JPH0718207A - 切削加工用鋳物に塗膜を形成する方法 - Google Patents
切削加工用鋳物に塗膜を形成する方法Info
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Abstract
加工性良好な塗膜を形成できる粉体塗料塗膜形成方法を
提供する。 【構成】 軟化点75〜135℃でエポキシ当量が60
0〜2,800であるビスフェノールA型エポキシ樹脂
に反応性の優れたノボラック型エポキシ樹脂を併用し、
硬化剤としてイミダゾール又は酸無水物を使用し、さら
に必要に応じて無機充填剤を30〜100重量部含有す
る粉体塗料を、切削加工用鋳物に塗装、焼付することを
特徴とする切削加工用鋳物に塗膜を形成する方法。
Description
のバリを生じない塗膜を切削加工用鋳物に形成する方法
およびこの方法によって塗膜形成された切削加工用鋳物
に関する。
が塗装されていたが、近年、塗装工程における作業環境
を改善するため粉体塗料が使用されてきている。しかし
ながら、粉体塗料を塗装すると塗装膜厚が厚く、塗膜強
度も大きいことから、塗装後の鋳物切削加工において切
削箇所の塗膜がバリ状に残るため、それを除去する塗膜
バリ取り工程が必要であった。
切削加工した後の塗膜バリ取り工程を省略できる方法に
ついて検討を行なった。
化することについて検討を行なったが、複雑形状をした
立体形の鋳物の塗装においては膜厚のバラツキが大きい
ため均一に薄膜化することが困難であり、厚膜箇所を切
削加工すると塗膜がバリ状に残るためバリ取り工程を省
略することは困難であった。
して切削加工性を向上するため体質顔料を多く配合する
ことについて検討を行なったが、炭酸カルシウム、バリ
タ、クレー、シリカなどの一般的な体質顔料を配合して
も効果が少なく、効果を出すためには塗料の連続塗膜形
成性を極端に低下させるほど多くの量を配合することが
必要であり、この場合には連続塗膜を形成するためには
厚膜が必要となり、かつ得られる塗面の凹凸も非常に大
きくなるため実用的でなかった。
で、連続塗膜で仕上り性に優れ、かつ切削加工性良好な
塗膜を形成できる粉体塗料塗膜形成方法について鋭意研
究を行なった。その結果、特定のエポキシ樹脂と硬化剤
を組合せ硬化塗膜の動的弾性率(E´)最小値を5×1
08dyne/cm2 以上にすることによって上記塗膜形成方法
を達成できることを見出し本発明に到達した。
化点75〜135℃でエポキシ当量が600〜2,80
0であるビスフェノールA型エポキシ樹脂(A)90〜
50重量%および軟化点が30〜120℃でエポキシ当
量が150〜250のノボラック型エポキシ樹脂(B)
10〜50重量%からなる基体樹脂成分に硬化剤(C)
としてイミダゾールおよび(または)酸無水物を配合し
てなる組成物を主成分とする粉体塗料を、切削加工用鋳
物に塗装し、加熱硬化することを特徴とする切削加工用
鋳物に塗膜を形成する方法、およびこの方法によって得
られる塗膜形成された切削加工用鋳物に関する。
軟化点75〜135℃でエポキシ当量が600〜2,8
00のビスフェノールA型エポキシ樹脂(A)は、例え
ばビスフェノールA〔2,2−ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)プロパン〕とエピクロルヒドリンなどのエピハ
ロヒドリンとを反応させて得ることができる。上記エポ
キシ樹脂の市販品としては、例えばシェル化学(株)製
の、エピコート1002、同1004、同1007など
を挙げることができる。
は粉体塗料の貯蔵中に粉体粒子同志の融着が起こりやす
く、一方、135℃を超えると溶融粘度が高くなりやす
く連続塗膜の形成が困難になる。また上記エポキシ樹脂
のエポキシ当量が600未満では一般に分子量が小さく
なり軟化温度が低くなる。一方、2,800を超えると
一般に分子量が大きくなり軟化温度が高くなる。
30〜120℃で、エポキシ当量が150〜250のノ
ボラック型エポキシ樹脂(B)は、ノボラック樹脂にエ
ピクロルヒドリンを反応させて得ることができる。上記
エポキシ樹脂(B)の市販品としては、例えば日本チバ
ガイギー(株)アラルダイト−ECN1235、ECN
1273、同1280、同1299などを挙げることが
できる。
ールA型エポキシ樹脂(A)に比べて架橋性官能基が多
く含まれ、またベンゼン環などの芳香族含量が多いた
め、耐熱性、反応性に優れていることが特徴である。す
なわち切削加工時に必要な塗膜の架橋性を向上させるの
で必須成物である該(B)成分は、ビスフェノールA型
エポキシ(A)と併用するが、軟化点が30℃未満では
粉体塗料の貯蔵中に粉体粒子同志の融着が起こりやす
く、一方、120℃を超えると溶融粘度が高くなりやす
く連続塗膜の形成が困難になる。
量が150未満では一般に分子量が小さくなり軟化温度
が低くなる。一方、250を超えると一般に分子量が大
きくなり軟化温度が高くなる。さらに反応性が大きすぎ
るため、仕上り性が劣る。
(A)成分と(B)成分とからなる基体樹脂成分におい
て、これらの成分の構成比率は、該両成分の合計量にも
とづいて、(A)成分は90〜50重量%、(B)成分
は10〜50重量%である。(A)成分が90重量%よ
り多くなると硬化塗膜の架橋度が小さく、切削時にバリ
が発生しやすい。一方、50重量%より少なくなると架
橋度が高すぎて塗膜の平滑性が低下するので好ましくな
い。
の硬化剤(C)としてイミダゾールおよび(または)酸
無水物が使用される。
ゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−ウ
ンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾー
ル、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メ
チルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾ
ール、2−エチルイミダゾール、2−イソプロピルイミ
ダゾール、2−フェニル−4−ベンジルイミダゾール、
1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シア
ノエチル−2−エチル−4メチルイミダゾール、1−シ
アノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノ
エチル−2−イソプロピルイミダゾール、1−シアノエ
チル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−
2−メチルイミダゾリウムトリメリテート、1−シアノ
エチル−2−エチル−4−メチルイミダゾリウムトリメ
リテート、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾ
リウムトリメリテート、1−シアノエチル−2−フェニ
ルイミダゾリウムトリメリテート、2,4ジアミノ−6
−〔2´−メチルイミダゾリル−(1)´〕−エチル−
S−トリアジン、2,4ジアミノ−6−〔2´−エチル
−4−メチルイミダゾリル−(1)´〕−エチル−S−
トリアジン、2,4ジアミノ−6−〔2´−ウンデシル
イミダゾリル−(1)´〕−エチル−S−トリアジン、
2メチルイミダゾリウムイソシアヌール酸付加物、2−
フェニルイミダゾリウムイソシアヌール酸付加物、2,
4ジシアノ−6−〔2´−メチルイミダゾリル−(1)
´〕−エチル−S−トリアジン−イソシアヌール酸付加
物、2−フェニル4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾ
ール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチ
ルイミダゾール、2−フェニル−4−ベンジル−5−ヒ
ドロキシメチルイミダゾール、4,4´−メチレン−ビ
ス−(2−エチル−5−メチルイミダゾール)、1−ア
ミノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチ
ル−2−フェニル−4,5−ジ(シアノエトキシメチ
ル)イミダゾール、1−ドデシル−2−メチル−3−ベ
ンジルイミダゾリウム・クロライドなどがあげられ、こ
れらは一種又は二種以上を含有してもよい。これらのう
ち、特に貯蔵安定性の優れた2−ヘプタデシルイミダゾ
ール、1−シアノエチル体、1−シアノエチル体・トリ
メリット酸塩及びトリアジン化合物系を用いることが好
ましい。
水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン
酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無
水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル
酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、
ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フ
タル酸、メチルシクロへキセンジカルボン酸共重合体、
アルキルスチレン−無水マイン酸共重合体、クロレンド
酸無水物、チバガイギー社製HT901、HT903、
HY905、HY906、HT907、HY920、X
B3380などがあげられ、これらは一種又は二種以上
を含有していてもよい。
ともできる。
(B)成分との合計エポキシ基に対する当量比が0.5
〜3.0、望ましくは0.6〜2.0となる量で使用す
ることが好適である。また上記樹脂成分は、フェノール
・ホルムアルデヒド樹脂、カルボキシル基含有ポリエス
テル樹脂などの上記エポキシ樹脂(A)、(B)と反応
可能な樹脂、上記エポキシ樹脂(A)、(B)以外のエ
ポキシ樹脂、アクリル樹脂などを必要に応じて、上記ビ
スフェノールA型エポキシ樹脂(A)100重量部に対
して50重量部以下配合することができる。
樹脂成分100重量部に対して、無機充填剤(D)を3
0〜200重量部、好ましくは60〜120重量部含有
する。上記無機充填剤としては、炭酸カルシウム、バリ
タ、クレー、シリカなどの体質顔料が挙げられる。
ると切削加工性が良くなるが連続塗膜形成膜厚が60μ
m を超え実用的でなくなる。また30重量部未満では切
削加工性が不十分である。
填剤(D)以外に、チタン白、ベンガラ、赤色有機顔
料、チタンエロー、黄色有機顔料、フタロシアニンブル
ー、フタロシアニングリーン、カーボンブラック、各種
焼成着色顔料などの着色顔料;ジンククロメート、スト
ロンチウムクロメート、塩基性ケイ酸鉛などの防錆顔料
などを必要に応じて含有してもよい。
の動的弾性率(E´)最小値が5×108dyne/cm2 以上
にすることが必須である。動的弾性率(E´)最小値の
測定は次の方法による。
m になるように粉体塗料を塗装し、150℃−20分の
条件で加熱硬化させる。次に水銀を用いて遊離のフィル
ムを作る。5mm×20mmの大きさに裁断し試料片とす
る。DVEレオスペクトラーDVE−V4((株)レオ
ロジ社製)を用い、温度範囲0〜200℃、周波数11
0Hzで測定し動的弾性率(E´)の最小値を決める。
的弾性率(E´)の最小値を5×108dyne/cm2 以上に
することは重要なポイントとなる。切削加工において、
塗膜が加熱された状態で切削される為、比較的高温領域
でも硬くて脆い塗膜が要求される。塗膜として架橋度が
高く、高温領域でも軟質化しないことが重要である。こ
の必然性から、官能基が多く芳香族含量も多いノボラッ
ク型樹脂(B)、反応性及び構造的に架橋密度が高くな
るイミダゾールおよび(または)酸無水物から選ばれる
硬化剤(C)を使用することが好ましい。動的弾性率
(E´)最小値が5×108dyne/cm2 未満であれば切削
加工で塗膜のバリが残る。
上記樹脂成分および顔料分以外に、表面調整剤、硬化促
進剤、スベリ性付与剤などの粉体塗料用添加剤が配合さ
れていてもよく、これらの添加剤の配合量の和は、樹脂
成分100重量部に対して通常10重量部以下である。
加工用鋳物に塗装され焼付けられることによって塗膜が
形成される。切削加工用鋳物は塗装前にショットブラス
ト処理などの塗装前処理が施されていてもよい。上記切
削加工用鋳物とは、塗装後に所定の形状に所定の精度で
加工が必要な鋳物である。この鋳物としては、例えば自
動車用部品であるブレーキドラム、エンジンブロック、
ギヤボックスなどやネジ加工が必要な鋼管継手鋳物部品
などが挙げられる。
m の範囲であり、静電粉体スプレー塗装、流動浸漬塗装
などによって塗装される。塗装膜の焼付条件は通常、被
塗物温度150〜200℃で5〜20分程度である。上
記のように切削加工用鋳物に塗膜形成することによって
塗膜外観が良好で切削加工性の良好な塗膜を有する切削
加工用鋳物を得ることができる。
説明する。以下、「部」は重量基準によるものとする。
スフェノールA型エポキシ樹脂、軟化点約98℃、エポ
キシ当量約925〕90部、ECN1273〔チバガイ
ギー(株)製クレゾールノボラック樹脂、軟化点約70
℃、エポキシ当量約220〕10部、C11Z−Azin
e2部、ポリフロ−S〔共栄社油脂化学工業(株)製、
表面調整剤〕1部、三菱カーボンブラックMA−100
〔三菱化成工業(株)製、カーボンブラック、吸油量1
00〕2部およびSタルク(注11)80部を混合し、
エクストルーダによって溶融混練し、冷却後、ターボミ
ルによって粉砕を行ない、さらに100メッシュのフル
イにより粗粒子を分離して粉体塗料を得た。
(比較用) 後記表1および表2に示す配合組成とする以外は製造例
1と同様に行ない各例の粉体塗料を得た。
0mm)にショットブラスト処理を施し、SSPC SP
−5のホワイトメタルとした。このホワイトメタルの1
00×300mmの面に前記製造例1で得た粉体塗料を膜
厚が120μmとなるように静電塗装し、被塗物温度1
50℃で20分間焼付けて硬化塗膜を形成した。
塗料を使用する以外は実施例1と同様に行ない、各々の
硬化塗膜が形成された鋳物部材を得た。
れた鋳物部材について、切削加工性および仕上り性の試
験を行なった。試験結果を後記表1および表2に示す。
試験は下記試験方法に従って行なった。
イス盤で垂直に切削し、切削箇所の塗面の状態を評価す
る。 なお、フライス盤の刃としては鋳物用の荒削り用刃を使
用し、刃の周速100km/ 時、鋳物移動速度1,200
mm/分、切削深さ3mmの条件で切削を行なった。 ○:塗膜バリが認められない。 △:塗膜バリがかなり認められるが、仕上用刃で仕上切
削(切削条件は上記と同じ)すると塗膜バリが認められ
なくなる。 ×:塗膜バリが多く認められ、仕上用刃で仕上切削(切
削条件は上記と同じ)しても塗膜バリがかなり認められ
る。
×300×0.8mm)に、30cmの長さ方向に膜厚が4
0μm から100μm まで徐々に変化するように、各製
造例で得た粉体塗料を傾斜塗装し、被塗物温度150℃
で20分間焼付けた。
た。 ◎:凹凸がなく平滑な塗面状態。 ○:やや凹凸はあるが平滑な塗面状態。 △:かなり凹凸があり平滑性が劣る。 ×:凹凸が著しく平滑性も極めて劣る。
とおりである。 (注1)エピコート1004:シェル化学(株)製、ビ
スフェノールA型エポキシ樹脂、軟化点約100℃、エ
ポキシ当量約910。 (注2)DX517:油化シェル化学(株)製;フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂を約20重量%含有する
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量約54
0。 (注3)ECN1235:日本チバガイギー(株)製、
クレゾールノボラック型樹脂、軟化点約38℃、エポキ
シ当量約215。 (注4)ECN1273:日本チバガイギー(株)製、
クレゾールノボラック型樹脂、軟化点約70℃、エポキ
シ当量約220。 (注5)C11Z−Azine:四国化成(株)、2,4
ジアミノ−6−〔2´−ウンデシルイミダゾリル−
(1)´〕−エチル−S−トリアジン、融点約186
℃。 (注6)C17Z:四国化成(株)、2−ヘプタデシルイ
ミダゾール、融点約88℃。 (注7)BTDA:GULF Oil Chem. CO., 無水ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸、融点約223℃。 (注8)PMDA:古河電工(株)、無水ピロメリット
酸、融点286℃。 (注9)ADH:日本ヒドラジン工業(株)、アジピン
酸ジヒドラジド、融点180℃。 (注10)HT2844:日本チバガイギー(株)、ジ
シアンジアミド誘導体、融点145℃。 (注11)Sタルク:日本滑石製錬(株)製、吸油量2
5のタルク。 (注12)雲母粉B−31:山口雲母(株)製、マイカ
粉。 (注13)Hydrocarb :ヘキスト合成(株)製、炭酸カ
ルシウム。
膜のバリを生じず、かつ仕上り性の良好な塗膜を有する
切削加工用鋳物が得られるので、切削加工後のバリ取り
工程を省略できる。また本発明方法における塗装に粉体
塗料が使用されるため、塗装工程における作業環境を改
善することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 軟化点75〜135℃でエポキシ当量が
600〜2,800であるビスフェノールA型エポキシ
樹脂(A)90〜50重量%および軟化点が30〜12
0℃でエポキシ当量が150〜250のノボラック型エ
ポキシ樹脂(B)10〜50重量%からなる基体樹脂成
分に硬化剤(C)としてイミダゾールおよび(または)
酸無水物を配合してなる組成物を主成分とする粉体塗料
を、切削加工用鋳物に塗装し、加熱硬化することを特徴
とする切削加工用鋳物に塗膜を形成する方法。 - 【請求項2】 上記粉体塗料が、上記(A)成分と
(B)成分との合計100部あたり、さらに無機質充填
剤(D)30〜200重量部を含有する請求項1記載の
方法。 - 【請求項3】 上記粉体塗料における硬化剤(C)の配
合量が、前記ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A)と
ノボラック型エポキシ樹脂(B)との合計エポキシ基に
対する当量比に基づいて0.5〜3.0となる量である
請求項1又は2記載の方法。 - 【請求項4】 硬化塗膜の動的弾性率(E´)最小値が
5×108 dyne/cm2以上の値を有する請求項1〜3記載
の方法。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の方法に
よって得られる塗膜形成された切削加工用鋳物。
Priority Applications (1)
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