JPH05318692A - 金属表面へのプラスチックス被膜形成方法 - Google Patents

金属表面へのプラスチックス被膜形成方法

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JPH05318692A
JPH05318692A JP4148788A JP14878892A JPH05318692A JP H05318692 A JPH05318692 A JP H05318692A JP 4148788 A JP4148788 A JP 4148788A JP 14878892 A JP14878892 A JP 14878892A JP H05318692 A JPH05318692 A JP H05318692A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率良く、金属表面にプラスチックス被膜を
形成させる。 【構成】 金属１１表面にプラスチックス薄膜１２を設
置し、プラスチックス上から近赤外線または中赤外線を
照射し、金属表面にプラスチックス薄膜を固定させるこ
とを特徴とする金属表面へのプラスチックス被膜形成方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】 この発明は、金属表面へのプラ
スチックス被膜形成方法にかかる。
【０００２】
【従来の技術】 従来、金属製パイプ等の金属表面にプ
ラスチックス被膜を形成する場合は、金属製パイプより
も若干径の大きな熱収縮性プラスチックスチューブ中に
金属製パイプを貫通させ、加熱し、プラスチックスチュ
ーブの収縮により金属製パイプ表面に３ｍｍ以下程度の
厚さのプラスチックス薄膜を固定させ、プラスチックス
被膜が表面に形成された金属を得ていた。
【０００３】他方、「近赤外線の液体、パウダ、コーテ
ィング、ストーブ」（実開平1ー151873）、「塗料焼付
炉専用の光板」（実開平2ー43217）、USP4,863,375「BA
KINGMETHOD FOR USE WITH LIQUID OR POWDER VARNISHIN
G FURNACE」（ベーキングメソッド フォー ユース
ウィズ リキッド オア パウダー ヴァーニシング
ファーニス）等が知られている。これら従来例には、
「一種近赤外線の液体、パウダ、コーティング、ストー
ブのベーキング方法」についての記載があり、「近赤外
線の快速高温と貫通力が強い特性を利用し、ストーブの
ベーキング物品の方法を改良して、ペイントを快速に乾
燥するとともにその付着力を増強する考案」、すなわち
「いわゆる液体、粉末液体の塗装どおりに、粉末液体状
態のパウダ、液体塗料、気体あるいは流体を運送媒介体
としてその物体表面に付着させて、しかるのち加熱熔融
をへて均等にコートの塗装法」についての記載がある。
【０００４】あるいは、「近赤外線を使用した乾燥炉、
あるいは乾燥炉内に高温部と低温部とを順次形成して乾
燥する乾燥方法、あるいは近赤外線ランプの背後には陶
磁製反射板を設け、および陶磁製反射板の中にはヒータ
ーを設ける」旨の記載がある。
【０００５】又塗装技術増刊10月号には「中波長赤外線
ラジエーター」ついての記載がある（1990年10月20日株
式会社理工出版社刊211〜213頁）。すなわち、「塗膜に
到達した放射エネルギーは、その一部は吸収され、一部
は反射し、一部は透過する。このうち吸収されたエネル
ギーが熱に変り塗膜を加熱、乾燥させる。塗装の場合は
母材、ボディがあるため塗膜を透過した放射エネルギー
が母材を加熱し、熱伝導で塗膜を内側から加熱する。
【０００６】近赤外線：温度2000〜2200℃ 最大エネ
ルギー波長約1.2μm，エネルギー密度大、反射，透過エ
ネルギーが大きい，立上り速度が早い（1〜2秒），寿命
が約5000時間と短い。
【０００７】中赤外線：温度850〜900℃ 最大エネル
ギー波長約2.5μm，エネルギー密度中，吸収．透過エネ
ルギーがバランスしてエネルギーが塗膜内に浸透，寿命
が長い。
【０００８】遠赤外線：温度500〜600℃，最大エネル
ギー波長約3.5μm，エネルギー密度小，良く吸収される
が塗膜表面で吸収，加熱となりがち，立上り時間が長い
（5〜15分），対流損失が大きい。」とされる。
【０００９】さらに、「2．最大効率の中波長赤外線
「より早く乾燥し，より良い塗膜品質を得る」には，つ
まり最大効率で加熱，乾燥させるには，次の二つの条件
を同時に満足している必要がある。
【００１０】赤外線ラジェターの温度が高い放射エネ
ルギーはラジェターの絶対温度(T)の４乗に比例する。
【００１１】Eb∝T4
【００１２】温度が高いほど放射エネルギーは大きくな
る。
【００１３】最大エネルギー波長が塗料のピーク吸収
率よりいくぶん短波長よりにあること
【００１４】塗料の工業用赤外線加熱で利用できる最大
ピーク波長は例外なく3μm前後にある。よって2.5μm前
後に最大エネルギー波長を持つ赤外線ラジェターが吸収
も良く，透過し，母材も加熱し内部からも加熱できる。
【００１５】上記の関連，赤外線ラジェターの温度
（Ｔ）と最大エネルギー波長（λm）の関係を表す，ウ
ィーンの変位則，
【００１６】λm＝2897/Tより
【００１７】T＝(t+273)＝2897/2.5
【００１８】t＝880℃
【００１９】中波長赤外線がこの条件を満足し有効エネ
ルギーが大きく最大効率となる。」とされる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、実開
平1ー151873、実開平2ー43217、USP4,863,375等には、
近赤外線を使用して塗膜乾燥をおこなう旨の記載はある
が、使用される近赤外線の性質については一般的に記載
されるに止どまり金属表面に塗布される塗膜と近赤外線
との関係による照射される赤外線の最適な範囲、選択に
ついては記載がない。
【００２１】また、先の「塗装技術増刊10月号」の記載
には、赤外線と母材の吸収率との関係に基づくからする
赤外線の選択、あるいはピンホールの発生原因に基づく
赤外線の選択についての記載はなく、そして塗装乾燥に
おいては「2.5μm前後に最大エネルギー波長を持つ赤外
線ラジェターが吸収も良く，透過し，母材も加熱し内部
からも加熱できる。」と結論している。
【００２２】他方、金属表面に熱硬化性接着剤を塗布し
その上にプラスチックスチューブを設置し、プラスチッ
クス上から熱風、遠赤外線を照射させると、遠赤外線は
プラスチックスに吸収され易いため、熱硬化性接着剤が
硬化するとポリエチレン等、プラスチックスチューブそ
のものも熱硬化するため、満足な金属表面のプラスチッ
クス被膜形成が出来ない課題を有した。
【００２３】
【課題を解決するための手段】 この発明は、
【００２４】金属表面にプラスチックス薄膜を設置し、
プラスチックス上から近赤外線または中赤外線を照射
し、金属表面にプラスチックス薄膜を固定させることを
特徴とする金属表面へのプラスチックス被膜形成方法、
【００２５】を提供する。
【００２６】
【作用】 金属表面にプラスチックス薄膜を設置し、プ
ラスチックス上から近赤外線を照射する。近赤外線は、
プラスチックス薄膜に対して赤外線透過率が高く、金属
の吸収率が高いため、金属表面を直接加熱し金属表面側
からプラスチックスを加熱し、表面に熱硬化型の接着剤
が塗布されたときは接着剤が硬化して金属表面とプラス
チックス薄膜を固定し、プラスチックス被膜が表面に形
成された金属を得る。
【００２７】
【実施例】 図１１において、１１は金属であり、この
実施例では、８０φ６ｍｍ厚金属製丸パイプからなる。
金属としては、鉄、アルミニウム、銅、真ちゅう、金、
ベリリウム、モリブデン、ニッケル、鉛、ロジウム、
銀、タンケル、アンチモン、カドミウム、クロム、イリ
ジウム、コバルト、マグネシウム、タングステンそのほ
かの金属からなるが、とりわけ銅、アルミニウム、鉄が
望ましい。
【００２８】１２は金属１１表面に被膜を形成するプラ
スチックス製薄膜であり、金属製パイプ１１よりも若干
径の大きなプラスチックス製円柱状からなる。この実施
例では、１２０φ１〜２ｍｍ厚のアクリル樹脂製チュー
ブからなる。金属表面に被膜されるプラスチックス被膜
としては、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂系、エポキシ
樹脂系、メラミン樹脂系、フッ素系樹脂その他の樹脂が
可能である。
【００２９】図７〜図１０に、各金属の各波長における
反射率を示す（AMERICAN INSTITUTEOF PHYSICS HANDBOO
K、アメリカン インスティテュート オブ フィジッ
クスハンドブック6ー120）。反射率の高いほど吸収率は
低く、反射率の低いほど吸収率は高くなる。
【００３０】図１は、ブチル化尿素ーブチル化メラミン
樹脂の赤外吸収曲線である。図２は、ビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂の赤外吸収曲線である。図３は、ＭＭＡ
ホモポリマー（アクリル系）の赤外吸収曲線である。図
４はＥＭＡホモポリマー（アクリル系）赤外吸収曲線で
ある。図５は、不飽和ポリエステル樹脂の赤外吸収曲線
である。図６は、この実施例に使用される近赤外線ラン
プの特性曲線および比較例に使用される遠赤外線ランプ
の特性曲線を表す。近赤外線ランプのピーク波長は1.4
μｍ、遠赤外線ランプのピーク波長は3.5μｍである。
【００３１】金属１１として、鉄、アルミニウム、銅、
真ちゅう、金、ベリリウム、モリブデン、ニッケル、
鉛、ロジウム、銀、タンケル、アンチモン、カドミウ
ム、クロム、イリジウム、コバルト、マグネシウム、タ
ングステンからなる金属製丸パイプを使用し、被膜とし
てアクリル系樹脂、ウレタン樹脂系、エポキシ系樹脂、
メラミン系樹脂を使用する場合は、波長のピークが３μ
ｍ以下の赤外線ランプ、波長のピークが２．５μの中赤
外線ランプも有効であるが、望ましくは１．２μｍ〜
１．５μｍの、当該プラスチックス薄膜１２に対して赤
外線透過率が高く、金属１１の吸収率の高い領域の赤外
線からなるいわゆる近赤外線ランプを使用するのが望ま
しい。
【００３２】接着剤としては熱硬化型のエポキシ系、ポ
リエチレン系接着剤を使用する。
【００３３】２１は、赤外線発生装置であり、この実施
例では赤外線ランプからなる。３１は赤外線発生装置２
１の設置された山型炉である。山型炉３１は、傾斜され
炉内に被加熱物２１を搬入させる搬入路３３、加熱され
た金属製丸パイプ１１を炉外に搬出させる傾斜された搬
出路３４と、搬入路３３と搬出路３４との間の高位置に
水平状に設けられる加熱有効部３２とからなる。赤外線
発生装置１１、気体吐出口１３、気体吸入口１４とはそ
れぞれ加熱有効部３２の両側面、あるいは天井面と床面
に設置される。加熱された雰囲気温度は上昇するが、加
熱有効部３２は炉の最上部に位置するため、熱は他に逃
げず、加熱有効部３２内が熱的に外部と遮断された有効
加熱雰囲気を形成する。３５は、コンベアである。
【００３４】赤外線発生装置である赤外線ランプ２１
は、被加熱物１１の金属として、鉄、アルミニウム、
銅、真ちゅう、金、ベリリウム、モリブデン、ニッケ
ル、鉛、ロジウム、銀、タンタル、アンチモン、カドミ
ウム、クロム、イリジウム、コバルト、マグネシウム、
タングステンからなる金属板を使用し、薄膜１２として
アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、メ
ラミン系樹脂、フッソ系樹脂を使用する場合は、波長の
ピークが３μｍ以下の赤外線ランプ、望ましくは1.2μ
ｍ〜1.5μｍのいわゆる近赤外線ランプからなるが、波
長のピークが２．５μの中赤外線ランプであっても有効
である。赤外線ランプ１１表面からワークである被加熱
物１１表面までは約２５０〜３００ｍｍに設置した。赤
外線ランプ２１は、水平方向に複数本設置される。複数
本の赤外線ランプ１１からなる各バンクは、被加熱物１
１の搬送方向を挟んだ両側に被加熱物１１を挟んで山型
炉３１の内側面にそれぞれ対向させて設置される。山型
炉３１は、両出入口以外は密閉される。Ａは、ワーク搬
入口、Ｂはワーク搬出口である。
【００３５】２３は気体吐出口、２４は気体吸入口であ
る。加熱された気体を気体吐出口２３、から山型炉３１
内に吐出させ気体吸入口２４で吸入し循環させること
で、山型炉内を加熱させる。
【００３６】赤外線照射と熱風吹付は同時にされる。熱
風吹き付けは行わず、赤外線照射のみを全面にわたって
行い加熱してもよい。
【００３７】メラミン系樹脂の場合１３０°Ｃ以上望ま
しくは１５０°Ｃ以上の熱風を１．０ｍ／ｓｅｃ以上、
望ましくは２．０ｍ／ｓｅｃ以上で供給する。アクリル
系樹脂の場合は、１００℃以上望ましくは１７０℃以上
の熱風を１．０ｍ／ｓｅｃ以上望ましくは２．０ｍ／ｓ
ｅｃ以上で供給する。これら、温度、風速は赤外線ラン
プ２１と被加熱物である金属１１との距離等により選択
する。
【００３８】そこで、表面に熱硬化型接着剤を塗布した
金属１１に、チューブ状態のポリエチレンを主とする樹
脂製からなる１〜３ｍｍあるいは３ｍｍ以下程度のプラ
スチックス薄膜１２を設置させる。次いで、プラスチッ
クス薄膜１２が設置された金属１１を山型炉３１内に搬
入する。すると、炉内で、プラスチックス薄膜１２上か
ら近赤外線が照射される。近赤外線は、プラスチックス
薄膜１２に対して赤外線透過率が高く、金属１１の吸収
率が高いため、金属１１表面を直接加熱し金属１１表面
側からプラスチックスを加熱し、表面に塗布された熱硬
化型の接着剤が硬化して金属１１表面とプラスチックス
薄膜１２を固定し、１〜３ｍｍ程度あるいは３ｍｍ以下
程度のプラスチックス被膜が表面に形成された金属を得
る。
【００３９】金属加熱状態の金属表面の温度と、樹脂表
面の温度を図１３に図示する。ａはアクリル樹脂表面温
度、ｆは鉄製パイプ表面の温度をあらわす。
【００４０】本実施例では、金属板表面に、熱硬化性接
着剤をつけたプラスチック片を固定させる場合も有効で
ある。
【００４１】
【発明の効果】 したがって、この発明では効率良く、
金属表面にプラスチックス被膜を形成させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各樹脂の赤外線吸収曲線図
【図２】各樹脂の赤外線吸収曲線図
【図３】各樹脂の赤外線吸収曲線図
【図４】各樹脂の赤外線吸収曲線図
【図５】各樹脂の赤外線吸収曲線図
【図６】赤外線ランプの特性曲線図
【図７】金属の各波長における反射率
【図８】金属の各波長における反射率
【図９】金属の各波長における反射率
【図１０】金属の各波長における反射率
【図１１】実施例にかかる金属とプラスチックス薄膜の
設置状態の斜視図
【図１２】金属とプラスチックス薄膜の山型炉に於ける
加熱状態の中央断面図
【図１３】金属加熱状態の金属表面の温度と、樹脂表面
の温度比較図
【符号の説明】
１１ 金属 １２ プラスチックス薄膜
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年５月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属表面にプラスチックス薄膜を設置
    し、プラスチックス上から近赤外線または中赤外線を照
    射し、金属表面にプラスチックス薄膜を固定させること
    を特徴とする金属表面へのプラスチックス被膜形成方
    法。
JP4148788A 1992-05-15 1992-05-15 金属表面へのプラスチックス被膜形成方法 Pending JPH05318692A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010539554A (ja) * 2007-09-19 2010-12-16 レイブンブリック，エルエルシー ナノスケールのワイヤグリッドを組み込んだ窓用低放射膜
EP2243620A3 (de) * 2009-04-20 2013-08-28 Benteler Automobiltechnik GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundbauteils aus einem Metallbauteil und einem Polymerformteil

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JP2010539554A (ja) * 2007-09-19 2010-12-16 レイブンブリック，エルエルシー ナノスケールのワイヤグリッドを組み込んだ窓用低放射膜
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