JPH0375303A

JPH0375303A - アルミニウムまたはその合金のフレーク状粉末の製造方法、製造装置およびフレーク状金属粉末

Info

Publication number: JPH0375303A
Application number: JP1210696A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Konishi; 満月男小西; Hitoshi Nakajima; 斉中島; Takeshi Masumoto; 健増本; Akihisa Inoue; 明久井上
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1989-08-17
Filing date: 1989-08-17
Publication date: 1991-03-29
Anticipated expiration: 2013-11-11
Also published as: JP2824085B2

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、アルミニウムまたはアルミニウム合金のフレ
ーク状粉末を効率よく製造する方法および上記フレーク
状粉末を製造するのに適した金属粉末の製造装置ならび
に上記フレーク状粉末製造方法によって製造される新し
い形状のフレーク状金属粉末に関する。

［従来の技術］従来のアルミニウムまたはその合金のフレーり状粉末を
得る製造方法は、主に溶湯をタンデイツシュの底の小さ
い孔から流出させ、これに圧縮ガスまたは水流ジェット
を当て、噴霧状に吹き飛ばして粉末にする噴霧法や、溶
湯流に機械的衝撃を加えて粉化する衝撃法などにより得
られた粉末を、ボールミル、スタンプミル、振動ミルな
どの機械的粉砕法により展延するものであった。

この方法により得られるフレーク状粉末は、そのフレー
ク状粉末のもつ平面がいずれも平滑なものであり、例え
ば塗料用としてこれらのフレーク状粉末を用いる場合、
これらのフレーク状粉末のみでは、輝度、白皮などの色
調の調整が困難であった。

さらに最近、圧縮ガスや水流ジェットを用いるアトマイ
ズ法において生成する離散した溶融金属小滴流（アトマ
イズ噴流）を直接、回転冷却体に衝突させてフレーク状
金属粉末を製造する方法が示されており、新しい形状、
組織をもったフレーク状粉末を製造できる可能性があり
注目されている。

例えば特開昭８０−１５５８０７号に、ノズルから流出
する金属溶湯に超音波振動を与え、かつ超音速でガスを
噴射させることによって金属融滴の噴流を生成させ、そ
の噴流が凝固する前に水冷回転ロールに衝突させてフレ
ーク状金属粉末を製造する方法が示されている。この方
法はより具体的には第４図に示すようにルツボ１内で金
属溶湯２を形成し、この金属溶湯２をノズル３から流出
させる。ノズル３付近には、超音波、超音速ガスアトマ
イズ装置４が設けられており、吹込み管５から吹込まれ
た超音波のガスがノズル３から流出する溶湯流に対して
噴射され、金属溶湯２の液ｍ６が形成される。この液滴
６は水冷回転ロール７の表面に衝突して急冷凝固され、
フレーク１０が形成されるものである。

また、特開昭８４−７５８０７には、第５図に示すよう
に金属溶湯の流出ノズル３の下方に噴射ノズル９を配置
して、流出ノズルから流出させた金属溶湯に高速ガスを
噴射することにより液滴にし、この液滴を円錐型回転冷
却体８の斜面に衝突させる方法が示されている。

この方法では液滴の噴出方向に対して回転冷却体表面が
角度を持っているので、液滴の冷却体表面への入射角度
（液滴の飛行方向と冷却体表面のなす角度）が鋭角にな
り、回転ロールを用いた場合に比較して、衝突した液滴
が冷却体表面から飛行方向すなわち下方に剥離し易くな
っている。

しかしながら、これらのアトマイズ噴流を直接冷却体に
衝突させるフレーク状金属粉末製造法において、従来は
熱伝導度の良好な銅が回転冷却体として用いられており
、溶湯がアルミニウムまたはアルミニウム合金である場
合、銅は溶湯液滴との濡れ性が良好なためと、アルミニ
ウム合金は、他の合金系と比較して比重が小さいため、
冷却体が回転することによって発生する遠心力による剥
離の効果も小さくなり、上記円錐回転冷却体の場合でさ
え結果として衝突した液滴が回転冷却体表面に付着、堆
積してしまう。また、液滴が高温で供給量も多い場合回
転冷却体表面の温度が上昇し、一部は銅と反応して融着
する。このため溶湯がアルミニウムまたはアルミニウム
合金の場合には、フレーク状金属粉末の歩留まりが極め
て低く、連続して製造することも不可能であった。

液滴の融着は、回転冷却体を水などで内部冷却すれば若
干防止できるが、なお不充分であり付着を完全に抑える
ことはできない。さらに水冷にすると、装置の複雑化、
回転体の回転数制限など様々の弊害が生じるのが問題で
あった。

従って、これらのアトマイズ噴流を直接冷却体に衝突さ
せるフレーク状金属粉末の製造法は新しい形状、組織の
フレーク状粉末が得られる可能性があるが、アルミニウ
ムまたはその合金の場合にはフレーク状粉末を得ること
ができないものであった。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、従来の製造方法および装置をあまり改変しな
いで、アルミニウムまたはその合金のフレーク状粉末を
製造できる手段を提供し、かつ、新しい形状を持ったフ
レーク状粉末を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］上記課題を解決するための本発明の構成は、（１）溶融
したアルミニウムまたはその合金を溶湯口より流出させ
、それにガスを噴射して離散した溶融金属小滴の流れと
し、その溶融金属小滴を移動冷却面に衝突させるフレー
ク状粉末の製造方法において、上記移動冷却面がクロム
カーバイドを６０重量％以上を含む材料で構成されてい
ることを特徴とするアルミニウムまたはその合金のフレ
ーク状粉末の製造方法、（２）溶融金属が流出する溶湯口周辺に、流出する溶湯
に対し、その流出方向に向ってガスを噴射するノズルを
有し、更に、上記溶湯口から適当な距離を隔てた位置に
、上記噴射ガス流によって生じた、離散した溶融金属小
滴流が衝突するように移動冷却面を備えた金属粉末の製
造装置において、上記移動冷却面がクロムカーバイドを
６０重量％以上含有する材料で構成されていることを特
徴とする金属粉末の製造装置、（３〉フレーク状粉末であって、その平面の少なくとも
一つの面に、フレーク状粉末と同組成の粒径１０８ｍ以
下の球状粉が堆積、固着していることを特徴とする上記
フレーク状粉末の製造方法によって製造されるアルミニ
ウムまたはその合金のフレーク状粉末である。

より具体的に説明すると、まず溶融金属小滴が衝突する
移動冷却面を被覆するクロムカーバイドとしては、Ｃｒ
３Ｃ２を６０重量％以上含むことが必要であるが、残部
に他のクロムカーバイド（ＣｒｒＣ３、Ｃｒ２５Ｃｂ）
を含んでいてもよいし、例えばニッケルークロム合金な
どを含んでいてもよい。このように移動冷却面がクロム
カーバイド（ＣｒｓＣ２）を６０重量％以上含む材料で
あると、溶融金属、特にアルミニウムまたはその合金に
対する濡れ性が極めて小さくなり、液滴の回転冷却体表
面への付着、堆積がなくなり、フレーク状粉末がほぼ定
量的に得られるものである。

したがって、このような材料で表面を被覆した移動冷却
面、具体的にいえば第４図に示した回転ロール６または
第５図に示した円錐型回転冷却体８の表面を上記材料で
被覆したものを用いれば、その他は従来の装置と同じ装
置で本発明を実施することができる。

上記移動冷却面、すなわち、被覆材料中のクロムカーバ
イドの含有量が６０重量％未満になると装置を長時間作
動させたとき移動冷却面上にアルミニウムまたはその合
金の堆積が起る。

上記回転ロール６または円錐型回転冷却体８は例えば無
垢の銅製であり、その表面に金属ニッケルおよびクロム
を含有するクロムカーバイドを溶射、あるいはＰＶＤＳ
ＣＶＤなどの蒸着法で被覆したものを用いる。回転ロー
ルまたは円錐型回転冷却体の基体は熱伝導の点から無垢
の銅製が好ましいが強度上の問題がなければ他の材料で
もよい。

回転ロールまたは円錐型回転冷却体と噴霧ポイントとの
距離は、アトマイズ噴流が、ガスによって冷却、凝固さ
れない距離であればよく、フレーク状粉末の目的とする
粒度分布に応じて、アトマイズガス圧力、金属溶湯流量
などと関連させて決定される。

さらに、回転冷却体の回転数は、それらの大きさによっ
ても異なるがアトマイズ噴流が衝突する部分の移動速度
が２０ｏ＋／ｓ以上であることが適当である。

以上に説明した本発明によるアルミニウムまたはその合
金のフレーク状粉末の製造方法および製造装置によれば
、従来製造されているアルミニウムのフレーク状金属粉
末に比較して、第３図に例示したようなその平面の少な
くとも一つの面に、フレーク状粉末と同組成の粒径１０
８ｍ以下の球状粉が堆積、固着している粉末が得られる
。すなわち、球状粉が半分以上球状形状を保ってフレー
ク状粉末表面に融着している、これまでにない形状を持
ったアルミニウムまたはその合金のフレーク状粉末を、
製造条件を選ぶことにより効率よく製造することができ
る。

この新しい形状を持ったフレーク状金属粉末は、例えば
塗料用にこのフレーク状金属粉末を用いれば、輝度を抑
えて白皮が強調できたり、また従来のフレーク状金属粉
末と混合して色調を調整するなど、新しい色調のメタリ
ック塗装に利用することができる。

さらに、本発明によるフレーク状金属粉末は、従来のフ
レーク状金属粉末に比較して、比表面が大きくなってお
り、種々の触媒反応の触媒としても好適である。

以上述べてきたフレーク状粉末とは、第３図ａ−ｃに例
示したように、１個の粒子を水平面上で安定に静置した
ときに、粒子上部に別の水平面を接触させた時の下部水
平面と上部水平面間の距離を厚み（Ｔ）とし、同じく水
平面上で安定に静置した粒子を水平面に垂直な２平面で
挾んだときの、２平面間の距離の最少値を短径（Ｂ）、
短径Ｂに直交する方向で、水平面に垂直な２平面で挾ん
だときの、２平面間の距離を長径（Ｌ）として、電子顕
微鏡を用いて数百側の粒子について観測したＢ、Ｌ、Ｔ
の平均値ＢｌＬＳＴより算出される次の式１、式２で定
義される平均長短度（ｒ＞）および平均偏平度（吊）が
、各々ｎ−Ｂ／Ｌ　　（式１）ｍ＝Ｔ／Ｂ　　（式２）としたとき、次の値の範囲内であるものをいう。

０．２≦五≦ｉ　　（式３）Ｏ＜晶≦０．４（式４）さらにはヨの値が次の値の範囲内であることが好ましい
。

０＜ｍ≦０．２（式５）なお、実用的には本発明によるフレーク状粉末は、ふる
い目の開き　１８０μ麿のふるいを用いて分級すること
により容易に大量に得ることができ、又、得られたフレ
ーク状粉末を塗料用として用いる場合にも色調などの点
から目の開き１８０μ−のふるいにより分級することが
好ましい。

このような形状のフレーク状金属粉末が製造できる理由
は、充分に解明されているわけではないが、従来、移動
冷却面として用いられていた銅の場合とは異なり、融滴
との濡れ性が低いため冷却面に融滴が衝突してできたフ
レーク状粉末に、ｌＯμ−以下の球状粉が衝突し、固着
して、フレーク状粉末が冷却体表面から剥離するに充分
な遠心力を持つ重量となり冷却体表面から剥離するもの
と推定される。

［実施例および比較例］以下、実施例と比較例によって、本発明を具体的に説明
する。

実施例１第４図に示すフレーク状金属粉末製造装置において、回
転ロール６として、銅製ロール表面をクロムカーバイド
（Ｃｒ３Ｃｚ）７３重量％残部金属ニッケルとクロムか
らなる材料で被覆したロール（被覆厚さ５０μＩＩ）を
使用し、回転数１万ｒｐｌで回転させ、圧力１００ｋｇ
／ｃｍ２のアルゴンガス噴射によりアルミニウム（純度
９９．７％）を球状液滴にし衝突させた。

その結果、回転ロール表面へのアルミニウムの付着、堆
積はまったく認められず、ふるいを用いた分級法を行っ
た所、全回収量中の　１８０μ履以下の粉末の割合は９
３％であった。

得られた粉末を走査型電子顕微鏡を用いて形状分析した
所、式１．２で定義される五、昂は各々　０．７．０．
１であった。

得られた金属粉末の走査型電子顕微鏡写真を第１図に示
す。写真かられかるように、写真右側に１０μ−以下の
球状粉が堆積、固着しているフレーク状粉末が見える。

写真左側には平滑な面を持つフレーク粉がみえるが、こ
れは写真反対側に粉末が固着しており、写真に写ってい
る面は、融滴が回転ロールに衝突した面である。

このフレーク状粉末をミネラルスピリットと混合してペ
ースト状にして塗布した所、従来のアルミペーストにく
らべて、白皮が増加し輝度が抑えられ、これまでにない
柔らかい色調のメタリック塗装面が得られた。

比較例１実施例１で用いた装置における回転ロール６の代わりに
表面を被覆しない銅製ロールを用いた以外は、実施例１
と同じ条件で金属粉末を製造したところ、銅製ロールの
表面に溶湯液滴の堆積が起り、数センチの大きさの塊状
のものが得られたのみで金属粉はまったく得られなかっ
た。

実施例２アルミニウムにかえて、Ａｌ−４，５％Ｃｕ−０，８％
Ｓｉ（重量％）の合金を用いた以外は実施例１と同様に
行った。回転ロール表面へのアルミニウム合金の付着、
堆積はまったく認められず、全回収量中の１８０μ−以
下の粉末の割合は９５％であった。

得られた粉末を走査型電子顕微鏡を用いて形状分析した
所、石、冨は各々　０．６．０．１であった。得られた
金属粉末の顕微鏡写真を第２図に示す。第１図に示した
写真と同様に球状粉の付着したフレーク面と粉末が着い
ていない裏側の面が見える。

実施例３．４第５図に示すフレーク状金属製造装置において、円錐型
冷却体表面に実施例１と同様のものを用い、金属溶湯と
して実施例３はアルミニウム、実施例４はアルミニウム
合金Ａ　１−４．５％Ｃｕ−０，８％Ｓｉ（重量％）を
用いてフレーク状金属粉末を製造した。

その結果、いずれの金属溶湯でも円錐型冷却体表面への
付着はまったく認められず、１８０μｌ以下の粉末の割
合は各々９５％と９８％であった。

得られた粉末を走査型電子顕微鏡で形状分析した所、実
施例３は石が０．８、ｍが０．２であり、実施例４は石
が０．７、□が０．２であった。またいずれの場合もｌ
Ｏμ鳳以下の粉末が堆積、固着していた。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、移動冷却体表面
を６０重量％以上クロムカーバイドを含む被覆物で被覆
することによって、アルミニウムまたはアルミニウム合
金との濡れ性力（大巾に悪くなり、また液滴が衝突して
も移動冷却体と反応しないため、液滴の付着、堆積が防
止され、新しい形状を持ったフレーク状アルミニウムま
たはその合金粉の歩留まりを高くし、連続的な製造も可
能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は各々実施例１．２で得る。 ■・・・ルツボ、２・・・金属溶湯、３・・・流出ノズ
ル、４・・・ガスアトマイズ装置、５・・・吹き造管、
６・・・溶融金属小滴、７・・・回転ロール、８・・・
円錐型回転冷却体、９・・・ガス噴射ノズル、１０・・
・フレーク状金属粉。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）溶融したアルミニウムまたはその合金を溶湯口よ
り流出させ、それにガスを噴射して離散した溶融金属小
滴の流れとし、その溶融金属小滴を移動冷却面に衝突さ
せるフレーク状粉末の製造方法において、上記移動冷却
面がクロムカーバイドを６０重量％以上を含む材料で構
成されていることを特徴とするアルミニウムまたはその
合金のフレーク状粉末の製造方法。
（２）溶融金属が流出する溶湯口周辺に、流出する溶湯
に対し、その流出方向に向ってガスを噴射するノズルを
有し、更に、上記溶湯口から適当な距離を隔てた位置に
、上記噴射ガス流によって生じた、離散した溶融金属小
滴流が衝突するように移動冷却面を備えた金属粉末の製
造装置において、上記移動冷却面がクロムカーバイドを
８０重量％以上含有する材料で構成されていることを特
徴とする金属粉末の製造装置。
（３）フレーク状粉末であって、その平面の少なくとも
一つの面に、フレーク状粉末と同組成の粒径１０μｍ以
下の球状粉が堆積、固着していることを特徴とするアル
ミニウムまたはその合金のフレーク状粉末。