JPS62246885A

JPS62246885A - セラミツクコ−テイング方法

Info

Publication number: JPS62246885A
Application number: JP8714686A
Authority: JP
Inventors: 義彦村田; 利彦三田; 江上　誠一
Original assignee: Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Priority date: 1986-04-17
Filing date: 1986-04-17
Publication date: 1987-10-28

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】［産業上の利用分野コ本発明は、材料表面にセラミックコーティングする方法
に関する。詳しくは、熱効率良く、簡単な装置で、セラ
ミックコーティング材料を材料表面にコーティングでき
る方法に関する。

［従来の技術］従来、セラミックコーティングは、材料の硬度や耐久性
を増加きせるために９種々の方法で行なわれている０例
えば、溶射、蒸着、焼成１反応硬化などの方法である。

しかし、それぞれ欠点がある。溶射法は、基材とコーテ
ィングの付着が弱い、蒸着法は真空を必要とする。焼成
法は耐熱性の基材でなければならず、且つ、焼成炉で処
理しなければならない０反応硬化法は珪素化合物などを
重縮合させるものであるが、膜厚が薄く、耐久性が低い
、一方、セメントコンクリート面に耐久性ある仕上げ面
を簡単に作る方法が求められている。

〔発明が解決しようとする問題点］本発明の目的は２以上の従来のこれらの欠点をなくシ、
特別な雰囲気を必要とせず、耐熱性の低い基材でも、緻
密で耐久性のあるセラミックコーティングをする方法を
提供することである。

本発明は、形状、大きさによる制限の比較的少ないセラ
ミックコーティング形成法を提供することを、目的とす
る。また９本発明は、レーザビームを利用することによ
り、セラミック材料の溶融すべき箇所のみを熱し、他の
箇所を高温に晒きずにセラミックフーティング層を形成
できるコーティング法を提供することを目的とする。更
に９本発明は、基材を害することなく、セラミックコー
ティングが可能な方法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明は、コーティングすべき表面に、セラミックコー
ティング材料粉末を塗布する。或いは該表面の材料がセ
ラミック質である場合塗布しないで、レーザービームを
当て、該セラミックコーティング材料粉末或いは該セラ
ミック質表面のみを溶融することにより、該表面にセラ
ミックフーティング層を形成することによるセラミック
コーティング方法である。また、コーティングすべき表
面の材料が、水和物硬化体であることができる。更に、
セラミックコーティング材料が、各種ガラス、　５ｉｎ
ｓ　、　Ａｕｔｏｓ　＋　Ｔｉｅｓ　、　Ｚｒ０ｔ　、
　Ａ１ｔＯｓ４ｉ０＊、ＳＩＣ，ＴｉＣ，ＴｉＮ或いは
それらの混合物の粉末であることができるセラミックコ
ーティング方法である。

本発明のセラミックフーティング方法によれば、コーテ
ィングすべき表面１例えば、アルミニウム、鉄などの金
属板、スレート板、コンクリート板などの表面に、レー
ザビームを利用して、付与されたセラミック材料、材質
を溶融することにより、セラミックコーティング層を形
成するものである。即ち、レーザーの短時間の照射によ
り。

微少の表面のみを溶融し、レーザビームを移動きせるこ
とにより、冷却と次の部分の溶融を同時に行なうもので
ある。このような操作を次々に行ない、コーティング層
を形成していく。

このセラミックコーティング形成法としては。

２種類が考えられる。即ち、その１つは、セラミックコ
ーティング材料粉末を金属板などの表面に塗布付着させ
ておき、その塗布粉末をレーザビーム照射溶融すること
により、セラミックコーティング層を形成するものであ
り、もう１つは、コンクリートなどのように、セラミッ
ク質であり溶融点の比較的低い材料よりなる表面を持つ
材料に対して、何も前処理を行なわず、直接的にレーザ
ビームを照射することにより、その材料の表面付近のセ
ラミック材質を溶融し、その溶融されたセラミック層が
コーティングとなるものである。

即ち、フーティング層として最適な組成の粉体を表面に
塗布して、これを溶融、付着させることにより、コーテ
ィング層を作ることができる０例えば、溶融してガラス
質となる釉薬や、各種フリ・ｙト、セラミック粉末など
をコーティング用粉体として塗布することができる。

また、各種セラミック、コンクリート、岩石は高温下で
溶融し、急冷すれば、ガラスとなるために、レーザビー
ムで表面を溶融するだけでも、ガラス質のコーティング
を作ることができる。従って２本発明はより１面状にコ
ーティングすることにより１種々の材料に良好な表面特
性を与えることができる。即ち９本発明に従い、レーザ
ビーム照射し、ビーム幅だけずらしながら、レーザビー
ムを走査することにより１面状にコーティングすること
ができる。

この本発明によるレーザビーム走査は、かなり早い速度
で走査するために、照射が短時間であり、内部まで伝熱
する量が少なく、熱効率の非常によいものである。従っ
て９表面のみ高温となり、内部が温度上昇が殆どなく、
低温のままである。耐熱性のない基材であっても、コー
ティングすることができる。更に、短時間で加熱冷却す
るためフーティング作業開始から終了までが早く。

また０作業終了後すぐにも使用可能である。

基材表面上で溶融するために、基材とコーティング層の
密着性は、良好であり、従って、特性のよいコーティン
グ層を形成することができる。

本発明のセラミックコーティング方法を１次に説明する
。

レーザビームは１強力なレーザ発振器により発生させて
、そのレーザビームを材料表面上を走査きせる。例えば
、添付図に示きれる如き構成の装置により、レーザビー
ムを走査させる。即ち、レーザ発振器２より出たレーザ
光線４は１回転する鏡６により、材料８の表面上を走ら
せる。材料８を図面手前に移動させ、レーザビーム幅だ
けずらしながら、材料８の全表面にわたりレーザ光を照
射する。それにより、材料上に塗布されたフリットは溶
融しガラス質層１０を形成する。また、鏡６の回転速度
の制御により走査速度を制御でき。

亦、それによりガラス質層１０の形成厚さ等も制御する
ことができる。

セラミック材料を用いるとき９例えば、セメント硬化体
、岩石などでは１表面をレーザビームで走査照射すると
表面のみが溶融し、ガラス質セラミｙクコーティング石
が容易に形成できる。コーティングきれるべき表面の材
料には１以上のように直接レーザビームを照射され、溶
融きれる材料として、岩石などの他に、水利硬化体１例
えば。

セメント硬化体１五膏ボード、珪酸カルシウム板などに
対しても本発明方法を用いることができる。

レーザビームは、電気的に制御できるために。

一定のパターンに表面を照射でき、そのため、特定の狭
い領域にのみセラミ／クコ−ティング層を形成するよう
にできる。照射熔融すべきセラミック材料粉末は、比較
的低温で溶融できる材料が通常好適であるが、また、そ
の材料の用途、使用箇所に従いコーティングすべきセラ
ミック材料を選択し、最適なセラミックコーティング】
を作ることができる。更に１本発明方法により、レーザ
ビーム照射で溶融きれセラミックコーティングされる材
料には、各種ガラス、　ＳｉＯ＊　、　Ａｌｔｏｎ　、
　Ｔｉ１ｔ　＋Ｚｒ０ｔ　、　Ａ１１０＋　４ｉ０＊　
、　ＷＣ、ＴｉＣ、ＴｉＮなども含まれる。

本発明により形成きれるセラミックコーティングの厚き
は、レーザビームの照射時間により決定、制御きれ得る
ので、用いるべき材料に対して、予備試験により、最適
照射時間が決定でき。

また、形成層の厚さを一定にできる。

また、レーザビームを一定パターンで照射すると、特定
領域のみにセラミックコーティング層を形成できる。

コーティング層を形成する基材材料としては。

アルミニウム、鉄などの金属、コンクリート表面などの
セラミック質など１通常、材質に限定されずに本発明方
法を用いることができる。

セラミック材料粉末の塗布方法としては、ペーストでの
塗布、吹き付は法などを用いることができる。比較的低
温で溶融できる物質で取り扱い易いものがよい。

本発明のセラミックコーティング方法は、更に例えば、
金属粉末を溶解コーティングする方法などにも使用され
得る。

セメントコンクリート材料の表面を仕上げる方法として
も、用いることができる。セメントコンクリート材料表
面に耐久性、美観の付与のために、従来は、有機塗料、
有機吹き付け、無機塗料、無機吹き付け、或いはタイル
の接着により仕上げられていたが、これもそれぞれ欠点
がある。

この点１本発明によるセラミックコーティング仕上げを
セメントコンクリート材料表面に施した場合非常に耐久
性のすぐれたものが得られる。また１本発明によるコン
クリート表面の仕上げ法では、均一なコーティングが可
能であり２表面仕上げがタイル等による仕上げと異なり
、シームレス化が可能となり、コンクリート建物の外壁
等にすぐれた耐久性と美観を与えることが可能になる。

次に１本発明によるセラミックコーティング法を具体的
に説明するが２本発明は１次の実施例に限定されるもの
ではない。

［実施例］アルミナ板、コンクリート板、ストレート板。

鉄板の表面に東芝ソルダーガラス（ＧＳＰ２２０Ａ５２
０　）を２５０ｇ／ｍ’吹き付は法により塗布し、乾燥
後、２ＫＷのビーム出力の炭酸ガスレーザをビーム径１
ｍｍテ２ｍ／秒の速度で、１回に付きビームを０．８ｍ
ｍずつずらして走査した。

アルミナ板、コンクリート板、スレート板、鉄板の表面
に約０．１ｍｍのガラス質のコーティング層を形成でき
た。そのとき、ｌｍＸ１ｍの表面コーティングに要した
時間は、約１０分間であった。

［発明の効果コ本発明によるセラミックコーティング方法は。

上記のようにレーザビーム照射を用いることにより、第
１に、特別な雰囲気或いは特別の装置を必要としないで
セラミック層を形成することが、可能になったこと、第
２に、セラミックコーティングすべき表面が耐熱性の低
いものでも、良好なコーティング層を形成できること、
第３に、コーティングすべき表面の形状、太ききなどに
より制約を比較的に受けないで、セラミックコーティン
グが可能になったこと、第４に、熱効率の良いセラミッ
クコーティング形成法が可能になったこと。

などの技術的効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

図は１本発明のセラミックコーティング形成法に用いる
レーザビームの走査のための装置の１つを示すものであ
る。［主要部分の符号の説明コ２００．レーザ発振器４００．レーザ光線６０９．鏡

Claims

【特許請求の範囲】

（１）コーティングすべき表面に、セラミックコーティ
ング材料粉末を塗布する、或いは該表面の材料がセラミ
ック質である場合塗布しないで、レーザービームを当て
、該セラミックコーティング材料粉末或いは該セラミッ
ク質表面のみを溶融することにより、該表面にセラミッ
クコーティング層を形成することを特徴とするセラミッ
クコーティング方法。
（２）コーティングすべき表面の材料が、水和物硬化体
である特許請求の範囲第１項記載のセラミックコーティ
ング方法。
（３）セラミックコーティング材料が、各種ガラス、Ｓ
ｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＴｉＯ＿２、ＺｒＯ＿２、
Ａｌ＿２Ｏ＿３・ＴｉＯ＿２、ＷＣ、ＴｉＣ、ＴｉＮ或
いはそれらの混合物の粉末である特許請求の範囲第１項
記載のセラミックコーティング方法。