JPH02282458A

JPH02282458A - ガラス溶射方法

Info

Publication number: JPH02282458A
Application number: JP10296289A
Authority: JP
Inventors: Minoru Matsuda; 穣松田; Shigechika Kosuge; 小菅　茂義; Toyofumi Fuka; 府賀　豊文; Nobuyuki Nakamura; 信行中村
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1989-04-21
Filing date: 1989-04-21
Publication date: 1990-11-20

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〕この発明は、ガラス溶射方法に関するものであ（従来の
技術〕建築物、橋梁、船舶、タンクおよびパイプライン等の建
造物等の表面は、鋼板等の金属材料、コンクリート等か
ら構成されている。これら建造物の表面には、従来から
塗料の塗装による皮膜形成が施され、これによって、錆
、腐食等への対処がなされている。

しかしながら、塗装表面への紫外線の照射、海水等の腐
食環境が原因の、塗料の変質、および老化、あるいは、
表面に発生する割れ、剥離等の傷などにより、経時的に
塗装および基材の劣化が促進されることから、塗料は防
食および防錆の効果が低く、建造物の表面の劣化も早い
。

このような、塗料に変わる、建造物の表面の保護皮膜形
成方法として、特開昭６０−２３５７７５号公報に、下
記からなる「ガラス溶射塗装方法」が提案されている。

特開昭６０−２３５７７５号公報に開示されたガラス溶
射塗装方法： ■　セメントからなる被塗物表面を１００°Ｃ以上の温
度で加熱処理した後、該表面にガラス粉末を直接溶射し
て、ガラス状物質の保護皮膜を形成する方法。

■　腐食性金属からなる被塗物表面を、ブラスト処理等
によってその生地を露出せしめ、前記生地表面に気化性
防錆剤を塗布し、昇華せしめた後、該表面にガラス粉末
を溶射してガラス状物質の保護皮膜を形成する方法。

（以下、「先行技術」という）。

先行技術においては、被塗物（以下「基材」という）を
加熱処理し、次いで、ガラス粉、ガラス原料、フリット
、フリット原料および釉等のガラス粉末が収納された溶
射ガンによって、加熱処理がなされた前記基材の表面に
前記粉末を直接溶射する。溶射は、ガス溶射法、電気溶
射法等の公知の方法でなされる。

先行技術の「実施例１］においては、セメントモルタル
の板面をガスバーナーによって１５０℃の温度で加熱し
た後、ただちに、フリット粉末を、該セメントモルタル
の表面に直接プラズマ溶射して、約０．２　ｔｍの厚さ
のガラス状皮膜を形成している。

また、「実施例３」においては、鉄板よりなるタンク内
に、サンドブラスト処理を施し、該生地表面にジシクロ
ヘキシルアンモニウムナイトライトの粉末をアルコール
によって１０％濃度の溶液としたものをスプレー塗布し
、次いで、ガスバーナーにより２００〜２５０’Ｃで前
記防錆剤被覆表面を加熱して、核防ｔ１１則被覆を昇華
させ、上記「実施例１１で使用したフリット粉末を、該
タンク内にプラズマ溶射して、約０．２閣の厚さのガラ
ス状皮膜を形成している。

このように、建造物等の表面にガラス粉末を溶射してガ
ラス状物質の保護皮膜を形成することにより、建造物等
の防水性、耐候性ないしは耐光性等の耐久性および耐腐
食性が向上し、さらに、耐熱性、絶縁性をも併せもつこ
とができる等、ガラス溶射方法により形成されたガラス
皮膜は優れた性能を有している。

〔発明が解決しようとする課題〕

先行技術においては、ガラス粉末を溶射する前に、基材
を加熱することが必要である。特に、鋼板等の腐食性金
属に皮膜を形成する場合においては、２００〜２５０℃
の温度で基材を予熱することが必要である。さらに、基
材と形成されるガラス皮膜との密着性を良好にするため
には、６００〜８００℃の温度で加熱が必要である。そ
の理由は、基材の予熱は、ガラス粉末と基材との密着性
を良くするために極めて重要だからである。もしも、基
材の予熱がなされないか、予熱温度が十分でないと、ガ
ラス粉末の粒子の基材への密着が困難になり、密着性が
低下する。

一般に、鋼板等の耐腐食性金属の基材の表面に、溶射に
よって基材との密着性が良好なガラス皮膜を形成させる
ためには、６００°Ｃ前後の高い温度の予熱が必要であ
ることが知られている。

しかしながら、ガラス皮膜が形成される基材の厚さが薄
い場合、例えば、１〜５ｗ程度の薄板鋼板の場合、この
薄板鋼板を６００　’Ｃ前後の温度で加熱すると、基材
がその熱で変形してしまい、商品価値がなくなる問題が
ある。

このようなことから、鋼板等の基材を予熱することなく
、基材の表面に耐食性、耐候性、゛密着性等に優れたガ
ラス皮膜を形成することができるガラス溶射方法の開発
が強く望まれているが、かかるガラス溶射方法は、いま
だ提案されていない。

従って、この発明の目的は、耐食性、耐候性に優れ、し
かも、密着性の良好な皮膜を、基材の予熱を行なわずに
形成することができる、ガラス溶射方法を提供すること
にある。

（課題を解決するための手段）この発明は、基材の表面に、ガラス以外のセラミックス
粉末を溶射して、前記基材の表面に、ガラス以外のセラ
ミックス皮膜を形成し、次いで、前記ガラス以外のセラ
ミックス皮膜の表面に、ガラス粉末を溶射して、前記ガ
ラス以外のセラミックス皮膜の表面に、ガラス皮膜を形
成し、かくして、前記基材の表面に、ガラス以外のセラ
ミックス皮膜およびガラス皮膜からなる複層の保護皮膜
を形成することに特徴を有するものである。

次に、この発明の詳細な説明する。

この発明においては、鋼板等からなる基材の表面に、ガ
ラス以外のセラミックス（以下「セラミックス」という
）粉末を溶射して、セラミックス皮膜を形成し、次いで
、基材の表面に形成された前記セラミックス皮膜の表面
に、ガラス粉末を溶射することによりガラス皮膜が形成
され、かくして、基材の表面にガラス以外のセラミック
ス皮膜およびガラス皮膜からなる複層の保護皮膜が形成
される。

ガラス粉末の材料としては、ガラス皮膜を形成すること
ができる、従来の材料を使用することができる。

セラミックス粉末の材料としては、セラミックス皮膜を
形成す、ることかできる、従来の材料を使用することが
できる。

このような、ガラス粉末溶射およびセラミックス粉末溶
射を行なう場合においては、熱膨張係数が重要である。

即ち、ガラスおよびセラミックスの熱膨張係数を、近似
した値にすることが必要である。これは、ガラスの熱膨
張係数をセラミックスの熱膨張係数に合うように調整す
ることにより達成される。

このように両者の熱膨張係数を合わせることにより、基
材の表面に形成されたセラミックス皮膜の表面にガラス
粉末を溶射する際の、ガラスとセラミックスとがマトリ
クスを形成する過程でのガラスとセラミックスとのなじ
みが良化し、セラミックス皮膜の表面および内部の空孔
がガラスにより充填されるとともに、形成されたガラス
皮膜とセラミックス皮膜との密着強度は、極めて高いも
のとなる。逆に、ガラスとセラミックスの熱膨張係数の
差が大きいと、ガラス溶射時の、溶融から凝固への冷却
過程において、形成゛されるガラス皮膜に割れ、あるい
は剥離が発生し、また、セラミックス皮膜とガラス皮膜
との密着強度が低下する。

このように、本発明においては、基材とガラス皮膜の中
間にセラミックス皮膜が形成されているため、基材とセ
ラミックス皮膜、および、セラミが得られ、その結果、
基材とガラス皮膜との密着強度も十分な強度となり、基
材の表面にガラス皮膜を単独で形成する場合には、基材
の予熱なしには得られなかった密着強度が、前述のセラ
ミックスの作用によって、予熱なしに得ることができる
。

なお、溶射方法としては、プラズマ溶射等の電気溶射方
法、ガス溶射方法等が使用できる。

次に、この発明を実施例によって説明する。

〔実施例］３．２■の厚さのＪＩＳ　Ｇ　３３０１５Ｓ４１１ｍか
らなる基材の表面にセラミックス溶射皮膜を形成し、次
いで、セラミックス溶射皮膜が形成された基材の表面に
、前記基材を予熱し、・または、予熱せずに、ガラス溶
射皮膜を形成し、供試体Ｎ１１ｌ〜３．Ｎａ５゜６、Ｉ
’ｋＬ１１〜１５を調製した。各供試体の予熱温度、セ
ラミックス溶射皮膜の組成、ガラスの熱膨張係数を第１
表に示す、第１表において、予熱温度ｒＲＴ、は予熱な
しを示す。

なお、溶射条件は下記の通りである。

■　セラミックス溶射皮膜の溶射条件：溶射方法：プラ
ズマ溶射、プラズマガス：Ａｒ＋Ｈ，、入熱：　４２ＫＷ、厚さ：５０１！ｍ、セラミックス材料の組成：第１表に示す通り。

■　ガラス溶射皮膜の溶射条件：溶射方法：プラズマ溶射、プラズマガス；＾ｒ−１−Ｈｚ。

入熱：４２に賀、厚さ：　１．５　ｎ、ガラス材料の組成：Ｓ＋Ｏｔ　（３４〜５５％）　、Ｂ！０２＋　Ｎａ３０
＋　ｔ＋、ｏ、　Ａ　ｌ　ｇｏなど。

そして、供試体の各々に、下記からなる塩水浸漬試験を
施し、その結果を第２表に示した。

■　塩水浸漬試験供試体の各々を、１００℃の温度で２時間乾燥し、水分
を完全に除去し、次いで、供試体の端部および裏面をラ
ッカーによってシールし、端部および裏面から浸水がな
いようにした。次いで、各供試体を、室温で、５％塩水
に２４時間浸漬した後、室温で２４時間乾燥する工程を
３回繰り返した。そして、この後の、各供試体の錆、ふ
くれ、剥離の有無を目視にて観察した。

次いで、下記からなる付着力試験を行なった。

■　付着力試験ＪＩＳ　Ｇ　３３０１５Ｓ４１鋼材からなる、２本の丸
棒状の基材の一方の下面に、上述した各供試体漱１〜１
５と同様の方法によって溶射皮膜を形成した０次いで、
溶射皮膜が形成されている一方の基材の下面と、溶射皮
膜が形成されていない他方の基材の上面とを第１図に示
すように、所定の接着材によって接着し、上下の基材を
上下に引張ることにより、ＪＩＳ　Ｈ８６６６に規定す
る付着力試験を実施し、破断応力（ｋｇｒ／ｄ　）およ
び破断位置を調べ、その結果を第１表に示した。破断位
置は、「Ａ」：溶射皮膜と基材との界面、「Ｂ」：接着
材を示す。

第１図において、ｌは基材、２は溶射皮膜、３は接着材
である。

第１表第２表第１表、第２表から明らかなように、基材を予熱した供
試体Ｎｔｌｌ〜３は、浸漬試験、付着力試験の結果がと
もに良好であった。

ガラス溶射皮膜のガラスの熱膨張係数が高い供試体Ｎα
１１は、浸漬試験の結果が悪く、ガラスの熱膨張係数が
高いと、耐食性が低下することが分がる。

これに対して、供試体Ｎｎ５，６．１１〜１５は、いず
れも浸漬試験、付着力試験の結果が良好であり、基材の
予熱なしに、供試体Ｎ［１１〜３と同様の十分な付着力
が得られ、さらに、耐食性も良好なことが分かる。

［発明の効果］この発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に述べる有用な効果を奏する。

■　基材に溶射する際に、基材を予熱する必要がないの
で、極端に薄い基材の溶射にも適用することができる。

■　セラミックスを使用するので、基材と皮膜の密着強
度が高い。

■　樹脂よりも耐食性、耐候性等に優れたガラスによっ
てガラス皮膜の界面のセラミックスの空孔を埋めるので
、皮膜が形成された鋼板等の基材の耐食性、耐候性に優
れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、付着力試験の方法を示す斜視図である。図面
において、ｌ・・・基材、　　　　　　　２・・・溶射皮膜、３・
・・接着材。

Claims

【特許請求の範囲】

１　基材の表面に、ガラス以外のセラミックス粉末を溶
射して、前記基材の表面に、ガラス以外のセラミックス
皮膜を形成し、次いで、前記ガラス以外のセラミックス
皮膜の表面に、ガラス粉末を溶射して、前記ガラス以外
のセラミックス皮膜の表面に、ガラス皮膜を形成し、か
くして、前記基材の表面に、ガラス以外のセラミックス
皮膜およびガラス皮膜からなる複層の保護皮膜を形成す
ることを特徴とするガラス溶射方法。