JPH0222710B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 本発明は、粉体塗装技術において被塗装対象物
である基体を予熱することなくプラスチツク粉体
の溶射を行い塗装を行うプラスチツク粉体溶射塗
装法に関するものである。 〔技術的背景と問題点〕 セラミツクスや金属への溶射技術が現在では盛
んに行われているがその歴史は古く、1921年に金
属溶射技術の導入がなされてから既に60年を経過
している。 プラスチツクの溶射法についてみると、ポリエ
チレン粉末を利用した被覆がその始まりであると
いわれている。 しかし溶射法によつてポリエチレンを被覆する
とポリエチレンが劣化を起してクラツクを発生す
る問題や一旦被覆した皮膜が剥離を起すという問
題が解決されないことから数年を経ずして工業化
が中止されていた。 極く最近になつてEVA粉体や後加熱の不要な
エポキシ粉体が使用されるようになつてきた（特
開昭54−95643号）。 技術の進歩に伴いプラスチツク材料の改良や溶
射機の改良が逐次なされているにもかかわらず、
プラスチツク溶射技術の発展がみられなかつた原
因のうち挙げられるものとしては、対象物が小物
であるときは流動浸漬法により、中程度のものは
静電塗装法によりプラスチツク粉体の被覆が可能
になつたことである。 さらに、最大の原因としては、被塗装物である
基材を溶射するプラスチツクの融点近くまで予熱
しておかなければならないという欠点がある。例
えば橋梁、タンク、リグ、船舶、大型鋼構造物な
どを部分的にしろ予熱すること自体不可能に近
い。 また、予熱のために使用する溶射機より出る火
炎は、酸化炎であるため基材が酸化されて溶射皮
膜の密着性低下の問題および二次劣化による皮膜
の脱落の問題をも有している。 このような事情から、高性能であるプラスチツ
クの被覆を作る方法でありかつ一回の操作で１mm
以上の厚膜を作ることの可能な塗装方法でありな
がら充分に機能できないでいた。 一般的にポリエチレン、ナイロン、EVAのご
ときプラスチツク粉末の溶射は、それら粒子がア
セチレンガス、プロパンガスの酸素または空気と
の混合ガス炎中で溶射状態に近い状態にされ、そ
れらが予熱された基材に次々と付着し予熱の熱エ
ネルギーと火炎の熱エネルギーにより完全な溶融
体となるものである。 従つてこのとき基材の予熱がない場合は、溶融
状態に近いプラスチツク粒子が基材に到達した時
点で基材に吸熱され固体となるため基材との付着
力が不完全となり溶射皮膜にクラツクが入つたり
基体からの脱落が起るのである。 〔発明の目的〕 本発明は、以上に述べた不都合を解消し基材の
予熱を必要としないと同時にプラスチツク皮膜に
要求されている相剥ぎ、剪断、引張り、耐衝撃、
塩水噴霧に対する耐性、寒暑交番試験などの種々
の特性を有することの可能なプラスチツク粉体溶
射塗装法を提供するものである。 〔発明の概要〕 溶射されるプラスチツクが基材面で急冷固化す
る際に基材面との濡れが十分であれば充分な付着
性が得られる筈であるという基本的な発想に戻つ
て種々検討を行い、基材上に予め基材との濡れお
よび付着力が充分でかつ溶射されるプラスチツク
粒子との結合も充分である有機高分子材料の接着
層を設けることに着目した。 この目的に合致する接着性プライマを選定する
には、次のような制約をクリヤーするものを採用
するべきであることが考えられた。 基材との濡れが良く、接着力が高いこと。 基材は、一般的に前処理としてシヨツトブラ
ステイングやサンドブラステイングなどの処理
をされているため、ここに使用する接着性プラ
イマーはプラスト面に十分に濡れる、所謂アン
カー効果の優れたものであることが必要で、こ
のためには適度な粘性を有し基材に対して小さ
な接触角（およそ40゜以下、好ましくは30゜以
下）を形成するものであることが好ましい。ま
た、特に基材と良い接着性を示すことから多く
の極性基を含有するプライマーを使用すること
が好ましい。 溶射プラスチツク粒子との濡れが良く、接着
力が高いこと。 溶射開始時の火炎により接着性プライマー面
が化学的活性を示し、溶射プラスチツク粒子と
化学的結合を行うものであることが好ましい。
このため使用する接着性プライマーは、そのポ
リマー中に二重結合を少なくとも１つ以上有
し、またポリマーに極性をもたせるための側鎖
が１つ以上有するものであることが好ましい。 溶射被覆膜と接着した後は粘着性を示さない
こと。 被覆膜が接着した後にも未だ粘着性が残留し
ていると被覆膜の耐スクラツチ性と耐熱性を損
うので好ましくない。ただしプライマーの膜厚
を小さくすることである程度の調節を行うこと
は可能である。 溶射プラスチツク被覆膜の接着力と凝集力の
バランスがとれていること。 プラスチツク（高分子重合体）の皮膜形成時
の凝集力は、一般的にかなり高いので接着性プ
ライマーとのバランスがとれていないと基材か
らの剥離または溶射プラスチツク皮膜のクラツ
ク、プライマー面との間で剥離現象（相剥ぎと
称されている）が起る。特に接着性プライマー
と溶射プラスチツク被覆膜の界面の凝集力は強
くならなければならない。 溶射初期の火炎で劣化、分解しないこと。 溶射開始時にプライマーは短時間ではあるが
火炎に暴されるのでこの時に劣化や分解が起る
と接着性に不均一をきたすことになる。従つて
接着性プライマーは耐熱性に優れかつ難燃性で
なければならない。エマルジヨン系のプライマ
ーは耐熱性の点からするとあまり充分なもので
はなく、芳香環を含む例えばフエノール樹脂を
共重合させたものあるいはポリマーブレンドさ
せて使用するのがよい。 接着性プライマー塗布後、数時間および数日
間放置後でも接着性が劣らないこと。 実際の現場作業においては、プライマー塗布
後数時間ないしは数日後に溶射作業を行うこと
が多い。従つてその期間内に接着性の挙動が大
幅に変らないものである必要がある。見かけ上
乾燥していても溶射開始時の熱によりプライマ
ーが活性化するものであればよく、プライマー
中のポリマーの側鎖にスルフオン基やハロゲン
等を有していることが好ましい。 長期間に亘つて接着力が低下せず、防食性、
耐熱性、耐スクラツチ性などの性能が優れてい
ること。 基材と接触するものであるから特に防食性に
優れていることが望まれる。そのためにプライ
マーに亜鉛末、鉛丹、クロム酸バリウムなどの
防錆顔料を配合することが好ましい。 なお、それらの配合量があまりに大量となる
とプライマーの凝集力と接着力を低下させるの
で注意を要する。 ポツトライフが長くまたスプレー塗装などが
可能であること。 当然のことであるがポツトライフの長いこと
が望まれる。特に本発明が意図している大型鋼
構造物への適用という観点にたつと蒸発速度の
遅い溶媒（例えば、イソホロン、ダイアセメン
アルコール、メチルイソブチルケトン、DMF
など）を少量含有しているものであることが好
ましい。大面積の基材に接着性プライマーを塗
布するにはスプレー（エアスプレーまたはエア
レススプレー）で作業できる方が好ましいが、
そのためには溶液粘度が500cP（20℃）以下と
なるようなものとするのが望ましい。 溶液粘度の調整を行う際には、溶解性の優れ
た溶媒で希釈するかチクソトロピー剤を配合し
てチクソトロピー性を付与するのもよい方法で
ある。 以上の〜の条件は、当然のことながら全部
揃つていれば完全に近い接着性プライマーが得ら
れるのは当然であるが、必ずしも全部揃う必要は
ない。 このような予備的考案の結果を前提にして接着
性プライマーの選定につき検討を続けた結果、接
着が困難とされているポリエチレン粉体の接着を
も可能とする方法に到達したのである。 この際に使用する接着性プライマーの一つは、
ポリクロロプレン系ポリマーをベースとしたもの
であつて、耐熱性、凝集力、融点を高める目的で
高分子フエノール樹脂を配合してある。また、そ
の配合量は、一般の接着剤におけるより多量含ま
れていることを特徴としている。 他の種類のプライマーとしては、鹸化されたエ
チレン酢酸ビニル共重合体粉体を用いたときにも
優れた接着性を示すことが確認された。 また急速硬化型エポキシ樹脂系粉体の接着に
は、一液湿気硬化型ウレタン系樹脂およびビスフ
エノールＡ型エポキシ樹脂をベースとし硬化剤に
酸アミドアミンを使用したエポキシ系接着性プラ
イマーが適していることが確認された。特に、一
液湿気硬化型ウレタン系ポリマーの特徴は、前記
のポリマー中に二重結合を有しかつ活性側鎖を
有する条件、の接触角が鋼材に対して小さい
（22〜26゜）という条件、の若干の熱可塑性を有
しているという条件およびの粘性が低い（３〜
5cP／20℃）の条件を満している。 一方、エポキシ系プライマーは、の多くの極
性基を有しているという条件、の濡れの条件、
のうちの凝集力が強いという条件、の耐熱
性、難燃性を備えている条件、の活性メチレン
基を有しているという条件、のうちの耐熱性、
耐スクラツチ性を有するという条件を満してい
る。 〔発明の実施例〕 以下、実施例によつて本発明をさらに詳細に説
明する。 実施例 １ SS41鋼材（厚さ20mm）をサンドブラステイン
グによりSA1/2に表面を処理し、ここにポリクロ
ロプレン系接着性プライマー（CR、横浜ゴム(株)
製、ハマタイトＹ−395−Ｋ、固型分26±１％、
粘度150〜350cP／20℃）をエアースプレー（岩
田塗装機工業(株)製、ワイダースプレーガン、Ｗ−
77−3G）を用い空気圧力3.5Kg／cm²、吹付距離
250mmの条件で吹付けた。この時、塗布量は600
ｇ／m²および1200ｇ／m²の２種類の被覆膜のもの
を用意した。 吹付１日後および４日経過後の各試料にポリエ
チレン粉末（PE、三井石油化学工業(株)製、アド
マーNR105）、鹸化エチレン酢酸ビニル共重合体
粉末（EVA、バイエル製、レバジントS31−9010
−１）をプロパン１、空気２からなる混合気体と
共に粉体溶射装置（シヨーリ製、ZB−２型）に
供給して燃焼噴射させた。 なお、粉体吐出量は100ｇ／min、ガン距離は
400mmとした。燃焼ガス溶射前の基材温度は10℃
であつたが、溶射終了時は65℃に上昇していた。 溶射終了後、被覆面をプロパン炎で表面調整の
ため若干加熱したのち冷却し、第１表に記載した
各項目の試験を行つた。尚、フエノール含有量に
つきハマタイトＹ−395−Ｋより少ないといわれ
ているハマタイトA862−Ｂを用いたが、Ｙ−
395Kと殆ど同じ効果を有することが認められた。 比較のために市販品のうちからアクリル酸エス
テル系樹脂（PAE）、ニトリルゴム変性樹脂
（MNR）、アクリル酸塩共重合体（PAaS）、ポリ
オレフイン（POle）、ニトリルゴム（NBR）、ポ
リアミド（PAm）、ポリ酢酸ビニル（PVAC）を
用いた場合の結果も併せて第１表に示した。 実施例 ２ 厚さ20mmのSS41鋼材をサンドブラステイング
によりSA21/1に表面処理を施し、ウレタン樹脂
性プライマー（PU、横浜ゴム(株)製、ハマタイト
No.40、固形分19％、20〜30cP／20℃）をワイダ
ースプレーガン（岩田塗装機工業(株)製、Ｗ−71−
1G）を用い、4.0Kg／cm²の吹付圧力、距離250mm
で吹付けた。これとは別に同じ鋼材に対してアク
リルウレタン系接着性プライマー（AU、横浜ゴ
ム(株)製、ハマタイトＹ−6161）をワイダースプレ
ーガン（岩田塗装機工業(株)製、Ｗ−77−Ｇ）を用
い、吹付圧力3.5Kg／cm²、距離250mmで基材に吹付
けた。 これとは別に他の鋼材を用いて、芳香族ポリア
ミン硬化型エポキシ樹脂（PAEP）、酸アミドア
ミン硬化型エポキシ樹脂（AAEP）、酢酸ビニル
樹脂（PVAC）、アクリル酸エステル樹脂（AE）、
ニトリルゴム変性樹脂（MNR）アクリル酸共重
合体（PAa）、ポリオレフイン（POle）、ニトリ
ルゴム（NBR）の各プライマーを刷毛塗り法に
よつて塗布した。 吹き付け法、刷毛塗り法のいずれも塗布量は
600ｇ／m²、1200ｇ／m²となるようにした。 プライマー塗布１日後および４日経過後の各試
料に急速硬化型エポキシ樹脂料末（Epoxy、日東
電気工業(株)製、ニトパウダーNo.１黒）を用いてア
セチレン／酸素混合比1.7／2.9のガスと共に粉体
溶射装置（メテコ製、サーモスプレーガン6P）
に供給し、粉体吐出量60ｇ／min、ガン距離250
mmで溶射した。 なお溶射前の基体温度は13℃であつたが、溶射
終了時は70℃であつた。完全硬化を期して溶射終
了後の皮膜表面を実施例１と同様にアセチレン炎
で加熱した。十分冷却させた後実施例１と同様の
各種性能試験を行い第２表の結果を得た。 第１表および第２表の結果からクロロプレン−
フエノール系樹脂、ウレタン樹脂、酸アミドアミ
ン硬化型エポキシ樹脂の接着性プライマーを使用
した系では基材の予熱なしで良好な結果を得るこ
とができたことが認められる。

【表】

【表】

【表】

【表】

〔発明の効果〕

本発明に従つて接着性プライマーを使用するこ
とにより、ポリエチレン粉体、鹸化エチレン酢酸
ビニル共重合物粉体、エポキシ系樹脂粉体、ポリ
ブテン粉体、ポリアミド粉体、のような高性能の
高分子材料を対象として耐薬品性、防食性、耐熱
性、耐光（候）性、耐摩耗性、耐腐食ガス性に優
れた皮膜を形成することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基材に対してプラスチツク粉体を溶射塗装す
   るにあたり、基材にポリクロロプレン−フエノー
   ル系、ウレタン樹脂系および酸アミドアミン硬化
   型エポキシ樹脂系接着性プライマーの群から選ば
   れる接着性プライマーを塗布しついで粉末状プラ
   スチツクを溶射することを特徴とするプラスチツ
   ク粉体溶射塗装法。