JPH07138728A

JPH07138728A - 溶射材料

Info

Publication number: JPH07138728A
Application number: JP5325699A
Authority: JP
Inventors: Norifumi Nagata; 憲史永田; Takayuki Yogoro; 孝之余頃; Tomoyuki Ogura; 知之小倉
Original assignee: Chichibu Onoda Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1993-11-18
Filing date: 1993-11-18
Publication date: 1995-05-30
Anticipated expiration: 2013-04-08
Also published as: JP2739093B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ピンク系の色調を呈する溶射皮膜を形成する
溶射材料を提供する。【構成】酸化エルビウムからなる溶射材料；酸化エル
ビウムと、アルミナ、シリカ、マンガン化合物及び五酸
化リンの内の少なくとも１種とからなる溶射材料；酸化
エルビウムを焼成してなる溶射材料；酸化エルビウム
と、アルミナ、シリカ、マンガン化合物及び五酸化リン
の内の少なくとも１種とを焼成してなる溶射材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ピンク系の色調を呈す
る溶射皮膜を形成する溶射材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、基材表面を着色被覆する方法とし
て琺瑯法、メッキ処理法、アルマイト処理法、有機系塗
料を塗布する方法などがある。これらのうち、琺瑯法、
メッキ処理法、アルマイト処理法では、色調の制御は容
易であり、着色被覆層は比較的強固であるものの、琺瑯
法は基材を加熱しなければならず、木材、コンクリート
の基材には施工できないという欠点がある。メッキ処理
法、アルマイト処理法で形成された着色被覆層は特に使
用環境が過酷であり、かつ長期に使用する場合は傷がつ
いたり、剥げ落ちるという欠点がある。

【０００３】また、特に有機系の塗料を塗布する方法
は、色彩も鮮やかで、数多くの色調を持ち合わせている
ことから、鮮やかな色彩で基材に着色できるものの、マ
ンホール鉄蓋、外壁材、コンクリート建造物等の屋外で
の長期使用するものに対しては十分な耐久性を有せず、
褪色、変色が著しい。また耐摩耗性が劣っているため、
例えばマンホール鉄蓋に塗布した場合、歩行や車両の通
行により塗布面が剥離するばかりでなく、夏期の炎天下
ではマンホール鉄蓋は９０℃以上の温度になるので短期
間で褪色、変色する。さらには降雨時には塗布面が滑り
やすく、歩行や車両の通行にとって危険である。

【０００４】上記欠点を改善する技術として、セラミッ
クスの溶射の適用が考えられる。すなわち、セラミック
ス溶射材料を各種の基材に溶射して溶射皮膜を形成する
ものであり、耐熱性、耐食性、耐摩耗性、摩擦性を付与
することができる。しかし現在使われている溶射材料の
多くは、前記した各性能を重視したものであり、溶射皮
膜の色調についてはほとんど考慮がなされていないのが
現状である。例えば、白色系の色調を呈するホワイトア
ルミナ、黒色系の色調を呈するアルミナ−チタニア系、
青色系の色調を呈するアルミナ−コバルト系、緑色系の
色調を呈する珪酸カルシウム−クロミア系等があるにす
ぎない。

【０００５】最近、ピンク系の溶射皮膜を形成する溶射
材料としては、アルミナ−二酸化マンガ系溶射材料が提
案されており、金属、コンクリートなどの基材に溶射す
るとピンクの色調を発現する皮膜が形成できる。しか
し、このものは非常に淡色系のピンク色で、皮膜の耐摩
耗性も劣ることから、濃色化と耐摩耗性の向上が求めら
れていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の淡色
系のピンクを呈するアルミナ−二酸化マンガン系溶射材
料とは異なる組成の溶射材料であって、美麗なピンク色
の溶射皮膜を形成する溶射材料を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らが種々研究の
結果、（１）酸化エルビウムを、基材に溶射すると、美
麗なピンク色を呈する溶射皮膜が得られること。（２）
酸化エルビウムに、アルミナ、シリカ、マンガン化合物
及び五酸化リンの内の少なくとも１種を配合した溶射材
料を、基材に溶射すると高耐摩耗性を有し、美麗で更に
濃いピンク色を呈する溶射皮膜が得られること。（３）
前記（１）または（２）の配合物を焼成して得られた溶
射材料を、基材に溶射すると、耐摩耗性に優れた濃ピン
ク色を呈する溶射皮膜が得られることを見出し、本発明
を完成した。

【０００８】すなわち、第１番目の発明は酸化エルビウ
ムからなる溶射材料であり、第２番目の発明は酸化エル
ビウムと、アルミナ、シリカ、マンガン化合物及び五酸
化リンの内の少なくとも１種とかなる溶射材料であり、
第３番目の発明は酸化エルビウムを焼成してなる溶射材
料であり、第４番目の発明は酸化エルビウムと、アルミ
ナ、シリカ、マンガン化合物及び五酸化リンの内の少な
くとも１種とを焼成してなる溶射材料である。

【０００９】以下に、本発明を更に詳細に説明する。酸
化エルビウム、アルミナ、シリカ、マンガン化合物、五
酸化リンの各原料はいずれも、溶射皮膜の色調のコント
ロール性、色調の鮮やかさを増すために純度９０％以上
のものを使用するのが好ましい。また、アルミナには種
々の製法が存在することから粗粒アルミナをはじめ、微
粒アルミナ、溶融アルミナ、活性アルミナ、ローソーダ
アルミナ、超微粒子アルミナ等を使用することができ
る。マンガン化合物としてはマンガンの酸化物、塩化
物、ホウ酸塩、硫酸塩等を使用することができる。

【００１０】酸化エルビウム、アルミナ、マンガン化合
物は、溶射皮膜をピンク系の色調にコントロールする成
分であり、シリカは溶射皮膜の耐摩耗性を向上せしめる
成分であり、五酸化リンはピンク色の濃色化をコントロ
ールする成分である。

【００１１】第１番目の発明の溶射材料は酸化エルビウ
ムである。第２番目の発明の溶射材料の配合割合は、酸
化エルビウム：０．５〜９０重量％、アルミナ、シリ
カ、マンガン化合物（ＭｎＯ_２換算）又は五酸化リン：
１０〜９９．５重量％とするのが好ましく、酸化エルビ
ウム：１０〜３０重量％、アルミナ：６０〜８０重量
％、シリカ、マンガン化合物（ＭｎＯ_２換算）又は五酸
化リン：１〜１０重量％とするのが更に好ましい。第３
番目の発明の溶射材料は駿化エルビウムを焼成したもの
である。第４番目の発明の溶射材料の配合割合は、第２
番目の発明のそれと同様であり、これを焼成したもので
ある。

【００１２】第１番目及び第３番目の発明の溶射材料
は、いずれも皮膜形成時の溶射材料の流れ性及び材料の
溶融性から平均粒径を５〜１００μｍ、好ましくは２０
〜４０μｍとするのが良い。また、スプレードライヤー
等を用いて顆粒状のものとする場合は、できるだけ球状
化する為に各原料の一次粒子径を０．０５〜１００μ
ｍ、好ましくは０．１〜３０μｍとしたものを用い、メ
チルセルロース、ポリビニルアルコール等を０．５〜５
重量％添加して顆粒径５〜５００μｍ、好ましくは１０
〜１００μｍに調整するのが良い。

【００１３】第２番目及び第４番目の発明の溶射材料
は、電気炉、ロータリーキルン等の公知の焼成炉で焼成
することにより得ることができる。焼成温度が１０００
℃未満では焼結が進行しにくく好ましくない。焼成温度
が１４００℃以上では焼結が進行し、溶射時における皮
膜の濃色化と耐摩耗性の向上が図られるので１４００℃
以上で焼成するのが特に好ましい。上記焼成温度により
得られた焼成物をボールミル等の粉砕機で粉砕した後、
第１番目及び第３番目の発明の溶射材料におけると同様
の粒度になるように粒調、もしくは顆粒状とし、溶射材
料として調製される。

【００１４】なお、後記実施例１１、１２に示すよう
に、第１番目及び第４番目の発明の溶射材料と、第２番
目及び第４番目の発明の溶射材料とを適宜混合したもの
を溶射材料としても用いることができる。これらを溶射
して得られた皮膜は、ピンク系の色調において淡色と濃
色の中間的な色相を呈し、耐摩耗性においても比較的優
れた特性を発現する。

【００１５】本発明の溶射材料を適用するにあたって
は、プラズマ溶射法、爆発溶射法、高速ガス溶射法、低
速ガス溶射法等を用いることができる。このような溶射
法の中で、爆発溶射、ガス溶射においても皮膜の形成は
可能であるが、融点の高いセラミックスの場合には、充
分に溶融した良好な皮膜を形成させることは難しい。従
って、一般的には、フレーム温度が高く、高融点のセラ
ミックスも良好な皮膜が形成できるプラズマ溶射法が好
ましい。

【００１６】

【実施例】以下に、実施例、比較例を挙げ本発明を更に
詳細に説明する。原料として純度９９．９％の酸化エル
ビウム（Ｅｒ_２Ｏ_３）、純度９８％の微粒アルミナ（Ａ
ｌ_２Ｏ_３）、純度９８％のシリカ（ＳｉＯ_２）、マンガ
ン化合物として純度９１％の二酸化マンガン（Ｍｎ
Ｏ_２）、純度９４％の五酸化リン（Ｐ_２Ｏ_５）を用い
た。これらを、表１の配合組成に従いボールミルで十分
に混合し、平均粒度３０μｍとなるように調製し溶射材
料とした。また各原料を配合組成に従い、十分に混合さ
れた混合物を所定温度にて焼成後、粉砕、粒調を行い、
平均粒度３０μｍに調製し溶射材料とした。さらには、
前記の混合物、又は、焼成物を更に粉砕して微粉化し、
スプレードライヤーで噴霧造粒を行い、平均粒度３０μ
ｍの顆粒に調製し溶射材料とした。これら溶射材料を予
めアンダーコート材としてＮｉ−Ａｌ系をプラズマ溶射
したＳＵＳ基材上に、下記の条件でプラズマ溶射を行い
皮膜を作製した。

【００１７】プラズマガス：Ｎ_２／Ｈ_２ガス圧力：５０ｐ．ｓ．ｉ．／５０ｐ．ｓ．ｉ．ガス流量：７５リットル／分／１０リットル／分電流：５００Ａ電圧：７０Ｖ

【００１８】形成された溶射皮膜の色調をマンセル色票
を用いて調べた。また耐摩耗特性を調べるためＪＩＳ
Ｈ８５０３の往復運動磨耗試験法に準拠し皮膜１ｍｇ
の摩耗減量に要する摩耗紙の往復回数（ＤＳ／ｍｇ）を
測定し耐摩耗度とした。結果を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１から分かるように、Ａｌ_２Ｏ_３：７０
重量％、ＭｎＯ_２：３０重量％から構成される溶射材料
（比較例１）は、５Ｒ９／１と淡ピンク色の皮膜を呈
し、ＤＳ値は１１である。これに対しＥｒ_２Ｏ_３：１０
０重量％からなる溶射材料（実施例１…第１発明品）は
ピンク色の５ＲＰ８／４を示す皮膜となり濃色化され、
ＤＳ値も１７と向上する。

【００２１】Ｅｒ_２Ｏ_３に、Ａｌ_２Ｏ_３を加えたもの、
さらにＳｉＯ_２やＭｎＯ_２を加えたもの（実施例２〜実
施例４…第２発明品）はピンク色を示す皮膜となる。ま
た、実施例５（第２発明品）のようにＰ_２Ｏ_５を更に加
えたものは濃ピンク色を示す皮膜となる。これらいずれ
もの皮膜のＤＳ値は２０〜２５と一層耐摩耗性が向上し
ている。

【００２２】比較例１と同じ組成のものを焼成して得た
溶射材料（比較例２）は、ピンク色の５Ｒ９／２を示す
皮膜となるものの、ＤＳ値は１４と低い。

【００２３】Ｅｒ_２Ｏ_３を焼成して得た溶射材料（実施
例６…第３発明品）は、濃ピンク色の５ＲＰ８／６を示
す皮膜となり、ＤＳ値も２１と向上している。

【００２４】Ｅｒ_２Ｏ_３に、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｍ
ｎＯ_２及びＰ_２Ｏ_５の内の少なくとも１種を配合したも
のを焼成して得た溶射材料（実施例７〜実施例１０…第
４発明品）は濃ピンク色を示す皮膜となり、ＤＳ値は３
２〜４２と著しく耐摩耗性が向上している。

【００２５】また、実施例１１及び実施例１２に示すよ
うに、各実施例品を適宜混合すると混合割合に応じた色
調、ＤＳ値の皮膜を形成することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明のセラミツクス溶射材料を用いる
と、耐摩耗性に優れたピンク系の色調を呈する溶射皮膜
を形成することができる。また本発明の溶射皮膜は耐食
性、耐熱性を有していることから、マンホール鉄蓋、各
種の金属基材表面、コンクリート表面等へ溶射すること
により、耐摩耗性、耐食性、耐熱性を有する美麗なピン
ク系の溶射皮膜を形成することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化エルビウムからなる溶射材料。
【請求項２】酸化エルビウムと、アルミナ、シリカ、
マンガン化合物及び五酸化リンの内の少なくとも１種と
からなる溶射材料。
【請求項３】酸化エルビウムを焼成してなる溶射材
料。
【請求項４】酸化エルビウムと、アルミナ、シリカ、
マンガン化合物及び五酸化リンの内の少なくとも１種と
を焼成してなる溶射材料。