JPH01287201A

JPH01287201A - 耐食性塗料用非晶質合金粉末および耐食性塗料

Info

Publication number: JPH01287201A
Application number: JP63115486A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Masumoto; 健増本; Yoshio Harakawa; 原川　義夫
Original assignee: Teikoku Piston Ring Co Ltd
Current assignee: TPR Co Ltd
Priority date: 1988-05-12
Filing date: 1988-05-12
Publication date: 1989-11-17
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JPH07116483B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、耐食性塗料用非晶質合金粉末およびこの合金
粉末を含有する耐食性塗料に関する。

「従来の技術」従来、耐食性を要求される塗料としてステンレス粉末を
含有した塗料が市販されている。このステンレス粉末の
形状は、幅１０μｍ、長さ３０μｍ、厚さ０，３μｍの
フレーク状であり、この粉末を樹脂に混合して刷毛塗り
、スプレー等で塗布するとステンレス粉末が樹脂の硬化
時に生ずる表面張力によって塗布面と平行に積層し、連
続したステンレス被膜を形成し、素材を外気から遮断し
、耐食性を与えるというものである。

しかしながら、ステンレスには、応力腐食割れ、孔食、
隙間腐食、水素脆性などの欠点があるため、上記ステン
レス粉末を含有させた塗料では十分な耐食性が得られな
い場合があった。

近年、非晶質合金などのステンレスよりも耐食性に優れ
た合金が開発されており、これらの合金を粉末化して塗
料に混合することにより、上記塗料よりもさらに優れた
耐食性が得られると期待される。このような試みの例と
して、特開昭６０−２５２６６８号および特開昭６０−
２５２６６９号には、縦または横の長さが数ｌＯ〜ｖｉ
１００μｍ、厚さ５μｍ以下の鱗片状である非晶質合金
粉末を用いることが提案されている。・ここで、鱗片状
とは、厚さ方向に垂直な平面に投影した粉末の面積を「
広さ」と定義し、「広さ」≧（「厚さ」）２と定義され
ている。このように、耐食性塗料に用いる粉末形状とし
ては、塗布したときに塗布面と平行に粉末が積層するこ
と、すなわちリーフインク現象が起こるように、鱗片状
もしくはフレーク状粉末であることが必要である。

ところが、本発明者らは、さらに詳細な検討をするうち
、厚さには耐食性を維持するための適切な範囲があり、
リーフィング現象を起こさせ、効果を高めるためには適
切なアスペクト比（厚さに対する長径の比）や、縦、横
の比が必要であることがわかった。また、合金組成につ
いても、耐食性を向上させるためには、特定範囲の組成
があることがねかた。

［発明が解決しようとする課題」本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、塗膜状態を良好に維持しつつ耐食
性をより高めることができるようにした耐食性塗料用非
晶質合金粉末および耐食性塗料を提供することにある。

［課題を解決するための手段Ｊ本発明による耐食性塗料用非晶質合金粉末は、下記■、
■、■から選ばれた組成の非晶質合金からなり、厚さ０
５〜５μｍ、短径および長径５〜５００ｇｍ、アスペク
ト比（厚さに対する長径の比）５以上、短径と長径の比
１〜ＩＯであることを特徴とする。

■原子％て５〜１２％のＮ１．５〜２５％のＣｒ、０．
３〜５．０％のＭｏ、８〜１３％のＰ、７−１５％のＣ
１残部Ｆｅおよび不可避不純物。

■原子％て５〜４０％のＣｒ、１５〜２５％のＰ、残部
Ｎｉおよび不可避不純物。

■原子％で４０〜６０％の（Ｎｂ、　Ｔａ’ｌ、残部Ｎ
ｉおよび不可避不純物。

また、本発明の耐食性塗料は、少なくとも塗料用樹脂成
分と上記非晶質合金粉末とを含有することを特徴とする
。

「作用」本発明者らは、より優れた耐食性塗料用非晶質合金粉末
を得るため、種々の組成からなる非晶質合金についてそ
の耐食性を検討した。その結果、上記組成を有する非晶
質合金が優れた耐食性を有していることがわかった。す
なわち、上記組成の非晶質合金を用いることにより、孔
食性、隙間腐食、水素脆性などに優れた耐食性塗料用の
合金粉末を提供することができる。

また、粉末の形状についても、厚さ、アスペクト比、短
径および長径の寸法、短径と長径の比について種々検討
した結果、塗膜状態を良好に維持しつつ、リーフインク
現象を良好に起こさせて耐食効果を高めるためには、上
記の範囲とされることが必要であることがわかった。

すなわち、厚さが０．５μｍ未満では長期間にわたる耐
食性の維持に問題があり、厚さが５μｍを超えると塗膜
の平滑度が悪くなる。短径が５μｍ未満では粉末相互の
重なりが不均一となり、長径が５００μｍを超えると塗
膜の強度が低下する。アスペクト比が５未満あるいは短
径と長径の比が１０を超えると、リーフィングが起こり
にくくなる。

また、短径と長径の比がＩＯを超えると、フレーク状の
粉末どうしの重なり合いが不十分となり、耐食性が低下
する傾向がある。なお、短径と長径の比は、１〜５の範
囲とされることがより好ましい。

また、本発明の耐食性塗料は、上記の非晶質合金粉末を
含有するので、塗布したときにリーフィング現象により
被塗布面が非晶質合金粉末で覆われ、優れたｉ［ｉ１食
性が得られる。さらに、塗布作業性や塗膜状態も良好に
維持される。

「発明の好ましい態様」本発明の非晶質合金粉末の好ましい製造方法としては、
前述した■〜■の組成を有する合金の溶湯をノズルから
流出させ、この溶湯にガスを噴霧することによって溶湯
の液滴を生成させ、この液滴流方向に配置された傘型ま
たはホーン型の回転冷却体の表面に、前記液滴を凝固し
ないうちに衝突させて急冷凝固させる方法が挙げられる
。そして、必要に応して得られた粉末から前述した形状
特性を有するものを分取すればよい。この方法によれば
、前述した形状特性を有する粉末を７０％以上の収率て
製造することができる。

本発明の耐食性塗料において、非晶質合金粉末は５〜２
０　ｖｏｌ％含有されていることが好ましい。

非晶質合金粉末の含有量が５ｖ０１％未満では、塗布の
際に塗膜内において基材塗料のみの部分が多くなり、粉
末混入の効果がでない。また、７．０ｖｏｌ％を超える
と、塗膜の強度が弱くなり、クラックや剥離などを起こ
したり、加工密着性が悪くなるため好ましくない。

塗料用樹脂成分としては、塗料に用いられる各種の合成
樹脂が自由に使用できるが、例えばビニル樹脂、アクリ
ル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが好まし
く用いられる。ただし、本発明における塗料用樹脂成分
とは、塗布した後に硬化させるものにおいては、それら
の樹脂のモノマーやオリゴマーを含む意味である。

本発明の塗料には、非晶質合金粉末と塗料用樹脂成分の
他に、必要に応じて溶剤、硬化剤、顔料、増粘剤、分散
剤、安定剤などを自由に添加することができる。溶剤は
、使用する樹脂に応じて適宜選択されるが、例えばキシ
レン、トルエン、アルコール、アセ［ヘン、酢酸エチル
などが用いられる。また、塗料の形式としても、溶剤型
、エマルション型、無溶剤型、粉体型など各種のものを
採用することができる。

本発明の塗料は、例えば刷毛塗り法、スプレー法などの
各種の方法で塗布することができる。この場合、非晶質
合金粉末を分散させて良好に密着させるために、塗布に
先立って界面活性剤、カバーリング材等の表面処理剤、
表面改質材を用いて表面処理を行なってもよい。

「実施例」第１図には、本発明の非晶質合金粉末を製造するための
装置の一例が示されている。すなわぢ、図示しないルツ
ボにて溶融された合金の溶湯１を流出するノズル２が設
置されており、落下する溶湯１に対して高圧の噴射ガス
を吹きイ」ける噴霧化ノズル３が設置されている。噴霧
化ノズル３は、ノズル２を囲むように例えば円形に配置
され、多数の噴出口から溶湯１の流れに向けて高速ガス
を噴出する構造となっている。ノズル２の下方には、傘
型の回転冷却体４がその回転軸をノズル２の直下からや
や横方向にずらして配置されている。

したがって、ノズル２から流出し落下する溶湯１の流れ
に対して、噴霧化ノズル３から高圧の噴出ガスが吹き付
けられ、これによって溶湯１の液滴５が形成される。こ
の液滴５は、下方に向けて広がりながら飛散し、回転冷
却体４の円錐面に衝突し急冷凝固し、偏平化されたフレ
ーク状の合金粉末６が形成される。なお、この実施例に
おいては、回転冷却体４として第２図（ａｌに示すよう
な傘型のものが用いられているが、第２図＋ｂｌに示す
ようなホーン型のものでもよく、あるいは第２図（ｃｌ
　に示すような内周が傘型をなすものであってもよい。

なお、噴霧化ノズル３からの噴射ガス圧は、好ましくは
４０ｋｇ／ｃｍ２以上とされる。また、噴射ガスとして
は、例えばアルゴン、ヘリウム、窒素、空気あるいは混
合ガスなど各種のものが使用可能である。さらに、回転
冷却体４は、例えば水冷などの手段によって少なくとも
５０°Ｃ以下に冷却され、回転数は１０００〜２０００
０ｒｐｍとされることが好ましい。

試験例（アモルファス合金の耐食性評価）第１表に組成
を示す各種合金を真空溶解後、孔径０．４ｍｍの石英ノ
ズルから、アルゴンガス噴射圧１．０ｋｇ／ｃｍ２で噴
出し、この溶湯を周速３０ｍ／ｓｅｃで回転する単ロー
ルに衝突させて薄帯を得た。得られた薄帯は、幅約１ｍ
ｍ、厚さ約３０μｍであり、Ｘ−ｒａｙ回折の結果、い
ずれもアモルファス単相であることが確認された。

得られた各種の薄帯について、６Ｎ−ＨＣｌ中に３０°
Ｃで２４時間浸漬後、ｌＮ−Ｈ２ＳＯ４中に３０°Ｃで
２４時間浸漬後、およびｌＯｍｏｌ−ＦｅＣ１ａ中に４
０°Ｃで１時間浸漬後における腐食テストを行なった。

評価は、×・・・腐食が激しいもの、△・・・ピットが
みられるもの、○・・・表面に変化が認められないもの
、という基準で行なった。ま、た、得られた各種の薄帯
について、１８０°密着曲げができるかどうかにより靭
性の評価を行なった。総合評価は、上記の耐食性および
靭性の評価結果から、Ｏ・・・耐食性塗料用の合金粉末
に好適なもの、×・・・耐食性塗料用の合金粉末として
不満足なものとした。

また、比較のため、上記のアモルファス合金の薄帯の他
に、市販のオーステナイト系ステンレス５ＵＳ３０４．
５ＵＳ３１６Ｌについても同様なテスト評価を行なった
。これらの結果を第１表（後に記載する）に示す。

第１表から、■原子％で５〜１２％のＮｉ、５〜２５％
のＣｒ、０．３〜５．０％のＭＯ１８〜１３％のＰ、７
〜１５％のＣ１残部Ｆｅおよび不可避不純物、■原子％
で５〜４０％のＣｒ、１５〜２５％のＰ、残部Ｎｉおよ
び不可避不純物、■原子％で４０〜６０％の（Ｎｂ、　
Ｔａｌ、残部Ｎｉおよび不可避不純物の範囲とされた組
成の試料ＮＯ，９，１０，１６〜２１．２４〜２８は、
耐食性塗料用の合金粉末に適した特性を有していること
がわかる。

実施例け）合金粉末の作成第１図に示した装置を用い、第１表における試料Ｎｏ、
　９．１０．１７．１９．２Ｎ、２４．２５．２６の組
成の合金５００ｇをそれぞれルツボに入れ、１２００°
Ｃで溶融させて溶湯１とした。

この溶湯ｌをノズル２から流出滴下させ、滴下する溶湯
ｌに対して噴霧化ノズル３よりアルゴンガスを１００ｋ
ｇ／ｃｍ２の圧力で吹き付け、液滴５を形成した。この
液滴５を、ロール径２００　ｍｍ中、円錐角度９０°、
回転数７２０Ｏｒｐｍの回転冷却体に衝突させ、木の葉
形のフレーク状合金粉末を得た。

試料Ｎｏ、９の合金を用いて上記方法で得られた合金粉
末の１００倍の走査型電子顕微鏡写真を第３図に示す。

上記方法で得られたそれぞれの組成の合金粉末を分級し
、第２表に示すような形状特性を有するものを分取した
。なお、本発明の形状特性とされる厚さ０５〜５μｍ、
短径および長径５〜５００μｍ、アスペクト比（厚さに
対する長径の比）５以上、短径と長径の比１〜１０であ
る粉末の収率は、いずれも７０％を超えていた。

また、試料Ｎｏ、　９の合金を用いて得られた粉末につ
いては、厚さ１〜４μｍ、アスペクト比（厚さに対する
長径の比）１０〜１００、短径と長径の比１〜５、短径
および長径１０〜４００μｍのもの〔試料Ｎｏ、９−１
）　と、厚さ０．５μｍ未満、アスペクト比（厚さに対
する長径の比）５以上、短径と長径の比１〜５、短径お
よび長径１０〜４００μｍのもの（試料Ｎｏ、　９−２
１　と、厚さ１〜４μｍ、アスペクト比（厚さに対する
長径の比）５未満、短径と長径の比１〜１０、短径およ
び長径５〜３６μｍのもの（試料Ｎｏ、９−３１　と、
球状粉のもの（試料Ｎｏ、　９−４１　　と、厚さ１−
４μｍ、アスペクト比（厚さに対する長径の比）５以上
、短径と長径の比１〜５、長径５００ｇｍを超えるもの
（試料Ｎｏ、　９−５１とをそれぞれ調製した。

さらに、比較のため、市販の耐食性塗料に用いられてい
るステンレス５ＵＳ３０４の粉末を用意した（試料ＮＯ
，１３）。この粉末は、厚さ０．５未満、アスペクト比
（厚さに対する長径の比）５以上、短径と長径の比１〜
１０、短径および長径３６μｍ未満である。

（２）塗料の調製樹脂バインダとしてポリ酢酸ビニル系樹脂８５Ｖｏ１％
、上記で得られたそれぞれの金属粉末１５Ｖｏ１％を混
合して塗料を作成した。

（３）塗膜性能の評価厚さ３’ｍｍ　、幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍの５Ｓ４１
鋼板を用意し、サンドブラスト処理した後、トリクレン
中で超音波洗浄し、上記で調製したそれぞれの塗料を塗
膜の厚さが１００μｍ前後になるように刷毛塗り塗装し
た。乾燥後、塗膜状態を観察すると共に、耐食性テスト
を行なった。耐食性テストは、２０℃の王水中に浸漬し
て母材が溶出する時間を調べることによって行なった。

この結果を第２表（後に記載する）に示す。

第２表から、非晶質合金粉末を含有する試料Ｎｏ、９−
１．９−２．９−３．９−５．１０．１７．１９．２＋
、　２４．２５．２６は、従来のステンレス５ＵＳ３０
４の粉末を含有する試料Ｎｏ、１３に比べて優れた耐食
性が得られることがわかる。しかし、塗膜状態や耐食性
を総合的に評価すると、厚さ０５〜５μｍ、短径および
長径５〜５００ｇｍ、アスペクト比（厚さに対する長径
の比）５以上、短径と長径の比１〜１０の範囲とされた
本発明で特定した粉末を含有する試料Ｎｏ、９−１．１
０．１７．１９．２１．２４．２５．２６が特に好まし
いことがわかる。

（以下、余白）「発明の効果」以上説明したように、本発明による非晶質合金粉末は、
特定の組成を有するので耐食性に優れ、また、特定の形
状特性を有するので塗膜の状態を良好に維持しつつ、リ
ーフインク現象を効果的に起こさせることができる。し
たがって、この非晶質合金粉末を含有する本発明の耐食
性塗料は、塗膜状態を良好に維持しつつ、優れた耐食性
を付与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の非晶質合金粉末を製造するための装置
の一例を示す概略断面図、第２図ｆａ）、（ｂｌ、（Ｃ
）は同装置で用いられる回転冷却体のそれぞれ異なる例
を示す図、第３図は本発明の実施例で得られた非晶質合
金粉末の粒子構造を示す１００倍の走査型電子顕微鏡写
真である。図中、１は溶湯、２はノズル、３は噴霧化ノズル、４は
回転冷却体、５は液滴、６はフレーク状の合金粉末であ
る。（ａ　）　　　　　　　　　（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下記［１］、［２］、［３］から選ばれた組成の
非晶質合金からなり、厚さ０．５〜５μｍ、短径および
長径５〜５００μｍ、アスペクト比（厚さに対する長径
の比）５以上、短径と長径の比１〜１０であることを特
徴とする耐食性塗料用非晶質合金粉末。［１］原子％で５〜１２％のＮｉ、５〜２５％のＣｒ、
０．３〜５．０％のＭｏ、８〜１３％のＰ、７〜１５％
のＣ、残部Ｆｅおよび不可避不純物。［２］原子％で５〜４０％のＣｒ、１５〜２５％のＰ、
残部Ｎｉおよび不可避不純物。［３］原子％で４０〜６０％の（Ｎｂ、Ｔａ）、残部Ｎ
ｉおよび不可避不純物。
（２）少なくとも塗料用樹脂成分と請求項１記載の非晶
質合金粉末とを含有することを特徴とする耐食性塗料。
（３）前記非晶質合金粉末を５〜２０ｖｏｌ％含有する
請求項２記載の耐食性塗料。
（４）前記塗料用樹脂成分がビニル樹脂、アクリル樹脂
、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂から選ばれたもので
ある請求項２または３記載の耐食性塗料。