JP2726189B2 - 塗装性の優れたチタン板およびチタン合金板の製造法 - Google Patents

塗装性の優れたチタン板およびチタン合金板の製造法

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JP2726189B2
JP2726189B2 JP4011322A JP1132292A JP2726189B2 JP 2726189 B2 JP2726189 B2 JP 2726189B2 JP 4011322 A JP4011322 A JP 4011322A JP 1132292 A JP1132292 A JP 1132292A JP 2726189 B2 JP2726189 B2 JP 2726189B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、塗装性に優れたチタン
板およびチタン合金板の製造法に関するものである。以
下本発明において、前記板には帯を含む意味に使用し、
以下これらを総称して、チタン板という。
【0002】
【従来の技術】チタンおよびチタン合金は耐食性に非常
に優れているので、塗装防食の必要性がない。しかし、
装飾性の観点から種々の工夫がなされ陽極酸化法やメッ
キ法が開示されている。例えば、特開昭62−1029
7号公報にはチタンまたはチタン合金に、電着用樹脂お
よびバリヤー型陽極酸化皮膜を形成しうる酸を含有する
電解液中で、該チタンまたはチタン合金を陽極にして直
流電解処理を行い、バリヤー型陽極酸化皮膜および電着
塗装皮膜を同時に形成する方法が開示されている。ま
た、特開昭62−10299号公報にはチタンまたはチ
タン合金の着色皮膜形成方法が開示されている。
【0003】さらに、メッキ方法として特開昭61−8
7893号公報にはチタンまたはチタン合金を機械的方
法により所要の表面粗さに仕上げ、ついでアルミニウム
を乾式メッキによって20〜30μm付着させ、その後
常法によりアルミニウムの前処理を行って銅、金メッキ
を行う表面処理方法が開示されている。また、特開昭6
1−110793号公報にはニッケルをメッキしたチタ
ンまたはチタン合金材と、弗素イオンおよびニッケル、
銅、亜鉛、鉄等の比較的メッキの容易な重金属イオンを
含む無機酸または無機混酸の水溶液中でチタンまたはチ
タン合金ワイヤーに交流もしくは交直重畳電流を用いて
電解処理した後、電気ニッケルメッキする製造方法が開
示されている。
【0004】また、特開昭63−310993号公報に
はチタン系素材を弗化物を含有する処理液で処理した
後、ルテニウムストライクメッキを施し、ついでこの上
にさらに貴金属メッキを施す方法が開示されている。ま
た、特開昭64−36788号公報にはチタン素材をフ
ッ化水素アンモニウム0.2〜0.4%と水溶性還元剤
を含むフッ化物溶液に1〜4分浸漬することにより、水
素化チタン(TiH2 )を形成させ、次にニッケルメッ
キを施し、その後200℃以上の加熱処理を行い、しか
る後に貴金属をメッキする方法が開示されている。ま
た、特開平3−47991号公報には70%濃度のフッ
化水素酸約4乃至6容積%と、36乃至38%濃度の塩
酸94乃至96容積%から成る組成を有する溶液中で、
組成物の表面にエッチングを施す工程を有し、上記エッ
チングを施した表面上にニッケル層の陰極メッキを施す
方法等が開示されている。
【0005】しかし、上記例にはチタン板に塗装する方
法は開示されていない。また、チタン板またはチタン合
金にメッキ性を向上させるために応用されるこれらの強
酸中での電気化学的表面処理方法には特殊の設備および
多くの工程を要し、溶液の管理を厳しくしなければなら
ないためにチタンコイルを連続処理することが難しく、
このような工程により製造されたチタン板あるいはチタ
ン合金板は非常に高価となり、実用的とはいえない。こ
のような従来の陽極酸化法やメッキ法は、表面を電気分
解などの化学反応の手段で装飾性を高めたもので、チタ
ンまたはチタン合金のように塗装が困難という本来的な
問題点の解決がなされていない。
【0006】また、母材としての鉄鋼等に全く母材と異
なる金属やセラミックスを溶かして吹き付け耐食性の向
上や、耐摩耗性の向上を図る技術としては、溶射は表面
改質技術の1つとして確立されているが、溶射された表
面は気孔があり、海洋構造物、建材パネル等の構造部材
に用いると母材部の鉄が錆び、板表面に溶質し、パネル
表面に模様ができ美観上好ましくないのと、構造物では
母材が隙間腐食を起こし、孔食が発生するという本来的
な問題点の解決がなされていない。一方、チタンおよび
チタン合金の耐食性は自然界においては良好であるが、
取扱い中に指紋などが付きやすい欠点があり、板表面を
ダル仕上げなどを行ってはいるが完全ではなく、建築材
に用いた場合など板表面に指紋等の模様が付き、美観上
好ましくない等の問題点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このように
塗装が困難とされていたチタン板に塗装密着性に優れた
鉄、錫、亜鉛、セラミックスの材料を、所定の分散指数
(Index)として表面に密着被覆することによって
塗装密着性を向上させたチタン板の製造法を提供するも
のであり、鉄鋼製造設備を用いて、短時間に大量に連続
処理することにより、安価で塗装性に優れたチタン板を
製造すると共に、全く母材と異なる金属やセラミックス
を溶かして吹き付け装置で連続処理する方法で、耐食
性、耐摩耗性の優れたチタン板を得ることを目的とす
る。
【0008】本発明の要旨とするところは、チタンある
いはチタン合金の板表面に、鉄(不純物を含む)、錫、
亜鉛、セラミックスのうちの少なくとも1種の粒子材料
吹き付け、式(1)で定義した分散指数(Inde
x)の値が1000以上となるように、該粒子を分散密
着被覆し、さらに、全く母材と異なる金属またはセラミ
ックスを溶かして吹き付けたことを特徴とする塗装性に
優れたチタン板およびチタン合金板の製造法、並びに、
該チタン板およびチタン合金板にさらに塗装を施した製
造法にある。 分散指数(Index)={(20μm未満の個数)+
(20μmを超え50μm未満の個数)×4+(50μ
mを超え100μm未満の個数)×25+(100μm
を超える個数)×100}/(測定面積1mm×1mm)‥
‥‥‥‥‥‥(1)
【0009】このように、本発明によればチタン板に塗
装ができるので、チタンがカソードとなる場合の異種金
属接触腐食の防止、あるいは、電防時におけるチタンの
水素吸収の防止、および電防時におけるチタンの所要防
食電流の低減等が期待でき、装飾性の点からも表面色の
バリエーションの増大ができる。
【0010】
【作用】本発明は塗装密着性に優れた鉄、錫、亜鉛、セ
ラミックス等の材料をチタン板表面に分散指数(Ind
ex)で1000以上密着被覆することによって塗装密
着性を向上させた。すなわち、チタンおよびチタン合金
は、表面に不活性な皮膜が形成されるために耐食性は非
常に優れているが、塗装は困難である。そのために活性
粒子分散表面皮膜を形成する鉄、錫、亜鉛、セラミッ
クス等をチタン表面に衝撃力あるいは蒸着を利用して物
理的に密着被覆し、塗装密着性を向上させた。さらに、
全く母材と異なる金属やセラミックスを溶かして吹き付
けて溶着せしめ、チタン板の耐食性、耐摩耗性を向上さ
せた。
【0011】鉄、錫、亜鉛、セラミックスを選定する理
由としては、鉄、錫は活性な表面により塗膜との親和性
を大幅に向上させるためであり、亜鉛およびセラミック
スは塗装されたチタンの性能向上させるためのものであ
る。すなわち、亜鉛は塗装後実環境で使用された場合に
ピンホール等の局部欠陥が生じても、亜鉛が犠牲陽極的
な作用をし、分散被覆された鉄が溶け出すのを防止する
ためであり、また、セラミックスは、電気抵抗が非常に
大きく、塗装表面における導電性、および電気化学反応
を著しく低めるため、異種金属接触腐食における塗装チ
タン表面でのカソード反応の防止、および電気防食時の
塗装チタンに流入するロス電流の防止、および水素吸収
の防止性能を大きく高めることができる。
【0012】分散指数(Index)は、チタン板表面
に占める被覆物の面積率に近い考え方であるが、測定の
し易さ、粒径による分散状態の相違と塗装密着性の関係
を調査して、粒径による分散指数(Index)式
(1)を導出した。分散指数(Index)を1000
以上被覆することの理由については、チタン板の分散指
数(Index)が1000未満では、チタン板に被覆
物なしで塗装した場合と殆ど同じ塗装密着性しか得られ
なく、よって分散指数(Index)で1000以上と
した。
【0013】
【実施例1】厚さ1mmのチタンおよびチタン合金帯にそ
れぞれ粒径20μm、40μm、60μm鉄のショット
ブラスト処理を行い、鉄の分散指数(Index)=2
00〜10000とした。この帯より100mm×100
mmの大きさの板を切り出し、これにジンクリッチプライ
マー塗装(厚さ20μm)およびアルミ+亜鉛の溶着を
施し、碁盤目試験により塗装密着性を調査した。さら
に、塗装した板を海洋構造物の飛沫部環境を模擬した腐
食促進試験を行った後、碁盤目試験により腐食環境に晒
された後の塗装密着性を調査した。腐食促進試験条件と
して、308K(35℃)人口海水を4時間噴霧、33
3K(60℃)乾燥状態に2時間、323K(50℃)
の湿度95%状態に2時間晒し、これら3つの状態を連
続的に30日間繰り返した。
【0014】表1〜6はその結果を示したものである。
チタンおよびチタン合金に鉄を被覆しない場合あるいは
分散指数が1000未満の被覆を施した場合は、容易に
剥離したが、本発明チタン・チタン合金は剥離せず、高
い塗装密着性を示した。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】
【表3】
【0018】
【表4】
【0019】
【表5】
【0020】
【表6】
【0021】
【実施例2】厚さ1mmのチタンおよびチタン合金帯にそ
れぞれ粒径20μm、40μm、60μmセラミックス
のショットブラスト処理を行い、セラミックスの分散指
数(Index)=200〜10000とした。この帯
より100mm×100mmの大きさの板を切り出し、これ
にジンクリッチプライマー塗装(厚さ20μm)および
亜鉛の溶着を施し、碁盤目試験により塗装密着性を調査
した。さらに、塗装した板を海洋構造物の飛沫部環境を
模擬した腐食促進試験を行った後、碁盤目試験により腐
食環境に晒された後の塗装密着性を調査した。腐食促進
試験条件として、308K(35℃)人口海水を4時間
噴霧、333K(60℃)乾燥状態に2時間、323K
(50℃)の湿度95%状態に2時間晒し、これら3つ
の状態を連続的に30日間繰り返した。
【0022】調査結果は表1〜6と同様の結果が得られ
た。すなわち、チタンおよびチタン合金にセラミックス
を被覆しない場合、あるいは分散指数が1000未満の
被覆を施した場合は、容易に剥離したが、本発明チタン
・チタン合金は隔離せず、高い塗装密着性を示した。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明によればチタンコイ
ルに塗装ができるので、チタンがカソードとなる場合の
異種金属接触腐食の防止、あるいは電防時におけるチタ
ンの水素吸収の防止、および電防時におけるチタンの所
要防食電流の低減等が期待でき、装飾性の点からも表面
色のバリエーション増大と共に、土木建築構造物、化
学、エネルギープラント、自動車等広範な分野におい
て、チタンの利用拡大ができ、その工業的効果は極めて
大きい。
フロントページの続き (72)発明者 本間 宏二 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 昭51−72934(JP,A) 特開 昭63−206460(JP,A) 特開 平2−92633(JP,A) 特開 平2−149685(JP,A) 特開 平3−202206(JP,A) 特開 平4−342484(JP,A) 特開 昭63−162848(JP,A) 特開 昭63−73885(JP,A) 特開 平3−170698(JP,A) 実開 平2−42708(JP,U) 溶射便覧、初版、(昭39−5−31)、 日本溶射協会編、日刊工業新聞社刊、 P.467−476

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チタンあるいはチタン合金の板表面に、
    鉄(不純物を含む)、錫、亜鉛、セラミックスのうちの
    少なくとも1種の粒子材料を吹き付け、式(1)で定義
    した分散指数(Index)の値が1000以上となる
    ように、該粒子を分散密着被覆し、さらに、全く母材と
    異なる金属またはセラミックスを溶かして吹き付けたこ
    とを特徴とする塗装性に優れたチタン板およびチタン合
    金板の製造法。 分散指数(Index)={(20μm未満の個数)+
    (20μmを超え50μm未満の個数)×4+(50μ
    mを超え100μm未満の個数)×25+(100μm
    を超える個数)×100}/(測定面積1mm×1mm)‥
    ‥‥‥‥‥‥(1)
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方法によって製造したチ
    タン板あるいはチタン合金板の表面に、さらに塗装を施
    したことを特徴とするチタン板およびチタン合金板の製
    造法。
JP4011322A 1992-01-24 1992-01-24 塗装性の優れたチタン板およびチタン合金板の製造法 Expired - Lifetime JP2726189B2 (ja)

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JPS5172934A (ja) * 1974-12-23 1976-06-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd
JPS63206460A (ja) * 1987-02-24 1988-08-25 Nippon Kogen Concrete Kk 基材表面の被覆処理工法
JPH0242708U (ja) * 1988-09-09 1990-03-23
JPH0292633A (ja) * 1988-09-30 1990-04-03 Sekisui Chem Co Ltd 樹脂被覆金属体
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