JP3482225B2

JP3482225B2 - 皮膜形成方法

Info

Publication number: JP3482225B2
Application number: JP21500293A
Authority: JP
Inventors: 眞人佐川; 寛渡邊; 浩永田
Original assignee: Intermetallics Co Ltd
Current assignee: Intermetallics Co Ltd
Priority date: 1992-08-10
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 2003-12-22
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: JPH06154698A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種々の産業分野で使用
される各種部品の表面に皮膜を形成する皮膜形成方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】各種部品の表面に皮膜を形成する技術は
工業的に広く利用されている。皮膜は部品或いは製品の
表面性能の改善或いは諸性能の付加等の機能を有すると
ともに、部品或いは製品の外観の改善等にとって非常に
重要であり、従って、皮膜形成技術には極めて高い信頼
性が要求される。また、皮膜形成技術は、上記の要求を
満足するとともに、皮膜形成費用が部品或いは製品コス
トの主要部分を占めないように皮膜形成費用を低減する
ことが重要な課題になっている。

【０００３】皮膜形成方法について、樹脂による皮膜形
成方法の例を挙げると以下のような技術が現在の主流で
ある。（１）電着塗装方法電荷を持つ樹脂粉体が懸濁された液体に部品を浸漬し、
外部電源により部品に電圧を印加することにより、電荷
を持った樹脂粉体が部品に引きつけられ、部品を樹脂粉
体で覆い、その後、樹脂粉体で覆われた部品を加熱し、
樹脂粉体を溶融又は／及び架橋して部品の表面に皮膜を
形成する。

【０００４】（２）静電塗装方法電荷を持つ樹脂粉体を飛散させた空間に、電圧が印加さ
れた部品を置くことにより、樹脂粉体を部品に引きつけ
て部品に樹脂粉体皮膜を形成し、その後、樹脂粉体皮膜
が形成された部品を加熱し、樹脂粉体を溶融又は／及び
架橋して部品の表面に皮膜を形成する。

【０００５】（３）スプレー塗装方法樹脂を溶媒で希釈し、これをスプレーで部品に吹き付け
ることにより皮膜を形成した後、溶媒を蒸発させ、樹脂
を溶融又は／及び架橋して部品に皮膜を形成する。

【０００６】（４）浸漬塗装方法粘度の低い樹脂液或いは粘度の高い樹脂の場合は溶媒で
希釈して粘度を下げた樹脂液の槽内に部品を浸漬して、
部品の表面に樹脂を付着させ、その後、樹脂を溶融又は
／及び架橋して皮膜を形成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
皮膜形成方法は、以下に記載するような課題を有するも
のである。（１）電着塗装方法部品を電極に取付けるための作業が必要であり、ま
た、電極を取り付けた部品には膜が形成されないの
で、皮膜形成後、その部分に樹脂を盛り付けるためのタ
ッチアップと呼ばれる作業が必要となる。これら及び
の作業は、共に、人手又は複雑な動きをするロボット
等の導入が必要であり、従って、皮膜形成のための費用
の増大を来すことになる。更に、使用済みの電着液は
産業廃棄物として処理しなくてはならない等の問題があ
る。

【０００８】（２）静電塗装方法上記（１）の及びと同じ問題があり、また、粉体が
飛散するため、粉塵爆発等の危険性があり、粉塵飛散防
止や爆発防止のための大掛かりな装置が必要となる。

【０００９】（３）スプレー塗装方法スプレーガンの操作に熟練が必要であり、また、ロボ
ット等による操作も可能であるが、複雑な動きをしなけ
ればならないために、皮膜形成のための費用の増大を来
たしている。皮膜の膜厚がスプレーガンの操作に大き
く依存するので膜厚が不均一になりやすい。部品の一
つの面にスプレーした後、他の面にスプレーするために
部品をひっくり返す操作が必要である。スプレー化す
るため樹脂を多量の溶媒で希釈しなければならず、ま
た、塗布後、この溶媒を蒸発させる工程で公害対策処理
が必要となる。

【００１０】（４）浸漬塗装方法多数の部品をかご等に入れて、短時間で一度に塗装でき
るので、上記（１）の及び、上記（３）の及び
等の問題がなく、最も能率がよく安価な塗装方法であ
る。しかし、この方法では、浸漬浴漕から部品を取り出
した際の液だれ、液だまりが不可避的に発生し、また、
逆に液がつかないか極端に薄いところができやすく、皮
膜形成方法としては他の方法に比べ遙に信頼性が低い。

【００１１】本発明の目的は、上述した従来の皮膜形成
方法が有する課題を解決するとともに、皮膜を形成する
粉体が高密度に詰まった、部品に強固に結合した皮膜を
形成する皮膜形成方法及び生産性、作業性に優れた公害
問題等のない皮膜形成方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、一つには、皮膜が形成される被処理部
品、該被処理部品に粘着層を形成する物質、粉体及び皮
膜形成媒体からなる混合体に振動又は攪拌処理を施すこ
とにより被処理部品の表面に皮膜を形成し、その後、前
記粉体を溶融するようにしたものである。

【００１３】以下に、本発明の実施例について説明する
が、本発明の趣旨を越えない限り、何ら本実施例に限定
されるものではない。

【００１４】先ず最初に、本発明を実施する際の特徴あ
る構成（１）〜（３）について説明する。（１）本発明の皮膜形成方法においては、先ず、皮膜の
形成が必要とされる被処理部品の所定の表面には、後述
する粉体の付着に必要な粘着力を有する粘着層が形成さ
れなければならない。粘着層は、未硬化状態の樹脂やそ
の他の液状或いは半液状物質等により形成することがで
きるが、未硬化状態のエポキシ、フェノール等の樹脂、
各種モノマー等を使用することが好ましい。これらの粘
着層を形成する物質は、加熱により硬化する方が好まし
いが、必ずしも硬化しなくてもよいし、加熱により蒸発
してしまう物質であってもよい。また、被処理部品或い
は被処理部品の表面層が樹脂の場合には、樹脂の表面を
溶媒で溶かし粘着層を形成することもできる。被処理部
品の表面に形成される粘着力を有する粘着層は、被処理
部品、粉体及び後述する皮膜形成媒体とともに粘着層を
形成する物質に同時に振動又は攪拌処理を施すことによ
り形成することができるが、予め、被処理部品の表面に
粘着層を形成しておくこともできる。予め、被処理部品
の表面に粘着層を形成した場合には、振動又は攪拌処理
は粘着層が被覆された被処理部品、粉体及び皮膜形成媒
体に施すことになる。また、粘着層の厚さは、形成する
皮膜の厚さ、粉体或いは皮膜形成媒体の材質等により適
宜設定する。

【００１５】（２）被処理部品、粉体、粘着層を形成す
る物質とともに振動又は攪拌処理が施される皮膜形成媒
体或いは粘着層が施された被処理部品、粉体とともに振
動又は攪拌処理が施される本発明の重要な構成要件を構
成する皮膜形成媒体は、被処理部品の表面の粘着層に付
着した粉体を打撃し、粉体を粘着層に圧入或いは押圧
し、より強固に粉体を粘着層に付着させる機能を有し、
また、粘着層に付着した粉体を打撃することにより、粉
体の下の粘着層を構成する物質を粉体の表面に押し出
し、更に、押し出された粘着層を構成する物質に粉体を
付着させ、多層にしかも高密度に粉体を被処理部品の表
面に付着させる機能を有し、更には、粉体が付着してい
る皮膜形成媒体が被処理部品に衝突することにより、皮
膜形成媒体に付着している粉体が被処理部品に移されと
いう、一種の転写的な作業が行われ、粉体の被処理部品
の表面への強力な付着が促進されるという機能を有する
ものである。粘着層に付着した粉体を、皮膜形成媒体が
打撃しても粉体の下の粘着層が表面に押し出されなくな
った時点で被処理部品への粉体の付着が停止する、即
ち、皮膜形成が終了することになる。

【００１６】皮膜形成媒体に付着している粉体が被処理
部品に移されるという、一種の転写的な作業による被処
理部品の表面への粉体の付着は、後述するように非常に
多くの皮膜形成媒体が万遍なく被処理部品の表面に衝突
するので、被処理部品の表面に均一な粉体の付着層が形
成されることになり、従って、被処理部品に均一な皮膜
を形成することができる。

【００１７】上述したように、皮膜形成媒体は打撃力を
発生して皮膜の形成の媒介をする機能を有するが、それ
自身は実質的に皮膜の成分にはならない。また、皮膜形
成媒体は、被処理部品よりも寸法が実質的に小さく、且
つ、粉体よりは寸法が実質的に大きいことが重要であ
る。部品より大きい皮膜形成媒体は、部品の表面に均一
な打撃を加えることができず、また、粉体よりも小さい
と皮膜形成媒体自体が、形成される皮膜中に捕捉されて
しまうことになり好ましくない。但し、皮膜形成媒体の
全体の体積比で７０％以下の範囲であれば、部品よりも
大きな皮膜形成媒体が含まれていてもよい。

【００１８】また、打撃力をある程度集中させる方が、
粉体の粘着層への圧入或いは押圧が促進されるために、
例えば、球状の皮膜形成媒体を使用する場合は、その直
径が０．３ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより
好ましい。他の形状の皮膜形成媒体を使用する場合もこ
れに準ずることが好ましい。また、皮膜形成媒体が被処
理部品よりも小さいとは、皮膜形成媒体の一つ一つを同
体積の球で置き換えたとき、その直径が部品の差し渡し
のうち最大のものよりも小さいことを意味するものであ
る。更に、粉体に対しては、平均寸法で上述したような
要件を充たしていれば所望の打撃力を発生することがで
きる。即ち、皮膜形成媒体となる粒子の一部が粉体より
小さくても、平均寸法で皮膜形成媒体が粉体より大きけ
れば所望の打撃力を発生することができる。但し、これ
ら粉体より細かい皮膜形成媒体は皮膜中にとりこまれる
恐れがあるので、できるだけ含まれないことが望まし
い。

【００１９】また、上述した皮膜形成媒体の材質は次の
要件を満たしていることが重要である。即ち、皮膜形成
後に皮膜形成媒体を観察して肉眼で認められるような大
きな形状変化がなく、且つ、皮膜形成過程において弾性
変形が極端に大きくならないことが重要であり、従っ
て、例えば、軟質ゴム等の材質で皮膜形成媒体を製造す
ることは好ましくない。また、長期的使用による若干の
摩耗は避けられないが、割れ、欠け、急激な摩耗等が発
生しないことが重要である。これらの要件を満たさない
材質の皮膜形成媒体を使用すると、被処理部品との衝突
により、皮膜形成媒体が塑性変形を起こしたり或いは軟
質ゴムのように極端に大きな弾性変形を起こしたりする
ことになり、従って、被処理部品に与える打撃力が不足
して所望の皮膜形成が起こらなくなる。また、割れ、欠
け、急激な摩耗が起こると、皮膜形成媒体の耐用寿命が
短くなり、皮膜が形成された被処理部品の生産性、作業
性或いは経済性等の面から好ましくない。

【００２０】皮膜形成媒体は、鉄、炭素鋼、その他合金
鋼、銅及び銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合
金、その他各種金属、合金製或いはＡｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ
₂，ＴｉＯ₂，ＺｒＯ₂，ＳｉＣ等のセラミックス製、
ガラス、更には、硬質プラスチック等を用いることがで
きる。また、皮膜成形の際に充分な打撃力が加えられる
のであれば、硬質のゴムも使用することができる。これ
ら皮膜形成媒体のサイズ、材質等は被処理部品の形状及
びサイズ、使用する粉体の材質等に応じて適宜選択する
ことができる。更に、複数のサイズ及び材質の皮膜形成
媒体を混合して使用することもできるし、また、皮膜形
成媒体に表面処理、表面皮膜を施して使用することもで
きる。更には、複数の上記材料によって構成された複合
皮膜形成媒体を用いてもよい。

【００２１】打撃力の緩和及び平均化を行い、形成され
る皮膜の均質性、膜厚のばらつきを抑えるために、木
粉、軟質ゴム、軟質プラスチック等軟質の皮膜形成媒体
を前記硬質の皮膜形成媒体に対し適宜混合することもで
きるが、このような軟質の皮膜形成媒体は、使用される
全皮膜形成媒体の体積比の５０％以下であることが好ま
しい。これら軟質の皮膜形成媒体は、単独ではほとんど
有効な打撃力を発生することができないので、前記硬質
の皮膜形成媒体と併用されることになる。また、皮膜形
成媒体の表面に硬化した樹脂、未硬化樹脂又は揮発性液
体の皮膜を形成することもできる。このような皮膜は、
一旦は粉体を皮膜形成媒体表面に均一に付着させること
を助長し、その後、振動又は攪拌作業中に粉体を皮膜形
成媒体表面から離脱させて被処理部品に粉体を付着させ
る。このような過程により粉体が被処理部品の表面によ
り一層均一に付着する。

【００２２】上述した皮膜形成媒体は、球状、楕円形、
立方体、三角柱、円柱、円錐、三角錐、四角錐、菱面
体、不定型体、その他各種形状のものを使用することが
でき、これら形状の皮膜形成媒体を単独で、或いは、適
宜混合して使用することもできる。

【００２３】（３）次に、重要な本発明の特徴ある構成
は、粉体が付着し粉体で被覆された被処理部品を、粉体
の融点以上に加熱して粉体を溶融させることである。粉
体が付着した被処理部品を粉体の融点以上に加熱して、
少なくとも部分的に粉体を溶融することにより、或い
は、種類の異なる粉体物質からなる混合粉体の場合に
は、少なくとも一種類の粉体物質を溶融させることによ
り、（ｉ）粉体が皮膜から離脱するのを防止し、（ii）
粉体同志の結合を強めて皮膜を強固にし、（iii ）皮膜
中の空隙を溶融した物質で埋めることにより、空孔の少
ない高密度の膜にし、更に、（iv）皮膜を平滑にする等
により、皮膜の種々の性質が改良されて高品質の膜にな
る。

【００２４】ここでいう融点とは、物理学的に明確に定
義された融点である必要はなく、粉体の軟化点以上で粉
体同志が表面張力によって互いに合体を始める温度以上
であればよい。また、加熱により、粉体全体が溶融する
必要はなく、粉体の表面付近だけが溶融して粉体同志が
合体してもよい。

【００２５】一般に融点が低い物質からなる粉体は、そ
れ自身で強い衝撃により接着しやすい性質を持ってい
る。低融点の粉体のみで本発明の方法により皮膜形成を
行うと、皮膜形成媒体の打撃頻度が高い部分には皮膜が
厚く形成され、打撃頻度が少ない部分には皮膜が薄く形
成され、被処理部品がリング状等のように中空部分を有
しているような場合には、膜厚の内外周差が大きくなっ
たり、部品間の膜厚のバラツキが大きくなったり、或い
は、皮膜表面の凹凸が激しくなったりする。加熱により
溶融しない粉体は、付与した粘着物質によらない、粉体
同志の直接の接着を抑制し、膜厚の無制限の増大を抑制
し、膜厚が最初に付与される粘着物質の量によって決め
られるようになる。このようにして膜厚のバラツキが少
なくなり、膜厚管理がしやすくなる。

【００２６】ところで、皮膜形成後加熱処理を施した際
に、加熱しすぎて溶融した粉体の粘性が低下しすぎる
と、溶融した粉体が液状となって垂れたり、或いは、部
品の表面の平滑さが損なわれる等の問題が生じることに
なる。従って、好ましくは、皮膜形成後、所定の温度に
加熱した際に、溶融しない粉体物質を該所定の温度によ
る加熱により溶融する粉体物質に混合し、溶融し液状と
なった粉体物質が皮膜層内に浸透し、溶融した粉体物質
が液状となって垂れ下がることを防止するとともに、よ
り強固な皮膜を形成するように構成することが好まし
い。また、加熱により溶融しない粉体物質が皮膜層の形
状安定材の役割を果たし、部品の表面の平滑さが損なわ
れたり、或いは、部品の底部表面に、部品の支持部材、
例えば、網状支持部材の網状の跡が付くようなことが防
止できる。更に、加熱後も溶融しない粉体は、皮膜中に
分散して、皮膜の固さを向上させる。加熱により溶融し
ない粉体物質としては、各種塗装に用いられているＴｉ
Ｏ₂やベンガラ等無機物顔料がある。このような顔料
は、加熱後の皮膜中で美観や防食等の機能の向上をも発
揮する。

【００２７】以上説明したように、本発明の皮膜形成方
法においては、上述した（１）〜（３）の特徴ある構成
が重要であるが、次に、皮膜を形成する重要な構成要素
である粉体について説明する。

【００２８】粉体は、被処理部品の表面に形成される粘
着層を構成する物質、例えば、未硬化樹脂より固いこと
が重要であり、この結果、振動又は攪拌処理中に粉体が
未硬化の樹脂等の粘着層に押し込まれることが可能とな
り、より強固な皮膜を形成することができる。粉体はあ
らゆる種類の樹脂粉体、金属粉体又は無機物質粉体を単
独で使用することも或いはこれらを２種類以上を混合し
て使用することが可能である。また、粉体が被処理部品
の表面に形成される皮膜中に取り込まれるためには、皮
膜形成媒体よりは小さいことが重要である。

【００２９】加熱により融ける粉体としては、エポキ
シ、アクリル、ポリエステル等の樹脂粉体、低融点の金
属又は無機粉体を使用することができる。また、このよ
うな低融点粉体に、各種塗装に用いられる樹脂粉体のよ
うに、樹脂粉体中にＴｉＯ₂やベンガラ等の高融点で加
熱によっても融けない無機物顔料を含ませることも可能
である。このような顔料は、加熱後の皮膜中で美観や防
食等の機能を発揮する。

【００３０】粉体の粒度は、振動又は攪拌の強度、被処
理部品のサイズ、形成する皮膜の厚さ及び粉体の材質等
により変わる。セラミックス粉体等硬質で変形しにくい
粉体の場合は粒度が小さいことが好ましく、延性に富む
金属粉などの場合はこれより大きくてよいが、一般には
０．０１〜５００μｍの範囲内であることが好ましく、
０．０１〜３００μｍの範囲がより好ましく、０．０１
〜１００μｍの範囲内であることが更に好ましい。一般
に、粉体は粒度が小さいほど粘着層に捕捉されやすい。
また粒度が小さい粒子は、粘着層上に分散している粉体
の間に打撃により押し込まれ易く、従って、塑性変形に
よる粉体同志或いは被処理部品との圧着や結合が起こり
易いので、粉体の粒度が小さいほど、打撃力が小さくて
済み、また皮膜の表面の粗さも小さくなる。

【００３１】上述した粉体、粘着層を形成する物質、皮
膜形成媒体、被処理部品（以下、これらを「皮膜形成混
合物」ともいう。）の各成分の皮膜形成混合物に対する
割合は、各成分の所望の作用を発揮するように、いずれ
かの要素に偏らず全体がバランスするように定める。粉
体及び粘着層を形成する物質の量は、主として、被処理
部品に形成される皮膜の厚みと、被処理部品の表面積の
合計等によって定まるものである。但し、粘着層を形成
する物質と粉体の比率は、粘着層を形成する物質の硬化
後の体積に換算して該物質を０．５％以上に設定するこ
とが好ましい。これ以下であると、粉体の被処理部品へ
の付着が不充分となる。また、皮膜形成媒体と被処理部
品の混合比率は、被処理部品の形状等によって異なる
が、少なくとも見掛け体積比で皮膜形成媒体を５０％以
上、好ましくは１：１以上配合しないと、被処理部品表
面への均一且つ充分な打撃が行われず良好な皮膜を形成
することが難しい。

【００３２】以上説明した本発明の実施例の振動又は攪
拌処理に代えて、粉体及び粉体を付着させた皮膜形成媒
体を被処理部品に向かって衝突させることにより、粉体
を被処理部品に付着させることもできる。

【００３３】この方法は、被処理部品が箱又は筐体等の
場合に、振動又は攪拌処理によっては皮膜形成媒体が接
触しがたい場所、例えば、箱又は筐体等の内側のコーナ
ー等に皮膜を形成するのに適する方法である。皮膜形成
媒体に粉体を付着させ、衝突により粉体及び皮膜形成媒
体に付着した粉体を被処理部品の表面に施された粘着層
に押圧し、また、押し込むことにより、被処理部品に皮
膜を形成することができる。なお、粉体と皮膜形成媒体
を別々に衝突させることもでき、また、衝突させる方法
はガス流を利用する方法や機械的方法等がある。

【００３４】次に、上述した振動又は攪拌手段につい
て、図を用いてより具体的に説明するが、振動又は攪拌
手段はこれら以外でも種々の手段を使用することができ
る。

【００３５】図１に示されている容器２内に設けられ回
転軸４に固着されたアーム３、図２に示されている回転
軸４に固着された羽根５、又は、図示されてはいないが
インペラ、ブレード等を配設した攪拌機により攪拌処理
を行うことができる。なお、図中１０は皮膜形成混合物
である。また、図３に示すように、ドラム又はポット状
容器自体をローラー６上で回転してもよいし、更に図４
に示すように、回転軸に固着されたドラム状容器２を回
転させてもよい。振動又は攪拌装置の振動又は攪拌を皮
膜形成混合物に伝える皮膜形成混合物が収容される収容
部材は、上部が解放されている容器のようなものでもよ
く、また、密閉されていてもよく、更にはコンベヤーベ
ルト等のような搬送部材でもよい。加えて図５に示すよ
うに容器２を揺すってもよく、振動中に攪拌を行っても
よい。また、図６に示すように、回転軸４に対照的に固
着されたアーム７の先端に取りつけられた容器２内に皮
膜形成混合物１０を入れて遠心力で皮膜形成混合物を混
合してもよい。このとき容器２を自転させることが好ま
しい。容器の動作が同じであれば、回転の機構はこれに
限らず、例えば、ディスク状のホルダーを使ってもよ
い。或いは、図７に示されているように、容器２内又は
容器外に設けられた加振器８により皮膜形成混合物に振
動を加えてもよい。なお、振動、攪拌の条件は、市販の
振動バレル、遠心バレル、ジャイロバレル等の通常の運
転条件で良い。

【００３６】粉体が圧入、付着される粘着層に高密度に
粉体を挿入し圧縮するためには、比較的小さな打撃力を
被処理部品表面に均一に加えることが好ましい。このよ
うにすることにより、均一に粉体が粘着層に圧入、付着
されることになり、且つ、一旦粉体が圧入、付着された
場合には、粘着層からの粉体の脱落が起こらず、また、
皮膜層における粉体の密度が高くなる。

【００３７】一方、比較的大きな被処理部品や被処理部
品としての板材の被覆を行う場合には、図８に示すよう
に、容器１を間仕切り板３０で仕切って、仕切られた区
画３１のそれぞれに被処理部品３３を投入し、容器を振
動させてもよい。また、図９に示すように、被処理部品
３３を釣具３６で容器１内に釣り下げてもよい。

【００３８】図８で間仕切り板３０の代りに金網を用い
ると、皮膜形成媒体が金網の網目を通り抜けて槽内を自
由に行き来できるため、粉体が均一に行きわたり、従っ
て、均一で良好な皮膜を得ることができる。また、図１
０に示すように、被処理部品３３を容器１内に固定し
て、容器を加振し及び／又は被処理部品３３を加振器８
に接続して被処理部品３３を加振させてもよい。図１１
に示すように、被処理部品３３を釣り下げて被処理部品
３３の片面にのみに皮膜形成媒体を接触するようにし
て、容器１を振動させると被処理部品の片面のみに皮膜
を形成することができる。

【００３９】被処理部品がプラスチック筐体等である場
合には、被処理部品に溶剤を塗布し、被処理部品のプラ
スチックを溶かし出して粘着層を形成してもよい。この
方法によれば、溶剤の塗布された部分にのみ粉体が付着
し皮膜が形成されるため、例えば、筐体内面にのみ皮膜
を形成させること等が極めて容易に行える。被処理部品
に皮膜を形成させる場合に、所望の表面全体を一回では
皮膜できない場合があるが、こにような場合には、被処
理部品を一度いくつかの部分に分割し、それぞれ必要な
部分に皮膜を形成させた後、組み立てる方法が有効であ
る。また電波暗室等の大きな空間に皮膜を施したい場合
は、上記の方法により片面もしくは両面に皮膜を形成さ
せた板で空間を囲うことにより遮蔽を行うように構成す
ることができる。

【００４０】被処理部品が単純な板やあるいは細長い線
材である場合に、このような被処理部品に皮膜を形成さ
せるには、図１２に示すように容器１の底に穴２８をあ
け、ここへ板や或いは細長い線材等の被処理部品３３を
通し、皮膜形成媒体７を容器１に入れる。容器１に振動
を加えながら、粘着層を形成する樹脂等の物質及び粉体
を少しずつ連続的に投入し、被処理部品３３をパッキン
グ３９に対して滑らせながら下へ引き抜いてゆく。容器
１に入る前に、被処理部品３３の表面に予め粘着層をつ
けこれを容器１内に引きこみ、容器１内へは粉体及び皮
膜形成媒体７を投入してもよい。図１２のように板状の
被処理部品３３を容器１の片側に寄せ、板状の被処理部
品３３の片面のみに皮膜を形成することもできる。ま
た、図１３のように、被処理部品３３を水平に引き抜き
両面に皮膜を形成するようにしてもよい。

【００４１】筐体の隅部等には、図１〜１３を参照して
説明した方法によっては皮膜を形成することが困難な場
合がある。この場合は図１４に示すように、鋼球４２等
の皮膜形成媒体の表面に未硬化の樹脂等の粘着層を構成
する物質を予め付着させ、そこに粉体４１を付着させ、
そして、ノズル４５から皮膜形成媒体としての鋼球４２
を噴出させる。筐体４０には予め未硬化の樹脂層等の粘
着層４３を形成しておく。鋼球４２が粘着層４３に衝突
すると、粉体４１は粘着層４３に捕捉され、且つ、押し
込まれる。粉体４１が離れた鋼球４２は落下し、次々に
鋼球４２の衝突が起こるから、粉体４１は粘着層４３内
にますます押し込まれ、圧縮され、密度が高まり、面接
触しそして皮膜を形成する。

【００４２】上記の方法とは別に、粉体４１と鋼球４２
を別々に同一個所に向かって噴射してもよい。鋼球４２
の噴射はガス流を利用してもよく機械的に噴射してもよ
い。また特に、隅部に皮膜を形成させるために、隅部に
面取り（コーナー取り）を施すことが好ましい。面取り
はその曲率半径Ｒで一般に表わされるが、好ましくはＲ
＝０．１〜５ｍｍ、より好ましくはＲ＝０．２５〜３ｍ
ｍ、更に好ましくはＲ＝０．５〜２ｍｍのコーナー取り
をする。

【００４３】本発明の皮膜形成方法は、振動・攪拌処理
をバッチによらず、ベルトコンベヤ等の搬送部材上にお
いて連続的に行うことができるので、電着塗装や静電塗
装のように、被処理部品を１つ１つ電極に引っかける作
業、タッチアップ作業或いはスプレー塗装のように片面
塗布後１つ１つの被処理部品をひっくり返す作業等も不
要であり、更に、被処理部品に電圧を印加するための大
がかりな電源も不要となる。

【００４４】また、攪拌又は振動処理と加熱処理により
皮膜を形成するために、スプレー塗装のような作業者の
熟練も、高度なロボット等も不要であり、皮膜の膜厚が
均一で信頼性の高い、強固な皮膜形成ができる。また、
浸漬塗装のように液だれや液だまりもできない。

【００４５】更に、攪拌又は振動処理を容器内で行うこ
ともできるので、電着塗装方法等の欠点の１つである粉
体の飛散、多量の溶媒蒸発等の公害、作業環境汚染等の
問題がない。同様に、残存粉体や皮膜形成媒体は再使用
が可能であるために、電着塗装方法の欠点の一つである
使用済み浴液等の廃棄や処理の問題はない。

【００４６】以下に、本発明のより具体的な実施例を列
挙する。

【実施例】

実施例１．容積２．８リットル、深さ１５０ｍｍの円形
ポットに、表面には黒色エポキシ系樹脂粉体が２体積％
付着している。直径２．０ｍｍの鋼球を１０ｋｇ投入
し、振動数３、６００ｃ．ｐ．ｍ、振幅１〜５ｍｍの振
動を加えた。その後、直ちに内径１０ｍｍ、外径１２ｍ
ｍ，高さ１０ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系急冷薄帯樹脂結合
ボンド磁石を２０個、２０ｍｍ×１０ｍｍ×１５ｍｍの
焼結電磁軟鉄片１０個を、それぞれ、１０％エポキシ樹
脂−ＭＥＫ溶液（エポキシ９４％、硬化材６％をＭＥＫ
で１０％濃度に希釈したもの）に浸漬し、表面に樹脂を
つけた後、ポットに入れ、１０分間振動を加えた。その
後、各試料を取り出したところ、各試料表面には厚さが
平均８μｍの黒色エポキシ樹脂粉体圧縮層ができてい
た。以上の成膜工程時間は２５分であった。

【００４７】その後、試料を１７０℃で１０分間熱処理
を行ったところ、各試料表面には、７μｍ±０．５μｍ
の樹脂層が形成できた。全試料にピンホールは全く無か
った。全試料に８０℃、９５％の耐湿性試験を１０００
時間程施したところ、全数に発錆がまったく認められな
かった。

【００４８】実施例２．平均粒径が１０μｍのエポキシ
樹脂粉体、平均粒度が４０μｍの白色エポキシ樹脂粉体
（白色顔料入）、平均粒径が３μｍの黒色エポキシ樹脂
粉体（黒色顔料入り）、平均粒径１５μｍのグリーン色
ポリエステル系樹脂粉体（緑色顔料入り）、平均粒径１
μｍの赤色アクリル系粉体（赤色顔料入り）の各々によ
り２０×２０×５ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結永久磁石
表面に、粉体圧縮層を形成せしめた後、１４０℃〜１８
０℃で３０分間樹脂の熱処理を行った。

【００４９】粉体圧縮層は以下の工程により作成した。
容積２．８リットル、深さ１５０ｍｍの円形ポットに直
径２．０ｍｍの鋼球（表面にはＮｉめっきコーティング
が処してあるもの）を１０ｋｇ投入し、振動数３、６０
０ｃ．ｐ．ｍ．、振幅０．５〜５ｍｍの振動を加えなが
ら、各種粉体をそれぞれ、３０ｇ入れ、１０分間振動を
加え、鋼球表面に粉体を万遍なく行きわたらせた。その
後、エポキシ樹脂液（１０％ＭＥＫ溶液）に浸漬して表
面を樹脂で覆った部品をポットに入れ、１５分間振動を
加えた後取り出した。その結果、部品表面にはそれぞれ
平均膜厚が５μｍ、２０μｍ，４μｍ，１０μｍ，６μ
ｍの皮膜が得られた。

【００５０】各試料を同じ部品に電着塗装で平均膜厚３
０μｍ（比較例）、静電塗装で平均膜厚４０μｍ（比較
例）の皮膜を形成し耐食性を比較したところ、本発明の
実施例が膜厚が薄いにもかかわらず、比較例と同等以上
の耐食性を示した。

【００５１】実施例３．直径１．０ｍｍの鋼球の表面に
１０μｍのＮｉめっき皮膜及び５μｍのエポキシ樹脂皮
膜を設け、その上に更に、平均粒系２μｍの白色系エポ
キシ樹脂を３体積％付着させた。開口５００×３０ｍ
ｍ、深さ１００ｍｍの容器内（下面に５００×１．５ｍ
ｍのスリットが開いている）に７ｋｇの鋼球を入れ、そ
の容器に振動数５０００ｃ．ｐ．ｍ．、振幅１〜５ｍｍ
の振動を加え、上部から幅４９８ｍｍ、厚さ１ｍｍの自
動車用鋼板を２０ｍｍ／分の速度で下降させた。容器下
面のスリット出口下部には焼付用ヒーターを設置し、そ
の下部で鋼板を巻き取っていった。その結果、膜厚１０
μｍ±０．２μｍの皮膜を持った自動車用鋼板が１．２
ｍ／時の成膜速度で得られた。

【００５２】実施例４．容積２．８リットル、深さ１５
０ｍｍの円形のポットの中に表面にニッケルめっきした
直径０．２ｍｍのセラミックボールを２ｋｇ投入し、そ
の上にエポキシ樹脂１０％（樹脂９７％、硬化材３％）
を溶かしたＭＥＫ溶液３０ｃｃをセラミックボール表面
に振りかけた。容器に１０分間振動（振動数３６００
ｃ．ｐ．ｍ．、振幅０．５〜２ｍｍ）を加え、セラミッ
クボール表面に万遍なく樹脂を行き渡らせた。その後、
平均粒系１０μｍの黒色エポキシ系樹脂粉体を２５ｇ投
入し、同じ振動を２０分間加えた。

【００５３】その後、上記処理後のセラミックボールを
ショットブラスティング装置に投入し、ノズル径３ｍ
ｍ、圧力６ｋｇ／ｃｍ²距離１０〜６０ｃｍの条件で自
動車用鋼板に３０分吹きつけ処理を行った。その後１４
０℃で２０分間焼付処理を行った。その結果、平均膜厚
２０μｍの膜ができた。

【００５４】実施例５．容積３リットル、深さ１５０ｍ
ｍの円形の容器の中に直径２ｍｍのセラミックス製ボー
ルを容器の八分目まで入れた。その容器中にエポキシ樹
脂粉体（平均粒度２μｍ、未硬化のもので１２０℃〜１
３０℃以上の温度下で融けた後に硬化するもの（以下の
実施例及び比較例でも同様である。））、チタニア粉体
（平均粒径０．８μｍ）を重量比６：４の割合で混合し
た粉体を２０ｇ入れ、容器に３分間振動（振動数１００
０〜４０００ｃ．ｐ．ｍ，振幅０．２〜５ｍｍ）を加
え、セッラミックス製ボールの表面に万遍なく粉体を行
き渡らせた。加振容器はバレル機（チップトンエスボ社
製、振動バレルＶＭ−１０（２３０Ｗ））を使用し、加
振の制御にはインバータ電源とスライダックを用いた。

【００５５】外形２ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ１０ｍｍ
のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系超急冷ボンド磁石及び外形３ｍｍ、
内径２０ｍｍ、高さ１ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石
各１０個をエポキシ系樹脂１０％（未硬化のもので硬化
材を樹脂に対して５％含む）を溶かしたＭＥＫ溶液に浸
した後取り出し、３０秒温風で乾燥させて粘着層を形成
した。次に粘着層を形成した磁石を振動容器中に順次投
入した。５分間振動を続けた後に２０個の全部品を取り
出した。これらの磁石をフッ素樹脂板上で１５０℃で２
時間加熱したところ、エポキシ樹脂がいったん融解し、
またほとんど同時に硬化した。

【００５６】このようにして形成した皮膜は、（ｉ）膜
厚が内外周ともに３０μｍ±１５μｍで均一であり、
（ii）融解−硬化処理時の部品を支持する下板との接触
跡が小さいこと、（iii ）表面硬度が５Ｈ（鉛筆による
硬度テスト）で硬く、強固であることが確認できた。こ
の膜の断面を電子顕微鏡写真で観察した結果、ＴｉＯ₂
粉体は融けていないが、エポキシ樹脂粉体は跡形もなく
融けた後硬化していた。チタニア粉体をまったく加えず
にエポキシ粉体のみを使用して上記部品に同一処理を処
した結果、膜厚が内周は３０〜６０μｍ、外周は４０〜
８０μｍで膜厚の差が大きく、融解ー硬化処理時の部品
を支持する下板との接触跡が明瞭に見られた。試験した
リング形状の磁石の下面にはバリが張り出し、このバリ
の大きさは精密モーターの部品として使用する際には除
去が必要な程度であった。また、皮膜の硬度は１Ｈ〜２
Ｈであった。なお、上記の接触跡やバリは大型部品等で
は余り問題にならない。

【００５７】上述した本発明の実施例においては、被処
理部品の表面に皮膜を本発明方法により直に形成した場
合について説明したが、予め本発明による皮膜形成方法
とは別の方法により皮膜が形成された被処理部品に本発
明により皮膜を形成することができるものであり、更
に、本発明方法により予め皮膜を形成した被処理部品
に、更に、本発明方法により皮膜を形成することもでき
る。

【００５８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５９】粘着層が形成された被処理部品に、粉体及
び粉体の付着した皮膜形成媒体を接触させるとともに、
粉体が付着した皮膜形成媒体で粉体が被覆された被処理
部品を叩くことにより、粉体を高密度に強固に被処理部
品に付着させることができるとともに、粉体を皮膜形成
媒体により叩くことにより、被処理部品に施された粘着
層を構成する物質を表面に押し出し、押し出された粘着
層を構成する物質に、更に、粉体を付着させることによ
り、多層に被処理部品の表面に粉体を付着させることが
できるので、強固な皮膜を形成することができる。

【００６０】粉体を溶融することにより、粉体同志を結
合することができるので、皮膜をより強固なものとする
ことができるとともに、粉体の離脱をなくし、皮膜中の
空隙も少なく、しかも、皮膜の平滑性を向上することが
できる。

【００６１】粉体を所定の温度では溶融しない粉体物質
と所定の温度で溶融する粉体物質とで構成し、所定の温
度で溶融する粉体物質を溶融し、液状となった該粉体物
質を皮膜層内に浸透させることにより、溶融した粉体物
質が液状となって垂れ下がることを防止するとともに、
より強固な皮膜を形成することができる。また、加熱に
より溶融しない粉体物質が皮膜層の形状安定材の役割を
果たし、部品の表面の平滑さが損なわれたり、或いは、
部品の底部表面に、部品の支持部材の跡が付くようなこ
とが防止できる。

【００６２】更に、加熱により溶融しない粉体物質は、
加熱により融ける低融点粉体同志の、予め付着した粘着
物質を介さない直接の接着を抑制し、このため膜厚の無
制限な増大を防止しするとともに、中空孔等を有するリ
ング状被処理部品の場合等に起こりやすい内周面と外周
面の膜厚差を小さくしたり、各部品間の膜厚差、バラツ
キを小さくし、膜厚の管理をしやすくするという効果を
発揮する。

【００６３】部品の位置変換等を省略することができる
と共に溶剤等の使用がないので、皮膜技術のコストダウ
ン、環境保全などが向上する。

【００６４】振動・攪拌処理をバッチによらず、ベルト
コンベヤ等の搬送部材上において連続的に行うことがで
きるので、電着塗装や静電塗装のように、被処理部品を
１つ１つ電極に引っかける作業、タッチアップ作業或い
はスプレー塗装のように片面塗布後１つ１つの被処理部
品をひっくり返す作業等も不要であり、更に、被処理部
品に電圧を印加するための大がかりな電源も不要とな
る。

【００６５】攪拌又は振動処理と加熱処理により皮膜を
形成するために、スプレー塗装のような作業者の熟練
も、高度なロボット等も不要であり、皮膜の膜厚が均一
で信頼性の高い、強固な皮膜形成ができる。また、浸漬
塗装のように液だれや液だまりもできない。

【００６６】攪拌又は振動処理を容器内で行うこともで
きるので、電着塗装方法等の欠点の１つである粉体の飛
散、多量の溶媒蒸発等の公害、作業環境汚染等の問題が
ない。同様に、残存粉体や皮膜形成媒体は再使用が可能
であるために、電着塗装方法の欠点の一つである使用済
み浴液等の廃棄や処理の問題はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による攪拌をアームにより行う実施例を
示す図である。

【図２】本発明による攪拌をアームにより行う実施例を
示す図である。

【図３】本発明による攪拌を回転容器の回転により行う
実施例を示す図である。

【図４】本発明による攪拌を円筒容器の回転により行う
実施例を示す図である。

【図５】本発明による攪拌を円筒容器の振動により行う
実施例を示す図である。

【図６】本発明による攪拌を容器を回転軸の回りに回転
させて行う実施例を示す図である。

【図７】本発明による振動をポットの加振により行う実
施例を示す図である。

【図８】皮膜を形成する方法の一例を示す図である。

【図９】部品を吊って皮膜を形成する方法の一例を示す
図である。

【図１０】加振により皮膜を形成する方法の一例を示す
図である。

【図１１】部品を吊って皮膜を形成する方法の一例を示
す図である。

【図１２】板に皮膜を形成する方法の一例を示す図であ
る。

【図１３】板に皮膜を形成する方法の一例を示す図であ
る。

【図１４】筐体に皮膜を形成する方法の一例を示す図で
ある。

【符号の説明】

２・・・・容器３・・・・アーム４・・・・回転軸５・・・・羽根６・・・・ローラー８・・・・加振器１０・・・皮膜形成混合物

フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−221476（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−181567（ＪＰ，Ａ) 特開平２−172566（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−47164（ＪＰ，Ａ) 特公昭62−39082（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05D 1/24 B05D 1/12 B05D 3/02 B05D 7/24 301

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】予め粘着層が施された被処理部品と粉体と
皮膜形成媒体とに、振動又は攪拌処理を施して、前記被
処理部品に、粉体が付着している皮膜形成媒体を衝突さ
せて、前記皮膜形成媒体に付着している粉体を、前記粘
着層に付着させるとともに、前記皮膜形成媒体の被処理
部品への衝突により、前記粘着層に付着された粉体の下
の粘着層を構成する物質を粉体の表面に押し出し、該粉
体の表面に押し出された粘着層を構成する物質に、更
に、粉体を付着させることにより、前記被処理部品の表
面に粉体の付着層を形成し、その後、前記粉体の付着層
が形成された被処理部品を、粉体の融点以上に加熱して
粉体を溶融することを特徴とする皮膜形成方法。
【請求項２】前記粉体を複数の種類の異なる粉体物質の
混合により構成するとともに、少なくとも粉体物質の一
種類を溶融することを特徴とする請求項１に記載の皮膜
形成方法。
【請求項３】前記粉体を複数の種類の異なる粉体物質の
混合により構成するとともに、粉体物質の少なくとも一
種類の粉体物質は溶融しないことを特徴とする請求項１
又は請求項２に記載の皮膜形成方法。