JP3754461B2 - 粉体皮膜形成用粉体組成 - Google Patents
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Description
【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或いは物品の表面に粉体を付着させて皮膜を形成する皮膜形成方法において使用される粉体組成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種部品或いは物品（以下、単に、「部品」という。）の表面に粉体を付着させて皮膜を形成する方法としては、電荷を持つ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、電荷を持った粉体が部品に引きつけられ、部品を粉体で覆い、その後、粉体で覆われた部品を加熱し、粉体を溶融して部品の表面に皮膜を形成する、所謂、電着塗装方法、或いは、電荷を持つ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、粉体を部品に引きつけて部品に粉体皮膜を形成し、その後、粉体皮膜が形成された部品を加熱し、粉体を溶融して部品の表面に皮膜を形成する、所謂、静電塗装方法、更には、粉体を適当な樹脂媒体とともにスプレーにより部品に吹き付け皮膜を形成した後、樹脂を硬化させて皮膜を形成する、所謂、スプレイ塗装方法等粉体による種々の皮膜形成方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとす課題】
上述したような従来の粉体皮膜形成方法により形成された粉体皮膜は、部品と形成された皮膜との結合力が弱いために皮膜の剥離が起こりやすく、部品の腐食等を惹起する問題がある。
また、部品に電極を取り付けた場合には、電極が取り付けられた部分には皮膜が形成されないために、この部分に粉体を付着させるタッチアップと呼ばれる作業が必要となり、スプレーにより部品に粉体を吹き付ける場合には、部品の一つの面にスプレーした後、他の面にスプレーをするために部品をひっくり返す等の作業が必要となり、従来の粉体皮膜形成方法は、その作業性にも問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、上述した従来の粉体皮膜形成方法が有する課題を解決する粉体皮膜形成方法に使用される粉体組成を提供することにある。
【０００５】
【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、容器に投入された粘着層が形成された部品と粉体と粉体が付着している皮膜形成媒体とからなる混合体に加振処理を施して、粉体が付着している皮膜形成媒体を部品に衝突させて、皮膜形成媒体に付着している粉体を、粘着層が形成された部品に移すことを繰り返し行うことにより、部品の表面に粉体皮膜を形成する粉体皮膜形成方法に使用される粉体皮膜形成用粉体組成であって、第１には、前記粉体皮膜形成方法により粉体皮膜が形成された部品を加熱した際に、所定の温度にて溶融する粉体と、該所定の温度では溶融しない粉体とにより、前記粉体組成を構成し、前記所定の温度にて溶融する粉体が液状化して、その液状体が、前記所定の温度では溶融しない粉体により構成される粉体層内に浸透するように構成したものであり、第２には、前記粉体皮膜形成方法により粉体皮膜が形成された部品を加熱した際に、所定の温度にて溶融する粉体と、該所定の温度では溶融しない粉体と、ブロック化防止材とにより、前記粉体組成を構成し、前記所定の温度にて溶融する粉体が液状化して、その液状体が、前記所定の温度では溶融しない粉体により構成される粉体層内に浸透するように構成したものである。
【０００６】
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。
【０００７】
先ず最初に、本出願人に係る平成３年特許願第２２４７８２号等において、本出願人が提案した部品の表面に粉体を付着させて皮膜を形成する粉体皮膜形成方法について図１を用いて説明する。
【０００８】
上記の粉体皮膜形成方法は、一例として図１に示されているように、加振装置Ｖ上に配置された容器Ｃに、表面に未硬化樹脂等の粘着層が形成された部品Ｗ、後述する粉体組成及び同じく後述する皮膜形成媒体等の混合体Ｔを入れ、加振装置Ｖにより容器Ｃに振動を与えて、部品Ｗの表面に粉体皮膜を形成するものである。なお、表面に未硬化樹脂等の粘着層が形成された部品に代えて、粘着層が形成されていない部品及び粘着層を形成する未硬化樹脂等を別々に容器Ｃに投入して部品表面に粘着層を形成することもできる。
【０００９】
上記の容器Ｃは、硬質合成樹脂或いは金属等の硬質材で形成されており、一例として図１に示されているように、上部に開口部ｃ１を有する碗状に形成されており、また、容器Ｃの底部ｃ２の中央部を上方に膨出させることにより、開口部ｃ１付近に達する柱状部ｃ３が突設されている。
【００１０】
図１において、Ｆは加振装置Ｖの機台であり、機台Ｆには、コイルスプリングｆ１，ｆ２を介して振動板ｆ３が配置されており、振動板ｆ３上に突設された垂直軸ｆ４の上端部に容器Ｃの柱状部ｃ３が取着されている。また、振動板ｆ３の下面にはモーターｆ５が取着されており、モーターｆ５の出力軸ｆ６には重錘ｆ７が偏心して取着されている。従って、モーターｆ５を回転させることにより、偏心した重錘ｆ７が回転されるので、振動板ｆ３上に取着された垂直軸ｆ４を介して容器Ｃが加振されることになる。
【００１１】
上記の皮膜形成方法においては、表面に粘着層が形成された部品に直接に或いは皮膜形成媒体を介して付着された粉体は、皮膜形成媒体により叩かれて、粘着層に圧接或いは圧入され強固に付着するとともに、皮膜形成媒体により叩かれることにより、粉体で覆われた粘着層が粉体の表面に押し出され、更に、押し出された粘着層の上に，皮膜形成媒体に付着している粉体が，皮膜形成媒体が部品に衝突することにより部品の粘着層に移行し部品への粉体の付着が進行する。そして、部品が皮膜形成媒体により叩かれても粘着層が粉体の表面に押し出されて来なくなったところで、実質的な粉体の付着工程、即ち、粉体皮膜形成が終了することになる。
【００１２】
上記の皮膜形成方法を実施する際の特徴ある構成（１）〜（３）について、以下に説明する。
（１）本発明の粉体皮膜形成方法においては、先ず、部品の皮膜が形成される所定の表面には、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、部品或いは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。
【００１３】
部品の表面に形成される粘着層は、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処理を施すことにより形成することができるが、予め、部品の表面に粘着層を形成しておくこともできる。予め、部品の表面に粘着層を形成した場合には、振動処理は、粘着層が被覆された部品、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。
【００１４】
（２）部品、粉体、粘着層を形成する物質とともに振動処理が施される皮膜形成媒体或いは粘着層が施された部品、粉体とともに振動処理が施される皮膜形成媒体は、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。
【００１５】
皮膜形成媒体に付着している粉体が部品に移されるという、一種の転写的な作業による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部品の表面に衝突するので、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、部品に均一な皮膜を形成することができる。
【００１６】
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、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。
【００１７】
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、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、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。
【００１８】
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Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，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。
【００１９】
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。
【００２０】
（３）次に、粉体皮膜形成方法にとって重要なことは、粉体が付着し粉体で被覆された部品を、加熱して粉体の一部を溶融させることである。
部品に付着した粉体の全てを溶融すると、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。
【００２１】
そこで、皮膜形成後、所定の温度に加熱した際に溶融しない粉体（以下、「非溶融粉体」ともいう。）を、該所定の温度による加熱により溶融する粉体（以下、「溶融粉体」ともいう。）に混合することにより、溶融し液状となった粉体が、非溶融粉体により構成される骨格構造を有する皮膜内に浸透し、溶融した粉体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が皮膜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。
【００２２】
上記の非溶融粉体として、偏平な粉体を使用することが好ましい。ここで、偏平な粉体（以下、単に、「偏平粉体」という。）とは、実質的に平坦な面をもっており、かかる面が粉体の主たる構成面となっている円板、平板、わん曲板等である。好ましくは、対向する平坦面の間隔Ｈとその平坦面の平均直径（同一面積の円に換算したときの直径）Ｄとの関係が、Ｈ／Ｄ＜１／２であり、より好ましくはＨ／Ｄ＜１／４であり、最も好ましくはＨ／Ｄ＜１／６のものである。このような偏平粉体は、皮膜の膜厚を均一化する効果がある。
【００２３】
非溶融粉体の材質としては、アルミニウム、銅、銀、スズ、亜鉛またはこれらの合金等種々の金属を使用することができ、このような金属を用いて、上述したような偏平粉体を成形することができる。また、偏平粉体としては、マイカやＢＮ等のように、へき開により偏平になる物質を使用することもできる。偏平粉末の直径Ｄは３００μm 以下が好ましく、この寸法を越えると膜厚の均一度が低下する。より好ましい寸法は１５０μm 以下、最も好ましくは７０μm 以下である。また、直径Ｄが小さいほど膜厚の均一度が高まるが、あまり小さすぎると偏平粉末の膜厚均一効果が減少するので、偏平粉末の直径Ｄは、０．１μm 以上、好ましくは、１μm 以上とすることが望ましい。
【００２４】
更に、粉体には、粉体同士が凝集しないように、ブロック化防止材を混入させることが好ましい。このような作用を有するブロック化防止材としては、カーボンブラック、ミクロンサイズの合成シリカ、テフロン粉末（１μｍ以下）、ステアリン酸亜鉛粉末等を使用することができる。このようなブロック化防止材を混入することにより、粉体の凝集が防止できるので、凝集した粉体が粉体皮膜中に取り込まれて，皮膜の膜厚が不均一になるようなことが防止できる。
【００２５】
上述したように、粉体としては、溶融粉体と非溶融粉体の混合が好ましく、非溶融粉体としては偏平粉体を使用することが好ましい。更に、このような粉体には、上述したように、ブロック化防止材を混入することが好ましい。
粉体の組成割合は、粉体組成を構成する溶融粉体、非溶融粉体及びブロック化防止材の材質或いは粉体皮膜が形成される部品の材質、大きさ等により、適当に設定することができるが、例えば、ブロック化防止材を混入しない場合には、粉体組成は、溶融粉体が２０〜９９体積％、非溶融粉体が１〜８０体積％が好ましい。また、ブロック化防止材を混入する場合には、ブロック化防止材の量は、溶融粉体及び非溶融粉体の材質或いは大きさ等にもよるが、０．５〜３０体積％混入することが好ましい。更に望ましい範囲は、それぞれ、溶融粉体が３０〜９０体積％、非溶融粉体が３〜７０体積％、ブロック化防止材が１〜２０体積％である。
【００２６】
また、上述した溶融粉体及び非溶融粉体は、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。溶融粉体及び非溶融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の２種類以上を混合して使用することも可能である。また、溶融粉体及び非溶融粉体が、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。
【００２７】
なお、図１に示されているような容器に何ら限定されることなく、円筒状容器、箱型容器等種々の容器を使用することができる。また、容器を振動させる代わりに、容器内に振動体を配置し、混合体を振動させることにより、部品に粉体皮膜を形成することも、また、混合体を攪拌することにより、部品に粉体皮膜を形成することもできる。
【００２８】
【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。
【００２９】
粉体組成を、所定の温度で溶融しない粉体と所定の温度で溶融する粉体とで構成し、所定の温度で溶融する粉体を溶融し、液状となった該粉体を皮膜内に浸透させることにより、溶融した粉体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が、皮膜の骨格構造として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。
【００３０】
粉体にブロック化防止材を混入することにより、粉体が凝集することが防止できるので、粉体の固まりが、部品に形成される粉体皮膜に取り込まれることがないので、膜厚の均一な粉体皮膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】粉体皮膜を形成する装置の一例としての一部断面を含む正面図である。
【符号の説明】
Ｃ・・・・容器
Ｗ・・・・部品
Ｖ・・・・加振装置
【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或いは物品の表面に粉体を付着させて皮膜を形成する皮膜形成方法において使用される粉体組成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種部品或いは物品（以下、単に、「部品」という。）の表面に粉体を付着させて皮膜を形成する方法としては、電荷を持つ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、電荷を持った粉体が部品に引きつけられ、部品を粉体で覆い、その後、粉体で覆われた部品を加熱し、粉体を溶融して部品の表面に皮膜を形成する、所謂、電着塗装方法、或いは、電荷を持つ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、粉体を部品に引きつけて部品に粉体皮膜を形成し、その後、粉体皮膜が形成された部品を加熱し、粉体を溶融して部品の表面に皮膜を形成する、所謂、静電塗装方法、更には、粉体を適当な樹脂媒体とともにスプレーにより部品に吹き付け皮膜を形成した後、樹脂を硬化させて皮膜を形成する、所謂、スプレイ塗装方法等粉体による種々の皮膜形成方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとす課題】
上述したような従来の粉体皮膜形成方法により形成された粉体皮膜は、部品と形成された皮膜との結合力が弱いために皮膜の剥離が起こりやすく、部品の腐食等を惹起する問題がある。
また、部品に電極を取り付けた場合には、電極が取り付けられた部分には皮膜が形成されないために、この部分に粉体を付着させるタッチアップと呼ばれる作業が必要となり、スプレーにより部品に粉体を吹き付ける場合には、部品の一つの面にスプレーした後、他の面にスプレーをするために部品をひっくり返す等の作業が必要となり、従来の粉体皮膜形成方法は、その作業性にも問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、上述した従来の粉体皮膜形成方法が有する課題を解決する粉体皮膜形成方法に使用される粉体組成を提供することにある。
【０００５】
【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、容器に投入された粘着層が形成された部品と粉体と粉体が付着している皮膜形成媒体とからなる混合体に加振処理を施して、粉体が付着している皮膜形成媒体を部品に衝突させて、皮膜形成媒体に付着している粉体を、粘着層が形成された部品に移すことを繰り返し行うことにより、部品の表面に粉体皮膜を形成する粉体皮膜形成方法に使用される粉体皮膜形成用粉体組成であって、第１には、前記粉体皮膜形成方法により粉体皮膜が形成された部品を加熱した際に、所定の温度にて溶融する粉体と、該所定の温度では溶融しない粉体とにより、前記粉体組成を構成し、前記所定の温度にて溶融する粉体が液状化して、その液状体が、前記所定の温度では溶融しない粉体により構成される粉体層内に浸透するように構成したものであり、第２には、前記粉体皮膜形成方法により粉体皮膜が形成された部品を加熱した際に、所定の温度にて溶融する粉体と、該所定の温度では溶融しない粉体と、ブロック化防止材とにより、前記粉体組成を構成し、前記所定の温度にて溶融する粉体が液状化して、その液状体が、前記所定の温度では溶融しない粉体により構成される粉体層内に浸透するように構成したものである。
【０００６】
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。
【０００７】
先ず最初に、本出願人に係る平成３年特許願第２２４７８２号等において、本出願人が提案した部品の表面に粉体を付着させて皮膜を形成する粉体皮膜形成方法について図１を用いて説明する。
【０００８】
上記の粉体皮膜形成方法は、一例として図１に示されているように、加振装置Ｖ上に配置された容器Ｃに、表面に未硬化樹脂等の粘着層が形成された部品Ｗ、後述する粉体組成及び同じく後述する皮膜形成媒体等の混合体Ｔを入れ、加振装置Ｖにより容器Ｃに振動を与えて、部品Ｗの表面に粉体皮膜を形成するものである。なお、表面に未硬化樹脂等の粘着層が形成された部品に代えて、粘着層が形成されていない部品及び粘着層を形成する未硬化樹脂等を別々に容器Ｃに投入して部品表面に粘着層を形成することもできる。
【０００９】
上記の容器Ｃは、硬質合成樹脂或いは金属等の硬質材で形成されており、一例として図１に示されているように、上部に開口部ｃ１を有する碗状に形成されており、また、容器Ｃの底部ｃ２の中央部を上方に膨出させることにより、開口部ｃ１付近に達する柱状部ｃ３が突設されている。
【００１０】
図１において、Ｆは加振装置Ｖの機台であり、機台Ｆには、コイルスプリングｆ１，ｆ２を介して振動板ｆ３が配置されており、振動板ｆ３上に突設された垂直軸ｆ４の上端部に容器Ｃの柱状部ｃ３が取着されている。また、振動板ｆ３の下面にはモーターｆ５が取着されており、モーターｆ５の出力軸ｆ６には重錘ｆ７が偏心して取着されている。従って、モーターｆ５を回転させることにより、偏心した重錘ｆ７が回転されるので、振動板ｆ３上に取着された垂直軸ｆ４を介して容器Ｃが加振されることになる。
【００１１】
上記の皮膜形成方法においては、表面に粘着層が形成された部品に直接に或いは皮膜形成媒体を介して付着された粉体は、皮膜形成媒体により叩かれて、粘着層に圧接或いは圧入され強固に付着するとともに、皮膜形成媒体により叩かれることにより、粉体で覆われた粘着層が粉体の表面に押し出され、更に、押し出された粘着層の上に，皮膜形成媒体に付着している粉体が，皮膜形成媒体が部品に衝突することにより部品の粘着層に移行し部品への粉体の付着が進行する。そして、部品が皮膜形成媒体により叩かれても粘着層が粉体の表面に押し出されて来なくなったところで、実質的な粉体の付着工程、即ち、粉体皮膜形成が終了することになる。
【００１２】
上記の皮膜形成方法を実施する際の特徴ある構成（１）〜（３）について、以下に説明する。
（１）本発明の粉体皮膜形成方法においては、先ず、部品の皮膜が形成される所定の表面には、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、部品或いは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。
【００１３】
部品の表面に形成される粘着層は、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処理を施すことにより形成することができるが、予め、部品の表面に粘着層を形成しておくこともできる。予め、部品の表面に粘着層を形成した場合には、振動処理は、粘着層が被覆された部品、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。
【００１４】
（２）部品、粉体、粘着層を形成する物質とともに振動処理が施される皮膜形成媒体或いは粘着層が施された部品、粉体とともに振動処理が施される皮膜形成媒体は、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。
【００１５】
皮膜形成媒体に付着している粉体が部品に移されるという、一種の転写的な作業による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部品の表面に衝突するので、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、部品に均一な皮膜を形成することができる。
【００１６】
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、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。
【００１７】
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、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、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。
【００１８】
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Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，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。
【００１９】
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。
【００２０】
（３）次に、粉体皮膜形成方法にとって重要なことは、粉体が付着し粉体で被覆された部品を、加熱して粉体の一部を溶融させることである。
部品に付着した粉体の全てを溶融すると、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。
【００２１】
そこで、皮膜形成後、所定の温度に加熱した際に溶融しない粉体（以下、「非溶融粉体」ともいう。）を、該所定の温度による加熱により溶融する粉体（以下、「溶融粉体」ともいう。）に混合することにより、溶融し液状となった粉体が、非溶融粉体により構成される骨格構造を有する皮膜内に浸透し、溶融した粉体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が皮膜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。
【００２２】
上記の非溶融粉体として、偏平な粉体を使用することが好ましい。ここで、偏平な粉体（以下、単に、「偏平粉体」という。）とは、実質的に平坦な面をもっており、かかる面が粉体の主たる構成面となっている円板、平板、わん曲板等である。好ましくは、対向する平坦面の間隔Ｈとその平坦面の平均直径（同一面積の円に換算したときの直径）Ｄとの関係が、Ｈ／Ｄ＜１／２であり、より好ましくはＨ／Ｄ＜１／４であり、最も好ましくはＨ／Ｄ＜１／６のものである。このような偏平粉体は、皮膜の膜厚を均一化する効果がある。
【００２３】
非溶融粉体の材質としては、アルミニウム、銅、銀、スズ、亜鉛またはこれらの合金等種々の金属を使用することができ、このような金属を用いて、上述したような偏平粉体を成形することができる。また、偏平粉体としては、マイカやＢＮ等のように、へき開により偏平になる物質を使用することもできる。偏平粉末の直径Ｄは３００μm 以下が好ましく、この寸法を越えると膜厚の均一度が低下する。より好ましい寸法は１５０μm 以下、最も好ましくは７０μm 以下である。また、直径Ｄが小さいほど膜厚の均一度が高まるが、あまり小さすぎると偏平粉末の膜厚均一効果が減少するので、偏平粉末の直径Ｄは、０．１μm 以上、好ましくは、１μm 以上とすることが望ましい。
【００２４】
更に、粉体には、粉体同士が凝集しないように、ブロック化防止材を混入させることが好ましい。このような作用を有するブロック化防止材としては、カーボンブラック、ミクロンサイズの合成シリカ、テフロン粉末（１μｍ以下）、ステアリン酸亜鉛粉末等を使用することができる。このようなブロック化防止材を混入することにより、粉体の凝集が防止できるので、凝集した粉体が粉体皮膜中に取り込まれて，皮膜の膜厚が不均一になるようなことが防止できる。
【００２５】
上述したように、粉体としては、溶融粉体と非溶融粉体の混合が好ましく、非溶融粉体としては偏平粉体を使用することが好ましい。更に、このような粉体には、上述したように、ブロック化防止材を混入することが好ましい。
粉体の組成割合は、粉体組成を構成する溶融粉体、非溶融粉体及びブロック化防止材の材質或いは粉体皮膜が形成される部品の材質、大きさ等により、適当に設定することができるが、例えば、ブロック化防止材を混入しない場合には、粉体組成は、溶融粉体が２０〜９９体積％、非溶融粉体が１〜８０体積％が好ましい。また、ブロック化防止材を混入する場合には、ブロック化防止材の量は、溶融粉体及び非溶融粉体の材質或いは大きさ等にもよるが、０．５〜３０体積％混入することが好ましい。更に望ましい範囲は、それぞれ、溶融粉体が３０〜９０体積％、非溶融粉体が３〜７０体積％、ブロック化防止材が１〜２０体積％である。
【００２６】
また、上述した溶融粉体及び非溶融粉体は、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。溶融粉体及び非溶融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の２種類以上を混合して使用することも可能である。また、溶融粉体及び非溶融粉体が、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。
【００２７】
なお、図１に示されているような容器に何ら限定されることなく、円筒状容器、箱型容器等種々の容器を使用することができる。また、容器を振動させる代わりに、容器内に振動体を配置し、混合体を振動させることにより、部品に粉体皮膜を形成することも、また、混合体を攪拌することにより、部品に粉体皮膜を形成することもできる。
【００２８】
【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。
【００２９】
粉体組成を、所定の温度で溶融しない粉体と所定の温度で溶融する粉体とで構成し、所定の温度で溶融する粉体を溶融し、液状となった該粉体を皮膜内に浸透させることにより、溶融した粉体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が、皮膜の骨格構造として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。
【００３０】
粉体にブロック化防止材を混入することにより、粉体が凝集することが防止できるので、粉体の固まりが、部品に形成される粉体皮膜に取り込まれることがないので、膜厚の均一な粉体皮膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】粉体皮膜を形成する装置の一例としての一部断面を含む正面図である。
【符号の説明】
Ｃ・・・・容器
Ｗ・・・・部品
Ｖ・・・・加振装置
Claims (2)
- 容器に投入された粘着層が形成された部品と粉体と粉体が付着している皮膜形成媒体とからなる混合体に加振処理を施して、粉体が付着している皮膜形成媒体を部品に衝突させて、皮膜形成媒体に付着している粉体を、粘着層が形成された部品に移すことを繰り返し行うことにより、部品の表面に粉体皮膜を形成する粉体皮膜形成方法に使用される粉体皮膜形成用粉体組成であって、前記粉体皮膜形成方法により粉体皮膜が形成された部品を加熱した際に、所定の温度にて溶融する粉体と、該所定の温度では溶融しない粉体とにより、前記粉体組成を構成し、前記所定の温度にて溶融する粉体が液状化して、その液状体が、前記所定の温度では溶融しない粉体により構成される粉体層内に浸透するように構成したことを特徴とする粉体皮膜形成用粉体組成。
- 容器に投入された粘着層が形成された部品と粉体と粉体が付着している皮膜形成媒体とからなる混合体に加振処理を施して、粉体が付着している皮膜形成媒体を部品に衝突させて、皮膜形成媒体に付着している粉体を、粘着層が形成された部品に移すことを繰り返し行うことにより、部品の表面に粉体皮膜を形成する粉体皮膜形成方法に使用される粉体皮膜形成用粉体組成であって、前記粉体皮膜形成方法により粉体皮膜が形成された部品を加熱した際に、所定の温度にて溶融する粉体と、該所定の温度では溶融しない粉体と、ブロック化防止材とにより、前記粉体組成を構成し、前記所定の温度にて溶融する粉体が液状化して、その液状体が、前記所定の温度では溶融しない粉体により構成される粉体層内に浸透するように構成したことを特徴とする粉体皮膜形成用粉体組成。
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-
1993
- 1993-08-27 JP JP23569293A patent/JP3754461B2/ja not_active Expired - Lifetime
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