JPH02235738A - 防食二重被膜を有する金属製品およびその製法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は合成樹脂粉体塗料の防食二重被膜を有する金属
製品および該金属製品の製造法に関する。詳しくは、飽
和ポリエステル樹脂粉体塗料と、該飽和ポリエステル樹
脂粉末と同じ材料および弗素樹脂粉末塗料との混合物か
ら成る粉末とを金属製品上に順次焼付けた二重構造被膜
を有する金属製品およびその製造法に関する。

［従来の技術およびその問題点］ 弗素系樹脂は一般に安定であり、耐熱、耐薬品性、耐溶
剤性、離型性等、優れた性能を有するため、金属の塗膜
用に有用である。しかしながら、コストが高いこと、作
業工程が難かしく、塗装に大変手間がかかる等の難点が
ある。しかも形成された該樹脂の塗膜の密着は他の樹脂
、例えばエボキシ樹脂等に比べてはるかに弱い。

従って本発明の主目的は、上記の弗素樹脂の難点を克服
すると同時に、弗素樹脂の優れた性能を何等損うことな
く、金属基材に良好に密着した防食被膜を形成すること
にある。

ｒ問題点を解決するための手段〕 本発明によって、金属基材；該基材表面に融着された飽
和ポリエステル樹脂から本質的に成る下部被膜；および
該飽和ポリエステル樹脂と同一の樹脂および該樹脂より
も高融点の弗素樹脂粉末から本質的に成り、該飽和ポリ
エステル樹脂を介して該下部被膜と一体化された上部被
膜であって、その表面は実質的に均一に分散し且つ該飽
和ポリエステル樹脂により固定された該弗素樹脂粉末か
ら成る該上部被膜、を含む、防食二重被膜を有する金属
製品が提供される。

上記の金属製品は、金属基材上に、飽和ポリエステル樹
脂粉末から本質的に成る塗料を焼付し（第１焼付工程）
、次いで該飽和ポリエステル樹脂と同一の樹脂の粉末お
よび該樹脂よりも高融点の弗素樹脂粉末の混合粉末から
本質的に成る塗料を該飽和ポリエステル樹脂の融点以上
且つ該弗素樹脂の融点未満の温度で焼付る（第２焼付工
程）ことを特徴とする方法によって製造することができ
る． 上記の第１および第２の焼付工程は、被塗装物である金
属基材を所定の温度に加熱し、加熱された該基材上に上
記二種の粉末塗料を順次焼付することによって、余熱を
利用して一気に実施することができる．第２の焼付工程
の後は、塗装された金属基材を冷水等に浸して急冷する
のが好ましい． 上記の二重被膜の上部被膜においては、弗素樹脂粉末は
溶融せずに粉末の形体にあり、該粉末は実質的に均一に
表面に分布して，実質的に弗素樹脂粉末から成る表面層
を形成している。また該粉末粒子は少なくとも一部分が
飽和ポリエステル樹脂に埋まって固定されている。

本発明で使用する飽和ポリエステル樹脂粉末は、テレフ
タル酸、イソフタル酸又はこれらの混合物のような餡和
多塩基酸と、エチレングリコール等のグリコールとのエ
ステル結合により得られる樹脂であって、通常融点約２
４０゜〜３３０℃、好ましくは約２４０〜約２８０℃“
のものが有利に使用される。イソフタル酸成分約８〜約
２０モル％を含む、固有粘度約０．７〜約１．０の熱可
塑性ポリエチレンテレフタレートを用いた場合、特に優
れた金属基材との融着が得られる。該粉末の粒径は、通
常粉末塗料として用いられる範囲のものが使用できるが
下部被膜用として用いる場合は通常約８０〜約３５０メ
ッシェ（約１７５〜約４ｏμ）の粒径の粉末が用いられ
、弗素系樹脂粉末と混合して２回目の焼付に用いる場合
は比較的小粒径のもの、例えば約２０〜約３０μの粒径
の粉末を用いるのが好ましい。

弗素樹脂粉末としては、通常四フッ化エチレンおよび三
フッ化エチレンの重合体又は共重合体、或は四フッ化エ
チレンおよび／または三フッ化エチレンを主成分とする
エチレン或はブロビレン若しくはビニルエーテルの共重
合体であって、使用する飽和ポリエステル樹脂よりも融
点が約３０℃以上高いもの、好ましくは融点約３００℃
以上のもの、更に好まし《は融点約３５０℃以上、特に
融点約４００℃前後のものが使用される。具体的には四
フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・六フツ化ブロ
ビレン樹脂、三フッ化ビニリデン樹脂、四フッ化バーフ
ロロアルキルビニルエーテル樹脂が例示される。

該粉末の粒径は約２０μ以下、好ましくは約１５μ以下
、特に好まし《は約５〜約１０μである。

第２焼付工程で用いられる混合粉末塗料は、弗素樹脂を
該塗料全体の通常約５〜約５０重量％、好ましくは約ｌ
Ｏ〜約３０重量％、更に好ましくは約１５〜約２５重量
％含む。特に弗素樹脂を約２０重量％含む場合、優れた
防食金属製品が得られる． 第１および第２焼付工程に用いる各粉末塗料は、上記の
樹脂粉末の他の塗料に通常用いられる添加剤、例えば顔
料、を焼付け塗装を妨げない量で含んでもよい． 第１焼付工程は、使用した飽和ポリエステル樹脂の融点
以上、好まし《は該融点より約２０℃以上、更に好まし
くは約３０℃以上高い温度であって、該樹脂が劣化しな
い温度範囲で行われる．従って焼付温度は使用した飽和
ポリエステル樹脂の種類によって変化するが、通常は例
えば約２６０〜約３３０℃の範囲で行われる。焼付時間
は膜厚および焼付温度等に依存して変るが、数秒〜数十
秒、そして通常数秒、例えば約３〜約６秒程度である． 第２焼付工程は、使用した飽和ポリエステル樹脂の融点
以上、好ましくは該融点より約２０℃以上高い温度であ
って、使用した弗素樹脂の融点未満の温度で行われる。

焼付時間は膜厚、焼付温度等に依存して変るが、防食被
膜に必要な膜厚を得るには通常数秒、例えば約１〜３秒
で十分である． 防食に必要な被膜の膜厚は、飽和ポリエステル樹脂から
成る下部被膜が約８０〜約６００μ、好ましくは約３０
０〜約４００μ、そして該ポリエステル樹脂と弗素樹脂
粉末とから成る上部被膜が約５０〜約２００μ、好まし
くは約８０〜約１５０μ、特に好ましくは約１００μ程
度である。

第１および第２の焼付工程は、流動槽浸漬法、静電塗装
法、スプレー法等によって行うことができるが、流動槽
浸漬法又は静電塗装法が好ましい。便利には金属基材を
所定の温度に加熱し、余熱を利用して第１焼付工程用塗
料および第２焼付工程用塗料の各槽に浸漬して順次焼付
けることができる。

本発明は全ての腐食性金属基材に適用できるが、例えば
鉄、鉄基材合金（ステンレス等）、アルミニウムおよび
その合金、銅およびその合金等から成る金属基材に適用
される． 〔作用および効果〕 金属基材に飽和ポリエステル樹脂粉末を焼付けた後、該
ポリエステル樹脂と同一の材料と該材料より高融点の弗
素系樹脂粉末との混合粉末を塗布しそして該ポリエステ
ル樹脂の融点以上且つ該弗素樹脂の融点未満の温度で焼
付ける（或いは該金属基材表面を上記温度に保持する）
と、該ポリエステル樹脂は溶融して前工程で塗布した飽
和ポリエステルと一体になる。一方、該弗素樹脂粉末は
溶融せずに微粉体の形体で保持されるため、見かけ比重
や形状の関係で溶融した飽和ポリエステル樹脂の表面に
均一に浮び上る。その後該基材を急冷すると、該ポリエ
ステル樹脂は固化し、多少収縮するので、表面に浮び上
がった弗素系樹脂粉末の粒子はその下部が少なくとも部
分的に（通常約半分近《》該ポリエステル被膜中に埋ま
って、強固に該被膜に取囲まれるので、剥離しない。従
って、弗素樹脂粉末は該ポリエステル被膜上に粉末の形
体で実質的に均−に分散し且つ該被膜に良く接着した表
面層を形成する。なお、上記混合粉末塗料中の弗素樹脂
粉末が多量（例えば約５０重量％近く）である場合には
上部被膜の内部に弗素樹脂粉末が残留するが、下部被膜
の金属基材に接する面までは到達しない．従って本発明
による二重構造被膜は金属基材に接する部分が飽和ポリ
エステルのみであるので、基材との密着性は完全である
．また表面が実質的に弗素樹脂から成るため，防食性、
離型性、耐薬品性、耐熱性等、弗素系樹脂固有の性質が
発現される。

なお、本発明以外の方法で所期の目的を達成することは
困難である。゛たとえば、飽和ポリエステルと弗素樹脂
とを混合した粉体のみで被膜を作ると、浮び上らずに内
部に残留している弗素樹脂粉末が下部に定着して、金属
基材との密着性を妨げる．これは弗素樹脂の比率が多け
れば特に顕著である。また、前工程の樹脂と、弗素樹脂
と混合する樹脂が異なると、溶融樹脂同志が一体となら
ず、被膜が出来ても切りこみを入れると簡単に剥離する
。更にまた、飽和ポリエステルの代りに比重が弗素樹脂
と比してかなり小さい樹脂、例えば比重約１．０程度又
はそれ以下の樹脂（例えばポリエチレン）を用いると、
弗素樹脂粉末は表面に浮かび上らず、弗素樹脂粉末の表
面層が得られない。

本発明によると、高価で且つ煩雑な工程を要する弗素系
樹脂の被膜形成を、飽和ポリエステルと併用することに
より安価に且つ簡単な方法で（例えば単に金属基材を加
熱し、２種の樹脂粉末浸漬槽内に順次浸漬する等）行う
ことができる。

〔実施例】

金属基材として１　０　０ｍｍＸ　５　０ｍｍＸ２．３
　ｍｍ　（厚さ）の鉄片の試料を用い、これを表面温度
３３０℃に加熱する。

流動浸漬槽を２ヶ用意し、一方には飽和ポリエステル樹
脂粉体にグレーの顔料（全体の１重量％）を混入した塗
料を、他方には同じ飽和ポリエステル樹脂粉末に全体で
２０重量％の弗素樹脂粉末を混合した塗料を入れる。こ
こで該飽和ポリエステル樹脂粉末として、イソフタル酸
成分１０モル％、固有粘度０．８のポリエチレンテレフ
タレート（融点２４５℃）で粒径８０〜３００メッシエ
の粉末を用いた。該弗素樹脂粉末として、四フッ化エチ
レンとパーフロロアルキルビニルエーテルの共重合体（
融点４００℃）で、粒径５〜１０μの粉末を用いた。

流動浸漬槽を可動し、中の粉末塗料を流動させる。先ず
、飽和ポリエステルのみの浸漬槽に鉄片試料（先に小穴
を設けた）を針で吊して浸漬する。この時の試料の表面
温度は約２８０℃であった。３秒間浸漬後、試料を取出
し、約３秒放置すると，表面まで粉末が完全に溶融する
ので、次に第２の槽、即ち弗素樹脂と飽和ポリエステル
樹脂の混合粉末塗料の流動槽内に約１秒浸漬して、取出
す。試料の余熱で飽和ポリエステル樹脂粉末は溶融しは
じめ、約６秒後にきれいに溶融して、前の工程の飽和ポ
リエステル樹脂と一体となる。弗素樹脂粉末は溶融せず
に表面に浮び上ってくる。

そのまま試料を約２０秒放置した後、冷水に浸して急冷
する。冷水中に約５分浸した後、試料を取出して、被覆
工程は完了する。

形成された被膜を観察すると、表面は弗素樹脂特有の薄
い黄色で全表面が覆われているので、弗素樹脂粉末の粒
子が表面に一様に分散していることがわかる。手で触れ
ても非常に滑らかであり、飽和ポリエステル樹脂の被膜
とは異質であることが判る。なお、飽和ポリエステルか
ら成る下部被膜は約３００μ厚であり、そして弗素樹脂
粉末と飽和ポリエステル樹脂から成る上部被膜は約９０
μ厚であった。この二重構造の被膜は鉄片に良《融着し
ており、簡単には剥離しなかった。

【咋だ〈砥μ 小沢匿之輔

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属基材；該基材表面に融着された飽和ポリエス
   テル樹脂から本質的に成る下部被膜；および該飽和ポリ
   エステル樹脂と同一の樹脂および該樹脂よりも高融点の
   弗素樹脂粉末から本質的に成り、該飽和ポリエステル樹
   脂を介して該下部被膜と一体化された上部被膜であって
   、その表面は実質的に均一に分散し且つ該飽和ポリエス
   テル樹脂により固定された該弗素樹脂粉末から成る該上
   部被膜、を含む、防食二重被膜を有する金属製品。
2. （２）上記の上部被膜が５〜５０重量％の弗素樹脂粉末
   を含む、請求項１の金属製品。
3. （３）上記の弗素樹脂粉末の粒径が２０ミクロン以下で
   ある、請求項１又は２の金属製品。
4. （４）金属基材上に、飽和ポリエステル樹脂粉末から本
   質的に成る塗料を焼付けし、次いで該飽和ポリエステル
   樹脂粉末と同一の樹脂の粉末および該樹脂よりも高融点
   の弗素樹脂粉末の混合粉末から本質的に成る塗料を該飽
   和ポリエステル樹脂の融点以上且つ該弗素樹脂の融点未
   満の温度で焼付ることを特徴とする、防食二重被膜を有
   する金属製品の製造法。
5. （５）上記の２回目の焼付を、前の焼付工程の余熱を利
   用して順次に実施する、請求項４の方法。
6. （６）上記の混合粉末が５〜５０重量％の弗素樹脂粉末
   を含む、請求項４の方法。
7. （７）上記の弗素樹脂粉末の粒径が２０ミクロン以下で
   ある、請求項４、５又は６の方法。