JP2000290595A - 材料表面の摺動性改善用塗料、その塗装方法及び塗装物ならびに上記塗装物を用いた自動販売機のシューター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリフルオロエチレン（PTFE）の融点よりも
低い温度で焼き付け可能であり、通常のプレコート鋼板
連続塗装設備で安価に摺動性に優れた金属板等の処理が
可能な摺動性改善塗料、その塗装方法及びその塗装物、
特に結露状態あるいは高温環境下で優れた摺動性を有す
る自動販売機用のシューターを提供する。 【解決手段】 成膜温度がPTFEの融点よりも低いマトリ
ックス樹脂９５〜５０重量％と、平均粒径が２〜４０μ
ｍのポリテトラフルオロエチレン樹脂５〜５０重量％と
を主成分として含む摺動性改善用塗料を金属板等の処理
すべき材料の表面に塗布し、PTFEの融点よりも低くかつ
マトリックス樹脂の成膜温度よりも高い温度で焼き付け
を行う。特に対水接触角または使用温度における樹脂塗
膜の破断強度を特定した塗装金属板は、結露時でも高い
摺動性を発現可能であり、あるいは高温下でも高い耐磨
耗性を有する高い摺動性を有する自動販売機用のシュー
タ−として好適に使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、材料表面の摺動性
改善用塗料、その塗装方法及び塗装物に関する。より詳
しく述べると、自動販売機内部のディストリビュータ、
エスカレータ側壁下部、並びに郵便物配送センターの物
品の分配設備部材等に使われる摺動性の優れた金属板等
の塗装物を得るための塗料、上記塗料を用いた金属板の
塗装方法及び上記方法により得られた金属板等の塗装物
に関する。本発明は、さらに上記塗装物を用いた自動販
売機用のシューターに関する。より詳しく述べると、結
露状態を起こす可能性のある商品を低温で保存している
自動販売機におけるシューターから非常に高い耐摩耗が
要求さる商品を高温で保存している自動販売機における
シューターまで種々の温度条件に対応可能な摺動性が改
善された自動販売機用のシューターに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、給油不要な自己摺動性を有す
る材料として、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（以下
「ＰＴＦＥ」と略称する）、フェノール樹脂、アセター
ル樹脂等が知られている。具体的には、エスカレータ側
壁下部材としてステンレス金属板にＰＴＦＥ粉末を分散
した塗料がポストコートされたり、また郵便物配送セン
ターの物品の分配設備部材にＰＴＦＥ削り出しシートが
粘着剤で貼り付けられたりして使用されている。

【０００３】ここで、ＰＴＦＥ削り出しシートは難接着
材料であるため、現在は両面テープを用いた粘着接合に
より対処されているが、接着耐久性に問題が残ってい
る。一方、特開平８−５７４１３号公報には、金属板と
の密着性が良好なマトリックス樹脂とＰＴＦＥとを主成
分とし、焼付塗装温度がＰＴＦＥの融点より高い塗料を
金属板に焼付け塗装した表面摩擦係数の小さい金属板が
開示されている。すなわち、この公報には、マトリック
ス樹脂にＰＴＦＥ微粒子を分散させた塗料をＰＴＦＥの
融点よりも高い温度で金属板に焼付け塗装することによ
って得られた摺動性が改善された金属板が記載されてい
る。

【０００４】図２に示す通り、この公報に記載の発明と
して金属板３の摺動性は、ＰＴＦＥが溶融して表面移行
することに基づいて発現する。すなわち、熱力学的に安
定な表面張力を小さくする表面形態としてＰＴＦＥ層４
がマトリックス樹脂塗膜５の表面を全面被覆し、この表
面に存在するＰＴＦＥ層４の高摺動特性が表面摩擦係数
を小さくする。しかしながら、ＰＴＦＥ微粒子を溶融す
るためには、マトリックス樹脂塗料をＰＴＦＥの融点以
上の温度で焼付ける必要があり、このため、マトリック
ス樹脂塗料を構成する樹脂としては、ＰＴＦＥの融点で
ある約３２６℃以上の温度での塗膜焼付けに対して、熱
分解などの樹脂劣化を生じない耐熱性に優れた樹脂を使
用する必要があった。このようなマトリックス樹脂とし
て、例えばポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポ
リエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド
樹脂などが挙げられるが、これらの耐熱性に優れた樹脂
は、いずれもエンジニアリングプラスチックと称される
非常に高価な樹脂である。

【０００５】本発明者等は、予備実験Ａとして比較的安
価で一般的なプレコート鋼板用塗料であるポリエステル
樹脂に一般的ＰＴＦＥ微粒子（平均粒径０．３μｍ）を
１０重量％配合した塗料を金属板表面に適用した。次い
で、ポリエステル樹脂塗料の標準焼付温度である２１０
℃で塗膜を焼付け、ＳＵＳ３０４ＢＡ面を対面とした動
摩擦係数を測定したところ、０．３８であり、ＰＴＦＥ
微粒子を配合しなかった場合の０．４１とほぼ同一の値
を示し、摺動性の改善は認められなかった。この理由
は、ＰＴＦＥの融点未満で塗膜焼付けを行ったため、Ｐ
ＴＦＥは通常の顔料と同様に塗膜中に均一分散し、塗膜
表面へのＰＴＦＥの移行に伴う摺動性発現が起こらなか
ったためである。

【０００６】ここで、摺動性が優れているという基準は
動摩擦係数が０．２０未満であることをいう。次いで、
予備実験Ｂとして、上記の予備実験Ａと同じ塗料を用い
塗膜を３８０℃で焼付けをしたところ、動摩擦係数は
０．１８であり、優れた摺動性を示した。このことはＰ
ＴＦＥ微粒子が溶融し塗膜の表面へ移行したためと推察
される。しかしながら、この場合はポリエステル樹脂が
明らかに熱劣化していた。すなわち、曲げ加工性試験と
して曲率半径５ｍｍで９０度曲げ試験を行ったところ塗
膜が剥離し、また塗膜密着性試験として碁盤目セロハン
テープ剥離を行ったところ塗膜の剥離が認められた。

【０００７】従って、摺動性を改善するためにＰＴＦＥ
微粒子を溶融させて使用する場合には、以下のような問
題がある。 １）ＰＴＦＥの融点より耐熱温度が低い比較的安価なマ
トリックス樹脂を使用すると曲げ強度、表面密着性等の
所望の物性が得られず、従ってＰＴＦＥの融点より高い
融点を有して高価な樹脂を使用する必要がある。 ２）塗膜の焼付温度を高く設定する必要があり、従って
焼付け用オーブン能力、操作条件が限定される。 ３）摺動性の発現がＰＴＦＥの表面移行に基づいている
ので、溶融したＰＴＦＥから成る表面層が摩耗すると摺
動性が発現できなくなる。

【０００８】また逆に、前記の予備実験ＡのようにＰＴ
ＦＥ微粒子を溶融させないで単に分散させて使用しても
所望の摺動性が得られない。かかる摺動性の改善が要求
される分野として、自動販売機用シュータが挙げられ
る。自動販売機は、時間、場所を問わず、いつでもどこ
でも、飲料、タバコ等の種々の嗜好品、さらには食品等
を購入できることから、あらゆる場所に設置されてい
る。一方、自動販売機での商品販売に関る人件費削減の
ための自動販売機への商品の投入機会を減らす目的で、
一時期、自動販売機、具体的には商品収納ラックが大型
化して、自動販売機の設置スペースが道路にはみ出す傾
向にあった。しかしながら、このように大型化すると、
設置場所によっては道路の通行の妨害となる等の種々の
問題点が指摘され、そのため奥行きや幅を狭い設置スペ
ースの小さいコンパクトな自動販売機の開発が望まれて
いた。

【０００９】このような、コンパクトな自動販売機にお
いて、上述の如く自動販売機内の商品収納ラックを大型
化することが望まれている。このようにコンパクトな自
動販売機における商品収納ラックを大型化する方法とし
て、商品収納ラック底部の商品搬出口の位置を下げて収
納量を増大する方法が考案されている。この際に、設計
上の観点から、商品収納ラック底部から商品取り出し口
までの商品誘導板（シューターと称する）の傾斜を低減
する必要があった。従来、シューターとして亜鉛めっき
鋼板が用いられてきたが、このようなシューターでは商
品がシューターの途中で止まってしまう恐れがある。更
に、このようなシューターは、商品が繰り返し落下する
ので耐磨耗性が要求されている。

【００１０】例えば、飲料水をはじめとする商品は、温
度調整された収納ラックに収納されており、これに対応
してシューターの温度が設定されている。例えば、低温
保存に対応した商品収納ラックを用いた自動販売機にお
けるシューターでは、シューター温度が約５℃に設定さ
れているため、梅雨時期をはじめとした高湿度下ではシ
ュータ表面に結露が発生して、シューターの表面全体が
水滴に覆われる。このような状態では、商品とシュータ
ーとの間に水が介在して、商品が滑りにくくなり、場合
によってはシューターの途中で商品が止まってしまうこ
とがある。すなわち、このような金属板は、特に表面が
結露した状態では、シューターの滑り性が著しく低下す
るという欠点を有している。

【００１１】シューターの摺動性を改善する方法とし
て、特開平８−５７４１３号公報には、金属板との焼付
け密着性が良好な樹脂とＰＴＦＥとの混合物を主成分と
した塗料を金属板に焼付けた表面摩擦係数の小さい金属
板をシューターに用いることが提案されている。このよ
うな金属板をシューターに用いると、傾斜が緩やかであ
っても商品を安定して滑らせることが可能となる。この
際に金属板に付与された摺動性は、前述の如くＰＴＦＥ
の表面移行に基づくものである。特に、この方法では、
前述の通りのシューター表面に結露が発生した場合に、
摺動性の発現が十分ではなく、商品が途中でとまってし
まうという問題点を有していた。

【００１２】すなわち、本発明者等は予備実験Ｃとし
て、特開平８−５７４１３号公報等に提案されている従
来のＰＴＦＥとＰＴＦＥの融点以上の温度で焼き付けら
れる耐熱性樹脂との混合物をＰＴＦＥの融点以上の温度
で焼付けた樹脂における結露状態で静摩擦係数を測定し
た。すなわち、亜鉛めっき鋼板表面にＰＴＦＥ／ポリエ
ーテルスルホン（５０／５０重量比）をＰＴＦＥの融点
（３２６℃）を超える４１０℃で焼付け塗装した塗装金
属板をシューターに成形加工し、このシューターを−２
０℃に冷却した後、相対湿度６５％の環境に取り出して
結露させ、結露直後に静摩擦係数測定装置を用いて静摩
擦係数を測定したところ、結露していない条件では０．
１０であった静摩擦係数が、結露条件においては０．２
１まで大きく増大していた。

【００１３】また、お茶、コーヒー、紅茶類等の飲料水
は、高温貯蔵する場合がある（以下、高温貯蔵商品と言
う）。このような高温貯蔵商品は、温度調整された収納
ラック内に保存されている。収納ラックに対応したシュ
ーターでは、商品の温度を下げないために、シューター
温度は６０℃程度に設定されている。このような、高温
に設定されたシューターではシューターの表面に塗装さ
れた樹脂塗膜の摩耗が著しく、繰り返し高温商品を落下
させると樹脂塗膜が摩耗して塗膜が剥離してしまう可能
性がある。従って、商品に合わせて温度調整されたシュ
ーターにおいて、結露状態における摺動性が改善された
シューターや高温時においても十分な耐摩耗性を有する
シューターの開発が望まれていた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の課題
は、上述のＰＴＥＦ微粒子を溶融させて使用する場合に
生ずる問題を解決すべく案出されたものであり、ＰＴＦ
Ｅの融点よりも低い温度で焼付け塗装が可能であり、通
常のプレコート鋼板連続塗装設備で安価に摺動性に優れ
た塗装金属板等の処理が可能な摺動性改善用塗料、その
塗装方法及び塗装物を提供することを課題とする。

【００１５】本発明の第二の課題は、設定温度に対応し
た特性、即ち結露状態でも優れた滑動性を発揮すること
が可能な自動販売機用のシューター及び／又は優れた摺
動性を有するとともに高温使用時における耐磨耗性に優
れた自動販売機用のシューターを提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を達成するために鋭意検討した結果、ＰＴＦＥが本来有
する摺動性を従来技術に記載のようなＰＴＦＥを溶融し
て表面移行することに基づくのではなく、所定の平均粒
径を有する未溶融のＰＴＦＥ粒子を所定のマトリックス
樹脂に所定量配合した塗料を所定条件で焼付け塗装する
と、未溶融のＰＴＦＥがその一部が塗膜表面から露出し
た状態で塗膜中に均一に分散した状態となり、その露出
した未溶融のＰＴＦＥ粒子により高い摺動性を発現する
ことを見出して本発明を創作するに至った。このように
して得られた高い摺動性が発現した金属板を特定の条件
で使用すると自動販売機のシューターとして有効である
ことを見出した。

【００１７】すなわち、本発明の第一の態様は、成膜温
度がＰＴＦＥの融点よりも低いマトリックス樹脂９５〜
５０重量％と、平均粒径が２〜４０μｍのＰＴＦＥ５〜
５０重量％とを主成分として含むことを特徴とする材料
表面の摺動性改善用塗料に関する。

【００１８】本発明の第一の態様はまた、成膜温度がＰ
ＴＦＥの融点よりも低いマトリックス樹脂９５〜５０重
量％と、平均粒径が２〜４０μｍのＰＴＦＥ５〜５０重
量％とを主成分として含む摺動性改善用塗料を、金属板
等の処理すべき材料の表面に塗布し、ＰＴＦＥの融点よ
りも低くかつマトリックス樹脂の成膜温度よりも高い温
度で焼付けを行うことを特徴とする材料の塗装方法に関
する。

【００１９】本発明の第一の態様は更に成膜温度がＰＴ
ＦＥの融点よりも低いマトリックス樹脂９５〜５０重量
％と、平均粒径が２〜４０μｍのＰＴＦＥ５〜５０重量
％とを主成分として含む摺動性改善用塗料を、処理すべ
き金属板等の材料の表面に塗布し、ＰＴＦＥ樹脂の融点
よりも低くかつマトリックス樹脂の成膜温度よりも高い
温度で焼付けすることによって得られた摺動性が改善さ
れた塗装物に関する。

【００２０】本発明の第一の態様はまた、金属板等の材
料の表面上に成膜温度がＰＴＦＥの融点よりも低いマト
リックス樹脂９５〜５０重量％を焼付けにより成膜され
たマトリックス塗膜に平均粒径が２〜４０μｍの未溶融
のＰＴＦＥ粒子５〜５０重量％をその一部が塗膜表面か
ら露出した状態で塗膜中に均一に分散して成ることを特
徴とする塗膜が設けられた高い摺動性を有する塗装物に
関する。

【００２１】本発明の第二の態様は、金属板の表面上に
ポリテトラフルオロエチレン樹脂を配合した樹脂塗料を
設けてなる自動販売機用シューターにおいて、成膜温度
がポリテトラフルオロエチレン樹脂の融点よりも低いマ
トリックス樹脂９５〜５０重量％を焼付けることにより
成膜されたマトリックス塗膜に平均粒径が２〜４０μｍ
の未溶融のポリテトラフルオロエチレン樹脂の粒子５〜
５０重量％をその一部が塗膜表面から露出した状態で塗
膜中に均一に分散し、かつ上記樹脂塗膜表面の対水接触
角が１００度以下であることを特徴とする。

【００２２】本発明の第二の態様はまた、金属板の表面
上にポリテトラフルオロエチレン樹脂を配合した樹脂塗
料を設けてなる自動販売機用シューターにおいて、成膜
温度がポリテトラフルオロエチレン樹脂の融点よりも低
いマトリックス樹脂９５〜５０重量％を焼付けることに
より成膜されたマトリックス塗膜に平均粒径が２〜４０
μｍの未溶融のポリテトラフルオロエチレン樹脂の粒子
５〜５０重量％をその一部が塗膜表面から露出した状態
で塗膜中に均一に分散し、かつ使用温度における樹脂塗
膜の破断強度が２０Ｎ／ｍｍ²以上であることを特徴と
する。

【００２３】さらにまた本発明の第二の態様は、金属板
の表面上にポリテトラフルオロエチレン樹脂を配合した
樹脂塗料を設けてなる自動販売機用シューターにおい
て、成膜温度がポリテトラフルオロエチレン樹脂の融点
よりも低いマトリックス樹脂９５〜５０重量％を焼付け
により成膜されたマトリックス塗膜に平均粒径が２〜４
０μｍの未溶融のポリテトラフルオロエチレン樹脂の粒
子５〜５０重量％をその一部が塗膜表面から露出した状
態で塗膜中に均一に分散し、かつ使用温度における上記
樹脂塗膜表面の対水接触角が１００度以下であり、かつ
樹脂塗膜の破断強度が２０Ｎ／ｍｍ²以上であることを
特徴とする。また、本発明の第二の態様は、上記シュー
ターを設けた自動販売機に関する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は、本発明による摺動性の発現の概念を示す
断面図であり、図２は、従来の技術による摺動性の発現
の概念を示す断面図である。本発明の摺動性改善機構
は、図１に示す通り、材料３の表面上でＰＴＦＥ粒子１
がマトリックス塗膜２全体に均一に分散し、なおかつ同
様の頻度で塗膜表面近傍にも存在し、この塗膜２の表面
近傍に存在する未溶融のＰＴＦＥ粒子１が一部塗膜表面
から露出し、そして、この露出部が対象面に対して摺動
性を発現する。加えて、ＰＴＦＥ粒子１は未溶融の粒子
であるため、塗膜２の表面から露出した部分と対象面と
の接触面積は小さく、摺動性をより一層増大させる効果
を生じる。なお、ＰＴＦＥ粒子１は塗膜２中に均一に分
散していることから、塗膜２が摩耗しても摺動性は保持
される特徴を有し、この点では従来のＰＴＦＥ微粒子が
溶融して表面に移行してＰＴＦＥ層４を形成する図２に
示すような従来技術の塗料と比較して耐久性が格段に高
い。本発明は、このような観点から創作されたものであ
り、本発明による摺動性改善用塗料におけるＰＴＦＥの
粒径および塗料中の配合量が重要な要素となる。

【００２５】このような観点から、本発明におけるＰＴ
ＦＥの平均粒径は２〜４０μｍの範囲であり、好ましく
は２〜２０μｍの範囲である。ＰＴＦＥの平均粒径が２
μｍ未満では、塗膜中に均一に分散したＰＴＦＥ粒子が
塗膜面から露出する（換言すればＰＴＦＥ粒子が塗膜表
面から突き出る）形態を取り難く、そのため摺動性が発
現できないので好ましくない。逆に、ＰＴＦＥの平均粒
径が４０μｍを超えると、ＰＴＦＥ粉末を配合した樹脂
塗量を金属板等の材料の表面に塗装する際の塗料の塗布
性に問題があり、均一な塗装ができないので好ましくな
い。より具体的には、例えば金属板に塗装する際にロー
ルコータで塗装する場合には、ＰＴＦＥ粉末がピックア
ップロールとアプリケーターロールの間で挟まり、また
カーテンフローコータで塗装する場合にはカーテンが切
れてしまい均一な塗装はできなくなる。

【００２６】また、ＰＴＦＥ粒子は、塗膜表面から突き
出た形態をとり、なおかつ対象面との接触面積を小さく
すると摺動性を増大させるので、球状の粒子形態である
ことが好ましい。本発明において、上述の通りのＰＴＦ
Ｅ粒子をマトリックス樹脂（バインダー樹脂）に配合す
るが、その際のＰＴＦＥ粒子の配合量は、全体を１００
重量％として、５〜５０重量％の範囲である。ＰＴＦＥ
粒子の配合量が５重量％未満では、塗膜表面への露出量
や露出頻度が低くなり、十分な摺動性を得ることができ
ないので好ましくない。逆に、ＰＴＦＥ粒子の配合量が
５０重量％を超えると、塗膜の物性、例えば曲げ加工性
や衝撃加工性が低下するので好ましくない。

【００２７】また、この際に使用されるマトリックス樹
脂は、樹脂塗料全体の焼付け温度がＰＴＦＥの融点より
も低くなるように適宜選択される。すなわち、本発明に
よる塗料の摺動性の発現は、前述の如く従来の塗料のよ
うにＰＴＦＥ微粒子の溶融による表面移行に基づくもの
ではなく、ＰＴＦＥ粒子を未溶融状態でマトリックス塗
膜中に均一に存在させることによるものだからである。

【００２８】このようなマトリックス樹脂としては、成
膜温度がＰＴＦＥの融点よりも低い樹脂であり、かつ焼
付け塗装用の樹脂として通常に使用されているものであ
れば特に限定されるものではなく、例えばポリエステル
樹脂、線状高分子ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶｄＦ）／
アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられる。

【００２９】また、樹脂塗料には、その使用目的に応じ
て当該技術分野に公知の種々の添加物、例えば、着色顔
料、体質顔料等の顔料、防錆顔料等を添加することがで
きる。本発明における樹脂塗料は、処理すべき材料、例
えばＡｌ板、普通鋼板、Ｚｎめっき鋼板、Ａｌめっき鋼
板、Ｚｎ−Ａｌめっき鋼板、ステンレス鋼板等の金属板
に通例の方法で適用することが可能であり、またこれら
の金属板は必要に応じてリン酸塩処理、塗布型クロメー
ト処理等を施すことができる。また、本発明において
は、ＰＴＦＥの融点より低い温度で焼付けが可能である
ので、金属板以外に、エンジニアリングプラスチック、
木材、ガラス板、セラミックス等にも適用可能である。

【００３０】以下、本発明による樹脂塗料の適用法につ
いて説明する。本発明における樹脂塗料をまず、処理す
べき材料の表面に塗布する。この際の塗布法について
は、金属板等の処理すべき材料に樹脂塗料を適用できる
方法であれば特に限定されるものではなく、例えばロー
ルコータ、カーテンコータによる公知の方法が挙げられ
る。このようにして金属板等に塗布するが、その際の塗
布量は、塗布する塗料の配合、塗布する材料の種類、要
求される摺動性等により異なるが、一般には乾燥厚みで
３〜４０μｍの範囲である。

【００３１】次いで、このようにして摺動性を改善しよ
うとする材料の表面に塗布された本発明による摺動性改
善用塗料の焼付け乾燥処理を行う。この際の焼付け温度
は、ＰＴＦＥの融点より低い温度でかつマトリックス樹
脂の融点より高い温度で適宜選択される。通常は、オー
ブン中で材料温度が最高到達温度として１８０〜２５０
℃となるように３０〜１２０秒加熱することによって焼
付けを行う。本発明による塗料を焼付け後、直ちに冷却
処理を行う。このようにして処理すると、摺動性が要求
される材料の表面上に本発明による塗料の塗膜が形成さ
れる。

【００３２】なお、本発明による摺動性を付与する方法
において、金属板等の摺動性を改善すべき材料の表面に
予めプライマー層を設けてもよい。例えば、金属板表面
にプライマー層を設け、次いで本発明による塗膜を形成
する場合には、上記の本発明による塗料の適用方法と同
様にしてプライマー塗料を乾燥厚みで１〜１０μｍの塗
膜が形成されるように塗装、乾燥しておき、その上に本
発明による塗料を適用することもできる。なお、本明細
書においては主として金属板に本発明による摺動性改善
用の塗料を塗布することについて記載してきたが、本発
明による塗料は、これに限定されるものではなく、例え
ば本発明の焼付け温度よりも高い融点を有する樹脂によ
り成形された成形物、木材、ガラス類、セラミック類等
にも適用可能である。

【００３３】更に、本発明による焼付け方法についても
特に熱オーブンでの加熱に限定されるものではない。例
えば、既存の設備の金属板等の処理すべき材料の表面に
摺動性を付与したい場合や特定部位に選択的に摺動性を
付与したい場合には、上記の通りに本発明による塗料を
塗布した後、アイロン、焼きごて、加熱ローラ等の接触
熱伝導による加熱処理を行い、次いで急冷することによ
って、既存の設備を分解することなしに、あるいは特定
の部位に選択的に摺動性を付与することが可能である。

【００３４】（自動販売機用シューター）本発明の第二
の態様において、金属板の表面上にポリテトラフルオロ
エチレン樹脂を配合した樹脂塗料を設けてなる自動販売
機用シューターにおいて、成膜温度がポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂の融点よりも低いマトリックス樹脂９５
〜５０重量％を焼付けることにより成膜されたマトリッ
クス塗膜に平均粒径が２〜４０μｍの未溶融のポリテト
ラフルオロエチレン樹脂の粒子５〜５０重量％をその一
部が塗膜表面から露出した状態で塗膜中に均一に分散し
た自動販売機用のシューターが提供される。

【００３５】本発明における自動販売機用のシューター
は、ａ）樹脂塗膜表面の対水接触角が１００度以下とす
ることによって、摺動性が改善され、かつ結露状態でも
その摺動性を発揮可能な自動販売機用のシューター及び
ｂ）使用温度における樹脂塗膜の破断強度を２０Ｎ／ｍ
ｍ²以上とすることによって、高温貯蔵商品に対応した
自動販売機用シューターが提供される。なお、これらの
態様において、使用する樹脂塗料は基本的には第一の態
様と同様であるのでその詳細については省略する。

【００３６】（結露状態での摺動性の改善機構） （対水接触角）図３に示す通り、空気中にある固体表面
に液体がある場合、固体、液体、気体の三相の接点Ｐか
ら液体に引いた切線と固体とのなす角のうち、液体を含
む方の角をその液体の固体に対する接触角と言う。本発
明の如く、液体が水の場合にこれを「対水接触角」と言
う。

【００３７】すなわち、本発明者等は、上記予備実験Ｃ
で、従来の塗装金属板を用いたシュータが結露状態にお
ける静摩擦係数の増大する原因について鋭意検討を行っ
たところ、ＰＴＦＥの対接触角が大きいことが原因であ
ることが判った。

【００３８】具体的には、結露水が塗装金属板表面に対
して濡れにくいために、塗装金属板表面を飲料缶等の商
品が滑り落ちる際に、水は塗装金属板の滑落を抑制しよ
うと大きく働くことによる。ここで、濡れやすさとは、
固体表面への液体の濡れ拡がり具合を示し、濡れにくい
とは接触角が大きく、液体、すなわち水が水銀のように
玉の状態となることを言う。

【００３９】同様な現象は、例えば撥水加工した、すな
わち対水接触角の大きい自動車のフロントガラスでは、
ワイパーのゴムの摩耗、機械的損傷が著しいことや、ふ
っ素加工したお釜では、通常のお釜に比べて、お釜を濯
ぐ際に感じる手への抵抗が大きいことが挙げられる。従
って、高い摺動性を発現するＰＴＦＥが撥水性を有して
おり、このことが結露下での摩擦係数の増加の原因とな
っている。

【００４０】本発明の塗装金属板の塗装に使用する樹脂
塗料は、上述の第一の態様で記載した通り、ＰＴＦＥを
全面に覆うのではなく、ＰＴＦＥが露出した形態を取
る。このため、全面がＰＴＦＥで覆われている、従来の
塗装金属板の対水接触角が事実上ＰＴＦＥの対水接触角
であるのとは異なり、本発明においてシューターに使用
する塗装金属板においては、マトリックス樹脂に大きく
依存する。すなわち、後述の通り、この態様において、
マトリックス樹脂の配合量、ＰＴＦＥの平均粒径を調整
することによって対水接触角を調整することが可能であ
る。この態様における樹脂塗料表面の対水接触角は、１
００度以下であり、９０度以下であることがより好まし
い。樹脂塗料表面の対水接触角が１００度を超えると結
露状態での商品の滑り性が著しく低下する。

【００４１】（金属板）本発明よるシューターにおいて
使用される金属板は、従来自動販売機のシューターとし
て使用されてきたものであれば特に限定されるものでは
なく、例えばＡｌ板、普通交換、Ｚｎめっき鋼板、Ａｌ
めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌめっき鋼板、ステンレス鋼板等
が挙げられ、これらの金属板は必要に応じてリン酸塩処
理、塗布型クロメート処理が施される。 （ＰＴＦＥ粉末）ＰＴＦＥ粉末については、上記の第一
の態様と同様であるのでその説明を省略する。但し、Ｐ
ＴＦＥ粉末のマトリックス樹脂への配合量が対水接触角
の調整に関与し、５０重量％を超えると本発明の範囲を
逸脱して対水接触角が大きくなるので好ましくない。 （マトリックス樹脂）この態様に用いられるマトリック
ス樹脂は、上記第一の態様と同様に樹脂塗料全体の焼付
け温度がＰＴＦＥの融点よりも低くなるように適宜選択
され、例えばポリエステル樹脂、線状高分子ポリエステ
ル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹
脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフッ化ビニ
リデン樹脂（ＰＶｄＦ）／アクリル樹脂、塩化ビニル樹
脂等が挙げられる。これらの樹脂はいずれも単体では対
水接触角は９０度未満であり、この態様における樹脂塗
膜表面の対水接触角を１００度以下に制御するためには
マトリックス樹脂固有の対水接触角とＰＴＦＥの配合量
とのバランスで調整することが可能であり、ＰＴＦＥの
配合量が少ないほど樹脂塗膜表面の対水接触角を低下さ
せることが可能である。

【００４２】なお、この態様において、前述の第一の態
様と同様に樹脂塗料中に任意成分を添加することも可能
である。また、金属板の表面に樹脂塗膜を形成する方法
についても前述の第一の態様と同様である。このように
して得られたこの態様による塗装金属板を自動販売機の
シューターとして用いると、ＰＴＦＥが塗膜中に均一に
分散しかつ塗膜表面の対水接触角も小さいので、従来の
シューターに比較して、結露状態でも良好な滑り性を発
現可能であるとともに、塗膜が摩耗しても摺動性が保持
され、耐久性が高い。従って、飲料缶、飲料ビン等の比
較的重量のある商品が繰り返し落下するシューターに非
常に好適である。

【００４３】また、本発明の第二の態様において、ｂ）
金属板の表面上にポリテトラフルオロエチレン樹脂を配
合した樹脂塗料を設けてなる自動販売機用シューターに
おいて、成膜温度がポリテトラフルオロエチレン樹脂の
融点よりも低いマトリックス樹脂９５〜５０重量％を焼
付けることにより成膜されたマトリックス塗膜に平均粒
径が２〜４０μｍの未溶融のポリテトラフルオロエチレ
ン樹脂の粒子５〜５０重量％をその一部が塗膜表面から
露出した状態で塗膜中に均一に分散し、かつ樹脂塗膜の
使用温度における破断強度を２０Ｎ／ｍｍ²以上とする
ことによって、高温貯蔵商品に対応した自動販売機用シ
ューターが提供される。

【００４４】（高温時における耐久性の改善機構）この
態様において、前述の通りシューターは、使用温度、代
表的には６０℃程度に加温されている。この温度で高温
商品を繰り返し落下させると樹脂塗膜が熱軟化により耐
磨耗性が損なわれ、塗装金属板の表面素地が露出する可
能性がある。この問題を解決するために、この態様にお
いて、破断強度を制御することによって使用温度に加温
された塗装金属板の耐磨耗性を改善する。

【００４５】耐磨耗性を決定する因子は、樹脂塗膜の凝
集エネルギーであり、この凝集エネルギーは高分子材料
のみならず、あらゆる材料において温度上昇と共に低下
する。特に樹脂塗膜のマトリックス樹脂である高分子材
料においては、常温下でガラス領域であるものが使用温
度、代表的には６０℃ではガラス転移温度を超えて、ゴ
ム領域に達し、凝集エネルギーがガラス転移温度を境に
著しく低下するものがある。

【００４６】本発明のこの態様によると、この凝集エネ
ルギーは、樹脂塗膜の破断強度で規定することが可能す
ることを見出した。すなわち、この態様において、樹脂
塗膜の使用温度における破断強度を２０Ｎ／ｍｍ²以上
と規定することによって、高温貯蔵用商品用の自動販売
機用のシューターの耐摩耗性を改善することが可能であ
る。この破断強度が２０Ｎ／ｍｍ²未満であると、耐摩
耗性に劣り、例えば５００ｍｌの飲料缶を連続落下させ
ると、落下回数が５０万回以下で摩耗による金属素地の
露出が観察されるので好ましくない。この態様におい
て、上述の結露状態でも摺動性の発現が可能なシュータ
ーの態様と異なる点は、マトリックス樹脂の選定であ
り、それ以外の繰り返し部分についてはその説明は省略
する。

【００４７】（マトリックス樹脂）この態様においてマ
トリックス樹脂として使用される樹脂として、上記第一
の態様及び上記結露状態においても摺動性が発現可能な
シューターにおいて使用される樹脂塗料全体の焼付け温
度がＰＴＦＥの融点よりも低くなる樹脂のうち、ポリエ
ステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタ
ン樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げら
れ、これらのうち樹脂のガラス転移温度、分子量、橋か
け密度（橋かけ間分子量）等を制御して、６０℃におけ
る樹脂塗膜の破断強度を２０Ｎ／ｍｍ²以上となるよう
に制御する。樹脂のガラス転移温度、分子量、橋かけ密
度（橋かけ間分子量）等の物性と６０℃における樹脂塗
膜の破断強度との関係は一義的には規定できず、これら
がコンプレックス化して６０℃における樹脂塗膜の破断
強度が決定される。一般に、樹脂のガラス転移温度が高
く、分子量が大きく、橋かけ密度が高く（橋かけ分子量
が小さく）、また硬化剤の官能基数が多く、その硬化剤
のガラス転移温度が高いほど、樹脂塗膜の破断強度が高
くなり、すなわち６０℃における破断強度も大きくなる
ような傾向を示す。従って、この態様においてはＰＴＦ
Ｅの融点である３２７℃より低い温度で焼付けが可能で
あり、また６０℃における樹脂塗膜の破断強度が２０Ｎ
／ｍｍ²以上となるマトリックス樹脂を適宜選択するこ
とができる。なお、ポリエーテルサルホン樹脂もＰＴＦ
Ｅの融点である３２７℃より低い温度で焼付けが可能で
あり、また使用温度における樹脂塗膜の破断強度が２０
Ｎ／ｍｍ²以上となる。

【００４８】このようなマトリックス樹脂を使用して、
上述のシューターと同様な方法で金属板上に塗膜を形成
することによって、使用温度で保持されても充分な耐磨
耗性を有する摺動性が改善されたシューターを得ること
ができる。

【００４９】なお、本発明におけるシューターにおい
て、ａ）樹脂塗膜表面の対水接触角を１００度以下に規
定し、ｂ）かつ樹脂塗膜の使用温度における破断強度を
２０Ｎ／ｍｍ²以上とすることにより、結露時において
も十分な摺動性を発現可能でかつ高温時でも充分な耐磨
耗性を有する摺動性が改善されたシューターを提供する
ことが可能である。

【００５０】従って、本発明のこの態様において、収納
される商品の収納温度に見合った性能を有する摺動性が
改善されたシューターが提供される。

【００５１】

【実施例】（実施例１〜６及び比較例７〜１２）以下、
本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明す
る。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。板厚０．５ｍｍ、亜鉛目付量片面４５
ｇ／ｍ²の溶融亜鉛めっき鋼板に塗布型クロメート処理
を施し、表１に示す樹脂塗料を乾燥膜厚で１０μｍにな
るように、塗布し６０秒間表１に示す条件で熱オーブン
中で焼付けた。なお、樹脂塗料にはいずれもカーボンブ
ラックを１０重量％配合した。また、実施例４〜６およ
び比較例１０〜１２では、Ｓｒ−Ｃｒ系防錆顔料を２０
重量％配合した乾燥膜厚５μｍのポリエステルプライマ
ー層を予め設けた。得られた塗装金属板の特性を表１に
示す。表１において、曲げ加工性、衝撃強度はＪＩＳ
Ｚ５４００およびＧ３３１２に準拠して、４Ｔ曲げ加工
後のセロハンテープ剥離試験、１ｋｇ×５０ｃｍの衝撃
加工後のセロハンテープ剥離試験で評価した。動摩擦係
数は、（株）東洋精機製作所製測定機ＴＲ型を用いて対
象面：ＳＵＳ３０４ＢＡ板に対する値を測定した。な
お、摺動性に優れた金属板としては動摩擦係数０．２０
未満である必要がある。

【００５２】

【表１】

【００５３】表１の結果から明らかなように、本発明に
よる塗装金属板（実施例１〜６）は、何れも良好な塗装
外観、曲げ加工性、衝撃加工性、動摩擦係数を示した。
これに対して、本発明の要件を満たしていない比較例
（比較例７〜１２）では、塗装外観が不良であったり、
曲げ加工性、衝撃加工性が乏しかったり、動摩擦係数が
低かったりして、優れた塗装金属板は得られなかった。

【００５４】（結露状態での摺動性が改善された自動販
売機用のシューター） 実施例１３〜１８及び比較例１９〜２４ 板厚０．８ｍｍ、亜鉛目付量片面４５ｇ／ｍ²の溶融亜
鉛めっき鋼板に塗布型クロメート処理を施し、表２に示
す塗料樹脂を乾燥膜厚で１４μｍとなるように塗装し、
６０秒間焼付けた。なお、樹脂塗料にはいずれもカーボ
ンブラックを１０重量％配合し、また実施例１５〜１９
及び比較例２１〜２４についてはＳｒ−Ｃｒ系防錆顔料
を２０重量％配合したエポキシ樹脂プライマーを膜厚が
５μｍになるように塗装し、２１０℃で４５秒間焼付け
た、また、得られた塗装金属板を自動販売機シューター
に成形加工した。

【００５５】次いで、水平に配置したシューターの上に
１）角型５００ｍｌＰＥＴボトルおよび２）角型２００
ｍｌ紙パックを、飲料口が下向きになるように載せ、シ
ューターの下方側を試験台に固定して、シューターの上
方側について０．５度/秒の速度でシューター角度を増
大させ、１）角型５００ｍｌＰＥＴボトル及び２）角型
２００ｍｌ紙パックが滑り出した角度を結露の有無の場
合について評価した。結露無しの測定環境は、２０℃で
相対湿度６５％であり、結露有りの測定環境は、−２０
℃に冷却したシューターを上記測定環境下に取り出して
結露させた直後に行ったものである。なお、商品の滑り
出し角度は、結露の有無に関わらず１０度以下であるこ
とが必要である。

【００５６】また、シューターを１０度に傾斜させた状
態で、同じ位置に直径１０ｍｍのステンレス球を１００
０個落下させた場合の表面外観について、塗膜剥離の有
無を目視評価した。塗膜剥離を起こさなかったものを異
常なしとし、塗膜剥離を生じたものを異常ありとした。
これらの結果を表２に併記した。

【００５７】

【表２】

【００５８】表２の結果から明らかな通り、本発明のこ
の実施態様による自動販売機シューターは、いずれも優
れた摺動性を有し、かつ結露状態においても商品の取り
出し角度の著しい増加は認められなかったのに対して、
比較例における自動販売機シューターにおいては、摺動
性に乏しかったり、結露状態での滑り出し角度が大きか
ったりあるいはステンレス球落下試験において塗膜剥離
を生じる等の欠点を有していた。 実施例２５〜２９及び比較例３０〜３５ 板厚０．８ｍｍ、亜鉛目付量片面４５ｇ／ｍ²の溶融亜
鉛めっき鋼板に塗布型クロメート処理を施し、Ｓｒ−Ｃ
ｒ系防錆顔料を２０重量％配合したエポキシ樹脂プライ
マーを膜厚が５μｍになるように塗装し、２１０℃で４
５秒間焼付け、表３に示すカーボンブラックを１０重量
％配合した樹脂塗料を乾燥膜厚で１４μｍとなるように
塗装し６０秒間焼付けた。そして得られた塗装金属板を
自動販売機シューターに成形加工した。

【００５９】次いで、水平に配置したシューターの上に
１）角型５００ｍｌＰＥＴボトルおよび２）角型２００
ｍｌ紙パックを、飲料口が下向きになるように載せ、シ
ューターの下方側を試験台に固定して、シューターの上
方側について０．５度/秒の速度でシューター角度を増
大させ、１）角型５００ｍｌＰＥＴボトル及び２）角型
２００ｍｌ紙パックが滑り出した角度を測定した。この
測定環境は、２０℃で相対湿度６５％である。商品の滑
り出し角度は、１０度未満である必要がある。

【００６０】また、６０℃の環境下で、シューターに３
５０ｍｌコーヒースチール缶を５０万回連続落下させ
て、高温時の塗膜磨耗性を評価した。５０万回連続落下
試験を実施して、塗膜摩耗による素地露出が見られない
ものを異常なしと評価した。これらの結果を表３に併記
した。

【００６１】

【表３】

【００６２】表３から明らかな通り、この態様における
６０℃における破断強度が２０Ｎ／ｍｍ²以上の本発明
による塗膜を適用した自動販売機用シューターは、いず
れも優れた摺動性を発現しかつ、高温での塗膜磨耗性に
優れていた。これに対して、比較例の自動販売機用シュ
ーターは、摺動性が乏しかったり、高温での塗膜性に劣
っていた。

【００６３】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、マトリッ
クス樹脂として成膜温度がＰＴＦＥの融点よりも低い樹
脂を使用し、かつ特定の粒径のＰＴＦＥを特定の量で配
合して成る材料表面の摺動性改善用塗料であり、樹脂塗
膜中にＰＴＦＥ粒子が溶融することなしに均一に分散し
ても高い摺動性を発現する塗料であるので、安価に製造
可能であり、かつ既存の設備を使用して焼付塗装が可能
であり、得られた塗装物は、塗膜が摩耗して消滅する直
前まで摺動性が保持可能であるという優れた効果を奏す
る。また、本発明によると、結露時においても優れた摺
動性を発現することが可能であり、及び／又は高温時に
おいても摺動性と耐磨耗性に優れたシューターが得られ
る。従って、使用状況に応じて、所望の性質を有するシ
ューターが提供可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による摺動性の発現の概念を示す断面図
である。

【図２】従来の方法による摺動性の発現の概念を示す断
面図である。

【図３】本発明に使用される用語「対水接触角」を説明
するための図面である。

【符号の説明】

１．．．ＰＴＦＥ粒子 ２．．．マトリックス塗膜 ３．．．材料（鋼板） ４．．．ＰＴＦＥ層 ５．．．塗膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｄ 5/00 Ｃ０９Ｄ 5/00 Ｇ Ｇ０７Ｆ 9/00 １０９ Ｇ０７Ｆ 9/00 １０９Ｆ //(Ｃ０９Ｄ 201/00 127:18） (72)発明者 大久保 謙二 千葉県市川市高谷新町７番地の１ 日新製 鋼株式会社技術研究所内 (72)発明者 興石 謙二 千葉県市川市高谷新町７番地の１ 日新製 鋼株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 3E044 AA01 FB08 4D075 CA02 CA09 DA06 DB01 DC10 DC19 EB13 EB16 EB18 EB53 EB57 4J038 CD122 EA011 KA20 MA02 MA14 PC02

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成膜温度がポリテトラフルオロエチレン
   樹脂の融点よりも低いマトリックス樹脂９５〜５０重量
   ％と、平均粒径が２〜４０μｍのポリテトラフルオロエ
   チレン樹脂５〜５０重量％とを主成分として含むことを
   特徴とする材料表面の摺動性改善用塗料。
2. 【請求項２】 成膜温度がポリテトラフルオロエチレン
   樹脂の融点よりも低いマトリックス樹脂９５〜５０重量
   ％と、平均粒径が２〜４０μｍのポリテトラフルオロエ
   チレン樹脂５〜５０重量％とを主成分として含む摺動性
   改善用塗料を、処理すべき材料の表面に塗布し、ポリテ
   トラフルオロエチレン樹脂の融点よりも低くかつマトリ
   ックス樹脂の成膜温度よりも高い温度で焼付けを行うこ
   とを特徴とする材料の塗装方法。
3. 【請求項３】 成膜温度がポリテトラフルオロエチレン
   樹脂の融点よりも低いマトリックス樹脂９５〜５０重量
   ％と、平均粒径が２〜４０μｍのポリテトラフルオロエ
   チレン樹脂５〜５０重量％とを主成分として含む摺動性
   改善用塗料を、処理すべき材料の表面に塗布し、ポリテ
   トラフルオロエチレン樹脂の融点よりも低くかつマトリ
   ックス樹脂の成膜温度よりも高い温度で焼付けすること
   によって得られた高い摺動性を有する塗装物。
4. 【請求項４】 材料の表面上に成膜温度がポリテトラフ
   ルオロエチレン樹脂の融点よりも低いマトリックス樹脂
   ９５〜５０重量％を焼付けにより成膜されたマトリック
   ス塗膜に平均粒径が２〜４０μｍの未溶融のポリテトラ
   フルオロエチレン樹脂の粒子５〜５０重量％をその一部
   が塗膜表面から露出した状態で塗膜中に均一に分散して
   成ることを特徴とする塗膜が設けられた高い摺動性を有
   する塗装物。
5. 【請求項５】 前記材料が金属である請求項３または請
   求項４に記載の高い摺動性を有する塗装物。
6. 【請求項６】 金属板の表面上にポリテトラフルオロエ
   チレン樹脂を配合した樹脂塗料を設けてなる自動販売機
   用シューターにおいて、成膜温度がポリテトラフルオロ
   エチレン樹脂の融点よりも低いマトリックス樹脂９５〜
   ５０重量％を焼付けることにより成膜されたマトリック
   ス塗膜に平均粒径が２〜４０μｍの未溶融のポリテトラ
   フルオロエチレン樹脂の粒子５〜５０重量％をその一部
   が塗膜表面から露出した状態で塗膜中に均一に分散し、
   かつ上記樹脂塗膜表面の対水接触角が１００度以下であ
   ることを特徴とする、自動販売機用のシューター。
7. 【請求項７】 金属板の表面上にポリテトラフルオロエ
   チレン樹脂を配合した樹脂塗料を設けてなる自動販売機
   用シューターにおいて、成膜温度がポリテトラフルオロ
   エチレン樹脂の融点よりも低いマトリックス樹脂９５〜
   ５０重量％を焼付けることにより成膜されたマトリック
   ス塗膜に平均粒径が２〜４０μｍの未溶融のポリテトラ
   フルオロエチレン樹脂の粒子５〜５０重量％をその一部
   が塗膜表面から露出した状態で塗膜中に均一に分散し、
   かつ使用温度における樹脂塗膜の破断強度が２０Ｎ／ｍ
   ｍ²以上であることを特徴とする、自動販売機用のシュ
   ーター。
8. 【請求項８】 金属板の表面上にポリテトラフルオロエ
   チレン樹脂を配合した樹脂塗料を設けてなる自動販売機
   用シューターにおいて、成膜温度がポリテトラフルオロ
   エチレン樹脂の融点よりも低いマトリックス樹脂９５〜
   ５０重量％を焼付けることにより成膜されたマトリック
   ス塗膜に平均粒径が２〜４０μｍの未溶融のポリテトラ
   フルオロエチレン樹脂の粒子５〜５０重量％をその一部
   が塗膜表面から露出した状態で塗膜中に均一に分散し、
   かつ上記樹脂塗膜表面の対水接触角が１００度以下であ
   り、かつ使用温度における樹脂塗膜の破断強度が２０Ｎ
   ／ｍｍ²以上であることを特徴とする、自動販売機用の
   シューター。
9. 【請求項９】 請求項６ないし８のいずれか一つに記載
   の自動販売機用のシューターを設けた自動販売機。