JP2021146427A - Blasting method and method of manufacturing coated product - Google Patents
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Description
本発明の実施形態は、ブラスト処理方法及び塗装品の製造方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a blasting method and a method for producing a coated product.
従来、塗装前における物体の表面を活性化させる処理として、粒体で構成されるメディア（投射材）を物体の表面に衝突させるブラスト処理が知られている（例えば特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。セラミック粒子等からなるメディアを物体の表面に投射すると、物体の表面が粗面化され、塗料や接着剤の濡れ性を向上させることができる。 Conventionally, as a process for activating the surface of an object before painting, a blast process in which a medium (projection material) composed of particles collides with the surface of the object is known (for example, Patent Document 1, Patent Document 2 and See Patent Document 3). When a medium made of ceramic particles or the like is projected onto the surface of an object, the surface of the object is roughened, and the wettability of the paint or adhesive can be improved.
塗装前におけるブラスト処理の対象となる材料としては、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）や炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）の他、チタンやステンレススチール（ステンレス鋼）等の金属が挙げられる。尚、ＦＲＰは複合材とも呼ばれる。 Materials to be blasted before painting include fiber reinforced plastics (FRP) such as glass fiber reinforced plastics (GFRP: Glass Fiber Reinforced Plastics) and carbon fiber reinforced plastics (CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics). In addition, metals such as titanium and stainless steel (stainless steel) can be mentioned. FRP is also called a composite material.
ブラスト処理には、メディアの粒径、メディアを噴射する圧縮エアの圧力、物体表面に対するメディアの噴射方向の角度、メディアを噴射するためのノズルと物体表面との間の距離、ノズルと物体表面との間における相対速度など、ブラスト処理の条件を定める様々なパラメータがある。ブラスト処理条件を定めるパラメータの最適値は、物体の材料によって異なる。 Blasting includes the particle size of the media, the pressure of the compressed air that ejects the media, the angle of the injection direction of the media with respect to the surface of the object, the distance between the nozzle for ejecting the media and the surface of the object, and the nozzle and the surface of the object. There are various parameters that determine the conditions for blasting, such as the relative velocity between them. The optimum values of the parameters that determine the blasting conditions differ depending on the material of the object.
このため、複数の材料で構成される物体のブラスト処理を行う場合には、処理エリアごとにブラスト処理条件を定めるパラメータの最適値が異なる。そこで、複数の材料で構成される物体のブラスト処理を行う場合には、処理エリアごとにブラスト処理条件を定めるパラメータの値を変えて、順次ブラスト処理を行うことが必要となる。その結果、ブラスト処理に時間を要するという課題がある。 Therefore, when blasting an object composed of a plurality of materials, the optimum values of the parameters that determine the blasting conditions differ for each processing area. Therefore, when blasting an object composed of a plurality of materials, it is necessary to change the values of the parameters that determine the blasting conditions for each processing area and sequentially perform the blasting. As a result, there is a problem that the blasting process takes time.
そこで、本発明は、異なる複数の材料で構成される物体の塗装前処理として実行されるブラスト処理に要する時間を短縮することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to reduce the time required for the blasting process, which is performed as a pre-painting process for an object composed of a plurality of different materials.
本発明の実施形態に係るブラスト処理方法は、金属と繊維強化プラスチックからなる構造体の塗装前処理として前記金属の表面及び前記繊維強化プラスチックの表面にメディアを衝突させるブラスト処理方法において、前記金属の表面及び前記繊維強化プラスチックの表面に前記メディアを衝突させる前に、前記金属の表面にプライマを塗布する工程を有するものである。 The blast treatment method according to the embodiment of the present invention is a blast treatment method in which a medium is made to collide with the surface of the metal and the surface of the fiber reinforced plastic as a pretreatment for painting a structure made of a metal and a fiber reinforced plastic. It has a step of applying a primer to the surface of the metal before the media is made to collide with the surface and the surface of the fiber reinforced plastic.
また、本発明の実施形態に係る塗装品の製造方法は、上述したブラスト処理方法で前記構造体をブラスト処理するステップと、前記ブラスト処理後の前記構造体を塗装するステップとを有するものである。 Further, the method for producing a painted product according to the embodiment of the present invention includes a step of blasting the structure by the above-mentioned blasting method and a step of painting the structure after the blasting. ..
本発明の実施形態に係るブラスト処理方法及び塗装品の製造方法について添付図面を参照して説明する。 The blasting method and the method for producing a coated product according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係るブラスト処理方法によるブラスト処理を含む塗装品の製造方法の手順を示すフローチャートである。また、図２は、図１に示すブラスト処理を含む塗装の対象となる構造体を模擬した試験片Ｔの構造と、ブラスト材を噴射するノズルＮの配置の一例を示す正面図、図３は、図２に示す試験片Ｔの上面図、図４は、図２に示す試験片ＴとノズルＮの左側面図、図５は、図２に示す試験片ＴとノズルＮの右側面図である。
(Embodiment)
FIG. 1 is a flowchart showing a procedure of a method for manufacturing a coated product including a blast treatment by the blast treatment method according to the embodiment of the present invention. 2A and 2B are front views showing an example of the structure of the test piece T simulating the structure to be painted including the blasting treatment shown in FIG. 1 and the arrangement of the nozzles N for injecting the blasting material. FIG. , Top view of the test piece T shown in FIG. 2, FIG. 4 is a left side view of the test piece T and the nozzle N shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a right side view of the test piece T and the nozzle N shown in FIG. be.
図１に示す工程によって、図２乃至図５に例示されるような金属とＦＲＰからなる試験片Ｔで模擬される構造体の塗装と、塗装前処理としてのブラスト処理を実行することができる。 By the step shown in FIG. 1, the coating of the structure simulated by the test piece T made of metal and FRP as exemplified in FIGS. 2 to 5 and the blasting treatment as the coating pretreatment can be executed.
図２乃至図５に示す例では、構造値を模擬する試験片Ｔが、任意の材料からなる板状のベース材に、ステンレススチールの一種である板状の耐腐食鋼（ＣＲＥＳ：Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｓｔｅｅｌ）、板状のチタン（Ｔｉ）及びＦＲＰの一種である板状のＧＦＲＰを並列配置した構造となっている。すなわち、試験片Ｔは、ＣＲＥＳからなる金属部品、チタンからなる金属部品、ＧＦＲＰからなるＦＲＰ部品及びベース材を互いに接着することによって組立てたものとなっている。 In the examples shown in FIGS. 2 to 5, the test piece T simulating the structural value is a plate-shaped base material made of an arbitrary material, and a plate-shaped corrosion-resistant steel (CRES: Corrosion Resistant Steel), which is a kind of stainless steel. ), Plate-shaped titanium (Ti) and plate-shaped GFRP, which is a type of FRP, are arranged in parallel. That is, the test piece T is assembled by adhering a metal part made of CRES, a metal part made of titanium, an FRP part made of GFRP, and a base material to each other.
従って、試験片Ｔに対する塗装前のブラスト処理では、ＣＲＥＳ及びチタンからなる金属部品の表面のうちの被塗装面と、ＧＦＲＰからなるＦＲＰ部品の表面のうちの被塗装面の双方にメディアＭを衝突させることが必要となる。すなわち、ブラスト処理の対象となる被ブラスト処理面は、塗装の対象となる金属部分及びＦＲＰ部分の被塗装面となる。 Therefore, in the blast treatment before painting the test piece T, the media M collides with both the surface to be painted on the surface of the metal part made of CRES and titanium and the surface to be painted on the surface of the FRP part made of GFRP. It is necessary to let it. That is, the surface to be blasted to be blasted is the surface to be coated of the metal portion to be painted and the FRP portion.
塗装前処理としてのブラスト処理は、セラミック粒子等からなるメディアＭを物体の表面に投射することによって、物体の表面の表面粗さを大きくする処理である。物体の表面の表面粗さが大きくなると、表面のエネルギが増加し、塗料や接着剤の濡れ性を向上させることができる。ブラスト処理用のメディアＭとしては、スチールグリット、スチールショット、カットワイヤ、セラミックス、ガラスビーズ、珪砂等の硬質粒子が使用されるが、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、ジルコニア粒子等のセラミックス粒子が代表的である。 The blasting treatment as a coating pretreatment is a treatment for increasing the surface roughness of the surface of an object by projecting a medium M made of ceramic particles or the like onto the surface of the object. When the surface roughness of the surface of the object is increased, the energy of the surface is increased, and the wettability of the paint or the adhesive can be improved. As the media M for blasting, hard particles such as steel grit, steel shot, cut wire, ceramics, glass beads, and silica sand are used, but ceramic particles such as alumina, silica, silicon carbide, and zirconia particles are typical. Is.
図１に示すブラスト処理方法では、ＣＲＥＳ、チタン及びＧＦＲＰの各表面にメディアＭを衝突させる前に、ＣＲＥＳ及びチタンからなる金属の表面にプライマを塗布する工程が設けられる。ブラスト処理前に塗布されるプライマは、ＣＲＥＳ及びチタン等の金属で構成される部品と、ＦＲＰで構成される部品を接着して組立てる前に金属部品に塗布することが現実的である。 In the blasting method shown in FIG. 1, a step of applying a primer to the surface of a metal made of CRES and titanium is provided before the media M is made to collide with the surfaces of CRES, titanium and GFRP. It is realistic that the primer applied before the blasting treatment is applied to the metal part before assembling the part made of metal such as CRES and titanium by adhering the part made of FRP.
これは、金属部品にプライマを塗布する前には化学物質による表面処理及び洗浄溶剤による洗浄を行うことが適切であり、化学物質による表面処理及び洗浄溶剤による洗浄をＦＲＰ部品に対して行うと、ＦＲＰ部品の品質劣化に繋がるためである。プライマには様々な種類があるが、接着プライマを塗布することとすれば、金属部品の表面処理及び洗浄後に、接着面及び塗装面に同時に接着プライマを塗布することが可能となり、作業効率が向上する。従って、接着剤の下塗り塗料として塗布される接着プライマを塗布することが実用的である。 This is because it is appropriate to perform surface treatment with a chemical substance and cleaning with a cleaning solvent before applying the primer to the metal part, and if surface treatment with a chemical substance and cleaning with a cleaning solvent are performed on the FRP part, This is because it leads to deterioration of the quality of FRP parts. There are various types of primers, but if an adhesive primer is applied, it is possible to apply the adhesive primer to the adhesive surface and the painted surface at the same time after surface treatment and cleaning of metal parts, improving work efficiency. do. Therefore, it is practical to apply an adhesive primer that is applied as an undercoat paint for the adhesive.
具体的には、ステップＳ１において、ＣＲＥＳからなる部品と、チタンからなる部品の洗浄が行われる。すなわち、ＣＲＥＳからなる部品及びチタンからなる部品の各表面に付着した腐食や不純物が公知の洗浄溶剤で除去される。洗浄は、接着プライマを塗布すべき部分に対して行うことが必要であるが、通常は、作業の容易化のため、ＣＲＥＳからなる部品及びチタンからなる部品全体が洗浄溶剤に浸漬される。 Specifically, in step S1, the parts made of CRES and the parts made of titanium are washed. That is, corrosion and impurities adhering to the surfaces of the parts made of CRES and the parts made of titanium are removed with a known cleaning solvent. Cleaning needs to be performed on the portion to which the adhesive primer is to be applied, but usually, in order to facilitate the work, the entire part made of CRES and the whole part made of titanium are immersed in the cleaning solvent.
次に、ステップＳ２において、ＣＲＥＳ及びチタンからなる各金属部品の被接着面及び被ブラスト処理面の双方に接着プライマが塗布される。すなわち、各金属部品の表面のうち、ベース材と接着される面及びＦＲＰ部品と接触する面のみならず、ブラスト処理の対象となる面にも、接着プライマが塗布される。 Next, in step S2, the adhesive primer is applied to both the adhered surface and the blasted surface of each metal part made of CRES and titanium. That is, the adhesive primer is applied not only to the surface of each metal component to be bonded to the base material and the surface to be in contact with the FRP component, but also to the surface to be blasted.
接着プライマは、アクリル系、エチレン酢酸ビニル系、ウレタン系或いはエポキシ系の合成樹脂からなる塗料であり、接着前において接着剤との接着性を向上させるために塗布される下塗り塗料である。 The adhesive primer is a paint made of an acrylic-based, ethylene-vinyl acetate-based, urethane-based or epoxy-based synthetic resin, and is an undercoat paint applied to improve the adhesiveness with an adhesive before bonding.
各金属部品の表面にプライマが塗布されると、次に、ステップＳ３において、金属部品の表面に塗布された接着プライマを乾燥させる工程が実施される。次に、ステップＳ４において、乾燥させた後の接着プライマを加熱して硬化させる工程が実施される。 When the primer is applied to the surface of each metal component, a step of drying the adhesive primer applied to the surface of the metal component is then performed in step S3. Next, in step S4, a step of heating and curing the dried adhesive primer is performed.
接着プライマが硬化すると、ステップＳ５において、金属部品が接着剤でベース材と接着される。また、ＦＲＰ部品も接着剤でベース材と接着される。これにより、図２乃至図５に例示されるような金属部分と、ＦＲＰの部分を有する試験片Ｔが製作される。具体的には、プライマの塗布量に応じた膜厚ＴＨを有する接着プライマ層Ｐが金属部分の表面にのみ形成された試験片Ｔが製作される。換言すれば、試験片Ｔの金属部分の表面は接着プライマ層Ｐでコーティングされるが、ＦＲＰの部分の表面は露出した状態となる。 When the adhesive primer is cured, the metal part is adhered to the base material with an adhesive in step S5. The FRP parts are also adhered to the base material with an adhesive. As a result, a test piece T having a metal portion as illustrated in FIGS. 2 to 5 and an FRP portion is produced. Specifically, a test piece T in which the adhesive primer layer P having a film thickness TH corresponding to the coating amount of the primer is formed only on the surface of the metal portion is manufactured. In other words, the surface of the metal portion of the test piece T is coated with the adhesive primer layer P, but the surface of the FRP portion is exposed.
次に、ステップＳ６において、金属部品と、ＦＲＰ部品を含む試験片Ｔの被ブラスト処理面に対するブラスト処理が実行される。すなわち、図２、図４及び図５に例示されるようにノズルＮから圧縮エアでメディアＭを噴射させ、ＣＲＥＳ及びチタンからなる金属部分の表面における硬化後の接着プライマ層Ｐと、ＧＦＲＰの表面にメディアＭを衝突させる表面処理が実施される。従って、金属部分の表面については接着プライマ層Ｐがブラスト処理され、金属部分の表面には、粗面化された接着プライマ層Ｐが形成される。 Next, in step S6, blasting is performed on the metal part and the blasted surface of the test piece T including the FRP part. That is, as illustrated in FIGS. 2, 4 and 5, the media M is injected from the nozzle N with compressed air, and the cured adhesive prime layer P on the surface of the metal portion made of CRES and titanium and the surface of the GFRP. Surface treatment is performed to cause the media M to collide with the surface. Therefore, the adhesive primer layer P is blasted on the surface of the metal portion, and the roughened adhesive primer layer P is formed on the surface of the metal portion.
ブラスト処理の対象となる試験片Ｔがブラストの噴射領域に収まる程小さい場合には、ノズルＮと試験片Ｔとの相対位置を変化させる必要は無いが、試験片Ｔがブラストの噴射領域に収まらない場合には、図２、図４及び図５に例示されるようにノズルＮを試験片Ｔに対して相対移動させることが必要となる。図２、図４及び図５に示す例では、傾斜する一対のノズルＮが駆動機構によって直交３軸方向に試験片Ｔに対して相対移動できるようになっている。 When the test piece T to be blasted is small enough to fit in the blast injection area, it is not necessary to change the relative position between the nozzle N and the test piece T, but the test piece T does not fit in the blast injection area. If not, it is necessary to move the nozzle N relative to the test piece T as illustrated in FIGS. 2, 4 and 5. In the examples shown in FIGS. 2, 4 and 5, the pair of inclined nozzles N can be moved relative to the test piece T in the orthogonal three-axis directions by the drive mechanism.
ノズルＮと試験片Ｔを相対移動させる場合には、プライマが塗布された金属部分の表面及びＦＲＰの表面にノズルＮと試験片Ｔを相対移動させながらメディアＭを連続的又は断続的に衝突させることができる。すなわち、接着プライマ層Ｐで金属の表面がコーティングされている場合には、金属部分の表面であるか、ＦＲＰ部分の表面であるかを区別せずに同じ条件でブラスト処理を行うことができる。従って、金属部分とＦＲＰ部分の境界を含む一部のエリアでは、金属部分の表面と、ＦＲＰ部分の表面が、同じ条件で同時にブラスト処理されることになる。 When the nozzle N and the test piece T are moved relative to each other, the media M is continuously or intermittently collided while the nozzle N and the test piece T are relatively moved to the surface of the metal portion coated with the primer and the surface of the FRP. be able to. That is, when the surface of the metal is coated with the adhesive primer layer P, the blasting treatment can be performed under the same conditions without distinguishing between the surface of the metal portion and the surface of the FRP portion. Therefore, in a part of the area including the boundary between the metal portion and the FRP portion, the surface of the metal portion and the surface of the FRP portion are simultaneously blasted under the same conditions.
もちろん、ノズルＮと試験片Ｔを相対移動させない場合においても、金属部分の表面と、ＦＲＰ部分の表面を同じ条件で同時にブラスト処理することができる。 Of course, even when the nozzle N and the test piece T are not relatively moved, the surface of the metal portion and the surface of the FRP portion can be blasted at the same time under the same conditions.
上述したブラスト処理方法で試験片Ｔのブラスト処理が完了すると、必要に応じて、ステップＳ７において、ブラスト処理された試験片Ｔの被塗装面に塗装プライマが塗布される。従って、金属部品の被塗装面には、粗面化された接着プライマ層Ｐの上に塗装プライマが上塗りされることになる。塗装プライマは、接着プライマと同様に合成樹脂からなる下塗り塗料であるが、接着プライマとは異なり、塗装前において塗料との接着性を向上させるために塗布される下塗り塗料である。 When the blasting treatment of the test piece T is completed by the blasting treatment method described above, a coating primer is applied to the surface to be coated of the blasted test piece T in step S7, if necessary. Therefore, the coating primer is overcoated on the surface to be coated of the metal part on the roughened adhesive primer layer P. The coating primer is an undercoat paint made of a synthetic resin like the adhesive primer, but unlike the adhesive primer, it is an undercoat paint applied to improve the adhesiveness with the paint before painting.
次に、ステップＳ８において、試験片Ｔの被塗装面が塗装される。すなわち、ブラスト処理後における表面が粗面化された試験片Ｔの金属部分の被塗装面と、ＦＲＰ部分の被塗装面に塗料が塗布される。被塗装面に塗装プライマが塗布される場合には、塗装プライマに塗料が上塗りされることになる。 Next, in step S8, the surface to be painted of the test piece T is painted. That is, the paint is applied to the surface to be coated of the metal portion of the test piece T whose surface has been roughened after the blast treatment and the surface to be coated of the FRP portion. When the coating primer is applied to the surface to be coated, the coating is overcoated on the coating primer.
図６は、図１に示すブラスト処理方法でブラスト処理した後に塗装した試験片Ｔを、従来のブラスト処理方法でブラスト処理した後に塗装した試験片Ｔとの比較によって評価した結果を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing the results of evaluation by comparing the test piece T painted after being blasted by the blasting method shown in FIG. 1 with the test piece T painted after being blasted by the conventional blasting method. ..
図６に示すように、試験片Ｔの金属部分に接着プライマを塗布した場合と、接着プライマを塗布しない場合についてブラスト処理を行い、ブラスト処理の評価として一般的に行われるテープテストと、ブラスト処理後においてＧＦＲＰの繊維が表面に露出したか否かの観察を行った。ブラスト処理のメディアＭとしてはグリッド（粗さ）が＃１００、すなわち平均粒径が１０６μｍ以上１５０μｍ以下のアルミナを使用した。 As shown in FIG. 6, the blasting treatment is performed when the adhesive primer is applied to the metal portion of the test piece T and when the adhesive primer is not applied, and the tape test and the blasting treatment which are generally performed as evaluations of the blasting treatment are performed. Later, it was observed whether or not the GFRP fibers were exposed on the surface. As the blasting medium M, alumina having a grid (roughness) of # 100, that is, an alumina having an average particle size of 106 μm or more and 150 μm or less was used.
他のブラスト条件としては、図６に示すように、メディアＭを噴射するノズルＮの出口における圧縮エアの圧力を０．２ＭＰａと０．５ＭＰａとした他、図２に示すように試験片Ｔの表面に対して４５度傾斜させた一対のノズルＮの先端と、試験片Ｔの平坦な表面との間における距離Ｄ、すなわち各ノズルＮの先端から試験片Ｔの表面に下した垂線の長さを１７０ｍｍ及び２８０ｍｍ、ノズルＮの送り速度を６００ｍｍ／ｍとした。 As other blasting conditions, as shown in FIG. 6, the pressure of the compressed air at the outlet of the nozzle N for injecting the media M was set to 0.2 MPa and 0.5 MPa, and as shown in FIG. 2, the test piece T Distance D between the tips of a pair of nozzles N tilted 45 degrees with respect to the surface and the flat surface of the test piece T, that is, the length of the perpendicular line drawn from the tip of each nozzle N to the surface of the test piece T. Was 170 mm and 280 mm, and the feed rate of the nozzle N was 600 mm / m.
その結果、圧縮エアの圧力を０．５ＭＰａにすると、ブラスト処理後のＧＦＲＰの部分に繊維の露出が確認された。一方、圧縮エアの圧力を０．２ＭＰａにするとブラスト処理後のＧＦＲＰの部分に繊維の露出は見られなかった。繊維の露出はＧＦＲＰの樹脂がメディアのエネルギによって過剰に削り取られて脱落したことが原因と考えられる。このため、繊維の種類は主たる要因ではなく、ＣＦＲＰ等の樹脂をマトリックスとする他のＦＲＰにおいても同様の結果が得られると考えられる。また、メディアのグリッドが異なる場合であっても、ノズルの出口における圧縮エアの圧力が一定であれば、単位体積当たりのメディアのエネルギは大きく変化しないと考えられる。 As a result, when the pressure of the compressed air was set to 0.5 MPa, it was confirmed that the fibers were exposed in the GFRP portion after the blast treatment. On the other hand, when the pressure of the compressed air was set to 0.2 MPa, no fiber exposure was observed in the GFRP portion after the blast treatment. It is considered that the exposure of the fibers is caused by the resin of GFRP being excessively scraped off by the energy of the media and falling off. Therefore, the type of fiber is not the main factor, and it is considered that the same result can be obtained with other FRPs using a resin such as CFRP as a matrix. Further, even when the media grids are different, it is considered that the energy of the media per unit volume does not change significantly if the pressure of the compressed air at the outlet of the nozzle is constant.
従って、アルミナを含むセラミックス粒子をメディアとして使用する場合であれば、メディアの硬度範囲が近いため、アルミナ以外のメディアやグリッドが異なるメディアであっても、ノズルの出口における圧縮エアの圧力を０．２ＭＰａ以下にすることがＦＲＰからの繊維の露出を回避する観点から好ましいブラスト条件であると考えられる。 Therefore, when ceramic particles containing alumina are used as the medium, the hardness range of the media is close, so that the pressure of the compressed air at the outlet of the nozzle is set to 0 even if the media is other than alumina or the media has a different grid. It is considered that 2 MPa or less is a preferable blast condition from the viewpoint of avoiding exposure of fibers from FRP.
一方、セラミックス粒子以外のメディアを使用する場合には、同様な試験によって適切な圧縮エアの圧力の範囲を求めることができると考えられる。但し、メディアの硬度が異なる場合であっても、樹脂の脱落原因となるメディアのエネルギは、上述したようにノズルの出口における圧縮エアの圧力によって概ね定まると考えられることから、セラミックス粒子以外のメディアを使用する場合においても、ノズルの出口における圧縮エアの圧力を０．２ＭＰａ以下にすることが適切であると推考される。 On the other hand, when a medium other than ceramic particles is used, it is considered that an appropriate compressed air pressure range can be obtained by the same test. However, even if the hardness of the media is different, the energy of the media that causes the resin to fall off is considered to be largely determined by the pressure of the compressed air at the outlet of the nozzle as described above. Therefore, the media other than the ceramic particles It is presumed that it is appropriate to set the pressure of the compressed air at the outlet of the nozzle to 0.2 MPa or less even in the case of using.
ノズルの出口における圧縮エアの圧力を０．２ＭＰａ以下に設定すれば繊維の露出を回避することはできるが、図６に示すように、試験片Ｔを接着プライマで塗布せずにブラスト処理を行うと、ＣＲＥＳ及びチタンの部分がテープテストで不合格となることが確認された。 Although it is possible to avoid the exposure of the fibers by setting the pressure of the compressed air at the outlet of the nozzle to 0.2 MPa or less, as shown in FIG. 6, the test piece T is blasted without being applied with an adhesive primer. It was confirmed that the CRES and titanium parts failed the tape test.
尚、テープテストは、日本工業規格から改称された日本産業規格（ＪＩＳ：Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）Ｋ ５６００で規定されている塗装の密着性を評価するテストであり、透明なテープを貼って剥がし、塗装剥がれの有無を確認するテストである。テープテストには、乾燥状態で行うドライテープテストと、一定期間純水に浸した後に行うウェットテープテストがある。 The tape test is a test for evaluating the adhesion of coating as defined by Japanese Industrial Standards (JIS: Japanese Industrial Standards) K 5600, which has been renamed from Japanese Industrial Standards. This is a test to check for peeling. The tape test includes a dry tape test performed in a dry state and a wet tape test performed after being immersed in pure water for a certain period of time.
図７は図６に示すテープテストの詳細結果を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing the detailed results of the tape test shown in FIG.
試験片Ｔを接着プライマで塗布せずにブラスト処理を行うと、図６に示すように、圧縮エアの圧力を０．２ＭＰａに設定するか０．５ＭＰａに設定するかを問わず、テープテストで不合格となることが確認された。より具体的には、図７に示すように、ドライテープテスト及びウェットテープテストのいずれにおいてもＧＦＲＰの部分では塗装剥がれが確認されず合格となったが、ＣＲＥＳ及びチタンの部分については、ドライテープテスト及びウェットテープテストのいずれにおいても塗装剥がれが確認され、不合格となった。 When the test piece T is blasted without being applied with an adhesive primer, as shown in FIG. 6, the pressure of the compressed air is set to 0.2 MPa or 0.5 MPa in the tape test. It was confirmed that it would be rejected. More specifically, as shown in FIG. 7, in both the dry tape test and the wet tape test, no paint peeling was confirmed in the GFRP part and the result was passed, but in the CRES and titanium parts, the dry tape was passed. In both the test and the wet tape test, paint peeling was confirmed and the product was rejected.
これに対して、ＣＲＥＳ及びチタンの部分に接着プライマを塗布してブラスト処理を行うと、図６及び図７に示すように、ドライテープテスト及びウェットテープテストのいずれにおいても塗装剥がれが確認されず合格となった。これは、接着プライマを金属の表面に塗布してブラスト処理を行うと、金属の表面に粗面化された接着プライマ層Ｐが形成され、粗面化された接着プライマ層Ｐの形成による塗装プライマ及び塗料との密着性の向上効果によるものと考えられる。すなわち、粗面化された接着プライマ層Ｐの形成によって金属の表面における塗装剥がれが起きにくくなる効果が得られると考えられる。 On the other hand, when the adhesive primer was applied to the CRES and titanium parts and the blast treatment was performed, as shown in FIGS. 6 and 7, no paint peeling was confirmed in either the dry tape test or the wet tape test. It passed. This is because when the adhesive primer is applied to the surface of the metal and blasting is performed, a roughened adhesive primer layer P is formed on the surface of the metal, and a coating primer is formed by forming the roughened adhesive primer layer P. It is considered that this is due to the effect of improving the adhesion with the paint. That is, it is considered that the formation of the roughened adhesive primer layer P has the effect of preventing the paint from peeling off on the metal surface.
尚、試験片Ｔに接着プライマを塗布する場合のテープテストは、圧縮エアの圧力を０．５ＭＰａに設定すると繊維の露出が見られたことから、圧縮エアの圧力を０．２ＭＰａに設定する場合に絞って行った。 In the tape test when applying the adhesive primer to the test piece T, the pressure of the compressed air was set to 0.2 MPa because the fibers were exposed when the pressure of the compressed air was set to 0.5 MPa. I narrowed it down to.
図６及び図７に示す試験結果に依れば、ＦＲＰと金属からなる構造体の塗装前におけるブラスト処理を材料ごとにブラスト条件を変えずに行って良好な品質を得ようとする場合には、図１に示すフローのように、金属部分の表面に接着プライマを塗布してからブラスト処理を行うことが必須条件であることが分かる。また、ＦＲＰの表面にブラスト処理前に接着プライマを塗布するメリットは無いことが分かる。 According to the test results shown in FIGS. 6 and 7, when the blasting treatment before painting the structure made of FRP and metal is performed without changing the blasting conditions for each material to obtain good quality. As shown in FIG. 1, it can be seen that it is an essential condition to apply the adhesive primer to the surface of the metal portion and then perform the blast treatment. Further, it can be seen that there is no merit of applying the adhesive primer to the surface of the FRP before the blasting treatment.
尚、経験的には、ＧＦＲＰのブラスト処理を行う場合には、グリッドが＃８０よりも細かいメディアを使用することが最適であり、金属のブラスト処理を行う場合には、グリッドが＃１８０〜＃２２０であるメディアが最適であるとされてきた。従って、金属に接着プライマを塗布し、接着プライマ層Ｐをブラスト処理の対象とすれば、グリッドが＃１８０よりも粗い＃１００のメディアを使用しても良好な品質でブラスト処理を行うことが可能であったと言うことができる。 From experience, it is best to use media with a grid finer than # 80 when performing GFRP blasting, and when performing metal blasting, the grid is # 180 to #. Media that is 220 has been considered optimal. Therefore, if the adhesive primer is applied to the metal and the adhesive primer layer P is targeted for blasting, it is possible to perform blasting with good quality even if a medium having a grid coarser than # 180 is used. It can be said that it was.
また、図１に示す試験片Ｔを構成する金属はＣＲＥＳ及びチタンであるが、金属に共通するメディアのグリッドの好適な範囲が従来から存在することと、接着プライマは金属への接着剤の密着性を向上させる性質を有することから、ＣＲＥＳ及びチタン以外の金属についても同様な塗装剥がれの防止効果が得られると考えられる。 Further, the metals constituting the test piece T shown in FIG. 1 are CRES and titanium, but there has been a suitable range of the media grid common to the metals, and the adhesive primer is the adhesion of the adhesive to the metal. Since it has the property of improving the properties, it is considered that the same effect of preventing paint peeling can be obtained for metals other than CRES and titanium.
一方、金属に塗布される接着プライマとしては、エポキシ系の接着プライマを使用し、接着プライマを１８．３℃から２６．６℃の常温で２５分以上乾燥させる一方、乾燥させた後の接着プライマを１３７．８℃以上１４８．８℃以下の温度範囲で５５分以上６５分以下加熱することによって接着プライマを硬化させた。また、接着プライマの硬化後における膜厚ＴＨが、０．００１０ｍｍ以上０．００２５ｍｍ以下となるように接着プライマを塗布した。 On the other hand, as the adhesive primer applied to the metal, an epoxy-based adhesive primer is used, and the adhesive primer is dried at room temperature of 18.3 ° C to 26.6 ° C for 25 minutes or more, while the adhesive primer after drying is used. Was heated in a temperature range of 137.8 ° C. or higher and 148.8 ° C. or lower for 55 minutes or longer and 65 minutes or shorter to cure the adhesive primer. Further, the adhesive primer was applied so that the film thickness TH after curing of the adhesive primer was 0.0010 mm or more and 0.0025 mm or less.
接着プライマは、接着剤と金属間における密着性の向上を目的とするプライマであるが、塗料と金属間における密着性の向上を目的とする塗装プライマのように、金属と他の材料との間における密着性を改善する性質を有するプライマであれば、同様の効果が得られると考えられる。理由は、ブラスト処理前の金属にプライマを塗布すれば、ブラスト処理によって粗面化されたプライマ層で金属の表面がコーティングされ、粗面化されたプライマ層と、塗料又は塗装プライマ等の非金属材料との間における密着性が、少なくとも、ブラスト処理前の金属にプライマを塗布しない場合に比べて改善されると考えられるためである。 An adhesive primer is a primer that aims to improve the adhesion between an adhesive and a metal, but like a coating primer that aims to improve the adhesion between a paint and a metal, it is between a metal and another material. It is considered that the same effect can be obtained if the primer has the property of improving the adhesion in the above. The reason is that if a primer is applied to the metal before blasting, the surface of the metal is coated with the blasted primer layer, and the roughened primer layer and non-metal such as paint or paint primer are used. This is because it is considered that the adhesion with the material is improved at least as compared with the case where the primer is not applied to the metal before the blasting treatment.
但し、金属部品とＦＲＰ部品を接着するために接着プライマを塗布する場合であれば、接着プライマを被ブラスト処理面にも塗布することが、接着プライマの塗布範囲の増加のみとなることから工程数の削減に繋がる。また、接着プライマに代えて塗装プライマを塗布した後にブラスト処理を行って、塗料を塗布する変形例が考えられる。尚、プライマの乾燥条件、硬化条件及び膜厚等の塗布条件は、プライマの種類に応じて定まると考えられる。 However, when applying an adhesive primer to bond metal parts and FRP parts, applying the adhesive primer to the surface to be blasted only increases the application range of the adhesive primer, so the number of steps It leads to the reduction of. Further, a modified example in which the paint is applied by performing the blast treatment after applying the paint primer instead of the adhesive primer can be considered. It is considered that the application conditions such as the drying condition, the curing condition and the film thickness of the primer are determined according to the type of the primer.
以上の試験結果から、図１に示すブラスト処理方法及び塗装方法により、金属とＦＲＰで構成される構造体のブラスト処理及び塗装を行うことができることが分かる。すなわち、試験片Ｔを実際の構造体に置換して図１に示すフローでブラスト処理及び塗装を行うことができることが分かる。 From the above test results, it can be seen that the blasting treatment and painting method of the structure composed of metal and FRP can be performed by the blasting treatment method and painting method shown in FIG. That is, it can be seen that the test piece T can be replaced with an actual structure and blasting and painting can be performed according to the flow shown in FIG.
尚、ブラスト条件は、ノズルと構造体が相対的に移動する場合には、メディアを噴射するための圧縮エアの圧力と、ノズルの相対速度で表されるが、ノズルと構造体が相対的に移動しない場合には、メディアの投射速度、投射時間及びカバレージで表される場合が多い。従って、ノズルと構造体が相対的に移動しない場合には、メディアのエネルギが同等となるようにメディアの投射速度、投射時間及びカバレージを設定すれば良いと考えられる。 The blast condition is expressed by the pressure of the compressed air for injecting the media and the relative speed of the nozzle when the nozzle and the structure move relatively, but the nozzle and the structure are relatively relative to each other. When not moving, it is often represented by media projection velocity, projection time and coverage. Therefore, when the nozzle and the structure do not move relatively, it is considered that the projection speed, projection time, and coverage of the media should be set so that the energies of the media are the same.
樹脂の欠落による繊維の露出の原因と考えられるメディアのエネルギは、圧縮エアの圧力の他、ノズルと構造体との間における距離によっても変化すると考えられる。すなわち、ノズルから噴射されたメディアはノズルから離れる程エネルギを失うため、ノズルと構造体との間における距離Ｄが短い程、メディアのエネルギが過剰となり、ＦＲＰ部分において繊維が露出するリスクが高くなると考えられる。 The energy of the media, which is considered to be the cause of fiber exposure due to the lack of resin, is considered to change depending on the pressure of the compressed air as well as the distance between the nozzle and the structure. That is, since the media ejected from the nozzle loses energy as the distance from the nozzle increases, the shorter the distance D between the nozzle and the structure, the more energy the media becomes, and the higher the risk of fibers being exposed in the FRP portion. Conceivable.
上述した試験では、ノズルＮの先端から試験片Ｔまでの距離Ｄが１７０ｍｍである場合と、２８０ｍｍである場合のいずれにおいてもＧＦＲＰからの繊維の露出が確認されず、テープテストでも合格となっている。従って、少なくともノズルの先端と、メディアの衝突対象となる構造体の表面との間における距離を１７０ｍｍ以上２８０ｍｍ以下とすれば、ＦＲＰからの繊維の露出と、塗装剥がれを防止できると考えられる。 In the above-mentioned test, the exposure of the fiber from the GFRP was not confirmed in either the case where the distance D from the tip of the nozzle N to the test piece T was 170 mm or 280 mm, and the tape test passed. There is. Therefore, if the distance between at least the tip of the nozzle and the surface of the structure to be collided with the media is 170 mm or more and 280 mm or less, it is considered that the exposure of the fibers from the FRP and the peeling of the paint can be prevented.
加えて、ノズルと構造体を相対的に移動させてブラスト処理を行う場合には、ノズルと構造体の表面との間における距離が変化する場合であっても、ノズルと構造体の表面との間における距離が１７０ｍｍ以上２８０ｍｍ以下であれば、ＦＲＰからの繊維の露出と、塗装剥がれを防止できると考えられる。 In addition, when the blasting process is performed by relatively moving the nozzle and the structure, even if the distance between the nozzle and the surface of the structure changes, the nozzle and the surface of the structure If the distance between them is 170 mm or more and 280 mm or less, it is considered that the exposure of the fibers from the FRP and the peeling of the coating can be prevented.
図８は、横断面の形状が長さ方向に変化する長尺構造物Ｏの表面にブラスト処理を行う場合における長尺構造物Ｏの配置例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing an arrangement example of the long structure O when the surface of the long structure O whose cross-sectional shape changes in the length direction is blasted.
ブラスト処理の対象となる構造体が、横断面の形状が長さ方向に変化する長尺構造物Ｏである場合には、図８に示すように、ノズルＮを長尺構造物Ｏの長さ方向に一方向に相対移動させた場合におけるノズルＮの先端と、メディアＭの衝突対象となる表面との間における距離Ｄが１７０ｍｍ以上２８０ｍｍ以下となるように長尺構造物ＯをノズルＮに対して相対配置することができる。そうすると、ノズルＮを長尺構造物Ｏの長さ方向に一方向に相対移動させながらメディアＭを長尺構造物Ｏの表面に衝突させることによって、塗装剥がれと繊維の露出を防止することが可能なブラスト処理を行うことができる。換言すれば、ノズルＮの相対位置を制御するための複雑な制御プログラムを準備することなく長尺構造物Ｏのブラスト処理を行うことが可能となる。 When the structure to be blasted is a long structure O whose cross-sectional shape changes in the length direction, the nozzle N is set to the length of the long structure O as shown in FIG. The long structure O is placed with respect to the nozzle N so that the distance D between the tip of the nozzle N and the surface to be collided with the media M when relatively moved in one direction is 170 mm or more and 280 mm or less. Can be placed relative to each other. Then, it is possible to prevent paint peeling and fiber exposure by colliding the media M with the surface of the long structure O while moving the nozzle N relative to the length direction of the long structure O in one direction. Blasting can be performed. In other words, it is possible to perform the blasting process of the long structure O without preparing a complicated control program for controlling the relative position of the nozzle N.
図８は、ノズルＮの先端と長尺構造物Ｏとの間における距離Ｄが、長尺構造物Ｏの長さ方向に変化する例を示しているが、長尺構造物Ｏの幅方向に変化する場合においても同様である。換言すれば、長尺構造物Ｏの厚さが２次元的に２方向に変化する場合であっても、長尺構造物Ｏを適切に配置すれば、ノズルＮを長尺構造物Ｏに対して駆動機構で直線的に相対移動させるのみで、繊維の露出と塗装の剥がれを防止することが可能なブラスト処理を行うことができる。 FIG. 8 shows an example in which the distance D between the tip of the nozzle N and the long structure O changes in the length direction of the long structure O, but in the width direction of the long structure O. The same applies when it changes. In other words, even when the thickness of the long structure O changes two-dimensionally in two directions, if the long structure O is properly arranged, the nozzle N can be moved with respect to the long structure O. It is possible to perform a blast treatment that can prevent the exposure of the fibers and the peeling of the coating only by linearly moving them relative to each other by the drive mechanism.
金属とＦＲＰで構成され、かつ横断面の形状が長さ方向に変化する長尺構造物Ｏの具体例としては、ヘリコプタのメインロータブレードが挙げられる。ヘリコプタのメインロータブレードには、長さが６ｍ程度であり、ＧＦＲＰ、チタン及びＣＲＥＳで構成されるものがある。典型的なロータブレードは、横断面が翼形状を有し、表面が曲面となっている。このため、ヘリコプタのメインロータブレードのブラスト処理及び塗装を、図１に示すフローで実施することができる。すなわち、ノズルＮをメインロータブレードの長さ方向に送りながら金属部分とＦＲＰ部分との間においてブラスト条件を個別に設定せずに連続的にブラスト処理を行うことができる。 A specific example of a long structure O composed of metal and FRP and whose cross-sectional shape changes in the length direction includes a helicopter main rotor blade. Some helicopter main rotor blades have a length of about 6 m and are composed of GFRP, titanium and CRES. A typical rotor blade has a blade-shaped cross section and a curved surface. Therefore, the blasting and painting of the main rotor blade of the helicopter can be performed by the flow shown in FIG. That is, while feeding the nozzle N in the length direction of the main rotor blade, the blasting process can be continuously performed between the metal portion and the FRP portion without individually setting the blasting conditions.
以上のブラスト処理方法及び塗装品の製造方法は、塗装対象が金属とＦＲＰで構成される場合において、塗装前処理としてのブラスト処理を実行する前に金属にプライマを塗布することによって、金属とＦＲＰを同一の条件でブラスト処理できるようにしたものである。 In the above blasting method and the method for manufacturing a painted product, when the object to be painted is composed of metal and FRP, the metal and FRP are applied by applying a primer to the metal before performing the blasting as the pre-painting treatment. Can be blasted under the same conditions.
（効果）
このため、上述したブラスト処理方法及び塗装品の製造方法によれば、金属とＦＲＰで構成される構造体のブラスト処理に要する時間を短縮することができる。すなわち、金属に適したブラスト条件下におけるブラスト処理と、ＦＲＰに適したブラスト条件下におけるブラスト処理を別々に行ったり、異なるブラスト条件で複数回ブラスト処理を行うためのマスキング等の段取りを行ったりすることなく、１回のブラスト処理で、構造体全体にブラスト処理を施すことが可能となる。
(effect)
Therefore, according to the above-mentioned blasting method and the method for producing a painted product, the time required for blasting a structure composed of metal and FRP can be shortened. That is, the blasting treatment under the blasting condition suitable for metal and the blasting treatment under the blasting condition suitable for FRP are performed separately, or the setup such as masking for performing the blasting treatment multiple times under different blasting conditions is performed. It is possible to apply the blasting treatment to the entire structure by one blasting treatment without any problem.
（他の実施形態）
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
(Other embodiments)
Although the specific embodiments have been described above, the described embodiments are merely examples and do not limit the scope of the invention. The novel methods and devices described herein can be embodied in a variety of other modes. In addition, various omissions, substitutions and changes can be made in the methods and devices described herein without departing from the gist of the invention. The appended claims and their equivalents include such various modalities and variations as incorporated in the scope and gist of the invention.
Ｄ 距離
Ｍ メディア
Ｎ ノズル
Ｏ 長尺構造物
Ｐ 接着プライマ層
Ｔ 試験片
ＴＨ 膜厚
D Distance M Media N Nozzle O Long structure P Adhesive primer layer T Specimen TH film thickness
Claims (11)
前記金属の表面及び前記繊維強化プラスチックの表面に前記メディアを衝突させる前に、前記金属の表面にプライマを塗布する工程を有するブラスト処理方法。 In a blast treatment method in which media is made to collide with the surface of the metal and the surface of the fiber reinforced plastic as a pretreatment for painting a structure composed of metal and fiber reinforced plastic.
A blasting method comprising a step of applying a primer to the surface of the metal before the media is made to collide with the surface of the metal and the surface of the fiber reinforced plastic.
前記乾燥させた後の前記プライマを加熱して硬化させる工程と、
を有し、
前記プライマを硬化させた後に、前記メディアを衝突させる請求項１又は２記載のブラスト処理方法。 The step of drying the primer applied to the surface of the metal, and
The step of heating and curing the prima after the drying, and
Have,
The blasting method according to claim 1 or 2, wherein the media is made to collide after the primer is cured.
前記ノズルを前記長尺構造物の長さ方向に一方向に相対移動させた場合における前記ノズルの先端と、前記メディアの衝突対象となる表面との間における距離が１７０ｍｍ以上２８０ｍｍ以下となるように前記長尺構造物を配置し、前記ノズルを前記長尺構造物の長さ方向に一方向に相対移動させながら前記メディアを前記長尺構造物の表面に衝突させる請求項７又は８記載のブラスト処理方法。 The structure is a long structure in which the shape of the cross section changes in the length direction.
When the nozzle is relatively moved in one direction in the length direction of the long structure, the distance between the tip of the nozzle and the surface to be collided with the media is 170 mm or more and 280 mm or less. The blast according to claim 7 or 8, wherein the long structure is arranged and the media is made to collide with the surface of the long structure while the nozzle is relatively moved in one direction in the length direction of the long structure. Processing method.
前記ブラスト処理後の前記構造体を塗装するステップと、
を有する塗装品の製造方法。 A step of blasting the structure by the blasting method according to any one of claims 1 to 10.
The step of painting the structure after the blasting treatment and
A method of manufacturing a painted product having.
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