TWI783130B - 熔射用漿料 - Google Patents
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Abstract
本發明提供熔射粒子不易發生凝聚之熔射用漿料。熔射用漿料含有由陶瓷所成的熔射粒子、分散有熔射粒子的分散介質與使熔射粒子在分散介質中的分散安定性升高的分散劑。而且，分散劑含有分子量為1000以上的有機酸及其鹽之至少一者之第1分散劑與分子量為40以上，400以下的有機酸之第2分散劑。
Description
本發明關於熔射用漿料。
已知使用使熔射粒子分散於分散介質中的熔射用漿料作為熔射材料之漿料熔射法(例如參照專利文獻1)。於漿料熔射法中，要求提高作業效率，即提高成膜速度，作為實現其之手段，提高熔射用漿料中的熔射粒子之含量者為最直接的手段。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本發明專利公開公報2010年第150617號
[發明所欲解決的課題]
然而，若熔射用漿料中的熔射粒子之含量超過50質量%，則熔射粒子變容易凝聚，故於將熔射用漿料送到熔射火炬的供給配管內中發生堵塞，有熔射用漿料向熔射火炬之供給變困難之虞。
本發明之課題在於提供熔射粒子不易發生凝聚之熔射用漿料。
[解決課題的手段]
本發明之一態樣的熔射用漿料之要旨為含有由陶瓷所成的熔射粒子、分散有熔射粒子的分散介質與使熔射粒子在分散介質中的分散安定性升高的分散劑，分散劑含有分子量為1000以上的有機酸及其鹽之至少一者之第1分散劑與分子量為40以上，400以下的有機酸之第2分散劑。
[發明的效果]
依照本發明，不易發生熔射粒子之凝聚。
[實施發明的形態]
詳細地說明本發明之一實施形態。還有，以下之實施形態顯示本發明之一例，本發明不受本實施形態所限定。又，於以下之實施形態中，可加以各種的變更或改良，本發明中亦包含可加以如此的變更或改良之形態。
本實施形態之熔射用漿料含有由陶瓷所成的熔射粒子、分散有熔射粒子的分散介質與使熔射粒子在分散介質中的分散安定性升高的分散劑。而且，該分散劑含有分子量為1000以上的有機酸及其鹽之至少一者之第1分散劑與分子量為40以上，400以下的有機酸之第2分散劑。
如此構成之熔射用漿料，係即使熔射用漿料中的熔射粒子之含量高時，也在熔射用漿料中不易發生熔射粒子之凝聚。因此，使用本實施形態之熔射用漿料進行熔射時，例如於將熔射用漿料送到熔射火炬的供給配管內中不易發生堵塞，故在熔射用漿料熔射向熔射火炬之供給上不易發生障礙。因此，可成為熔射粒子之含量高的熔射用漿料，可成膜速度高、進行作業效率良好的熔射。
以下，更詳細地說明本實施形態之熔射用漿料。
[熔射粒子]
本實施形態之熔射用漿料中所含有的熔射粒子係由陶瓷所構成。陶瓷之種類係沒有特別的限定，但可較宜使用金屬氧化物。作為金屬氧化物，例如可使用氧化釔(Y2
O3
)、氧化鋁(Al2
O3
)、氧化矽(SiO2
)、氧化鈦(TiO2
)、氧化鋯(ZrO2
)。
本實施形態之熔射用漿料中的熔射粒子之含量係沒有特別的限定，但不僅低濃度或中濃度時，而且例如50質量%以上的高濃度時，也在熔射用漿料中不易發生熔射粒子之凝聚。因此，本實施形態之熔射用漿料係可高地設定熔射粒子之含量，若使用本實施形態之熔射用漿料，則成膜速度高，可進行作業效率良好的熔射。
[分散介質]
分散介質之種類係沒有特別的限定，例如可使用水、有機溶劑及此等溶劑之中的2種以上之溶劑的混合溶劑。水較佳為使用雜質少者，例如較佳為使用離子交換水、純水、超純水、蒸餾水、精製水、過濾水、自來水等。作為有機溶劑，例如可使用甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇等之醇類。
[分散劑]
本實施形態之熔射用漿料含有使熔射粒子在分散介質中的分散安定性升高的分散劑，含有至少2種的分散劑作為分散劑。第1分散劑係分子量為1000以上的有機酸及其鹽之至少一者。第2分散劑係分子量為40以上，400以下的有機酸。
本實施形態之熔射用漿料係藉由含有具有上述分子量的第1分散劑與分子量比第1分散劑更小的第2分散劑，而可更維持熔射粒子分散之狀態，可抑制熔射粒子之凝聚。第1分散劑的有機酸及其鹽係有機酸之分子量更佳為3000以上，尤佳為5000以上。第2分散劑的有機酸之分子量更佳為100以上，尤佳為150以上。又，第2分散劑的有機酸之分子量更佳為200以下。
第1分散劑之分子量1000以上的有機酸之種類係沒有特別的限定，作為例子，可舉出聚羧酸系高分子化合物等之聚羧酸系高分子型分散劑。又，於聚羧酸系高分子型分散劑以外，例如亦可使用聚苯乙烯磺酸系高分子化合物。作為分子量1000以上的有機酸之鹽的例子，可舉出上述分子量1000以上的有機酸之金屬鹽或銨鹽。作為金屬鹽之例，可舉出鈉鹽、鉀鹽、鋰鹽、鈣鹽、鎂鹽。第1分散劑係可單獨使用1種，也可組合2種以上而併用。
第2分散劑之分子量40以上，400以下的有機酸之種類係沒有特別的限定，作為例子，可舉出丙酮酸、檸檬酸、蘋果酸、甲酸、乳酸、焦麩胺酸、醋酸、琥珀酸、丙酸、乙醯丙酸、酒石酸、羥基酸。第2分散劑係可單獨使用1種，也可組合2種以上而併用。
本實施形態之熔射用漿料中的第1分散劑及第2分散劑之含量係沒有特別的限定，第1分散劑之含量係可設為1質量%以上且未達3質量%，第2分散劑之含量係可設為3質量%以上，8質量%以下。
第1分散劑之含量更佳為2質量%以上。又，第1分散劑之含量係即使大量也沒有不利影響，但若考慮成本效益，則較佳為未達3質量%。
第2分散劑之含量更佳為5質量%以上。又，第2分散劑之含量係即使大量也沒有不利影響，但若考慮成本效益，則較佳為8質量%以下。
惟，第2分散劑之含量較佳為比第1分散劑之含量更多，第2分散劑之含量更佳為第1分散劑之含量的2倍以上。由於第2分散劑之含量比第1分散劑之含量更多，可進一步達成抑制熔射粒子之凝聚的效果。
本實施形態之熔射用漿料係依所欲，可進一步含有熔射粒子、分散介質、分散劑以外之成分。例如，為了提高熔射用漿料之性能，視需要可進一步含有添加劑。作為添加劑，例如可舉出pH調整劑、黏度調整劑、再分散性提升劑、消泡劑、防凍劑、防腐劑、防黴劑。此等之添加劑係可單獨使用1種，也可組合2種以上而併用。
本實施形態之熔射用漿料的pH沒有特別的限定，但藉由添加pH調整劑等，例如可成為8以上10以下。若pH為8以上10以下，則熔射用漿料之操作性優異。
[實施例]
以下顯示實施例及比較例，更具體地說明本發明。
(實施例1)
混合熔射粒子的氧化釔粒子、2種分散劑與分散介質的水，而使氧化釔粒子分散於水中，調製實施例1之熔射用漿料。
實施例1之熔射用漿料中的氧化釔粒子之含量為60質量%。又，氧化釔粒子的D50(體積基準的累計粒徑分布中從小粒徑側起的累計頻率成為50%之粒徑)為2.6μm。氧化釔粒子的粒徑或體積基準的累計粒徑分布係使用股份有限公司堀場製作所製的雷射繞射/散射式粒徑分布測定裝置LA-300測定。
作為分散劑，使用第1分散劑的聚羧酸銨與第2分散劑的檸檬酸。聚羧酸銨的分子量為5000，檸檬酸的分子量為192。又，實施例1之熔射用漿料中的聚羧酸銨之含量為2質量%，檸檬酸之含量為5質量%。
再者，實施例1之熔射用漿料的pH為9.5。
接著，藉由漿料供給指數If，評價實施例1之熔射用漿料中熔射粒子之凝聚的發生難度。以下，說明漿料供給指數之測定方法。
首先，將內徑5mm、外徑8mm、長度5m的聚胺基甲酸酯製管(CHIYODA製接觸管(胺基甲酸酯)TE-8)水平地設置在無高低差的試驗台之上，於管之一端部安裝漿料供給用的滾筒泵，將另一端部配置於漿料回收容器內。
然後，藉由磁力攪拌器攪拌實施例1之熔射用漿料，確認熔射粒子之分散狀態為良好後，藉由滾筒泵以35mL/min之流速供給至管內。然後，在漿料回收容器中回收已通過管的熔射用漿料，測定所回收的熔射用漿料中所含有的熔射粒子之質量B。
預先測定調製後的熔射用漿料800mL中所含有的熔射粒子之質量A，由該質量A與所回收的熔射用漿料中所含有的熔射粒子之質量B，根據下式算出漿料供給指數。表1中顯示結果。
再者，使用實施例1之熔射用漿料，試驗是否能熔射。熔射係使用Progressive Surface公司製的電漿熔射裝置100HE進行。於將熔射用漿料供給至電漿熔射裝置的供給裝置中，使用Progressive Surface公司製的LiquifeederHE(商品名)SPS/SPPS進給系統。熔射條件係如以下。
氬氣之流量：180NL/min
氮氣之流量：70NL/min
氫氣之流量：70NL/min
電漿輸出：105kW
熔射距離：76mm
橫動速度：1500mm/s
熔射角度：90°
漿料供給量：38mL/min
道(pass)數：50道
表1中顯示可否熔射之結果。於表1中，能熔射時以○記號表示，無法熔射時以×記號表示。
(實施例2)
除了作為第2分散劑，使用蘋果酸代替檸檬酸之點以外，與實施例1完全同樣地，調製實施例2之熔射用漿料。還有，蘋果酸的分子量為134。然後，與實施例1完全同樣地，進行漿料供給指數之算出與可否熔射之試驗。表1中顯示結果。
(比較例1)
除了完全不使用分散劑之點以外，與實施例1完全同樣地，調製比較例1之熔射用漿料。還有，比較例1之熔射用漿料的pH為10。然後，與實施例1完全同樣地，進行漿料供給指數之算出與可否熔射之試驗。表1中顯示結果。
(比較例2)
除了作為分散劑，僅使用第1分散劑的聚羧酸銨，不使用第2分散劑的檸檬酸之點以外，與實施例1完全同樣地，調製比較例2之熔射用漿料。還有，比較例2之熔射用漿料的pH為9.5。然後，與實施例1完全同樣地，進行漿料供給指數之算出與可否熔射之試驗。表1中顯示結果。
(比較例3)
除了作為分散劑，僅使用第2分散劑的檸檬酸，不使用第1分散劑的聚羧酸銨之點以外，與實施例1完全同樣地，調製比較例3之熔射用漿料。還有，比較例3之熔射用漿料的pH為4。然後，與實施例1完全同樣地，進行漿料供給指數之算出與可否熔射之試驗。表1中顯示結果。
(比較例4)
除了作為分散劑，代替第1分散劑的聚羧酸銨與第2分散劑的檸檬酸，使用無機酸的硝酸之點以外，與實施例1完全同樣地，調製比較例4之熔射用漿料。結果，熔射用漿料係固化，送液或熔射為不可能。
如由表1所示之結果可知，比較例1～3之熔射用漿料由於不使用第1分散劑及第2分散劑之一者或兩者，故皆發生熔射粒子之凝聚。因此，在電漿熔射裝置之往熔射火炬輸送熔射用漿料的供給配管內中發生堵塞，無法將熔射用漿料供給至熔射火炬，無法進行熔射。
相對於其，實施例1、2之熔射用漿料係不發生熔射粒子之凝聚。因此，在電漿熔射裝置之往熔射火炬輸送熔射用漿料的供給配管內中不發生堵塞，可將熔射用漿料供給至熔射火炬，故可無問題地進行熔射。由於使用熔射粒子之含量為60質量%之高的熔射用漿料進行熔射，故成膜速度高，可進行作業效率良好的熔射。
Claims (5)
- 一種熔射用漿料，其含有由陶瓷所成的熔射粒子、分散有前述熔射粒子的分散介質與使前述熔射粒子在前述分散介質中的分散安定性升高的分散劑，前述分散劑含有分子量為1000以上的有機酸及其鹽之至少一者之第1分散劑與分子量為40以上，400以下的有機酸之第2分散劑，前述第2分散劑之含量為前述第1分散劑之含量的2倍以上。
- 如請求項1之熔射用漿料，其中前述第1分散劑為聚羧酸系高分子型分散劑。
- 如請求項1或2之熔射用漿料，其中前述第2分散劑為丙酮酸、檸檬酸、蘋果酸、甲酸、乳酸、焦麩胺酸、醋酸、琥珀酸、丙酸、乙醯丙酸、酒石酸及羥基酸中的至少1種有機酸。
- 如請求項1或2之熔射用漿料，其中前述陶瓷為金屬氧化物。
- 如請求項3之熔射用漿料，其中前述陶瓷為金屬氧化物。
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