JPH0311265B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐食性の特に優れた複合化成形物の効
率的な成形法に関するものである。 不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹
脂、エポキシ樹脂等から製造された繊維強化熱硬
化性樹脂（以下、FRPと称す）成形物は金属製
品に比べて軽く、耐食性に優れており、成形物の
製造および加工を迅速に行うことができ、形状の
選択が容易であること等の種々の利点を有してい
るため、各種の薬品用容器、水タンク等の工業関
連製品および住宅関連製品に幅広く利用されてい
る。しかし、かかる成形物は十分な機械的強度を
有するものの、80℃以上の熱水、アルカリ、極性
溶剤等の比較的侵食性の高いものに対する耐食性
能が十分に満足し得ないという欠点がある。さら
にこれらFRPは、スクラバー、ダクト、ポンプ
治具等化学装置関係の部材にも利用されている
が、これら装置で使われる薬液はスラリー物質と
混在する酸、アルカリ、溶剤等であり、耐食性と
共に耐摩耗性、耐擦傷性が必要であるが、FRP
では十分に性能を満足させることが出来ない。従
来熱水、アルカリ、極性溶剤等の薬液に対する耐
食性を向上させる手法として次のような方法が提
案されている。例えば、英国特許第1052949号で
はポリオレフイン板状物に補強繊維布を加熱加圧
により該繊維布の半分を埋め込ませ、その末含浸
繊維布にFRPを被覆して複合化する方法、また
特公昭56−3178ではイソシアネート変性した特殊
不飽和ポリエステル樹脂を接着剤として予め塗布
した各種熱可塑性シートを真空成形等で予備成形
しておき、該成形品の裏面をFRPで積層補強す
る方法、更に特公昭43−27502では予め成形した
ポリ塩化ビニル成形品をポリ塩化ビニルとの接着
性に優れた特殊な不飽和ポリエステル樹脂で積層
補強する方法等がある。上記複合化成形方法は
FRPに使用する各熱硬化性樹脂が保有しない優
れた性質をもつ各種プラスチツクを有効に利用す
る点では各々特徴のある手法である。しかし予め
表面被覆させる各種プラスチツクを予備成形する
必要があり、予備成形するための金型や成形機が
必要となるという問題がある。従つて大量生産す
るものはよいが、小量生産品の場合、コストが高
くつき、成形品の形状も限定されてくる。また前
記した様なFRPの用途は大型構造物が多く、現
場成形を実施するものが多いが、従来の複合化方
法では非常に難しいという問題もある。 本発明者等は形状や大きさに限定されず、しか
も現場でFRPを成形品とその他の樹脂とを容易
に複合化出来る成形法を鋭意研究した結果、
FRP表面に金属と樹脂粉末を順に溶射すること
で耐食性、層間接着強度等の物性に優れる複合化
成形物が容易に効率的に得られることを見出し、
本発明を完成するに至つた。 即ち本発明は、FRP成形品の表面に金属をメ
タライジング溶射し、次いで該金属表面に樹脂粉
末を溶射することを特徴とする複合化成形物の製
造法を提供するものである。 本発明でメタライジング溶射に用いる金属材料
としては溶射可能であれば特にその形態は問わな
いが、一般に綿材もしくは粉末が適する。金属材
料の種類としては溶射可能な金属であればよく、
例えば亜鉛、アルミニウム、黄銅、銅、鉛、ニツ
ケル、ステンレス鋼、青銅、マンガン青銅、モリ
ブデン、モネルメタル、鋼、スズ、等があり単独
あるいは併用で用いられる。 本発明で用いる樹脂粉末とは紛末化が可能で溶
射可能な樹脂であればよく、その種類としてはエ
ポキシ樹脂、アクリル樹脂、フエノール樹脂、ポ
リエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポ
リ塩化ビニル、ナイロン、フツ素樹脂、ポリヒダ
ントイン、ポリエステルイミド、ポリアリルアミ
ド、ポリアミドイミド、ポリマレイミド、ポリイ
ミド、ポリアリルエステル、ポリサルフオン、ポ
リアリルサルフオン、ポリフエニレンオキサイ
ド、ポリフエニレンサルフアイド、ポリオキシベ
ンゾイル等のほとんどあらゆる熱硬化性もしくは
熱可塑性樹脂が挙げられる。なかでもナイロン、
ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂が
好ましく、特にナイロン11、MI＝５〜20ｇ／
20minの中密度ポリエチレンおよび／又は低密度
ポリエチレン、マレイン酸、アクリル酸等で変性
したポリプロピレン、エチレソープロピレンゴム
をブレンドしたポリプロピレンが接着性、耐食
性、溶射適性に優れるので好ましい。また、樹脂
粉末には必要に応じて従来公知の添加剤、充填
剤、金属粉末、セラミツク粉末を混合してもよ
い。 使用する樹脂粉末は粉末粒子径と安息角に関し
て特定することが望ましい。すなわち粒子径とし
ては少くともタイラー標準篩（3.5メツシユ以下）
を通過し得る粒子径で、平均粒子径が好ましくは
40〜400μｍ、特に好ましくは80〜200μｍの範囲
であり、また安息角としては少なくとも45度以
下、好ましくは30〜43度であるものが適してい
る。3.5メツシユを通過しないような粒子径が大
きすぎるものでは吹付け塗着時に樹脂を均一に溶
融させにくく、また安息角が45度より大きくなる
と粉末の流動性が極端に悪くなつて供給タンクか
ら溶射ガンへ定量の樹脂粉末を供給しにくくなる
など溶射作業に支障をきたし、結果として均一な
吹付け塗着が困難となるので好ましくない。樹脂
粉末を製造するには、例えば樹脂塊状物を衝撃式
粉砕機、振動ミル、回転ミル、撹拌摩砕ミルなど
を使用する方法、あるいは冷凍粉砕法等を採用し
て粉砕すればよい。また安息角の測定はパウダー
テスター（細川粉体工学研究所製）により行う。
尚、安息角は、ステアリン酸マグネシウムや微粉
ケイ酸などの滑剤を混合するなどの公知の方法に
よつて調整できる。 本発明で用いられる繊維強化熱硬化性樹脂成形
材料は、例えばガラス繊維、炭素繊維、合成繊
維、金属繊維等の強化繊維と例えば不飽和ポリエ
ステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂
等の熱硬化樹脂とからなるものであり、特にガラ
ス繊維と不飽和ポリエステル樹脂とからなるもの
が好ましい。かかる成形材料は使用に際して強化
繊維と熱硬化性樹脂とをその場で混合されてもよ
いし、SMC（シート・モールデイング・コンパウ
ンド）あるいはBMC（バルク・モールデイング・
コンパウンド）のように強化繊維と熱硬化性樹脂
とを予め混合されたものであつてもよい。尚、熱
硬化性樹脂には充填剤、低収縮化剤、顔料、離型
剤、硬化剤およびその他の添加剤を混合してもよ
い。 上記成形材料は一般公知のFRP成形方法で成
形されて成形品となる。溶射されるFRP成形品
は、金属との密着性を向上される目的で、表面を
予め粗面にしておくことが好ましい。FRP成形
品の表面を粗面化する方法としては従来公知の面
粗し法を用いればよく、例えばブラスト材として
ケイ砂を用いるサンドブラスチングやブラスト材
としてスチールグリードを用いるシヨツトブラス
チング等があり、粗面化はFRP成形品の表面光
沢が全く失なわれる程度まで行うとよい。 本発明で実施するメタライジイング溶射は、一
般公知の溶射法を用いることが出来る。例えば、
電気アークを用いるアーク溶射法、燃焼源として
酸素・プロパン炎あるいは酸素・アセチレン炎を
用いるガス溶射法等があり、いずれの方法でも
（）金属を溶融させ、（）これを微粒子化し
て、（）高速度で飛走させるという３つの操作
を溶射工程では行う必要があり、これらを別々に
行なうものもあれば、同時に行なうものもある。
溶射に使用する設備としては、溶射機一式、コン
プレツサー、エアークリーナー、酸素、燃料ガス
等が必要である。溶射時の溶射ガンとFRP表面
との距離は通常５〜50cm、好ましくは20〜30cmの
範囲であり、溶射金属被膜の厚さは、特に限定さ
れるものではないが、通常0.01〜２mm、好ましく
は0.03〜0.6mmの範囲である。 このメタライジング溶射に際して予め被溶射物
を加熱することが一般的に採用されているが、本
発明においてもFRP成形品の予熱は実施した方
が好ましい。この予熱温度は通常50〜230℃、好
ましくは80〜160℃にすると、溶射被膜の密着性
ないしは接着性、表面外観が良好で、均一な溶射
金属被膜を得ることが出来る。尚、この予熱は特
別な加熱手段で行つても差し支えないが、通常は
溶射ガンから噴射される混合ガスによる火炎を利
用して行うのが有利である。 メタライジング溶射後、溶射金属被膜面に樹脂
粉末を溶射する。この際、該被膜表面はプラスト
処理等の面粗し処理を予め行う必要はなく、一般
的には密着性を阻害するごみ、ほこり、水分等を
除去する程度でよい。樹脂粉末を金属被膜表面に
溶射する方法としては、一般公知の樹脂粉末溶射
法を用いればよいが、一般的には酸素とプロパン
を燃料ガスとして使用するガス溶射法が好まし
い。溶射時の溶射ガンと金属被膜表面との距離は
通常５〜50cm、好ましくは20〜30cmの範囲であ
り、溶射樹脂被膜の厚さは、特に限定されるもの
ではないが、通常0.1〜５mm、好ましくは0.2〜２
mmの範囲である。また燃料ガスは通常酸素ガスが
170〜5000／hr、プロパンガスが60〜1000／
hrの範囲で使用する。ここで用いる樹脂粉末のガ
ス溶射機としては、例えば英国SCHOR社製CS−
８、仏国SNM社（SOCIETE NOUVELLE DE
METALLISATION社）製70P−JET等がある。 本発明の複合化成形物の製造法は、形や大きさ
に限定されずにFRPに対して大部分の熱可塑性
または熱硬化性樹脂を現場で容易に密着性よく被
覆することが出来、しかも得られた成形物は従来
FRP単体では使用不可能であつた80℃以上の熱
水、アルカリ、極性溶剤等に使用することが可能
であり、各種薬器容器や80℃以上の耐熱水タン
ク、スクラバーやダクトなどに応用することが出
来る。 以下に実施例を示して本発明をより詳細に説明
する。 実施例 １ ブラスト材としてムツヤ鋼粒社製スチールグリ
ツドFG−70を用い、厚地鉄工製RA−１型ブラ
スト機を用いて、DICMAT 2440−Ｔ〔大日本イ
ンキ化学工業(株)製SMC〕を加熱加圧成形して得
られた300mm×300mm×５mmのFRP平板の片面を
光沢が完全になくなる程度までブラスト処理した
後、溶射ガンから火炎を噴射させて約100℃に予
熱した。予熱されたFRP平板のブラスト面上に、
２mmφの亜鉛綿材を仏国SNM社勢メタライジン
グ溶射機TOP−JETを用いて、約30cmの距離
から酸素ガス7000／hr、アセチレンガス1.3
Kg／hrの混合ガス噴射条件で溶射して、0.1mmの
溶射亜鉛被膜を有するFRP平板を得た。次いで、
得られたFRP平板の亜鉛被膜上に、グレー49（日
本リルサン社製ナイロン11粉末、粒子径＝タイラ
ー標準篩60〜150メツシユ、平均粒子径＝130μ
ｍ、安息角＝40度）を仏国SNM社製プラスチツ
クパウダー溶射機70P−JETを用いて、約30cmの
距離から酸素ガス1700／hr、プロパンガス400
／hrのガス噴射条件で溶射して、1.0mmの溶射
ナイロン被膜と0.1mmの溶射亜鉛被膜の複合化さ
れたFRP平板を得た。得らえた平板は層間接着
力および耐食性に優れるものであつた。 実施例 ２〜９ 第１表に示す溶射用金属材料、溶射用樹脂材料
および溶射被膜厚さを採用する以外は実施例１と
同様にして複合化された平板を得た。得られた平
板は層間接着力および耐食性に優れるものであつ
た。 比較例 １〜３ 金属の溶射を省略し、第１表に示す溶射用樹脂
材料を用いる以外は実施例１と同様にして複合化
された平板を得た。得られた平板は層間接着力が
極めて弱いものであつた。 試験例 実施例１〜９および比較例１〜３で得られた複
合化された平板の引張剪断接着力試験、碁盤目試
験を結果を第１表に示す。 尚、試験法は以下の通りである。 (1) 引張剪断接着力試験 JIS Ｋ−6850に準じて行つた。 (2) 碁盤目試験 JIS Ｋ−5400に準じて行つた。但し、碁盤目
の大きさは２mm×２mmとした。 【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 繊維強化熱硬化性樹脂成形品の表面に金属を
   メタライジング溶射し、次いで該金属表面に樹脂
   粉末を溶射することを特徴とする複合化成形物の
   製造法。