(57)【要約】      （修正有）【課題】通常の溶射による単一の防錆、防食効果に加えて、二層、三層、さらなる多層の構造を持つことにより、防錆、防食効果を高め、耐食性、耐衝撃性、耐摩耗性、耐薬品性、耐熱性、断熱性、非粘着性の各用途に応じた種々の機能を持たせる超複合構造溶射金属製品を提供する。【解決手段】超複合構造溶射金属製品は、保護層構造部２０を備える。保護層構造部２０は、金属溶射層２１とその表面側に配置されたガラス溶射層、樹脂溶射層または樹脂表面層３１とを備える。金属溶射層２１は、金属母材１２の表面に形成された結合材溶射層２２を含む。結合材溶射層２２の表面に、金属表面層２４を形成したものであってよい。金属溶射層２１の表面には、気孔や凹凸などの多数の微細孔２６が形成されるが、この微細孔２６にガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層３１の溶融ガラス又は、溶融樹脂または樹脂が侵入した構造を備えたものである。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
金属母材と、その表面に形成された保護層構造部とを備えた金属製品において、前記保護層構造部は、金属溶射層とガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層との少なくとも２層の層構造を有し、
前記金属母材の表面に形成された金属溶射層を含み、
前記ガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層は、前記金属溶射層の表面側に形成されたガラス溶射層、樹脂溶射層、であり、
前記金属溶射層の表面に出来る微細孔に、前記ガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層の一部の樹脂が侵入している構造を備えたことを特徴とする超複合構造溶射金属製品。
【請求項２】
金属溶射層は、Zn、Al、Zn-Al合金、Al-Mg合金等で前記金属母材よりもイオン化傾向が大きな金属で、犠牲陽極作用を前記金属母材に対してなすものであることを特徴とする請求項１記載の超複合構造溶射金属製品。
【請求項３】
ガラス溶射層は溶射用ガラスを含むものであり、
樹脂溶射層は熱可塑性樹脂のポリエチレン樹脂、ナイロン樹脂、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂等の少なくとも何れか一種の樹脂を含むものであり、
樹脂表面層はポリウレタンエラストマー等の保護用樹脂を含むものであり、
前記ガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層の表面は、前記金属溶射層の表面よりも平滑で微細孔が実質的に存在しないものであることを特徴とする請求項１または２記載の超複合構造溶射金属製品。
【請求項４】
金属溶射層は、前記金属母材との密着力を増加する結合材溶射層と金属表面層とからなる金属溶射層であり、この金属溶射層に前記ガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層のガラスまたは樹脂が侵入したものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超複合構造溶射金属製品。
【請求項５】
樹脂溶射層は、セラミック、銅、銅合金から選択された少なくとも何れか一種を樹脂に配合したものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の超複合構造溶射金属製品。
【請求項６】
金属母材は金属板、金属製管、あるいは金属製構造物であり、その表面に前記溶射層構造部を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の超複合構造溶射金属製品。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、超複合構造溶射金属製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、金属製品にあっては、その表面に溶射被膜を形成することが行われている。例えば、特許文献１の登録実用新案にあっては、先細りテーパ状の鋼管表面に自溶合金溶射被膜が形成されている芝管理機のエアレーション用タインが提案されている。
【０００３】
ところが、鋼管に金属溶射被膜を形成しただけでは、表面に気孔が残り、気孔の処理が必要となる。また、金属溶射被膜のみでは、物品の使用目的に応じた強度や硬度が得られず、摩耗・衝撃等によって金属溶射被膜が損傷を受けた場合には、当該箇所から腐食や錆が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】登録実用新案第３０４０８４２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案は、鋼管など管体や、鋼板などの板体や、構造物など、種々の金属製品の表面構造において、複数の保護層構造を備え、防錆性・防食性を高めることを課題とする。
また、本考案は、防錆性・防食性を高めると共に、耐摩耗性、耐衝撃性を改善した金属製品を提供することを課題とする。
更に、本考案は、貝殻付着防止などの種々の特性の機能性被膜を備えた金属製品の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案は、金属母材と、その表面に形成された保護層構造部とを備えた超複合構造溶射金属製品において、前記保護層構造部は、金属溶射層とガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層との少なくとも２層の層構造を有し、前記金属母材の表面に形成された金属溶射層を含み、前記ガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層は、前記金属溶射層の表面側に形成されたガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層であり、前記金属溶射層の表面に出来る微細孔に、前記ガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層の一部のガラスまたは樹脂が侵入している構造を備えている。
これによって、超複合構造溶射金属製品は、通常の溶射による単一の防錆、防食効果に加えて、二層、三層、さらなる多層の構造の保護層構造を持つことにより、防錆防食効果を高め、耐食性、耐衝撃性、耐摩耗性、耐薬品性、耐熱性、断熱性、非粘着性の各用途に応じた、種々の機能を持たせることができる。
【０００７】
前記金属溶射層は、Zn、Al、Zn-Al合金、Al-Mg合金等の前記金属母材の金属よりもイオン化傾向が大きな金属の単体若しくは合金を含み、犠牲陽極作用を前記金属母材に対して形成するものである。この犠牲陽極作用によって、母材の防錆性、防食性を得ることができる。
【０００８】
前記ガラス溶射層は溶射用ガラスを含むものであり、
前記樹脂溶射層は熱可塑性樹脂のポリエチレン樹脂、ナイロン樹脂、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂等の少なくとも何れか一種の樹脂を含むものであり、
前記樹脂表面層はポリウレタンエラストマー等の樹脂塗料を含むものであり、
前記ガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層の表面は、前記金属溶射層の表面よりも平滑で微細孔が実質的に存在しないものである。このガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層により、内層側の金属溶射層が保護されると共にガラス溶射層、樹脂溶射層、樹脂表面層自体も投錨効果によって、剥離しにくい構造となる。
【０００９】
さらに、前記金属溶射層は、２層以上の多層構造とすることもできる。具体的には金属母材表面と金属表面層の結合力を増加する目的で金属母材面と金属表面層の間に結合材溶射層を追加することができる。
【００１０】
前記金属表面層は、前記結合材溶射層よりも大きな粒子が溶射されたものであり、且つ、前記結合材溶射層よりも大きな気孔を備えたものであり、この金属溶射層に前記ガラス溶射層のガラス、樹脂溶射層の樹脂、又は、樹脂表面層の樹脂が侵入したものとすることによって、結合材溶射層においては、緻密な組織で金属母材の結合力を増大すると共に、防錆性、防食性を果たすことができる。
他方、金属表面層は、耐摩耗性や耐衝撃性などによって結合材溶射層を保護し、さらにガラス溶射層、樹脂溶射層、樹脂表面層を強固に保持する。
【００１１】
前記樹脂溶射層は、セラミック、銅、銅合金から選択された少なくとも何れか一種を、樹脂溶射層に配合したものとすることによって、貝殻付着防止の効果を発揮することができる。
【００１２】
前記金属母材は、金属板、金属製管、あるいは金属製構造物の表面に前記保護層構造部を備えたものとして広い用途に実施することができる。
【考案の効果】
【００１３】
本考案は、複数の層からなる保護層構造部を備え、防錆性、防食性、機能性が高められるなど、金属母材に対する種々の保護機能を発揮する超複合構造溶射金属製品を提供することができたものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案の実施の形態に係る超複合構造溶射金属製品例の斜視図であり、（Ａ）は管状または容器状の超複合構造溶射金属製品、（Ｂ）は板状の超複合構造溶射金属製品、（Ｃ）は構造物の超複合構造溶射金属製品を示すものである。
【図２】同超複合構造溶射金属製品の要部拡大断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づき本考案の実施の形態を説明する。
【００１６】
（全体構造）
本考案は、鍛造品、鋳造品などの種々の形状の成形品や、圧延材やまげ加工製品など種々の形態の超複合構造溶射金属製品１１として実施することができる。図１はその一具体例を示すもので、（Ａ）の管状の超複合構造溶射金属製品１１や、（Ｂ）の板状の超複合構造溶射金属製品１１や、（Ｃ）のタンクや容器等の金属製構造物の超複合構造溶射金属製品１１として実施することができる。
これらの超複合構造溶射金属製品１１は、金属母材１２と、その表面に形成された保護層構造部２０とを備える。金属母材１２が図１（Ａ）の管状の場合には、その内面１３と外面１４との少なくとも何れか一方の表面に保護層構造部２０が配置される。また、金属母材１２が図１（Ｂ）の板状の場合には、その上面１５と下面１６との少なくとも何れか一方の表面に保護層構造部２０が配置される。なお、その端面などの他の面にも形成するものであってもよい。また、金属母材１２が図１（Ｃ）の構造物の場合には内面１７と外面１８との少なくとも何れか一方の表面に保護層構造部２０が配置される。
図２に示すように、保護層構造部２０は、金属溶射層２１と、その表面側に配置されたガラス溶射層、樹脂表面層、または表面樹脂表面層３１を備える。
【００１７】
金属溶射層２１は、金属母材１２の表面に形成された結合材溶射層２２を含む。
この結合材溶射層２２は、１層であってもよく、複数層を積層したものであってもよい。
この結合材溶射層２２の表面に、金属表面層２４を形成したものであってもよい。
この金属表面層２４も一層でもよく多層でもよい。なお、最も少ない層構成は、２層であり、この場合、金属溶射層２１は結合材溶射層２２から構成され、この結合材溶射層２２が金属表面層２４を兼ねることになり、その表面にガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層３１が形成されることになる。
この金属溶射層２１の表面には、気孔や凹凸などの多数の微細孔２６が形成されるが、この微細孔２６にガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層３１のガラス、樹脂（溶融した樹脂）が侵入した構造を備えたものである。
【００１８】
（金属母材１２と結合材溶射層２２）
金属母材１２には、種々の金属や金属合金を用いることができるもので、具体的には鋼、特殊鋼、ステンレスなどを例示できる。その表面はブラスト加工等によって微細な凹凸を形成しておくほうが望ましい。
【００１９】
金属溶射層２１の一部を形成する結合材溶射層２２は、金属母材１２に対して犠牲陽極となる金属や金属合金により形成され、基材の腐食の進行を防止するものである。具体的には、前記本体の金属よりもイオン化傾向が大きな金属の単体若しくは合金の溶射被膜であり、より具体的にはZn、Al、Zn-Al合金、Al-Mg合金等の犠牲陽極作用を持つ溶射被膜により構成される。
溶射の方法は特に限定されず、周知の溶射方法を適宜選択して用いることができる。
結合材溶射層２２の厚みも、特に制限はないが、３０〜１５０μｍ程度が適当である。
この結合材溶射層２２は、犠牲陽極作用を全体に均一に発生させるために、溶射粒子２３が細かく、緻密で表面の凹凸が小さいものが好ましい。
【００２０】
（金属表面層２４）
金属表面層２４は、外部からの摩耗、衝撃等による損傷に対して、金属母材１２及び結合材溶射層２２を保護するもので、ステンレス、高炭素鋼等の溶射被膜である。
溶射の方法は特に限定されず、周知の溶射方法を適宜選択して用いることができる。
金属表面層２４の厚みも、特に制限はないが、３０〜１５０μｍ程度が適当である。
この金属表面層２４の溶射被膜は、ガラス溶射層、樹脂表面層、または樹脂表面層３１による投錨効果を高めるために、溶射粒子２５が大きく、凸凹もやや粗く気孔などによる微細孔２６を表面に備えたものが適当である。
【００２１】
（ガラス溶射層、樹脂溶射層、樹脂表面層３１）
ガラス溶射層は、防錆、防食構造を構築するものであり、溶射材として用いられる種々のガラスから構成されている。一例としてはＳｉＯ２  Ｋ２Ｏ  Ｎａ２Ｏ  ＺｒＯ２  Ａｌ２Ｏ３  ＣａＯ  Ｂ２Ｏ３から構成されている。
樹脂溶射層は、防錆、防食構造を構築するものであり、ポリエチレン樹脂、ナイロン樹脂等の熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂等による樹脂溶射皮膜から構成されている。
樹脂表面層は、ウレタン樹脂やエポキシ樹脂等から構成されている。一例としては金属溶射層２１の一部である金属表面層２４の表面にエポキシ系接着材（プライマー）を塗布し、この表面にウレタン樹脂を塗布して厚さ２ｍｍ以上の樹脂表面層（ウレタンエラストマー）を形成する。
このガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層３１は樹脂（溶融した樹脂）が金属溶射層２４の気孔などの微細孔２６を封孔する。
また、微細孔２６の内部に侵入した樹脂（溶融した樹脂）による投錨効果により、ガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層３１の密着力の増大を高める作用を果たす。
溶射の方法は特に限定されず、周知のガラス溶射方法、樹脂溶射方法を適宜選択して用いることができる。
また、塗装の方法は特に限定されず、周知の樹脂塗装方法を適宜選択して用いることができる。
ガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層３１の厚みも特に制限はないが、結合材溶射層２２や金属表面層２４よりも厚く１００μｍ〜数ｍｍ程度が適当である。このガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層３１は、完全なガラスまたは樹脂層で構成され、無気孔の皮膜であることが望ましい。
また、溶射または塗装するガラスまたは樹脂に銅や銅合金などの金属粉又は、セラミックを添加、混合することにより、樹脂が持つ本来の性能に加え耐衝撃、耐摩耗、貝殻付着防止などの機能性皮膜を形成することも可能である。
【００２２】
（変更例など）
以上のように、この実施の形態に係る超複合構造溶射金属製品１１は、通常の溶射による単一の防錆、防食効果に加えて、二層、三層、さらなる多層の構造を持つことにより、防錆防食効果を高め、耐食性、耐衝撃性、耐摩耗性、耐薬品性、耐熱性、断熱性、非粘着性の各用途に応じた、種々の機能を持たせることができるものである。また、目的用途により、金属表面層２４を省略して、結合材溶射層２２と樹脂溶射層３１との２層構造として実施することもできる。
さらにガラス溶射層、樹脂溶射層、または樹脂表面層３１の表面には、種々のコーティングを行なっても良い。
このコーティングは、フッ素樹脂、保護用機能性塗料などの塗料を塗布することによって形成することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１１  超複合構造溶射金属製品
１２  金属母材
２０  保護層構造部
２１  金属溶射層
２２  結合材溶射層
２３  溶射粒子
２４  金属表面層
２５  溶射粒子
２６  微細孔
３１  ガラス溶射層、樹脂溶射層、樹脂表面層
【図１】
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【図２】
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