JPS60211059A - 厚いコ−テイング組成物 - Google Patents

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】 本発明は金属及びセラミック部品用の研暦又は機械加工
が可能な耐腐食性、耐酸化性のコーティングとして、サ
ーマルスプレィ会アルミニウムに代わり得る厚膜アルミ
ニウム・セラミック複合材料に関する。本発明はまた、
この様なコーティングを作製するために適した組成物、
並びに＝−ティングされた部品に関する。

本発明のコーティング組成物は、一つの実施態様におい
ては、液体バインダー、特にりｐム酸イオン及びリン酸
イオン、並びに平均粒径が約１５μｍより大きく、直径
４４μｍ　（＋　３２５メツシユ）より大きな集合部を
有する微粒化アルにニウム粉末から成る水性バインダー
から成る。

本発明はもう一つの実施態様においては、物理的特性を
強化されたコーティングを提供する。この組成物は、平
均粒径１５μｍのアルミニウム粉末（この一部は＋３２
５メツシユ）を含み、これに対して粒径が大きな方のグ
レードの約Δ以下の、より小さな第２のグレードのアル
ミニウム粉末が一定量添加される。この組成物の硬化さ
れた膜又はコーティングは、密度及び接着強度が優れて
いる。

上述のアルミニウム充填スラリーを熱的に硬化させると
、サーマルスプレィ・アルミニウムブーティングよりも
接着性、並びに耐腐食性及び耐酸化性に優れたアルミニ
ウムコーティングが得うれる。

本発明においては、「アルミニウム」という用語は常に
粉末を表わすために使用し、この用語は好ましい金属を
表わすものとする。従って、この表現は常に、一般的な
金属を含み、好ましくはアルミニウムであることを意図
している。

便宜上、本発明の記述においては、前述の第１の型（又
はグレード）の径の大きな方の金属粉末から成る組成物
（及びコーティング）をユニモダルと呼び、第２の型（
又はグレード）の小さい方の金属粉末も含む組成物（及
びコーティング）をポリモダル又はパイモダルと呼ぶ。

用語「サーマルスプレィＪ　（ｔｈｅｒｍａｌ　５ｐｒ
ａｙ）は、材料をその融点に達しさせ、コーティングし
ようとする表面に吹付げるすべてのプロセスを表すため
に用いる。現在、こうしたプロセスとしては、１）メタ
ライジング又はワイヤースプレィ（ｗｉｒｅ　５ｐｒａ
ｙ入２）アークワイヤースプレィ（ａｒｃ　ｗｉｒｅ　
５ｐｒａｙ）、５）サーモスプレィ、及び４）プラズマ
フレームスプレイがある。

用語「メタライジング」又は「ワイヤースプレー」は、
金属をワイヤーの形で用いるようなサーマルスプレィプ
ロセスを表すために用いる。ワイヤーは、一対の自動送
りローラーによって吹付は器及びノズルを通して引き出
される。ここで、ワイヤーは酸素燃料ガス炎中で溶融後
、圧縮エアープラストで微粒化され予め準備された表面
上に運ばれる。個々の粒子は、所望の金属コーティング
が得られるように調合される。この調合作用については
十分に理解されていないが、この効果は明らかに、機械
的なかみ合せと、粒子が吹付はノズルから吹付は表面に
達する間に形成される酸化物の凝結との相互作用による
ものである。

「アークワイヤースプレィ」プロセスにおい【は、金属
は、２本の一点に収束する金属線を通して電流を流して
得られるアークで溶融された後。

圧縮空気中で微粒化される。メタライリング及びアーク
ワイヤースプレィ法は、ワイヤー状で引き出すことがで
きるどんな材料からコーティングを得るためにも適して
いる。

ワイヤー状にできない材料は「サーモスプレィ」及び「
プラズマスプレィ」プロセスを使って吹付ける。「サー
モスプレィ」プロセスでは、粉末材料は吹付は器の頂部
に入れられ重力によって吹付は器の所定の位置に供給さ
れ、ここで酸素とアセチレン（又は水素）ガスに伴われ
て吹付はノズルに運ばれる。金属粉末は、吹付は器の熱
効率が極めて高いため、ここでほぼ瞬間的に溶融されて
表面に運ばれ、吹付はノズルに具備されたサイホンジェ
ットによって吹付けられる。これは、サーモスプレィプ
ロセスの熱効率にも寄与し、極めて高い付着効率を達成
できる（通常９０チ以上）。

ゾラズｉフレームスプレイにおいては、粉末は酸素−ア
セチレン炎の代わりにプラズマ中で溶融される。この吹
付は器では水冷ジャケットに内蔵されたアークを利用す
る。アーク中を通過する不活性ガスは約３０．０００７
の温度に励起される。粉末１、が吹付は器を通る際、ど
んな粉末も、例え耐火材料であってもこのプラズマによ
って瞬間的に溶融される。これらのプロセスについ【は
メトコ社ＭＥＴＯＯ工ｎｃ、　）　（ニュー　９−り州
つｚｘ、）プレイ）発行のｒＴｈｅ　ＭＩＴＯＯＦｌａ
ｍｅ日ｐｒａｙ　ＰｒｏｏｅｓａＪと題する小冊子によ
り詳しく記載されている（ここで、本書を参考文献とす
る）。

サーマルスプレィ・アルミニウムコーティングは上記の
いずれの方法によっても施すことができ、金属部品の寸
法許容度を回復したり、耐腐食性や耐酸化性の改良に用
いられる。例えば、鋳造アルミニウム製ディーゼルエン
ジン過給機のインレットハウジング内部表面は、アルミ
ニウム又はアルミニウム合金のコーティングで補修及び
再平滑化される。つまり、約α０２０インチ（１，１４
ｍ）のアルミニウムをハウジング内部に熱吹付けした後
、部品を元の許容度まで再加工する。この補修法につい
ては、メトコ・アプリケーション・ブレチン（ＭｉＴＯ
ＯＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ）第４０
３号に詳細に記されている（本文献を参考文献とする）
。

別の用途としては、米国海軍では鋼構造物製デツヤの腐
食防止用に、α００３〜０．０１０インチ（ａ０８〜０
．２５ｍ＋）のワイヤースプレィ又はアークワイヤース
プレィしたアルミニウムを用いている。純粋のアルミニ
ウムコーティングによって鋼鉄は犠牲的に保護され、ま
た、このコーティングＶＣは他のハードウェアと均り合
いのとれた塗装を施すことができる。この保護システム
についてはＪＤＤ−９６３クラスに関する腐食制御マニ
ュアルＪ　（ＮＡＶ日凡ム８９６３０−ＡＢ−ＭＡＮ−
０１０）　Ｖｃ　ｌｅすｈティ６　（本文献ヲ参考文献
とする）。

サーマルスプレィ・アルミニウムコーティングは耐酸性
及び加工性が良いことから、航空機のターヒンエンジン
のエアーシールとしてもユニークな適性を持つ。吸気は
、タービンの軸流圧縮機中で、多数の回転翼の作用によ
って加速、圧縮される。圧縮機を通過する空気が、翼の
先端部と圧縮機ケース内壁の間隙、又は興の個々のステ
ージ（列）の間隙を通して逃げないようにするのは、効
率上極めて大切である。ゼネラル・エレクトリック社の
０トロ系統の工ンジ／では、圧縮機ケースの内部に約α
０２０インチ（α５１ｍ＋）のアルミニウムを塗布して
翼先端部での空気の損失を防いでいる。このプラズマフ
レームスプレイコーチインクで回転翼に溝を付けたり切
削するこＥによって、翼の先端部とケース壁間な緊密に
シールしていた。

また１強度が高く粘着性だが翼の切削作用にほとんど抵
抗を与えない繊維状金属製のフェルトやハニカム等の材
料も使用することができるが、このアルミニウムシール
の方が比較的安価で、後段の圧縮機で達する９００”Ｉ
ｌの高温でも安定である。この−１２ズマフレームスプ
レイコーテイングの応用の詳細についてはＧＥｉ社の仕
様書Ｂ５０ＴＦ５６及びＢ５０ＴＢ’５７に記されてい
る（本文献を参考文献とする）。

タカ、サーマルスプレィ・アルミニウムコーティングに
は固有の欠点があり、何に応用する場合にもその性能に
悪影響を及ぼすことがある。先ず、厚さ約０．　ＯＱ　
５インチ（α１５−）未満のコーティングは多孔質なの
でコーティングと支持体の界面に湿気が入り込む。これ
は極めて好ましくなくコーティングの性能に悪影響を及
ぼす。米国海軍が実施した研究から、薄膜の気孔率によ
りアルミニウムの犠牲反応が促進されるため、炭素鋼上
に設けた厚さα００４インチ（α１０−）のワイヤース
プレィ・アルミニウムコーティングは、塩吹付は試験で
の耐腐食性が低いことが実証された。これらの知見は技
術マニュアル、「ワイヤースプレィ・アルミニウムを用
いる蒸気弁の外部保護Ｊ　（ＮＡＶＩｉｌＦｆム８６４
３５−Ａｍ−ＭＡＮ−０１０／Ｖ　８ＰＲＡＹＥＤ　Ｏ
ＴＴ又はＮＡＶＡＩＲ５０−２０−１）に報告されてい
る（本文献を参考文献とスル）。この研究の結果、米国
海軍では、すべてのサーマルスプレィ・アルミニウム防
食コーティングは少なくとも厚さ０．００５インチ（［
１１３ｍ）とする様に要請している（注、上述の文献の
腐食制御マニュアル）。

第２に、サーマルスプレィコーティング／支持体界面の
結合は極めて界面の条件や特性に対して敏感で、コーテ
ィングの部品に対する良好な接着性を確保するのが困難
な場合も多い、接着性の良いコーティングを得るには、
金属又はセ２きツクの表面を清潔かつ粗面化しなければ
ならない。清潔な表面とは、埃、油、水分等のあらゆる
汚染物がないことを言う。室温で鋼鉄製部品に形成され
る透明の酸化膜でさえも、サーマルスプレィコーティン
グの接着を防害するに十分である。従って、前記の米国
海軍腐食制御マニュアルでは、プラスチング後２時間以
上を経過した未ブーティング面は、再度プラスチングし
てからコーティングしなければならないと要請されてい
る。予期されるように、プラスト断面の寸法及び厳密性
もコーティングの引張接着強さに影響する。更に、支持
体の温度も大きく影響する。サーマルスプレィコーティ
ングは、室温よりも約５００″Ｆに予熱した鋼鉄部品に
対しての方がはるかに接着性が良いことが実証されてい
る。

界面の状態に関する問題に加え、サーマルスプレィ・ア
ルミニウムの使用は、アルミニ′ｃｌム粒子が適切に調
整された支持体に対するよりも粒子相互間の方ではるか
に良く接着するという事のためにも複雑になる。溶融ア
ルミニウム滴が空気と接触すると、その表面に瞬間的に
酸化物皮膜が形成される。これらの酸化物膜は相互の接
着性は極めて良いが、他材料への接着性は良くない。後
述の表１に示すサーマルスプレィ・アＡ／ン二りムの接
着強さ及び凝集強さの不均一性は極めて大きく、実際に
厚い；−ティングの接着不良やはく離の原因になるほど
である。従って、前述の米国海軍マ３−３−アルでは、
船舶上で用いるワイヤースプレィ俸アル之ニウムコーテ
ィングは厚さ０．０１０インチ（［Ｌ２５ｓｍ）を越え
てはならないと要請している。

奥際には％コーティングを後に機械加工や研磨する、前
述の過給機のインレットハウジングや航空機のエンジン
ケース等の用途では、サーマルスプレィ・アルミニウム
が部品と接着不良になったりはく離したりしないように
、部品に先ず特殊なニッケル又はモリブデン合金の接着
コートを吹付ける。金属支持体の状態に対する接着強度
の依存性と、接着コートの寄与については、下記の表１
に示す。

サーマルスプレィ・アルミニウムと同様に米国特許第５
，２４８，２５１　（＋２５１Ａｌｌａｎ　）に記載さ
れている屋のアルミニウムを充填したクロム酸塩／リン
酸塩コーティングは、耐久性、展性に富む、耐腐食性か
つ耐酸化性の膜である。これらの熱硬化アルミニウム・
セラミックコーティングはサーマルスプレィコーティン
グとは異なり、鋼鉄等の金属支持体への接着性が極めて
良く、熱い塩水に暴される環境での部品寿命を大きく延
長できる。例えば、’２５１Ａ１１ｏｎ　（ｆ）実施例
７は鋼鉄に対して１０，０００ｐｓｉを越える引張接着
強さを有し、１１５０？の高温においても犠牲的防食効
果を示す。その結果、アルミニウム・クロム酸塩／リン
酸塩コーティングは、航空機のエンジン部品、自動車の
イブジースト、船舶の蒸気処理システム、種々の締結具
等等への使用が挙げられている。

’２５１Ａ’１ｌｅｎに記載の組成物は、平均粒径５〜
１０μｍのア／Ｉ／ミニウム粉末を含む。この特許のコ
ーティングはこの様なものなので、一般に硬化当りの膜
厚が約１００１５インチ（０，０４ｍ）を越えると性能
が大きく低下する。更に、この材料の薄膜を多層塗布し
て得た厚さα０１インチ（０，２５ｍ）以上のコーティ
ングは接着強度が極めて弱い。

従来は、こうした制約のために、金属、例えばアルミニ
ウムを充填したクロム酸塩／リン酸塩コーティングは、
上述の様なサーマルスプレィ・アルミニウムが使用され
る大部分の用途には使用することができなかった。

本発明によれば、厚さ１１００インチ（２，５４ｍ）以
上の、硬化当りの厚さが０．００３〜α０３０インチ（
α０８〜（１７６■）になるように塗布することも可能
な、緊密に接着した、耐腐食性かつ耐酸化性の金属・ク
ロム酸塩／リン酸塩コーティング、例えばアルミニウム
・クロム酸塩／リン酸塩コーティングを得ることができ
る。これらのコーティングは、金属のクロム酸塩、重ク
ロム酸塩、又はモリブデン酸塩イオン及びリン酸塩イオ
ンから成り、平均粒径が少なくとも１５ＩＪｔｎで、好
ましくはとの中の少なくとも５重量％は粒径が４４μｍ
を越す（＋　３２５メツシユ）アルミニウム金属粉末等
の金属粉末を含む水性酸性バインダーから成る。

本発明のコーティングに含まれる金属粒子、例えばアル
ミニウム粒子の粒径分布は、１種類以上のグレード（又
は、型）の粉末を使って得ることができる。しかし、グ
レードの異なる２種類の粉末を混合してこの粒度分布を
得る場合には、小さい方のグレードの粒径は大きい方の
粉末の少なくとも約オ未満、好ましくは約７０未満とし
、粒度の大きい金属（例えばアルミニウム）粉末に対す
る小さい金属粉末の相対重量比は、好ましくは約４：１
にしなければならない。ここに記載した規準に従って径
の異なる粉末を含む本発明のコーティングはパイモダル
（ｂｉｍｏｄａｌ）コーティングと言い、大きなグレー
ドの粉末だけを用いて作製したコーティングに較べて、
高密度、高接着性で、耐腐食性に優れている。この様な
単一成分から成るコーテイング材はユニモダル（ｕｎｉ
ｍｏｄａｌ）組成物と呼ぶ。

厚い微粒子充填コーティングの密度に対する粒径及び粒
形の影響について更に良く理解するには、粉末粒子をま
ったく同一の球として表示するコーティングの理想的な
モデルを作成するのが好ましい。この様な粒子の最密配
置では、各粒子の周囲に１２個の球、すなわちＦｉｇｕ
ｒ・１に示す様に、赤道面の周囲に６個、この平面の上
部に３個、及び下部に３個が配置する。Ｆｉｇｕｒｅ　
１において、他の頂部に積重なる同一の球の層により三
次元の最密充填配置が形成される。各々の球は、１２個
の球によって取り囲まれている。例えば、影をつけた球
は、中央の平面上で６個の球（実線及び点線）と接合し
、この平面の上部で３個の球（実線）と、及び下部で３
個の球（点線）と接合している。この形態においてさえ
、球はこの構造の体積の僅か７４％を占めるに過ぎない
。球の間の空間が、体積の残りの２６俤を占めている。

理想化されたコーティング層が、Ｆｉｇｕｒｅ　１のよ
うな密充填様式で他の頂部に球が積重なる４層の球から
なる構成を採るならば、より厚いコーティングを得るた
めの最も容易な方法は、明らかに球の直径を増すことで
ある。だが、球の直径が増すと、構造中の空間の体積分
率は一定だが、各空孔の寸法も増大する。

こうした間隙空孔の寸法は、アルミニウム充填・りｐム
酸塩／リン酸塩材料の様な複合材料では特に重要である
。アルミニウム顔料の直径がすべて４４１Ｌｍよりはる
かに小さい（−３２５メツシユ）’　２５１Ａｌｅｎの
コーティングの場合の様に粒子が小さい時には、コーテ
ィング中の空隙が極めて小さく、液状バインダーがこれ
らの空間を充填、シールして密な複合フィルムを形成す
る。しかし、粒径が大きくなるにつれて空隙も大きくな
り、ついにはバインダー（硬化時に収縮する）が空隙を
充填、シールできなくなる。この時点で、コーティング
の見掛けの密度は劇的に変化する。小さなアルミニラ為
粒子と、アルミニウム間の間隙を充填するクロム酸塩／
リン酸塩の複合材だったコーティングが、この時点で、
空隙や開いた気孔が点在する、クロム酸塩／リン酸塩で
被覆されたアルミニウム粒子の大きな複合材になる。

本発明に伴う研究において、直径約２０μｍを越える微
粉末を用いて作製したコーティングは、上記の結果とは
反対に、望まれるよりも多孔質になることが実証された
。また、コーティングの粉末粒子間の空隙が大きくてバ
インダーで充填できない場合には、その空隙の大きさが
、別の適度の寸法のより小さな粒子を収容するに十分で
あるととも判っている。

粒径と間隙の大きさの間の幾何学的な関係（Ｆｉｇｕｒ
ｅ２）から、小さい方の粒子（以後、第２の粒子と呼ぶ
）が大きい方の粒子（以後、第１の粒子と呼ぶ）の充填
をゆがめずに空隙に適合するためには、その半径が大き
い方の球の半径のα２２倍（すなわち、ｒ＝０．２２１
　）を越えてはならないということが要求される。Ｆｉ
ｇｕｒｅ　２において、密充填構造の最大の空間は、４
個のぴったり重なりあった球の間の空間である（図ａ）
。この空隙の詳細を図りに示す。この空隙の寸法は、こ
の空間に内接し得る最大の球の半径で規定される。図Ｃ
は、図すの４面体配置を２等分する平面の半分を示す。

この平面上においては、空隙に内接する球の半径（ｒ）
が密充填した球の半径似）の０．２２倍を越えてはなら
ないという要請がある。この様な粒子が間隙に存在する
と、バインダーが充填しなければならない空間の体積が
顕著に減少する（　ＩＦｉｇｕｒｅ　３　）。比較的大
きな球の最密充填配置には、やはり比較的大きな空隙が
含まれる（図Ｃ）。これらの空間に十分適合できる大き
さの小さな粒子を加えると、空隙の数は増すが、その容
積は大きく減少するＧ凶ｂ）（判り易くするために、こ
の考えをｐｉｇｕｒ１３３に単一の密充填平面を用いて
示す）。しかし、こうした考察は、各粉末粒子が完全な
球であり、各グレードの粉末が単一の寸法の粒子から成
ると仮定したモデルに基づくものである。実際には、市
販の微粒子状アルミニウム粉末、特に一般的な空気微粒
化（ａｌｒ−ａｔｏｍｉｇｅｄ）アルミニウム粉末は、
それほど球状ではなく、幅の広い粒径の粒子から構成さ
れている。

この現実から、本発明の組成物の使用及び製造には、以
下に記す様に更に特徴が要求される。

空気微粒化グレードのアルミニウム粉末ハ、溶融金属を
ノズルを通して空気の超音速流中に吸入して製造する。

ノズルの下端は１ｍ金属浴中に浸り、ノズルの上端は小
さなオリフィスになっている。空気ジェットがノズルの
オリフィスを通過すると、吸引効果が生じ、ノズルを通
して溶融金属が空気流中に吸引され、溶融流は小さな分
離した粒子に分解される。液体アルミニウムの流れが空
気ジェットによって個々の滴に破壊されると、会名の滴
は、ガス流の力で最初平たくなり細長く伸びる。理想的
な条件の下では、これらの滴は迅速に収縮し球形になり
、表面積ひいては表面エネルギーを極小化しようとする
。しかし、溶融アルミニウムが空気と接触すると、部表
面に直ちに硬くて密な酸化物膜が形成される。この酸化
物の殻が。

滴をその初期の歪んだ形状で固化させる原因となる。そ
の結果、空気微粒化したアルミニウム粉末粒子は形状が
不規則で、一般に粒子が小さいはと完全な球形からの変
位が大きくなる。

空気微粒化アル１＝ウムよりもはるかに価格は高いが、
特別球状グレードの微粒化アルミニウムも市販されてい
る。これらの粉末は反応速度の制御のために表面積の正
確な制御が不可欠な、爆発性のｐケラト噴射材用に開発
された。球状粉末は、水素又は燃焼メタンの発熱性混合
物等の還元性ガスもしくは、ヘリウム又は窒素等の不活
性ガスのジェット中に溶融アルミニウムを吸入して製造
する。こうした保護的な雰囲気によりｒ１ｊＩ！Ｊｌ金
間表面の酸化が防止されるため、金属部は平衡状態の球
形になり易くなる。これらの粉末は溶融金属にかかる重
力のため実際には決して完全な球形になることはないが
、このグレードのガス微粒化アルミニウムは「球状」粉
末と呼ばれる。

空気微粒化粉末並びに非酸化性ガス微粒化粉末は１通常
は１粒径又は平均粒子直径１粒径分布、並びに粒形又は
粒子形状といった測定変数のいずれかで特徴づけられる
。粒径は粉末のグレードを区別するための最も一般的に
使用される変数で、一般には粒子直径と同義であるが、
粒子直径を正確に測定できるのは球状粒子についてだけ
である。

どの様な粉末グレードの粒子の平均直径も典型的には、
フィッシャーｅサプシープサイザー（Ｐｉｓｃｈｅｒ　
Ｓｕｂ　Ｅｌｉｓｖａ日ｔｇａｒ）　（Ａ８ＴＭ　ｎ３
３０）を使って測定される。この装置は既知の平均直径
を持つ球状粒子の充填床を流通する空気に対する抵抗と
比較して、試料粉末の充填床を通る空気流に対する抵抗
を測定するものである。この方法の長所は、簡単で測定
が速く、シかも経済的なことである。

だが、この方法では個々の粒子を観測するのではなくて
バルク（カラム）特性を測定するものなので、フィッシ
ャー書サブシープサイザー（Ｆ８８Ｅｌ）で測定された
平均粒子直径は、真の粒径ではなく、実際には、統計的
な平均である。

実際の微粒化粉末粒子が完全な球形を示すことは希なの
で（上述の理由で）、粒径な確認する最も有効な方法は
、理想的な規則的形状の粒子の同じ特性に関連づけ得る
、不規則な粒子の特性を測定することである。理想的な
形状として球を選べば、空気微粒化粉末及び非酸化性ガ
ス微粒化粉末の大きさは共に「直径（ｃｌ）の球に等し
い」と記述することが可能で、これによって寸法と形状
の変数を一つの変数として統合することができる。この
様にして、この定義を用いて、ある寸法を持つ明白で再
現性のある粒径な規定することができる。

特定グレードの粉末におけるアルミニウム等の金属粒子
の相当球直径（ｍｓｎ）は、マイクロメトリッ、り・セ
デイグラフ（Ｍｉｏｒｏｍｅｔｒｉｃ　８ｅｄｉ　Ｇｒ
ａｐｈ）ｓｏｏｏｍ粒径分析器（商品名）等の自動沈降
装置で測定で館る。この装置は低エネルギーＸ線を用い
て、既知の流体のカラム中の種々の深さでの粒子濃度を
測定するものである。流体力学法則から、流体中の粒子
の沈降速度は粒子の質量に関連づけられる。セデイグラ
７では、流体内の一定水位での粒子密度を測定してその
粉末グレードにおける特定質量の粒子の個体数を決定す
る。理想的な球状粒子の直径はその密度と体積（すなわ
ち、直径）を介して質量に関連づけられるので、セデイ
グラフでの密度測定は、直径、　ａ　（ｍｓｎと表記す
る）の球状粒子と等しい質量を持つ粒子の個体数の計数
に相当する。従って、微粒化粉末のグレードは、沈降技
術で測定した粒径分布及び分布の中間値に相当する平均
１８Ｄα屯）によって完全に特徴づけることができる。

本発明では、空気微粒化及び非酸化性ガス微粒化アル１
＝ウム粉末のいずれも沈降装置で測定した相当球直径（
ｍｓｎ）の測定値を使って表わす、アルミニウム粉末を
特徴づけるための分析試験方法に関する情報が、更に、
アルコア（ム１ｏｏａ）社の／々ン７レットの節ＰＡＰ
　９１７　（Ｐム２Ｄ−２）にｊＱｕａｌｉｔ７０ｏｎ
ｔｒｏｌ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｔｉａａｌ　Ｔｅ５ｔ　
Ｍ＠ｔｈｏａｓ　ｆｏｒムｌｏｏ＆ムｌｕｍｉｎｕｍ　
ＰｏｗａｅｒＪ　の題名で記載されている。また、自動
沈降測定につい【更に知りたい時は、マイクロメリティ
ック・インストルメント社（Ｍｉｏｒｏ−ｍｅｒｉｔｉ
ｃａ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　０ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
）作成の「ム８ｈｏｒｔ　０ｏｕｒａｅ　ｉｎ　Ｆｉｎ
＠Ｐａｒｔｉｃｌｅ　Ｔ＠ｏｈｎｏｌｏｇｙＪを参照さ
れたい（これらの文献を参考文献とする）。

相当球直径で表わした３種類のグレードの市販アルミニ
ウム粉末の粒径分布を表２に示す、各グレードには直径
４４−を越える粒子が相肖部分含まれ、各々の師は１５
μｍを越える。この］ｌ１８Ｄは、これらのグレードを
用いて作製したコーティングを硬化後の厚さがα００３
インチ（α０８■）になるよ５に塗布するに十分な大き
さである。グレートム及び０はアルキャン・アルミニウ
ム社（Ａｌａａｎムｌｕｍｉｎｉｕｍ　０ｏｒｐ、）　
にュージャージー州エリザペス）から入手した球状アル
ミニウム粉末の！−８１及びｘ−７５グレードに相当す
る。これらの粉末は、アルミニウムなＮ２．Ｈ２，Ｃｏ
、及びＯＨ４の還元混合物中で微粒化して製造したもの
である。また。

グレードＢは、アルキャンの空気微粒化粉末ＭＤ１０１
グレードである。

１０１未満　Ｂ５Ｉ＃１１５Ｉｋｎ　１２．１１１ｍ］
１ｔ８Ｄ（５０％）　２Ａ７　３６　３ａ１９０Ｉ砿　
５９．８　８８　８９．７ 平均粒子直径（Ｆｅ１２）　１２−１８．＃Ｉ　１４−
２２翔１６−２４μｍ表２に示したアルミニウム粉末の
各グレードは、正規粒径分布又はひずんだ粒径分布のい
ずれかを示す（Ｆｉｇｕｒ・４）。これらの分布曲線に
は「モーＶ」とＭ５単一の最高びん庇部分があるため二
二モデル分布と呼ぶ。種類によらずこれらの粉末グレー
ドを２種以上混合するとやはりユニモダル分布が得られ
る。従って、こうした粒度の荒いグレードの１種類以上
から成る本発明のコーティングのことを、既に前述の様
に本明細書においてはユニ毎ダルコーティングと呼ぶ。

本発明のユニ毎ダルコーティングにおいては、使用する
アルミニウムのｉが好ましくは少なくとも１５μｍを越
え、更に好ましくは２５μｍを越えなければならない。

更に、直径４４μｍを越える粉末の量、すなわち３２５
メツシユより大きな粉末の百分率が、好ましくは少なく
とも５重量％でなければならない。

粒子充填コーティングの密度は、大きい粒子の間隙が適
当な大きさのより小さい粒子で充填されると高まる、と
いうことも留意しなければならない。市販粉末のグレー
ドには広範囲の粒径分布があるため、ユニ毎ダルコーテ
ィングにも限定的ではあるがこの稠密充填が存在する場
合がある。例えば、前述のグレートムにおいて、アルミ
ニウム粒子の約１５重量優は直径が５０−より大きく、
約１２重量％はこの粒子に相当する最大間隙寸法（１２
２Ｘ５０μｍ）よりも小さい。従って、グレートムの粉
末のみから成るコーティングにおいては、密充填した大
きな粒子の間隙を小さな粒子が占有する、より稠密充填
した部分が存在する可能性がある。コーティング層が高
密度化すると、その耐腐食性及び接着強度が高まるが、
ユニ毎ダルコーティングでは、コニティング中の圧倒的
多数の粒子は同様な理想的な粒子間の関係に預からない
ため、この効果は局部的で限定されたものである。

実際には、直径４４μｍより大きい（すなわち３２５メ
ツシユより大きい）微粒化粉末が約５重量−未満の時は
、局部的な稠密化効果でさえも無視できる程度にすぎな
い。

本発明のもう一つの実施態様は、第２のより小さな粒子
を含む組成物（及びこれから生じるコーティング）であ
る。この粒子は間隙の空孔を効果的に充填する。

この様な組成物においては、大きい粒子間の事実上すべ
ての空隙が、小さい粒子によってほぼ充填される。表５
に、この様にして本発明のコーティング組成物の密度を
増加させるために適した第２の粉末である。４種類の細
かなグレードのアルミニウム粉末を記載する。グレード
ａ％ｂ１及びｄは、球状微粒化粉末である。グレードａ
及びｂはパリメット社（Ｖａｌｉｍｅｔ　Ｉｎｏ、）　
（カリフォルニア州ストックトン）から入手したヘリウ
ム微粒化粉末のＨ−５及びＨ−５グレードに相当する。

また、グレードｄは、アルキャン社のｘ−６５還元性ガ
ス微粒化アル之ニウムである。グレードＣは、レイノル
λ・メタル社（Ｒｅｉｎｏｌ＋ａａ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｏ
、）　（ケンタラキー州ルイズビル）から入手したＬ８
ム−６９３空気微粒化粉末である。

表　３ １０１未満　１．７　Ａｍ　２．１７７ｍ　２Ａ　Ａｉ
ｍ　４．１１１ｍ１（５０チ）　五２　五９　５．５　
ａ９９０俤未満　６．６　ａｏ　１α４１６．１雫層（
ＦＳＢＳ）　３−４．５μｍ　４．５−７μｍ６−９μ
ｍ　４５−９μｍ本発明に準じて、荒い方の第１の粉末
（例えば表２に示すもの）をより細かい第２の粉末（例
えば表３に示すもの）を混合すると、生じた粉末の粒径
分布曲線には二つのａ極大ひん度すなわちモードができ
る。この様な分布をパイモダル分布と言う。従って、小
さいグレードと大きいグレードのアルミニウム粉末を共
に含む本発明のコーティングを、本明細書においてはパ
イモダルコーティングと呼ぶ。

理想化したモデルにおいては、第１の直径に対する第２
の直径の最大許容比はα２２である。表２及び表３から
の粉末の１２の可能な組合せにおける粒径の関係を、以
下の表Ｃ４５５ｓ及び６）に掲げる。各々の表において
、各粉末グレードの大きさと共に、理想化した最大許容
寸法（すなわち、第１の粉末の直径の０．２２倍）を記
載した。

これらの粉末の混合物を含むパイモダルコーテイングで
達成できる相対充填密度は、粉末をメスシリンダー中に
入れ、これを軽くたたくか攪拌して粉末の最密充填を促
す、タップ密度試験を用いて測定することができる。従
って、タップ密度はその質量がシリンダー中で占める最
終的な体積で粉末の質量を割ったものであり％ｆ／−で
表わされる。この試験方法は、　ＡＳＴＭ　Ｂ５２７に
詳細に記されている（本文献を参考文献とする）。

前記の表の第１及び第２のアルミニウム粉末の混合物に
ついて測定したタップ密度をＦｉｇｕｒ・５．６、及び
７に示す。各曲線において、タップ密度をパイモダル混
合物の第２の粉末の重ｉｔ優に対してプロットする。第
２の粉末の石の第１の粉末の１ｉｉ８Ｄに対する比（ａ
、／’ｐと記す）を各曲線の傍に記した。

ｄρ比の増加に伴うタップ密度の減少は、ノイイモダル
分布の性質の反映である。ＩＦｉｇｕｒｅ　８に示す様
に　本発明のコーティングにおけるノくイモダル％） 粉末の分布は、実際に、各々が単一のモードを持つ二つ
の分布の合計である。これらの二つのユニモダル分布の
母平均が広く隔たっていれば、合わせたものの分布には
二つの異なるモードが現われ、稠密充填が可能になる。

母平均が相互に近づくにつれて、全粒径分布での二つの
ピークの区別があいまいになり、間隙に適合し易い粒子
が少なくなるため、稠密化の度合が低下する。極端な場
合には、二つの粒径分布が重なり合って、両者を合わせ
たものの分布が単一のグレードの粉末によるユニモダル
分布に似てくる。

従って、非常に大きさの異なるグレードのアルミニウム
粉末を含む本発明のコーティングにおいては、第１の粉
末（単数又は複数）のｉは好ましくは１５４ｍを越え、
更に好ましくは２５翔を越える。また、小さい粉末（単
数又は複数）のｌ巧の大きい粉末の４Ｄに対する比は、
少なくとも約α５未満であり、好ましくは約０．１２未
満である。

更に、第１の粉末の少なくとも約５重量−は直径４４μ
ｍより大きく、これらのパイモダルコーティングにおけ
る小さい方の粉末の重量％は好ましくは約５〜５０チ、
更に好ましくは１５〜２５ｆｉである。

前述の制限に従い本発明の組成物に使用される粉末は、
アルミニウムの空気微粒化グレード又は球状微粒化グレ
ードのいずれを含むとともできる。

また、本発明の範囲には、コーティング皮膜に他の望ま
しい特性を付与するために、適当な大きさの第２の粉末
を、アルミニウムの代わりにニッケル等の金属顔料、　
ＳｉＯ又はガラス等の耐火物、或いはアクリル樹脂やポ
リエステル樹脂等の高分子樹脂からさえも広範囲に選択
することも含まれる。

本明細書におい【「アルミニウム」と〜）う用語を使用
する場合は常に、　ＭｇＪ　、　ＡＪＩＺｎ等の既知の
アルミニウム合金を含むものとする。

これらの第２の粉末の好ましい重量比は、材料の相対密
度に応じて、アルミニウムについて前述した値よりも大
きくなったり小さくなったりすることがあるのは言うま
でもない。

本発明の組成物にパイモダル粒径分布を用いることの利
点は、＝２５１人１ｌａｎｌｃ記載された型のクロム酸
塩／リン酸塩バインダーを使用する数種類のコーティン
グと本発明の実施例のコーティングの物性を比較すれば
明確に実証される。

一つの実施態様は、グレード０の粉末のみから成るユエ
モダルコーティングである。第２の実施態様は、グレー
トムとＯ（ａ、１０−０．２５　）を８　Ｑ／２０の重
量比で含むパイモダルコーティング。また、本発明の好
ましい実施態様である第３のコーティングは、グレード
Ｏ及びムを含み、グレードＡの含量は２０重重量子ある
。これらの二つの粉末のＩｓＤの比はα０８である。バ
インダ一単位重量当りのアルミニウムの重量はすべての
コーティングについて一定で、’２５１Ａｌｌｏｎの実
施例７に等しい。

これらの３種類のコーティングの接着強度を。

小さなアルミニウム（ＩｓＤ　−６融）のみを含むＩ２
５１ム１１・ｎの製品の接着強度と共に表７に記載する
。ユニモダルコーティングはサーマルスプレィ・アルミ
ニウム；−ティングよりもはるかに大きな接着強度を示
すが、パイモダル配合になる様な第２の粉末を添加する
とコーティングの物性が改善されることが明らかである
。

表　７ Ａ＋０　１０　２　１．７９５　ス５００ｏ　１２　３
１．７４６　５．８００ ｏ＋ａ　１３　３２．０２Ｂ　９，８００サーマルスカ
ベ・・５−１０　１　−　１，０００−２，０００アル
ミニウム 本発明の最も重要な要素は、組成物に使用されるアルミ
ニウム粉末（又は他の金属粉末）の粒径及び粒径分布（
例えばここに記載した第１の粉末及び／又は第２の粉末
）であり、その次に重要なのは本発明のバインダ一部分
の特定の性質（その成分等の変数）である。従って、本
発明のコーティング組成物の他成分の選択については本
発明で許容するよりも広い範囲での選択が可能なことが
理解されよう。

本発明の組成物は、リン酸、クロム酸、モリブデン酸、
及びこれらの酸の金属塩から成るグループから選ばれた
無機化合物を組合せた水性溶液（又は後述する様な固体
）から構成又は製造される−好ましい溶液には、リン酸
アニオン及びり四ム酸（又は重りμム酸）及び／又はモ
リブデン酸アニオンが含まれる。例えば、Ｋｉｒｋ及び
Ｏｔｈｍｅｒの編集による。　Ｂｎａｙｏｌｏｐｅｄｉ
ａ　ｏｆ　ＯｈｅｍｉｏａｌＴ＠ＯｈｎＯ１０ｇ７第２
版（Ｊｏｋｎ　Ｗｉｌｅｙ　＆　５ｏｎｓ社、工ｎｔｅ
ｒｎａｔｉｏｎａ’ｌ　Ｐｕｂｌｌｓｈｅｒｓ　事業部
）、１９６９年、２９２〜３０２頁にリン酸塩及びクロ
ム酸塩コーティングについて記載されている。米国特許
文献には金属保！！ブーティング用のコーティング溶液
又はコーティング分散液についての記載があり、この組
成物は本発明の組成物の成分として適する。この様な好
適な組成物は、前述のＡ１１ｅｎ　（Ｎ１５，２４８，
２５１）、Ｄｒｕｍｂａｕｇｈ　（Ｍｌ　５．８６９，
２９５）の特許の他、０ｏｌｌｉｎｓ（Ｎａ５．２４８
．２４９ン　、Ｂｏｉ＠ｇ　（ｔ＊５，０８％ｊ４６）
　、Ｒｏｍｉｇ（Ｎα２，２４５，６０９）　、ａｓｘ
ｗｉｇ　（Ｉｌａへ９６７．９８４）　、　Ｂｅｎｎｔ
ｏｈ（Ｎ１１３，４４！１７９７７）、Ｈ１ｒｓｔ（Ｎ
１３，５６２ρ１１）等の特許にも開示されている（こ
れらの開示内容を参考文献とする）。リン酸塩、並びに
リン酸塩及びクロム酸塩及び／又はモリブデン酸塩の混
合物から成る腐食防止及び腐食保護コーティングについ
て記載する他の参考になる特許又は文献に関しては当業
者の熟知するところなので、あえて例は挙げない。

使用されるクロム酸塩／リン酸塩組成物の／（インダー
には、金属イオンを添加する必要がない。

リン酸及び／又はクロム酸又はモリブデン酸イオンが、
普通良く行われるように金属塩の添加によって溶液中に
添加されると、金属イオンも自から溶液中に供給される
。従って、既知のすべてのリン酸塩、クロム酸塩、重ク
ロム酸塩、又はモリブデン酸塩は、金属イオン源として
使用することができる。更に、周知の様に、金属イオン
は酸、すなわちリン酸、クロム酸、又はモリブデン酸に
溶解して金属のリン酸塩、クロム酸塩又はモリブデン酸
塩を生成し、その結果、金属イオンと、水及び／又はガ
スを生じる、金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩などの形
で供給するとともできる。以下に挙げる金属化合物は、
添加すると上記の様な酸・塩基反応によって溶液中に金
属イオンを生じさせることができるものの例である（酸
化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛、水酸
化亜鉛、水酸化アルミニウム、酸化リチウム、炭酸リチ
ウム、及び水酸化カルシウム）。添加することによって
溶液中に金属イオンを発生させることができる金属化合
物としては、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム等の種
々の酸化物、水酸化物、又は炭酸塩がある。この様な金
属イオンを得る手順及び金属イオンの原料については良
く知られており、例えば’２５１Ａ’１ｌｅｎの４Ｉ許
の第７欄２６〜５７行に記載され【いる（この文献を参
考文献とする）。

大きな゛アルミ三つム粒子を含む本発明のコーティング
においては、必ずしも必要ではないが、チキソトロピー
性のりμム酸塩／リン酸塩バインダーを使用するのが有
利である。これらのバインダーの粘度が高いと、大きい
金属顔料を懸濁液中に保持し、コーティングの均一性や
適用性を改善するのに役立つ、この型のチャツトロビー
性酸性バインダーは、一時係属出願第４８５，７４８（
出願臼１９８３年４月１８日）に開示する様に、クロム
酸塩／す／酸塩中に特定のコロイド状アルミナを混入し
て製造できる（本特許を参考文献とする）、あるいは、
１５インダーに特定のアモルファスシリコン及び非イオ
ン性界面活性剤を添加して濃密化してもよい。この様な
適当な添加物及び組成物は、同時係属出願筒０６７４４
１，７５４　（出願臼１９８２年１１月１５日）に開示
されている（本特許を参考文献とする）。

ここで使用する水性クロム酸塩／リン酸塩バインダーの
ｐＨは、不可欠ではないが、好ましくは約０〜五〇の範
囲、特に好ましくは約１．５〜２．５の範囲とする。

本発明においては、他の／ζイングーを用いて厚い金属
充填皮膜を作製することもできる。こ５したバインダー
としては、シリコーン樹脂やフェノール樹脂等の合成有
機バインダー、及びホウ酸塩等のフ、リットがある。

本発明の組成物を作製するための他の変法も本発明の考
慮するところであり、これらは当業者なら容易に作製可
能である。

主要な関心は金属部品のコーティングにあるが、セラミ
ック等の非金属部品もコーティングできることは言うま
でもない。本発明のコーティングは、このコーティング
Ｋｌｌ！用されているバインダーの硬化に必要とする温
度に耐え得るすべ【の鉄系又は非鉄系の金属もしくは合
金（アルミニウム、亜鉛、真ちゆう、ニッケルンにも適
用することができる。

本発明のコーティング組成物は、従って、相肖球直径で
表わした平均粒子直径が少なくとも１５μｍ　より大き
く、好ましくは２５μｍより大きく、との粒径分布の粒
子の中の少なくとも約５重量−１好ましくは約１５重量
子が５２５メツシユのスクリーンに保持される、すなわ
ち、直径が４４１ｋｍを越えるような微粒化アルミニウ
ム粉末を含む液状バインダー、Ｅりわゆり四ム酸イオン
又はリン酸イオンを含む液状バインダーから成る。粒径
分布ｉ−４各々が少なくとも１５翔より大きい平均ＩＣ
ＢＤＣＮｒ５）を持ち、各々が少なくとも５重量−の＋
３２５メツシュ粒子を含む様なグレードの１種類以上の
微粒化粉末を混入することによって作製できる。この様
なグレードの粉末の粒径分布曲線は、単一組成か混合し
たかにかかわらず、前述の本発明の制限に従う単一の極
大点すなわちモードを有する。

別法として、大きさの非常に異なる粉末を混合して、粒
径分布曲線に二つの極大びん度すなわちモードを持つ、
本発明の単一の組成物とすることもできる。こうした／
９イモダル粒径分布曲線を有する本発明のコーティング
においては、大きい方（第１）の粉末の石のみが、好ま
しくは少なくとも約１５μｍ１より好ましくは２５μｍ
を越えることを要し、小さい方の粉末のＢ８Ｄの大きい
粉末の１！ＨＤに対する比は、少なくとも約０，５より
小さく、より好ましくは約０１２より小さい。また、第
１の粉末の好ましくは少なくとも約５重量％、より好ま
しくは１５重量％以上が、３２５メツシユのスクリーン
で保持されなくてはならない。小さい方の（第２の）粉
末の量は、好ましくは約５０重量％未満、より好ましく
は１５〜２５重ｔＳの範囲とする。

本発明の別の実施態様として、非水性で、実質的に乾燥
組成の、一般的には粉末状の物理的外観並びに性質を有
するものもある。これらの組成物は、ここに記した様な
アルミニウム粉末等の金属。

並びに実質的に水を含まない、ここに記した様なバイン
ダーから成る。こうしたバインダー材料は、例えば、（
水性バインダーから噴霧乾燥等の常法に従って）水層を
除去したり、水層な用いずにアルミニウム粉末の一部又
は全部を他の固体材料と混合したりすることによって製
造することができる。アル＜＝ラム粉末を含まない乾燥
混合物のすべて又は一部は、所望の粒径にボールミルで
粉砕することができる。アルきニウム粉末は、すべての
非水性成分、及びその一部又は全部に混合された水性成
分と混合して最終製品又は中間製品とすることができる
。これらの組成物は、すべての必要な固体、すなわち、
アルミニウム粉末を始めとする粉末状成分を含むのが理
想である。アルミニウム粉末は、使用前にその一部又は
すべてを他成分に混合してもよい。バインダー材におい
ては、いずれの一方のアルミニウム粉末（又は他の金属
粉末）を任意の時に添加混合することができる。

続いてすべてを含む（又は全量が混入済でない場合はア
ルミニウムの一部を含む）水性組成・物を添加し、噴霧
乾燥法等により液体部を（全部又は部分的に）除去する
。これにより生成する組成物は、乾燥した、パンくず状
の材料である。必要に応じて、この材料に水を加えたり
し【所要の粘度を付与することもできる。つまり、これ
らの過程（混合又は液の除去）は、目的に応じてどの様
な順序で行ってもよい。こうした非水性組成物は、コー
ティング組成物を適用しようとする場所に輸送するため
に特に適しており、必要に応じて、使用時に追加のアル
ミニウム粉末と共に水層な加える。

本発明の液状組成物の濃厚物（すなわち、固体含量の高
い物）も同様にして製造することができる。

組成物中のアルミニウム粉末の配合が本明細書に記載し
た変数を満足しさえすれば、使用に先立つ任意の時点で
、成分の異なる配合品を混合して本発明の組成物とする
ことができる。

以下の実施例は本発明を説明するためのものであって範
囲を限定するためのものではない。尚業者にとっては、
ここに例示する種々の組成物の成分（例えば、それらの
相対的な比率や量）、並びに他の変数を、本発明の範囲
や意図から逸脱せずに変更できることは自明のことであ
る。

実施例　１ 以下に示す配合に従って’２５１Ａｌｌｅｎに記載され
ている型のクロム酸塩／リン酸塩バインダーを作製した
。

バインダー材 ５２００１　脱イオン水 １５２５ｆ　リン酸、８５チ ３５０Ｆ　クロム酸 ３００ｆ　酸化マグネシウム 続いて、ここで開示したパイモダル・アルミニウム充填
セ９電ツクコーティングを以下の比率に従って作製した
。

３８５Ｆ　バインダーＡ ４３０ｖ　還元性ガス微粒化球状アルミニウム粉末、ア
ルキャ７　（Ａｌｃａｎ）　Ｘ−７５（石は３ａｌ翔） １１０ｆ　ヘリウム微粉化球状アルミニウム粉末、バリ
メット（Ｖａｌｉｎｅｔ）Ｈ−３（ｉＢ１ｍ＆２μｍ） １０ｆ　フユームドＩシリカ（ｏａｂ−ｏ−ｓｉｌｌＭ
−５） ０．６Ｆ　非イオン性界面活性剤（トリトンＸ１００） この配合中の第２の粉末の重量％は２０チであり、これ
はタップ密度試験で最大密度が得られた部分の割合に等
しかった。平均粒子直径の比は０．０８だった。

２×４インチの低炭素鋼板１０枚と、直径１インチ、厚
さα５インチの４１５０鋼製円板６枚を熱溶１中で脱脂
後、９０〜１２０メツシユのアＡ／建すを用いてグリッ
ドプラスト仕上した。次いで、これらの清浄なプラスト
仕上した試料にパイモダルコーティングを４層吹付け、
厚さ０．０１０−［１０１５インチの皮膜を形成した。

各皮膜を６５０″Ｆ（３４３℃）で１．５時間硬化させ
、最後の皮膜の硬化を終えた後、反覆した円板のうちの
３個を１０ｏＯ″Ｆ（５８０℃）で９０分間加熱した（
この時点でアルミニウム・セラミック膜は電気伝導性に
なる）。この後硬化させたコーティングの電気抵抗は、
プローブ間隔１インチで２オームにすぎなかった。

最後の皮膜が硬化後、６枚の被覆鋼板をアＮｉナグリッ
トで軽く研磨した。この１５ニジ仕上によっても、これ
らの板のコーティングは電気伝導性となった。グリット
パニシ仕上した板のうちの３板を、続いて、本質的に上
記のバインダーＡと微粒子セラミック顔料（４〜６１１
ｆｎ）から成る水成りｐム酸塩／リン酸塩シーラーで上
塗りし、上塗り塗料も６５０７（３４３℃）で１．５時
間硬化させた。

このバイモダルコーティングは、ソーティング膜の状態
にかかわらず、Ａ８ＴＭ　Ｂ１１７の５優塩噴霧試験に
対して優れた耐腐食性を示した。後硬化処理したコーテ
ィング及びグリットバニシ仕上したコーティングは、塩
霧に５００時間暴繕後に白い、犠牲的な腐食生成物が僅
かに生じただけだった。

板の表面のコーティングに刻み込んだ引っ掻き傷の中に
さえ板上には赤さびはなかった。

塩霧中に５００時間暴露後にも、グリットパニシ仕上げ
鎌クロム酸塩／リン酸塩で上塗り塗装したパイモダルコ
ーティング板上には赤又は白色の腐食生成物は認められ
なかった。驚いたことに１全く後処理をしなかった板も
、塩霧試験前にコーティングに掻き傷をつけておいてさ
え、同様の耐腐食性を示した。従来、このような非電導
性板上の掻き傷にさブが生じるのを防ぐ犠牲性は、熱的
又は機械的に後処理して電導性を付与したアルミニウム
充填・クロム酸塩／リン酸塩コーティングでしか認めら
れていない。

グリットパニシ仕上後、上塗り仕上した板と上塗り仕上
げしなかった板についても加熱／塩すイクル試験を実施
した。各サイクルにおいて、板を空気中、７５０’Ｆ（
３９９℃）で６時間加熱後、２時間室温で冷却し、続い
て１６時間、５％４１１（ム８ＴＭＢ１１７）中に置い
た。この厳しい、酸化と腐食が複合したサイクルを１０
回経た後にも、若干黒ずんだ、たけで、いずれの板もさ
びや白い犠牲生成物の兆候は示さなかった。

コーティングした１インチ円板を使って、ＡＳＴＭ０６
３３の方法に準拠して、このパイモダルコーティングの
引張接着強さを測定した。円板の両面にエポキシ接着剤
を塗布して、他端部にねじを切っである２本の直径１イ
ンチの棒の端部間にはさみ込んだ。

この棒及び円板を同一の軸上に並ぶように治具に取付け
、加熱してエポキシを硬化させた。冷却後。

棒の端部な試験機械のグリップにねじ込み、試料な１１
０インチ７分の速度で引き離した。

コーティングして硬化させた３個の円板の引張接着強さ
の平均測定値は、９８００　ｐｓｉだった。コーティン
グを１０００７で９０分間後硬化処理すると、接着強度
は９０００ｐｓｉに低下した。

金属部品に耐久性、耐酸化性及び耐腐食性を付与する他
に、このパイモダル配合製品はハードウエアの表面仕上
の補修等にも利用できる。この能力は、ガスグラウンド
タービン装置の圧縮機のひどく孔食された羽根で実証さ
れた。この羽根のエーロフオイル表面の孔食には小さく
て（直径０．０１０インチ）深い（ｏ、ｏａｏインチ）
物と、浅いが（直径０．０１５インチ）広い（直径０．
５０÷インチ）物があった。

この羽根を清浄な９０〜１２０メツシユのグリッドを使
って約４０　ｐｓｉでプラスチングし、孔大部から腐食
付着物を全て除去した。続いて、エーロフオイル（興型
部）にパイモダルスフリーの皮膜なへら塗りした。この
材料を深い孔食部に押し込み、また、浅い孔食部の上に
は平坦にならして欠陥が完全に充填されるようにした。

このコーティングを１７５７（７９℃）で終夜放置して
乾燥させた後、６５０７（３４３℃）で硬化させた。

硬化させたコーティングを冷却後、エーロフオイル表面
をベルトグラインダーで研磨し羽根の外形を復元した。

第２のノ９イモダルコーティング皮膜を吹き付け、硬化
後、研磨して滑らかで均一な表面を得た。最後に、微粒
子アルミニウムしか含まない材料（’２５１Ａ１１ｅｎ
の実施例７と同様に）の皮膜をコーティングし、硬化後
、艶出し仕上した。

この結果、孔食を受けた羽根のエーロフオイル（翼形）
表面の外形及び仕上がりが完全に回復された。

実施例　２ フユームド・シリカ及び非イオン性界面活性剤を添加せ
ずに、実施例１のコーティングを繰返した。実施例１と
同様にし【測定した引張接着強さは、約９０００．ｐｓ
ｉと計算された。１０〜１５ミルのコーティングを施し
た軟鋼板は、Ａ８ＴＭ　Ｂ１１７の５チ塩霧暴ｊ１５０
０時間後にも、やはり全く腐食の兆候を示さなかった。

実施例　３ 成分を高速混合機で１０分間混合し、次の様なチキント
ロピー性コーティングを作製した。

３８５ｆ　バインダー比 ４３０ｆ　還元性ガス微粒化球状アルミニウム粉末、Ａ
ｌｃａｎ　Ｘ−７５，］ｌｌ１８Ｄ３ａ１μｍ１１０Ｆ
　ヘリウム微粒化球状アルミニウム粉末、Ｖａｌｉｍｅ
ｔ　Ｈ−５、ＩｓＤ　５．２ｐｍ２７Ｆ　クロム酸スト
ロンチウム １０ｆ　０ａｂ−０−８１ｊｉｌ　Ｍ−５０，６ｆ　）
リド７に一１００ 被覆された軟鋼試料を、水道水中又は５チ塩溶液中に５
００時間入れておいても腐食の兆候は認められなかった
。

実施例　４ 前記実施例と顔料／バインダー比が等しくなるような濃
度で、１種類のアル＜＝ラム粉末顔料のみを使用してチ
キントロピー性コーティングヲ作製した。次に挙げる成
分を１０分間混合した。

３８５　ｆ　ＡイングーＡ ３４０１　還元性ガス微粒化球状アルミニウム粉末、Ａ
ｌａａｎ　Ｘ−７５、Ｋ８Ｄ　３ａ１μｍ１０ｆ　ａａ
ｂ−０−８ｉＡ　Ｍ−５ ０，６ｆ　）リド／Ｘ−１００ このコーティングの引張接着強さはＡ８ＴＭ　０６５３
で測定した。硬化させた状態でのブーティングの接着強
さは平均約７２００ｐｓｉだった。また、試料を１００
０’Ｆで４時間、後硬化処理すると、引張接着強さの測
定値は約６０００ｐｓｉになった。

実施例　５ フユームド・シリカ並びに非イオン性界面活性剤を分散
性アルミナに代えて、実施例１と同様のチキントロピー
性コーティングを作製した。配合組成は以下の様にした
。

３８５ｆ　バインダーＡ ４８０２　還元性ガス微粒化球状アルミニウム粉末、Ａ
ｌａａｎ　Ｘ−７５、Ｆｉ８Ｄ　３ＥＬ１μｍ６Ωｆ　
ヘリウム微粒化球状アルミニウム粉末、Ｖａｌｉｍｅｔ
　Ｈ−３、ｌｌ１８Ｄ　！Ｌ２μｍ５０ｍ　ＨｓＰＯｘ
中のデイスピューラルアルミナ（Ｄｉｓｐｕｒａｌ　Ａ
ｌｕｍｉｎａ）１０チ懸濁液（５０＊　Ｈ３Ｐ０１６ｄ
、水４４４−１及びＤｌｅｐｕｒａｌ　ｂｏｅｈｍｉｔ
ｓ４５Ｆを混合して調整） １０〜１５よルのコーティングをした軟鋼試験板は、塩
噴霧、水道水への浸漬、及び塩水中への５００時間の浸
漬に対して優れた結果を示した。

実施例　６ 更に５ｖのフユームド・シリカを添加して実施例５を繰
返した。

コーティングした軟鋼板に、支持体に達する長さ１イン
チの引っ掻き傷を付けた。この試料は、５％塩１！Ｊ’
！１５００時間後にも優れた耐腐食性を示した。

実施例　７ 実施例１と同様のコーティングを作製した。ただし、実
施例１０球状粉末の代わりに２種類の空気微粒化アルミ
ニウム粉末を用いた。以下の成分を高速混合機で混合し
た。

６８５ｆ　バインダーム ４３０ｖ　微粒化アルミニウム粉末、ＡｘｏａｎＭＤ−
１０１１１１８Ｄ　３６μｍ １１ｏｙ　！＠ｌヒアルミニウム粉末、Ｒａｙｎｏｌｄ
ｓ　Ｌａム−６９５１１ｊ３Ｄ　５．５μｍ１０ｆ　ｃ
ａｂ−ｏ−ｓｉｎ　Ｍ−５ α６ｆ　）リドン　Ｘ−１００ 、このコーティングの引張接着強さは約７５００　ｐａ
ｉだった。このコーティングの表面硬度は、レイノルズ
Ｌ８＾−６９３アルミニウムを同じ粒径のシリコンカー
バイド（８１０）等の硬質耐火材料又はアルミニウム（
ａｊ１２ｏ３）等の硬質セラミックで、一部又は全部置
き代えることによって高めることができる。

別法として、レイノルズアルミニウムをポリテトラフル
オロエチ１７ン（ＦＴｉＰ］Ｉｌ）父は二硫化モリーブ
デン（Ｍｏ８２）等の潤滑性固体の５μｍの粒子に置き
換えて、自己潤滑性のコーティングを作製することもで
きる。

実施例　８ Ｗｙ４ｒａ　（米国特許第３．８５７．７１７　）によ
って開示された型の／４イングー組成物を用いて、以下
の配合のコーティングを作製した。

バインダーＢ ６００ｆ！　脱イオン水 １７０Ｆ　リン酸 １１０ｆ　亜リン酸 １４０ｆ　クロム酸 このコーティングには最適のタップ密度比を持つ２檜類
のアルミニウム粉末を含んでいた。これを混合機で次の
配合組成で混合した。

３８５ｖ　バインダーム ４００Ｆ　還元性ガス微粒化球状アルミニウム粉末、ム
１ｏａｎ　Ｘ−７５，１８Ｄ　３ａ１μｍ ８０Ｆ　ヘリウム微粒化球状アルミニウム粉末、Ｖａｌ
ｉｍｅｔ　Ｈ−５、ＢＩＳＤ　ｌ９１１ｍ４層塗装（各
々６５０’Ｆで硬化）で１０ミルの厚さにコーティング
した軟鋼試験板は、水道水中に長時間浸漬してもはとん
ど又はまったく変化を示さなかった。

実施例　９ カチオンを添加しない別のバインダーを次の成分を混合
して作製した。

バインダー０ １２００１　脱イオン水 ２１５ｆ　８５チリン酸 ９０ｆ　クロム酸 以下の配合のチキソトロピー性コーチインク組成物を作
製した。

３８５ｆ　バインダー０ ４３０ｆ　還元性ガス微粒化球状アルミニウム粉末、Ａ
ｌａａｎ　Ｘ−７５、Ｉ［ｆ８Ｄ　３ａ１μｍ １１０ｖ　還元性ガス微粒化球状アルミニウム粉末、Ａ
ｌａａｎ　Ｘ−６５，１１ｉ８Ｄ　＆９μｍ混合機で１
０分間混合後、次の物を添加した。

１０ｆ　フユームド・シリカ（ｃａｂ−ｏ−ｓｔｍＭ−
５） ａｉｒ　）リド７に一１００ ＡＩＳ工１０１０鋼板に厚さ１５ミルで被接して試験し
たコーティングは、長期間のｓｌ塩水浸漬に対して優れ
た耐久性を示した。

実施例　１０ 酸化マグネシウムを酸化亜鉛に代えて、実施例１で使用
したのと同じバインダー組成物を作製した。ｐＨ５にす
るのに適量の酸化亜鉛を加えた。このバインダー（メイ
ングーＤ）を次の様なコーテイング組成物に使用した。

４００ｖ　バインダーＤ ２２５ｆ　還元性ガス微粒化球状アルミニウム粉末、ａ
ｌｏａｎ　Ｘ−８１、ＷＩ５２＆７μｍ１１０ｆ　微粒
化アルミニウム粉末、 ＲｅｙｎＯ”Ｌｄｓ　Ｌ８Ａ６９５１１ｉＳＤ　５．５
μｍＡＳＴＭ　Ｂ１１７に従って５優塩噴霧試験を５０
０時間行っても、１０１０鋼試験板に４層を別々に硬化
させた厚さ１２゛ミルのこのコーティングには腐食の兆
候は認められなかった。コーティングは６５０’Ｆで硬
化させた。

実施例　１１ 次に、アルミニウム以外の第２の粒子を含む本発明のバ
イモダルコーティングの例を示す。

３８５ｆ　來施例１のバインダーＡ ２８０ｆ　球状アルミニウム粉末、　Ａｌａａｎ　Ｘ−
７５（註ＩＤ　−３層１μｍ） ２５０ｔ　還元ニッケル粉末、工ｎｏｏ１２５（ｍｌ而
面Ｉ１５μｍ） １０ｆ　フユームド・シリカ（Ｏａｂ−０−８ｉｆｆｉ
　Ｍ−５）α６ｆ　非イオン性界面活性剤 （トリトン　ｘ−１ｏｏ） この配合物を高速で１０分間混合した。はるかに重いニ
ッケル顔料の沈降を防ぐためチキソトロピー性バインダ
ーを用いた。第２のニッケルＭ料は密度が高い（ａ９ｆ
／ｃｏ　）　ため、同じ粒径のアルミニウム粉末（密度
−２，７ｆ　／　ｃｏ　）を２（ｌ添加したのと同じ効
果を得るにはより多量（重量）添加する必要があった。

微粒化鉄、クロム、又はこれらの合金等の他の第２の粉
末を、この組成物中のニッケル粉末に代替したり、添加
することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は全く同一の球の最密充填、第２図は最密充填構
造における４面体空隙、第３図は細かい粒子を大きな球
と混合することの効果を示す図である。また、第４図は
ユニモダル分布、第５図は粉末ムを含む粉末配合品のタ
ップ密度、第６図は粉末Ｂを含む配合品のタップ密度、
第７図は粉末０と第２の粉末とを含む配合品のタップ密
度な示し、第８図は、パイモダル分布に対する粒径比の
影響を示す。 特許出願代理人 弁理士　山　崎　行　進 口面のＩＴＩ書（内容に変更なし） ＦＩＧ、ｌ　。 ＦＩＧ、２　： ＦＩＧ、３゜ ′ｐＪ２め＃ｒ−東η令１ｚ 第２３怜東の中１％ −コー；七／ダ逅ｑｉ卸 ヤ ＦＩＧ、８： 手続補正歯 昭和６０年　３月ノ９日 特許庁長官　殿 １　事件の表示 昭和５９年特許願第２８２１４５号 ２　発明の名称 厚いコーティング組成物 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　′サーマチク・インターナショナル・インコー
ホレーテッド ４代理人 住　所　東京都千代田区永田町１丁目１１１２８号願書
面中特許出願人の代表者の欄、明細書のタイプ浄書、正
式図面、及び代理権を証明する書面。 ７　補正の内容 別紙のとおり（内容に変更なし） 尚、委任状の住所中ｒ１９４６８Ｊとあるのは、アメリ
カ合衆国における郵便番号であることを上申致します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　リン酸イオン、及びクロム酸イオン又はモリブデ
   ン酸イオングループのイオンを含む液状バインダー、並
   びに、（中央相当障直径（玩）で表した）平均粒径が少
   なくとも１５μｍより大きく、粒子の少なくとも約５重
   量優が３２５メツシユのスクリーンで保持さ糺るような
   粒径分布を持つ微粒化アルミニウム粉末から成る、優れ
   た耐塩腐食性及び耐酸化性を有し、特に機械加工性のあ
   るアルミニウム充填４−ティング用に適したコーティン
   グ組成物。 ２　粒径分布に、各々のゴが１５μｍより大きい１種類
   以上のグレードの微粒化アルミニウムの存在による単一
   の極大がある、特許請求の範囲第１項記載のコーティン
   グ組成物。 五　アルミニウム粉末が球状微粒化粉末である。 特許請求の範囲第１又は２項記載のコーティング組成物
   。 ４、　アルミニウム粉末が空気微粒化粉末である、特許
   請求の範囲第１又は２゛項記載の＝−ティング組成物。 　′ ＆　ｉが２５μｍより大きく、粒子の少なくとも１５重
   量−が３２５メツシエのスクリーンに保持される、特許
   請求の範囲第１％２．３、又は４項記載のコーティング
   組成物。 ＆　粒径分布曲線にｉが１５−より大きいグレードの粉
   末、及び前者の粉末の弁に対する後者の粉末の石の比が
   α５未満になるように選ばれた最大５０重量優の粒径の
   小さな粉末に起因する、二つの異なる極大びん度がある
   、特許請求の範囲第１項に記載のコーティング組成物。 ｌ　粒径が小さい方の粉末の重量−が１５〜２５である
   、特許請求の範囲＃Ｉ６項記載のコーティング組成物。 ａ　粒径が大き〜・粉末の石に対する粒径が小さい粉末
   の師の比が（Ｌ１２未満である、特許請求の範囲第１．
   ６、又は＃Ｉ７項記載のコーティング組成物。 ９　粒径が大きい粉末の卸に対する粒径が小さい粉末の
   師の比がα１２未満で、粒径の小さい粉末の重量％が１
   ５〜２５である、特許請求の範囲第１．６，７、又は８
   項記載のコーティング組成物。 １［Ｌ　金稿粉末が球状微粒化アル１＝ウムである、特
   許請求の範囲第５．６．７．８．又は９項記載のコーテ
   ィング組成物。 １１、バインダーがチキソトロピー性である、特許請求
   の範囲第１．２．３．４．５．６．７．８．９　、又は
   １０項記載のコーティング組成物。 １２、前記バインダーが水性酸性バインダーである、特
   許請求の範囲第１項記載のコーティング組成物。 １＆　リン酸塩、及びクロム酸塩又はモリブデン酸塩及
   びこれらの金属塩を含むグループの無機化合物から成る
   噴霧乾燥バインダー、並びに、（中央相当障直径（ＥＩ
   ８Ｄ）で表した）平均粒径が少なくとも１５μｍより大
   きく、粒子の少なくとも約５重量％が５２５メツシユス
   クリーンで保持されるような粒径分布を持つ微粒化アル
   ミニウム粉末から成る、優れた耐塩腐食性と耐酸化性を
   有し、特に機械加工性のあるアルミニラ台充填コーティ
   ング用に適した乾燥コーティング組成物。 棹　粒径分布曲線に立粒径が１５μｍより大きい粉末、
   及び前者の粉末の並に対する後者の粉末のに８Ｄの比が
   α５未満になるよさに選ばれた最大５００重量％粒径の
   小さな粉末に起因する、二つの異なる極大びん度がある
   、特許請求の範囲第１３項に記載のコーティング組成物
   。 １５、特許請求の範囲第１．２．６．４．５．６．７．
   ８．９．１０、又は１１項に記載のコーティング組成物
   でコーティングされた金属部品又はセラミック部品。 １６、特許請求の範囲第１．２．３．４．５．６．７．
   ８．９．１０，１１、又は１．２項に記載の組成物でコ
   ーティングされた、ジーゼルエンジン過給機のインレッ
   トハウジング。 １′１．　特許請求の範囲第１ｓ２．３．４．５．６．
   ７．８．９．１０、又は１１項記載の組成物でコーティ
   ングされた航空機のエンジンケース。 １ａ　前記部品に特許請求の範囲第１．２．３．４．５
   ．６．７．８．９．１０．１１、又は１２項のいずれか
   −に記載のコーティング組成物を塗布することと、前記
   組成物を硬化させることから成る金属部品又はセラミッ
   ク部品のコーティング方法。 １９　組成物が硬化処理されている、特許請求の範囲第
   １５．１６、又は１７項記載のインレットハウジング又
   はエンジンケースの部品。 乙　前記部品がジーゼル過給機のインレットハウジング
   又は航空機のエンジンケースである、特許請求の範囲第
   １８項記載の方法。 ２、特許請求の範囲第１又は３項の硬化させた組成物か
   ら成る金属部品又はセラミック部品用コーティング。 ２２、金属又はセラミック支持体に、リン酸塩、及びク
   ロム酸塩又はモリブデン酸塩ないしはこれらの金属塩か
   ら成るグループの無機化合物から成る水性バインダー、
   並びに、平均粒径が１５μｍより大きく、この粒子の少
   なくとも５重量−が３２５メツシユのスクリーンに保持
   されるよ５な粒径分布を持つ微粒化アルミニウムから成
   る粉末を混合して作製した組成物を被覆することによっ
   て製造されるコーティング。 ム　←）リン酸塩、及びクロム酸塩又はモリブデン酸塩
   ないしはこれらの金属塩から成るグループの無機化合物
   から成るバインダーと、（ｂ）平均粒径が１５μｍより
   大きく、粒子の少なくとも５重量％が３２５メツシユの
   スクリーンに保持される様な粒径分布を持つ微粒化アル
   ミニウム粉末を含む粉末、から成る乾燥コーティング組
   成物を混合することと、水を混合することと、これによ
   って生成した組成物を部品に塗布することから成る、金
   属部品又はセラミック部品のコーティング方法。 ２４、コーティング組成物を硬化させる過程を含む、特
   許請求の範囲第２３項記載の方法。