JPH024902A

JPH024902A - 塗料用アルミニウム合金紛末および塗料

Info

Publication number: JPH024902A
Application number: JP63149451A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Masumoto; 健増本; Akihisa Inoue; 明久井上; Masahiro Oguchi; 小口　昌弘; Yoshio Harakawa; 原川　義夫
Original assignee: Teikoku Piston Ring Co Ltd
Current assignee: TPR Co Ltd
Priority date: 1988-06-17
Filing date: 1988-06-17
Publication date: 1990-01-09
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JPH07116482B2

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、塗料用アルミニウム合金粉末およびこの合金
粉末を含有する塗料に関する。

「従来の技術」従来、アルミニウム粉末は、熱線の反射、水分の透過防
止などの目的から、屋外の銀色塗料に用いる乾燥性の塗
料の顔料として用いられていた。

このアルミニウム粉末の形状は、幅ＩＯμｍ、長さ３０
ａｍ、厚さ０．３μｍ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、ア
ルミニウム粉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
たアルミニウム被膜を形成して素材を外気から遮断し、
耐候性、耐水性、耐湿性を付与することができる。

しかしながら、上記のアルミニウム粉末は、結晶質のア
ルミニウムからなり、この粉末を含有した塗料では、塩
酸などの酸、食塩などの塩類、力性ソーダなどのアルカ
リに対しては十分な耐食性が得られないという問題点が
あった。

［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、その目的は、良好な塗膜状態を形成できると共
に、より優れた耐候性、耐水性。

耐湿性を付与できるようにした塗料用アルミニウム合金
粉末および塗料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アルミニウム合金粉末は、一般式Ａ
ｌａＭｂＸｃ（ただし、ＭはＶ、Ｃｒ、　Ｍｎ、Ｆｅ、
　Ｃｏ、　Ｎｉ、　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、Ｉｌｆ、　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、’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
有し、非晶質または非晶質と微細結晶質の混相からなる
アルミニウム合金粉末であって、厚さ０．１〜５μｍ、
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５〜５００μｍであることを特徴とする。

また、本発明の塗料は、少なくとも塗料用樹脂成分と上
記のアルミニウム合金粉末とを含有することを特徴とす
る。

「作用」本発明者らは、より優れた塗料用アルミニウム合金粉末
を得るため、種々の組成および組織からなるアルミニウ
ム合金についてその耐食性を検討した。その結果、上記
組成を有するアルミニウム合金の溶湯を急冷凝固して作
った非晶質または非晶質と微細結晶質の混相からなる合
金が、優れた耐食性を有していることがわかった。また
、溶湯から直接急冷凝固して作るため、表面光沢にも優
れていることがわかった。その結果、上記組成の非晶質
または非晶質と微細結晶質の混相からなるアルミニウム
合金粉末を用いることにより、耐水性、耐候性、耐湿性
などの耐食性により優れた塗料が得られることがわかっ
た。

なお、上記のアルミニウム合金の組成は、急冷凝固する
ことにより非晶質相を形成しやすい組成であって、上記
組成の範囲を外れると非晶質相の形成が困難となり、そ
の結果、十分な耐食性が得られなくなる。

また、粉末の形状についても、厚さ、アスペクト比、短
径および長径寸法について種々検討した結果、塗膜状態
を良好に維持しつつ、リーフィング現象を効果的に起こ
させて耐食効果を高めるためには、上記範囲とされるこ
とが必要であることがわかった。すなわち、厚さが０．
１ＬＬｍ未満では長期間にわたる耐食性の維持に問題が
あり、厚さが５μｍを超えると塗膜の平滑度が悪くなる
。また、短径が５μｍ以下では粉末相互の重なりが不均
一となり、長径が５００μｍを超えると塗膜の強度が劣
化する。さらに、アスペクト比が５未満だとリーフイン
ク現象が起こりにくくなる。

本発明の塗料は、上記のアルミニウム合金粉末を含有す
るので、塗布したときにリーフィング現象により被塗布
面がアルミニウム合金粉末で覆われ、優れた耐水性、耐
候性、耐湿性が得られる。

また、アルミニウムの特性である光反射性にも優れてい
る。

「発明の好ましい態様」本発明のアルミニウム合金粉末の好ましい製造法として
は、前述した組成を有する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方法が挙げ
られる。そして、必要に応じて、得られた粉末から前述
した形状特性を有するものを分取すればよい。この方法
によれば、前述した形状特性を有するアルミニウム合金
粉末を７０％以上の収率で製造することができる。

本発明の塗料において、アルミニウム合金粉末は５〜２
０　ｖｏｌ％含有されていることが好ましい。

粉末の含有量が５　ｖｏｌ％未満では、塗布の際に塗膜
内において基材塗料のみの部分が多くなり、粉末混入の
効果がでない。また、２０　ｖｏｌ％を超えると塗膜の
強度が弱くなり、クラックや剥離などを起こしたり、加
工密着性が悪（なるため好ましくない。

塗料用樹脂成分としては、塗料に用いられる各種の合成
樹脂が自由に使用できるが、例えばビニル樹脂、アクリ
ル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが好まし
く用いられる。ただし、本発明における塗料用樹脂成分
とは、塗布した後に硬化させるものにおいては、それら
の樹脂の千ツマ−やオリゴマーを含む意味である。

本食明の塗料には、アルミニウム合金粉末と塗料用樹脂
成分の他に、必要に応じて溶剤、硬化剤、顔料、増粘剤
、分散剤、安定剤などを自由に添加することができる。

溶剤は、使用する樹脂に応じて適宜選択されるが、例え
ばキシレン、トルエン、アルコール、アセトン、酢酸エ
チルなどが用いられる。また、塗料の形式としても、溶
剤型、エマルジョン型、無溶剤型、粉体型など各種のも
のを採用することができる。

本発明の塗料は、例えば刷毛塗り法、スプレー法などの
各種の方法で塗布することができる。この場合、アルミ
ニウム合金粉末を分散させて良好に密着させるために、
塗布に先立って、界面活性剤、カバーリング剤等の表面
処理剤、表面改質剤を用いて表面処理を行なってもよい
。

「実施例」第１図には、本発明のアルミニウム合金粉末を製造する
た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ｌに対して高圧の噴
射ガスを吹き付ける噴霧化ノズル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ｌの流れに向けて高速
ガスを噴出する構造となっている。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
らやや横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ｌ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付
けられ、これによって溶湯ｌ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ｆａｌに示すよう
な傘型のものが用いられているが、第２図ｆｂ）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からの噴射ガス圧は、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（とも
５０℃以下に冷却され、回転数は１０００〜２００００
ｒｐｍ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
を示す各種アルミニウム合金を真空溶解後、孔径０．４
ｍｍの石英ノズルから、アルゴンガス噴射圧１．０ｋｇ
／ｃｍ２で噴出し、この溶湯を周速３０ｍ／ｓｅｃで回
転する単ロールに衝突させて薄帯を得た。得られた薄帯
は、幅約１ｍｍ、厚さ約３０μｍであり、Ｘ線回折およ
びＴＥＭ観察の結果、いずれも非晶質あるいは非晶質と
微細結晶の混相であることが確認された。

得られた各種の薄帯について、ｌＮ−ＨＣｌ中に３０℃
で３時間浸漬後、およびｌＮ−ＮａＯＨ中に３０’Ｃで
３時間浸漬後における腐食テストを行なった。評価は、
×は溶出したもの、△は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、得られた各種の薄帯について、１８０
°密着曲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、０・・・耐食性塗料用の合金粉末に好適なもの、Ｘ
・・・耐食性塗利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、上記の薄帯の他に、市販のＡｌ　（
４Ｎ）、２０２４合金、Ａｌ−３ｉ合金についても同様
なテスト評価を行なった。これらの結果を第１表（後に
記載する）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、１〜Ｎ０．１６は、塗料用の粉末と
して使用したときに十分な耐食性を付与できるものであ
ることがわかる。

実施例＋１１合金粉末の作成第１図に示した装置を用い、第１表Ｃ後に記載する）に
おける試料Ｎｏ、２．５．６．９．１１、Ｉ４．１５の
組成のアルミニウム合金をそれぞれルツボに入れ、ｌ０
００°Ｃで溶融させて溶湯１とした。

この溶湯１をノズル２から流出滴下させ、滴下する溶湯
１に対して噴霧化ノズル３よりアルゴンガスを１００ｋ
ｇ／ｃｍ”の圧力で吹き付けて液滴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　ｍｍ
φ１円錐角度９０°、回転１Ｊ７２００ｒｐｒｎの回転
冷却体に衝突させ、木の葉形のフレーク状合金粉末６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倍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０．１〜５
μｍ、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０．５〜４ｕ、ｍ、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１０〜
４００μｍのもの（試料Ｎｏ、５−１１　と、厚さ（）
、ＩＬＬｍ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ｌＯ〜４００μｍのもの（試
料Ｎｏ、　５−２）と、厚さ０．５〜４μｍ、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
５〜１８μｍ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Ａｌ
　１４Ｎｌの粉末を用意した（試料Ｎ０１１９）。この
粉末は、厚さ０．３μｍ、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５０ＬＬｍ未満であ
る。

（２）塗料の調製樹脂バインダとしてアクリル樹脂８５Ｖｏ１％、上記で
得られたそれぞれの金属粉末１５Ｖｏ１％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５Ｓ４１鋼
板を用意し、サンド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１υＤｔｔｍ前後になるように刷毛塗り塗装し
た。２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、２０℃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、非晶質あるいは非晶質と微細納品の混相か
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Ａｌｔ４Ｎ）粉末を含有する試料Ｎｏ
、　１９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
〜５μｍ、短径および長径５〜５００ＩＬｍ、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、２．５−１．６．９．１１゜１
４．１５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、本発明によるアルミニウム合金粉
末は、特性の組成を有し、非晶質または非晶質と微細結
晶質の混相からなるので、耐食性に優れている。また、
特定の形状特性を有するので、塗膜の状態を良好に維持
しつつ、リーフィング現象を効果的に起こさせることが
できる。したがって、このアルミニウム合金粉末を含有
する本発明の塗料は、塗膜状態を良好に維持しつつ、優
れた耐水性、耐候性、耐湿性を付与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアルミニウム合金粉末を製造するため
の装置の一例を示す概略断面図、第２図（ａｌ、ｆｂｌ
は同装置で用いられる回転冷却体のそれぞれ異なる例を
示す図、第３図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。図中、ｌは溶湯、２はノズル、３は噴霧化ノズ１　フル、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

【特許請求の範囲】

（１）一般式ＡｌａＭｂＸｃ（ただし、ＭはＶ、Ｃｒ、
Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、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、Ｈ
ｆ、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し、非晶質または非
晶質と微細結晶質の混相からなるアルミニウム合金粉末
であって、厚さ０．１〜５μｍ、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５〜５００μ
ｍであることを特徴とする塗料用アルミニウム合金粉末
。
（２）少なくとも塗料用樹脂成分と請求項１記載のアル
ミニウム合金粉末とを含有することを特徴とする塗料。
（３）前記アルミニウム合金粉末を５〜２０ｖｏｌ％含
有する請求項２記載の塗料。
（４）前記塗料用樹脂成分がビニル樹脂、アクリル樹脂
、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂から選ばれたもので
ある請求項２または３記載の塗料。