれたコポリマーがヘキサフルオロプロ
    ピレンとテトラフルオロエチレンとのコポリマーであ
    る、請求の範囲第１項記載のコーティングされた支持
    体。
  5. 【請求項５】支持体が、アルミニウム、ステンレス鋼及
    び炭素鋼から選ばれた金属である、請求の範囲第１項記
    載のコーティングされた支持体。
  6. 【請求項６】コーティング前の支持体が2.5ミクロンよ
    り小さい表面粗さプロフィルを有している、請求の範囲
    第５項記載のコーティングされた支持体。
  7. 【請求項７】コーティング前の支持体が1.25ミクロンよ
    り小さい表面粗さプロフィルを有している、請求の範囲
    第５項記載のコーティングされた支持体。
  8. 【請求項８】プライマーが、コロイドシリカ３−５％、
    界面活性剤１−４％、ポリアミドイミド15−30％及びパ
    ーフルオロポリマー25−55％を含有し、該パーフルオロ
    ポリマーはポリテトラフルオロエチレン60−85％と残り
    がコポリマーから成る、請求の範囲第１項記載のコーテ
    ィングされた支持体。
  9. 【請求項９】アンダーコートを施す前に、支持体の表面
    を処理して、接着を妨害する汚染物を除去したが、エッ
    チング又は機械的粗面化はしなかった、請求の範囲第１
    項記載のコーティングされた支持体。
  10. 【請求項１０】該水性分散液から得られるプライマーコ
    ーティングは、その厚さ全体にわたり組成が均一ではな
    くて、支持体との界面では反対の界面よりも低い濃度の
    ポリテトラフルオロエチレンを有する、請求の範囲第１
    項記載のコーティングされた支持体。
  11. 【請求項１１】コーティングが、次のコーティングを施
    す前に１つのコーティングを完全に乾燥することなく支
    持体に施され、次いで全体のコーティングを、少なくと
    も350℃で加熱することにより硬化させる、請求の範囲
    第１項記載のコーティング支持体を製造する方法。
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