JPH08126866A - 金属製被塗物への樹脂溶射方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属製被塗物を予熱する工程が不要であると
共に、溶射時に剥離の発生の少ない金属製被塗物への樹
脂溶射方法を提供すること。 【構成】 金属製被塗物３０上に溶射により後で溶射す
る樹脂材よりも高融点の金属系材料から成る金属皮膜３
１を形成した後、金属皮膜３１の温度が樹脂材の融点よ
りも低くなる前に、金属皮膜３１上に溶射により樹脂材
からなる樹脂皮膜３２を形成する金属製被塗物３０への
樹脂溶射方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上資利用分野】本発明は、金属製被塗物への樹脂
溶射方法に関するもので、例えば摺動面に樹脂皮膜を有
するシートレールを製造するのに適用できる。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の金属製被塗物への樹脂溶
射方法としては、１９９０年１２月に産報出版から出版
された「溶射技術」（VOL.9 NO.2）の第８５頁〜第９１
頁に記載された『プラスチック溶射』に示される方法が
知られている。この方法は、金属製被塗物をその上に溶
射する樹脂材の融点以上に予熱しておき、その被塗物上
に溶射により前記樹脂材からなる樹脂皮膜を形成する方
法である。ここで、金属製被塗物を予熱することによ
り、溶射された樹脂材を充分に溶融させることができ、
被塗物上に樹脂材を強固に密着させることができる。

【０００３】ところが、この方法では、前述の如く樹脂
材との間の密着性を向上させるために、金属製被塗物を
予熱する工程が必要である。その結果、工数が増大する
と共に、金属製被塗物に熱歪が発生する恐れがある。

【０００４】そこで、上記文献には、金属製被塗物の予
熱工程を無くすための無予熱溶射方法が開示されてい
る。この無予熱溶射方法は、金属製被塗物上に接着性プ
ライマー（例えば樹脂接着材等が考えられる）を常温で
塗布しておき、その接着性プライマー上に溶射により樹
脂皮膜を形成する方法である。ここで、接着性プライマ
ーと樹脂材とは同種の材料（例えば樹脂同志）であるた
め、樹脂皮膜を接着性プライマーに強固に密着させるこ
とができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この無予熱
溶射方法では、金属製被塗物及び接着性プライマーは異
種の材料（即ち前者が金属で後者が樹脂）から成るもの
であるため、両者の熱膨張率の差が大きい。そのため、
接着性プライマー上に溶射により樹脂皮膜を形成する際
に、その熱により金属製被塗物及び接着性プライマー間
で剥離が発生する恐れがある。

【０００６】故に、本発明は、金属製被塗物を予熱する
工程が不要であると共に、溶射時に剥離の発生の少ない
金属製被塗物への樹脂溶射方法を提供することを、その
技術的課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために請求項１の発明において講じた技術的手段は、
金属製被塗物上に溶射により後で溶射する樹脂材よりも
高融点の金属系材料から成る金属皮膜を形成した後、金
属皮膜の温度が樹脂材の融点よりも低くなる前に、金属
皮膜上に溶射により樹脂材からなる樹脂皮膜を形成した
ことである。

【０００８】ここで、金属製被塗物としては、鋼板，鋳
物品，非鉄金属等を用いることができる。

【０００９】又、樹脂材よりも高融点の金属系材料とし
ては、金属単体，金属化合物，合金，金属単体（又は金
属化合物又は合金）にカーボン等を添加したもの，それ
らの混合物等を用いることができる。ここで、金属単体
としては、鉄（融点略１５００℃），モリブデン（融点
２６１０℃），低炭素鋼（融点略１５００℃），銅（融
点１０８３℃），イットリウム（融点１５０９℃），ジ
ルコニア（融点２７００℃）等を用いることができる。
金属化合物としては、アルミナ，炭酸カルシウム，アル
ミニウム−ニッケル化合物等を用いることができる。

【００１０】又、溶射する樹脂材としては、ナイロン樹
脂（例えばナイロン１１やナイロン１２），ポリエチレ
ン樹脂，ポリプロピレン樹脂，ポリエステル樹脂，ポリ
ブデン樹脂，フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂やエポキシ樹
脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。

【００１１】上記技術的手段において、溶射時に金属製
被塗物へ伝熱し難くして金属製被塗物の熱歪の発生を一
層抑制するため、前記金属系材料の熱伝導率を金属製被
塗物以下にすると好ましい。

【００１２】ここで、金属製被塗物の熱伝導率以下の前
記金属系材料としては、鉄（熱伝導率０．１８ｃａｌ／
ｃｍ・ｓｅｃ・℃），イットリウム（熱伝導率０．０３
５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃），ジルコニア（熱伝導率
０．００５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃），アルミナ（熱
伝導率０．０７ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃）等を用いる
ことができる。

【００１３】上記技術的手段において、工数を一層短縮
するために、金属製被塗物上に金属皮膜を形成した直後
に金属皮膜上に樹脂皮膜を形成すると好ましい。

【００１４】

【作用】上記技術的手段によれば、金属製被塗物上に溶
射により後に溶射する樹脂材よりも高融点の金属系材料
から成る金属皮膜を形成した後、金属皮膜の温度が樹脂
材の融点よりも低くなる前に、金属皮膜上に溶射により
樹脂材からなる樹脂皮膜を形成したので、樹脂材の溶射
時には金属皮膜の温度が樹脂材の融点以上になっている
ことから、金属皮膜の熱により樹脂材を充分に溶融させ
ることができる。

【００１５】その結果、金属製被塗物を予熱することな
く樹脂材及び金属皮膜間を強固に密着させることができ
る。従って、金属製被塗物を予熱する工程が不要になる
ことから、その分工数の短縮化が図れると共に、金属製
被塗物の熱歪の発生を少なくできる。

【００１６】又、金属製被塗物上にはそれと同種の材料
（金属系材料）から成る金属皮膜を形成したので、金属
製被塗物及び金属皮膜間の熱膨張率の差を小さくするこ
とができる。その結果、樹脂材の溶射時にその熱により
金属製被塗物及び金属皮膜間で剥離が発生する恐れは殆
どない。

【００１７】又、上記技術的手段において、樹脂材より
も高融点の金属系材料の熱伝導率を金属製被塗物の熱伝
導率以下にすると、金属系材料や樹脂材の溶射時にその
熱が金属製被塗物へ伝熱し難くなり、金属製被塗物の熱
歪の発生を一層少なくできる。

【００１８】又、上記技術的手段において、金属製被塗
物上に金属皮膜を形成した直後に金属皮膜上に樹脂皮膜
を形成すると、工数の短縮化が一層図れる。

【００１９】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。

【００２０】図１を参照して本実施例に係る金属製被塗
物３０への樹脂溶射方法について説明する。

【００２１】図１に示すように、鋼板から成る金属製被
塗物３０を矢印方向に移動させながら後で溶射する樹脂
材よりも高融点で且つ低熱伝導性である０．１重量％の
カーボンを含む鉄（以下鉄と称する）を金属溶射装置１
０により金属製被塗物３０の表面に溶射して金属皮膜３
１を形成する。この瞬間、金属皮膜３１の温度は略その
融点（略１４００℃）になる。又、このとき、金属製被
塗物３０と金属皮膜３１とは同種の材料（金属同志）か
ら成るので、両者間の密着性は良好である。尚、金属皮
膜３１の厚さは、７０μｍ程度である。

【００２２】金属皮膜３１の温度が後で溶射するナイロ
ン樹脂である樹脂材の融点（１８６℃）よりも低くなる
前に、樹脂溶射装置２０により金属皮膜３１上に樹脂材
を溶射して樹脂皮膜３２を形成する。このとき、金属皮
膜３１の温度が樹脂材の融点以上になっているため、そ
の熱により樹脂材は充分に溶融して金属皮膜３１及び樹
脂皮膜３２間の密着性は良好なものとなる。ここで、前
記樹脂材には、ナイロン樹脂に微量の比較的高融点のカ
ーボン（融点３７２７℃）を添加したものを用いても良
い。尚、樹脂皮膜３２の厚さは、１ｍｍ程度である。

【００２３】ここで、金属皮膜３１を形成した後の時間
と金属皮膜３１の温度との関係を図２に示す。尚、図２
には、樹脂材として利用可能なアクリル樹脂の融点も記
載した。図２から明らかなように、金属皮膜３１を形成
して略４秒後までは金属皮膜３１の温度が樹脂材の融点
以上になっているので、その間に樹脂材を溶射すれば良
いことになる。又、金属皮膜３１は低熱伝導性の鉄から
成るので、その温度降下は緩やかなものとなり、金属皮
膜３１を形成してから金属皮膜３１の温度が樹脂材の融
点よりも低くなるまでの時間が比較的長く維持できる。

【００２４】次に、図３を参照して前述した金属溶射装
置１０について具体的に説明する。

【００２５】図３に示す金属溶射装置１０は、溶融した
鉄を金属製被塗物３０に向けて噴射するための噴射ノズ
ル１１を備えている。噴射ノズル１１は、溶射原料通路
１１１と、可燃ガス通路１１２と、圧縮空気通路１１３
と、以上の３通路が合流する合流通路１１４とを備えて
いる。

【００２６】溶射原料通路１１１は溶射原料の鉄粉が溜
められた鉄粉供給装置１２に接続され、鉄粉供給装置１
２から溶射原料通路１１１に鉄粉が供給される。可燃ガ
ス通路１１２は可燃ガス（例えばアセチレン，プロパ
ン，プロピレン等）が溜められたガスボンベ１３に接続
され、ガスボンベ１３から可燃ガス通路１１２に可燃ガ
スが供給される。圧縮空気通路１１３はコンプレッサ１
４に接続され、コンプレッサ１４から圧縮空気通路１１
３に圧縮空気が供給される。

【００２７】上記金属溶射装置１０の作動については、
ガスボンベ１３から可燃ガス通路１１２に可燃ガスを供
給して噴射ノズル１１内に火炎を発生させた後、鉄粉供
給装置１２から溶射原料通路１１１へ鉄粉を供給すると
共にコンプレッサ１４により圧縮空気通路１１３に圧縮
空気を供給する。すると、溶射原料通路１１１内で鉄粉
が溶融して圧縮空気により溶融した鉄が合流通路１１４
を介して噴射ノズル１１より金属製被塗物３０に向けて
噴射される。

【００２８】樹脂溶射装置２０は、前述した金属溶射装
置１０と基本的には同様な構成であるが、若干異なるの
で、この部分を図４を参照して説明する。

【００２９】図４に示すように、噴射ノズル２１は、そ
の最内周側に設けられ圧縮空気及び溶射原料（樹脂材）
が供給される溶射原料通路２１１と、最外周側に設けら
れ可燃ガスが供給される可燃ガス通路２１２と、溶射原
料通路２１１及び可燃ガス通路２１２間に設けられ冷却
エアーが供給される冷却エアー通路２１３とを備えてい
る。このように、樹脂材が直接高温火炎に接触して熱劣
化するのを防止するために、溶射原料通路２１１及び可
燃ガス通路２１２間に冷却エアー通路２１３を配置する
点が金属溶射装置１０と大きく異なる部分である。

【００３０】図５は図１のＡ部拡大図で、同図に示すよ
うに、金属皮膜３１の表面が非常に粗いものとなってい
るため、樹脂皮膜３２との間の密着性が一層良好なもの
となる。

【００３１】以上示したように、本実施例では、金属製
被塗物３０上に溶射により後に溶射する樹脂材よりも高
融点の金属系材料から成る金属皮膜３１を形成した後、
金属皮膜３１の温度が樹脂材の融点よりも低くなる前
に、金属皮膜３１上に溶射により樹脂材からなる樹脂皮
膜３２を形成したので、樹脂材の溶射時には金属皮膜３
１の温度が樹脂材の融点以上になっていることから、金
属皮膜３１の熱により樹脂材を充分に溶融させることが
できる。その結果、金属製被塗物３０を予熱することな
く樹脂皮膜３２及び金属皮膜３１間を強固に密着させる
ことができる。従って、金属製被塗物３０を予熱する工
程が不要になることから、その分工数の短縮化が図れる
と共に、金属製被塗物３０の熱歪の発生を少なくでき
る。

【００３２】又、金属製被塗物３０上にはそれと同種の
材料（金属系材料）から成る金属皮膜３１を形成したの
で、金属製被塗物３０及び金属皮膜３１間の熱膨張率の
差を小さくすることができる。その結果、樹脂材の溶射
時にその熱により金属製被塗物３０及び金属皮膜３１間
で剥離が発生する恐れは殆どない。

【００３３】又、樹脂材よりも高融点の金属系材料の熱
伝導率を金属製被塗物３０の熱伝導率以下にしたので、
金属系材料や樹脂材の溶射時にその熱が金属製被塗物３
０へ伝熱し難くなり、金属製被塗物３０の熱歪の発生を
一層少なくできる。

【００３４】又、本実施例において、金属製被塗物３０
上に金属皮膜３１を形成した直後に金属皮膜３１上に樹
脂皮膜３２を形成すれば、工数の短縮化が一層図れる。

【００３５】図６は本実施例に係る溶射方法を用いて製
造したシートレールの分解斜視図である。

【００３６】図６に示すように、シートレール４０は、
車両フロア（図示せず）上に固定されるロアレール４１
と、車両用シートの下面に固定され且つロアレール４１
上を摺動するアッパレール４２とから構成されている。
ここで、アッパレール４２の縦部４２１はロアレール４
１の凹部４１１に挿入され、アッパレール４２と接触す
るロアレール４１の接触面には前述した溶射方法を用い
て溶射された樹脂皮膜３２’が形成されている。尚、ロ
アレール４１と接触するアッパレール４２の接触面に樹
脂皮膜を形成しても良い。

【００３７】

【発明の効果】請求項１の発明は、以下の如く効果を有
する。

【００３８】金属製被塗物上に溶射により後に溶射する
樹脂材よりも高融点の金属系材料から成る金属皮膜を形
成した後、金属皮膜の温度が樹脂材の融点よりも低くな
る前に、金属皮膜上に溶射により樹脂材からなる樹脂皮
膜を形成したので、樹脂材の溶射時には金属皮膜の温度
が樹脂材の融点以上になっていることから、金属皮膜の
熱により樹脂材を充分に溶融させることができる。その
結果、金属製被塗物を予熱することなく樹脂皮膜及び金
属皮膜間を強固に密着させることができる。従って、金
属製被塗物を予熱する工程が不要になることから、その
分工数の短縮化が図れると共に、金属製被塗物の熱歪の
発生を少なくできる。

【００３９】又、金属製被塗物上にはそれと同種の材料
（金属系材料）から成る金属皮膜を形成したので、金属
製被塗物及び金属皮膜間の熱膨張率の差を小さくするこ
とができる。その結果、樹脂材の溶射時にその熱により
金属製被塗物及び金属皮膜間で剥離が発生する恐れは殆
どない。

【００４０】請求項２の発明は、以下の如く効果を有す
る。

【００４１】樹脂材よりも高融点の金属系材料の熱伝導
率を金属製被塗物の熱伝導率以下にしたので、金属系材
料や樹脂材の溶射時にその熱が金属製被塗物へ伝熱し難
くなり、金属製被塗物の熱歪の発生を一層少なくでき
る。

【００４２】請求項３の発明は、以下の如く効果を有す
る。

【００４３】金属製被塗物上に金属皮膜を形成した直後
に金属皮膜上に樹脂皮膜を形成したので、工数の短縮化
が一層図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る金属製被塗物への樹脂溶射方法
を示す説明図である。

【図２】金属を溶射した後の時間と金属皮膜の温度との
関係を示すグラフである。

【図３】図１における金属溶射装置の全体構成図であ
る。

【図４】図１における樹脂溶射装置のノズルを示す断面
図である。

【図５】図１におけるＡ部拡大図である。

【図６】図１に示す金属製被塗物への樹脂溶射方法を用
いて製造したシートレールの分解斜視図である。

【符号の説明】

３０ 金属製被塗物 ３１ 金属皮膜 ３２ 樹脂皮膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 恒 川 浩 一 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製被塗物上に溶射により後で溶射す
   る樹脂材よりも高融点の金属系材料から成る金属皮膜を
   形成した後、前記金属皮膜の温度が前記樹脂材の融点よ
   りも低くなる前に、前記金属皮膜上に溶射により前記樹
   脂材からなる樹脂皮膜を形成する金属製被塗物への樹脂
   溶射方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記金属系材料の熱
   伝導率は、前記金属製被塗物の熱伝導率以下である金属
   製被塗物への樹脂溶射方法。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記金属製被塗物上
   に前記金属皮膜を形成した直後に前記金属皮膜上に前記
   樹脂皮膜を形成する金属製被塗物への樹脂溶射方法。