【事件の表示】
　特許第３１３４１５４号「亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射方法及び装置」の請求項１に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　本件特許異議の申立てを却下する。
【理　由】
 I．手続の経緯
　本件特許第３１３４１５４号（以下「本件特許」という。）は、平成１１年１２月１５日に特許出願されたものであって、平成１２年１２月１日に請求項１〜８に係る発明につき特許権の設定登録がなされた後、平成１３年８月１３日に特許異議申立人　船田宏平より、その請求項１に係る特許について特許異議の申立てがなされ、その後、平成１４年７月２３日付けで審判官合議体より取消理由通知がなされ、これに対して、平成１４年１０月７日付けで特許権者より特許異議意見書及び訂正請求書が提出されたものである。
　
II．訂正について
(II-1)訂正事項
　上記平成１４年１０月７日付けの訂正請求書による明細書の訂正は、以下のとおりのものである。
（１）請求項１を削除する。
（２）上記訂正（１）に伴い、請求項２を請求項１と訂正し、以下同様に引用請求項を含めて順次請求項の項番を繰り上げる。
（３）段落【0007】中、「・・・溶射方法である。」を、「溶射方法であって、環状スリットからのエアー噴射角度が１２〜１４°の範囲であることを特徴とする。」と訂正する。
　
　上記訂正により、訂正後の特許請求の範囲に記載された発明は、以下のとおりのものである。
「【請求項１】環状スリットからの噴射エアーにより減圧層を発生させ、この減圧層内に、陰極側の亜鉛線材及び陽極側のアルミニウム線材をアルミニウム線材を亜鉛線材よりも速い速度で連続的に供給し、高速インバータドライブ電源装置から供給される周波数が３５０００〜４５０００Ｈｚの範囲にある高周波電流により、前記亜鉛線材及びアルミニウム線材の先端の交点部における温度を９５０〜１１５０℃で連続的に高周波アーク溶融し、亜鉛イオン雰囲気が安定持続する静止アーク内で、アルミニウム溶融粒子側に亜鉛イオンの拡散を起こさせることを特徴とする亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射方法であって、前記環状スリットからのエアー噴射角度が１２〜１４°の範囲であることを特徴とする亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射方法。
【請求項２】前記エアー噴射が６〜８．５Ｋｇ/ｃｍ2の圧力を保持して行われる請求項１記載の亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射方法。
【請求項３】アルミニウム溶融粒子への亜鉛イオン拡散率が重量比で１６〜４８％である請求項１又は２に記載の亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射方法。
【請求項４】アルミニウム溶融粒子への亜鉛イオン拡散率が原子量比で７〜２８％である請求項１又は２に記載の亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射方法。
【請求項５】噴射エアーを環状噴射口から所定の速度で噴射して減圧層を形成するとともに、アルミニウム線材と亜鉛線材を所定の角度で交差するように供給するノズルと、このノズルに前記アルミニウム線材を前記亜鉛線材よりも速い速度で供給する供給手段と、前記アルミニウム線材及び前記亜鉛線材に高周波電流を供給する手段と、前記アルミニウム線材と前記亜鉛線材の交点で高周波アーク溶融させ、溶融金属を吸引して高速気流により微粒化させる手段とを備えたことを特徴とする亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射装置。
【請求項６】環状噴射口からの噴射エアーの圧力が５．０〜８．５ｋｇ/ｃｍ2であり、前記噴射エアーの流速が秒速２５０ｍである請求項５記載の亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射装置。
【請求項７】前記アルミニウム線材と前記亜鉛線材との間に生じる電弧間距離が０．５〜１．５ｍｍである請求項５または６記載の亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射装置。」
　　
(II-2)訂正の適否、及び判断
　訂正事項（１）は特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当し、また、訂正事項（２）及び（３）は明りょうでない記載の釈明を目的とするものに該当する。そして、これらの訂正は、願書に添付した明細書及び図面に記載した事項の範囲内の訂正と認められ、また、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものとは認められない。
　以上のとおり、本訂正は特許法第１２０条の４第２項、及び同条第３項において準用する同法第１２６条第２、３項の規定に適合し、また、他に本訂正を認めないとすべき理由は見あたらない。したがって、本訂正を認める。
　　
III．特許異議申立てについて
　以上のとおり、本件特許異議の申立てに係る特許権設定登録時の請求項１は、訂正の結果削除され、特許異議の申立ての対象は存在しなくなったので、この特許異議の申立ては不適法なものとなり、なおかつ、その補正をすることができないものである。
　したがって、この特許異議の申立ては、特許法第１２０条の６第１項で準用する、同法第１３５条の規定によって却下する。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年１０月１１日（２００２．１０．１１）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
（１）請求項１を削除する。
（２）上記訂正（１）に伴い、請求項２を請求項１と訂正し、以下同様に引用請求項を含めて順次請求項の項番を繰り上げる。
（３）段落【０００７】中、「・・・溶射方法である。」を、「溶射方法であって、環状スリットからのエアー噴射角度が１２〜１４°の範囲であることを特徴とする。」と訂正する。
　上記訂正により、訂正後の特許請求の範囲に記載された発明は、以下のとおりのものである。
「【請求項１】環状スリットからの噴射エアーにより減圧層を発生させ、この減圧層内に、陰極側の亜鉛線材及び陽極側のアルミニウム線材をアルミニウム線材を亜鉛線材よりも速い速度で連続的に供給し、高速インバータドライブ電源装置から供給される周波数が３５０００〜４５０００Ｈｚの範囲にある高周波電流により、前記亜鉛線材及びアルミニウム線材の先端の交点部における温度を９５０〜１１５０℃で連続的に高周波アーク溶融し、亜鉛イオン雰囲気が安定持続する静止アーク内で、アルミニウム溶融粒子側に亜鉛イオンの拡散を起こさせることを特徴とする亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射方法であって、前記環状スリットからのエアー噴射角度が１２〜１４°の範囲であることを特徴とする亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射方法。
　【請求項２】前記エアー噴射が６〜８．５Ｋｇ／ｃｍ２の圧力を保持して行われる請求項１記載の亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射方法。
　【請求項３】アルミニウム溶融粒子への亜鉛イオン拡散率が重量比で１６〜４８％である請求項１又は２に記載の亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射方法。
　【請求項４】アルミニウム溶融粒子への亜鉛イオン拡散率が原子量比で７〜２８％である請求項１又は２に記載の亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射方法。
　【請求項５】噴射エアーを環状噴射口から所定の速度で噴射して減圧層を形成するとともに、アルミニウム線材と亜鉛線材を所定の角度で交差するように供給するノズルと、このノズルに前記アルミニウム線材を前記亜鉛線材よりも速い速度で供給する供給手段と、前記アルミニウム線材及び前記亜鉛線材に高周波電流を供給する手段と、前記アルミニウム線材と前記亜鉛線材の交点で高周波アーク溶融させ、溶融金属を吸引して高速気流により微粒化させる手段とを備えたことを特徴とする亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射装置。
　【請求項６】環状噴射口からの噴射エアーの圧力が５．０〜８．５ｋｇ／ｃｍ２であり、前記噴射エアーの流速が秒速２５０ｍである請求項５記載の亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射装置。
　【請求項７】前記アルミニウム線材と前記亜鉛線材との間に生じる電弧間距離が０．５〜１．５ｍｍである請求項５または６記載の亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射装置。」
（５４）【発明の名称】
亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射方法及び装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　環状スリットからの噴射エアーにより減圧層を発生させ、この減圧層内に、陰極側の亜鉛線材及び陽極側のアルミニウム線材をアルミニウム線材を亜鉛線材よりも速い速度で連続的に供給し、高速インバータドライブ電源装置から供給される周波数が３５０００〜４５０００Ｈｚの範囲にある高周波電流により、前記亜鉛線材及びアルミニウム線材の先端の交点部における温度を９５０〜１１５０℃で連続的に高周波アーク溶融し、亜鉛イオン雰囲気が安定持続する静止アーク内で、アルミニウム溶融粒子側に亜鉛イオンの拡散を起こさせる亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射方法
であって、前記環状スリットからのエアー噴射角度が１２〜１４°の範囲であることを特徴とする
　【請求項
２
　【請求項
３
又は２
　【請求項
４
又は２
　【請求項
５
　【請求項
６
５
　【請求項
７
５又は６
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、鉄鋼、とくに薄鋼板の表面に対して、防錆、防食効果を付与するために適用される亜鉛イオン拡散アルミニウム及び亜鉛複合皮膜の製造のための溶射方法及び装置に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　鉄鋼の錆腐食を防止する手段として、電気防食法が汎用的に使用されている。この電気防食法を大きく区分すれば、水中、及び土中の亜鉛、亜鉛・アルミニウム合金、アルミニウムの陰、陽電極を使用したアノード及びカソード防食法である。大気中では、防食電位である−７７０ｍＶ以下の微弱電流は電極周囲２ｍｍ程度にしか通電せず、鉄鋼腐食表面の全てを覆うメッキ工法が採用されている。通常、溶融亜鉛メッキが一般的である。しかし、化石燃料を多用する状況にある現在、炭酸ガス、窒素酸化物、硫化物等が降雨に溶け込み、ｐＨ３．５〜４．０を記録する酸性雨が発生し、防錆・防食に有効な亜鉛皮膜を酸化亜鉛に変え、急激な皮膜の劣化を伴うことが、多くの調査報告書に見ることができる。具体的には、溶融亜鉛メッキの消耗速度は、下記に表示する平均消耗量である。
　【０００３】
　【表１】
　鉄鋼構造物の溶融亜鉛メッキの厚みは通常５５０ｇ／ｍ２〜７５０ｇ／ｍ２目付量（７７〜１０５μｍ）で、通常部材の目付量より厚く仕様されているが、重工業地域では、溶融亜鉛メッキの寿命が１０年の計算となり、亜鉛単体では有効な防食皮膜とは言えない状況である。従って現実には、亜鉛用プライマを塗布し、２〜３回塗りの塗装と組み合わせて防食年月の延長を実施している。山間地域では、重工業地域の３倍以上の寿命を保持していたが、３６％程度の寿命の延長に止まる（１９９５年）。この事実は、地域に関係なく酸性雨の影響が広がり、むしろ山間部は、酸性霧の発生等による亜鉛の溶損が激しいことを意味している。実際の鉄鋼構造物はメッキ厚みのバラツキ、及び結露の激しい部位等による錆びの発生は、６〜７年程度で発見される場合が多い。これらの現象の原因は、我が国、及び近隣国における急激な火力発電所の増設による化石燃料使用による、酸化形成物（二酸化炭素、窒素酸化物、硫化物等）の膨大な大気希釈が原因であると指摘されている。都会地における自動車排気ガスも同様といえる。
　【０００４】
　このような観点から、金属溶射法が注目されている。金属溶射法の開発は、１９１０年、ショープ博士（Ｄｒ．Ｍ．Ｕ．Ｓｃｈｃｈｏｏｐ）、スイスにて発表され、９０年の歳月が経過している。溶射は、材料の溶融方式により、ガスフレーム、アーク、プラズマの三種類が、汎用溶射装置として開発製作され、目的に最も通した装置の選定が容易な時代ではあるが、防錆防食分野では、７０％がガスフレームであり、３０％がアーク溶射と二分される。溶射は、金属、セラミック表面に各種金属、セラミック、及び樹脂コーティングする工法であり、膜厚は３０〜５００μｍ範囲が一般的である。防錆防食溶射の分野は、陰極防食性能の高い亜鉛、及び亜鉛アルミニウム合金、海洋構造物を対象としたアルミニウムが主体である。
　【０００５】
　鋼材防食法として、安定した実績を持つ溶融亜鉛メッキの寿命が大幅に短命化していることが、調査、測定値として報告されている。事例として、日本における溶融亜鉛メッキ皮膜の溶損は、１９８０年初期と比較して、１９９７年平均値は２．０倍となり、工業地帯に限定すれば３．０倍に及ぶ消耗速度を記録している。塩害、及び酸性腐食環境に強靭な防食皮膜が要求され、各種工法が開発されてはいるが決定的な効果が確認されているものは皆無というのが現状である。
　【０００６】
　【発明が解決しようとする課題】
　鉄鋼の防食対策として溶融亜鉛メッキを施工するメッキ業界も、亜鉛皮膜の溶損を防止する手段として、亜鉛のイオン化傾向を制御する目的で、アルミニウム、マグネシウム等を５〜１５％（重量比）合金化させ、３０〜１００％範囲の寿命の延長に成功しているが、決定的な工法は開発されていない。限定された薄鋼板（０．６〜２．３ｍｍ）の処理として、溶融亜鉛、及びアルミニウム複合メッキのみは、同等厚みの亜鉛メッキと対比して７倍程度の長期耐食性を発揮している（米国ベスヘルム　スチール社）。このメッキ法は、溶融亜鉛槽（溶融温度４７０〜４８０℃）に浸漬し、次に溶融アルミニウム槽（溶融温度４７０〜４８０℃）に浸漬し、同様手段を繰り返しし、亜鉛及びアルミニウム層を繰り返し形成させていく。しかし、融点の異なる溶融金属層を交互に形成させるため、亜鉛からアルミニウムに移行した時、融点の低い亜鉛が再溶解し、皮膜が喪失してしまうため、瞬時に拡散合金層が形成される薄鋼板を高速処理しなければならず、対象部材の厚みが０．６〜２．３ｍｍと限定される。このため、重厚な鉄鋼メーカーの工場のみで実施可能なメッキ手段である。本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、溶射業界において、減圧内アーク溶融溶射法により、亜鉛、及びアルミニウムを同時溶融させ、アルミニウムの溶融量を多くし、アルミニウムリッチ亜鉛複合皮膜による、溶損の少ない陰極防食皮膜の形成させ、同等亜鉛メッキ厚みの８倍以上の防食寿命をめざすものである。
　【０００７】
　【課題を解決するための手段】
　本発明の目的は、上記のような従来の課題に鑑み、亜鉛アルミニウム複合メッキ以上の耐食性能を持つ溶融噴射手段による亜鉛拡散アルミニウム、亜鉛複合皮膜形成方法、及びこの方法を遂行するための装置を提供することである。本発明は、環状スリットからの噴射エアーにより減圧層を発生させ、この減圧層内に、亜鉛線材及びアルミニウム線材を連続的に供給し、高速インバータドライブ電源装置から供給される周波数が３５０００〜４５０００Ｈｚの範囲の高周波電流により、前記亜鉛線材及びアルミニウム線材の先端の交点部における温度を９５０〜１１５０℃で連続的に高周波アーク溶融し、亜鉛イオン雰囲気が安定持続する静止アーク内で、アルミニウム溶融粒子側に亜鉛イオンの拡散を起こさせる亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射方法であ
って、環状スリットからのエアー噴射角度が１２〜１４°の範囲であることを特徴とする
　【０００８】
　さらに本発明は、噴射エアーを環状噴射口から所定の速度で噴射して減圧層を形成するとともに、アルミニウム線材と亜鉛線材を所定の角度で交差するように供給するノズルと、このノズルに前記アルミニウム線材を前記亜鉛線材よりも速い速度で供給する供給手段と、前記アルミニウム線材及び前記亜鉛線材に高周波電流を供給する手段と、前記アルミニウム線材と前記亜鉛線材の交点で高周波アーク溶融させ、溶融金属を吸引して高速気流により微粒化させる手段とを備えたことを特徴とする亜鉛イオン拡散アルミニウム溶射装置を提供する。本発明は、薄鋼板専用に開発されたもので、塗装機に近いスプレー工法により、工場内の自動機、及びロボット手段を使用して、大面積はもとより、既設構造物のメンテナンスとして現場でも容易に施工可能である。本発明は、メッキ法とは異なり、厚みの設計も自在であり、４０〜３０００μｍ範囲の皮膜形成が容易に実施でき、鉄鋼構造物の長期防食（１００年以上）を低コストで実現することが可能である。
　【０００９】
　【発明の実施の形態】
　本発明の一つの特徴は、減圧内アーク溶射を適用していることである。以下に、減圧内アーク溶射について説明する。減圧内アーク溶射とは、２本の金属ワイヤーを連続供給して、プラス、及びマイナス電流を大容量通電による、短絡アークを持続させ、後方よりジェット気流を噴射し、溶融金属粒子を微粒化させて、基材面に予めブラストにより形成されたアンカーパターンに溶融粒子を１６０〜２００ｍ／秒の飛行速度で激突させ、機械的結合、及びアトマイズによる高い密着力を付加させる、という溶射形態を指す。アーク電源は、交流、及び直流を使用するが、臨界温度は７５００℃と限定される。溶融量を向上させる目的で電源容量を大きくすれば、例えば６００Ａで亜鉛４０ｋｇ／時間の溶融を実施すれば、有効率（実付着量）は５０％となり、多くは気化し、有効率が大幅に低下し、亜鉛粒子の表面が酸化することとなる。
　【００１０】
　本発明が目標としている、アルミニウムリッチな亜鉛複合皮膜（容積比でＡｌ　５５％，Ｚｎ　４５％の複合皮膜）は、融点の異なるアルミニウム（融点６６０℃）、及び亜鉛（融点４２０℃）を同時に溶融し、融点の高いアルミニウムを多く溶融し、亜鉛を酸化させずに複合皮膜の形成を可能とする。このような減圧内アーク溶射を実現するための装置は、噴射エアーを環状噴射口から６．５〜８．５ｋｇ／ｃｍ２の圧力で、秒速２５０ｍ（臨界速度）で噴射し、噴射口の中心に発生する０．７〜０．８ｋｇ／ｃｍ２の減圧層で連続供給される２本の金属線（例えば１．３ｍｍ径）の交点で高周波アーク溶融させ、溶融金属をバキューム（吸引）させて高速気流により微粒化（５〜５０μｍ径）させ、急冷却させて基材のアンカーパターンに激突させることにより、複雑な粗面に充填凝固させることによる高密着力を保持させる。この時、冷却粒子は、各種金属融点の１／３〜１／４範囲に急冷却されるが、高速飛行させるため、凝固の時間的ずれが発生し、温度は低い（凝固点以下）が溶融状態を保持している、いわゆる金属過冷却現象が発生する。この現象が有効な時間は１／１０００秒と短時間であり、完全凝固がなされる前に、皮膜形成を終了させることが重要である。つまり、２５０ｍ／秒の噴射エアーを使用すれば、金属粒子の飛行速度は、約８０％平均の速度であり、２００ｍ／秒で飛行する。従って、被射体までの適性距離は２００ｍｍとなる。溶射ガンの移動は、２００ｍｍ離して、塗装のように平均に被射体面を移動させ皮膜を形成させ、設計厚みにスプレーしていく。形成される溶射直後の皮膜温度は４５℃平均と常温に近い温度であり、被射体の熱歪みは全く発生しない。
　【００１１】
　本発明において、ガルバリウム組成溶射被膜は、減圧内アーク溶射ガン先端の溶融点から噴射された亜鉛、及びアルミニウム溶融粒子は、最小５μｍ、最大６０μｍ径の不定形、溶岩形状粒子で構成され、基材のアンカーパターン（ブラスト粗面）に激突、充填、凝固し、機械的結合、及びアトマイズ結合により、６０〜８５ｋｇ／ｃｍ２（垂直引張力）の安定した付着力を示す。各粒子間の結合も、溶射粒子が持つ複雑なアンカーパターンで同様の粒子間密着力を示す。溶射皮膜は平均に２〜４％程度の比重の減少が確認されており、連続気孔形状を形成する。表面形状は複雑であり、２５ｓ〜５０ｓ程度の粗面を形成する。皮膜特性から、上部塗装との密帯力は、平滑面と比較して１０倍程度に向上する。しかし、内部気気孔処理を目的としたミストコート（１００〜１５０％希釈塗料塗布）を塗装面に実施することが必要である。
　【００１２】
　つぎに、本発明の減圧内アーク溶射を行う装置について説明する。アーク溶射技術自体は、古くから一般に知られており、ガンの２本のノズルから連続的に供給される２本の溶射材料（ワイヤー）の先端間にアークを発生させ、それによって生じた溶融部を、ノズルの中間にある別のノズルから噴出するエアージェットで微粒子として基材表面に吹き付けて皮膜とする。本発明では、２台の高トルクモーターを、連携制御インバータによりドライブ指示され、相互に異なった速度で、負荷重に関係なく駆動する。２本のワイヤーの送り速度はＡｌ及びＺｎの容積比率に適合するように、微少な間隔で調整可能である。
　【００１３】
　本発明の溶射装置においては、減圧内において亜鉛線及びアルミニウム線をアーク溶融させる。このための必要条件は、溶融点が亜鉛イオンガスでシールド（酸素量１０−３以下）されていることによる、溶融時のアルミニウム溶融粒子表面に亜鉛イオンの拡散現象を発生させることであり、２本の金属ワイヤーが連続供給され、アークにより溶融されるとき、大気中を大容量電流が流れるため、電弧が発生する。従来の溶射装置の溶融制御は、電圧設定により最小入力電流を決定し、使用線材の太さ、及び供給速度により、電流最大容量、及び時には電流容量を遙かに超える突入電流を使用してアーク溶射されている。
　【００１４】
　供給線材の先端部（交点）では、５〜１５ｍｍの範囲で瞬時に溶融し、線材供給により２本の線材が接触し、溶融という現象を連続的に持続させている。従って、電弧は間欠的に発生し、線材供給速度により変化するが、０．０５秒以上の電弧の途切れが発生する。電弧の途切れは、線材の溶融による両極（２本の線材）の喪失、及び電流波形（５０〜３６０波形／秒）から発生する。電弧の途切れは、アーク点の膨張エネルギーの消滅であり、大気が侵入する。従って、本形式の溶融法では、酸素の侵入を防止することが不可能であり、溶融現象は当然、大気中溶融を繰り返しすこととなる。溶融粒子表面には酸化被膜が形成され、アルミニウム粒子表面への亜鉛イオン拡散現象を阻害する。
　【００１５】
　本発明は、高速インバータドライブ電源によって駆動される減圧内溶射装置であって、２本の線材を溶融させる手段として、電弧間距離を０．５〜１．５ｍｍ間隔とし、この範囲で連続電弧が持続可能な溶融制御を可能にする。具体的に説明すると、高速インバータドライブ電源装置の一例を図１に示す。この電源装置は、入力容量約７ｋＶＡ、出力容量２５Ｖ，２５０Ａ（最大３００Ａ）の性能を有するもので、高周波波形を使用することにより波形上の休止時間をなくすことができる。入力の２００Ｖ３相電流を全波整流し、矩形波交流に変換後、高周波変圧器で２０ｋＨｚに変換し、さらに全波整流して４０ｋＨｚの出力が得られるものである。
　【００１６】
　図２は、この高速インバータドライブ電源装置によって駆動される減圧内溶射装置の概略平面図、図３はその一部を示す斜視図で、符号１はノズルヘッドユニット、２は噴射口、３は減圧層、４は電極ブロック、５ａは（−）側ノズル、５ｂは（＋）側ノズル、６は同軸異径ローレット、７はエアー導入管、８は電弧点、９ａは亜鉛線材、９ｂはアルミニウム線材、１０は亜鉛イオンガス、１１は飛行粒子、Ｐａ、Ｐｂはプーリー、Ｂはベルト、Ｓは空気パイプ、Ｗは空気孔、Ｍはモーターである。ノズルヘッドユニット１の構成の一例を図３及び図４に示す。手動式アークガンの軽量化を目的とする同軸異径ローレット６は、周面に滑り止めを設けた、相互に直径の異なる２つのローレット６１，６２を備え、アーム６３，６４の自由端に取り付けた圧接ローラー６５，６６によって線材９ａ，９ｂを密着させた状態で所定の速度で給送できるようになっている。
　【００１７】
　図５はノズルヘッドユニット１を示している。このような構成を有する減圧内溶射装置において、アルミニウム線材９ｂをプラス側、亜鉛線材９ａをマイナス側として使用して、その交点で電弧を発生させるにあたり、使用電流（電圧、及び波形を含む）の突入量を制御し、溶け過ぎない溶融連続現象を持続させる。具体的には、高速インバータドライブ電源装置は、３５０００Ｈｚから４５０００Ｈｚの範囲の電流波形が緻密な高周波に制御し、金属線材の交点における接触（短絡）時に、突入電流を入力側及び出力側でピーク電流、電圧を検出し、３５０００〜４００００分の１秒範囲の高速制御回路を使用して、ゲート素子（ＩＪＢＴブリッジ素子）の高速開閉によるアーク溶融速度を制御し、電弧間隔を０．５から１．５ｍｍ間隔の範囲に制御可能な使用電流（電圧、及び波形を含む）を供給する。使用金属線として、プラス側にアルミニウム線材、マイナス側に亜鉛線材を使用し、同軸異径ローレット６及び圧接ローラー６５，６６間に金属線材を挿入し、モーター駆動により供給される。同軸異径ローレット６の２つのローレットの直径比は、２０：５０から２０：６０までの任意の値に設定することができ、アルミニウム及び亜鉛の溶融量を変化させて有効な複合被膜を形成する。
　【００１８】
　図６は、溶融噴射のノズルの他の形態を示すもので、（Ａ）は全体の斜視図、（Ｂ）はそのキャップを取り外した状態の正面図、（Ｃ）はその斜視図である。このノズルは、ほぼ円筒形の本体１００と、その先端部に取り付けた裁頭円錐形のキャップ１０１を備え、このキャップ１０１に覆われた状態で、本体１００の先端に、キャップ１０１の内面との間に環状の空間、例えば０．６〜１．０ｍｍの厚さの空間を形成するように、裁頭円錐形のノズル部分１０２が形成され、この空間内から、本体１００に接続されたエアー導入管７からの空気が外部に向けて噴射されるようになっている。この空気流は、エジェクター効果により大量の空気を吸引するが、本体の底部を遮蔽すれば、１０−６オーダーの高い真空圏が形成される。
　【００１９】
　またノズル部分１０２には、その先端に噴射口１０３が設けられているとともに、その軸方向の中央部に、４つのノズル孔１０４が形成されている。このノズル孔１０４は、導入された空気を噴射口１０３側に壁面に沿って噴射させ、これにより溶融金属が吸引されて、金属線材に当たらないようにして前方に押し出される。再び図２において、亜鉛線材９ａ及びアルミニウム線材９ｂは、絶縁板に取り付けた電極（銅ブロック）内部に設けられた挿入口からノズルユニット１に導かれ、同軸異径ローレット６の作用で前方に押し出されながら、ノズルユニット１の形状に従って、１２〜１４°の角度で屈曲された後、ノズルから出て相互に交差する。噴射空気量は、内管圧力が０．７ｋｇ／ｃｍ２を維持できる流量に制御される。なお、銅ブロック及びチップは、大容量電流（５００Ａ）による温度上昇を防止するために設けられている。
　【００２０】
　溶融は、ノズル５ａ，５ｂにより形成された噴射エアーの中心に発生する減圧層（０．７〜０．８ｋｇ／ｃｍ２）内で、円錐形（直径１３〜１４ｍｍ、厚さ１４〜１６ｍｍ）に形成され、プラス側アルミニウム線材９ｂ及びマイナス側亜鉛線材９ａの交点が円錐底辺に位置する。３５０００〜４５０００Ｈｚに制御された高周波電流により、交点部において９５０〜１２５０℃の範囲の溶融粒子温度で電弧溶融が起こる。この溶融時、融点４２０℃の亜鉛は、沸点温度９０７℃であり、電弧熱（９５０〜１２５０℃）により、一部（最大２％）が亜鉛イオンガスとなり、アルミニウム溶融部をシールドし、アルミニウムの燃焼を制御し、同時に溶融粒子表面に亜鉛イオン拡散現象が発生する。
　【００２１】
　減圧内アーク溶射の利点として、下記の点が挙げられる。
　１．低融点金属の適正溶融温度制御
　▲１▼従来の溶射は、溶融温度制御が不可能であり、低融点金属はオーバヒートして、かなりの量が金属蒸気として飛散し、溶融時の激しい酸化が発生する。一方、減圧内溶融は、金属融点の２倍以内の温度で良好な高速溶融が可能である。
　▲２▼亜鉛、及びアルミニウムという融点の異なる２本の金属線を同時溶融できる。従来溶射は、アルミニウムが良好に溶融する温度として２５００℃以上の瞬時入熱が必要なため、亜鉛（沸点９０７℃）を同時溶融させれば、瞬時に２５％相当の亜鉛が気化し、残留亜鉛も酸化亜鉛層が深く形成される。
　２．傾斜組成皮膜の形成（Ａｌ　５５％、Ｚｎ　４５％容積比複合皮膜）
　▲１▼腐食環境下（塩害、酸性雨、製鉄、及び化学プラント周辺）において、溶損率の低い陰極防食皮膜の形成が可能。
　▲２▼金属線の供給速度が不等速でも良好なアークが持続可能なため、アルミニウムと亜鉛の配合比率を自在に制御し、防食年月を飛躍的に延長させることが可能（１００年防食設計）
　３．亜鉛、アルミニウム同時溶融によるアルミニウム粒子表面への亜鉛イオン拡散現象
　▲１▼亜鉛、アルミニウム同時溶融によるアルミニウム粒子亜鉛イオン拡散は、本発明の最大の目的である。電流密度の高い（４０ｋＨｚ）高周波アークにより、亜鉛、及びアルミニウムが亜鉛イオン雰囲気にて溶融された、アルミニウム粒子表面に亜鉛イオン拡散現象を発生させる。拡散条件は、拡散阻害要因である酸素を遮断（酸素量１０−３以下）、亜鉛イオン置換雰囲気でアルミニウム溶融粒子温度が９０７〜１１５０℃範囲が有効である。従って、溶融粒子温度は、上記拡散条件範囲に制御可能な溶射電源として高速インバータドライブ溶射装置によるアーク溶融を条件とする。
　▲２▼アルミニウムの高耐食性処理としての事例は、自動車用ラジエターのアルミニウム製熱コンデンサ表面処理として、アルミニウム押出成形加工後、無電解亜鉛メッキ４〜８μｍを形成し、誘導加熱（アルゴンガス雰囲気）で亜鉛溶融拡散を形成する。塩害環境下で２０年以上腐食させない処理技術として確立されている。
　【００２２】
　【実施例】
（実施例１）
　ガルバリウム組成溶射装置のアーク点は、０．７〜０．８ｋｇ／ｃｍ２に保持され、亜鉛イオンガスと置換雰囲気中において、９００〜１１５０℃の範囲に溶融粒子温度が制御された条件下で、亜鉛、及びアルミニウムを同時噴射することにより、アルミニウム粒子には、ジオメトリパラメータ測定により、亜鉛イオン拡散状態が確認された。繰り返し測定により、最小拡散率、及び最大拡散率は、重量比１６．１％〜４７．７％、原子量比で７．３２％〜２７．３３％の範囲の良好な拡散が確認された。なお、亜鉛粒子には、アルミニウム拡散の痕跡は皆無であった。
　【００２３】
　図７は、最小拡散例における拡散濃度の測定結果を示すグラフであり、この時の測定は次の条件で行った。
　　使用機種：ＪＥＯＬ−ＪＥＤ−２１００
　　測　定：ジオメトリーパラメータ
　　加印電圧：２０．０ｋＶ　取り出し角度：３０．００°
　　経過時間：１４５．７３秒　有効時間　：１００．００秒
　図８は、最大拡散例における拡散濃度の測定結果を示すグラフであり、この時の測定は次の条件で行った。
　　使用機種：ＪＥＯＬ−ＪＥＤ−２１００
　　測　定：ジオメトリーパラメータ
　　加印電圧：２０．０ｋＶ　取り出し角度：３０．００°
　　経過時間：１４３．９０秒　有効時間　：１００．００秒
　また、図９は、亜鉛へのアルミニウム拡散の有無を示すグラフであり、この時の測定は次の条件で行った。
　　使用機種：ＪＥＯＬ−ＪＥＤ−２１００
　　測　定：ジオメトリーパラメータ
　　加印電圧：２０．０ｋＶ　取り出し角度：３０．０°
　　経過時間：１４２．９６秒　有効時間　：１００．００秒
　【００２４】
　さらに図１０は、ガルバリウム組成溶射の断面（Ａｌ５５％，　Ｚｎ４５％，容積比複合被膜）を示す、金属顕微鏡写真（１００倍）であり、白色部はアルミニウム、黒色部は亜鉛、下層部は鉄である上記の拡散膜に対して、各種の試験を実施した。その条件及び結果は下記の通りである。
　＜塩水噴霧試験＞
　ＪＩＳＺ２３７１に基づく塩水噴霧試験を実施し、その結果を図１１に示す。なお、塩分濃度は５％、温度は５０℃で、被膜のみによる試験であり、クロスカットは２ｍｍ幅である。
　＜耐食試験＞
　酸性液による耐食試験を行った。試験条件は下記の通りである。
　石炭酸液（ｐＨ４．０濃度、液温１００℃）による酸性環境下での腐食促進試験。
　　試験板：ＳＳ４００，　１５０×７５×２．３ｔ、重量２０３．６ｇ
　　ブラスト処理：Ｇ５０／Ｇ１００（５０：５０）　Ｒｚ７５μｍ　ＳＡ３．０
　　溶射：ガルバリウム組成溶射　１００μｍ　１２．０６８ｇ　全面被覆
　　　　　Ａｌ／Ｚｎ疑似合金溶射１００μｍ　１３．０６ｇ全面被覆
　　　　　亜鉛溶射　１００μｍ　１９．０６ｇ　全面被覆
　　　　　誤差：４％
　　重量測定：１２０℃乾燥炉で完全乾燥後、電子天秤で計測
　試験の結果を表２に示す。
　【００２５】
　【表２】
　【００２６】
　以上の結果から、ガルバリウム組成溶射１００μｍは、塩水噴霧試験２００ｈｒ／Ｙｒから判断して８０年以上の耐食性評価が可能で、アルミニウム亜鉛疑似合金は３０年、亜鉛メッキは１２年程度と評価される。また酸性腐食環境下においても、耐食性比率はほぼ同様な傾向が確認できた。ガルバリウム組成溶射は、アルミニウム表皮に形成された、亜鉛拡散層が不活性皮膜として働き、亜鉛の溶損を防止、亜鉛はカソード反応を示し、相乗効果による、皮膜の消耗を微小にして、陰極防食皮膜として機能するものと考察できる。
　【００２７】
　＜防食性能＞
　基準値を上回る塩分濃度である５％（基準は３％）による塩水噴霧試験時の防食電位変化を測定。
　　Ａ．ガルバリウム組成溶射（Ａｌ５５％，Ｚｎ４５％容積比複合被膜）ＡｌにＺｎイオン拡散有
　　Ｂ．アルミニウム、亜鉛疑似合金（Ａｌ５０％，　Ｚｎ５０％容積比疑似合金）ＡｌにＺｎイオン拡散無
　　Ｃ．亜鉛（Ｚｎ１００％）
　　溶射厚み：各１００μｍ、
　　封孔処理はエポキシ樹脂１００％希釈にて１６０ｋｇ／ｃｍ２目付量
　　塩水温度：５０℃に保持。夏期における腐食促進を意図。
　この防食試験の結果をまとめて図１２に示す。
　なお図１２において、縦軸は防食試験での電位ｍＶ（Ａｇ／ＡｇＣｌ）、横軸は塩水噴霧時間である。
　丸印はガルバリウム組成溶射（Ａｌ５５％、Ｚｎ４５％容積比複合皮膜）ＡｌにＺｎイオン拡散がある場合を、
　四角印はアルミニウム、亜鉛疑似合金（Ａｌ５０％、Ｚｎ５０％容積比疑似合金）ＡｌにＺｎイオン拡散無しを、
　菱形印は亜鉛（Ｚｎ１００％）を示している。
　【００２８】
　以上の結果から、封孔処理された溶射皮膜では、亜鉛は５０％程度、寿命を延長するが、２５００時間の時点で防食電位である−７７０ｍＶ以下に低下し、防食機能を完全に喪失する。アルミニウム、亜鉛疑似合金は４０００時間までは安定した電位挙動をしめすが、それ以後は亜鉛を消耗し、やがてアルミニウムも消耗し、６０００時間では防食機能を完全に喪失する。ガルバリウム組成溶射は、１６０００時間まで安定した電位挙動を示し、−９００ｍＶ以上を保持している。亜鉛の溶損を防止するだけではなく、Ｚｎイオン拡散皮膜に保護されアルミニウムそのものの溶損も発生していない。
　【００２９】
（実施例２）
　この実施例では、洋上に架設されるために長期防鏡防食に有効な工法を採用した。溶接部、及び添接板部以外は、加工工場にて実施、架設後、溶接部、及び添接板（高力ボルトを含む）は現地にて施工した。施工条件を表３に示す。
　【００３０】
　【表３】
　以上の条件による溶射により、１００年間に及ぶ防錆防食が期待できる。
　【００３１】
　【発明の効果】
　以上に説明したように本発明のガルバリウム組成溶射によれば、塗装との組み合わせにより、寿命をさらに延長できる。塗料も常乾燥型セラミック塗料を使用すれば、５０年程度の塗装間隔が期待され、維持費理のトータルコストは大幅に縮減可能である。また溶射の品質は、ブラストのグレードにより左右されるが、ブラストノズル周辺から超高圧薄膜水流を噴射し粉塵飛散を防止し、減音効果のある技術（ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ａｂｒａｓｉｖｅ　ｂｌａｓｔｉｎｇ）を適用すれば、現場における最も低コストな素地調整技術となり得る。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の亜鉛イオン拡散アルミニウム及び亜鉛複合皮膜の製造装置に適用される高速インバータドライブ電源装置の一例を示すブロック回路図である。
　【図２】
　図１の高速インバータドライブ電源装置によって駆動される減圧内溶射装置の概略平面図である。
　【図３】
　図２の装置の一部を示す斜視図である。
　【図４】
　ノズルヘッドユニット１の構成の一部を示す側面図である。
　【図５】
　ノズル部分の縦断面図である。
　【図６】
　溶融噴射のノズルの他の形態を示し、（Ａ）は全体の斜視図、（Ｂ）はそのキャップを取り外した状態の正面図、（Ｃ）はその斜視図である。
　【図７】
　最小拡散例における拡散濃度の測定結果を示すグラフである。
　【図８】
　最大拡散例における拡散濃度の測定結果を示すグラフである。
　【図９】
　亜鉛へのアルミニウム拡散の有無を示すグラフである。
　【図１０】
　ガルバリウム組成溶射の断面（Ａｌ５５％，　Ｚｎ４５％，容積比複合被膜）を示す、金属顕微鏡写真（×１００倍）である。
　【図１１】
　塩水噴霧試験の結果を示す図である。
　【図１２】
　塩水噴霧試験時の防食電位変化を表すグラフである。
　【符号の説明】
　１　　　ノズルヘッドユニット
　２　　　噴射口
　３　　　減圧層
　４　　　電極ブロック
　５ａ　　（−）側ノズル
　５ｂ　　（＋）側ノズル
　６　　　同軸異径ローレット
　６１，６２　ローレット
　６３，６４　アーム
　６４，６５　圧接ローラー
　７　　　エアー導入管
　８　　　電弧点
　９ａ　　亜鉛線材
　９ｂ　　アルミニウム線材
　１０　　亜鉛イオンガス
　１１　　飛行粒子
　１００　本体
　１０１　キャップ
　１０２　ノズル部分
　１０３　エアー供給管
　１０４　噴射口
　１０５　ノズル孔
　Ｐａ、Ｐｂ　プーリー
　Ｂ　　　ベルト
　Ｓ　　　空気パイプ
　Ｗ　　　空気孔