JP3013828U

JP3013828U - 基材の被覆構造

Info

Publication number: JP3013828U
Application number: JP1994010255U
Authority: JP
Inventors: 村益三濱
Original assignee: アークテクノ株式会社
Priority date: 1994-07-26
Filing date: 1994-07-26
Publication date: 1995-07-25
Anticipated expiration: 2000-07-26

Abstract

(57)【要約】【目的】被塗物である基材の表面に亜鉛とアルミニウ
ムとより成る溶射被膜が形成される場合に、融点の低い
亜鉛が溶射過程で揮散せず、かつ酸化反応も進行せず、
基材表面に確実に溶射されている金属低温溶射被膜を有
する金属体及び非金属体を提供する。【構成】基材１と、この基材１の表面に溶射され、組
成がＺｎ／Ａｌ＝９０／１０〜５０／５０（重量比）の
亜鉛・アルミニウム合金の低温溶射被膜２とより成るこ
とを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、金属、無機材料、プラスチック等の各種基材上に、亜鉛とアルミニウムの擬合金被膜を形成された金属低温溶射被膜を有する金属体及び非金属体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、鋼鈑の表面に、亜鉛、アルミニウム、亜鉛・アルミニウム合金等、鉄より卑なる金属を溶射することにより、（溶射金属の犠牲防食作用を利用して）基材金属を腐食より保護する方法は広く用いられていた。（例えば特公昭５２−１０４０６号公報等参照）。特に、亜鉛・アルミニウム合金からなる溶射被膜は、亜鉛又はアルミニウム単独の溶射被膜よりも耐食性の良好なことが知られていた。（例えば、溶射ハンドブック：日本溶射協会編１９８６年）。

【０００３】しかしながら亜鉛・アルミニウム合金は、展性に乏しく、そのため線材として使用可能な合金の組成範囲は極めて限定されていた。特にアルミニウムの含有率が高くなる程、展性が小さくなる傾向が認められた。従って、現在の溶射用の線材として使用されている組成は、アルミニウムの含有率が１３〜１５重量％程度のものに限られていた。又、前記合金の場合には、合金化処理と、線材化処理とが必要であり、それ故経済的には不利な面があった。加うるに、前記合金を溶射しても、得られる被膜は、塩水を噴霧すると、数日内に金属光沢を失い黒変するため、使用時の美観上の問題もあった。これらの各種問題点を解決するために、二本の線材、例えば、亜鉛線とアルミニウム線を使用し、その間にアークを発生させて溶射し、亜鉛とアルミニウムとの混合した溶射被膜を得ようとする試みがなされていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記のような試みにおいては亜鉛とアルミニウムの比率を一応かなり自由に変えることができるが、アーク溶射条件としては、融点の高い方の金属（アルミニウム）に合わせる必要があり、融点の低い方の金属（亜鉛）は溶射過程で一部揮散しロスとなり、同時に、酸化反応等が進行する傾向があり、その結果、溶射線材の組成と得られた溶射被膜の組成が大きく異なるという欠点があった。また、溶射効率の低下や、作業環境の悪化を招くという問題点も看過できないものであった。

【０００５】本考案は、前述の如き従来の溶射における溶射被膜に関する各種問題点を解決もしくは改良することを目的とし、性能の優れた溶射被膜が基材表面に形成された金属低温溶射被膜を有する金属体及び非金属体を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案の金属溶射被膜を有する金属体は、基材と、この基材の表面に溶射され、組成がＺｎ／Ａｌ＝９０／１０〜５０／５０（重量比）の亜鉛・アルミニウム合金の低温溶射被膜とより成ることを特徴とする。

【０００７】また、本考案の金属溶射被膜を有する非金属体は、基材と、この基材の表面に溶射され、組成がＺｎ／Ａｌ＝９０／１０〜５０／５０（重量比）の亜鉛・アルミニウム合金の低温溶射被膜とより成ることを特徴とする。

【０００８】

【実施例】

以下、添付図に基づいて本考案の実施例を詳細に説明する。図１において、１は基材で溶射が施される溶射が施される被溶射「基材」としては、ダル鋼板、みがき鋼板、黒皮鋼板、ケレンした錆鋼材、溶接鋼板、鋳物鋼板等の各種鋼板塁、コンクリート、スレート板等の各種無機材料、各種プラスチック、その他金属等のものが含まれる。

【０００９】これらの基材１は、通常溶射を行う前に表面の粗面化処理を行う。その処理方法の内、最も一般的なのはブラスト法であり、更に具体的にはグリット、サンド、ショットブラスト法などを用いることができる。この他にも表面の研磨、エッチングなどによる公知の粗面化方法は適宜使用できる。尚、基材の形状や厚み等の点でブラスト処理が困難な場合には、平均粒子径が５〜２００μｍの硅砂、アルミナ、炭化珪素等の比較的硬い粒子を、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル−ウレタン樹脂等の熱可塑性又は熱硬化性合成樹脂に対して２５〜４００容量％の範囲で分散して得られる液状樹脂組成物（希釈剤として水又は有機溶剤を用いた水系あるいは溶剤系組成物）を、基材上に１０〜３００ｇ／ｍ³ の割合で塗布する方法を用いることが好ましい。

【００１０】次に、本考案で使用される「低温溶射」は、円筒状に噴射される低温の空気流を利用して、中心部を周辺部より減圧させた環境下で連続的に金属線材を電気的にアーク溶融させ、同時に前方の噴射気流中に吸引し、粉砕させ、急冷却させ、液状の過冷却状態で溶射金属粒子を基材上に溶射する減圧内アーク溶射である。前記低温溶射に使用される減圧内溶融金属溶射装置は特公平−５９０２６号に開示されている。

【００１１】この装置は、前記溶射において亜鉛線材、アルミニウム線材及びそれらの合金線材から選ばれた２本の線材を使用し、これらを同時に基材上に溶射することができる。前記の如く、本考案の方法において使用される「線材」は、亜鉛線材、アルミニウム線材及び亜鉛とアルミニウムとの合金線材とからなる群から選ばれた２本の線材であり、これらを種々組合わせて使用することが可能である。例えば、亜鉛線材とアルミニウム線材、亜鉛−アルミニウム合金線材と亜鉛線材等の組合わせが考えられる。

【００１２】尚、線材の組み合わせ、線材の太さ、あるいは搬線速度等を変えることにより、溶射被膜中の亜鉛とアルミニウムの比率を変えることができるが、本考案においては亜鉛とアルミニウムの比率はＺｎ／Ａｌ＝９０／１０〜５０／５０（重量比）、特に好ましくは８０／２０〜６０〜４０の範囲にする必要がある。前記特定範囲を越えた場合には、溶射被膜の防食性能が亜鉛あるいはアルミニウム単独の金属を溶射した場合と同等もしくはそれ以下に低下するので、いずれの場合も好ましくない。

【００１３】本考案の方法において、低温溶射被膜２の表面は、そのままの状態で充分に目的とする防食性能を有するが、さらに表面を封孔処理（塗装）あるいは上塗り塗装することにより、より一層長期間にわたる防食性能を得ることもできる。前記塗装に使用されるバインダーの種類については、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系、アクリル樹脂系等のような通常塗料用として用いられるものが使用可能である。これらはその用途に応じて適宜使い分けることができる。又、前記塗装の効果をより一層向上せしめるために、溶射被膜表面を研磨した後、さらに封孔処理（塗装）や上塗り塗装することも可能である。

【００１４】かくして、本考案の低温溶射被膜２は従来の溶射被膜に比して、比較的低温状態で金属の溶射がされるため、金属の酸化などによる変質や、揮散などを防がれ、生成した低温溶射被膜２は歪が小さく、それ故に厚さを厚くすることができる。

【００１５】特に、亜鉛線材及びアルミニウム線材を使用して亜鉛−アルミニウム擬合金を形成せしめる場合に、通常のアーク溶射方法においては、アーク温度は融点の高いアルミニウムに合わせる必要があり、その結果融点の低い亜鉛の揮散、あるいは酸化によるロスが生じ、均質な擬合金被膜の形成が難しく、しかも溶射被膜の組成は使用する線材量からズレるため溶射被膜の組成のコントロールが極めて困難であるという欠点があったが、本考案の低温溶射被膜２についてはこのような問題点が全て解決され、良好な溶射被膜が基材１の表面に形成されている。

【００１６】以下、本考案の基材と低温溶射被膜とを変化させた場合の例を説明する。例１１００×１００×２ｍｍのＳＳ４１鋼板をグリップブラスト処理を行った後、減圧内アーク溶射材〔（株）パンアートクラフト社製ＰＡ−１００〕を用いて、亜鉛−アルミニウム擬合金被膜を以下のようにして作成した。溶射に用いた線材は、直径１．１ｍｍの亜鉛線材及び直径１．１ｍｍのアルミニウム線材であり、これらを搬線速度４ｍ／分、電圧１４Ｖ、電流１００Ａ、空気圧５Ｋｇ／ｃｍ² 、空気流量１ｍ³ ／分、溶射距離２０ｃｍの条件で溶射した。得られた亜鉛−アルミニウム擬合金被膜の厚さは５０μｍであり、溶射被膜中のＺｎ／Ａｌの比率は７２／２８（重量比）であった。溶射被膜の垂直引張強度は８０Ｋｇ／ｃｍ² であり、密着性は非常に優れたものであった。又、３，０００時間の塩水噴霧試験をおこなったが、溶射被膜は若干の白錆が発生したのみで、赤錆の発生は全く見られず優れた防食性を示した。

【００１７】例２前記例１と同様にグリッドブラスト処理を施したＳＳ４１鋼板に、直径１．３ｍｍの亜鉛線材と、直径１．１ｍｍのアルミニウム線材を使用して、ＰＡ−１００により溶射を行った。溶射条件は、電圧１６Ｖ、電流１２０Ａにした以外は例１と同様にした。得られた亜鉛−アルミニウム擬合金は厚さ７０μｍで、被膜中のＺｎ／Ａｌの比率は７９／２１（重量比）であった。溶射被膜の垂直引張強度は６０Ｋｇ／ｃｍ² であり、密着性は非常に優れたものであった。

【００１８】例３１００×２００×２ｍｍのポリフェニレンエーテル・ポリスチレン複合体樹脂（エンジニアリングプラスチック社製、ノリル樹脂）の表面をサンドブラスト処理した後、ＰＡ−１００により亜鉛−アルミニウム擬合金被膜を次のようにして作成した。溶射に用いた線材は、直径１．３ｍｍの亜鉛−アルミニウム合金（アルミニウム含有量１３重量％）線材及び直径１．３ｍｍのアルミニウム線材であり、溶射条件は、例２と全く同様にした。得られた溶射被膜の厚さは７０μｍであり、溶射被膜中のＺｎ／Ａｌ比率は６０／４０（重量比）であった。溶射被膜の垂直引張強度は５５Ｋｇ／ｃｍ² であり、又３，０００時間塩水噴霧試験後の溶射被膜も全く変化せず、良好な耐久性を示すものであった。

【００１９】

【考案の効果】

以上詳細に説明した本考案によれば、従来、作成の困難であった均一な亜鉛− アルミニウム擬合金被膜を基材表面に形成することができる、即ち、低温で溶射が可能なことから、二種の溶射線材を組合わせても低融点側の金属の揮散や酸化が防げると共に、溶射効率や作業環境の面でも従来より優れており、従って、経済性の面からの効果も大である。

【００２０】また、本考案の低温溶射被膜の亜鉛−アルミニウム擬合金溶射被膜を有する鋼板の防食性は、従来の亜鉛又はアルミニウム溶射鋼板のそれよりも格段に優れたものである。

【提出日】平成７年１月１７日

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、金属、無機材料、プラスチック等の各種基材上
に、亜鉛とアルミニウムの擬合金被膜を形成された基材の被覆構造に関するもの
である。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】本考案は、前述の如き従来の溶射における溶射被膜に関する各種問
題点を解決もしくは改良することを目的とし、性能の優れた溶射被膜が基材表面
に形成された金属低温溶射被膜を有する基材の被覆構造を提供するものである。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案の基材の被覆構造は、基材の表面に溶射による亜鉛・アルミニウム合金の低温溶射被膜を形成したことを特徴とする。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】削除

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】これらの基材１は、通常溶射を行う前に表面の粗面化処理を行う。その処理方法の内、最も一般的なのはブラスト法であり、更に具体的にはグリット、サンド、ショットブラスト法などを用いることができる。この他にも表面の研磨、エッチングなどによる公知の粗面化方法は適宜使用できる。尚、基材の形状や厚み等の点でブラスト処理が困難な場合には、平均粒子径が５〜２００μｍの硅砂、アルミナ、炭化珪素等の比較的硬い粒子を、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル−ウレタン樹脂等の熱可塑性又は熱硬化性合成樹脂に対して２５〜４００容量％の範囲で分散して得られる液状樹脂組成物（希釈剤として水又は有機溶剤を用いた水系あるいは溶剤系組成物）を、基材上に１０〜３００ｇ／ｍ ^２の割合で塗布する方法を用いることが好ましい。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】本考案において、低温溶射被膜２の表面は、そのままの状態で充分に目的とする防食性能を有するが、さらに表面を封孔処理（塗装）あるいは上塗り塗装することにより、より一層長期間にわたる防食性能を得ることもできる。前記塗装に使用されるバインダーの種類については、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系、アクリル樹脂系等のような通常塗料用として用いられるものが使用可能である。これらはその用途に応じて適宜使い分けることができる。又、前記塗装の効果をより一層向上せしめるために、溶射被膜表面を研磨した後、さらに封孔処理（塗装）や上塗り塗装することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１基材２低温溶射被膜

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１月１７日

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】考案の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【考案の名称】基材の被覆構造

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】実用新案登録請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【実用新案登録請求の範囲】

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】基材と、この基材の表面に溶射され、組
成がＺｎ／Ａｌ＝９０／１０〜５０／５０（重量比）の
亜鉛・アルミニウム合金の低温溶射被膜とより成ること
を特徴とする金属低温溶射被膜を有する金属体。
【請求項２】基材と、この基材の表面に溶射され、組
成がＺｎ／Ａｌ＝９０／１０〜５０／５０（重量比）の
亜鉛・アルミニウム合金の低温溶射被膜とより成ること
を特徴とする金属低温溶射被膜を有する非金属体。