[发明专利]喷涂材料及其制造方法、喷涂方法和喷涂产品

说明书

本发明提供喷涂材料及其制造方法、喷涂方法和喷涂产品，通过将含有陶瓷微粒或金属微粒的树脂粒子用作喷涂材料，从而可以采用以往难以处理的微粒容易地进行喷涂。制造该喷涂材料时重复如下作业：使微粒分散在液状的树脂中，将得到的混合物硬化而成的硬化物粉碎，得到目标粒度范围内的粒子亦即喷涂材料。并且，第二次以后的喷涂材料的制造作业中，在使微粒分散到液状的树脂中的工序中，将实施完毕的硬化物的粉碎工序中得到的粒径小于目标粒度范围的过粉碎粒子也添加并分散于液状的树脂。如此，通过将过小而不能用作喷涂材料的过粉碎粒子在下次以后的喷涂材料的制造中再次利用，从而可以提高由微粒和树脂制造的喷涂材料的成品率。

技术领域

本发明涉及利用等离子喷涂、火焰喷涂或激光喷涂而在基体材料上形成覆膜的技术。

背景技术

在等离子喷涂、火焰喷涂和激光喷涂中，将金属和陶瓷等的粉末材料导入高温的等离子流、火焰流和聚光的激光束中，通过把熔融的材料粒子吹拂到基体材料表面并堆积而形成覆膜。上述喷涂法确立为工业制造技术，不必将对象物配置在密闭空间内，并且能够应用于大面积、长条物品。

另一方面，采用被称作纳米粒子的微粒的层状构造物应用于涂层、元件等各种领域和产品。上述的涂层、元件等通常利用气胶沉积法(Aerosol Deposition method：AD法)、化学蒸镀法(CVD法)等方法，形成精密的组分和结构。可是，现状是上述方法不能在大气环境下使用，不适合应用于连续的制造和大型的长条物品，并且不适于批量生产。

因此，如果现有的喷涂法能够采用纳米粒子作为材料，则针对更多的制造数量以及更细长的大型物，能够在短时间内形成细密的涂层等覆膜。根据使用纳米粒子的喷涂技术，除了形成细密的覆膜以外，还能够形成多种材料粒子以纳米尺寸均匀混合的层，以及制造出包含纳米尺寸的气孔的具有隔热功能等以往的喷涂不能实现的性能和功能的覆膜。

可是，导入作为喷涂热源的等离子和火焰等高温部的材料粉末的粒径的下限为1～5μm左右。材料粉末的粒径小于下限值时，有时在用于导入高温部的输送管内引起堵塞。此外，纳米粒子通常在室温、大气压气氛下凝集而以数10μm的尺寸存在。如果将这种凝集粒子导入等离子流，则在高温的等离子部熔融时成为凝集的液滴，不能作为纳米粒子到达基体材料。其结果，不能发挥纳米粒子的特征。

日本专利公开公报特开2011-256465号(文献1)公开的火焰喷涂中，预先将粒径为0.1～5μm的陶瓷粒子分散到作为乙醇或灯油的溶剂中而得到浆料。并且，通过向火焰中喷射浆料来进行喷涂。可是，在文献1的方法中，当陶瓷粒子的粒径微小时，不容易将陶瓷粒子均匀地分散到溶剂中。

另一方面，根据“桐原聪秀以及另外两人、《ナノ微粒子細線を用いたプラズマ溶射による実用合金基材へのセラミックス緻密被覆(通过采用纳米微粒细线的等离子喷涂对实用合金基体材料细密覆盖陶瓷)》、焊接学会全国大会讲演概要、第91集、2012年9月3日、p.372-373”(文献2)，使纳米粒子分散到光硬化性的丙烯树脂溶剂中，并利用紫外线使所述树脂线状地硬化，得到线状原料。纳米粒子均匀分散在线状原料中。随后，线状原料被导入等离子中，进行等离子喷涂。由此，在基体材料上形成高质量的覆膜。

可是，在文献2的方法中，除了需要线状原料的供给装置，还需要使线状原料的断面积和供给速度等最佳化。而且，一次喷涂工序的过程中切换使用多种材料并不容易。

发明内容

本发明着眼于等离子喷涂、火焰喷涂或激光喷涂所使用的喷涂材料的制造方法，目的在于采用以往难以处理的微粒容易地进行喷涂。此外，本发明涉及利用上述制造方法制造的喷涂材料、采用上述喷涂材料的喷涂方法、以及利用所述喷涂方法在基体材料上形成覆膜的喷涂产品。