可着色的涂覆氟树脂的材料制造技术

公开了一种可有彩色的涂有氟树脂的材料，包括一金属底材及在其上有（１）由第一氟树脂组合物组成的第一层，其中含有占第一氟树脂组合物总含固量１０到４０％重量的耐热高分子量材料；在此第一层上又有（２）由第二氟树脂组合物组成的第二层，其中含有占第二氟树脂组合物总含固量１—７％重量的云母，云母颗粒尺寸为５到２００μｍ，表面涂有无机颜料，此第二层不含任何颗粒尺寸小于５μｍ和大于２００μｍ的无机颜料，也不含任何耐热高分子材料。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可有彩色的涂有氟树脂的材料。更准确地说，是涉及能满足表面不粘性和有彩色优异外观并同时保持优异耐磨性要求的可有彩色的涂有氟树脂的材料。由于氟树脂具有优良的不粘性和耐化学性，故已广泛地应用于厨房用具，例如煎锅、盘、加热板、蒸米饭的内锅等，食品容器、电器、食品工业、电气工业、工程工业等领域。普通涂有氟树脂的材料，其涂层大多数是透明的，因此透过涂层可以看到底材的颜色，或者它们本身的颜色主要是单调色，如白、灰或黑色。既使它们能着色，最多也只能通过赋与其金属光泽而得到金属色。然而，对一般用品，特别是家庭用品的颜色的需要，在近年来已有所增加。例如可按顾客要求的颜色进行制作的电冰箱现在有售。也就是说，通常被认为是次要作用的颜色现已成为一个基本因素。氟树脂具有优良的耐化学性，在大部分溶剂中都不溶解。通常，是将氟树脂的水分散体或粉末涂在材料上，然后在高温下烘干来制备涂敷材料。这样，有机着色料例如染料，由于其受热而变质故不能使用。另一方面，当氟树脂用无机颜料来着色，例如红色氧化铁和群青，当用量少时不能构成一种充分的颜色，而当用量大时，其重要功能例如不粘性等则大大地遭到破坏，所以也是不利的当无机颜料用量相对少，不至于破坏重要功能时，通过混合能够与底材颜色协调构成良好颜色的碳黑或氧化钛，也仅能获得单调色如白、灰或黑。云母，多年来作为滑动材料其结果令人满意，将其与氟树脂组合物相混合涂于要求耐磨的制品上，例如煎锅上，来改善耐磨性，并附带获得金属色。但是，当仅仅混入云母时，云母作为颜料其遮盖力是很差的，这样由涂层厚度不均匀就造成颜色很不均匀。因此，一般是将金属粉末、硅石、氧化铝、炭或氧化钛与云母相配合使用。这种配合，如在JP-A-52-10386(术语“JP-A”在这里是指未经审查的公开的日本专利申请)、公开的PCT专利申请(日本)号56-501277和JP-A-56-103256中已有所描述，是采用金属片、云母或涂有颜料的云母与氟树脂相混合来改善涂层强度如耐划痕和耐磨性，都不例外地配合使用通常添加量的金属粉末、硅石、氧化铝、炭或氧化钛以防止其引起颜色不均匀。此外，通常必需的要加入耐热高分子材料。在JP-A-52-10386和公开PCT专利申请(日本)号56-501277中，由于使用这些添加料，氟树脂本身的不粘性遭到极大的破坏。故此，需要提供一种仅含有氟树脂的面涂或在表面上含有少量云母的面涂，或者如在JP-A-56-103257中所述的需要限定这些混合物只用于氟树脂涂层的底涂层。关于色调，由于混入的颜料量限定在某一范围内以最小限度地降低树脂对底材的粘结和材料表面的不粘性，故目前只制得单调的金属色，与不含云母的组合物一样。现已有一些尝试，试图通过涂层的结构来改善耐磨性。例如，已采用将含有耐热高分子量材料的底漆涂在金属底材上。然后再涂含有云母的氟树脂组合物，这样便提高了耐磨性。这是因为底漆中的高分子量材料，坚固地粘结到底材上并与涂在其上的云母起协同作用从而大大地改善了耐磨性。这种技术在目前是一普遍采用的方法，应用于大多数要求耐磨的涂有氟树脂的商业制品上，但是，正如前所述，仅仅能制得单调的金属色。本专利技术的目的是提供一种可有彩色的涂有氟树脂的材料，它能排除现有技术中的问题，给出一个彩色外观，并且不会降低表面不粘性和保持优异耐磨性。本专利技术涉及可有彩色的涂有氟树脂的材料，它包括一金属底材及在金属底材上有(1)由第一氟树脂组合物组成的第一层，其中含有占第一氟树脂组合物总含固量10到40%重量的耐热高分子量材料;在此第一层上再有(2)由第二氟树脂组合物组成的第二层，其中含有占第二氟树脂组合物总含固量1到7%重量的云母，云母的颗粒大小为5到200μm，表面上涂有无机颜料，此第二层不含任何颗粒尺寸小于5μm或大于200μm的无机颜料，也不含任何耐热高分子材料。涂在云母表面的无机颜料，选自下面(a)到(d)中至少其中之一(a)透明无机颜料，涂层光厚度从0.2到0.4μm;(b)不透明无机颜料;(c)透明无机颜料和不透明无机颜料的混合物;(d)透明无机颜料和不透明无机颜料的层压物。这里所谓的光厚度是指几何厚度和折射率的乘积。本专利技术中包括下列最佳实施方案(a)根据本专利技术的可有彩色的涂有氟树脂的材料，其中，不透明无机颜料是氧化铁，透明无机材料是氧化钛;(b)根据本专利技术的可有彩色的涂有氟树脂的材料，其中，金属底材具有经电化学蚀刻而成的细小凹凸部分，是铝或铝合金，其表面涂有硬的防蚀铝。附图说明图1是根据本专利技术的可有彩色的涂有氟树脂的材料的一个实施方案的剖面草图。本专利技术将详细说明如下。本专利技术人结合现有技术所存在的问题进行了深入的研究，发现(Ⅰ)当氟树脂组合物含有不大于占氟树脂组合物总含固量7%重量的云母，云母的颗粒尺寸为5到200μm，不含任何颗粒尺寸小于5μm或大于200μm的无机颜料，也不含任何耐热高分子材料时，与使用纯氟树脂相比，表面不粘性几乎不被破坏。但是，当仅仅混合颗粒尺寸为5到200μm的云母，而不混合炭、氧化钛、硅石或金属粉末时，一般工业生产的涂层厚度不均，引起颜色不均匀，从而不可能得到优良的外观。本专利技术人进一步研究发现(Ⅱ)当混合的云母涂有无机颜料时，经一般工业生产，在下列条件下，所制得的涂层，厚度不均匀不会引起颜色不均匀现象。条件即是当无机颜料是透明颜料时，所涂的光厚度(几何厚度和折射率的乘积)从0.2到0.4μm;仅仅采用不透明颜料作为涂敷云母的无机颜料;或采用不透明无机颜料和透明无机颜料的混合物或层压物;而且涂有无机颜料的云母，其用量不小于组合物总含固量的1%重量。本专利技术人业已发现，当上述研究结果(Ⅰ)和(Ⅱ)相结合并用作第二层，涂敷由第一氟树脂组合物(含有占组合物总含固量10到40%重量的耐热高分子量材料)组成的底漆作为第一层时，就可获得具有彩色良好外观、颜色均匀并不降低表面不粘性和保持优异耐磨性的涂有氟树脂的材料。本专利技术是在上述研究结果的基础上完成的。图1是根据本专利技术的涂有氟树脂的材料实施方案的剖面草图。数字1代表铝合金组成的金属底材，2代表硬的防蚀铝层，3代表含有耐热高分子量材料的第一氟树脂组合物(底漆)，4代表第二氟树脂组合物，5代表无机颜料和6代表云母。能作为金属底材的材料例子，包括铝、铝合金、铁、不锈钢、钛等以及它们的合金和复合材料。这些其中以铝和铝合金从其造价和易于加工的观点上看特别优异。在金属底材表面上最好形成细小凹凸部分，具有增粘效果。对在金属底材上提供细小凹凸部分的方法，任何方法都可以采用而没有特别限制，只要是能提供凹凸部分，这些凹凸部分由增粘效果，在涂氟树脂涂层时能紧紧抓住氟树脂使底材和氟树脂彼此相互成机械粘结。比较好的是物理磨光如喷砂、化学蚀刻、电化学蚀刻及其互相配合。如需要，也可采用火焰喷涂金属或无机材料或者烧固多孔无机粘结剂。最好是采用铝或铝合金作金属底材，通过阳极化工艺使底材上具有细小凹凸部分，再在其上给出一防蚀铝层。防蚀铝层的厚度较好为1μm或更小，最好为0.5μm或更小。细小凹凸部分最好提供达到这种程度，即如果用纯PTFE涂在有细小凹凸部分的表面上，其撕裂强度为2公斤/厘米或更大些。在本专利技术中多种云母可以使用，其中组份比率随各物而异。组合物中云母的例子如下白云母 K2Al4(S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可有彩色的涂有氟树脂的材料，包括一金属底材及在金属底材上有（１）由第一氟树脂组合物组成的第一层，其中含有占所述第一氟树脂组合物总含固量１０到４０％重量的耐热高分子量材料；在此第一层上又有（２）由第二氟树脂组合物组成的第二层，其中含有占所述第二氟树脂组合物总含固量１到７％重量的云母，云母颗粒尺寸为５到２００μｍ，表面涂有无机颜料，此第二层不含任何颗粒尺寸小于５μｍ或大于２００μｍ的无机颜料，也不含任何耐热高分子材料，　　所述涂于所述云母表面的无机颜料，选自下面（ａ）到（ｄ）中至少其中之一：　　（ａ）透明无机颜料，其涂层光厚度从０．２到０．４μｍ；　　（ｂ）不透明无机颜料；　　（ｃ）透明无机颜料和不透明无机颜料的混合物；及　　（ｄ）透明无机颜料和不透明无机颜料的层压物。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田克弥，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]