JPS5850596B2 - フツソ系樹脂被覆物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレンー六フッ化プ
ロピレン共重合体等のフッソ系樹脂はすぐれた耐熱性、
耐薬品性をもった樹脂であり、さらに非粘着性などの性
質もかね備えている。

このようなフッソ系樹脂の特徴を生かした用途として炊
飯器、保温ジャー、フライパン等の厨房器等があり、こ
れらはアルミニウムなどの金属にフッソ系樹脂を被覆し
て使用されている。

特にアルミニウムにフッソ系樹脂を被覆した厨房器は近
年急速に普及してきており、前述のジャー、フライパン
などの他にホットプレート、電気鍋などにおいてもフッ
ソ系樹脂を被覆したものが用いられている。

フッソ系樹脂を金属に被覆する場合樹脂は金属と接着し
にくいため通常の塗装とは異なった被覆方法が用いられ
ている。

アルミニウムの場合にはこの方法は大きく分けて化学的
に接着させる方法および機械的に接着させる方法の二つ
がある。

前者は、いわゆるプライマー法とよばれアルミニウムと
フッソ系樹脂との間にこの両者に対して接着性を有する
プライマ一層を設け、この層を介してフッソ系樹脂とア
ルミニウムとを接着させる方法である。

後者はエツチング法とよばれ、アルミニウム表面にたこ
つぼ形の微細な凹凸を設け、この凹凸にフッソ系樹脂が
はいりこんで投錨効果によってアルミニウムとフッソ系
樹脂を機械的に接着させる方法である。

このような微細な凹凸をアルミニウム表面に設ける手段
としては、塩酸等による化学エツチング法、ハロゲン化
アルカリ水溶液中アルミニウムを陽極として電気化学的
処理を行う電気化学エツチング法がある。

化学的接着方法と機械的接着方法とを比較すれば、後者
の方が樹脂とアルミニウムとの接着力が大きく、アルミ
ニウムに被覆後、絞り加工などの成形加工を行なうこと
もできる。

しかしながら、このフッソ系樹脂被覆したアルミニウム
はそのままでは金属等に対する耐摩耗性が小さいためホ
ットプレート等、耐摩耗性が必要な用途に対しては問題
があり、この改善のためいくつかの方法が行なわれてい
る。

それらの方法としてはフッソ系樹脂にセラミックス粉、
金属粉を混入して被覆する方法、また下地アルミニウム
にセラミックス粉、金属粉を溶射することによってアル
ミニウム表面を硬化させたのち、フッソ系樹脂を被覆す
る方法、ざらＱこはアルミニウムをエツチングによって
粗面化したのち、この面を陽極酸化処理によって硬質化
し、この面にフッソ系樹脂を被覆する方法などがある。

本発明はエツチングによって粗面化したアルミニウム表
面の凹凸面（こ陽極酸化皮膜を設け、さらにその上（こ
フッソ系樹脂を被覆した被覆物に関するものである。

前述のようにエツチング方法によるアルミニウムとフッ
ソ系樹脂との接着はプライマー法に比較して強固であり
、かつそのエツチング面に沿って設けられた陽極酸化皮
膜はアルミニウムに比較して非常に硬く、金属に対する
耐摩耗性も大きい。

このようなフッソ系樹脂被覆物の断面を図に示すと第１
図のようになる。

第１図において１は表面に微細な凹凸を設けたアルミニ
ウム、２は凹凸面に沿って設けられた陽極酸化皮膜、３
はその上に被覆されたフッソ系樹脂である。

このような断面構造をもつフッソ系樹脂被覆物を表面か
ら摩耗していくとフッソ系樹脂は比較的やわらかいため
初期の段階ではフッソ系樹脂は摩耗消失するが、硬質の
酸化皮膜のところで摩耗はとまり、かつ凹凸のピッチが
１００μ以下と非常に小さいため凹部の樹脂はそれ以上
摩耗することはなく、表面の非粘着性もほとんど低下し
ない。

この状態を図に示せば第２図のようになる。

さらにこの陽極酸化皮膜はアルミニウムとの密着性がよ
く耐摩耗性の向上だけでなく耐食性についても酸化皮膜
のないものよりもはるかに向上している。

しかしながら、エツチングによって設けられたアルミニ
ウムの微細な凹凸面に陽極酸化皮膜を設け、その上にフ
ッソ系樹脂被覆を行なったものについては次のような二
つの問題があることがわかった。

マス第一には、ある種のアルミニウム（こおいてはエツ
チング面に陽極酸化皮膜を設けその上にフッソ系樹脂被
覆を行なったものは、陽極酸化処理を省いたものよりも
アルミニウムとフッソ系樹脂との接着力が低下し樹脂が
はがれやすくなるということである。

第二には、エツチング面に陽極酸化処理をせずに被覆し
たものについてもその接着力は用いるアルミニウム素材
によってかなり異なるということである。

さらにこの他Ｏこ厨房器等に使用する場合には一般に１
００℃以上の高温で使用され、かつ加熱、冷却をくり返
すことが多く、そのために被覆板の熱によるひずみをも
考慮する必要がある。

そこで本発明の発明者らは、これらの問題を解決するた
めに鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。

つまり本発明の特徴は、被覆するアルミニウム中のＭｇ
の含有量が０．２優以上３φ未満であり、かつＭｎの含
有量が０．２％未満であるということである。

本発明の発明者等は、アルミニウム素材を種々検討する
ことによって前述の問題を解決しようと試みた。

一般に厨房器用として用いられるアルミニウムとしては
耐食性、加工性の点から純アルミニウム、Ｍｎ合金アル
ミニウム、Ｍｇ合金アルミニウム、Ｍｎ−Ｍｇ合金アル
ミニウムがあり、これらのアルミニウムについて検討し
た。

その結果、アルミニウムがＭｎ合金アルミニウムである
場合には陽極酸化によってエツチング面とフッソ系樹脂
との接着性が低下することを明らかにした。

純アルミニウムおよびＭｇ合金アルミニウムについては
接着性ｊの低下はほとんどみられなかった。

また陽極酸化処理を省いたエツチング面に被覆した場合
純アルミニウムおよびＭｎ合金アルミニウムについては
Ｍｇ合金アルミニウム、Ｍｇ −Ｍｎ合金アルミニウム
よりも接着性が低いことを見い出した。

したがって、本発明の目的とする被覆板用のアルミニウ
ムとしてはＭｎ合金でないこと、つまりＭｎの含有量が
０．２優未満であることが必要でありさらにエツチング
面の接着性の点からＭｇ合金であることが必要である。

しかしＭｇ含有量が３優をこえると加工性に問題が生じ
る。

したがってＭｇ含有量は０．２％〜３φであることが必
要である。

さらに被覆されるフッソ系樹脂としてはホットプレート
等の用途から考えて、耐熱性の最も大きな四フッ・化エ
チレン樹脂が最も望ましい。

以下本発明の実施例を述べる。

実施例 純アルミニウム、Ｍｎ合金アルミニウム、Ｍｇ合金アル
ミニウム、Ｍｎ−Ｍｇ合金アルミニウムを用い次のよう
に行なった。

まずこれらのアルミニウム板を塩化す） ＩＪウム水溶
液中４５Ｑ／ｃｎｆの電気量で電気化学エツチングを行
ない、表面に微細な凹凸を形成させた。

さら（こ、この面の一部を１５多硫酸中１５Ｖで５分間
陽極酸化処理を行ない、エツチング面に硬質層を設けた
。

このとき液温を２０℃および３０°Ｃの二通りの条件で
行なった。

また陽極酸化処理前後の重量変化を測定し、陽極酸化皮
膜の生成を調べた。

さらにこれらの処理面に四フッ化エチレン樹脂水性分散
液を約２５μの厚さに塗布し、乾燥ののち３８０℃で２
０分焼結した。

そしてこれ＊＊らの被覆板の接着性を検討するため剥離
、接着力を測定した。

さらに被覆後のアルミニウムの引っ張り強度および伸び
を測定した。

また加熱、冷却による被覆板のひずみをも測定した。

この試験方法は、次のようである。

まず厚さ２間の被覆板を幅３０ｃＩｒＬ、長さ４０Ｃｒ
ｆｔ１深さ２ｃｒｒＬの器状に成形し、これを２００℃
に加熱し、板の中央に１００ｇの冷水をかけて急冷した
。

このテストを５回くり返し被覆板の中央のそりを測定し
た。

これを図に示せば第３図、第４図である。

第３図は加熱、冷却テスト前の試料板の断面図、第４図
はテスト後の断面図である。

テスト後に被覆板の端部と中央部の高さの差ａを測定し
、これを板のそりとした。

以上の結果を実施例、比較例として表１に示す。

これらの結果をまとめると次のようになる。

■、純アルミニウムおよびＭｎ系合金アルミニウム（こ
ついては、エツチング面に陽極酸化処理をせず、そのま
ま被覆したものはＭｇ系およびＭｇ−Ｍｎ系合金アルミ
ニウムに比較して接着性に劣ることが明らかになった。

この原因は、エツチング後の微細な凹凸の形状が異なる
ためであると推定される。

２、 Ｍｎ合金アルミニウムおよびＭｎ−Ｍｇ合金ア
ルミニウムＧこついては、陽極酸化処理を行なうことに
よってアルミニウムとフッソ系樹脂との接着性が低下す
る。

この原因は次のよう（こ推定される。

陽極酸化処理前後の重量増加はＭｎを含むアルミニウム
は含まないものに比較して小さくＭｎを含むアルミニウ
ムの場合陽極酸化処理時の溶解がおこりやすいと考えら
れる。

このために、エツチング（こよる微細な凹凸の形状が変
化し樹脂に対するアンカー効果が小さくなり接着性が低
下する本＊ と考えられる。

またこの接着性の低下は陽極酸化処理時の液温といった
条件にも影響されるが、それよりアルミニウム素材の影
響が大きいこともわかる。

以上の結果から、エツチング処理後陽極酸化皮膜を設け
たあとフッソ系樹脂を被覆した厨房器用のアルミニウム
としてはＭｎを０．２４未満、Ｍｇを０．２〜３咎含有
するＭｇ系アルミニウム合金が最も望ましいことが明ら
かになった。

またこのようなアルミニウムを用いた被覆板は加熱、冷
却サイクルテストによる熱ひずみについても実用上問題
がないことが明らかになった。

これらを表２にまとめた。

【図面の簡単な説明】

第１図はエツチングによる凹凸面に沿って陽極酸化皮膜
を設け、さらにその上にフッソ系樹脂を被覆したものの
断面図であり、第２図はこのような被覆物を摩耗し、硬
質層の先端があられれはじめた状態の断面図である。 第１図、第２図において、１は表面に微細な凹凸を設け
たアルミニウム、２は凹凸面に沿って設けられた陽極酸
化皮膜、３はその上に被覆されたフッソ系樹脂である。 第３図および第４図は加熱、冷却サイクルテスト前およ
び後の被覆板の断面である。 ａがテスト後の被覆板の端部と中央部の高さの差である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面に電気化学的または化学的エツチングによる微
   細な凹凸を設け、さらにこの凹凸面に沿っテ陽極酸化皮
   膜が設けられているアルミニウム面上にフッソ系樹脂を
   被覆した厨房器用被覆物において、アルミニウム中のＭ
   ｇの含有量が０．２％以上３％未満であり、かつＭｎの
   含有量が０．２％未満であることを特徴とするフッソ系
   樹脂被覆物。 ２ フッソ系樹脂が、四フッ化エチレン樹脂であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項のフッソ系樹脂被覆
   物。