JPH04276003A - 意匠塗料用アモルファス鉄合金顔料 - Google Patents

意匠塗料用アモルファス鉄合金顔料

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JPH04276003A
JPH04276003A JP3061233A JP6123391A JPH04276003A JP H04276003 A JPH04276003 A JP H04276003A JP 3061233 A JP3061233 A JP 3061233A JP 6123391 A JP6123391 A JP 6123391A JP H04276003 A JPH04276003 A JP H04276003A
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amorphous iron
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Yoshio Harakawa
原川 義夫
Masahiro Oguchi
小口 昌弘
Yoichi Shimizu
洋一 清水
Nobuyuki Nishiyama
信行 西山
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TPR Co Ltd
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Teikoku Piston Ring Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、塗料化しやすく、耐食
性及び光輝性に優れた意匠塗料用アモルファス鉄合金顔
料に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、塗膜の耐食性、耐候性を向上
させたり、金属的な輝きをもつ外観にしたりするため、
塗料用顔料として金属粉末が用いられている。すなわち
、金属粉末を塗料用の樹脂に混合して刷毛塗り、スプレ
ー等で塗布すると、樹脂の硬化時に生じる表面張力によ
って粉末が塗面と平行に積層し(これをリーフィング現
象という)、粉末によって連続した被膜が形成され、素
材を外気から遮断してより良好な耐食性、耐候性、更に
は金属光沢を有する美しい外観を付与することができる
。そして、このような粉末の形状としては、リーフィン
グ現象の発生を良好にするため、一般に薄片状のものが
好ましいとされていた。
【0003】上記において、特に意匠塗料用顔料として
は、純アルミニウムからなる扁平粉がよく用いられてい
る。このアルミニウム粉末は、空気アトマイズ法や不活
性ガスアトマイズ法などによりアルミニウムの溶湯から
粒子状の粉末を作り、この粉末をステアリン酸やオレイ
ン酸などと共にボールミル中で粉砕し、微粉化すると共
に剪断力によって延ばし、物理的に扁平化したものであ
る。また、反射特性を向上させるために、箔状のアルミ
ニウムを打ち抜いて作ったアルミニウム粉末も使用され
ている。
【0004】また、本出願人らによる特開平1−287
201号には、厚さ0.5 〜5μm、短径及び長径5
〜500 μm、アスペクト比5以上、短径と長径の比
1〜10の薄片形状をなし、Ni:5〜12at%、C
r:5〜25at%、Mo:0.3 〜5at%、P:
8〜13at%、C:7 〜15at%、残部Feの組
成を有する耐食性塗料用アモルファス合金粉末が開示さ
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アルミニウム粉末は、アルミニウム粒状粉をボールミル
中で粉砕し、扁平化したものであるため、表面が荒れた
ものになり易く、また外周が不規則形状になり易く、塗
料化した場合に反射特性が十分に得られず、良好な意匠
的外観が得られないという問題があった。また、アルミ
ニウム箔を打ち抜いて作ったものは、粉末の形状が大き
くなるため、例えばオートバイのようなものでメカニッ
クを強調しようとする場合など、特殊な用途に用いられ
ているにすぎなかった。
【0006】一方、最近の環境規制に伴って、特に有機
溶媒塗料から水溶性溶媒塗料への転換が求められるよう
になってきている。通常、樹脂としてはアクリル系のも
のが多用されるが、溶媒として水を使用すると、水がア
ルミニウム粉末と反応して表面が腐食し、反射特性が劣
化するという問題があった。このため、アルミニウム粉
末の表面にフェノール樹脂をコーティングして耐食性を
付与したものも用いられているが、フェノール樹脂をコ
ーティングすることによって、表面の反射特性が低下す
ることは避けられなかった。
【0007】また、アルミニウム粉末では、有機溶媒塗
料を用いる場合にも、反射特性を向上させるためには、
少し厚めの粉末を用いる必要があるが、粉末の厚さが厚
くなると、塗装したときに塗膜の平滑度が悪くなるとい
う問題があった。
【0008】更に、本出願人らによる特開平1−287
201号に開示された、特定の薄片形状をなし、Ni−
Cr−Mo−P−C−Feの組成を有するアモルファス
鉄合金粉末は、耐食性、耐候性は十分に得られるものの
、アクリル樹脂に混合してエアースプレイにより厚さ5
0μmに塗布し、塗膜の反射特性を測定したところ、意
匠用塗料としては十分な反射特性が得られないことがわ
かった。
【0009】したがって、本発明の目的は、良好な耐食
性、耐候性を有するとともに、反射特性に優れた意匠塗
料用顔料を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、アモルフ
ァス鉄合金粉末の耐食性に着目し、更に反射特性を向上
させるべく鋭意研究した結果、アモルファス鉄合金の基
本組成にSi、Mn、Alのうちから一種又は二種以上
の元素を添加することにより、極めて反射特性の良好な
アモルファス鉄合金粉末が得られることを見出し、本発
明を完成するに至った。
【0011】すなわち、本発明の意匠塗料用アモルファ
ス鉄合金顔料の一つは、厚さ0.3 〜3 μm、短径
10〜150 μm、短径と長径の比 1〜3 、アス
ペクト比(長径/厚さ)3 〜100 の薄片形状をな
し、Cr:4 〜25at%、P:5 〜20at%、
C:7 〜18at%と、Si:0.1 〜1.0 a
t%、Al:0.1 〜2 at%、Mn:0.1 〜
1 at%から選ばれた少なくとも一種と、残部Feと
からなる組成を有することを特徴とする。
【0012】また、本発明の意匠塗料用アモルファス鉄
合金顔料のもう一つは、厚さ0.3 〜3 μm、短径
10〜150 μm、短径と長径の比 1〜3 、アス
ペクト比(長径/厚さ)3 〜100 の薄片形状をな
し、Cr:4 〜25at%、P:5 〜20at%、
C:7 〜18at%と、Ni:0.5 〜12at%
、Mo:0.5 〜10at%から選ばれた少なくとも
一種と、Si:0.1 〜1.0 at%、Al:0.
1 〜2 at%、Mn:0.1 〜1 at%から選
ばれた少なくとも一種と、残部Feとからなる組成を有
することを特徴とする。
【0013】
【作用】アモルファス合金は、化学的・機械的特性にお
いて通常の結晶質合金では見られない特異な性質を示す
ため、各種機能材料として注目されている。中でもアモ
ルファス鉄合金は、強度が強いこと、反射特性がよいこ
と、耐食性に優れていることから、意匠塗料用顔料とし
て現在のアルミ扁平粉末やステンレス鋼扁平粉末にかわ
る素材として期待されている。
【0014】本発明の意匠塗料用アモルファス鉄合金顔
料においては、Fe−Cr−P−Cからなる基本組成、
あるいはこれにNi、Moから選ばれた少なくとも一種
を添加した組成に、Si、Mn、Alから選ばれた少な
くとも一種を添加することにより、より優れた反射特性
を付与することができる。したがって、耐食性、耐候性
と共に、反射特性にも優れた意匠塗料用顔料を提供する
ことができる。
【0015】本発明において、アモルファス鉄合金組成
についての限定理由を述べると、Crは耐食性を向上さ
せる元素であり、4 at%未満では耐食性向上への寄
与が少なく、25at%を超えるとアモルファス形成能
を著しく低下させる。Pは、アモルファス化になくては
ならない元素であり、5 at%未満ではアモルファス
化が困難となり、20at%を超えると脆くなり、強度
のある粉末を得ることが困難となる。Cも、アモルファ
ス化になくてはならない元素であり、7 at%未満で
はアモルファス化が困難となり、18at%を超えると
脆いアモルファス金属となってしまう。Ni、Moは、
アモルファス形成能力の向上及び耐食性の向上に寄与し
、必要に応じて添加することができる。ただし、価格の
上昇を抑えるため、それぞれの含量は、12at%、1
0at%を上限とした。Si、Mn、Alは光輝性の向
上のために添加されるものであり、Si、Mn、Alが
それぞれ 0.1at%未満となると光輝性が不十分と
なり、Si、Mnが1 at%、Alが2 at%を超
えると耐食性が低下する。
【0016】次に、粉末の形状についての限定理由を述
べると、粉末の厚さは、粉末に穴が開かないようにする
ため 0.3μm 以上とし、隠蔽力の低下を防止する
ため 3μm以下とした。また、アスペクト比(厚さに
対する長径の比)は、隠蔽力及び塗料中での配向性を向
上させるため、3 〜100 とした。アスペクト比は
より好ましくは10〜100 である。更に、長径と短
径の比を1 〜3 とし、上限を 3としたのは、これ
よりも長径が大きくなると隠蔽力が劣化するからである
。更に、短径を10〜150 μm としたのは、10
μm 未満とすると粉末の配向性が悪くなり、150 
μm より大きくすると吹き付け塗装性が劣化するから
である。
【0017】
【実施例】図1には、本発明の意匠塗料用アモルファス
鉄合金顔料の製造装置の一例が示されている。
【0018】すなわち、所定の組成とされた合金を溶融
する溶解坩堝11が設けられ、この溶解坩堝11の下部
には、溶湯13を流出するノズル15が形成されている
。ノズル15の近傍には、落下する溶湯13に対して高
圧の噴射ガスを吹き付ける噴霧化ノズル17が設置され
ている。噴霧化ノズル17は、例えばノズル15の外周
を囲むように円形に配置され、溶湯13の流れに向けて
噴出口19から高速ガスを噴出する。ノズル15の下方
には、傘型の回転冷却体23がその回転軸27をノズル
15の直下からやや横方向にずらして配置されている。
【0019】したがって、ノズル15から落下する合金
の溶湯13は、噴霧化ノズル17の噴出口19から吹き
付けられる高圧の噴出ガスによって液滴21となる。こ
の液滴21は、下方に広がりながら飛散して回転冷却体
23の円錐面に衝突して冷却凝固し、扁平化された薄片
状の粉末25となって飛散する。この粉末25を採取す
ることによって、本発明の意匠塗料用アモルファス鉄合
金顔料を得ることができる。
【0020】なお、噴霧化ノズル17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、
空気あるいはそれらの混合ガスなど各種のものが使用可
能である。更に、回転冷却体23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 rpm とされることが好ま
しい。
【0021】実施例1〜6、比較例1〜4表1に示す各
種組成の合金又はアルミニウムを予めインゴットにした
後、図1における溶解坩堝11内にセットした。溶解坩
堝11内をアルゴン雰囲気とした後、上記合金又はアル
ミニウムを高周波溶解し、溶融温度より150 ℃高い
温度で溶湯13をノズル15から落下させ、噴霧化ノズ
ル17の噴出口19からアルゴンガスを噴出してアトマ
イズした。この液滴21を、回転冷却体23の円錐面に
衝突させ、冷却凝固させて扁平状の各種粉末25を得た
【0022】これらの粉末は、いずれも厚さ1 〜2 
μm 、短径10〜150 μm 、短径と長径との比
1 〜3 、アスペクト比10〜100 の薄片形状を
なすものであった。
【0023】こうして得られた各種粉末を意匠塗料用顔
料として、アクリル樹脂80重量部、顔料20重量部の
割合で混合し、これに希釈用シンナーを加えて適当な粘
度に調整した後、70mm×150mm ×1mmの大
きさのアルミ板の表面に、塗膜の厚さが50μm前後に
なるようにスプレー塗装して乾燥した。そして、得られ
た各塗膜の反射率をJIS  Z8741の方法に従っ
て、60°の角度で測定した。
【0024】また、上記各塗膜を1年間大気中にさらし
た後、その反射率を上記と同様にして再度測定した。
【0025】更に、上記各種粉末を3%食塩水に2年間
浸漬した後、その重量の変化を測定して腐食状態を調べ
た。
【0026】また、上記各種粉末を水中に1年間浸漬し
た後、その重量の変化を測定して腐食状態を調べた。
【0027】これらの試験結果を表1に示す。
【0028】
【表1】
【0029】表1からわかるように、実施例1〜6で示
される本発明のアモルファス鉄合金粉末は、塗装直後の
反射率において、比較例1に示すアルミニウム粉末に匹
敵する高い反射率を示し、1年大気暴露後においても、
その反射率はほとんど低下しない。これに対し、比較例
1のアルミニウム粉末は、塗装直後においては高い反射
率を示すが、1年大気暴露後は腐食によって大幅に反射
率が低下する。また、Fe−Cr−P−C又はFe−P
−Cからなり、Si、Mn、Alのいずれも含有しない
比較例2〜4の鉄合金粉末は、1年大気暴露後において
も反射率は低下しないものの、塗装直後の反射率におい
て明らかに劣る。
【0030】また、実施例1〜6で示される本発明のア
モルファス鉄合金粉末は、3%食塩水に2年浸漬した後
、あるいは水中に1年浸漬した後においても、腐食はほ
とんど発生しない。これに対し、比較例1のアルミニウ
ム粉末と、Fe−P−Cからなる比較例4の鉄合金粉末
は、3%食塩水に2年浸漬した後、あるいは水中に1年
浸漬した後において、明らかな腐食が観察された。なお
、Fe−Cr−P−Cからなる比較例2、3の鉄合金粉
末は、実施例1〜6と同様に耐食性については良好であ
った。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の意匠塗料
用アモルファス鉄合金顔料によれば、耐食性を付与する
ことができると共に、優れた反射特性を得ることができ
る。したがって、従来のアルミ扁平粉末やステンレス鋼
扁平粉末にかわる新しい意匠塗料用顔料として使用でき
、従来の顔料に比べて塗膜の経時劣化を大幅に低減する
ことができる。また、耐食性に優れているので、環境を
守る水溶性塗料の顔料としても、好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の意匠塗料用アモルファス鉄合金顔料の
製造装置の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
11  溶解坩堝 13  溶湯 15  ノズル 17  噴霧化ノズル 21  液滴 23  回転冷却体 25  薄片状の粉末

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  厚さ0.3 〜3 μm、短径10〜
    150 μm、短径と長径の比 1〜3 、アスペクト
    比(長径/厚さ)3 〜100 の薄片形状をなし、C
    r:4 〜25at%、P:5 〜20at%、C:7
     〜18at%と、Si:0.1 〜1.0 at%、
    Al:0.1 〜2 at%、Mn:0.1 〜1 a
    t%から選ばれた少なくとも一種と、残部Feとからな
    る組成を有することを特徴とする意匠塗料用アモルファ
    ス鉄合金顔料。
  2. 【請求項2】  厚さ0.3 〜3 μm、短径10〜
    150 μm、短径と長径の比 1〜3 、アスペクト
    比(長径/厚さ)3 〜100 の薄片形状をなし、C
    r:4 〜25at%、P:5 〜20at%、C:7
     〜18at%と、Ni:0.5 〜12at%、Mo
    :0.5 〜10at%から選ばれた少なくとも一種と
    、Si:0.1 〜1.0 at%、Al:0.1 〜
    2 at%、Mn:0.1 〜1 at%から選ばれた
    少なくとも一種と、残部Feとからなる組成を有するこ
    とを特徴とする意匠塗料用アモルファス鉄合金顔料。
JP3061233A 1991-03-01 1991-03-01 意匠塗料用アモルファス鉄合金顔料 Expired - Fee Related JPH083122B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113736356A (zh) * 2021-08-11 2021-12-03 昆明理工大学 一种铁基非晶合金复合防腐涂料

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113736356A (zh) * 2021-08-11 2021-12-03 昆明理工大学 一种铁基非晶合金复合防腐涂料

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