JP3007223U

JP3007223U - 金属低温溶射被膜を有する金属体

Info

Publication number: JP3007223U
Application number: JP1994010258U
Authority: JP
Inventors: 村益三濱
Original assignee: アークテクノ株式会社
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 1995-02-14
Anticipated expiration: 2000-07-27

Abstract

(57)【要約】【目的】従来のガスフレーム溶射や電気アーク溶射
は、溶融された金属粒子が高温であり、被塗物の限定、
あるいは熱による歪の発生等があったので、これを解決
し、金属の低温溶射による被膜を有する金属体を提供す
る。【構成】銅、銅合金、亜鉛、亜鉛合金、アルミニウ
ム、アルミニウム合金及びステンレスから選ばれた被塗
物１と、これに、溶射された前記と同種の金属または合
金の低温溶射被膜２と、これに塗布された合成樹脂塗料
被膜３とより成る金属体である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、本来的に塗料に対して付着性の悪い金属または合金上に塗料が密着被覆された金属低温溶射被膜を有する金属体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、塗装が施される金属としては鉄が最も一般的であるが、最近では装飾上あるいは防食上の観点から鉄以外の金属、例えばステンレス、亜鉛、アルミニウム、銅等の金属が使用されていることが多くなって来ている。これらの金属に対して、美装上あるいは表面保護上、塗料を塗布することが要求される。しかして、これらの金属は塗料との付着性が非常に悪いという問題点があった。その大きな要因の一つには、これらの金属表面に生成する酸化皮膜が挙げられ、これが塗料の付着性を阻害すると言われている。従って、これらの金属への塗装に際しては、素地金属と反応性を有する化合物を添加した塗料を使用するとか、表面をケミカルエツチングする等が行われていた。しかし、前者は使用出来る塗料の種類が限定されるとか、後者の方法は処理が困難な部位がある等種々の問題点があった。

【０００３】一方、鉄等の表面にある種の金属や合金等を溶射し、防食性の向上を計ることは古くから行われていた。従来の金属溶射は、例えば鉄素地上に亜鉛あるいは亜鉛−アルミニウム合金等の鉄より卑な金属を溶射し、電気化学的に鉄を保護することが最も一般的であった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかるに、従来の金属溶射は、ガスフレーム溶射及び電気アーク溶射等が代表的なものであった。この種の金属溶射においては、溶融された金属粒子が高温のまま被塗物上に付着するため熱による歪の発生や、被塗物の限定、あるいは溶射時の環境や施工作業性等の問題、更には高温に保持された金属の拡散による塗装効率の低下やフュームの問題、其の他高温にさらされた状態により金属の酸化（酸化被膜の形成→塗料付着性低下）等種々の問題点があるため、長期間の防食性が要求される場合等、ごく限られた場合に使用されていた。

【０００５】本考案は前記の如き従来技術における問題点を解決し、塗料の付着性が非常に悪い、銅、銅合金、亜鉛合金、アルミニウム、アルミニウム合金及びステンレスから選ばれた素地に対し付着性の優れた塗膜が形成される金属低温溶射被膜を有する金属体を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、銅、銅合金、亜鉛、亜鉛合金、アルミニウム、アルミニウム合金及びステンレスから選ばれた被塗物と、これに溶射された前記と同種の金属または合金の低温溶射被膜と、これに塗布された合成樹脂塗料被膜とより成ることを特徴とする。

【０００７】

【作用】

本考案においては、被塗物金属と溶射金属被膜間の異種金属接触腐食が防止される。

【０００８】また、本考案は金属を低温溶射することにより、従来の電気アーク溶射に較べより一層微細な凹凸状でしかも酸化されていない表面の溶射被膜が得られ、かつ被塗物上のこの熔着温度も低く熱歪がないので、溶射被膜に対する合成樹脂塗料の付着性及び被塗物に対する溶射被膜の付着性が極めて良好である。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添付図に基づいて説明する。図１において、被塗物１としての、銅、亜鉛、アルミニウムは金属そのものであり、又、銅合金とは銅を主成分とし、少量のＮｉ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｐｂ，Ｃｏ，Ｓｉ，Ｐ等の一種もしくは二種以上の成分を混入せしめて得られる合金であり、亜鉛合金とは亜鉛を主成分とし、少量のＡｌ，Ｃｕ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｆｅ，Ｃｄ，Ｓｎ等の一種もしくは二種以上の成分を混入せしめて得られる合金であり、アルミニウム合金とは、アルミニウムを主成分としＺｎ，Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃｕ等の一種もしくは二種以上の成分を少量混合して得られる合金である。更に、ステンレスとはＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ４１０，ＳＵＳ４１４，ＳＵＳ４１６，ＳＵＳ４２０等の合金である。

【００１０】本考案において、前記金属又は合金被塗物面上に溶射される金属又は合金の低温溶射被膜２は、前記金属又は合金と同種のものが使用される。ここで同種とは例えば、銅被塗物面上には銅金属又は銅合金を溶射し、又銅合金上には銅金属又は銅合金を溶射することを意味し、更に例えばＣｕ−Ｎｉ合金上にＣｕ−Ｍｎ合金を溶射するというように少量混合される成分が異なる合金同志の組合せも包含されるものである。

【００１１】本考案の金属体に塗布される合成樹脂塗料被膜３としては、一般に市販されている公知の合成樹脂塗料がいずれも使用出来る。例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ポリグリコール型エポキシ樹脂、エステル型エポキシ樹脂等を展色剤としたもの、あるいはこれらを歴青質変性もしくはウレタン変性したものに、アミンアダクト、ポリアミン、ポリアミド樹脂等のアミノ系硬化剤又はポリイソシアネート硬化剤を配合したエポキシ樹脂塗料；塩化ゴムあるいはこれとロジン、クマロン−インデン樹脂、フェノール樹脂、石油樹脂、可塑剤等を混合した塩化ゴム塗料；塩化ビニルのホモポリマー又は、塩化ビニルと酢酸ビニル、塩化ビニリデン等との共重合体を展色剤とした塩化ビニル樹脂塗料；アクリル酸又はメタクリル酸、これらのアルキルエステル、スチレン、ビニルトルエン等のモノマーから選ばれた二種以上の共重合体を展色剤とするアクリル樹脂塗料；フタル酸等の多塩基酸、グリセリン等の多価アルコール及び脂肪酸を縮合反応して得られる反応生成物を展色剤とするポリエステル樹脂塗料；ポリエステルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール等のポリオール成分を主剤とし、ポリイソシアネートを硬化剤とするポリウレタン樹脂塗料（歴青質変性を含む）；水酸基含有フッ素共重合体を主成分とし、ポリイソシアネートあるいはメラニン樹脂を硬化剤とする常温硬化もしくは加熱硬化型フッ素樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂等を展色剤とするシリコーン樹脂塗料；其の他フェノール樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。

【００１２】前記合成樹脂塗料には、必要により着色顔料、体質顔料、染料、其の他レベリング剤、紫外線吸収剤、分散安定剤等の各種添加剤などを添加混合し得る。又、本考案に使用される合成樹脂塗料は溶剤系、水溶性系、水分散系、無溶剤系のいずれであってもよい。更に、前記合成樹脂塗料は常温乾燥型もしくは強制乾燥（加熱を含む）型のいずれであってもよい。

【００１３】次に、本考案の金属体に被覆されている金属または合金の低温溶射被膜２と、これに塗布されている合成樹脂塗料被膜３とについて説明する。まず、前記被塗物１の表面に前記溶射金属を低温溶射する。本考案において、低温溶射とは溶射金属をアーク溶融すると同時に、その溶融箇所の前方周辺において低温の空気流又は不活性気体流を高速で噴射し、その間に生じる減圧部により高速噴射流に溶射金属溶融体を移行させて、急激に過冷却し、微粒化しつつ飛行せしめ被塗物の表面に低温で溶融金属を溶着せしめることを云い、この低温溶射法それ自体は従来から成形金型の製造に使用されているものである。

【００１４】上記低温溶射は、例えば溶射金属として亜鉛を用いる場合、次のようにして行い得る。亜鉛を約１３５０℃でアーク溶融すると同時に、約０℃〜約１０℃に冷却した窒素の如き不活性気体を圧縮空気圧５〜１０ｋｇ／ｃｍ² で噴射し、溶融箇所と噴射流との間に生じた約０．２〜約０．７気圧の減圧部により亜鉛溶融体を高速噴射流に移行させて急激に過冷却状態とし、微粒化し、被塗物表面に約１５℃の温度で約５〜５０００μ、好ましくは２０〜１０００μの溶射被膜を形成する。その他の詳細な低温溶射の条件は、後述する例から一層明瞭となろう。

【００１５】本考案に於いては、かくして得られた溶射被膜の上に、前記合成樹脂塗料を塗布する。塗布は、常法により、例えばエアースプレー、エアレススプレー、ローラー、刷毛等により乾燥膜圧が約２５〜３００μ程度になるように行い得る。

【００１６】以下、本考案と従来における被塗物と被膜とを変化させた場合の比較を表に基づいて説明する。「部」又は「％」は「重量部」又は「重量％」を示す。本考案例１低温溶射の被塗物１は亜鉛とし、これに亜鉛合金の低温溶射を実施した。亜鉛合金の組成は亜鉛９９．９３２、鉛０．０５、鉄０．０１２、カドミニウム０．００５、銅０．００１からなるものである。低温溶射条件は溶射線径 1．６ｍｍ φ、溶射線搬速２ｍ／分、圧縮空気圧７．５ｋｇ／ｃｍ² 、ガス先端空気圧６０ｋｇ／ｃｍ² 、減圧度０．５気圧、亜鉛合金溶融温度１５５０℃、圧縮空気温度５℃とした。得られた溶射被膜の厚さは１ｍｍ、被塗物温度は２５℃であった。被塗物と溶融被膜の付着強度は下記表１に示した。尚、付着強度は引張試験機にて１ｍｍ／分の引張速度で垂直引張を行うことにより測定した。

【００１７】

【表１】

【００１８】又この溶射被膜上に、以下に配合を示すエポキシ樹脂塗料とアルキド樹脂塗料を各々乾燥膜厚が１００μｍ及び５０μｍになるようエアースプレー塗布し、７日間常温乾燥せしめた。これらの初期付着性及び耐湿試験３００時間後の二次付着性を評価しその結果を下記表２に示した。

【００１９】

【表２】

【００２０】〔エポキシ樹脂塗料〕（主剤）エポキシ樹脂塗料１５部キシロール２５メチルイソブチルケトン２２．５酸化チタン５炭酸カルシウム７．５（硬化剤）ポリアミド樹脂１０キシロール１０イソブタノール５前記エポキシ樹脂はシエル化学（株）商品名エピコート＃１００１〔エポキシ当量４５０〜５２０〕を、ポリアミド樹脂は富士化成（株）製商品名トーマイド＃２１０を各々使用した。使用直前に主剤７５部に対し硬化剤２５部を配合しエポキシ樹脂塗料組成物を得た。

【００２１】〔アルキド樹脂塗料〕大豆油変性中油型アルキド樹脂１５部（油長５０％、酸価５）塩化ゴム１５塩素化パラフィン４０％７酸化チタン１５金属ドライヤー２皮張り防止剤０．５沈降防止剤１キシロール４４．５

【００２２】本考案例２被塗物１はアルミニウム金属として、これにアルミニウム金属の低温溶射を施した。低温溶射条件は溶射線径１．６ｍｍφ，溶射線搬速５ｍ／分、圧縮空気圧７．０ｋｇ／ｃｍ²、ガス先端空気圧５．８ｋｇ／ｃｍ² 、減圧度０．５気圧、アルミニウム溶融温度１６００℃、圧縮空気温度３℃とした。得られた溶射被膜の厚さは０．５ｍｍ、被塗物温度は２０℃であった。ついで、前記本考案例１と同様に被塗物と溶射被膜間に付着強度を測定し、その結果を前記表１に示した。又、前記溶射被膜上に、前記エポキシ樹脂塗料とアルキド樹脂塗料を各々本考案例１と同様に塗布した。その付着強度を測定し、その結果を前記表２に示した。

【００２３】本考案例３被塗物１はステンレスＳＵＳ３０４とし、これにステンレスＳＵＳ３１６の低温溶射を実施した。低温溶射条件は溶射線径１．６ｍｍφ、溶射線搬速２ｍ／分、圧縮空気温度５℃とした。得られた溶射被膜は溶射線径１．６ｍｍφ，溶射線搬速２ｍ／分、圧縮空気圧７．５ｋｇ／ｃｍ² 、ガス先端空気圧６０ｋｇ／ｃｍ ² 、減圧度０．５気圧、ステンレス３１６溶融温度２７００℃、圧縮空気温度０ ℃とした。得られた溶射被膜の厚さは５００μ、温度は４０℃であった。ついで、前記本考案例１と同様に被塗物と溶射被膜間の付着強度を測定し、その結果を前記表１に示した。又、前記溶射被膜上に、前記エポキシ樹脂塗料とアルキド樹脂塗料を各々本考案例１と同様に塗布した。その付着強度を測定し、その結果を前記表２に示した。

【００２４】本考案例４被塗物１は、亜鉛合金とし、これに亜鉛合金の低温溶射を実施した。亜鉛合金の組成は亜鉛９９．９３２、鉛０．０５、鉄０．０１２、カドミウム０．００５、銅０．００１からなるものである。低温溶射条件は溶射線径１．６ｍｍφ、溶射線搬速８ｍ／分、圧縮窒素ガス圧７．５ｋｇ／ｃｍ² 、ガス先端空気圧６０ｋｇ／ｃｍ² 、減圧度０．５気圧、亜鉛合金溶融温度１５５０℃、圧縮空気圧０℃ とした。得られた溶射被膜の熱さは５００μｍ、被塗物温度は２０℃であった。ついで、前記本考案例１と同様に被塗物と溶射被膜間の付着強度を測定し、その結果を前記表１に示した。又、前記溶射被膜上に、前記エポキシ樹脂塗料とアルキド樹脂塗料を各々本考案例１と同様に塗布した、その付着強度を測定し、その結果を前記表２に示した。

【００２５】本考案例５被塗物１はアルミニウム合金とし、これにアルミニウム金属の低温溶射を実施した。被塗物のアルミニウム合金は、アルミニウム９７．２５、マグネシウム２５、クロム０．２５からなるものである。低温溶射条件は溶射線径１．６ｍｍφ ，溶射線搬速５ｍ／分、圧縮空気圧７．５ｋｇ／ｃｍ² 、ガス先端空気圧６０ｋｇ／ｃｍ² 、減圧度０．５気圧、アルミニウム溶融温度１８００℃、圧縮空気温度５℃とした。得られた溶射被膜の厚さは７００μｍ、被塗物温度は３０℃であった。ついで、前記本考案例１と同様に被塗物と溶射被膜間の付着強度を測定し、その結果を前記表１に示した。又、前記溶射被膜上に、前記エポキシ樹脂塗料とアルキド樹脂塗料を各々本考案例１と同様に塗布した。その付着強度を測定し、その結果を前記表２に示した。

【００２６】本考案例６被塗物１は銅金属とし、これに銅合金の低温溶射を実施した。銅合金の組成は銅９０、ニッケル１０からなるものである。低温溶射条件は溶射線径１．１ｍｍ φ溶射線搬速１．５ｍ／分、圧縮空気圧７．５ｋｇ／ｃｍ² 、ガス先端空気圧６０ｋｇ／ｃｍ²、減圧度０．５気圧、銅合金溶融温度２８００℃、圧縮空気温度０℃とした。得られた溶射被膜の厚さは２００μ、被塗物温度は３０℃であった。ついで、前記本考案例１と同様に被塗物と溶射被膜間の付着強度を測定し、その結果を前記表１に示した。又、前記溶射被膜上に、前記エポキシ樹脂塗料とアルキド樹脂塗料を各々本考案例１と同様に塗布した。その付着強度を測定し、その結果を前記表２に示した。

【００２７】本考案例７被塗物１は銅合金とし、これに銅合金の低温溶射を実施した。被塗物銅合金の組成は銅９５、マンガン５、溶射銅合金の組成は銅９０、ニッケル１０からなるものである。低温溶射条件は溶射線径１．６ｍｍφ、溶射線搬速２ｍ／分、圧縮空気圧７．５ｋｇ／ｃｍ² 、ガス先端空気圧６０ｋｇ／ｃｍ² 、減圧度０．５気圧、銅合金溶融温度３１００℃、圧縮空気温度０℃とした。得られた溶射被膜の厚さは３００μｍ、被膜温度は２８℃であった。ついで、前記本考案例１と同様に被塗物と溶射被膜間の付着強度を測定し、その結果を前記表１に示した。又、前記溶射被膜上に、前記エポキシ樹脂塗料とアルキド樹脂塗料を各々本考案例１と同様に塗布した。その付着強度を測定し、その結果を前記表２に示した。

【００２８】従来例１被塗物として銅−マンガン合金（本考案例７と同一）を用いた。前記被塗物表面を＃３２０のサンドペーパーにより研磨した後、前記エポキシ樹脂塗料とアルキド樹脂塗料を各々本考案例１と同様に塗布した。その付着強度を測定し、結果を前記表２に示した。

【００２９】従来例２被塗物として、亜鉛金属（本考案例１と同一）を用いた。前記被塗物表面を＃３２０のサンドペーパーにより研磨した後、前記エポキシ樹脂塗料とアルキド樹脂塗料を各々本考案例１と同様に塗布した。その付着強度を測定し、結果を前記表２に示した。

【００３０】従来例３被塗物として、アルミニウム金属（本考案例２と同一）を用いた。前記被塗物表面を＃３２０のサンドペーパーにより研磨した後、前記エポキシ樹脂塗料とアルキド樹脂塗料を各々本考案例１と同様に塗布した。その付着強度を測定し、結果を前記表２に示した。従来例４被塗物として、ステンレス（ＳＵＳ３０４：本考案例３と同一）を用いた。前記被塗物表面を＃３２０のサンドペーパーにより研磨した後、前記エポキシ樹脂塗料とアルキド樹脂塗料を各々本考案例１と同様に塗布した。その付着強度を測定し、結果を前記表２に示した。

【００３１】前記比較試験の結果から明らかな如く、本考案の金属体緒は被塗物表面を研磨して合成樹脂を塗布した場合（従来例１〜４）に比べ付着性が格段と優れるものである。尚、上記比較試験に於いて、付着性の評価を正確にするため条件を一定にする必要状、特定の合成樹脂塗料を使用したが、その他の合成樹脂塗料を使用しても同様の結果が得られた。

【００３２】

【考案の効果】

本考案の金属低温溶射被膜を有する金属体は、本来的に塗料に対して付着性の悪い金属、または合金に同種の金属、または合金を低温溶射することにより、美装用あるいは、保護用合成樹脂塗料が、優れた付着性、塗装作業性で塗布されたもので、実用価値は至大である。

【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被塗物２低温溶射被膜３合成樹脂塗料被膜

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】銅、銅合金、亜鉛、亜鉛合金、アルミニ
ウム、アルミニウム合金及びステンレスから選ばれた被
塗物と、これに溶射された前記と同種の金属または合金
の低温溶射被膜と、これに塗布された合成樹脂塗料被膜
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。