JPH0741700A - 切削加工用鋳物の被覆方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂とポリエス
テル樹脂との混合物からなる軟化点が６０〜１３５℃の
樹脂成分（Ａ）および微小中空粒子（Ｂ）を主成分と
し、かつ該微小中空粒子（Ｂ）の含有率が硬化塗膜中の
体積濃度に基づいて１０〜４０容量％である粉体塗料を
切削加工用鋳物に塗装し、加熱硬化せしめることを特徴
とする切削加工用鋳物の被覆方法。 【効果】 本発明方法によって、切削加工の際に塗膜の
バリを生じず、かつ連続塗膜形成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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、切削加工によって塗膜
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
に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来、鋳物には溶剤型塗料
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
ながら粉体塗料の塗装においては、一般的に塗装膜厚が
厚く塗膜強度も大きいことから、塗装後の切削加工にお
いて切削箇所の塗膜がバリ状に残るため塗膜バリ取り工
程が必要であった。

【０００３】そこで鋳物へ粉体塗料の塗膜を形成し、切
削加工した後の塗膜バリ取り工程を省略できる粉体塗料
の塗膜形成方法について検討を行なった。

【０００４】まず粉体塗料の塗料粉末の粒径を小さくし
て薄膜塗装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塗装においては膜厚のバラツキ
が大きいため膜厚の厚い箇所を解消することが困難であ
り、膜厚の厚い箇所を切削加工した場合には塗膜がバリ
状に残るため塗膜バリ取り工程を省略することは困難で
あった。

【０００５】また粉体塗料塗膜の塗膜強度を弱くし脆く
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。

【０００６】本発明は、６０μ以下の膜厚でも塗膜形成
能がすぐれ、しかも、切削加工性のすぐれた塗膜で切削
加工用鋳物を被覆する方法に関し、その特徴は、エポキ
シ樹脂に微小中空体粒子を特定量配合してなる粉体塗料
を用いるところにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、エ
ポキシ樹脂またはエポキシ樹脂とポリエステル樹脂との
混合物からなる軟化点が６０〜１３５℃の樹脂成分
（Ａ）および微小中空粒子（Ｂ）を主成分とし、かつ該
微小中空粒子（Ｂ）の含有率が硬化塗膜中の体積濃度に
基づいて１０〜４０容量％である粉体塗料を切削加工用
鋳物に塗装し、加熱硬化せしめることを特徴とする切削
加工用鋳物の被覆方法に関する。

【０００８】本発明の方法で使用する粉体塗料の樹脂成
分（Ａ）におけるエポキシ樹脂およびポリエステル樹脂
の軟化点は、いずれも６０〜１３５℃であって、軟化点
が６０℃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、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。この軟
化点（環球法）は、該樹脂自体のものであって、溶剤や
その他の成分などを含んでいない。

【０００９】まず、エポキシ樹脂としては、例えば、ビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂が好適であり、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。該エポキシ
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、これらは一種で又は二種以上混合して
使用することができる。該エポキシ樹脂のエポキシ当量
は６００〜２，８００が好ましい。

【００１０】該エポキシ樹脂は架橋剤と併用することが
好ましく、架橋剤としては、例えば、ジシアンジアミ
ド、アジピン酸ジヒドラジド、環状アミジン、チバガイ
ギー社製の「ＨＴ２８３３」、「ＨＴ２８４４」、「Ｘ
Ｂ２９７１」などのジシアンジアミド変性体、チバガイ
ギー社製の「ＨＴ１９４７」などの変性酸無水物、メチ
レンビス（ｏ−トルイジン）、無水トリメリット酸など
があげられる。これらは、上記エポキシ樹脂のエポキシ
基に対する当量比が０．６〜２．５、望ましくは０．８
〜１．５となる割合で使用することが好適である。また
上記エポキシ樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂
などの上記エポキシ樹脂と反応可能な樹脂、アクリル樹
脂などを必要に応じて、上記エポキシ樹脂１００重量部
に対して４５重量部以下配合することができる。

【００１１】次に、上記エポキシ樹脂と併用することが
あるポリエステル樹脂はカルボキシル基を有しているこ
とが好ましい。

【００１２】該ポリエステル樹脂は、線状構造でも分岐
構造でも良いが、カルボキシル基を多数含有する点で分
岐構造、特に１分子当り２．５個以上のカルボキシル基
を有する分岐構造のものが好ましい。酸価について言え
ば通常２０〜１５０KOHmg/g（単位を省略する）、より
好ましくは３０〜１００である。

【００１３】かかるポリエステル樹脂を製造するには、
周知の方法をいずれも採用することができる。使用でき
る酸原料の例には、テレフタル酸、イソフタル酸、フタ
ル酸、メチルフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット
酸、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、マレイン酸、
フマル酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロ
フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸およびこれらの反応性
誘導体等がある。

【００１４】またアルコール原料の例には、エチレング
リコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオ
ール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオ
ール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチ
ルグリコール、イソペンチルグリコール、ビスヒドロキ
シエチルテレフタレート、水添ビスフェノールＡ、水添
ビスフェノールＡＡのアルキレンオキサイド付加物、ト
リメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセ
リン、ペンタエリスリトール、２，２，４−トリメチル
ペンタン−１，３−ジオール等があり、モノエポキシ化
合物もグリコールとして使用できる。

【００１５】特に好ましい結果を得るためには、使用す
る全酸原料のうち芳香族多価カルボン酸を少なくとも７
０モル％、また使用する全アルコール原料のうち炭素数
４以上の脂肪族多価アルコールを少なくとも４０モル
％、シクロヘキサン環を有する多価アルコールを３〜３
０モル％の割合でそれぞれ使用するのが良い。

【００１６】上記ポリエステルの市販品としては、日本
ユピカ（株）ＥＲ−８１００、ＥＲ−８６００、大日本
インキ工業（株）ファインディックＭ−８５００、Ｍ−
８５２０、Ｍ−８６２０などを挙げることができ、これ
らは一種で又は二種以上混合して使用することができ
る。

【００１７】エポキシ樹脂と上記ポリエステル樹脂とを
併用する系において、それらの配合比は、オキシラン基
とカルボキシル基との当量比が０．５〜２．０、好まし
くは０．６〜１．５になる範囲が好ましい。

【００１８】かかる混合物は、硬化性が良いので、１５
０℃以上好ましくは１６０〜２３０℃の温度で硬化する
が、加熱温度を下げたり加熱時間を短縮するために、必
要に応じて第３級アミン、イミダゾール誘導体、カルボ
ン酸の金属塩化合物を添加使用することができる。特に
イミダゾール誘導体を使用すると、厚塗りしてもピンホ
ールの発生を抑制できるので非常に有利である。またブ
ロックポリイソシアネート化合物を硬化剤として併用す
ることもできる。

【００１９】本発明で使用する粉体塗料における微小中
空粒子（Ｂ）は、その形状は主として球状であって、そ
の芯部は空間となっており、それ自体既知のものが使用
できる。具体的にはシリカバルーン、シラスバルーン、
ガラスバルーン、カーボンバルーン、アルミナバルーン
およびジルコンバルーンなどの無機質系、フェノール樹
脂バルーンや塩化ビニリデン樹脂バルーンなどの有機質
系などがあげられる。該微小中空粒子の大きさは３〜５
００μ、特に２０〜１５０μが好ましい。

【００２０】本発明で使用する粉体塗料において、微小
中空粒子（Ｂ）の配合量は、硬化塗膜中の体積濃度に基
づいて１０〜４０容量％、好ましくは１５〜３０容量％
になるようにすべきである。

【００２１】ここで、塗膜中の微小中空粒子の体積濃度
は、以下の式で算出することができる。 ａ：粉体塗料中の樹脂（微小中空粒子は除く）重量 ｂ：粉体塗料中の微小中空粒子の重量 ｃ：樹脂比重（１．０とする） ｄ：微小中空粒子比重 塗膜中の微小中空粒子の体積濃度（％） ＝〔（ｂ／ｄ）／（ａ／ｃ＋ｂ／ｄ）〕×１００ 上記以外の塗膜形成成分が存在する場合は、その重量／
比重を上記式の分母に加入すればよい。

【００２２】本発明で使用する粉体塗料において、微小
中空粒子の配合量が硬化塗膜中１０容量％より少なくな
ると切削加工性が向上せず、一方４０容量％より多くな
ると塗膜の耐衝撃性、仕上り性および塗膜形成性などが
低下するので、好ましくない。

【００２３】本発明で使用する粉体塗料は、上記のエポ
キシ樹脂（さらに必要ならポリエステル樹脂も含む）か
らなる樹脂成分（Ａ）および微小中空粒子（Ｂ）を必須
成分とするが、さらに必要に応じて充填剤（上記微小中
空粒子は含まない）、着色顔料などを配合することがで
きる。

【００２４】このうち、充填剤としては、例えば、タン
カル、タルク マイカ、グラファイト、硫酸バリウム、
アルミナ、シリカ粉、珪藻土、酸化チタンおよび酸化鉄
などの無機質系粉末があげられ、これらの大きさは０．
１〜３０μが好ましい。そして、該充填剤の配合量は、
エポキシ樹脂（さらに必要ならポリエステル樹脂も含
む）１００重量部あたり、０〜２００重量部が適してい
る。

【００２５】本発明において使用される粉体塗料には、
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。

【００２６】本発明方法において、上記粉体塗料は切削
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。

【００２７】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。

【００２８】粉体塗料の塗装膜厚は通常６０〜２００μ
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。

【００２９】切削加工での塗膜のバリは、高熱時の塗膜
変形が大きいために発生する。これを防止するために、
架橋密度を上げ熱軟化性を小さく、固く脆くすることが
考えられるが、目的によっては比較的軟質な塗膜でかつ
切削加工性を向上させたいことがある。この後者の場合
に本発明は有効で、塗膜内部に微小な空気層が均一に存
在しており、切削時塗膜は小さくワレを生じバリ状に成
長しない。

【００３０】

【実施例】以下、実施例によって本発明をより具体的に
説明する。以下、「部」は重量基準によるものとする。

【００３１】粉体塗料の製造 製造例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〕１００部、フィライト２００／７１２部、
アジピン酸ジヒドラジド〔日本ヒドラジン工業（株）〕
４．５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−１
００〔三菱化成工業（株）製、カーボンブラック〕２部
およびＳタルク〔日本滑石製錬（株）製〕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。

【００３２】製造例２〜１４および製造例１５〜２３
（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。

【００３３】実施例１ 切削加工用のねずみ鋳鉄鋳物部材（１００×３００×２
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。

【００３４】実施例２〜１４および比較例１〜９ 粉体塗料として、表１または表２に示す各製造例の粉体
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。

【００３５】各実施例および比較例で得た、塗膜形成さ
れた鋳物部材について、切削加工性の試験を行なった。
また各製造例で得た粉体塗料について塗面に仕上り性の
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。

【００３６】切削加工性：鋳物部材表面の塗膜面をフラ
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。

【００３７】仕上り性：自動車用冷延ダル鋼板（１００
×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。得られた塗装板の８０μm での平
滑性を以下の規準で評価する。 ◎：凹凸がなく優れた仕上り性 ○：わずかに凹凸があるが優れた仕上り性 △：凹凸が目立ち仕上り性はやや劣る ×：凹凸が著しく仕上り性は劣る

【００３８】表１および表２の各成分の組成は下記のと
おりである。 ファインディックＭ−８５００：大日本インキ化学工業
（株）、カルボキシル基含有ポリエステル、軟化点約１
０７〜１１３℃、酸価５１〜５７ イミダゾールＣ₁₁Ｚ−Ａｚｉｎｅ：四国化成（株）製、
２，４ジアミノ−６−〔２´−ウンデシルイミダゾリン
−（１）´〕−エチル−Ｓ−トリアジン、軟化点約１８
６℃ 沈降性硫酸バリウム１００：堺化学（株）製、比重約
４．４ フィライト２００／７：日本フィライト（株）、アルミ
ナシリケート系、粒径３０〜１５０μ、比重約０．７ エクスパンセル５５１ＤＥ：日本フィライト（株）発売
元、エクスパンセル社（スウェーデン）、塩化ビニリデ
ン／アクリロニトリル系、粒径４０〜６０μ、比重約
０．０４

【００３９】

【発明の効果】本発明方法によって、切削加工の際に塗
膜のバリを生じず、かつ連続塗膜形成性の良好な塗膜を
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。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐賀根 正彦 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂とポリ
   エステル樹脂との混合物からなる軟化点が６０〜１３５
   ℃の樹脂成分（Ａ）および微小中空粒子（Ｂ）を主成分
   とし、かつ該微小中空粒子（Ｂ）の含有率が硬化塗膜中
   の体積濃度に基づいて１０〜４０容量％である粉体塗料
   を切削加工用鋳物に塗装し、加熱硬化せしめることを特
   徴とする切削加工用鋳物の被覆方法。