JPH0118863B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、合成樹脂成形品に金属溶射粉を強固
に密着させた構造体に関する。 合成樹脂成形品は、事務機器、電気部品等の構
造材料として、大量に使用されているが、反面、
事務機器等のハウジングに使用する場合、電気的
に絶縁性が高く、静電気による帯電、電磁波によ
る干渉、無線周波の干渉等の環境上の諸障害防止
のための対策が必要である。この為、最近合成樹
脂成形品のメタライジング加工の一環として、経
済性、環境障害防止効果の観点から、金属溶射加
工が普及し始めるに到り、特に溶射金属としては
亜鉛がさかんに利用されている現状にある。 合成樹脂成形品に対し、金属熔射して金属粉を
付着させる場合、最も問題となるのは、密着性と
導通性である。この中特に前者の問題に関し、従
来一般的に密着性を向上させる手段としては、金
属でも、合成樹脂その他の材質でも、専らその表
面のブラスト加工によるか、或はクロム酸混液等
の化学的処理によつて、表面にエツチング効果を
持たせるように加工して来ている。しかし、ブラ
スト加工は、特別な装置が必要であり、その上複
雑な事務機器のハウジング成形体内面に対し、均
一にエツチング効果を与えるように処理を施すに
は、多大な手間と時間が掛かり過ぎる。例えば、
大型成形品（600mm巾×550mm奥行×130mm深さ）
では、１人で１個を処理するのに10分間以上要
し、莫大な費用を投じて自動化する以外、到底量
産手段としては採用出来ない作業である。又化学
処理も、危険な薬品を使用し、合成樹脂の場合、
被処理面以外のマスキング処理の手間と後の洗
滌、スペースと作業環境を考えると、ブラスト処
理以上に避けたい作業である。 本発明の構造体は、このような問題を解決する
ため、平滑な表面を有する合成樹脂成形品に対し
ても、エツチング効果を与える代りに、アンダー
コートとしてゴム弾性を有する被膜を施し、この
成形品素地と密着した被膜に、熔射の衝撃を利用
して、丁度エツチング効果と同等或はそれ以上強
固に熔射金属粉を嵌め込むと共に被膜接着面への
衝撃剥離作用を弾性被膜自身で吸収させ、もつて
熔射金属粉を合成樹脂成形品に強固に密着させた
構造体である。また、この構造体は、熔射金属粉
層を耐久性のあるアクリル系塗料の薄膜でオーバ
ーコートし、金属の発錆その他化学的変化による
導通性の低下及び金属粉の脱落防止を図ることも
できる。特にこの構造体表面の導通値は、被覆膜
厚を調節することにより、未被覆の値と大差のな
い値を示すものである。 更に本発明について説明すると、本発明におけ
るアンダーコートは、ゴム弾性を有するものが用
いられる。ゴム弾性を有さないもの、例えばエポ
キシ樹脂等は、それ自体接着力を有するものであ
るにも拘らず、本発明のアンダーコートとしては
使用できない。この理由は、必ずしも明確ではな
いが、ゴム弾性を有しないものは、熔射金属粉の
合成樹脂成形体への衝突時に、その衝撃を吸収で
きずにはね返してしまうような結果になつてしま
うためと考えられる。特に本発明のアンダーコー
トとして好ましいのは、クロロプレン系やニトリ
ルゴム系等のゴム系の接着剤である。これらは、
溶液を通常のスプレーガンで噴霧することによつ
て容易に均一なアンダーコートを合成樹脂成形体
に付与できるし、また合成樹脂への密着性も良好
である。 また、アンダーコートをゴム系の接着剤とした
場合、アンダーコート付設後の金属熔射は、アン
ダーコート付設直後でもその乾燥後でもよいこと
が確認されている。即ち、後述する実施例１に示
される1630K溶液塗布直後21V・49Aで熔射した
成形品の断面顕微鏡写真が第２図、同じく塗布し
てから24時間後に熔射した成形品の断面顕微鏡写
真が第３図である。第２図、第３図から判るよう
に、金属粉（亜鉛）は、単なる接着剤の接着によ
るものではなく（未硬化の被膜であつても熔射の
大量の吹付空気と熱で瞬時に硬化するようであ
る）、成形品素地に密着したゴム弾性をもつ被膜
が、熔射による衝撃を受けて、その被膜層に亜鉛
粉をくわえ込み、いずれの場合にも強固にくさび
を打ち込んだように嵌め込まれていることが判
る。 金属熔射を施すべき成形体の合成樹脂として
は、上記アンダーコートとの接着性の良好なもの
であればよく、当該成形品の使用目的等に合わせ
て適宜選択することができる。特に好ましいの
は、ゴム系の接着剤と接着性の良好な合成樹脂
で、後述する実施例では主にスチレングラフト化
ポリフエニレンエーテルを使用しているが、その
他ABS樹脂、ポリスチロール、ポリエチレンテ
レフタレート等の熱可塑性樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ポリウレタン等の熱硬化性樹脂、並び
にそれ等の複合体或は発泡成形品等であつて、表
面の平滑、粗面は問わない。 金属熔射の条件は、一般に行なわれている条件
と同様であるが、特に本発明の構造体は、この金
属熔射の条件に左右されずほぼ一定の金属粉の密
着性、導通性等が得られるため、作業を最も行な
いやすい条件で金属熔射を行ない得る利点があ
る。熔射金属は、通常亜鉛である。一般に、電気
熔射を例にとると、熔射条件と熔射速度及び熔射
金属粒子との間には次のような傾向がある。 熔射電圧・電流 小→熔射電圧・電流 大 処理速度 小 →処理速度 大 熔射粒子 小 →熔射粒子 大 熔射方式としては、他にもエネルギー源として
ガスを使う火炎熔射もあるが、効果として同様で
あれば、勿論熔射設備の差は問うものではない。 更に、本発明の構造体の金属熔射面に、オーバ
ーコートを施し、金属の酸化劣化や剥離を防止す
ることができる。オーバーコートの材料は、熔射
金属と強固に密着し、かつ十分な耐久性を得られ
るものであればどのようなものでもよいが、特に
アクリル系の塗料が好ましい。これは前述のアン
ダーコートのように、通常のスプレーガンで付与
できるし、また金属粉層の導通性をほとんど損な
わない。従つて、この構造体は、従来のものが金
属粉層のみであるのに比し３層構造となるが、こ
の製法は容易で、能率的、経済的であるばかりで
なく、長期間当該構造体をハウジングとした電子
機器を環境の必ずしも良好でない場所に設置して
も、その変化に耐え、勿論電気的な障害防止にも
役立つ有用な構造体とすることができる。 以下、本発明を実施例及び比較例により説明す
る。 本発明の実施例及び比較例においては、合成樹
脂として、スチレングラフト化ポリフエニレンエ
ーテル、旭ダウ(株)製、ザイロン F200Z使用を使
用し、特記しない限り、表面平滑性を有するスト
ラクチユラルフオーム（「ニユーSF」と略称。特
公昭53−25352の製法により製造。）について説明
するが、前述の通り本発明はこれに限定されるも
のではない。又実験には、300mm×300mm×６mmの
成形品を使用したが、実際に生産で流れる各種の
複雑な成形品においても全く同様である。 又、使用した金属熔射装置は、METCOINC
製の2R アークスプレー方式で、14ゲージの２
本の亜鉛ワイヤーにより、20〜28ボルト、50〜
200アンペアーの範囲で実施した。 実施例 １ ザイロンＦ−200ZのニユーSF、300mm×300mm
×６mmの表面平滑成形品（第１図）を脱脂剤〔ト
ーホー(株)製〕で十分に拭き取り、クロロプレン系
の接着剤〔ノガワケミカル(株)製 1630K、セメダ
イン(株)製 560のトルオール熔液 100〜150CP〕
ニトリルゴム系接着剤〔セメダイン(株)545N、ノ
ガワケミカル(株)1801のケトン熔液 100〜500CP〕
を口径1.3mmのスプレーガンで軽くしかし均一に
塗布した。塗布したものは後程成形品を切り出し
て、顕微鏡観察した処、５〜25ミクロンの薄膜で
あり、スプレー塗布の場合、数分で塗膜面の粘着
性はなくなる。こうして塗布直後未硬化の被膜に
す早く前記の装置で熔射したものと、塗布後23℃
の室温に１日以上放置し、被膜が完全に硬化して
全く粘着性を失つたものに、同様の熔射をしたも
のとについて亜鉛を熔射後１日室温にて放置し、
以下の如き実験を行なつた。結果は第１表に示
す。 〈剥離試験〉 (A) 爪先で強くこすつた（爪剥離と略称）時の金
属層の脱落の有無。 (B) パーマセル社製マスキングテープＰ−781（接
着力1330ｇ／25mm）を指先で貼布し、消しゴム
付鉛筆の消しゴムで一様にこすりつけた後、素
早く剥がした（テープ剥離と略称）ときの金属
層の脱落の有無。 (C) ASTM D3359 Ｂ法による金属層脱落の有
無。但し、50〜125μｍ ２mm目５×57ロスカ
ツト・テープは規格のものでは粘着不足のた
め、前記のＰ−781を使用した（クロスカツト
剥離と略称）。 〈導通性試験〉 デジタルオームメーターDR−1000〔(株)三和計
器計器製作所製〕を使用し、表面電気抵抗率ｍΩ
（導電性ポリマーの研究と応用．V.E.グルー著・
貞政忠利訳 41頁横川書房．参照）を各試料につ
いて板面の測定位置をかえ、３回の測定した。位
置の差と測定誤差もあり、同じ熔射条件でも可な
りのばらつきがあつたが、その平均値を測定値と
した。 〈環境条件による変化試験〉 環境条件変化による促進試験の為に、
MILSTD 202Eの中次の２項目について試験し、
その後の外観、剥離試験(B)、(C)及び導通性試験に
ついて調べた。 (A) 103B 湿度。ただし90〜95％RH、40±２℃
を、95％RH、60±２℃として実施。 (B) 106D 耐湿。ただしヒートサイクルの低温
10〜−２℃を−10℃とした。 〈オーバーコート性能試験〉 熔射面に対して、アクリル系塗料〔オリジン電
気(株)製プラネツト3Y−３、ミカサペイント(株)製
MKX−Ｘ の各シンナー溶液〕のクリヤー並
びにアイボリーを使用し（板面を４等分して塗り
わけた）、膜厚１〜20ミクロンで一様に塗布を行
つた（第７図参照）。塗膜の完全硬化をまつて、
前記と同様の剥離試験(B)、(C)、導通性試験及び環
境条件による変化試験を行なつた。 比較例 １ 実施例１と同じ成形品をアルミナ（120メツシ
ユ）でブラスト加工したもの（第４図）とブラス
ト加工しない平滑表面のままのもの（第１図）を
同様に脱脂処理した後、実施例１と同じ条件で亜
鉛熔射した。当該亜鉛熔射成形品について、実施
例１と同じ剥離試験、導通性試験、環境条件によ
る変化試験及びオーバーコート性能試験を行なつ
た。その結果を第１表に示す。

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】 以上の実施例１、比較例１及び第１表から判る
ように、剥離試験において、比較例１の平滑表面
のままの成形品に熔射したものは、全く金属層が
成形品に密着しておらず、指先で容易に剥離を起
し全く問題にならないが、ブラスト加工を施した
ものは、爪剥離及びテープ剥離において、本発明
の前記ゴム系接着剤の被膜に熔射したものと特に
差はない。しかし、クロスカツト剥離では、亜鉛
熔射の条件によつて、成形品素地との密着性が異
なり、評価は３〜４のランクとなつている。これ
は、前記熔射装置の説明で明らかな通り、熔射条
件がマイルドで最低限界に近い処では、（第５図、
21V・49A）粒子が細かくて密着性はよく、評価
は４となり、熔射電圧及び電流を上げて処理速度
を上げると（第６図、28V・150A）、粒子が粗と
なつて密着性がやや低下することを意味してい
る。この点において本発明の構造体は、熔射条件
による密着力の低下は殆んど見られず、その評価
もブラスト処理品よりも優れており、熔射作業能
率の向上による経済性において多大な効果をあげ
ることが出来ることが判る。尚、実施例１による
構造体を示す第２図、第３図は、比較例１による
構造体を示す第５図、第６図と各々熔射条件が同
じである。 オーバーコート性能試験において、実施例１の
構造体は、テープ剥離でも亜鉛粉の付着は全くな
く、又、クロスカツト剥離に就いては、ゴム系ア
ンダーコートのものは、４〜５とランクがレベル
アツプしたのに対し、比較例１のブラスト品で
は、オーバーコートしてもレベルアツプはなく、
むしろマイルドな条件で熔射したものはややレベ
ルが下つている。平滑表面の素材にそのまま熔射
したものは、テープ剥離はよくなつたが、クロス
カツト剥離では全く問題にならない０のレベルに
止つている。また、表面電気抵抗率は、オーバー
コートしたにもかかわらず、表の数字で見られる
通り、オーバーコートの無いものと殆んど大差の
ない値となつている。更に、塗料による傾向は特
になく、金属面より僅か導通性が低下する程度で
ある。従つて、本発明の構造体には、オーバーコ
ートが極めて効果的であるといえる。 環境条件による変化試験において、外観的に
は、オーバーコートのない面で白化（発錆）が出
た以外、ブリスター、クラツク、剥離等の変化は
全くない。次に密着性の中、テープ剥離は、オー
バーコートしない亜鉛面の亜鉛粉の付着が極端に
少くなつている。これは脱落し易いものが、試験
によつて落ちたものと思われ、これ以外は試験前
と変化していない。又、クロスカツト剥離では、
ゴム被膜に熔射した中のオーバーコートしない亜
鉛面の一部で、106Dの試験後３〜４のランクの
ものが出ている他、密着は全く異常ないが、ブラ
スト品は、106D試験後のものがやや低下し、２
〜３の評価となつている。又導通値については、
オーバーコート有無にかかわらず低下している
が、その低下の度合はオーバーコートのないもの
が激しく、特に、106D試験では、温度の昇降に
よる結露のためか、オーバーコートなしの亜鉛面
は白化が進し、表面電気抵抗率が増大している
が、オーバーコート品は、103Bの高湿度長期試
験の結果よりも、数値的にやや影響が少いような
結果となつている。 以上のように、ゴム弾性を有する被膜を平滑表
面の合成樹脂成形体に施して金属亜鉛熔射を行つ
た構造体は、従来一般に行われているブラスト面
に熔射を行つただけの構造体に比して、生産の容
易性、作業能率の向上による経済性に加え、品質
的にも初期密着性（環境変化試験前）にすぐれ、
更にアクリル系塗料でオーバーコートすれば、苛
酷な試験によつても、密着性は殆んどといつてよ
い程低下せず、金属粉の脱落、発錆等もなく、導
通値の低下も防止することが出来る極めて優れた
構造体であることが判る。 比較例 ２ 実施例１と同様に、エポキシ系接着剤〔セメダ
イン(株)製1590のメチルエチルケトン溶液〕、エポ
キシ系塗料〔ミカサペイント(株)製MKX−EZ〕、
アクリル系塗料〔オリジン電気(株)製プラネツト
SY−３〕、アクリルウレタン系塗料〔オリジン電
気(株)製プラネツトPX−６〕を同様に塗布した。
その塗布面の1/2に対し、未硬化の状態に亜鉛熔
射し、残1/2の未硬化の塗布面と共に、60℃で１
時間乾燥機に入れ、その後常温で翌日迄放置し、
硬化終つた塗布面に対し、実施例１に示されるク
ロスカツト剥離（10×10、１mm目）し、何れも密
着は十分でランク付けは５であることを確認し
た。この面に、前日の熔射と同じ条件で亜鉛熔射
した。結果は、第２表に示す通りである。特に目
立つことはアンダーコートの被膜自身の素地への
初期密着性は完全であるのに、亜鉛熔射した後の
密着性（実施例１と同じ５×５、２mm目のクロス
カツト剥離）では、完全に低下して了う事であ
る。これは熔射の衝撃により、コーテイング接着
面が剥離を起こした為であると考えられる。 念のため、実施例１と同様のアクリル系の塗料
でオーバーコートしてみたが、密着性向上は僅か
で、とてもこれらのアンダーコートが使用出来る
目途は立たなかつた。

【表】 実施例 ２ 実施例１と同じ原料を使用して、通常のシヨー
トシヨツト法による表面粗面の、ストラクチユラ
ルフオーム成形板（第８図参照）を作り、実施例
１と同様に、クロロプレン系の1630K溶液でアン
ダーコートして亜鉛熔射を行い、更にアクリル系
塗料のプラネツトSY−３溶液を、オーバーコー
トしたものとしないものを作り、剥離試験をし
た。結果は第３表に示す通りである。 比較例 ３ 実施例２と同様な実験をアンダーコートのない
ものについて行なつた。結果を第３表に示す。

【表】 第３表より、実施例１の平滑表面に処理したも
のより、ゴム系のアンダーコートがなくても幾分
密着がよいが、同様の傾向であることがわかる。 実施例 ３ 実施例１の中、クロロプレン系1630K溶液を使
用した亜鉛熔射面に、オーバーコート剤として、
エポキシ系塗料〔MKX−EZ 武蔵塗料(株)製エポ
ナイスＡ−760〕、アクリルウレタン系（プラネツ
トPX−６、）等、夫々のシンナー溶液を使用し、
実施例１の膜厚で塗布した。被膜を硬化させるた
め60℃で１時間乾燥器中に入れ、その後室温で翌
日迄放置して、実施例１の諸試験を行つた。結果
は第４表に示す通りである。尚、第４表には、比
較するため、実施例１のアクリル系樹脂のオーバ
ーコートの値を記載してある。

【表】

【表】 第４表から、エポキシ系塗料のオーバーコート
は、耐湿性は比較的よい反面、初期導通値（環境
試験前）の低下がやや大きく、アクリルウレタン
系ではオーバーコートによる密着性向上の効果が
ない。そして、オーバーコートの作業性も考慮に
入れると、アクリル系塗料を使用して、金属熔射
面の保護を実施するのが最も効果的であることが
判る。 以上に説明した通り、本発明は、従来の金属熔
射構造体と比較して品質的に密着性並びに環境変
化の耐久性に優れ、加工の容易性と作業能率向上
による経済性において、真に有用な構造物という
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ニユーSF法表面平滑成形品220倍の
顕微鏡写真の模形図、第２図は、第１図のものに
アンダーコート後21V・49Aで熔射した場合の熔
射金属の粒子構造を示す440倍の顕微鏡写真、第
３図は、平滑表面にアンダーコート後21V・
150Aで熔射した場合の熔射金属の粒子構造を示
す440倍の顕微鏡写真、第４図は、平滑表面に
Al₂O₃ブラスト加工を施した220倍の顕微鏡写真
の模形図、第５図は、ブラスト面に21V・49Aで
溶射した場合の熔射金属の粒子構造を示す440倍
の顕微鏡写真、第６図は、ブラスト面に28V・
150Aで熔射した場合の熔射金属の粒子構造を示
す440倍の顕微鏡写真、第７図は、亜鉛熔射面に
アクリル系塗料をオーバーコートした場合の熔射
金属の粒子構造を示す440倍の顕微鏡写真、第８
図は、シヨートシヨツト法による表面粗な成形品
の440倍の顕微鏡写真の模形図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 合成樹脂成形体に、この成形体と密着したゴ
   ム弾性を有する被膜がアンダーコートとして施さ
   れ、このアンダーコートに金属熔射が施されて熔
   射金属粉が密着されていることを特徴とする表面
   に金属熔射した合成樹脂成形構造体。 ２ アンダーコート剤が、ゴム系接着剤であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の構造
   体。 ３ 熔射面に、更にオーバーコートが施されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   構造体。 ４ オーバーコート剤が、アクリル系塗料である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の構
   造体。