JP2000246169A

JP2000246169A - 樹脂被覆金属成形体の製造方法及びその装置

Info

Publication number: JP2000246169A
Application number: JP11057724A
Authority: JP
Inventors: Hisataro Abe; 久太郎阿部; Noriyuki Yamamoto; 敬之山本; Nobuharu Suzuki; 信春鈴木; Shinichi Ogura; 新一小倉; Hitoshi Kazama; 仁風間
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2000-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】金属成形体を成形後、直ちにこれに続けて金
属表面が活性な状態で熱可塑性樹脂被膜を被覆して密着
性のよい樹脂被膜を形成した金属成形体を連続的に製造
しうる、樹脂被覆金属成形体の製造方法とそれに用いる
装置を提供する。【解決手段】金属成形機（１）より金属成形体（１
６）を成形後シールチャンバー部（２）で冷却し、次い
でこの金属成形体にこのシールチャンバー部と連設した
塗装室（６）で樹脂被覆するに当り、前記冷却工程及び
樹脂被覆工程を不活性ガス雰囲気とし、かつ、樹脂被覆
工程を粉体塗装により行う樹脂被覆金属成形体（１９）
の製造方法とその装置及びそれにより得られる樹脂被覆
金属成形体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属成形体の成形
後、続けてその表面に密着性の良い樹脂被膜を連続的に
形成しうる、樹脂被覆金属成形体製造装置とそれを用い
た樹脂被覆金属成形体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属成形体、例えばアルミニウム
もしくはアルミニウム合金の押出し材に、その表面保護
（酸化、腐食防止）、潤滑作用による成形加工性付与な
どの目的で有機樹脂保護被膜を被覆することが試みられ
ている。これは、各成形体を室温まで冷却し、準備して
おき、その後、成形体毎に必要な樹脂被覆を行ってお
り、いわゆるオフライン方式で行われている。しかし、
このアルミニウムもしくはアルミニウム合金材など、押
出し加工後の金属表面は加工時に昇温していることもあ
って、性質が変化しやすく、押出し加工後、空気中で表
面が容易に酸化してしまう。そのような酸化皮膜の形成
された表面をそのまま有機樹脂を被覆しても密着性の高
い被膜の形成は困難であった。そのため、樹脂被覆の前
に、アルミニウムもしくはアルミニウム合金材などの化
成処理工程など面倒な前処理工程が必要となった。ま
た、このようにして得られた被覆の品質についても、ア
ルミニウムが一般の塗料とは親和性の低い材料であるた
めに、満足できる品質を得ることは著しく困難であっ
た。一方、この方式の欠点を克服するためアルミニウム
押出材を押出後、前処理工程を省きそのまま塗装する
（一般にオンライン方式という）アルミニウム型材の樹
脂被覆方法が特公昭５５−４５１０７号明細書に記載さ
れているが、この方法は押出後の高温の型材に樹脂を被
覆するため、塗装樹脂として、耐熱性の高い極めて限定
された組成を有するオルガノポリシロキサンを用いなけ
ればならず、一般に使用される熱可塑性樹脂は使用でき
ないという問題があり、解決が望まれていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
金属成形体を成形後、直ちにこれに続けて金属表面が活
性な状態で熱可塑性樹脂被膜を被覆して密着性のよい樹
脂被膜を形成した金属成形体を連続的に製造しうる装置
を提供することを目的とする。また本発明は、上記の装
置を使用する樹脂被覆金属成形体の製造方法を提供する
ことを目的とする。さらに本発明は、表面に密着性のよ
い有機樹脂被覆を施した、耐食性、耐酸化性などの各種
耐性に優れる樹脂被覆金属成形体を提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
方法及び装置により達成された。（１）金属成形体を成形後シールチャンバー部で冷却
し、次いでこの金属成形体にこのシールチャンバー部と
連設した塗装室で樹脂被覆するに当り、前記冷却工程及
び樹脂被覆工程を不活性ガス雰囲気とし、かつ、樹脂被
覆工程を粉体塗装により行うことを特徴とする樹脂被覆
金属成形体の製造方法。（２）１）金属成形機に連設され、その内部を不活性ガ
ス雰囲気としたシールチャンバー、及び２）このシール
チャンバーと連結され、粉体塗装を行う塗装室、を有し
てなることを特徴とする樹脂被覆金属成形体の製造装
置。（３）シールチャンバーと塗装室の間にシール管を設
け、この部分に流入する粉体樹脂を吸引回収することを
特徴とする（２）項記載の装置。（４）（１）項に記載の樹脂被覆金属成形体の製造方法
で製造した樹脂被覆金属成形体。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明方法において、金属成形体
を成形後、所定温度にシールチャンバー部で冷却し、次
の工程で粉体塗装による樹脂被覆を行う。金属成形体の
温度は、例えば銅又は銅合金では約７００〜１０００℃
でアルミニウム又はアルミニウム合金の場合、成形後は
通常４００〜６００℃であり、これをシールチャンバー
部で２００〜４００℃に冷却する。どの温度まで冷却す
るかは次の工程で被覆する樹脂の種類、被覆方式により
若干異なり、型材の温度で粉体樹脂を溶融させるため、
樹脂の融点＋８０〜１３０℃が好ましく、より好ましく
は樹脂の融点＋１００℃位に型材の温度を保つようにす
る。例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹
脂の粉体とした場合、好ましい冷却温度は３００〜３８
０℃である。本発明を適用する金属成形体の材料として
は特に制限されないが、例えばアルミニウム、アルミニ
ウム合金、銅、銅合金などがあげられるが、とりわけ加
熱押出し材押出後の製品温度が樹脂被覆温度に近いとい
うことと余熱による酸化皮膜を形成しやすい材料である
ということでアルミニウム又はアルミニウム合金材が最
も発明の目的上好ましい。

【０００６】また、被覆する粉体樹脂は熱可塑性粉体樹
脂であり具体的には被覆の目的、金属成形材の表面の種
類、用途によって選ばれるが、例えば塩化ビニル樹脂、
ポリアミド樹脂（ナイロン）、ポリエステル樹脂（ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、エチレンテレフタレート単位とブチレンテレフタレ
ート単位とを各々主体とした共重合ポリエステル等）、
ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、
フッ素樹脂、セルロースアセテートブチレート（ＣＡ
Ｂ）等があげられ、好ましくはポリブチレンテレフタレ
ートであり、これらは適宜ブレンド、変性して用いるこ
ともできる。

【０００７】粉体樹脂の塗装室への導入は外気の混入を
防ぐため、Ａｒガス等の不活性ガスにて低圧送気供給も
しくは、不活性ガス雰囲気でシールされたタンクよりシ
ューターで送り込むことによって行うことができる。こ
れら粉体樹脂は静電吹付け法、流動浸漬法など種々の方
法で塗装でき特に制限するものではないが、不活性ガス
により粉体樹脂を舞い上がらせた雰囲気中で行う静電塗
装が好ましい。被覆する樹脂の厚さは任意であり、特に
制限はないが５００μｍ以下が好ましく、密着性の上か
らは３０〜１００μｍがより好ましい。

【０００８】本発明において、金属成形体の冷却、酸化
防止のための雰囲気、粉体樹脂導入及び粉体塗装の雰囲
気に用いられる不活性ガスとは、窒素ガス、アルゴンガ
スなどであるが、コストの上からは窒素ガスが好まし
い。

【０００９】本発明において、冷却工程から樹脂被覆工
程を弱正圧とする。この圧力は、通常、大気圧以上、好
ましくは大気圧に対して＋５〜＋２０ｍｍＡｑ程度高く
する。冷却工程と樹脂被覆工程の圧力関係は、冷却工程
の圧力が樹脂被覆工程の圧力よりも５〜１０ｍｍＡｑだ
け高いことが好ましく、樹脂被覆工程の出口にシール管
を設ける場合には、シール管内圧も冷却工程と同様に、
樹脂被覆工程の圧力よりも５〜１０ｍｍＡｑだけ高いこ
とが好ましい。

【００１０】本発明において、金属成形機とは金属押出
機が一般的であり、例えばコンフォーム、コンクラッド
の様な連続押出機やラム式押出機があげられる。

【００１１】次に本発明方法を実施するのに好適な樹脂
被覆金属成形体の製造装置を図面に従ってアルミニウム
型材の場合を例に説明する。図１は、本発明の樹脂被覆
金属成形体の製造装置の一実施態様の全体概略図であ
る。図中１は金属押出機であり、アルミニウム型材１６
が矢印方向に送られる。２は、内部に、アルミニウム型
材の冷却装置３を有するシールチャンバーである。本発
明においては、このシールチャンバー２により、成形直
後の金属成形体を外気から遮断し、雰囲気を不活性ガス
雰囲気としてその表面酸化を防止する。冷却装置３には
冷却ガス入口３ａより冷却部３ｂに低温不活性ガスが送
り込まれ、冷却部３ｂの内部を通過するアルミニウム型
材を冷却する。なお、不活性の冷却ガスの代わりに液を
供給し、それを気化させるようにしてもよい。

【００１２】６はアルミニウム型材に樹脂を塗布する塗
装室、１０は第２シール管、１８はシールチャンバー２
と塗装室６を接続する第１シール管、８は分岐ダクト９
で塗装室６及び第１シール管１８に接続した集塵機であ
る。この実施態様において、金属押出機１から送り出さ
れたアルミニウム型材は高温（４００〜６００℃）であ
るが、外気から遮断され不活性ガス雰囲気としたシール
チャンバー２に送り込まれ、冷却装置３により適正温度
まで冷却される（２００〜４００℃となる）。次いで塗
装室６で粉体塗装により樹脂被膜を形成されたのち、こ
の樹脂被覆アルミニウム型材１９が第２シール管１０、
冷却水槽１４を経て取り出される。この実施態様におい
てはシールチャンバー２内の不活性ガス雰囲気は、冷却
装置の冷却部３ｂからのリークガスを利用して作られ
る。チャンバー２の内圧は微差圧発信器５と排気弁４に
よりコントロールされる。またインバーターブロワーを
設けて内圧をコントロールすることもできる。冷却ガス
の供給量はアルミニウム型材の体積と線速で比率制御さ
れる。又、塗装室６出口付近でも外気遮断するため第２
シール管１０を設け不活性ガスをガス導入弁１３及び排
気弁１２にて塗装室内圧より若干正圧となるように微差
圧発信器１１でコントロールしながらガス供給してい
る。すなわち樹脂被覆部に連接して、その出口側に不活
性ガスを導入するチャンバーを設け金属成形体の酸化を
確実に防止している。

【００１３】図示の樹脂を被覆する塗装室６は粉体を舞
い上がらせて行う静電塗装によるものであり、静電塗装
は、塗料の消費量が少なく塗装費が非常に少なくなる点
で好ましいが、これに制限するものではない。図中６ａ
はエアーインレット、６ｂは帯電板、６ｃは多孔質板で
あり、７が粉体樹脂である。塗装室内は、帯電板６ｂで
多孔質板６ｃ上の粉体樹脂７を帯電させ、エアーインレ
ット６ａより導入した不活性ガスを多孔質板６ｃを通し
て吹き上げることで、帯電粉体樹脂を舞い上がらせた状
態として粉体樹脂雰囲気２０を形成している。粉体樹脂
は不活性ガス雰囲気下にあるタンク等より供給される。
こうして、アルミニウム型材を粉体樹脂雰囲気中に通す
ことで粉体樹脂７を付着させ、型材自体の熱で樹脂をア
ルミニウム表面に溶着させる。

【００１４】塗装室出口に設けられたヒーター１５は、
加熱により樹脂の溶着を強化する（塗装外観、被膜性能
などの向上）ものである。塗装室７から流れ出るガス及
びガス中の余剰粉体樹脂は、集塵機８で捕集され、適宜
再利用される。粉体樹脂塗装室６からシールチャンバー
２側に逆流する粉体樹脂は、第１シール管１８におい
て、分岐ダクト９により吸引され、集塵機８に集められ
る。

【００１５】このようにこの実施態様によれば冷却装置
３を有するシールチャンバー２及び第１シール管１８
を、塗装室６より弱正圧状態で不活性ガス雰囲気として
いるので、アルミニウム型材は酸化することなく冷却さ
れ、かつ、粉体樹脂を含む不活性ガスがシールチャンバ
ー２に流れ込まず、密着性の優れた樹脂被膜が形成され
る。万が一、粉体樹脂の粒子を含む不活性ガスが第１シ
ール管１８に流れ込んでも、分岐ダクト９によって第１
シール管１８からも樹脂粒子を回収できるようになって
おり、樹脂粒子がシールチャンバー２内に入り込むのを
防ぐことができる。上記のようにして本発明の実施態様
により得られる樹脂被覆型材の一例を断面図で図２に示
した。図中１６はアルミニウム型材、１７はその上に被
覆した樹脂被膜である。本発明における樹脂被覆金属成
形体の形状は、特に制限はない。板、管、棒、線などは
もちろん、図２に示すような異型断面であってもよい。

【００１６】

【実施例】次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説
明する。実施例１〜７、比較例１〜２図１に示す樹脂被覆金属成形体の製造装置を用い、雰囲
気ガスの種類、シールチャンバー２の内圧（大気圧を基
準とする）、塗装室６の内圧及びヒータ１５による加熱
温度を表１のように設定し、表１に示す各種のアルミニ
ウム合金型材（断面形状中実角棒）に、粉体塗装により
厚さ７０μｍの樹脂被覆を施した。この試験においてそ
の他の共通条件は次のように設定した。アルミニウム型材１６の線速：１５ｍ／分押出成型時アルミニウム型材表面温度：５００℃ 塗装直前シールチャンバー内アルミニウム温度：３６０
℃ 粉体樹脂舞い上げガス噴出量（勢い）：１０リットル／
分ヒーター１５の温度：３００℃ 冷却水槽１４の温度：３０℃ なお、粉体樹脂舞い上げガスとしては雰囲気ガスと同じ
ものを用いた。このようにして得られた樹脂被覆アルミ
ニウム型材について、塗装外観及び樹脂被膜の性能（付
着性、耐沸騰水性及び耐食性）を試験した。この結果を
表２に示した。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】表２の比較例１の結果より明らかなよう
に、樹脂被覆金属成形体の製造装置の雰囲気ガスが乾燥
空気では、アルミニウム合金材表面への付着性が悪く、
耐沸騰水試験では全てのテストピースが剥離した。ま
た、シールチャンバー及び塗装室内圧を負圧とした比較
例２の場合も同様に被膜性能の著しく劣る樹脂被覆しか
できなかった。これに対し、実施例１〜７では、樹脂被
膜の付着性が優れ、得られたアルミニウム合金型材の樹
脂被覆は耐沸騰水性、耐食性が優れる。さらに、実施例
１〜６と実施例７とを比較すると、塗装後加熱をするこ
とによって平滑性が増し塗装外観が良好になることがわ
かる。

【００２０】

【発明の効果】従来、金属成形体、例えばアルミニウム
型材をオンラインで連続樹脂被覆することは困難である
とされてきたが、請求項１〜４記載の発明によれば金属
成形体の連続樹脂被覆が可能となり、前処理工程を不要
として樹脂被覆金属成形体を極めて良く製造することが
できる。また、請求項１〜４記載の発明によれば、金属
成形体の酸化皮膜の形成を防ぎ、密着性の優れる樹脂被
膜を形成した金属成形体を連続的に製造することがで
き、使用する樹脂に制限がないという優れた効果を奏す
る。本発明方法により製造される樹脂被覆金属成形体
は、自動車の部材、建材等、従来、塗装や陽極酸化処理
等の表面処理が施されているものに代えて用いることが
できる。さらに、本発明中、請求項２〜３記載の発明の
装置は、請求項１に係る方法を実施するのに好適に用い
られる。そして請求項４に記載の樹脂被覆金属成形体は
表面と密着性がよく、剥離しにくい有機樹脂被膜で被覆
されており、耐食性、耐酸化性など各種耐性に優れる材
料である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の樹脂被覆成形体の製造装置の一実施態
様の全体概略図である。

【図２】本発明方法により得られる樹脂被覆型材の一例
の断面図である。

【符号の説明】

１金属押出機２シールチャンバー３冷却装置３ａ冷却ガス導入口３ｂ冷却部４、１２排気弁５、１１微差圧発信器６塗装室６ａエアーインレット６ｂ帯電板６ｃ多孔質板７粉体樹脂８集塵機９分岐ダクト１０第２シール管１３ガス導入弁１４冷却水槽１５ヒーター１６アルミニウム型材１７樹脂被覆１８第１シール管１９樹脂被覆アルミニウム型材２０粉体樹脂雰囲気

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本敬之東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者鈴木信春東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者小倉新一埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者風間仁埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内Ｆターム(参考） 4D075 AA72 AA76 AA86 AB08 AB10 AB16 AB41 AB60 BB18Z BB56Z CA33 DA23 DB07 EA02 4F100 AB01A AB10 AB31 AK01B AK42 BA02 DE01B EH462 EJ502 EJ602 EK01 GB07 GB32 JB02 JB03 JK06 JL02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属成形体を成形後シールチャンバー部
で冷却し、次いでこの金属成形体にこのシールチャンバ
ー部と連設した塗装室で樹脂被覆するに当り、前記冷却
工程及び樹脂被覆工程を不活性ガス雰囲気とし、かつ、
樹脂被覆工程を粉体塗装により行うことを特徴とする樹
脂被覆金属成形体の製造方法。
【請求項２】１）金属成形機に連設され、その内部を
不活性ガス雰囲気としたシールチャンバー、及び２）こ
のシールチャンバーと連結され、粉体塗装を行う塗装
室、を有してなることを特徴とする樹脂被覆金属成形体
の製造装置。
【請求項３】シールチャンバーと塗装室の間にシール
管を設け、この部分に流入する粉体樹脂を吸引回収する
ことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】請求項１に記載の樹脂被覆金属成形体の
製造方法で製造した樹脂被覆金属成形体。