JPS62105985A - 釉施工法 - 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】 ｆ産業上の利用分野ｊ 本発明は釉、すなわち基材の表面で融けた薄いカラス層
のことで、ＪＩＳ　Ｒ４３０１のほうろううわぐすりを
焼きつけたもの、またＪＩＳ　Ｒ４２０４のガラス質を
１ら成分とした耐熱性のうわぐすりを焼きつけたものな
どの」−記表面に対する施７「法に関し、さらに詳細に
は、鉄、ステンレス、アルミニウムおよびその他の金属
ならびにガラス、セラミックス、セメントおよびその他
の製品、または１耐熱性塗膜等の基材表面に、釉の組成
を塗４ｉＬ、炭酸ガスレーザーによって所要短時間に焼
成し、耐熱性、耐蝕性、対摩経性、化粧性、１Ｒ気絶縁
性、遠赤外線放射性等のへで優れた被膜を形成するため
に好適な柚に下注に係るものである。

ｒ従来の技術」 従来、釉は焼成炉で焼成することで、陶磁器など基材素
地表面に形成するのが常である。

ｌ！ｕち、　７１１１Ｍ１成を基材に施和１し、それを
基材ごと焼成炉の中に入れ、高温で焼成すること−なる
から、当然基材が高温に曝され、この結果、使［［１で
きる基材が高温で熱変化を起さないものに限られてしま
う。

釉には焼成温度が５５０℃前後と非常に低いアルミニウ
ム川はうろうフリットのようなものもあるが、焼成温度
が低い釉Ｍ１成は相対的にＰｂＯ，Ｎａ２Ｏ。

Ｋ２Ｏなどのアルカリ酸化物のＸ４％が多く、硬ＩＬ耐
食性が劣る。

通常の柚組成は焼成温度が７５０〜ｌ、０００℃であり
、特に硬度、＃食性に優れた５ｉｎ２．　Ａｌ２Ｏ３な
どの多い抽組成はｌ、０００℃以Ｉ−であり、特に高温
熔融抽の中には１．５００’Ｃ前後のものもある。

このため上記従来の焼成炉を使用する方法では、前記の
如く軸流工のできる基材が大幅に制約され、特に鋼、ア
ルミニウムなどの製品に使用されている釉組成では焼成
温度が制約されるため硬度、耐食性などにどうしても限
界があり、満足すべき商品が提供できないなどの問題を
有している。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明による軸流工法は公知の釉組成の塗膜を従来の加
熱炉で焼成する方法を用いず、炭酸ガスレーザーによっ
て大気中で短時間だけ焼成することにより、極めて高出
力な炭酸ガスレーザーを用い、しかも釉組成の塗膜が、
当該レーザー光の吸収性良好である特性を活用して、極
めて短時間の施工時間で目的を達し得るようにし、これ
によって高い生産性と低コスト化を実現させるのが第１
の目的である。

そして、さらに重要なことは、上記レーザー光に対する
吸収性により、基材の方は高温に曝すことなしに、釉の
焼成を可能として、基材が大きな熱変化を受けないよう
になし、これにより８属やセラミンクなどの他、従来軸
流［が不可能であった低融点の金属や、１耐熱温度の低
いガラス、セメント製品、または１耐熱性樹脂、耐熱性
塗膜およびその他の表面にも使用でき、更に従来鋼板そ
の他のり、（材であって、これらには使用不可能であっ
た高性能化を期待できる高融魚粕の使用をも回部として
、優良製品を提供し得るようにするのが第２の目的であ
り、本発明では併せて作業環境の改４をも実現させよう
としている。

ｒ　Ｌ’１題点を解決するための手段」未発ｌす１は］
１記の［１的を達成するため、公知の柚のＭｔＬ＆を基
材に塗布し、炭酸ガスレーザー発振器によって出力が３
００〜３，０ＯＯＷ、焼成速度が４ｔＥ分当り１〜１５
ｍの条件で焼成する軸流１法を提供するものである。

以下未発ゆ１について詳細に述べる。

（１）釉組成 釉は通常、急冷ガラス片であるフリット（用途によって
はフラックスともいう）を使用する。

フリ・ントのみで使用することもあるが、殆どは、これ
に可塑性原料と水、用途によって無機顔料やシリカ、長
石、アルミナ、ジルコンなど、また含水量を少なくし、
粘度を低くする炭酸、亜硝酸その他のアルカリ金属塩、
あるいは流動性の調節や分散材としての酸などを添加し
て使用する。

この他スクリーン印刷用オイルや小麦粉、アラビヤゴム
などの有機結合剤を使用することもある。

前記の＋ｊｆ塑性原料は、水で練ったときに成形できる
性質をもった原料のことで具体的にはカオリン、末節粘
土、蛙［Ｉ粘土、高アルミナ粘土、スリップクレー、ベ
ントナイト、滑石または市販の浮遊剤などであり、この
うちの１種または２種以上を使用する。

フリットは釉の組成に水溶性の物質や有害な物質または
比重が大きく沈澱しやすい物資などを使用することが多
いため、あらかじめ組成全体またはその一部を融かして
ガラス状にしたものであり、Ｉ」的により多種多様なフ
リットが市販されている。

即ち、下塗用（一般に下ぐずり用という）、に４川（に
ぐずり）、着色されたもの、透明なもの、無鉛なもの、
はうろう用やＰ４磁器用、湿式または乾式に適したもの
、或いは耐酩性のもの、焼成温度が低いものから高いも
のまで、その他非常に多種多様なものが市販されている
。

柚の成分にはＬ１２０．　Ｎａ２Ｃ１，Ｋ２Ｏなどのア
ルカリ酸化物、Ｃａｂ、　ＭｇＯ，ＢａＯなどのアルカ
リ土類金属酸化物、Ａｌ２Ｏ３，８２０３などの両性酸
化物、Ｓ＋０２゜Ｚ「０２などの酸性酸化物があり、ア
ルカリ酸化物及びアルカリド金属酸化物と酸性酸化物は
反応してガラスを作る。

またアルカリ土金属酸化物は釉の性質を調整し、両性酸
化物は熔融状態を左右するものである。

低融Ｉ５Ｘ釉はアルカリ酸化物の比率が高く、酸性酸化
物の比率が低く、また高融魚粕は逆に酸性酸化物の５１
０２の比率が高くなる。

釉は基材の表面で融けたガラス層であり、硬くτ−メ′
、沢が島＋、Ｊ、透明でｋ）るが、顔１）や乳濁剤を入
れて石色什１、乳濁化することかできる。

、−の釉は２番↓地を硬化し、不透過性に１７、化学的
に不活性にＬ２、滑らかにするものである。

つ、きに市販の１１本フェロ−株製のフリットを使Ｊｒ
ｌ　したＭの組成例を示す。（以下の数字は屯４１部と
する６） ■）鋼板用下釉 ＃２２３２フリット　　　　　３５ ＃２２３６フリン（・３５ 月　２２４０　７”　リ　ン　１・　　　　　　　　　
３０けい石　　　　　　　　　　　５ 蛙［１粘上　　　　　　　　　７ １１Ｆ硝酸ソーダ　　　　　　　　０．２５含本礪砂　
　　　　　　　　　０・５ 木　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０２）泪板
用土釉 ＃１５９８クリｙ　ｈ　　　　　１００蛙１−４粘（・
　　　　　　　　　５ ■島化カリ　　　　　　　　　　　０．２５本　　　　
　　　　　　　　　　　　　！−１０３）鋼板用１凹什
１．抽 １１：１５５：１１−Ｂフリ・、（・　１００Ｉｔ！［
１粘ト　　　　　　　　　　３ＦＩＯ−（］γ敵剤　　
　　　　２ （１１（〕、自−抹製） 炭酸マグネシウム　　　　　　０．７５１１１）硝酸ソ
ー、９’　　　　　　　　　　０．２５水　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　４５４）セラミ・・・ク
ス、セメンｈ　ｍ　ｊ緊鉛ｌｔ１′緑色抽＃３９１５　
　　　　　　　３５ ＃３９　ｉ　７　　　　　　　　２５ 長　　石　　　　　　　　　　　　　　　　３５蛙］１
粘ｌ：５ 酸化銅　　　　　　　　　　　２．５ カルポキシルメチーレセ一しローブく′０．２ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０（２）軸
流丁／去 前記のような釉組成を２００メ、・、・〕缶、−の網涌
渦程度に粉砕［７１、これを金属、乃″ノス、セラミ−
１・クス、セメントなどのり品或いは酎き署″［塗１１
（ｙの表面に塗４ｉ　ｌ、　、乾燥させてから、炭酸７
す゛ス１／−ザーエネルキ−によって短時間で熔融させ
、／ｊラス質の１１／、’Ｂを作るものである。

Ｅ・−ザーエネルギー１こよる熔融は、光を先学的に微
小なスボ・ソトに集中することによりエネルキー畜１．
’ａ−のきわめて高い熱源をつくり出す原理を利用する
ものであり、炭酸ガスレーザーは他のガスし・−ザーや
固体レーザ゛−と比べて効率が高く２大出力エネルギー
を連続的に発生できる特徴をもつものである。

また、釉組成である金属酸化物は殆どが炭酸ガスし・−
ザーの出力波長である１０．６μ譚領域の光吸収率（熱
吸収率に同じ）が高い。

これをａｌｌ明するためにド記のような実験を行なった
。

叩らサイア、’５０　！　５０　Ｘ　２　ｍｍの鋼板（
５４５Ｇ）を６枚用代し、このうち３枚に前記組成例の
１）、３）、４）を約３０μｍ塗布し、１５０°Ｃで３
０分加熱した。

つぎ番こ、１１水分光株製のＩＲＡ−２、ｙ、＋赤外分
光光１ｎ゛、１１伺属装置然・放射率測定装置を用い７
１　ｏｏ℃對１°Ｃに於ける彼に域１０〜ｌｌｐｔｍの
放射率を測定１゜た。

その結束柚組成を塗４ｊ（、、た鋼板のＱ欣！Ｎ　４人
（、−れは然吸収平ら、−等しい）は０．１１４−０９
１３で、１）っｔ・。

−力塗布Ｉ、４゛い鋼板は０．３８〜０４５２でｋ）−
１な。

本発明によるｌｌｌ＋施［”法は前記炭酸り゛ニス１．
．．．、、−、−　シｌ’−による人出力エネルギーと
柚′Ｍ１１表の尤の高１畏１１．１＜性により上り時間
で’ｔｈ＋よく焼成Ｃきるもので島イ）。

このｊＱ４酸ｔｆ　：、”＜レーザ一番こよる焼成ｌＨ
炭酸ノｊスレーザー９：振器によって行なう。

例えば、Ｅ　Ｚ：　’＋１．ｊ機■製のにＬＩＯＭ、　
ＭＬ２５Ｎ、礼５０１ンなどがあり、これらの発振蔦ｌ
；目１力波Ｋが１０（］ｇｍ、レーザーｔｊスＭｌ成は
Ｎ、、　Ｈｅ、　Ｇｏ、、　ＣＯの４挿Ｊ＋：合ガスで
定格出力（ｅｗ）ｉオそれぞれｌ、ｆ）００Ｗ、　２．
５００　Ｗ、　５，０００　Ｗである。

このよらな）↓：酎耐スレーザー守振：居を使用１−（
出υ３００〜３，０ＯＯＷ、焼成速Ｉｎ：　’＃７ｊ分
缶１リ　ｌへ・１５ｍの菜ヂｌで、抽Ｕｔ成を焼成する
ものである。

しかしレーザーは広い面積を一度に加熱するような能力
はなく、微小表面のみを急速に加熱するものであるから
使用に際してはこの炭酸ガスレーザー発振器の加工ヘッ
ドを操作して照射幅を拡大し【焼成することになる。

通常の釉組成の焼成温度は７５０〜１．０００℃と比較
的低いため、加工ヘッドを早い速度で操作することによ
り、相当幅の広い基材の焼成も可能になる。

炭酸ガスレーザーの出力が大きければ更にその速度を早
めることができるため焼成幅を拡大することができるも
のである。

）父酸ガスレーザー発振器の出力及び焼成速度は、基材
の幅、釉組成の焼成温度、塗膜厚或は基材の１耐熱温度
などを考慮して調節するものである。

本発明の条件で出力が３ＯＯＷ未満の場合は焼成に必要
なエネルギーが小さ過ぎ、焼成速度を遅くして焼成しよ
うとすれば基材ごと焼成することになったり、或は一部
しか焼成できなかったりする。

また出力が３，０ＯＯＷを超過した場合は、エネルギー
が高曇ぎてノ１（材を損傷することが多くなる。仮に焼
成速度を１ｉＬめて焼成しようとすると均一な焼成がで
きなかったり、操作が非常に難しくなったりする。

一方焼成速度は前記のように出力とのバランスで決定さ
れるものであるが、毎分当り１ｍ未満では基材を損傷す
ることがあり、また毎分１５ｍを超過すると均一な焼成
が難しくなる。

好ましくは出力が５００〜１，２００　Ｗ、焼成速度は
毎分当り５〜１０ｍである。

例えば、柚組成の焼成温度が８００°Ｃで１００１００
ｘ１００の鋼板に施釉した場合、）？＃カスレーザー発
振器の出力は８００Ｗで焼成速度は毎分７ｍが適当であ
る。

この釉組成を１耐熱温度６００℃のｌｆｌ’を熱塗膜（
１００！　１００　ｍｍの鋼板ヒに■１１板研究所製の
グラス力１１ＱＯを約４０湊鶴塗布し、１２（１℃で３
０分間加熱して硬化させたもの）の−ヒに塗ＩＩｊシ、
前記の出力８００冒、焼成速度毎分当り７１で焼成して
、下膜の変化を観察したが、下膜は全く変化が見られず
、これにより下地の耐熱温度は釉組成の熔融温度よりも
相当低い温度でもＩＩ）能であることが判明し、更に前
記のようにド膜が焼成されずにヒ膜の釉組成のみの焼成
ができることが証明さ、れた。

本発明の軸流下注により得られる釉は従来の軸流［法で
ある焼成炉で）＆材ごと焼成する方法と比較して、全く
同一のものであることはいうまでもない。

１実　施　例」 以下、実施例を挙げ本発明をす！に具体的に説明するが
、本発明は特許請求の範囲を越えない限り以Ｆの実施例
に限定されるものではない。

なお、実施例中１部および％は、特に断らない限り屯Ｈ
，す１（準である。

本発明の軸流１法により施工した被膜（柚）の性能を調
べるため、先ず、第１表に示すＡ、Ｂ、Ｃの３種類の組
成を配合した。

第　　１　　表 （−記３種類の組成をボールミルで粉砕し、全を逢２０
０　メツシュの網を通過させた。

つぎにサイズ２００　！　２００　Ｘ　２　ａａ＋の鋼
板（Ｓ４５Ｇ）６枚を用意し、このうち３枚に■［Ｉ板
研究所製の耐熱コーティング剤グラス力１１００を乾燥
時の膜厚に換１〕シて約４０用腸塗ｌＨｔ　Ｌ、１２０
°Ｃで３０分間加熱、硬化させた。

また２００　ｘ　２００　ｘ　２　ｍｔａサイズのアル
ミニウム材す１枚と２００　ｘ　２００　ｘ　５　ｍｍ
　＋Ｆイズのスレート板１枚を川、ａ、シた。

これらの８枚を用いて別添第２表に示す仕様でテストピ
ースを作製した。

第２表 塗装方法は第２表に従いエアースプレーガンを用いてテ
ストピースの片面に１枚宛約２５ｇ（塗７旧ｌ′１．後
）Ｑ、布した。

乾燥後、疋菱電機ｗ４Ｖの変酸ガスレーザー加り機ＭＬ
２５Ｍを用いて、出力的ｓｏｏｗ、焼成速度６−／毎分
で焼成した。

この様にして得られたテストピースを用い、各種のテス
トを１１施した結果を別添第３表に＞ｉ＜す。

なお、第３表中の各種試験イ１目はＦ記の・Ｌ没に従っ
た。

１列」見］ 、ＩＩＳ　Ｒ４３０１−５，３によりｍｌｌ”ＺＬ、た
。

［１Ｉｌ１４熱性１ ＪＩＳ　Ｒ４３０１−５，７により′Ａｌｌ１宇し、た
。

［対Ｐ？耗性Ｉ Ｉｔｓ　Ｒ４３０１−５，８に↓、すＡｌｌ「Ｉｖ　じ
ｔ−１［λ：　７．　Ｍ　］ ＪＩＳ　Ｒ４３０ト５．５により４（１１定した。

［１酎酸＋１１１ ＪＩＳ　Ｒ４３０１−５，９，１＋こより測定し、た。

「１酎アルカリ刊」 ＪＩＳ　Ｒ４３０１−５，１０により測定した。

［耐熱水性］ ＪＩＳ　Ｒ４３０１−５，１１１によｔｊ側定１．ｆ−
。

［ｊ耐ｋｉ４木性］ ＪＩＳ　Ｒ４３０１−５，１２，１によりへＩＩＩ定し
た２、［ピンホールテスＩ・］ ＪＩＳ　Ｒ４３０１−５，１２，２Ｌ、Ｚ　Ｊｌ：す２
，０ＯＯＶテＡ１１定した。

第３表 」 １・１′発明の効果」 以ｌ−のようにしてなる本発明の軸流［法によるときは
、 （Ｌ）ｉＫＭカスレーザーにより大気中で短時間で焼成
できるため基材紮殆ど損傷１−ない。

（２）このためｎ１１熱温；■が２００〜３００℃とい
った低いＪ、（材に軸流りができる。

（３）金属なとに従来使用できなかった高性能の高融点
柚が使用できる。

（４）金属面の１耐熱塗膜のｌ−柚として使用り。

ｌ−釉のみを焼成させることかり能なので金属に対しｒ
ｑ塑性のある塗膜を作ることがびきる。

（５）、没備も簡単なものＣすみ、かつ、人Ｆ、Ｈ生ψ
カ＜　Ｔｑ能で大幅なコストダウンかできる。

（′６）作業環境が良く、安全−Ｃ，わる。

ｒど数々の利点を４１−シ、そのＦ７的・：１．んは極
めて（であり、このため、本発明の用途は例（ば、自刃
！１（部品、主１、電気部品、台所製品、産業］用機［
氏などの化粧防食、１絶縁、摩耗用（（−１遠赤外線放
）（、その他際限なく拡がるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 公知の釉の組成を基材に塗布し、炭酸ガスレーザー発振
   器によって出力が３００〜３，０００Ｗ、焼成速度が毎
   分当り１〜１５ｍの条件で焼成することを特徴とする釉
   施工法。