JPH0368667A - 溶射用ポリオレフィン粉末材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶射用ポリオレフィン粉末材料に関するもの
である。

〔従来の技術〕

近年、各種構造物、プラント類において長期の耐用年数
が要求されると共に、過酷な条件下での耐久性も求めら
れている。このため、様々な被覆材料や被覆方法が提案
されている。

被覆材料としては、ポリエチレン等のプラスチックスが
耐蝕性に優れ、鋼管等の塗装においてよく用いられ、こ
れらプラスチックスの被覆方法として、構造物等大型機
材に対しては主に塗布法や流動浸漬法、静電スプレー法
等の粉体塗装法等が多く用いられている。

また金属やセラ旦ツクスの被覆は、現在溶射方法が盛ん
に行われている。溶射方法は主として火炎によるガス溶
射法またはアーク、プラズマ、レーザー等によるアーク
溶射法があって、皮膜原料粉末を溶融吹き付け、被覆す
るものであり、金属等の溶射装置をプラスチックスにそ
のまま用いた場合は、熱劣化が著しく皮膜も欠陥が多く
なり使用することができなかった。しかし、最近プラス
チックス用溶射装置が開発され、プラスチックスの溶射
被覆も行われるようになった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、金属等溶射装置に比し熱劣化が少ない装
置の開発によっても、プラスチックス原料粉末は溶射火
炎等により熱せられ、分子量低下等の影響を受け、溶射
方法に十分適合するプラスチックス材料は未だ開発上に
ある。例えば特開昭６０−１５３９６８号公報には、鋼
管等の基材上に予め接着性プライマーを塗布した後、ポ
リエチレン粉末等を溶射被覆することにより、従来必須
とされていた皮膜原料融点までの基材予熱が不要の方法
が提案されている。しかし、この方法においても密着性
が高く、耐腐食性の皮膜は得られるものの、ポリエチレ
ン等原料粉末は熱の影響を受け、特に、亀裂が生じやす
く耐ストレスクラッキング（以下ＥＳＣという。）性に
対しては、十分とはいえない。

本発明は、鋼管等各種構造物、プラント類にポリオレフ
ィンを溶射被覆して、高密着で、耐ＥＳＣ性も高い十分
使用に適する皮膜が得られるポリオレフィン粉末材料を
提供することを目的とする。

〔５題を解決するための手段〕 本発明によれば、溶射用ポリオレフィン粉末材料におい
て、変性ポリエチレン及び常温で弾性率１００〜１００
０　ｋｇ／ｃ＋＋１を示すエラストマー性エチレン−α
オレフィン共重合体を含み、該エチレン−αオレフィン
共重合体が４０重量％以上９０重量％以下含まれること
を特徴とする溶射用ポリオレフィン粉末材料が提供され
る。

以下に、本発明の溶射用ポリオレフィン粉末材料につい
て、更に詳細に説明する。

本発明の変性ポリエチレンとは、ポリエチレン主鎖にマ
レイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸
及びその無水物や誘導体をグラフトしたもので、誘導体
にはカルボキシル基の金属塩も含まれるものである。ま
たビニルトリエトキシシラン、メタアクリロイルオキシ
トリメトキシシラン等のビニルシラン化合物をグラフト
したものである。これら変性ポリエチレンのうち、マレ
イン酸、無水マレイン酸、グリシジルメククリレート、
ヒドロキシエチルメタクリレート等の変性剤をグラフト
して得られるものが好ましい。変性率は、変性剤の種類
及び目的とする粉末材料の他の組成物との比率等により
選択するが、通常は００１〜５重量％である。

本発明の粉末材料において、変性ポリエチレンは変性基
により接着性を有し、そのため粉末材料に接着性を付与
することができ、溶射被覆膜の密着性を高めることがで
きる。この場合、接着性の活性点としての変性剤に係る
変性基濃度は、例えば無水マレイン酸の含量として少な
くとも０．０５重量％含まれればよく、好ましくはＯ，
ＯＳ〜０．２重置％である。０．０５重量％より少ない
場合には、十分な接着性が得られない。

また本発明においてポリエチレンとしては、低密度ポリ
エチレン、高密度ポリエチレン等のエチレン単独ポリエ
チレンの外、線状低密度ポリエチレン等のエチレン−α
オレフィン共重合体や酢酸ビニル、アクリル酸エステル
等の非オレフイン系コモノマーと共重合して得られる共
重合体も使用することができる。

更にまた、変性ポリエチレンには、上記の変性剤により
変性したポリエチレンと共に未変性ポリエチレンを希釈
剤として添加したものを含めることができる。この場合
、添加する未変性ポリエチレンとしては、得られる皮膜
の機械的強度、相溶性等を考慮して線状低密度ポリエチ
レンが好ましい。未変性のポリエチレンの添加量は、粉
末材料における変性基濃度が十分な接着性を付与できる
範囲となるように、変性ポリエチレンの変性率及びエラ
ストマー性のエチレン−αオレフィン共重合体の含有率
等と併せて適宜選択すればよい。

本発明におけるエラストマー性エチレン−αオレフィン
共重合体は、常温における弾性率が１００　＝　１００
０　ｋｇ／ｃｄで、エラストマー性を示すエチレン−α
オレフィン共重合体であればよく、特にエチレン−ブテ
ン−１共重合体が好ましい。

エチレン−αオレフィン共重合体中のエチレン含有量は
、７５〜９０重量％であり、好ましくは８０〜８５重量
％である。またメルトインデックス（以下、単にＭｌと
する。）が、１〜１０ｇ／ｌＯ分であるものが好ましい
。エチレン含有量が７５重量％未満であると、結晶性減
少による表面硬度の低下が著しく、９０重量％を超える
と、工ラストマーとしての効果が減少してＥＳＣ低下を
生しるため好ましくない。また、Ｍｌが１ｇ／１０分未
満では溶射時の皮膜形成における樹脂流動性が低下し、
それに伴うボイドの発生等の欠陥が生し好ましくない。

一方、Ｍｌが１０ｇ／１０分を超えると得られる皮膜の
機械的強度が減少して好ましくない。

本発明の溶射用ポリオレフィン粉末材料は、上記エラス
トマー性エチレン〜αオレフィン共重合体を４０重量％
以上で９０重量％以下の範囲で含有する。４０重量％未
満であるとＥＳＣが低くなり実用性に乏しく、また９０
重景％以上の場合には皮膜の押込み深さが大きく、表面
硬度が柔らかくなり好ましくない。

本発明で用いられる上記の変性ポリエチレン、未変性ポ
リエチレン及びエラストマー性エチレン−αオレフィン
共重合体は、通常の方法により製造して得てもよいし、
また市販されているものを適宜選択して用いてもよい。

本発明の粉末材料は、各原料をバンバリーミキサ−、ロ
ールミキサー、ニーダ−１高速回転ミキサー、押出機等
の各種混練機を用いて混合・混練してベレット状とした
後、粉砕して得ることができる。

本発明のポリオレフィン溶射用粉末材料の粒度は、特に
限定されないが、通常１００〜２００μｍの範囲であれ
ばよい。

更に、本発明のポリオレフィン溶射用粉末材料には上記
原料以外に、ＢＩＴ等の酸化防止剤、カーボンブラック
等の着色剤、タルク、雲母等の充填剤、紫外線吸収剤、
滑剤等のプラスチックス各種添加剤を、本発明の溶射被
覆における目的を損なわない範囲で添加してもよい。

本発明のポリオレフィン溶射用粉末原料を用いる溶射は
、プラスチックス粉体溶射塗装用の装置であればいずれ
の装置を用いても行うことができる。また、溶射被覆す
る被覆基材をサンドブラスト処理等の表面粗化処理した
後、またウレタン樹脂、ボリアξン硬化型エポキシ樹脂
、クロロプレン−フェノール系樹脂等の接着性プライマ
ーを予め塗布した後、溶射被覆して密着性を向上させる
こともできる。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例について詳しく説明する。但し
、本発明は、本実施例に限定されるものでない。

実施例１〜３及び比較例１〜３ 厚さ６ｍｍの５Ｓ４１鋼材の表面をサンドブラストによ
り表面粗化し、ＳＡ２・ｌ／２とした。表面粗化した上
記鋼材に芳香族ポリアミン硬化型エポキシ樹脂を４０μ
ｍの厚さに塗布した。

次いで、第１表に示した組成比の成分を混合した後、単
軸押出機で混練して、第２表にその物性を示した混練組
成物を得た。この混練組成物を、更に高速回転型粉砕機
で粉砕して第３表に示した粉末物性を有する溶射用粉末
を得た。

また、エラストマー性エチレン−αオレフィン共重合体
が本発明の範囲外のもの（比較例１）、エラストマー性
エチレン−αオレフィンの代わりに、エラストマーであ
るポリイソブチレンを添加したもの（比較例２）及びエ
チレン−酢酸ビニル共重合体を添加したもの（比較例３
）を比較のために同様にして第１表〜第３表に示した。

なお、溶射用粉末製造に用いた各成分は、下記の通りで
ある。

変性ポリエチレン（変性ＰＥ）：宇部興産■製の線状低
密度ポリエチレンを１重量％の無水マレイン酸で変性し
たポリマー エラストマー性エチレン−αオレフィン共重合体（ＥＥ
−α−０）二三井石油化学工業■製線状低密度ポリエチ
レン（ＬＬＤＰ［Ｅ）　：宇部興産■製ポリイソブチレ
ン（ＰＩＢ）　：　エクソン化学ｅｌ製エチレンー酢酸
ビニル共重合体（ＥＶＡ）　：宇部興産■製 上記のようにして得た各粉末を用いて、上記表面処理し
た鋼材に対し、溶射塗装した。

溶射塗装は、小野田セメント■製のプラスチック粉体溶
射塗装装置ＣＴ−３００を用いて、吐出ガンと塗装鋼材
との距離は７００　ｍｍで、粉末吐出量を２００　ｇ／
分として行った。また、鋼材は予め１４０°Ｃに加熱し
て行い、溶射皮膜の厚さ３〜５Ｍとした。

得られた溶射皮膜の物性を第４表に示した。

なお、各物性値は、下記の方法より測定した。

■Ｍｌ（ｇ／１０分）　：ＡＳＴＭ　０１２３８　１９
０°Ｃ２１６０ｇ■軟化点（”Ｃ）：ＡＳＴＭ　０１５
２５■酸化誘導期（分）：２００°Ｃ酸素気流中での酸
化発熱までの時間を測定。

■ＥＳＣ（Ｆ　５ｏ（ｈｒ））：ＡＳＴＭ　１６９３得
られた溶射皮膜を再プレスして、厚さ３！Ｉ１１のシー
トに底形して測定。

■引張特性（ｋｇ／ｃ＋ｗ”）：ＡＳＴＭ　０６３８■
嵩密度（ｇ／ｃａ＋”）：ＪＩＳ　Ｋ６７２１■流動性
：多孔板を底部に設け、該底部より空気を流入させる直
径６３ｍｍ、定容積７８ｃ１の流動槽に粉末材料を一定
量入れ、静止時の多孔板からの粉末層の高さ（Ｈｏ）と
、流入空気により流動層が形成され始めたときの多孔板
からの流動層の高さ（Ｈｔ）との比（ＨＬ／Ｈ６）を浮
上率とし、その際のエアー１（ｃａ＋’／分）とで表示
。浮上率及びエアー量のいずれもが小さい程、粉末材料
の流動性は高い。

■中位粒度（μｍ）：粒度分布のうち篩下１５０％にあ
たる粒度をいう。

■密着強度（ｋｇ／１０ｍｍ）　　：　ＪＩＳ　Ｋ６８
５４皮膜のビール剥離強度を測定。

実施例及び比較例より明らかなように、本発明の粉末材
料を用いて溶射被覆して得られた皮膜は、密着強度が高
く、引張強度及び伸び率も高く、密着性がよくフレキシ
ブルであることが分かる。またＥＳＣも高く過酷な条件
下での適用に優れていることが分かる。

一方、エラストマー性エチレン−αオレフィン共重合体
が２５重量％であるものは、粉末自体の物性は比較的良
好にも拘らず、得られた溶射皮膜は、密着性はよいがＥ
ＳＣが低いことが分かる。

またエラストマー性エチレン−αオレフィン共重合体の
代わりにＰＴＢを用いたものは、粉砕性が劣り得られた
粉末材料の流動性が低く、溶射皮膜はＥＳＣも低く、ま
た引張強度は高いが密着強度測定の時に皮膜折れが生じ
た。またＥＶ＾を用いたものは、流動性がよく、比較的
引張強度や密着強度は高いが、ＥＳＣも低く密着強度測
定の時に皮膜折れが生じた。

（以下、余白） 第　　１ 表 〔発明の効果〕 本発明は、鋼材等の各種構造材料上にポリオレフィン皮
膜を溶射被覆するためのポリオレフィン粉末材料であり
、本発明のポリオレフィン粉末材料を用いて溶射被覆し
た場合には、従来のプラスチックスの溶射被覆膜に比し
、耐ストレスクラツキング性が高いポリオレフィン皮膜
を得ることができる。　従って、本発明の粉末材料によ
る溶射被覆は、長期の耐久性を有し過酷な条件下の各種
プラント類に適用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶射用ポリオレフィン粉末材料において、変性ポ
   リエチレン及び常温で弾性率１００〜１０００ｋｇ／ｃ
   ｍ＾２を示すエラストマー性エチレン−αオレフィン共
   重合体を含み、該エチレン−αオレフィン共重合体が４
   ０重量％以上９０重量％以下含まれることを特徴とする
   溶射用ポリオレフィン粉末材料。