粉体塗料、鉄系部材の製造方法および鉄系部材
【課題】 車両用のディスクブレーキ装置として用いられる、フローティング・キャリパ式のディスクブレーキ装置を構成する、キャリパボディやサポートといった鉄系部材等を、防食性よく、低環境負荷で、簡便かつ低コストに製造するための粉体塗料を提供する。
【解決手段】
アミノ変性エポキシ樹脂またはアミノ変性エポキシ樹脂とポリエステル樹脂との混合物を含むマトリクス樹脂に、シリカ粒子を分散させてなることを特徴とする粉体塗料である。
【解決手段】
アミノ変性エポキシ樹脂またはアミノ変性エポキシ樹脂とポリエステル樹脂との混合物を含むマトリクス樹脂に、シリカ粒子を分散させてなることを特徴とする粉体塗料である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体塗料、鉄系部材の製造方法および鉄系部材に関する。
さらに詳しくは、本発明は、特に、防食性に優れた粉体塗料、低環境負荷で、簡便かつ低コストに鉄系部材を製造する方法および鉄系部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用のディスクブレーキ装置として、いわゆる、フローティング・キャリパ式のディスクブレーキ装置が知られている。このタイプのブレーキ装置は、通常、構成部材として、車輪と一体回転する円盤状のロータと、このロータを挟んで対向配置される一対の摩擦パッドと、該摩擦パッドをロータに押し付けるためのピストンを内蔵するキャリパボディと、車体側に取り付けられると共にキャリパボディをロータの軸方向に摺動可能に支持するサポートとを有している。
【０００３】
そして、上記キャリパボディは、上記ロータの上を跨ぐブリッジ部と、該ブリッジ部の一端側に装備されて上記ピストンを進退可能に収容したシリンダ部と、上記ブリッジ部の他端側に装備されて他方の摩擦パッドの背面を抑えるキャリパ爪とを有している。
【０００４】
上記ディスクブレーキ装置を構成するキャリパボディやサポートは、通常球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ４５０相当材）からなり、その表面には亜鉛メッキおよび六価クロムによるクロメート処理が施され耐食性が確保されている。
【０００５】
しかし、クロメート処理して形成した皮膜中には六価クロムが残留するため、人体への影響が懸念され、またクロメート処理物が廃棄された後、六価クロムが溶出し、環境中に蓄積される可能性を有している。
【０００６】
このため、亜鉛メッキした鋼製のボルトを水洗し、硝酸溶液あるいは塩酸溶液に浸漬することで酸活性処理を行った後、水洗し、三価クロム、モリブデン酸、及びリン酸を含む溶液によって一種の化成処理を施すことにより、従来のクロメート皮膜に匹敵する化成処理皮膜を形成する方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００７】
しかし、特許文献１に記載された方法においては、亜鉛メッキ処理が大量の水洗水を必要としたり、化成処理に三価クロム等を含む溶液を必要とするものであるため、処理工程が煩雑になるばかりか、廃液量や設備の設置面積が増大することによって製造コストが上昇するという課題を有していた。
【特許文献１】特開２０００−５４１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような事情のもとで、防食性に優れた粉体塗料、低環境負荷で、簡便かつ低コストに鉄系部材を製造する方法および該方法により得られる鉄系部材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、アミノ変性エポキシ樹脂またはアミノ変性エポキシ樹脂とポリエステル樹脂との混合物を含むマトリクス樹脂に、シリカ粒子を分散させてなる粉体塗料により、上記課題を解決し得ることを見出し、本知見に基いて本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、
（１）アミノ変性エポキシ樹脂またはアミノ変性エポキシ樹脂とポリエステル樹脂との混合物を含むマトリクス樹脂に、シリカ粒子を分散させてなることを特徴とする粉体塗料、
（２）シリカ粒子の平均粒子径が０．１〜１０μｍである上記（１）に記載の粉体塗料、
（３）シリカ粒子の少なくとも一部の表面がアクリル樹脂でコーティングされている上記（１）または（２）に記載の粉体塗料、
（４）表面の少なくとも一部に塗膜を有する鉄系部材を製造する方法であって、
鉄系材料からなる母材表面に亜鉛粒子を投射して下地皮膜を形成する工程と、該下地皮膜上の少なくとも一部に上記（１）〜（３）のいずれかに記載の粉体
塗料を塗布することにより塗膜を形成する工程と
を含むことを特徴とする鉄系部
材の製造方法、
（５）得られる鉄系部材において、前記下地皮膜の膜厚が０．３〜３μｍであり、前記塗膜の膜厚が１５〜１００μｍである上記（４）に記載の鉄系部材の製造方法、
（６）得られる鉄系部材がディスクブレーキ装置の構成部材である上記（４）または（５）に記載の鉄系部材の製造方法、および
（７）上記（４）〜（６）のいずれかに記載の方法で得られたことを特徴とする鉄系部材
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、防食性に優れた粉体塗料を提供することができるとともに、該粉体塗料を用いて、低環境負荷で、簡便かつ低コストに鉄系部材を製造する方法を提供することができ、また、該方法により得られる鉄系部材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
先ず、本発明の粉体塗料について説明する。
本発明の粉体塗料は、アミノ変性エポキシ樹脂またはアミノ変性エポキシ樹脂とポリエステル樹脂との混合物を含むマトリクス樹脂に、シリカ粒子を分散させてなることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の粉体塗料において、マトリクス樹脂を構成するアミノ変性エポキシ樹脂としては、エポキシ樹脂と、１級アミン、２級アミン、３級アミンまたはこれらの酸塩等から選ばれるアミン類とを反応させることにより、エポキシ樹脂のエポキシ環を開環させたものを挙げることができる。
【００１４】
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等の多環式フェノール化合物とエピクロルヒドリンとの反応生成物であるポリフェノールポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂や、ジイソシアネート系化合物とエピクロルヒドリンとの反応によって得られるオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００１５】
上記エポキシ樹脂は、アミン類やアミン酸塩によるエポキシ環の開環反応の前に、２官能のポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ビスフェノール類、２塩基性カルボン酸等により鎖延長したものでもよい。また、同じくエポキシ環の開環反応の前に、分子量またはアミン当量の調節、熱フロー性の改良等を目的として、一部のエポキシ環に対して２−エチルヘキサノール、ノニルフェノール、エチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテルのようなモノヒドロキシ化合物を付加したものでもよい。
【００１６】
エポキシ樹脂に導入するアミン類としては、ブチルアミン、オクチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、メチルブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミンなどの１級、２級または３級アミンや、これらの酸塩等を挙げることができる。
【００１７】
アミノ変性エポキシ樹脂の数平均分子量は４００〜３８００が好ましく、９００〜１５００がより好ましい。すなわち、数平均分子量が４００未満の場合は、本発明の粉体塗料を用いて得られる塗膜の耐溶剤性および耐食性等の物性が劣る傾向があり、逆に、３８００を超える場合は、塗料粘度の上昇による、塗料の生産性、塗装作業性が低下する傾向にある。
【００１８】
なお、上記アミノ変成エポキシ樹脂は、例えば、乳化重合法、強制乳化法、自己乳化法等の従来公知の手法により、調製することができる。
【００１９】
本発明の粉体塗料において、マトリクス樹脂をアミノ変性エポキシ樹脂とポリエステル樹脂との混合物とすることもできる。ここにアミノ変性エポキシ樹脂としては上で説明したものが挙げられる。ポリエステル樹脂としては、例えば、エチレングリコール、プロパンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールと、マレイン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバチン酸、β−オキシプロピオン酸等のカルボン酸とを常法に従って重合させて得たものが挙げられる。
【００２０】
ポリエステル樹脂の数平均分子量は、５００〜１００，０００が好ましく、２，０００〜８０，０００がより好ましい。ポリエステル樹脂の水酸基価は、０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、３０〜１２０ｍｇＫＯＨ／ｇがより好ましい。また、ポリエステル樹脂の酸価は、０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、１０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇがより好ましい。ポリエステル樹脂の融点は、５０〜２００℃が好ましく、８０〜１５０℃がより好ましい。
【００２１】
具体的には、ダイセルＵＣＢ社製「クリルコート３４１、７６２０、７６３０」、大日本インキ社製「ファインディックＭ−８０１０、８０２０、８０２４、８７１０」、日本ユピカ社製「ユピカコートＧＶ１１０、２３０」、日本エステル社製の「ＥＲ６５７０」、ヒュルス社製の「ＶＥＳＴＡＧＯＮ ＥＰ−Ｐ１００」等を挙げることができる。
【００２２】
エポキシ樹脂とポリエステル樹脂の混合物において、ポリエステル樹脂の配合量は、組成物全量基準で、１０〜９０質量％であることが好ましく、２０〜７０質量％であることがより好ましく、３０〜５０質量％であることがさらに好ましい。
【００２３】
本発明の粉体塗料において用いられるシリカ粒子としては、平均粒子径が０．１〜１０μｍであるものが好ましく、２〜８μｍであるものがより好ましく、２〜５μｍであるものがさらに好ましい。なお、本明細書において、平均粒子径とは、体積平均粒子径を意味し、体積平均粒子径は、例えば、粒度分布測定器等で測定することができる。
【００２４】
シリカ粒子は、その少なくとも一部の表面がアクリルオリゴマー等のアクリル樹脂、あるいはメチルシリコーンやジメチルシリコーンなどのシリコーン類でコーティングされていることが好ましく、特にアクリル樹脂でコーティングされていることが好ましい。シリカ粒子表面におけるコーティングの厚さは、０．１〜３μｍが好ましく、０．３〜０．５μｍがより好ましい。
【００２５】
このようなコーティング樹脂として、具体的には、モンサント化成社製の「モダフロー」、ＢＡＳＦ社製の「アクロナール４Ｆ」、ＢＹＫｃｈｅｍｉｅ社製の「ＢＹＫ−３６０Ｐ」、楠本化成社製の「チィスパロンＰＬ５４０」、東芝シリコーン社製の「ＣＦ−１０５６」などが挙げられる。
【００２６】
本発明の粉体塗料は、マトリクス樹脂中に、シリカ粒子を５〜４０質量％含むことが好ましく、２０〜４０質量％含むことがより好ましく、１０〜３５質量％含むことがさらに好ましい。
【００２７】
上記シリカ粒子は、例えば、一般式（Ｉ）
Ｓｉ（ＯＲ１）４ ・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキル基を示し、ＯＲ１が複数ある場合、各ＯＲ１はたがいに同一であっても異なっていてもよい。）で表されるケイ素のアルコキシド化合物またはその部分加水分解物を、加水分解、縮合させることにより得ることができる。上記方法によって得られるシリカ粒子には、さらに焼成処理を施してもよく、焼成処理を施すことによりシリカ粒子の強度および硬度を上昇させることができる。
【００２８】
本発明の粉体塗料は、マトリクス樹脂中にシリカ粒子を含むことにより、塗膜面からの水蒸気透過を抑制し、下地となる亜鉛皮膜や鉄系材料からなる母材と水との接触を断つという効果を得ることができる。また、シリカ表面の少なくとも一部をアクリル樹脂やシリコーン類でコーティングすることにより、後述するように、亜鉛粒子を投射してなる下地皮膜上に本発明の粉体塗料を塗布する際、下地皮膜と粉体塗料の塗膜との密着性を向上させることができる。
【００２９】
また、本発明の粉体塗料は、さらに硬化剤を含んでもよく、硬化剤としては、ポリアミン系、アミノアミド系、ブロックドイソシアネート系、トリグリシジルイソシアヌレート（ＴＧＩＣ）系、エポキシ系（ポリエポキシド、エポキシ樹脂）のもの等が挙げられ、ポリアミン系、アミノアミド系およびブロックドイソシアネート系のものが特に好ましい。
【００３０】
ポリアミン系の硬化剤としては、（１）ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジメチルアミノプロピルアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、変性ヘキサメチレンジアミンなどの脂肪族ポリアミン類、（２）イソフォロンジアミン、ラロミンＣ−２６０（ＢＡＳＦ社製）などの脂環族ポリアミン類、（３）ジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン、メタキシリレンジアミンなどの芳香族ポリアミン類が挙げられ、さらにポリオキシプロピルジアミンやＮ−アミノエチルピペラジン等も挙げられる。
【００３１】
アミノアミド系の硬化剤としては、重合脂肪酸とポリエチレンポリアミンから合成されるポリアミノアミドが使用できる。上記重合脂肪酸としては二量体または三量体以上のポリカルボン酸および該ポリカルボン酸とモノカルボン酸との混合物を挙げることができ、上記ポリエチレンポリアミンとしては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンおよびこれらの縮合物であるポリアミノイミダゾリンを挙げることができる。
【００３２】
ブロックドイソシアネート（ブロック化イソシアネート）系の硬化剤は、イソシアネート基（−ＮＨＣＯ−）の一部がブロック剤でブロックされた、軟化点が２０〜１００℃、好ましくは２５〜８０℃の範囲のものが好ましく、イソシアネート基の割合（％）は、５〜３０％程度が好ましい。
【００３３】
本発明の粉体塗料は、適宜着色顔料、防錆顔料または体質顔料等の顔料を含んでもよく、具体的には、酸化チタン、ベンガラ、酸化鉄、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、キナクリドン系顔料、アゾ系顔料等の着色顔料、クロム系顔料、リン酸塩系顔料、モリブデン系顔料等の防錆顔料、タルク、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、沈降性硫酸バリウム等の体質顔料を挙げることができる。
【００３４】
また、本発明の粉体塗料に用いられるシリカ粒子が、その表面にアクリル樹脂やシリコーン類等をコーティングしていない場合もあるが、このような場合、本発明の粉体塗料は、必要に応じて、レベリング剤（表面調整剤）として、別途アクリル樹脂やシリコーン類を含んでもよい。レベリング剤として用いられるアクリル樹脂やシリコーン類の具体例としては、上記シリカ粒子の表面にコーティングされるものと同様のものを挙げることができる。
【００３５】
その他、本発明の粉体塗料は、フィラー等を含むこともできる。
【００３６】
上記粉体塗料は、平均粒子径が１５〜５０μｍであることが好ましく、２０〜４０μｍであることがより好ましい。また、５０μｍ以上の粒子径を有する粒子が３０質量％以下であることが好ましく、１００μｍ以上の粒子径を有する粒子が５質量％以下であり、５μｍ以下の粒子径を有する粒子が１５質量％以下であることがより好ましい。このように、平均粒子径が小さくかつ粒径を均一にすることにより、塗膜厚さが薄く、スコーチ（加熱）処理性に優れた塗膜を得ることができる。
【００３７】
本発明の粉体塗料は、例えば、各成分が均一に加熱混練された分散物を冷却後、所定の粒子径になるように、微粉砕、分級する方法により製造することができる。
【００３８】
次に、本発明の鉄系部材の製造方法について説明する。
本発明の鉄系部材の製造方法は、表面の少なくとも一部に塗膜を有する鉄系部材を製造する方法であって、鉄系材料からなる母材表面に亜鉛粒子を投射して下地皮膜を形成する工程と、該下地皮膜上の少なくとも一部に本発明の粉体塗料を塗布することにより塗膜を形成する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００３９】
本発明の方法において、母材を構成する鉄系材料とは、鉄そのものまたは鉄を主成分とする鉄合金を意味し、鉄合金としては、鉄とともに、炭素、ケイ素、マグネシウム、ニッケル、クロム、モリブデン、銅等を含有するものを挙げることができる。上記鉄合金として、具体的には、鋼や鋳鉄等を挙げることができ、鋼としては、冷間圧延鋼、ステンレス鋼等を挙げることができ、鋳鉄としては、ねずみ鋳鉄、白鋳鉄、まだら鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、可鍛鋳鉄、合金鋳鉄等を挙げることができる。
【００４０】
母材は、通常、得られる鉄系部材の形状に対応する形状を有しており、例えば、砂型鋳造、金型鋳造、ダイキャスト鋳造、射出成形等の鋳造法や鍛造法により、作製することができる。
【００４１】
本発明の方法においては、上記鉄系材料からなる母材表面に亜鉛粒子を投射して下地皮膜を形成する工程を先ず実施する。
【００４２】
下地皮膜の形成工程において、投射する亜鉛粒子としては、亜鉛のみからなる粒子や、鉄、鉄合金あるいはセラミック粒子等からなる核の周囲に亜鉛を被覆した粒子を用いることができる。
【００４３】
亜鉛粒子は、ビッカース硬さ（ＨＶ）が１５０ＨＶ以下であるものが好ましく、亜鉛粒子が亜鉛のみからなる粒子である場合は、４０〜６０ＨＶ程度であることが好ましい。
【００４４】
亜鉛粒子の平均粒子径は、０．５〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．８〜１．５ｍｍであることがより好ましく、１．０〜１．５ｍｍであることがさらに好ましい。
【００４５】
亜鉛粒子の投射は、既存のブラスト装置を用いて行うことができ、例えば、インペラーと呼ばれる耐摩耗合金製の羽根車の遠心力により投射材を投射するショットブラスト装置を用いることができる。
【００４６】
亜鉛粒子の投射速度は、毎秒４０〜７５ｍが好ましく、毎秒４０〜６０ｍがより好ましく、毎秒４５〜５０ｍがさらに好ましい。投射距離は被処理物（鉄系材料からなる母材）のサイズにより適宜設定すればよい。また、投射角度は、約４５°〜１３５°から選択することが好ましい。
【００４７】
下地皮膜の膜厚は、０．３〜３μｍが好ましく、０．５〜１μｍがより好ましい。
【００４８】
本発明の方法においては、鉄系材料からなる母材表面に亜鉛粒子を投射し、衝突させることによって、亜鉛粒子の表層の一部が母材表面層と結合すると同時に、亜鉛粒子の表層部が破断して、安定した皮膜が形成されると考えられる。
【００４９】
なお、亜鉛粒子の投射条件によっては、母材表面に衝突せず、下地皮膜の形成に供することができない亜鉛粒子も存在するが、該粒子を回収し、これを再利用することによって、製造コストを低減することもできる。
【００５０】
上述したように、本発明の方法においては、母材表面に亜鉛めっきによる皮膜を形成する代わりに、亜鉛粒子を投射して下地皮膜を形成しているため、製造工程を簡略化できるだけでなく、廃液に起因する環境負荷を低減することができ、また、安価な亜鉛粒子を用い、設備の設置面積を減少させることにより、鉄系部材の製造コストを低減することができる。さらに、低融点の金属である亜鉛を投射することにより、母材上にピンホールを形成することなく安定に皮膜を形成することが可能になる。
【００５１】
本発明の方法においては、上記下地皮膜上の少なくとも一部に本発明の粉体塗料を塗布することにより塗膜を形成する工程を次に実施する。
【００５２】
粉体塗料からなる塗膜は、粉体塗装法により形成することができる。粉体塗装法としては、静電塗装法と流動浸漬法が挙げられる。静電塗装法においては、高圧静電発生機で得られる−４０ＫＶ〜−９０ＫＶ程度の直流高電圧により、本発明の粉体塗料の粒子を負に帯電させて、被塗物である下地皮膜形成母材の表面に静電引力によって付着させた後、焼付炉で加熱、溶融、硬化して塗膜を形成する。また、流動浸漬法においては、底部に多孔質の板を置いた流動槽内で、本発明の粉体塗料をエアー流動させ、この浮遊する粉体中に２５０〜３００℃程度に予熱された被塗物（下地皮膜を形成した母材）を浸漬し、被塗物表面に付着した粉体塗料を熱溶融させることによって、塗膜を形成する。
【００５３】
得られる鉄系部材において、上記塗膜の膜厚は１５〜１００μｍが好ましく、２０〜８０μｍがより好ましく、３０〜５０μｍがさらに好ましい。
【００５４】
本発明の方法においては、粉体塗装法により塗膜を形成することから、塗装工程で有機溶剤や水等の溶媒を一切使用せず、廃液処理装置を設置する必要がない。また、使用した粉体塗料のうち、塗膜形成に使用されなかったものは回収して再利用できるので、固形廃棄物の発生や、大気の汚染もなく、環境負荷を低減することができる。
【００５５】
本発明の方法は、特に、ディスクブレーキ装置の構成部材等を製造する方法として好適である。
【００５６】
次に、本発明の鉄系部材について説明する。
本発明の鉄系部材は、本発明の鉄系部材の製造方法により得られたことを特徴とするものである。本発明の鉄系部材は、上記本発明の鉄系部材の製造方法により好適に製造することができる。
【実施例】
【００５７】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１
（１）下地皮膜の形成工程
鉄系材料からなる母材として、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板；縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ３．６ｍｍ）を用い、これを有機溶剤（アセトン）でよく洗浄した後、８０℃の恒温炉で３０分間加熱して、脱脂した。
上記脱脂処理を施したＳＰＣＣの両主表面に対し、インペラー式ショットブラスト装置を用いて、亜鉛のみからなる粒子（平均粒子径１．５ｍｍ、ビッカース硬さ５０ＨＶ）を、鉛直上方向から毎秒４５ｍの投射速度で、１５ｋｇ投射して、下地皮膜を形成した。
得られた下地皮膜形成ＳＰＣＣの主表面５箇所における皮膜の厚さを、電磁式膜厚計（ケット社製ＬＥ−３００Ｊ）を用いて測定したところ、０．５〜１．０μｍであった。
【００５８】
（２）塗膜の形成工程
二軸押出タイプの混練機を用いて各成分を混練し、冷却した後、所定の粒子径になるように、微粉砕、分級することにより、下記組成を有する粉体塗料（平均粒子径４０μｍ）を作製した。
【００５９】
＜粉体塗料＞
・ アミノ変性エポキシ樹脂（関西ペイント社製エバクラッド３６００） ８０質量％
・表面処理シリカ粒子（平均粒子径４μｍのシリカ粒子の表面に、湿式法でアクリル樹脂（住友化学社製スミペックス）をコーティングしたもの） ２０質量％
（１）で得られた下地皮膜形成ＳＰＣＣの主表面に対して、上記粉体塗料を、静電塗装法（コロナ荷電方式）により付着させ、次いで恒温炉で１８０℃、２０分間加熱、溶融、硬化して塗膜を形成することにより、主表面の全面に塗膜を有する鉄系部材を作製した。
【００６０】
（３）鉄系部材の評価
得られた鉄系部材において、以下の方法により、塗膜の膜厚を測定し、また、塩水噴霧試験による耐食性の評価を行った。
（膜厚）
鉄系部材の主表面５箇所における塗膜の膜厚を、電磁式膜厚計（ケット社製ＬＥ−３００Ｊ）で測定したところ、２８〜４０μｍであった。
（塩水噴霧試験）
塗装面にクロスカットを入れ、ＪＩＳ Ｚ−２３７１に準じて塩水噴霧試験を行った。結果を表１に示す。
【００６１】
比較例１
鉄系材料からなる母材として、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板；縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ３．６ｍｍ）を用い、この母材に以下の（１）〜（４）の処理、すなわち、
（１）アルカリ（主成分：苛性ソーダ）による脱脂処理、
（２）酸（主成分：塩酸）による洗浄処理、
（３）塩化亜鉛／アンモン浴による電気亜鉛めっき処理、
（４）日本表面科学社製処理液ジャスコトライナーＴＲ−１７３Ａを用いた三価クロメート処理を順次施すことにより、ＳＰＣＣ上に、亜鉛めっき膜および三価クロメート膜を順次形成した、鉄系部材を作製した。
得られた鉄系部材の主表面５箇所における亜鉛めっきの膜厚を、電解式膜厚計（電測工業社製ＥＦ−１０００）で測定したところ、８〜１６μｍであった。
また、得たれた鉄系部材において、実施例１（３）と同様の方法により、塩水噴霧試験を行った。結果を表１に示す。
【００６２】
比較例２
比較例１（４）の三価クロメート処理の代わりに六価クロメート処理を行い、六価クロメートからなる膜を形成した以外は、比較例１と同様の方法により鉄系部材を作製した。
得られた鉄系部材の主表面５箇所における亜鉛めっきの膜厚を、電解式膜厚計（電測工業社製ＥＦ−１０００）で測定したところ、８〜１６μｍであった。
また、得たれた鉄系部材において、実施例１（３）と同様の方法により、塩水噴霧試験を行った。結果を表１に示す。
【００６３】
比較例３
実施例１（１）と同様にして下地皮膜形成ＳＰＣＣを作製した後、９０秒間三価クロメート処理液（日本表面科学社製処理液ジャスコトライナーＴＲ−１７３Ａ）に浸漬することにより三価クロメートからなる膜を形成し、鉄系部材を作製した。
得られた鉄系部材の主表面５箇所における亜鉛めっきの膜厚を、電解式膜厚計（電測工業社製ＥＦ−１０００）で測定したところ、０．４〜０．７μｍであった。
また、得たれた鉄系部材において、実施例１（３）と同様の方法により、塩水噴霧試験を行った。結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
本発明の実施例１においては、母材表面に亜鉛めっきによる皮膜を形成する比較例１および比較例２と異なり、亜鉛粒子を投射して下地皮膜を形成しているため、製造工程を簡略化できるだけでなく、廃液に起因する環境負荷を低減できることが分かる。また、安価な亜鉛粒子を用い、設備の設置面積を減少させることにより、鉄系部材の製造コストを低減でき、さらに、低融点の金属である亜鉛を投射することにより、母材上にピンホールを形成することなく安定に皮膜を形成できることが分かる。加えて、本発明の実施例１においては、最表面に三価クロメートからなる膜を形成する比較例３と異なり、粉体塗料を用いて塗膜を形成しているため、塗装工程で有機溶剤や水等の溶媒を一切使用せず、廃液処理装置を設置する必要がないことが分かり、また、使用した粉体塗料のうち、塗膜形成に使用されなかったものは回収して再利用できるので、固形廃棄物の発生や、大気の汚染もなく、環境負荷を低減することができることが分かる。さらに加えて、表１の結果より、本発明の実施例１で得られた鉄系部材は、比較例１〜比較例３で得られた鉄系部材に比べて高い耐食性を有するものであることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、防食性に優れた粉体塗料、低環境負荷で、簡便かつ低コストに鉄系部材を製造する方法および該方法により得られる鉄系部材を提供することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体塗料、鉄系部材の製造方法および鉄系部材に関する。
さらに詳しくは、本発明は、特に、防食性に優れた粉体塗料、低環境負荷で、簡便かつ低コストに鉄系部材を製造する方法および鉄系部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用のディスクブレーキ装置として、いわゆる、フローティング・キャリパ式のディスクブレーキ装置が知られている。このタイプのブレーキ装置は、通常、構成部材として、車輪と一体回転する円盤状のロータと、このロータを挟んで対向配置される一対の摩擦パッドと、該摩擦パッドをロータに押し付けるためのピストンを内蔵するキャリパボディと、車体側に取り付けられると共にキャリパボディをロータの軸方向に摺動可能に支持するサポートとを有している。
【０００３】
そして、上記キャリパボディは、上記ロータの上を跨ぐブリッジ部と、該ブリッジ部の一端側に装備されて上記ピストンを進退可能に収容したシリンダ部と、上記ブリッジ部の他端側に装備されて他方の摩擦パッドの背面を抑えるキャリパ爪とを有している。
【０００４】
上記ディスクブレーキ装置を構成するキャリパボディやサポートは、通常球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ４５０相当材）からなり、その表面には亜鉛メッキおよび六価クロムによるクロメート処理が施され耐食性が確保されている。
【０００５】
しかし、クロメート処理して形成した皮膜中には六価クロムが残留するため、人体への影響が懸念され、またクロメート処理物が廃棄された後、六価クロムが溶出し、環境中に蓄積される可能性を有している。
【０００６】
このため、亜鉛メッキした鋼製のボルトを水洗し、硝酸溶液あるいは塩酸溶液に浸漬することで酸活性処理を行った後、水洗し、三価クロム、モリブデン酸、及びリン酸を含む溶液によって一種の化成処理を施すことにより、従来のクロメート皮膜に匹敵する化成処理皮膜を形成する方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００７】
しかし、特許文献１に記載された方法においては、亜鉛メッキ処理が大量の水洗水を必要としたり、化成処理に三価クロム等を含む溶液を必要とするものであるため、処理工程が煩雑になるばかりか、廃液量や設備の設置面積が増大することによって製造コストが上昇するという課題を有していた。
【特許文献１】特開２０００−５４１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような事情のもとで、防食性に優れた粉体塗料、低環境負荷で、簡便かつ低コストに鉄系部材を製造する方法および該方法により得られる鉄系部材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、アミノ変性エポキシ樹脂またはアミノ変性エポキシ樹脂とポリエステル樹脂との混合物を含むマトリクス樹脂に、シリカ粒子を分散させてなる粉体塗料により、上記課題を解決し得ることを見出し、本知見に基いて本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、
（１）アミノ変性エポキシ樹脂またはアミノ変性エポキシ樹脂とポリエステル樹脂との混合物を含むマトリクス樹脂に、シリカ粒子を分散させてなることを特徴とする粉体塗料、
（２）シリカ粒子の平均粒子径が０．１〜１０μｍである上記（１）に記載の粉体塗料、
（３）シリカ粒子の少なくとも一部の表面がアクリル樹脂でコーティングされている上記（１）または（２）に記載の粉体塗料、
（４）表面の少なくとも一部に塗膜を有する鉄系部材を製造する方法であって、
鉄系材料からなる母材表面に亜鉛粒子を投射して下地皮膜を形成する工程と、該下地皮膜上の少なくとも一部に上記（１）〜（３）のいずれかに記載の粉体
塗料を塗布することにより塗膜を形成する工程と
を含むことを特徴とする鉄系部
材の製造方法、
（５）得られる鉄系部材において、前記下地皮膜の膜厚が０．３〜３μｍであり、前記塗膜の膜厚が１５〜１００μｍである上記（４）に記載の鉄系部材の製造方法、
（６）得られる鉄系部材がディスクブレーキ装置の構成部材である上記（４）または（５）に記載の鉄系部材の製造方法、および
（７）上記（４）〜（６）のいずれかに記載の方法で得られたことを特徴とする鉄系部材
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、防食性に優れた粉体塗料を提供することができるとともに、該粉体塗料を用いて、低環境負荷で、簡便かつ低コストに鉄系部材を製造する方法を提供することができ、また、該方法により得られる鉄系部材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
先ず、本発明の粉体塗料について説明する。
本発明の粉体塗料は、アミノ変性エポキシ樹脂またはアミノ変性エポキシ樹脂とポリエステル樹脂との混合物を含むマトリクス樹脂に、シリカ粒子を分散させてなることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の粉体塗料において、マトリクス樹脂を構成するアミノ変性エポキシ樹脂としては、エポキシ樹脂と、１級アミン、２級アミン、３級アミンまたはこれらの酸塩等から選ばれるアミン類とを反応させることにより、エポキシ樹脂のエポキシ環を開環させたものを挙げることができる。
【００１４】
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等の多環式フェノール化合物とエピクロルヒドリンとの反応生成物であるポリフェノールポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂や、ジイソシアネート系化合物とエピクロルヒドリンとの反応によって得られるオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００１５】
上記エポキシ樹脂は、アミン類やアミン酸塩によるエポキシ環の開環反応の前に、２官能のポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ビスフェノール類、２塩基性カルボン酸等により鎖延長したものでもよい。また、同じくエポキシ環の開環反応の前に、分子量またはアミン当量の調節、熱フロー性の改良等を目的として、一部のエポキシ環に対して２−エチルヘキサノール、ノニルフェノール、エチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテルのようなモノヒドロキシ化合物を付加したものでもよい。
【００１６】
エポキシ樹脂に導入するアミン類としては、ブチルアミン、オクチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、メチルブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミンなどの１級、２級または３級アミンや、これらの酸塩等を挙げることができる。
【００１７】
アミノ変性エポキシ樹脂の数平均分子量は４００〜３８００が好ましく、９００〜１５００がより好ましい。すなわち、数平均分子量が４００未満の場合は、本発明の粉体塗料を用いて得られる塗膜の耐溶剤性および耐食性等の物性が劣る傾向があり、逆に、３８００を超える場合は、塗料粘度の上昇による、塗料の生産性、塗装作業性が低下する傾向にある。
【００１８】
なお、上記アミノ変成エポキシ樹脂は、例えば、乳化重合法、強制乳化法、自己乳化法等の従来公知の手法により、調製することができる。
【００１９】
本発明の粉体塗料において、マトリクス樹脂をアミノ変性エポキシ樹脂とポリエステル樹脂との混合物とすることもできる。ここにアミノ変性エポキシ樹脂としては上で説明したものが挙げられる。ポリエステル樹脂としては、例えば、エチレングリコール、プロパンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールと、マレイン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバチン酸、β−オキシプロピオン酸等のカルボン酸とを常法に従って重合させて得たものが挙げられる。
【００２０】
ポリエステル樹脂の数平均分子量は、５００〜１００，０００が好ましく、２，０００〜８０，０００がより好ましい。ポリエステル樹脂の水酸基価は、０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、３０〜１２０ｍｇＫＯＨ／ｇがより好ましい。また、ポリエステル樹脂の酸価は、０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、１０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇがより好ましい。ポリエステル樹脂の融点は、５０〜２００℃が好ましく、８０〜１５０℃がより好ましい。
【００２１】
具体的には、ダイセルＵＣＢ社製「クリルコート３４１、７６２０、７６３０」、大日本インキ社製「ファインディックＭ−８０１０、８０２０、８０２４、８７１０」、日本ユピカ社製「ユピカコートＧＶ１１０、２３０」、日本エステル社製の「ＥＲ６５７０」、ヒュルス社製の「ＶＥＳＴＡＧＯＮ ＥＰ−Ｐ１００」等を挙げることができる。
【００２２】
エポキシ樹脂とポリエステル樹脂の混合物において、ポリエステル樹脂の配合量は、組成物全量基準で、１０〜９０質量％であることが好ましく、２０〜７０質量％であることがより好ましく、３０〜５０質量％であることがさらに好ましい。
【００２３】
本発明の粉体塗料において用いられるシリカ粒子としては、平均粒子径が０．１〜１０μｍであるものが好ましく、２〜８μｍであるものがより好ましく、２〜５μｍであるものがさらに好ましい。なお、本明細書において、平均粒子径とは、体積平均粒子径を意味し、体積平均粒子径は、例えば、粒度分布測定器等で測定することができる。
【００２４】
シリカ粒子は、その少なくとも一部の表面がアクリルオリゴマー等のアクリル樹脂、あるいはメチルシリコーンやジメチルシリコーンなどのシリコーン類でコーティングされていることが好ましく、特にアクリル樹脂でコーティングされていることが好ましい。シリカ粒子表面におけるコーティングの厚さは、０．１〜３μｍが好ましく、０．３〜０．５μｍがより好ましい。
【００２５】
このようなコーティング樹脂として、具体的には、モンサント化成社製の「モダフロー」、ＢＡＳＦ社製の「アクロナール４Ｆ」、ＢＹＫｃｈｅｍｉｅ社製の「ＢＹＫ−３６０Ｐ」、楠本化成社製の「チィスパロンＰＬ５４０」、東芝シリコーン社製の「ＣＦ−１０５６」などが挙げられる。
【００２６】
本発明の粉体塗料は、マトリクス樹脂中に、シリカ粒子を５〜４０質量％含むことが好ましく、２０〜４０質量％含むことがより好ましく、１０〜３５質量％含むことがさらに好ましい。
【００２７】
上記シリカ粒子は、例えば、一般式（Ｉ）
Ｓｉ（ＯＲ１）４ ・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキル基を示し、ＯＲ１が複数ある場合、各ＯＲ１はたがいに同一であっても異なっていてもよい。）で表されるケイ素のアルコキシド化合物またはその部分加水分解物を、加水分解、縮合させることにより得ることができる。上記方法によって得られるシリカ粒子には、さらに焼成処理を施してもよく、焼成処理を施すことによりシリカ粒子の強度および硬度を上昇させることができる。
【００２８】
本発明の粉体塗料は、マトリクス樹脂中にシリカ粒子を含むことにより、塗膜面からの水蒸気透過を抑制し、下地となる亜鉛皮膜や鉄系材料からなる母材と水との接触を断つという効果を得ることができる。また、シリカ表面の少なくとも一部をアクリル樹脂やシリコーン類でコーティングすることにより、後述するように、亜鉛粒子を投射してなる下地皮膜上に本発明の粉体塗料を塗布する際、下地皮膜と粉体塗料の塗膜との密着性を向上させることができる。
【００２９】
また、本発明の粉体塗料は、さらに硬化剤を含んでもよく、硬化剤としては、ポリアミン系、アミノアミド系、ブロックドイソシアネート系、トリグリシジルイソシアヌレート（ＴＧＩＣ）系、エポキシ系（ポリエポキシド、エポキシ樹脂）のもの等が挙げられ、ポリアミン系、アミノアミド系およびブロックドイソシアネート系のものが特に好ましい。
【００３０】
ポリアミン系の硬化剤としては、（１）ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジメチルアミノプロピルアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、変性ヘキサメチレンジアミンなどの脂肪族ポリアミン類、（２）イソフォロンジアミン、ラロミンＣ−２６０（ＢＡＳＦ社製）などの脂環族ポリアミン類、（３）ジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン、メタキシリレンジアミンなどの芳香族ポリアミン類が挙げられ、さらにポリオキシプロピルジアミンやＮ−アミノエチルピペラジン等も挙げられる。
【００３１】
アミノアミド系の硬化剤としては、重合脂肪酸とポリエチレンポリアミンから合成されるポリアミノアミドが使用できる。上記重合脂肪酸としては二量体または三量体以上のポリカルボン酸および該ポリカルボン酸とモノカルボン酸との混合物を挙げることができ、上記ポリエチレンポリアミンとしては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンおよびこれらの縮合物であるポリアミノイミダゾリンを挙げることができる。
【００３２】
ブロックドイソシアネート（ブロック化イソシアネート）系の硬化剤は、イソシアネート基（−ＮＨＣＯ−）の一部がブロック剤でブロックされた、軟化点が２０〜１００℃、好ましくは２５〜８０℃の範囲のものが好ましく、イソシアネート基の割合（％）は、５〜３０％程度が好ましい。
【００３３】
本発明の粉体塗料は、適宜着色顔料、防錆顔料または体質顔料等の顔料を含んでもよく、具体的には、酸化チタン、ベンガラ、酸化鉄、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、キナクリドン系顔料、アゾ系顔料等の着色顔料、クロム系顔料、リン酸塩系顔料、モリブデン系顔料等の防錆顔料、タルク、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、沈降性硫酸バリウム等の体質顔料を挙げることができる。
【００３４】
また、本発明の粉体塗料に用いられるシリカ粒子が、その表面にアクリル樹脂やシリコーン類等をコーティングしていない場合もあるが、このような場合、本発明の粉体塗料は、必要に応じて、レベリング剤（表面調整剤）として、別途アクリル樹脂やシリコーン類を含んでもよい。レベリング剤として用いられるアクリル樹脂やシリコーン類の具体例としては、上記シリカ粒子の表面にコーティングされるものと同様のものを挙げることができる。
【００３５】
その他、本発明の粉体塗料は、フィラー等を含むこともできる。
【００３６】
上記粉体塗料は、平均粒子径が１５〜５０μｍであることが好ましく、２０〜４０μｍであることがより好ましい。また、５０μｍ以上の粒子径を有する粒子が３０質量％以下であることが好ましく、１００μｍ以上の粒子径を有する粒子が５質量％以下であり、５μｍ以下の粒子径を有する粒子が１５質量％以下であることがより好ましい。このように、平均粒子径が小さくかつ粒径を均一にすることにより、塗膜厚さが薄く、スコーチ（加熱）処理性に優れた塗膜を得ることができる。
【００３７】
本発明の粉体塗料は、例えば、各成分が均一に加熱混練された分散物を冷却後、所定の粒子径になるように、微粉砕、分級する方法により製造することができる。
【００３８】
次に、本発明の鉄系部材の製造方法について説明する。
本発明の鉄系部材の製造方法は、表面の少なくとも一部に塗膜を有する鉄系部材を製造する方法であって、鉄系材料からなる母材表面に亜鉛粒子を投射して下地皮膜を形成する工程と、該下地皮膜上の少なくとも一部に本発明の粉体塗料を塗布することにより塗膜を形成する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００３９】
本発明の方法において、母材を構成する鉄系材料とは、鉄そのものまたは鉄を主成分とする鉄合金を意味し、鉄合金としては、鉄とともに、炭素、ケイ素、マグネシウム、ニッケル、クロム、モリブデン、銅等を含有するものを挙げることができる。上記鉄合金として、具体的には、鋼や鋳鉄等を挙げることができ、鋼としては、冷間圧延鋼、ステンレス鋼等を挙げることができ、鋳鉄としては、ねずみ鋳鉄、白鋳鉄、まだら鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、可鍛鋳鉄、合金鋳鉄等を挙げることができる。
【００４０】
母材は、通常、得られる鉄系部材の形状に対応する形状を有しており、例えば、砂型鋳造、金型鋳造、ダイキャスト鋳造、射出成形等の鋳造法や鍛造法により、作製することができる。
【００４１】
本発明の方法においては、上記鉄系材料からなる母材表面に亜鉛粒子を投射して下地皮膜を形成する工程を先ず実施する。
【００４２】
下地皮膜の形成工程において、投射する亜鉛粒子としては、亜鉛のみからなる粒子や、鉄、鉄合金あるいはセラミック粒子等からなる核の周囲に亜鉛を被覆した粒子を用いることができる。
【００４３】
亜鉛粒子は、ビッカース硬さ（ＨＶ）が１５０ＨＶ以下であるものが好ましく、亜鉛粒子が亜鉛のみからなる粒子である場合は、４０〜６０ＨＶ程度であることが好ましい。
【００４４】
亜鉛粒子の平均粒子径は、０．５〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．８〜１．５ｍｍであることがより好ましく、１．０〜１．５ｍｍであることがさらに好ましい。
【００４５】
亜鉛粒子の投射は、既存のブラスト装置を用いて行うことができ、例えば、インペラーと呼ばれる耐摩耗合金製の羽根車の遠心力により投射材を投射するショットブラスト装置を用いることができる。
【００４６】
亜鉛粒子の投射速度は、毎秒４０〜７５ｍが好ましく、毎秒４０〜６０ｍがより好ましく、毎秒４５〜５０ｍがさらに好ましい。投射距離は被処理物（鉄系材料からなる母材）のサイズにより適宜設定すればよい。また、投射角度は、約４５°〜１３５°から選択することが好ましい。
【００４７】
下地皮膜の膜厚は、０．３〜３μｍが好ましく、０．５〜１μｍがより好ましい。
【００４８】
本発明の方法においては、鉄系材料からなる母材表面に亜鉛粒子を投射し、衝突させることによって、亜鉛粒子の表層の一部が母材表面層と結合すると同時に、亜鉛粒子の表層部が破断して、安定した皮膜が形成されると考えられる。
【００４９】
なお、亜鉛粒子の投射条件によっては、母材表面に衝突せず、下地皮膜の形成に供することができない亜鉛粒子も存在するが、該粒子を回収し、これを再利用することによって、製造コストを低減することもできる。
【００５０】
上述したように、本発明の方法においては、母材表面に亜鉛めっきによる皮膜を形成する代わりに、亜鉛粒子を投射して下地皮膜を形成しているため、製造工程を簡略化できるだけでなく、廃液に起因する環境負荷を低減することができ、また、安価な亜鉛粒子を用い、設備の設置面積を減少させることにより、鉄系部材の製造コストを低減することができる。さらに、低融点の金属である亜鉛を投射することにより、母材上にピンホールを形成することなく安定に皮膜を形成することが可能になる。
【００５１】
本発明の方法においては、上記下地皮膜上の少なくとも一部に本発明の粉体塗料を塗布することにより塗膜を形成する工程を次に実施する。
【００５２】
粉体塗料からなる塗膜は、粉体塗装法により形成することができる。粉体塗装法としては、静電塗装法と流動浸漬法が挙げられる。静電塗装法においては、高圧静電発生機で得られる−４０ＫＶ〜−９０ＫＶ程度の直流高電圧により、本発明の粉体塗料の粒子を負に帯電させて、被塗物である下地皮膜形成母材の表面に静電引力によって付着させた後、焼付炉で加熱、溶融、硬化して塗膜を形成する。また、流動浸漬法においては、底部に多孔質の板を置いた流動槽内で、本発明の粉体塗料をエアー流動させ、この浮遊する粉体中に２５０〜３００℃程度に予熱された被塗物（下地皮膜を形成した母材）を浸漬し、被塗物表面に付着した粉体塗料を熱溶融させることによって、塗膜を形成する。
【００５３】
得られる鉄系部材において、上記塗膜の膜厚は１５〜１００μｍが好ましく、２０〜８０μｍがより好ましく、３０〜５０μｍがさらに好ましい。
【００５４】
本発明の方法においては、粉体塗装法により塗膜を形成することから、塗装工程で有機溶剤や水等の溶媒を一切使用せず、廃液処理装置を設置する必要がない。また、使用した粉体塗料のうち、塗膜形成に使用されなかったものは回収して再利用できるので、固形廃棄物の発生や、大気の汚染もなく、環境負荷を低減することができる。
【００５５】
本発明の方法は、特に、ディスクブレーキ装置の構成部材等を製造する方法として好適である。
【００５６】
次に、本発明の鉄系部材について説明する。
本発明の鉄系部材は、本発明の鉄系部材の製造方法により得られたことを特徴とするものである。本発明の鉄系部材は、上記本発明の鉄系部材の製造方法により好適に製造することができる。
【実施例】
【００５７】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１
（１）下地皮膜の形成工程
鉄系材料からなる母材として、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板；縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ３．６ｍｍ）を用い、これを有機溶剤（アセトン）でよく洗浄した後、８０℃の恒温炉で３０分間加熱して、脱脂した。
上記脱脂処理を施したＳＰＣＣの両主表面に対し、インペラー式ショットブラスト装置を用いて、亜鉛のみからなる粒子（平均粒子径１．５ｍｍ、ビッカース硬さ５０ＨＶ）を、鉛直上方向から毎秒４５ｍの投射速度で、１５ｋｇ投射して、下地皮膜を形成した。
得られた下地皮膜形成ＳＰＣＣの主表面５箇所における皮膜の厚さを、電磁式膜厚計（ケット社製ＬＥ−３００Ｊ）を用いて測定したところ、０．５〜１．０μｍであった。
【００５８】
（２）塗膜の形成工程
二軸押出タイプの混練機を用いて各成分を混練し、冷却した後、所定の粒子径になるように、微粉砕、分級することにより、下記組成を有する粉体塗料（平均粒子径４０μｍ）を作製した。
【００５９】
＜粉体塗料＞
・ アミノ変性エポキシ樹脂（関西ペイント社製エバクラッド３６００） ８０質量％
・表面処理シリカ粒子（平均粒子径４μｍのシリカ粒子の表面に、湿式法でアクリル樹脂（住友化学社製スミペックス）をコーティングしたもの） ２０質量％
（１）で得られた下地皮膜形成ＳＰＣＣの主表面に対して、上記粉体塗料を、静電塗装法（コロナ荷電方式）により付着させ、次いで恒温炉で１８０℃、２０分間加熱、溶融、硬化して塗膜を形成することにより、主表面の全面に塗膜を有する鉄系部材を作製した。
【００６０】
（３）鉄系部材の評価
得られた鉄系部材において、以下の方法により、塗膜の膜厚を測定し、また、塩水噴霧試験による耐食性の評価を行った。
（膜厚）
鉄系部材の主表面５箇所における塗膜の膜厚を、電磁式膜厚計（ケット社製ＬＥ−３００Ｊ）で測定したところ、２８〜４０μｍであった。
（塩水噴霧試験）
塗装面にクロスカットを入れ、ＪＩＳ Ｚ−２３７１に準じて塩水噴霧試験を行った。結果を表１に示す。
【００６１】
比較例１
鉄系材料からなる母材として、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板；縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ３．６ｍｍ）を用い、この母材に以下の（１）〜（４）の処理、すなわち、
（１）アルカリ（主成分：苛性ソーダ）による脱脂処理、
（２）酸（主成分：塩酸）による洗浄処理、
（３）塩化亜鉛／アンモン浴による電気亜鉛めっき処理、
（４）日本表面科学社製処理液ジャスコトライナーＴＲ−１７３Ａを用いた三価クロメート処理を順次施すことにより、ＳＰＣＣ上に、亜鉛めっき膜および三価クロメート膜を順次形成した、鉄系部材を作製した。
得られた鉄系部材の主表面５箇所における亜鉛めっきの膜厚を、電解式膜厚計（電測工業社製ＥＦ−１０００）で測定したところ、８〜１６μｍであった。
また、得たれた鉄系部材において、実施例１（３）と同様の方法により、塩水噴霧試験を行った。結果を表１に示す。
【００６２】
比較例２
比較例１（４）の三価クロメート処理の代わりに六価クロメート処理を行い、六価クロメートからなる膜を形成した以外は、比較例１と同様の方法により鉄系部材を作製した。
得られた鉄系部材の主表面５箇所における亜鉛めっきの膜厚を、電解式膜厚計（電測工業社製ＥＦ−１０００）で測定したところ、８〜１６μｍであった。
また、得たれた鉄系部材において、実施例１（３）と同様の方法により、塩水噴霧試験を行った。結果を表１に示す。
【００６３】
比較例３
実施例１（１）と同様にして下地皮膜形成ＳＰＣＣを作製した後、９０秒間三価クロメート処理液（日本表面科学社製処理液ジャスコトライナーＴＲ−１７３Ａ）に浸漬することにより三価クロメートからなる膜を形成し、鉄系部材を作製した。
得られた鉄系部材の主表面５箇所における亜鉛めっきの膜厚を、電解式膜厚計（電測工業社製ＥＦ−１０００）で測定したところ、０．４〜０．７μｍであった。
また、得たれた鉄系部材において、実施例１（３）と同様の方法により、塩水噴霧試験を行った。結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
本発明の実施例１においては、母材表面に亜鉛めっきによる皮膜を形成する比較例１および比較例２と異なり、亜鉛粒子を投射して下地皮膜を形成しているため、製造工程を簡略化できるだけでなく、廃液に起因する環境負荷を低減できることが分かる。また、安価な亜鉛粒子を用い、設備の設置面積を減少させることにより、鉄系部材の製造コストを低減でき、さらに、低融点の金属である亜鉛を投射することにより、母材上にピンホールを形成することなく安定に皮膜を形成できることが分かる。加えて、本発明の実施例１においては、最表面に三価クロメートからなる膜を形成する比較例３と異なり、粉体塗料を用いて塗膜を形成しているため、塗装工程で有機溶剤や水等の溶媒を一切使用せず、廃液処理装置を設置する必要がないことが分かり、また、使用した粉体塗料のうち、塗膜形成に使用されなかったものは回収して再利用できるので、固形廃棄物の発生や、大気の汚染もなく、環境負荷を低減することができることが分かる。さらに加えて、表１の結果より、本発明の実施例１で得られた鉄系部材は、比較例１〜比較例３で得られた鉄系部材に比べて高い耐食性を有するものであることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、防食性に優れた粉体塗料、低環境負荷で、簡便かつ低コストに鉄系部材を製造する方法および該方法により得られる鉄系部材を提供することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アミノ変性エポキシ樹脂またはアミノ変性エポキシ樹脂とポリエステル樹脂との混合物を含むマトリクス樹脂に、シリカ粒子を分散させてなることを特徴とする粉体塗料。
【請求項２】
シリカ粒子の平均粒子径が０．１〜１０μｍである請求項１に記載の粉体塗料。
【請求項３】
シリカ粒子の少なくとも一部の表面がアクリル樹脂でコーティングされている請求項１または請求項２に記載の粉体塗料。
【請求項４】
表面の少なくとも一部に塗膜を有する鉄系部材を製造する方法であって、
鉄系材料からなる母材表面に亜鉛粒子を投射して下地皮膜を形成する工程と、該下地皮膜上の少なくとも一部に請求項１〜３のいずれかに記載の粉体塗料を
塗布することにより塗膜を形成する工程と
を含むことを特徴とする鉄系部材の製造方法。
【請求項５】
得られる鉄系部材において、前記下地皮膜の膜厚が０．３〜３μｍであり、前記塗膜の膜厚が１５〜１００μｍである請求項４に記載の鉄系部材の製造方法。
【請求項６】
得られる鉄系部材がディスクブレーキ装置の構成部材である請求項４または請求項５に記載の鉄系部材の製造方法。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の方法で得られたことを特徴とする鉄系部材。
【請求項１】
アミノ変性エポキシ樹脂またはアミノ変性エポキシ樹脂とポリエステル樹脂との混合物を含むマトリクス樹脂に、シリカ粒子を分散させてなることを特徴とする粉体塗料。
【請求項２】
シリカ粒子の平均粒子径が０．１〜１０μｍである請求項１に記載の粉体塗料。
【請求項３】
シリカ粒子の少なくとも一部の表面がアクリル樹脂でコーティングされている請求項１または請求項２に記載の粉体塗料。
【請求項４】
表面の少なくとも一部に塗膜を有する鉄系部材を製造する方法であって、
鉄系材料からなる母材表面に亜鉛粒子を投射して下地皮膜を形成する工程と、該下地皮膜上の少なくとも一部に請求項１〜３のいずれかに記載の粉体塗料を
塗布することにより塗膜を形成する工程と
を含むことを特徴とする鉄系部材の製造方法。
【請求項５】
得られる鉄系部材において、前記下地皮膜の膜厚が０．３〜３μｍであり、前記塗膜の膜厚が１５〜１００μｍである請求項４に記載の鉄系部材の製造方法。
【請求項６】
得られる鉄系部材がディスクブレーキ装置の構成部材である請求項４または請求項５に記載の鉄系部材の製造方法。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の方法で得られたことを特徴とする鉄系部材。
【公開番号】特開２００８−２１４４６７（Ｐ２００８−２１４４６７Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５２９５４（Ｐ２００７−５２９５４）
【出願日】平成１９年３月２日（２００７．３．２）
【出願人】（００００００５１６）曙ブレーキ工業株式会社 (621)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２日（２００７．３．２）
【出願人】（００００００５１６）曙ブレーキ工業株式会社 (621)
【Ｆターム（参考）】
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