JPS60153968A - プラスチツク粉体溶射塗装法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、粉体塗装技術において被塗装対象物である基
体を予熱することなくプラスチック粉体の溶射を行い塗
装を行うプラスチック粉体溶射塗装法に関するものであ
る。

〔技術的背景と問題点〕

セラミックスや金属への溶射技術が現在では盛んに行わ
れているがその歴史は古く、１９２１年に金属溶射技術
の導入がなされてから既に６０年を経過している。

プラスチックの溶射法についてみると、ポリエチレン粉
末を利用した被覆がその始まシであるといわれている。

しかし溶射法によってポリエチレンを被覆するとポリエ
チレンが劣化を起してクラックを発生する問題や一旦被
覆した皮膜が剥離を起すという問題が解決されないこと
から数年を経ずして工業化が中止されていた。

極〈最近になってＥＶＡ粉体や後加熱の不要なエポキシ
粉体が使用されるよう罠なってきた（特開昭５４−９５
６４３号）。

技術の進歩に伴いプラスチック材料の改良や溶射機の改
良が逐次なされているにもかかわらず、プラスチック溶
射技術の発展がみられなかった原因のうち挙げられるも
のとしては、対象物が小物であるときは流動浸漬法によ
シ、中程度のものは静電塗装法によシブラスチック粉体
の被覆が可能になったことである。

さらに、最大の原因としては、被塗装物である基材を溶
射するプラスチックの融点近くまで予熱しておかなけれ
ばならないという欠点がある。例えば橋梁、タンク、リ
グ、船舶、大型鋼構造物などを部分的にしろ予熱するこ
と自体不可能に近い。

また、予熱のために使用する溶射機よシ出る火炎は、酸
化炎であるため基材が酸化されて溶射皮膜の密着性低下
の問題および二次劣化による皮膜の脱落の問題をも有し
ている。

このような事情から、高性能であるプラスチックの被接
を作る方法であシかつ一回の操作で１論以上の厚膜を作
ることの口」能な塗装方法であシながら充分に機能でき
ないでいた。

一般的にポリエチレン、ナイロン、ＥＶＡのごときプラ
スチック粉末の溶射は、それら粒子がアセチレンガス、
プロパンガスの酸素または空気との混合ガス炎中で溶射
状態に近い状態にされ、それらが予熱された基材に次々
と付着し予熱の熱エネルギーと火炎の熱エネルギーによ
シ完全な溶融体となるものである。

従ってこのとき基材の予熱がない場合は、溶融状態釦近
いプラスチック粒子が基材に到達した時点で基材に吸熱
され固体となるため基材との付着力が不完全となシ溶射
皮膜にクラックが入ったシ基体からの脱落が起るのであ
る。

〔発明の目的〕

本発明は、以上に述べた不都合を解消し基材の予熱を必
要としないと同時にプラスチック皮膜に要求されている
相剥ぎ、剪断、引張シ、耐衝撃、塩水噴霧に対する耐性
、寒暑交番試験などの種々の特性を有することの可能な
プラスチック粉体溶射塗装法を提供するものである。

〔発明の概要〕

溶射されるプラスチックが基材面で急冷固化する際に基
材面との濡れが十分であれば充分な付着性が得られる筈
であるという基本的な発想に戻って種々検討を行い、基
材上に予め基材との濡れおよび付着力が充分でかつ溶射
されるプラスチック粒子との結合も充分である有機高分
子材料の接着層を設けることに着目した。

この目的に合致する接着性プライマー選定するに＃ｉ、
、次のような制約をクリヤーするものを採用するべきで
あることが考えられた。

■　基材との濡れが良く、接着力が高いこと。

基拐は、一般的に前処理としてショットブラスティング
やサンドブラスティングなどの処理をされているため、
ここに使用する接着性プライマーはプラスト面に十分に
濡れる、所謂アンカー効果の優れたものであることが必
要で、このためには適度な粘性を有し基材に対して小さ
な接触角（およそ４０°以下、好ましくは３０’以下）
を形成するものであることが好ましい。また、特に基材
と良い接着性を示すことから多くの極性基を含有するプ
ライマーを使用することが好ましい。

■　溶射プラスチック粒子との濡れが良く、接着力が高
いこと。

溶射開始時の火炎により接着性プライマー面が化学的活
性を示し、溶射プラスチック粒子と化学的結合を行うも
のであることが好ましい。このため使用する接着性プラ
イマーは、そのポリマー中に二重結合を少なくとも１つ
以上有し、またポリマーに極性をもたせるための側鎖が
１つ以上有するものであることが好ましい。

■　溶射被覆膜と接着した後は粘着性を示さないこと。

被覆膜が接着した後にも未だ粘着性が残留していると被
覆膜の耐スクラッチ性と耐熱性を損うので好ましくない
。ただしプライマーの膜厚を小さくすることである程度
の調節を行うことは可能である。

■　溶射プラスチック被覆膜の接着力と凝集力のバラン
スがとれていること。

プラスチック（高分子重合体）の皮膜形成時の凝集力は
、一般的にかな）高いので接着性プライマーとのバラン
スがとれていないと基材からの剥離または溶射プラスチ
ック皮膜のクランク、プライマー面との間で剥離現象（
相剥ぎと称されている）が起る。％に接着性プライマー
と溶射プラスチック被覆膜の界面の凝集力は強く々らな
ければならない。

■　溶射初期の火炎で劣化、分解しないこと。

溶射開始時にプライマーは短時間ではあるが火炎に暴さ
れるのでこの時に劣化や分解が起ると接着性に不均一を
きたすことになる。従って接着性プライマーは耐熱性に
優れかつ難燃性でなければナラナい。エマルジョン系の
プライマーは耐熱性の点からするとあまシ充分なもので
はなく、芳香環を含む例えばフェノール樹脂を共重合き
せたものあるいはポリマーブレンドさせて使用するのが
よい。

■　接着性プライマー塗布後、数時間および数日間放置
後でも接着性が劣らないこと。

実際の現場作業においては、プライマー塗布波数時間な
いしは数日後に溶射作業を行うことが多い。従ってその
期間内に接着性の挙動が大幅に変らないものである必要
がある。見かけ上乾燥していても溶射開始時の熱によシ
プライマーが活性化するものであればよく、プライマー
中のポリマーＯ１ｕｌｌ　Ｍにスルフォン基やノ・ロゲ
ン等を有していることが好ましい。

■　長期間に亘って接着力が低下せず、防食性、耐熱性
、耐スクラッチ性などの性能が優れていること。

基材と接触するものであるから特に防食性に優れている
ことが望まれる。そのためにプライマーに亜鉛末、鉛丹
、クロム酸バリウムなどの防錆顔料を配合することが好
ましい。

なお、それらの配合弁があまシに大計となるとプライマ
ーの凝集力と接着力を低下させるので注意を要する。

■　ポットライフが長くまたスプレー塗装などが可能で
あること。

当然のことであるがポットライフの長いことが望まれる
。特に本発明が意図している大型鋼構造　、物への適用
という観点にたつと蒸発速度の遅い溶媒（例、ｔｉＪ’
、インホロン、ダイアセメンアルコール、メチルイソブ
チルケトン、ＤＭＦなど）を少量含有しているものであ
ることが好ましい。大面積の基材に接着性プライマーを
塗布するにはスプレー（エアスプレーまたはエアレスス
プレー）で作業できる方が好ましいが、そのためには酸
液粘度が５０００Ｐ（２０℃）以下となるようなものと
するのが望ましい。

溶液粘度の調整を行う際には、溶解性の優れた溶媒で希
釈するかチクソトロピー剤を配合してチクソトロピー性
を付与するのもよい方法である。

以上の■〜■の条件は、当然のことながら全部揃ってい
れば完全に近い接着性プライマーが得られるのは当然で
あるが、必ずしも全部揃う必要はない。

このような予備的考案の結果を前提にして接着性プライ
マーの選定につき検討を続けた結果、接着が困難とされ
ているポリエチレン粉体の接着をも可能とする方法に到
達したのである。

この際に使用する接着性プライマーの一つは、ポリクロ
ロプレン系ポリマーをベースとしたものであって、耐熱
性、凝集力、融点を高める目的で品分子フェノール樹脂
を配合しである。また、その配合類は、一般の接着剤に
おけるよシ多蓋含まれていることを特徴としている。

他の種類のプライマーとしては、鹸化されたエチレン酢
酸ビニル共重合体粉体を用いたときにも優れた接着性を
示すことが確認された。

また急速硬化型エポキシ樹脂系粉体の接着には、−液温
気硬化型ウレタン系樹脂およびビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂をベースとし硬化剤に酸アミドアミンを使用し
たエポキシ系接着性プライマーが適していることが確認
された。特に、−液種気硬化型ウレタン系ポリマーの特
徴は、前記■のポリマー中に二重結合を有しかつ活性側
鎖を有する条件、■の接触角が鋼材に対して小さい（２
２〜２６°）という条件、■の若干の熱可塑性を有して
いるという条件および■の粘性が低い（５〜５ｃＰ／２
０℃）の条件を満している。

一方、エポキシ系プライマーは、■の多くの極性基を有
しているという条件、■の濡れの条件、■のうちの凝集
力が強いという条件、■の耐熱性、難燃性を備えている
条件、■の活性メチレン基を有しているという条件、■
のうちのｉ１熱性、耐スクラッチ性を有するという条件
を満している。

〔発明の実施例〕

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ ５８４１ｍ材（厚さ２０Ｂ）をサンドブラスティングに
より　ＳＡ＋に表面を処理し、ここにポリクロログレン
系接着性グライマ−（ＣＲ，横浜ゴム■製、ハマタイト
Ｙ−３９５−に、　固型分２６±１チ。

粘度１５０〜３５０ｃＰ／２０℃）をエアースプレー（
岩田ゆ装機工業（床製、ワイダースプレーガン、Ｗ−７
７−３Ｇ）を用い突気圧力６．５シー、吹付距離２５０
關の条件で吹付けた。この時、塗布量は６００／ＷＩお
よび１２００　ｆ／−の２種類の被覆膜のものを用意し
た。

吹付１日後および４日経過後の各試料にポリエチレン粉
末（ＰＥｙ　三井石油化学工業■製、アト−ｒ−Ｎ１ｔ
１０５）、ｍ化エチレン酢酸ビニル共重合体粉末（ＥＶ
ＡＦ　バイエル製、レバジント８３１−９０１０−１）
をプロパン１、空気２からなる混合気体と共に粉体溶射
装置（ショーり製、ＺＢ−２型）に供給して燃焼噴射さ
せた。

なお、粉体吐出量は１００　’／ａｈ　％ガン距離は４
００−とした。燃焼ガス溶射前の基材温度は１０℃であ
ったが、溶射終了時は６５℃に上昇していた。

溶射終了後、被覆面をプロパン炎で表面調整のため君子
加熱したのち冷却し、第１表に記載した各項目の試験を
行った。尚、フェノール含有址につきハマタイトＹ−３
９５−によジ少ないといわれでいるハマタイトへ８６２
−Ｂ　を用いたが、Ｙ　−３９５にと殆どＩＨＩじ効呆
を有することが認められた。

比較のために市販品のうちからアクリル酸エステル系樹
脂（ｐ　Ａ　Ｅ　）　、ニトリルゴム変性樹脂（ＭＮ　
Ｒ）　、アクリル酸塩共重合体（ＰＡａＳ）、ポリオレ
フイア（ＰＯｔｅ）、ニトリルゴＡ　（ＮＢＲ）、ポリ
アミド（ＰＡｍ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡＣ）を用い
た場合の結果も併せて第１表に示した。

実施例２ 厚さ２０Ｂｍの５８４１鋼材をサンドブラスティングに
：よ、９ＳＡ２＋に表面処理を施し、ウレタン樹脂性プ
ライマー（ＰＵ、横浜ゴム■製、ハマタイ）Ａ４０．　
固形分１９％、２０〜６０ｃＰ／２０℃）をワイダース
プレーガン（着出塗装機工業■製、Ｗ−７１−ＩＧ）を
用い、４．０ゆ／−の吹付圧力、距離２５０ａ＋で吹付
けた。これとは別に同じ鋼材に対してアクリルウレタン
系接着性プライマー（ＡＵ、横浜ゴム■製、ハマタイト
Ｙ−６１６１）をワイダースプレーガン（岩田塗装機工
業■製、Ｗ−７７−Ｇ）を用い、吹付圧力６．５吟ｄ、
距離２５０■で基材に吹付けた。

これとは別に他の鋼材を用いて、芳香族ポリアミン硬化
型エポキシ樹脂（ＰＡＥＰ）、酸アミドアミン硬化型エ
ポキシ樹脂（ＡＡＥＰ　）　、酢酸ビニル樹脂（ＰＶＡ
Ｃ）　、アクリル酸エステル樹脂（ＡＥ）、ニトリルゴ
ム変性檎脂（ＭＮＲ）アクリル酸共重合体（ＰＡａ）、
ポリオレフィ”　（ＰＯｌ、ｅ　）、ニトリルゴム（Ｎ
ＢＲ）の各１ライマーを刷毛塗ｐ法によって塗布した。

吹き利は法、刷毛塗シ法のいずれも塗布量は６００／、
、”、１２ｏｏシｄとなるようにした。

プライマー塗布１日後および４日経過後の各試料に急速
硬化型エポキシ樹脂料末（Ｅｐｏｘｙ＊　日東電気工業
■製、ニドパウダーＡ１黒）を用いてアセチレン／酸素
混合比１°７／２．９のガスと共に粉体溶射装置（メテ
コ製、サーモスプレーガン６Ｐ）に供給し、粉体吐出量
６０　’／ｂ　、カン距離２５０ｎで溶射した。

なお溶射前の基体温度は１６℃であったが、溶射終了時
は７０℃であった。完全硬化を期して溶射終了後の皮膜
表面を実施例１と同様にアセチレン炎で加熱した。十分
冷却させた後実施例１と同様の各種性能試験を行い第２
表の結果を得た。

第１表および第２表の結果からクロロプレン−フェノー
ル系樹脂、ウレタン樹脂、酸アミドアミン硬化型エポキ
シ樹脂の接着性プライマーを使用した系では基材の予熱
なしで良好な結果を得ることができたことが認められる
。

〔発明の効果〕

本発明に従って接着性プライマーを使用することによシ
、ポリエチレン粉体、鹸化エチレン酢酸ビニル共重合物
粉体、エポキシ系樹脂粉体、ポリブテン粉体、ポリアミ
ド粉体、のような高性能の高分子材料を対象として耐薬
品性、防食性、１熱性、面１光（候）性、耐摩耗性、耐
腐食ガス性に優れた皮膜を形成することができる。

代理人　弁理士　木　村　三　朗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基材に対してグラスチック粉体を溶射塗装するＫｌたシ
   、基材にポリクロロプレン−フェノール系、ウレタン樹
   脂系および酸アミドアミン硬化型エポキシ仙脂系接着性
   グライマーの群から選ばれる接着性プライマーを塗布し
   ついで粉末状プラスチックを溶射することを特徴とする
   プラスチック粉体溶射塗装法。