JPH08215865A

JPH08215865A - 弗素樹脂被覆物及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08215865A
Application number: JP7051940A
Authority: JP
Inventors: Akira Harada; 章原田; Yasuhiro Hattori; 康弘服部; Akira Nishimura; 昭西村
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1995-02-16
Filing date: 1995-02-16
Publication date: 1996-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】弗素樹脂被覆物に、物理的な凹凸やコーティ
ング部による凹凸などを形成したり、あるいは弗素樹脂
被覆層の非粘着性や基材に対する接着性を低下させるこ
となく、鮮明な模様（目盛り、文字、図形、装飾模様、
これらの組み合わせ等）を形成した弗素樹脂被覆物、及
びその製造方法を提供すること。【構成】金属またはセラミックスからなる基材上に弗
素樹脂被覆層が形成された弗素樹脂被覆物において、弗
素樹脂被覆層表面に、弗素樹脂には殆ど吸収がなく、基
材には吸収がある波長のレーザー光の照射により、照射
部の弗素樹脂を変色させた模様が形成されていることを
特徴とする弗素樹脂被覆物。金属またはセラミックスか
らなる基材上に弗素樹脂被覆層が形成された弗素樹脂被
覆物に、弗素樹脂には殆ど吸収がなく、基材には吸収が
ある波長のレーザー光を照射して、照射部の弗素樹脂を
変色させて模様を形成することを特徴とする弗素樹脂被
覆物の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弗素樹脂被覆層に模様
を形成した弗素樹脂被覆物及びその製造方法に関し、さ
らに詳しくは、レーザー光の照射により照射部の弗素樹
脂そのものを変色させて模様を形成した弗素樹脂被覆物
及びその製造方法に関する。なお、本発明において、模
様とは、各種紋様のほか、目盛り、文字、図形、装飾模
様、これらの組み合わせ等を総称するものとする。

【０００２】

【従来の技術】弗素樹脂被覆物は、例えば、炊飯器の内
釜、鍋、フライパンなど広範な用途に使用されている
が、用途によっては、目盛りや文字、装飾模様などを形
成することが要求されている。例えば、炊飯器の内釜に
は、通常、水位線などの目盛りや文字が表示されてい
る。従来、弗素樹脂被覆物に、目盛りや文字等を表示す
る方法として、（１）弗素樹脂被覆物に、目盛りや文字
等の形をした金型を用いて、プレス加工により物理的に
凹凸を設ける方法、（２）予め物理的に凹凸を設けた基
材に、弗素樹脂被覆を行う方法、（３）物理的に設けた
凹部に、被覆弗素樹脂とは異なる色の弗素樹脂を埋め込
む方法、（４）凹凸のない平坦な弗素樹脂被覆層上に、
異なる色の弗素樹脂をコーティングして装飾や目盛り、
文字等を形成する方法（特開昭６１−１８１５７３号公
報、特公平５−７２８０７号公報など）、（５）酸化チ
タンなどの酸化数が変わることによって色調が変化する
金属酸化物または金属水酸化物を含有させた弗素樹脂被
覆物に、目盛りや文字等の形状の穴を形成したマスクを
介してエキシマレーザーを照射し、照射部の色を変化さ
せてマーキングを行う方法（特開平６−１００７１６号
公報）などが提案されている。

【０００３】しかしながら、上記（１）及び（２）の方
法は、目盛りや文字等の表示が凹凸による陰影だけであ
るため、表示自体が見にくく、しかも、凹部が汚れ易
く、炊飯ジャー等では清掃が不便である。また、上記
（１）の方法では、プレス加工による凹凸部の作製時
に、該凹凸部の弗素樹脂被覆層部分が非常に大きな曲率
で変形するため、弗素樹脂被膜が延伸され、基材との界
面剥離や被膜のピンホール、クラック等が発生し易いと
いう問題がある。上記（３）の方法は、色の異なる弗素
樹脂を凹部に埋め込むため、工程が繁雑で工業的に有利
な方法ではなく、さらに、形成された表示が汚れたり、
黄ばみが生じ易いという問題がある。

【０００４】上記（４）の方法は、コーティングにより
形成された目盛りや文字等の模様が最外層にあるため、
模様が摩耗により消滅し易いという問題がある。目盛り
や文字等の模様の上に弗素樹脂の保護層を設けても、段
差が生じるため、やはり模様が摩滅し易い。この（４）
の方法では、そもそも弗素樹脂被覆層と強く接着し、か
つ、コーティングの際に滲んだりかすれたりすることの
ない弗素樹脂塗料の調製や入手が困難である。さらに、
この（４）の方法は、複雑な形状に成型された弗素樹脂
被覆物に対して適用することが事実上できない。そこ
で、（４）の方法では、通常、平板上の弗素樹脂被覆物
に、異なる色の弗素樹脂をコーティングして模様を形成
してからプレス加工しているが、プレス加工の精度が充
分でない場合には、目盛りや文字等の模様が変形する。

【０００５】上記（５）の方法は、弗素樹脂被覆層上の
目盛りや文字等の表示面に凹凸ができないため、摩耗や
汚れの問題がなく、色の差も見やすいが、弗素樹脂中に
酸化チタン等を多量に混合する必要があるため、弗素樹
脂が本来有している非粘着性が低下するおそれがある。
そこで、上記（５）の方法では、非粘着性を確保するた
め、エキシマレーザー光を照射してマーキングした後、
さらに、その上に実質的に弗素樹脂だけからなる層を被
覆しているが、このような方法は、酸化チタン等の使用
による原料コスト高に加えて、付加的な工程によるコス
トアップが避けられない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、弗素
樹脂被覆物に、物理的な凹凸やコーティング部による凹
凸などを形成したり、あるいは弗素樹脂被覆層の非粘着
性や基材に対する接着性を低下させることなく、鮮明な
模様（目盛り、文字、図形、装飾模様、これらの組み合
わせ等）を形成した弗素樹脂被覆物、及びその製造方法
を提供することにある。本発明者らは、前記従来技術の
問題点を克服するために鋭意研究した結果、金属または
セラミックスからなる基材上に弗素樹脂被覆層が形成さ
れた弗素樹脂被覆物に、弗素樹脂には殆ど吸収がなく、
基材には吸収がある波長のレーザー光を照射すると、照
射部の弗素樹脂自体が無色から黒色に変化し、無色−黒
のコントラストが鮮やかな模様を形成することを見いだ
した。

【０００７】したがって、弗素樹脂被覆物の弗素樹脂被
覆層上に、目盛りや文字等の所定の形状の穴を形成した
マスクを介して、ＹＡＧレーザーなどの特定波長のレー
ザー光を照射すると、穴の形状に照射された照射部の弗
素樹脂のみが変色し、所望の模様が形成される。マスク
を用いずに、レーザー光を所定の形状にスキャンしても
よい。本発明の方法により形成された模様は、鮮明で見
やすいことに加えて、弗素樹脂被覆層の平坦性を損なう
ことがないため、耐摩耗性や耐汚染性に優れており、し
かも、弗素樹脂が本来有している非粘着性を損なうこと
がない。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに
至ったものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、金属またはセラミックスからなる基材上に弗素樹脂
被覆層が形成された弗素樹脂被覆物において、弗素樹脂
被覆層表面に、弗素樹脂には殆ど吸収がなく、基材には
吸収がある波長のレーザー光の照射により、照射部の弗
素樹脂を変色させた模様が形成されていることを特徴と
する弗素樹脂被覆物が提供される。また、本発明によれ
ば、金属またはセラミックスからなる基材上に弗素樹脂
被覆層が形成された弗素樹脂被覆物に、弗素樹脂には殆
ど吸収がなく、基材には吸収がある波長のレーザー光を
照射して、照射部の弗素樹脂を変色させて模様を形成す
ることを特徴とする弗素樹脂被覆物の製造方法が提供さ
れる。

【０００９】以下、本発明について詳述する。本発明で
は、従来公知の弗素樹脂被覆物を使用することができ
る。弗素樹脂被覆物は、深鍋等の所定形状に成形加工さ
れたものであっても、あるいは、プレス加工される前の
円板状などであってもよい。基材の材質としては、アル
ミニウム、ステンレス等の金属、及びセラミックス類が
用いられる。アルミニウム基材としては、アルミニウム
板の表面を電気的にエッチングして微細な凹凸を設けた
ものが好ましい。エッチングにより、基材と弗素樹脂と
が物理的に強力に接着する。エッチングに替えて、ある
いはエッチングと共に、アルミニウム基材にプライマー
処理を行ってもよい。ステンレス基材は、通常、プライ
マーを用いて弗素樹脂を接着させる方法が好ましい。勿
論、アルミニウム基材と同様に、ステンレス基材の表面
をエッチングしてもよい。セラミックス基材の場合に
は、通常、プライマー処理を行う。

【００１０】弗素樹脂被服層を形成するための弗素樹脂
としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロ
エチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ）、テトラフルオロエチレン／エチレン共重合体（Ｅ
ＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦ
Ｅ）、及びこれらの２種以上の混合物等が挙げられる。
弗素樹脂被覆層は、常法により、弗素樹脂塗料を基材面
上にコーティングし、乾燥後、燒結することにより形成
することができる。例えば、炊飯器内釜を作成するに
は、一般に、アルミニウムやステンレス等の金属円板の
表面をブラスト、電解エッチング、化学エッチング等に
より粗面化処理し、あるいはプライマー塗装処理をした
後、弗素樹脂塗料をコーティングし、乾燥後、燒結して
弗素樹脂被覆金属円板を作成し、次いで、これを容器の
形状にプレス加工する。

【００１１】本発明では、弗素樹脂被覆物の該弗素樹脂
被覆面に、弗素樹脂には殆ど吸収がなく、基材には吸収
がある波長のレーザー光を照射して、照射部の弗素樹脂
自体を変色させて模様を形成する点に特徴を有する。前
記の特開平６−１００７１６号公報に開示されている方
法では、エキシマレーザー光の照射により変色する酸化
チタンなどの金属酸化物または金属水酸化物を弗素樹脂
中に配合しているが、本発明の方法では、このような色
が変化する材料を配合する必要はない。

【００１２】弗素樹脂には殆ど吸収がなく、金属やセラ
ミックスなどの基材には吸収がある波長のレーザー光と
しては、例えば、波長１．０６μｍで発振するＮｄ³⁺、
ＹＡＧレーザー等が挙げられる。また、レーザー光の中
でも、パルス発振光は、連続発振光に比べて、基材表面
やレーザー光照射部近傍にのみにエネルギーを与えるこ
とから、基材の温度上昇や、非照射部と照射部との境界
のぼやけ等が抑制できるので、本発明のマーキングに用
いるレーザー光として好適である。

【００１３】このような特定波長のレーザー光を照射す
ると、弗素樹脂被覆層の照射部のみが無色から黒色に変
化し、その無色と黒のコントラストは鮮明である。レー
ザー光の照射により、目盛りや文字等の模様を形成する
には、例えば、レーザー光を通さない銅箔に所望の目盛
りや文字等の模様の形に穴を形成したものをマスクとし
て用い、該マスクを弗素樹脂被覆層の表面に置いて、そ
の上からレーザー光を照射する方法、あるいは、レーザ
ー光を目盛りや文字等の形にスキャンして照射する方法
などがある。レーザー光の照射エネルギーや照射時間等
の条件は、弗素樹脂被覆層が劣化しない範囲内におい
て、弗素樹脂の種類や所望のコントラストの強さ等に応
じて、適宜実験的に定めることができる。弗素樹脂被覆
層の照射部が変色する理由としては、弗素樹脂被覆層を
通過したレーザー光が基材に吸収され、積層界面が高温
となるため、その部分の弗素樹脂から弗素原子が脱離し
て炭化が進み、黒色化するためであると推定される。

【００１４】本発明の方法は、弗素樹脂自体の色の変化
を利用するため、目盛りや文字等の模様を形成するのに
物理的な凹凸やコーティング部による凹凸を形成する必
要がない。したがって、模様が形成された部分とそれ以
外の部分とで凹凸の差が出ないため、使用中に模様が摩
滅したり、汚れの原因になることはない。また、レーザ
ー光の照射による弗素樹脂の色の変化が、無色から黒へ
という色彩の大きく異なる変化であるため、形成された
模様が鮮明で見やすいという特徴がある。

【００１５】さらに、本発明の方法によれば、レーザー
光が照射された弗素樹脂の部分が変色するだけで、非粘
着性などの弗素樹脂本来の特性が保持されるため、形成
された模様の上にさらに非粘着性の被覆層を設ける必要
がない。基材と弗素樹脂被覆層との間の接着力も、レー
ザー光照射前の水準が保持されている。本発明の方法
は、円板等の平板状の弗素樹脂被覆物に適用することが
できるだけではなく、鍋等の容器状の形状に成形した弗
素樹脂被覆物に対しても適用することができる。本発明
の方法を容器状の形状に成形した弗素樹脂被覆物に適用
すれば、プレス成形に伴う目盛りや文字等の表示の変形
を避けることができる。

【００１６】

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明についてより
具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに
限定されるものではない。被覆物の性能評価方法は、以
下のとおりである。（１）剥離強度市販のＦＥＰシートを弗素樹脂被覆面に熱融着した後、
１ｃｍの幅で１８０°方向に剥離し、その時の引き剥し
力を剥離強度（単位：ｋｇ／ｃｍ）とした。（２）碁盤目試験弗素樹脂被覆面にＪＩＳＫ５４００−１９９０，８，
５．２に規定された碁盤目１００マスを作成し、この面
にセロテープ〔ニチバン（株）製〕を充分に密着させ、
直ちに引き剥す。新しいセロテープを用いて、この操作
を４０回行い、１００マス中何マスが残存したかを評価
した（単位：％）。（３）対水接触角協和界面科学（株）製の接触角計（ＣＡ−Ａ）を用い、
液適法にて水との接触角（単位：度）を測定した。＜性能評価の標準値＞市販の炊飯ジャー内釜に被覆され
ている弗素樹脂被覆層は、剥離強度が１．５ｋｇ／ｃｍ
以上で、碁盤目試験が１００％であれば、充分に実用に
耐える接着力を有すると評価される。また、対水接触角
は、１０５°以上あれば、炊飯ジャー内釜としての非粘
着性は充分であると評価される。

【００１７】［実施例１］基材として、板圧１．２ｍｍ
のアルミニウム合金板〔神戸製鋼（株）製ＡＳＢ材〕を
用いた。まず、このアルミニウム合金板を陽極として、
塩化アンモニウム水溶液中、２５クーロン／ｃｍ²の電
気量で電気化学的エッチング処理を行い、アルミニウム
合金板の表面に微細な凹凸を形成させた。アルミニウム
合金板のエッチング処理面に、ダイキン工業（株）製の
弗素樹脂塗料（ポリフロンＤ１−Ｆ：ＰＦＡ）をコーテ
ィングし、１５０℃で１０分間加熱して乾燥させた後、
４２０℃で２０分間燒結した。得られた膜の特性を下記
に示す。膜厚：２０μｍ剥離強度：２．１ｋｇ／ｃｍ碁盤目試験：１００％残存対水接触角：１１６°

【００１８】次に、図１に示す穴２を設けた銅箔製マス
ク１を弗素樹脂被覆物３の表面に密着させ、下記の条件
でＹＡＧレーザー光を照射した。波長・・・・・・・・１．０６μｍパルス幅・・・・・・２０ｐｓパルスエネルギー・・２５ｍＪ／パルス周波数・・・・・・・１０Ｈｚビーム径・・・・・・６ｍｍ照射時間・・・・・・１００秒間

【００１９】照射後に銅箔製マスク１を取り去ると、図
２に示すように、該マスクの穴２に対応する弗素樹脂被
覆物３の面４が照射により黒色化していた。ＹＡＧレー
ザー照射部の特性は、下記の通りであった。膜厚：２０μｍ剥離強度：２．１ｋｇ／ｃｍ碁盤目試験：１００％残存対水接触角：１１５° 非照射部の色：白色照射部の色：黒色上記の結果から、基材に対する弗素樹脂被覆物の接着性
や対水接触角などの特性を損なうことなく、模様を形成
できることが分かる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、弗素樹脂被
覆物（平板状または容器状）に、凹凸を形成したり、弗
素樹脂被覆層の非粘着性や基材に対する接着性を低下さ
せたりすることなく、鮮明な模様（目盛り、文字、図
形、装飾模様、これらの組み合わせ等）を形成すること
ができる。したがって、本発明の製造方法は、炊飯ジャ
ー内壁に水位目盛りを形成したり、あるいは鍋やフライ
パン等に目盛り、図形、文字などを形成するのに適用す
ることができる。そして、本発明の弗素樹脂被覆物は、
目盛りや文字、装飾模様等が形成された炊飯器内釜、
鍋、フライパンなどの分野に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で使用した銅箔製マスクの平面
図である。

【図２】本発明の実施例により得られた模様が形成され
た弗素樹脂被覆物の平面図である。

【符号の説明】

１銅箔製マスク２穴３弗素樹脂被覆物４黒色化した部分

───────────────────────────────────────────────────── 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技術表示箇所Ｂ３２Ｂ 27/30 Ｂ３２Ｂ 27/30 Ｄ 33/00 33/00 Ｂ４１Ｍ 5/26 7416−2ＨＢ４１Ｍ 5/26 Ｖ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属またはセラミックスからなる基材上
に弗素樹脂被覆層が形成された弗素樹脂被覆物におい
て、弗素樹脂被覆層表面に、弗素樹脂には殆ど吸収がな
く、基材には吸収がある波長のレーザー光の照射によ
り、照射部の弗素樹脂を変色させた模様が形成されてい
ることを特徴とする弗素樹脂被覆物。
【請求項２】レーザー光がパルス発振光である請求項
１記載の弗素樹脂被覆物。
【請求項３】金属またはセラミックスからなる基材上
に弗素樹脂被覆層が形成された弗素樹脂被覆物に、弗素
樹脂には殆ど吸収がなく、基材には吸収がある波長のレ
ーザー光を照射して、照射部の弗素樹脂を変色させて模
様を形成することを特徴とする弗素樹脂被覆物の製造方
法。
【請求項４】レーザー光がパルス発振光である請求項
３記載の弗素樹脂被覆物の製造方法。