(57)【要約】【課題】被塗装部材の表面に塗装した際に優れた耐摩耗性と平滑性とを得ることができる塗装材料を提供する。【解決手段】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樹脂（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）および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樹脂（ＦＥＰ）から選ばれる少なくとも一つのふっ素樹脂、あるいはポリアミドイミドである塗装用樹脂と、酸素濃度１３ｋＰａ以下、吸収線量１ｋＧｙ〜１０ＭＧｙの条件で、融点以下の８０〜２８０℃に加熱されたＦＥＰに放射線を照射して得られる改質ふっ素樹脂とを、５〜５０重量％の割合で混合して塗装材料を得る。この塗装材料を被塗装部材に塗装したのち焼成することにより塗装膜を形成する。【選択図】図１
2004010717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装用樹脂と、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樹脂（ＦＥＰ）を改質した改質ふっ素樹脂とを、５〜５０重量％の割合で混合した
ことを特徴とする塗装材料。
【請求項２】
前記塗装用樹脂は、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樹脂（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）および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樹脂（ＦＥＰ）から選ばれる少なくとも一つのふっ素樹脂、あるいはポリアミドイミドである
ことを特徴とする請求項１に記載の塗装材料。
【請求項３】
前記改質ふっ素樹脂は、酸素濃度１３ｋＰａ以下、吸収線量１ｋＧｙ〜１０ＭＧｙの条件で、融点以下の８０〜２８０℃に加熱されたＦＥＰに放射線を照射して得られる
ことを特徴とする請求項１に記載の塗装材料。
【請求項４】
ＰＦＡ、ＥＴＦＥおよびＦＥＰから選ばれる少なくとも一つのふっ素樹脂、あるいはポリアミドイミドである塗装用樹脂と、酸素濃度１３ｋＰａ以下、吸収線量１ｋＧｙ〜１０ＭＧｙの条件で、融点以下の８０〜２８０℃に加熱されたＦＥＰに放射線を照射して得られる改質ふっ素樹脂とを、５〜５０重量％の割合で混合した塗装材料を、被塗装部材に塗装したのち焼成する
ことを特徴とする塗装材料を用いた塗装膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形金型の表面塗装等に用いられる塗装材料および塗装材料を用いた塗装膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、耐摩耗性に優れた平滑な塗装膜が求められている。例えば、成形金型の表面塗装には、耐摩耗性に優れた平滑な塗装膜が求められている。これは、成形時に金型に成型品の材料を加熱して流し込むために塗装膜の耐摩耗性が必要であり、また成形品表面の凹凸を少なくするために、塗装膜の平滑性が求められるからである。
【０００３】
従来、塗装材料には、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樹脂（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）および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樹脂（ＦＥＰ）から選ばれる少なくとも一つのふっ素樹脂や、ポリアミドイミドによる塗装用樹脂が使用されてきた。しかし、その塗装用樹脂は、平滑性は良いが耐摩耗性が劣るため摺動部に塗装したときの寿命が短いという欠点があった。
【０００４】
この欠点を解消するために、ＰＦＡ、ＥＴＦＥおよびＦＥＰから選ばれた少なくとも一つの母剤ふっ素樹脂と、融点以上に加熱された未改質ふっ素樹脂に電離性放射線を照射して得られる改質ふっ素樹脂との混合物を塗装し、焼成することにより塗装面の離型性がよく、摩耗量を少なくする（耐摩耗性を向上させる）ことにより、寿命を長くする方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の塗装材料を用いた塗装膜の形成方法においては、塗装面の耐摩耗性が向上するものの、表面粗さが大きいという問題があった。このため例えば、成形金型用の表面塗装材料として用いる場合には、研磨によって塗装面を平滑にする必要があり、金型作製費用が高くなる。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、被塗装部材の表面に塗装した際に優れた耐摩耗性と平滑性とを得ることができる塗装材料および塗装材料を用いた塗装膜の形成方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の塗装材料は、塗装用樹脂と、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樹脂（ＦＥＰ）を改質した改質ふっ素樹脂とを、５〜５０重量％の割合で混合したことを特徴としている。
【０００８】
また、前記塗装用樹脂は、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樹脂（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）および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樹脂（ＦＥＰ）から選ばれる少なくとも一つのふっ素樹脂、あるいはポリアミドイミドであることを特徴としている。
【０００９】
また、前記改質ふっ素樹脂は、酸素濃度１３ｋＰａ以下、吸収線量１ｋＧｙ〜１０ＭＧｙの条件で、融点以下の８０〜２８０℃に加熱されたＦＥＰに放射線を照射して得られることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の塗装材料を用いた塗装膜の形成方法は、ＰＦＡ、ＥＴＦＥおよびＦＥＰから選ばれる少なくとも一つのふっ素樹脂、あるいはポリアミドイミドである塗装用樹脂と、酸素濃度１３ｋＰａ以下、吸収線量１ｋＧｙ〜１０ＭＧｙの条件で、融点以下の８０〜２８０℃に加熱されたＦＥＰに放射線を照射して得られる改質ふっ素樹脂とを、５〜５０重量％の割合で混合した塗装材料を、被塗装部材に塗装したのち焼成することを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る塗装材料を平板に塗布した後に剥離した薄膜の一例を示す図である。図２は、本発明の実施の形態に係る塗装材料を円筒内部に塗布した後に剥離した薄膜の一例を示す図である。
【００１３】
図１に示す平板状の薄膜（塗装膜）１０または図２に示す円筒状の薄膜（塗装膜）２０を形成するに塗布した本実施の形態の塗装材料は、後述する塗装用樹脂と改質ふっ素樹脂とを、５〜５０重量％の割合で含有した混合物である。また、薄膜（塗装膜）は、本塗装材料を平板又は円筒の被塗装部材に塗装し、焼成することによって得たものである。
【００１４】
すなわち、本塗装材料は、ＰＦＡ、ＥＴＦＥおよびＦＥＰから選ばれた少なくとも一つのふっ素樹脂、あるいは、ポリアミドイミドの粉末、溶液または分散液に、酸素濃度１３ｋＰａ以下、吸収線量１ｋＧｙ〜１０ＭＧｙの条件で、８０〜２８０℃に加熱されたＦＥＰに放射線を照射して得られる改質ふっ素樹脂粉末を配合して得ることができる。
【００１５】
その放射線としては、未改質フッ素樹脂を架橋反応（高分子などの分子鎖間を化学結合により橋架けする反応）させることができる放射線、例えば電離作用をもつ電離性放射線が好ましい。具体的には、γ線、電子線、Ｘ線、中性子線、あるいは高エネルギーイオン等が挙げられる。
【００１６】
電離性放射線の照射を行なうに際しては、未改質ふっ素樹脂をその結晶融点以下に加熱しておくことが好ましい。すなわち、ＦＥＰの結晶融点である２７５℃よりも低い温度にＰＴＦＥを加熱した状態で電離性放射線を照射することが好ましい。未改質ふっ素樹脂をその融点以上に加熱すると、樹脂が融着し粉砕により、平均粒径１０μｍ以下で最大粒径５０μｍ以下にすることが困難である。ＦＥＰは、他のふっ素樹脂と異なり結晶融点以下に加熱して電離性放射線を照射することで架橋反応が起こるため、平均粒径１０μｍ以下で最大粒径５０μｍ以下の粉砕が可能となる。
【００１７】
電離性放射線の照射条件は、酸素濃度１３ｋＰａ以下、好ましくは１．３ｋＰａ以下の不活性ガス雰囲気下で、未改質フッ素樹脂の吸収線量１ｋＧｙ〜１０ＭＧｙの条件である。酸素濃度１３ｋＰａを越えると放射線照射によって生じたラジカル等が消費され、架橋反応が進まなくなる。また吸収線量１ｋＧｙ以下であると、架橋反応が生じにくくなり、１０ＭＧｙをこえると伸び等の著しい低下をまねく。
【００１８】
上記の改質フッ素樹脂粉末が配合される塗装用樹脂の溶液または分散液は、ＰＦＡ、ＥＴＦＥおよびＦＥＰから選ばれる少なくとも一つのふっ素樹脂あるいは、ポリアミドイミドの単独または混合体を、溶液に溶解または分散させることにより得られる。
【００１９】
このような本実施の形態の塗装材料を実際に製造した場合の実施例と比較例を説明する。
【００２０】
アルミ板にＰＦＡ（ダイキンエ業株式会社製；ＡＣＸ−３１、粒径２５μｍ、融点３０５℃）と、本実施の形態の改質ふっ素樹脂粉末（日立電線社製；微粉化ＸＦＯ、最大粒径２０μｍ）を、樹脂全量に対して、各々１００〜３０容量％と０〜７０容量％配合したものをスプレー塗装し、３６０℃で５０分間焼成し、下記の表１に示す実施例１〜５および比較例１〜３の塗装膜を得た。
【００２１】
また、配合材をＥＴＦＥ（ダイキンエ業株式会社製；ＥＣ−６５２０、粒径５０μｍ、融点２２５℃）とＦＥＰ（ダイキンエ業株式会社製；ＮＣＸ−１、粒径２５μｍ、融点２５０℃）とＰＡＩ（日立化成工業株式会社製：ＨＰＣ−６０００Ａ、粘度１３００ｍＰａ・ｓ／２５℃）に変えて同様に、下記表２に示す実施例６〜１５および比較例４〜９の塗装膜を得た。なお、塗装膜の厚さは４０〜８０μｍであった。
【００２２】
得られた塗装膜の表面粗さを測定したあと、表面粗さをＲａ０．２μｍに研摩したＳＵＳ３０４製のリング表面に当て、リングオンディスク試験により相対摩耗量を評価した。試験条件は、速度が１０．８ｍ／ｍｉｎ、測定温度が２５℃、荷重が９８０Ｎ、測定時間が３０分である。測定結果を同表１、２に示す。
【００２３】
【表１】
2004010717.tif 000003
【表２】
2004010717.tif 000004
表１には塗装用樹脂をＰＦＡとした場合の検討結果を示した。実施例１から実施例５に示すように、微粉化ＸＦＯの配合割合は、塗膜全体に対して、５〜５０容量％の場合に表面粗さと相対摩耗量が良好になる。比較例１と比較例２に示したように、微粉化ＸＦＯの配合割合が５０容量％をこえると表面均一な塗膜が得られにくく、相対摩耗量が大きくなる。また、比較例３に示したように、微粉化ＸＦＯの配合割合が５容量％未満であると耐摩耗性、耐久性が向上しない。比較例４と比較例５に示したように、ＸＦＯを配合した場合には、相対摩耗量は微粉化ＸＦＯを配合した場合と同じであるが、研摩なしでは表面粗さが大きくなる。
【００２４】
表２には塗装用樹脂をＥＴＦＥ、ＦＥＰおよびＰＡＩとした場合の検討結果を示した。実施例６から実施例８に示したように、微粉化ＸＦＯを配合することによって、表面粗さと相対摩耗量が良好になる。配合割合は、塗膜全体に対して、５〜５０容量％が好ましい。比較例６から比較例８に示すように、微粉化ＸＦＯの配合割合が５０容量％を越えると表面均一な塗膜が得られにくく、相対摩耗量が大きくなる。
【００２５】
また、比較例９から比較例１１に示したように、微粉化ＸＦＯの配合割合が５容量％未満であると耐摩耗性、耐久性が向上しない。比較例１２から比較例１４に示したようにＸＦＯを配合した場合には、相対摩耗量は微粉化ＸＦＯを配合した場合と同じであるが、研摩なしでは表面粗さが大きくなる。
【００２６】
このように、本実施の形態の塗装材料および塗装材料を用いた塗装膜の形成方法によれば、まず、ＰＦＡ、ＥＴＦＥおよびＦＥＰから選ばれる少なくとも一つのふっ素樹脂、あるいはポリアミドイミドである塗装用樹脂と、酸素濃度１３ｋＰａ以下、吸収線量１ｋＧｙ〜１０ＭＧｙの条件で、融点以下の８０〜２８０℃に加熱されたＦＥＰに放射線を照射して得られる改質ふっ素樹脂とを、５〜５０重量％の割合で混合することで塗装材料を得た。
【００２７】
このようにして得られた塗装材料は、含まれる改質ふっ素樹脂が平均粒径１０μｍ以下で最大粒径５０μｍ以下の改質ふっ素樹脂粉末なので、塗装膜への分散性や樹脂塗膜との密着性に優れたものとなる。
【００２８】
従って、この塗装材料を、被塗装部材に塗装したのち焼成することにより得られる塗装膜は、耐摩耗性が高く、研磨することなく塗装膜の表面粗さを塗装用樹脂と同等以下にすることができる。例えば、成形金型用の表面塗装材料として用いた場合には、従来のような研磨による塗装面の平滑化が不要なので、金型作製費を安価にすることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＰＦＡ、ＥＴＦＥおよびＦＥＰから選ばれる少なくとも一つのふっ素樹脂、あるいはポリアミドイミドである塗装用樹脂と、酸素濃度１３ｋＰａ以下、吸収線量１ｋＧｙ〜１０ＭＧｙの条件で、融点以下の８０〜２８０℃に加熱されたＦＥＰに放射線を照射して得られる改質ふっ素樹脂とを、５〜５０重量％の割合で混合した塗装材料を得るようにした。この塗装材料は、含まれる改質ふっ素樹脂が平均粒径１０μｍ以下で最大粒径５０μｍ以下の改質ふっ素樹脂粉末なので、塗装膜への分散性や樹脂塗膜との密着性に優れたものとなる。従って、この塗装材料を、被塗装部材に塗装したのち焼成することにより塗装膜を形成すると、優れた耐摩耗性と平滑性とを有する塗装膜となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る塗装材料を平板に塗布した後に剥離した薄膜の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る塗装材料を円筒内部に塗布した後に剥離した薄膜の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０　平板状の薄膜（塗装膜）
２０　円筒状の薄膜（塗装膜）
【図１】
2004010717.tif 000005
【図２】
2004010717.tif 000006