JPH01319606A - 塗料用合金粉末の製造法 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、塗料用の顔料として使用する合金粉末の製造
法に関する。

「従来の技術」 従来、Ａ］扮末は防食、美装と熱線の反射などの目的で
塗料の顔料として用いられ、これらの塗料は自動車、タ
ンク、鉄骨、屋根等の塗装として使用されている。この
Ａ１扮末の形状は、幅１０ｕ、ｍ、長さ３０μｍ、厚さ
０．３ＩＪｍ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、Ａ１扮末が
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
積層しくリーフインク現象）、連続したＡ］被被膜形成
し、素材を外気から遮断し、耐食性を与えることができ
る。

しかしながら、Ａ１粉末を含有した塗料では、酸、アル
カリに対しては十分な耐食性が得られない場合があった
。

最近、Ａ］基の非晶質合金が開発され、純Ａ１よりも耐
食性に優れた合金がいくつか開発されている。したがっ
て、これらの合金を粉末化して塗膜」に混合することに
より、上記塗料よりさらに優れた耐食性が得られると期
待される。

」１記従来例にも示されるように、塗料に用いる合金の
粉末形状としては、塗布したときに塗布面と平行に粉末
が積層するように、フレーク状粉末であることが必要で
ある。ところが、非晶質合金のフレーク状粉末を製造す
ることは、実際にはかなり困難なことであった。

非晶質合金のフレーク状粉末を製造する方法としては、
従来の単ロール法やキャビテーション法により作製した
リボンをスタンプミルやボールミルによって粉砕する方
法や、単ロール法においてロール表面に溶湯をアトマイ
ズして不規Ｑ１１形状の粉末を得る方法が知られている
。しかし、これらの方法で得られる粉末の厚さは、通常
５〜３０μｍ程度であるため、得られた粉末を樹脂に混
合して塗料として使用した場合、塗膜にひび割れが生ず
ることがあり、塗料用の粉末として適当なものとはいえ
なかった。

また、特開昭６０＝２５２６６８号および特開昭６０−
２５２６６９号には、予めアトマイズ等の方法で合金化
した粉末を双ロールの上方から落下させ、粉末が落下す
る途中で、同心状に配置されたノズルから噴出されるア
セチレン炎、酸素水素炎、酸素−プロパン炎等の熱源で
粉末を溶融させ、この溶滴を双ロールによって圧延と同
時に急冷することにより、フレーク状の粉末を得る方法
が開示されている。しかし、この方法では、粉末の供給
量を多くすることがてきず、フｌワーク状の粉末を工業
的に大量に生産することができなかった。

「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］」的は、塗料に混合するのに適したフレ
ーク状の非晶質または非晶質と微細結晶質からなるアル
ミニウム合金粉末を工業的にかつ高収率で製造できるよ
うにした塗料用合金粉末の製造法を提供することにある
。

「課題を解決するための手段」 本発明による塗料用合金粉末の製造法は、アルミニウム
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ぜ、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
させることにより、非晶質または非晶質と微細結晶質か
らなる合金粉末を得ることを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様においては、前記凝固粉末
より、厚さ０１〜５μｍ、短径および長径５〜５００Ｌ
Ｌｍ、アスペクト比（厚さに対する長径の比）５以」二
のものを分取する。

さらに、本発明の好ましい態様にＡ３いては、前記アル
ミニウム合金として、一般式Ａ］、ａ　Ｍ　ｂ　Ｘ　ｃ
（ただし、ＭはＶ、Ｃｒ、　Ｍｎ、　Ｆｅ、　Ｃ：ｏ、
Ｎ１、Ｃｕ、Ｚｒ、　Ｔｉ、Ｍｏ、　Ｗ、　Ｃａ、Ｌｉ
、　Ｍｇ、　Ｓｉから選ばれた１種または２種以上の金
属元素、ＸはＹ、Ｌａ、　Ｃｅ、Ｓｍ、　Ｎｄ、　ｔｌ
ｆ、　Ｎｂ、Ｔａ、　Ｍｍ　［ミツシュメタル］から選
ばれた１種または２種以上の元素を表わし、ａ、１つ、
Ｃは原子％て５０≦ａ≦９５．０５≦ｂ≦３５．０５≦
Ｃ≦２５である。）で示される組成を有するものを用い
る。

「作用」 本発明者らは、塗料用顔料に適したフレーク状の非晶質
または非晶質と微細結晶質からなるアルミニウム合金粉
末を得るため、合金の溶湯にガスを噴霧することにより
液滴を形成し、この液滴を種々の回転冷却体に衝突させ
て急冷凝固させる実験を行なった。その結果、従来の単
ロール法などで用いられている円筒状の回転冷却体に従
来の方法て液滴を衝突させても、厚さが不揃いでしかも
不定形な粉末が多゛く形成されてしまい、目的とするフ
レーク状の粉末を効率的に得ることができなかった。と
ころが、溶湯の液滴を傘型またはホーン型の回転冷却体
に衝突させると、厚さが薄い木の葉形をなすフレーク状
の粉末が極めて高収十で得られることがわかった。

本発明は、傘型またはホーン型の回転冷却体を用いるこ
とにより、冷却体表面が液滴流方向に対して傾斜して配
置されることになり、液滴が傾斜した冷却体表面に衝突
すると冷却体の回転方向に広がると共に傾斜面に沿って
も広がることになり、その結果、液滴がより太き（広げ
られて薄い木の葉形のフレーク状粉末になると考えられ
る。

こうして得られたフレーク状の非晶質または非晶質と微
細結晶からなるアルミニウム合金粉末を塗料に混合する
ことにより、耐食性などの優れた特性を有する塗料を得
ることができる。すなわち、薄いフレーク状をなしてい
るので、塗膜の乾燥中に偏平に配列するリーフインクが
良好に起こり、被塗布面がフレーク状粉末で良好に覆わ
れる。その結果、苛酷な腐食環境にも十分に耐えられる
塗膜が形成される。また、フレーク状粉末の厚さが薄い
ので、表面歪みなどの応力に対して割れを生しにくい塗
膜が形成される。

また、凝固粉末より、厚さ０．１〜５ＬＬｍ、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」二のものを分取することにより、塗料用
顔料により適したフレーク状粉末を得ることができる。

この場合、厚さか０．］　ｕｍ未ｄ４ては長期間にわた
る耐食性の維持に問題があり、厚さが５ｕ、ｍを超える
と塗膜の平滑度が悪くなる。短径が５　ＩＬｍ未満では
粉末相互の重なりが不均一となり、長径が５００ｇｍを
超えると塗膜の強度が低下する。アスペクト比が５未ン
茜になるとリーフインクが起こりに（くなる。

さらに、アルミニウム合金の組成として１イｊ述したも
のを用いることにより、急冷凝固させたときに非晶質相
または非晶質相と微細結晶相の混相を形成しやすくなり
、かつ、苛酷な腐食環境にも耐える優れた耐食性を何局
することができる。

「実施例」 第１図には、本発明を実施するだめの装置の一例が示さ
れている。すなわち、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１１１
￥　Ｉｉ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の直下からやや楢方
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
（−１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ｆａ）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い。

なお、噴霧化ノズル３からの噴射カス圧は、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℃以下に冷却され、回転数は１０００〜２００００
　ｒ　ｐ　ｍとされることが好ましい。

試験例（アルミニウム合金の耐食性評価）第１表に組成
を示ｊ−各種アルミニウム合金を真空溶解後、孔径０．
４ｍｍの石英ノズルから、アルゴンガス噴射圧１．０ｋ
ｇ／ｃｍ”で噴出し、この溶湯を周速３０ｍ／ｓｅｃで
回転する唱「１−ルに衝突させて薄帯を得た。得られた
薄帯は、幅約１．ｍｍ、厚さ約３０μｍであり、Ｘ線回
折およびＴ　Ｅ　Ｍ観察の結果、いずれも非晶質あるい
は非晶質と微細結晶の混和であることが確認された。

得られた各種の薄帯について、ｌ　Ｎ　−ＨＣＨ中に３
０℃で３時間浸漬後、およびＩ　Ｎ　−Ｎ　ａ　ＯＨ中
に３０°Ｃて３時間浸漬後に、８Ｇづる腐食テス１−を
行なった。評価！」、×は市川したもの、△Ｃ」表面に
変化が認められたもの、■は表面に変化が認められなか
ったもの、という基準で行なった。また、得られた名神
の薄帯について、１８０”密着的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＝ｒ’ｌ−塗
利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、」１記の薄帯の他に、市販のＡＩ　
［４Ｎ）、２０２４合金、Ａｌ−３ｉ合今についても同
様なテスト評価を行なった。これらの結果を第１表に示
す。

第１表から、本発明において好ましいアルミニウム合金
組成とされるＮｏ、　］〜ＮＯ，］６は、塗料用の粉末
として使用したときに十分な耐食性をイτ１向できるも
のであることがわかる。

実施例 （１）合金粉末の作成 第１図に示した装置を用い、第１表（後に記載する）に
おしづる試料Ｎｏ、２．５．６．９、Ｉｌ、　１４．１
５の組成のアルミニウム合金をそれぞれルツボに人れ、
ｌ　ｆｌ　Ｏ０℃て（容融させて（各ト易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
１に対して噴霧什ノスル３よりアルゴンカスを１００ｋ
ｇ／ｃｍ２の圧力で吹きイ］けて液滴５を形成し、この
液滴５を空中で凝固しないうちにロール径約２００　ｍ
　ｍφ、円卸−角度９０°、回転数７２０Ｏｒｐｍの回
転ｆ令却体に衝突させ、木の葉形のフレーク状合金粉末
を得た。

試料Ｎｏ、　５の合金を用いて上記方法で得られた合金
粉末の９０侶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、本発明の好ましい態様とされる厚さ０１〜５ｇ
ｍ、短径」５よび長径５〜５００＋１ｍ、アスペクト比
（厚さに対する長径の比）５以−ヒ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、　５の合金を用いて得られた粉末につ
いては、厚さ０．５〜４１１ｍ、アスペクト比（厚さに
対する長径の比）１０〜１００、短径および長径１１０
−４００ｔｖのもの（試料Ｎｏ、　５−１）　と、厚さ
（］、Ｉ１１　ｍ未満、アスペクト比（厚さに対する長
径の比）５以上、短径および長径１０〜４００μｍのも
の（試料Ｎｏ、　５−２）　と、厚さ０．５〜４ｇｍ、
アスペクト比（厚さに対する長径の比）５未満、短径お
よび長径５〜１８ＩＬｍのもの（試料Ｎｏ、　９−３）
　と、球状粉のもの（試料Ｎｏ、　５−４）と、厚さ０
５〜４μｍ、アスペクト比（厚さに対する長径の比）５
以上、長径５００μｍを超えるもの（試料Ｎｏ、　５−
５１とをそれぞれ調製した。

さらに、比較のため、市販の塗料に用いられているＡＩ
、、ｆ４Ｎ）の粉末を用意した（試料Ｎ０．１９＋。こ
の粉末は、厚さ０．３１ｒ、ｍ、アスペクト比（厚さに
対する長径の比）５以十、短径および長径５０μｍ未満
である。

（２）塗料の調製 樹脂バインダとしてポリ塩化ビニル系樹脂８５Ｖｏ１％
、上記で得られたそれぞれの金属粉末１５Ｖ（］１％を
混合して塗料を作成した。

（３）塗膜性能の評価 厚さ３ｍｍ　、幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍのＳＳ４１鋼
板を用意し、ザン［−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１１００４ｚ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、２５℃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、本発明の製造方法で得られた非晶質あるい
は非晶質と微細結晶の混相からなるアルミニウム合金粉
末を含有する試料Ｎｏ、　２．５−１゜５−２．５−３
．５−５．６．９．１１．１４．１５は、従来のＡ１（
４Ｎ）粉末を含有する試料Ｎ０１９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
を評価すると、厚さ０．１〜５ｕｍ、短径および長径５
〜５００ＬＬｍ、アスペクト比（厚さに対する長径の比
）５以上の範囲とされた粉末を含有する試料Ｎｏ、　２
．５−］、　６．９．１１．１４．１５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、本発明によれば、アルミニウム合
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
向に西装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
させることにより、塗料の顔料として適した形状を有す
る非晶質あるいは非晶質と微細結晶との混相からなるア
ルミニウム合金粉末を工業的にかつ高収率で製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の一例を示ず概略
断面図、第２図ｔａ）、（ｂｌは本発明を実施するため
の装置で用いられる回転冷却体のそれぞれ異なる例を示
す区、第３［メ１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９０倍の走査型電子顕微鏡写真
である。 し１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。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム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ことにより、非晶質または非
   晶質と微細結晶質からなる合金粉末を得ることを特徴と
   する塗料用合金粉末の製造法。
2. （２）前記凝固粉末より、厚さ０．１〜５μｍ、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以上のものを分取する請求項１記載の塗料
   用合金粉末の製造法。
3. （３）前記アルミニウム合金として、一般式ＡｌａＭｂ
   Ｘｃ（ただし、ＭはＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
   、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｓ
   ｉから選ばれた１種または２種以上の金属元素、ＸはＹ
   、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｎｄ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｍ［
   ミッシュメタル］から選ばれた１種または２種以上の元
   素を表わし、ａ、ｂ、ｃは原子％で５０≦ａ≦９５、０
   ．５≦ｂ≦３５、０．５≦Ｃ≦２５である。）で示され
   る組成を有するものを用いる請求項１または２記載の塗
   料用合金粉末の製造法。