JPH07144972A

JPH07144972A - 溶射材料

Info

Publication number: JPH07144972A
Application number: JP5325698A
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: 1995-06-06

Abstract

(57)【要約】【目的】黄色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】ジルコニアと、酸化プラセオジムとからなる
溶射材料；ジルコニアと、酸化プラセオジムと、アルミ
ナ及び／又はジルコンとからなる溶射材料；ジルコニア
と、酸化プラセオジムとを焼成してなる溶射材料；ジル
コニアと、酸化プラセオジムと、アルミナ及び／又はジ
ルコン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、黄色系の色調を呈する
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と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、黄色系の溶射皮膜を形成する溶射材
料としては、ジルコニア−酸化プラセオジム−シリカ系
溶射材料が提案されており、金属、コンクリートなどの
基材に溶射すると黄色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黄色で、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
系の黄色を呈するジルコニア−酸化プラセオジム−シリ
カ系溶射材料を改善したものであって、耐摩耗性を向上
した濃黄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）ジルコニアに酸化プラセオジムを配合した
溶射材料を、基材に溶射すると、濃黄色を呈する溶射皮
膜が得られること。（２）ジルコニアに酸化プラセオジ
ムを配合したものに、更にアルミナ及び／又はジルコン
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、濃黄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、耐摩耗性が更に向上し、
濃黄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番目の発明はジルコニア
と、酸化プラセオジムとからなる溶射材料であり、第２
番目の発明はジルコニアと、酸化プラセオジムと、アル
ミナ及び／又はジルコンとかなる溶射材料であり、第３
番目の発明はジルコニアと、酸化プラセオジムとを焼成
してなる溶射材料であり、第４番目の発明はジルコニア
と、酸化プラセオジムと、アルミナ及び／又はジルコン
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。ジ
ルコニア、酸化プラセオジム、アルミナ、ジルコンの各
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。ジルコニアとしては、共沈安定化ジ
ルコニア、電融安定化ジルコニア等の安定化ジルコニア
も使用することができる。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。

【００１０】ジルコニア、酸化プラセオジムは、溶射皮
膜を黄色系の色調にコントロールする成分であり、アル
ミナ、ジルコンは溶射皮膜の耐摩耗性を向上せしめる成
分である。

【００１１】第１番目の発明の溶射材料の配合割合は、
ジルコニア：２０〜９９．５重量％、酸化プラセオジ
ム：０．５〜８０重量％とするのが好ましく、ジルコニ
ア：６０〜９９．５重量％、酸化プラセオジム：１０〜
４０重量％とするのが更に好ましい。第２番目の発明の
溶射材料の配合割合は、ジルコニア：１９．５〜９９重
量％、酸化プラセオジム：０．５〜８０重量％、アルミ
ナ又はジルコン：０．５〜２０重量％とするのが好まし
く、ジルコニア：６５〜８０重量％、酸化プラセオジ
ム：１０〜４０重量％、アルミナ又はジルコン：５〜２
０重量％とするのが更に好ましい。

【００１２】また、第１番目及び２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２
０〜４０μｍ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３番目の発明の溶射材料の配合割合は、
第１番目の発明の溶射材料のそれと同様である。第４番
目の発明の溶射材料の配合割合は、第２番目の発明の溶
射材料のそれと同様である。第３番目及び第４番目の発
明の溶射材料は、原料混合物を電気炉、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２番目の発明
の溶射材料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９、１０に示すように、
第１番目及び第２番目の発明の溶射材料と、第３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、黄色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。出発原料として純度９９．３％のジル
コニア（ＺｒＯ_２）、純度９９．９％の酸化プラセオジ
ム（Ｐｒ_６Ｏ_１１）、純度９９．３％のアルミナ（Ａｌ
_２Ｏ_３）、純度９９％のジルコン（ＺｒＳｉＯ_４）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３
０μｍ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、ＺｒＯ_２：６５重
量％、Ｐｒ_６Ｏ_１１：４重量％及びＳｉＯ_２：３１重量
％から構成される溶射材料（比較例１）は、７．５Ｙ９
／４と淡黄色の皮膜を呈し、ＤＳ値は１２である。これ
に対しＺｒＯ_２：８０重量％及びＰｒ_６Ｏ_１１：２０重
量％から構成される溶射材料（実施例１…第１発明品）
は、黄色の７．５Ｙ９／１０を示す皮膜となり、濃色化
されてＤＳ値は１７と耐摩耗性が向上している。

【００２１】ＺｒＯ_２とＰｒ_６Ｏ_１１に、更にＡｌ_２Ｏ
_３及び／又はＺｒＳｉＯ_４を配合した溶射材料（実施例
２〜実施例４…第２発明品）は黄色の皮膜を呈し、ＤＳ
値は１９〜２０と一層耐摩耗性が向上している。

【００２２】ＺｒＯ_２：６５重量％、Ｐｒ_６Ｏ_１１：４
重量％及びＳｉＯ_２：３１重量％よりなる混合物を焼成
して得た溶射材料（比較例２）は、黄色の７．５Ｙ９／
６を示す皮膜となるものの、ＤＳ値は１７と大きな向上
はみられない。

【００２３】実施例１と同じ配合のものを焼成して得た
溶射材料（実施例５…第３発明品）は、濃黄色の７．５
Ｙ８．５／１２を示す皮膜となり、ＤＳ値は２３と高い
値を示し、耐摩耗性が向上する。

【００２４】ＺｒＯ_２とＰｒ_６Ｏ_１１に、更にＡｌ_２Ｏ
_３及び／又はＺｒＳｉＯ_４を配合したものを焼成して得
た溶射材料（実施例６〜実施例８…第４発明品）は濃黄
色を示す皮膜となり、ＤＳ値は２７〜３０と著しく耐摩
耗性が向上している。

【００２５】また、実施例９及び実施例１０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、耐摩耗性に優れた黄色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、耐熱性を有する黄色系の溶
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】ジルコニアと、酸化プラセオジムとから
なる溶射材料。
【請求項２】ジルコニアと、酸化プラセオジムと、ア
ルミナ及び／又はジルコンとからなる溶射材料。
【請求項３】ジルコニアと、酸化プラセオジムとを焼
成してなる溶射材料。
【請求項４】ジルコニアと、酸化プラセオジムと、ア
ルミナ及び／又はジルコンとを焼成してなる溶射材料。