JP6772996B2 - 防錆処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、防錆処理方法に関する。

下記特許文献１には、亜鉛皮膜形成方法が開示されている。この亜鉛皮膜形成方法では、鉄又は鉄合金を核とし、この核の周囲に亜鉛合金を被着した衝突媒体を被処理体に投射することで、被処理体の表面に亜鉛合金を転写させて亜鉛皮膜を形成している。この方法により、処理工程で有害物質を使用するめっき処理よりも環境に対する負荷を低減した防錆処理を行うことができる。

特開２０１６−１６４７０号公報

ところで、特許文献１に開示された構成によると、衝突媒体は処理装置内を循環して被処理体へ繰り返し投射する構成とされており、この循環の際に衝突媒体から鉄粒子等の異物を取り除くことで、亜鉛皮膜中に異物が混入することによる防錆性の低下を抑制している。しかしながら、衝突媒体自体に異物が付着した場合は、この異物を取り除くことができず、被処理体に異物が転写されて防錆性能が低下する可能性がある。また、衝突媒体を繰り返し衝突させることで、衝突媒体の核の周囲に被着した亜鉛合金が剥離して鉄又は鉄合金が露出する。そして、被処理体に形成された亜鉛皮膜に亜鉛よりも硬い鉄又は鉄合金が衝突されることで亜鉛皮膜が損傷する可能性がある。したがって、上記先行技術はこの点で改良の余地がある。

本発明は上記問題を考慮し、環境への負荷を低減しながら防錆性能を向上させることができる防錆処理方法を得ることを目的とする。

請求項１記載の発明に係る防錆処理方法は、被処理体の表面に粉末を含んだ防錆剤を塗装することで、前記被処理体の表面に防錆コーティング層を形成する第１工程と、前記防錆コーティング層を乾燥させる第２工程と、乾燥後の前記防錆コーティング層に対して衝突媒体を衝突させる第３工程と、を有し、前記衝突媒体は、粒子の硬さが前記防錆コーティング層の硬さ以下とされている。

請求項１記載の本発明によれば、第１工程にて塗装された防錆コーティング層を第２工程にて乾燥させることで、防錆コーティング層に異物が混入するのを抑制した状態で防錆コーティング層を形成することができる。また、第３工程にて衝突媒体を乾燥後の防錆コーティング層に衝突させることで、防錆コーティング層を構成する防錆剤中の粉末の塑性変形及びこの粉末の被処理体側への変位の少なくとも一方の作用により、防錆コーティング層中における粉末が緻密化する。したがって、防錆コーティング層を緻密化することができる。
また、この本発明によれば、衝突媒体の粒子の硬さが防錆コーティング層の硬さ以下とされていることから、衝突媒体の衝突による防錆コーティング層の損傷を抑制しながら防錆コーティング層の緻密化を行うことができる。

請求項２記載の発明に係る防錆処理方法は、請求項１記載の発明において、前記衝突媒体は、平均粒径が５０〜６００μｍの部材とされている。

請求項２記載の本発明によれば、衝突媒体の平均粒径は、５０μｍ以上とされているため、一般的に、厚さが３０〜１００μｍの範囲内とされた防錆コーティング層に対して、衝突媒体の粒径が小さいことに起因する衝突エネルギー不足を抑制することができる。つまり、防錆コーティング層の粉末の塑性変形や被処理体側への変位をより確実に行うことができる。一方、衝突媒体の平均粒径は、６００μｍ以下とされているため、衝突媒体の粒径が大きすぎることに起因する防錆コーティング層の損傷も抑制することができる。したがって、防錆コーティング層の粉末の緻密化をより確実に行うことができる。

請求項３記載の発明に係る防錆処理方法は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記衝突媒体は、表面が平面及び曲面の少なくとも一方により構成されている。

請求項３記載の本発明によれば、衝突媒体は、表面に角部がない構成とされていることから、衝突媒体の衝突時に衝突媒体の衝突エネルギーが衝突媒体の角部によって防錆コーティング層の一部に集中することに起因する防錆コーティング層の損傷を抑制することができる。

請求項４記載の発明に係る防錆処理方法は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記防錆コーティング層のビッカース硬度が６０Ｈｖ〜１００Ｈｖの範囲内であり、前記衝突媒体は亜鉛及び亜鉛基合金の少なくとも一方により構成されている。

請求項４記載の本発明によれば、一般的に亜鉛のビッカース硬度は４０Ｈｖ〜５０Ｈｖとされており、防錆コーティング層のビッカース硬度が６０Ｈｖ〜１００Ｈｖの範囲内であり、衝突媒体が亜鉛及び亜鉛合金の少なくとも一方により構成されていることで、衝突媒体の硬さは、防錆コーティング層の硬さに比較的近似する。したがって、防錆コーティング層の損傷を抑制しながら防錆コーティング層を衝突媒体の衝突により緻密化することができる。

請求項５記載の発明に係る防錆処理方法は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記第１工程において前記防錆剤は、静電塗装法により塗装されている。

請求項５記載の本発明によれば、第１工程において防錆剤は、静電塗装法により塗装されることから、被処理体における噴霧器の正面だけでなく回り込んだ部位にも電力線に沿って防錆剤を付着させることができる。つまり、被処理体に効率よく防錆剤を付着させることができる。

請求項６記載の発明に係る防錆処理方法は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記防錆剤の粉末は、平均粒径が１〜２０μｍの範囲内に設定されている。

請求項６記載の本発明によれば、防錆剤の粉末は、平均粒径が１〜２０μｍの範囲内に設定されていることから、この粉末を溶媒に溶かして一般的な噴霧器により被処理体へ付着させる際に、噴霧器のノズルが詰まるのを抑制することができる。

本発明に係る防錆処理方法は、環境への負荷を低減しながら防錆性能を向上させることができるという優れた効果を有する。

一実施形態に係る防錆処理方法における第１工程を示す概略図である。 一実施形態に係る防錆処理方法における第２工程後の被処理体の一部を拡大して示す概略断面図である。 一実施形態に係る防錆処理方法における第３工程の被処理体及び衝突媒体の一部を拡大して示す概略断面図である。 一実施形態に係る防錆処理方法における第３工程後の被処理体の一部を拡大して示す概略断面図である。

以下、図１〜４を用いて、本発明に係る防錆処理方法の一実施形態について説明する。

図１に示されるように、静電塗装装置１０は、コンプレッサ１２と、タンク槽１４と、高電圧発生器１６と、噴霧器１８とを有している。タンク槽１４は、内部に防錆剤２０が貯留されている。タンク槽１４の内部の防錆剤２０は、タンク槽１４に図示しないホースにより接続されたコンプレッサ１２によって、タンク槽１４に図示しないホースにより接続された噴霧器１８へと供給される。この噴霧器１８は、一例として、一般的に用いられる静電塗装スプレーガンとされており、図示しない噴出孔の口径が１．３ｍｍとされている。

防錆剤２０は、溶媒としてのエタノール及び水（いずれも不図示）の少なくとも一方に、亜鉛により構成された粉末２４が混合されたものである。なお、粉末２４は、平均粒径が１〜２０μｍの範囲内に設定されている。また、防錆剤２０の粉末２４の平均粒径とは、粉末２４の粒径の小さいものから順に足し合わせた積算重量が全体重量の５０％になる粒径を平均粒径というものとする。

噴霧器１８は、高電圧発生器１６に接続されており、この高電圧発生器１６によって噴霧器１８には直流の高電圧（一例として３万〜１５万ボルト）が付加される。これにより、噴霧器１８に供給される防錆剤２０に高電圧が付加されて、防錆剤２０の微粒子及び粉末２４が帯電する。

噴霧器１８の噴出孔に対向した位置には、被処理体２６が配置されている。この被処理体２６は、一例として鉄により構成されている。また、被処理体２６は、アースされており、これによって正極とされた被処理体２６と、負極とされた噴霧器１８との間に静電界２８が形成される。

帯電された防錆剤２０は、噴霧器１８の噴出孔から静電界２８内の図示しない電力線に沿って被処理体２６へ移動して被処理体２６の表面に付着する。以上が請求項１に記載された「第１工程」に相当する。

図２に示されるように、防錆剤２０が塗装された被処理体２６の表面２６Ａには、防錆剤２０の複数の粉末２４が略層状に重ねられた防錆コーティング層３０が形成されている。この状態にて、被処理体２６は、高温加熱される。これによって、防錆コーティング層３０が乾燥される。なお、この防錆コーティング層３０のビッカース硬度は、一例として６０Ｈｖ〜１００Ｈｖの範囲内になるように防錆剤２０の粉末２４の量や粉末２４の濃度などが設定されている。以上が請求項１に記載された「第２工程」に相当する。

図３に示されるように、防錆コーティング層３０には、図示しない投射機から衝突媒体３２が被処理体２６の表面２６Ａの面直方向に対して傾けられた方向にて衝突される。なお、本実施形態では、投射機により衝突媒体３２を被処理体２６の表面２６Ａへ向けて衝突させる構成とされているが、これに限らず、図示しないノズルから圧縮空気と共に衝突媒体３２を噴射することで、衝突媒体３２を被処理体２６の表面２６Ａへ向けて衝突させる構成としてもよいし、その他の構成により衝突媒体３２を被処理体２６の表面２６Ａへ向けて衝突させてもよい。また、本実施形態では、衝突媒体３２が被処理体２６の表面２６Ａの面直方向に対して所定の角度傾けられた方向にて衝突されることで、防錆コーティング層３０の破損を防ぐことができる。ただし、当該所定の角度が小さすぎると、衝突媒体３２の衝突エネルギーが小さくなるため、後述する粉末２４の密度を高くする作用が得難くなる。したがって、当該所定の角度は、防錆コーティング層３０へ与えるダメージと粉末２４の高密度化の双方を勘案して、０°（表面２６Ａの面直方向と同一）〜４５°の範囲内にて適宜選択するのが望ましい。

衝突媒体３２は、一例として亜鉛により構成された複数の略球体から構成されている。したがって、衝突媒体３２の表面には、角部がない構成とされている。なお、衝突媒体３２は、平均粒径が５０〜６００μｍの範囲内に設定されている。また、衝突媒体３２の平均粒径とは、衝突媒体３２の粒径の小さいものから順に足し合わせた積算重量が全体重量の５０％になる粒径を平均粒径というものとする。以上が請求項１に記載された「第３工程」に相当する。

衝突媒体３２の衝突エネルギーを受けることで、図４に示されるように、防錆コーティング層３０を構成する防錆剤２０中の粉末２４が圧縮するように塑性変形すると共に、粉末２４が被処理体２６側に変位する。これらの相乗作用によって、防錆コーティング層３０が厚み方向にて圧縮され、粉末２４の密度が高くなる。

次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

本実施形態では、図１に示されるように、第１工程にて塗装された防錆コーティング層３０を第２工程にて乾燥させることで、防錆コーティング層３０に異物が混入するのを抑制した状態で防錆コーティング層３０を形成することができる。また、第３工程にて衝突媒体３２を乾燥後の防錆コーティング層３０に衝突させることで、防錆コーティング層３０を構成する防錆剤２０中の粉末２４の塑性変形及びこの粉末２４の被処理体２６側への変位の少なくとも一方の作用により、防錆コーティング層３０中における粉末２４が緻密化する。したがって、防錆コーティング層３０を緻密化することができる。これにより、環境への負荷を低減しながら防錆性能を向上させることができる。

また、衝突媒体３２の平均粒径は、５０μｍ以上とされているため、一般的に、厚さが３０〜１００μｍの範囲内とされた防錆コーティング層３０に対して、衝突媒体３２の粒径が小さいことに起因する衝突エネルギー不足を抑制することができる。つまり、防錆コーティング層３０の粉末の塑性変形や被処理体２６側への変位をより確実に行うことができる。一方、衝突媒体３２の平均粒径は、６００μｍ以下とされているため、衝突媒体３２の粒径が大きすぎることに起因する防錆コーティング層３０の損傷も抑制することができる。したがって、防錆コーティング層３０の粉末の緻密化をより確実に行うことができる。

さらに、衝突媒体３２の粒子の硬さが防錆コーティング層３０の硬さ以下とされていることから、衝突媒体３２の衝突による防錆コーティング層３０の損傷を抑制しながら防錆コーティング層３０の緻密化を行うことができる。

さらにまた、衝突媒体３２は、表面に角部がない構成とされていることから、衝突媒体３２の衝突時に衝突媒体３２の衝突エネルギーが衝突媒体３２の角部によって防錆コーティング層３０の一部に集中することに起因する防錆コーティング層３０の損傷を抑制することができる。

また、一般的に亜鉛のビッカース硬度は４０Ｈｖ〜５０Ｈｖとされている。そして、本実施形態では、防錆コーティング層３０のビッカース硬度が６０Ｈｖ〜１００Ｈｖの範囲内であり、衝突媒体３２が亜鉛により構成されていることで、衝突媒体３２の硬さは、防錆コーティング層３０の硬さに比較的近似する。したがって、防錆コーティング層３０の損傷を抑制しながら防錆コーティング層３０を衝突媒体３２の衝突により緻密化することができる。

さらに、第１工程において防錆剤２０は、静電塗装法により塗装されることから、被処理体２６における噴霧器１８の正面だけでなく回り込んだ部位にも電力線に沿って防錆剤２０を付着させることができる。つまり、被処理体２６に効率よく防錆剤２０を付着させることができる。

さらにまた、防錆剤２０の粉末は、平均粒径が１〜２０μｍの範囲内に設定されていることから、この粉末２４を溶媒に溶かして一般的な噴霧器１８により被処理体２６へ付着させる際に、噴霧器１８のノズルが詰まるのを抑制することができる。

なお、本実施形態では、防錆剤２０内の粉末２４は、亜鉛で構成されているが、これに限らず、亜鉛合金等その他の材質で構成されていてもよい。

さらに、粉末２４は、平均粒径が１〜２０μmに設定されているが、これに限らず、２０μm以上に設定されていてもよい。

さらにまた、衝突媒体３２は、亜鉛により構成されているが、これに限らず、亜鉛合金、樹脂及び植物等の少なくとも一つで構成された構成としてもよいし、それ以外の材質で構成されたものでもよい。

また、衝突媒体３２は、所定の角度を０°〜４５°の範囲内にて適宜選択した上で、被処理体２６の表面２６Ａの面直方向に対して所定の角度にて傾けられた方向に衝突する構成とされているが、これに限らず、所定の角度は０°〜４５°の範囲以外に設定されていてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

２０ 防錆剤
２４ 粉末
２６ 被処理体
２６Ａ 表面
３０ 防錆コーティング層
３２ 衝突媒体

Claims (6)

1. 被処理体の表面に粉末を含んだ防錆剤を塗装することで、前記被処理体の表面に防錆コーティング層を形成する第１工程と、
   前記防錆コーティング層を乾燥させる第２工程と、
   乾燥後の前記防錆コーティング層に対して衝突媒体を衝突させる第３工程と、
   を有し、
   前記衝突媒体は、粒子の硬さが前記防錆コーティング層の硬さ以下とされている、防錆処理方法。
2. 前記衝突媒体は、平均粒径が５０〜６００μｍの範囲内とされている、
   請求項１記載の防錆処理方法。
3. 前記衝突媒体は、表面に角部がない構成とされている、
   請求項１又は請求項２に記載の防錆処理方法。
4. 前記防錆コーティング層の表面のビッカース硬度が６０Ｈｖ〜１００Ｈｖの範囲内であり、前記衝突媒体は亜鉛及び亜鉛基合金の少なくとも一方により構成されている、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の防錆処理方法。
5. 前記第１工程において前記防錆剤は、静電塗装法により塗装されている、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の防錆処理方法。
6. 前記防錆剤の粉末は、平均粒径が１〜２０μｍの範囲内とされている、
   請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の防錆処理方法。