JPS59110779A - 溶射材料及びこれを用いた着色被膜の形成方法 - 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】 本発明は、プラズマ溶射や火災溶射等に用いられる溶射
材料及びこれを用いた着色被膜の形成方法に関するもの
であり、強固な被膜を形成するとともに発色材の種類に
応じて各種の彩色を可能とする溶射材料及び着色被膜の
形成方法を提供するものである。

従来、時計の側やライターケースその他の金属製品の表
面はメッキ、アルマイト処理等の手段で表面の装飾がな
されていたが、長く使用している間に表面に傷がついた
シ、はげたシするという欠点があった。また、最近では
、商品の多様化の要請に伴い各種の色調のものや、表面
が梨子地状態のものが製造されるように々す、金属やセ
ラミックス等をプラズマ溶射又は火炎溶射によって素地
上に溶射する手段が採られるようになったが、セラミッ
クスを溶射する方法においては主として酸化アルミニウ
ムを主成分とする溶射材料が用いられており、色彩が限
られたものしか製造することができないという問題があ
った。

プラズマ溶射や火炎溶射等の溶射材料は、溶射時に高温
の還元状態に曝されるため、酸化物からなる発色材等は
溶射時に変化し、所期の目的の発色と々らない場合が多
く、このため、従来では種々の色彩の溶射被膜の形成は
困難とされていた。

本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、従
来用いられていなかった基材を使用することによって各
種の彩色を可能とするとともに、強固で安定な着色溶射
被膜を形成することを目的としてなされたものである。

本願第１の発明は、酸化ケイ素を主成分とする基材に発
色材を添加し、焼成、粉砕してなる溶射材料に関し、本
願第２の発明は、酸化ケイ素を主成分とする基材に発色
材を添加し、焼成、粉砕してなる溶射材料を耐熱性素地
上に溶射することを特徴とする着色被膜の形成方法に関
する。

本発明における酸化ケイ素を主成分とする基材は、発色
材の種類及び発色させる色調によっては、所望の着色を
可能とするため、酸化カルシウムを含有するが、色調に
よっては基材は酸化ケイ素のみでもよい。

発色材としては、各種の金属酸化物が用いられ、代表的
なものは、酸化クロム、酸化コバルト、酸化マンガン、
酸化バナジウム、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化ニッ
ケル等であり、これらの発色材は単独で或いは２種以上
の組み合せによシ各種の着色を可能とする。更に、発色
材には必要に応じて色彩調整のために酸化リン又は酸化
アルミニウム等の発色助剤を加えることもできる。

酸化ケイ素を主成分とする基材に必要に応じて添加され
る酸化カルシウムは、発色材が溶射時に還元されて変化
するのを防止する働きをする。例えば、酸化ケイ素のみ
からなる基材に酸化クロムを添加して焼成、粉砕してな
る溶射材料で溶射した場合には、灰色の着色被膜が形成
されるのに対し、酸化ケイ素に加えて酸化カルシウムを
含有する基材に酸化クロムを添加して焼成、粉砕してな
る溶射材料で溶射した場合には、緑色の着色被膜が形成
される。

本発明に係る溶射材料においては、酸化ケイ素１００重
量部に対し、発色材は５〜３００重量部程度配合される
。発色材の配合割合によって着色の濃淡を調整すること
ができる。基材に酸化カルシウムを含有させる場合には
、これらは、酸化ケイ素１００重量部に対して１０〜１
００重量部程度、望ましくは２０〜５０重量部配合され
る。

配合材料は混合された上で加熱され、焼成される。焼成
は材料全体が溶融状態となシ液相反応を生じる温度まで
行なってもよいが、完全に溶融されずに固相反応で材料
が塊状となる程度でもよい。

尚、焼成に際しては、融点を下げる鉱化剤が加えられて
いるのが望ましいので、予め上記配合材料にフッ化リチ
ウム、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウム、炭酸ナトリ
ウム等の鉱化剤を０〜５チ程度加えておくことが望まし
い。

焼成された材料は、粉砕されて溶射に適した粒度に調整
される。この粒度は５〜１００μ程度であリ、１０〜４
０μ程度が望ましい。５μ以下では溶射炎中に乗りにく
く、また１００μ以上では溶融しにくく、溶射効率や付
着効率がやや劣る。また、焼成された材料には、更に充
填材として酸化アルミニウムを２０〜３００重量部程度
加えることもできる。酸化アルミニウムは白色に着色す
るため、他の発色材の色彩調整の作用もする。

上記のようにして製造される溶射材料は、プラズマ溶射
又は火炎溶射により素地上に溶射される。

溶射される素地は、金属、セラミックス等の溶射に対し
て耐熱性の素地であり、樹脂等耐熱性に乏しい材料につ
いては、耐熱性の材料で予め被覆すれば用いることがで
きる。

溶射に先立って、素地表面をサンドブラスト等で処理し
ておくことが溶射層との密着を良くするために望ましい
。

溶射層の厚さは、製品に応じて適宜選定されるが、一般
には５０〜５００μｍ程度である。溶射後表面を研磨し
て光沢ある表面とする場合等は、研磨によりかなシの厚
みが取９除かれるので３００μｍ以上程度とする。また
、溶射層は粒度に応じて梨地状の表面とすることもでき
る。

本発明に係る溶射材料を用いて溶射被膜を形成する場合
には、溶射材料の基材が酸化ケイ素を主成分とするため
強固で硬質の着色被膜を形成することができる。また、
基材が酸化ケイ素のみである場合にも、発色材によっで
ある種の着色が可能であるが、更に基材が酸化ケイ素に
加えて酸化カルシウムを含有する場合には、従来難しい
とされていた各種の着色が可能である。これは、酸化ケ
イ素と酸化カルシウムとで材料の焼成時に固溶体を形成
し、発色材である酸化物を溶射時の還元雰囲気における
変化から保護するためと推定される。

特に、酸化ケイ素、酸化カルシウム及び発色材としての
酸化クロムからなる溶射材料を用いれば、従来困難であ
った緑色の彩色が可能である。また更に、発色材を組み
合せることで各種の着色を行なえるとともに、発色材の
配合割合による濃淡の調整或いは、酸化アルミニウムの
添加による彩度の調整を行なうこともできる。

実施例１ 酸化ケイ素１００重量部に対して、酸化カルシウム６０
重量部、酸化クロム１００重量部を配合した材料にフッ
化リチウム５係を加えて良く混合した後、１１５０℃で
焼成し、塊状に固結した焼成品を得た。この焼成品を粉
砕して平均粒径４０μの粉末として溶射材料を得た。

ＳＵＳ　３１６の下地に上記の溶射材料をプラズマ溶射
して２００μｍの厚さの溶射層を形成した。溶射層は緑
色で梨地状であシ、強固な硬質被膜が得られた。

実施例２ 酸化ケイ素１００重量部に対して、表１に示すよう々成
分及び配合割合で添加剤及び発色材を加えて、混合し、
各温度で焼成した。焼成品は各々粉砕して平均粒径２０
〜４０μの粉末として扁１〜扁１０の溶射材料を得た。

これらの溶射材料をＳＵＳ　３１６の下地にプラズマ溶
射して溶射層を形成したところ、表１に示す各着色状態
の被膜が得られた。被膜はいずれも強固で硬質であった
。

表　　１

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化ケイ素を主成分とする基材に発色材を添加し
   、焼成、粉砕してなる溶射材料。
2. （２）酸化ケイ素を主成分とする基材が、酸化カルシウ
   ムを含有する特許請求の範囲第（１）項記載の溶射材料
   。
3. （３）発色材が、酸化クロム、酸化コバルト、酸化マン
   ガン、酸化バナジウム、酸化ジルコニウム、酸化鉄及び
   酸化ニッケルから選ばれる１種又は２種以上である特許
   請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載の溶射材料。
4. （４）　　発色材が発色助剤として酸化リン又は酸化ア
   ルミニウムを含有する特許請求の範囲第（３）項記載の
   溶射材料。
5. （５）酸化ケイ素１００重量部に対して酸化カルシウム
   ２０〜１００重量部と酸化クロム５〜３００重量部を含
   有してなる緑色に発色する特許請求の範囲第（３）項記
   載の溶射材料。
6. （６）酸化ケイ素からなる基材が融剤を含有する特許請
   求の範囲第（１）項〜第（５）項記載の溶射材料。
7. （７）酸化ケイ素を主成分とする基材に発色材を添加し
   、焼成、粉砕してなる溶射材料を耐熱性素地上に溶射す
   ることを特徴とする着色被膜の形成方法。
8. （８）酸化ケイ素を主成分とする基材が、酸化カルシウ
   ムを含有する特許請求の範囲第（７）項記載の着色被膜
   の形成方法。
9. （９）発色材が、酸化クロム、酸化コバルト、酸化マン
   ガン、酸化バナジウム、酸化ジルコニウム、酸化鉄及び
   酸化ニッケルから選ばれる１種又は２種以上である特許
   請求の範囲第（７）項又は第（８）項記載の着色被膜の
   形成方法。 ■　発色材が発色助剤として酸化リン又は酸化アルミニ
   ウムを含有する特許請求の範囲第（９）項記載の着色被
   膜の形成方法。 Ｉ）酸化ケイ素１００重量部に対して酸化カルシウム２
   ０〜１００重量部と酸化クロム５〜３００重量部を含有
   して々る緑色に発色する特許請求の範囲第（９）項記載
   の着色被膜の形成方法。