JP2016203100A - 外周コート材及びセラミック製品 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、高温においてもコート層の発色が薄れ難い外周コート材及びセラミック製品を提供することを目的とする。
本発明の第1のセラミック製品は、セラミック部材と、前記セラミック部材の表面に設けられ、上述した外周コート材を塗布して形成されたコート層と、を備えることを特徴とする。
第1の粒子の平均粒径は、1〜200nmの範囲内であることが好ましい。この範囲内であることにより、コート層の発色性が一層向上する。なお、平均粒径は、外周コート材を塗布した部分を撮影した透過型電子顕微鏡写真を元に画像回折装置により測定した値である。
(実施例1)
1.外周コート材S1〜S27の製造
攪拌機で攪拌している分散媒に、無機粒子を徐々に加え、30分間混合した。次に、その他の成分を加えて5分間攪拌し、外周コート材S1を製造した。なお、操作はすべて常温で行った。
アクリル樹脂エマルジョン(合成樹脂の一例):17.79重量部
消泡剤(鉱油):0.18重量部
湿潤剤(アルキルアルコールエチレンオキサイド付加物):0.18重量部
UV蛍光剤(酸化希土類):1.78重量部
分散剤(ポリカルボン酸):1.78重量部
また、基本的には外周コート材S1の場合と同様にして、外周コート材S2〜S27を製造した。ただし、外周コート材S2〜S27における分散媒(揮発成分)、無機粒子、及びその他の成分は、それぞれ、表1〜表4に示すものとした。
同様に、外周コート材S22に含まれる酸化チタンの粒子は、粒径分布において、7nmと300nmとにそれぞれ極大を有する。
外周コート材S5〜S9、S11、S14、S15、S20〜S23については、平均粒径が異なる2種類の酸化ニオブの粒子を配合した。そのため、外周コート材S5〜S9、S11、S14、S15、S20〜S23に含まれる酸化ニオブの粒子は、粒径分布において、極大となる半径R3を2つ有する。例えば、外周コート材S5では、平均粒径が15nmである酸化ニオブの粒子と、平均粒径が50μmである酸化ニオブの粒子とを配合しているので、外周コート材S5に含まれる酸化ニオブの粒子は、粒径分布において、15nmと50μmとにそれぞれ極大を有する。
同様に、外周コート材S7に含まれる酸化ニオブの粒子は、粒径分布において、15nmと22μmとにそれぞれ極大を有する。
同様に、外周コート材S9に含まれる酸化ニオブの粒子は、粒径分布において、15nmと400μmとにそれぞれ極大を有する。
同様に、外周コート材S14、S15に含まれる酸化ニオブの粒子は、粒径分布において、15nmと22μmとにそれぞれ極大を有する。
なお、表1〜表4における分散媒(揮発成分)、無機粒子、及びその他の成分の配合量の単位は重量部である。また、表1〜表4における「酸化ジルコニウム/酸化チタン重量比」は、外周コート材における、第1の粒子に含まれる酸化チタンの重量に対する、第2の粒子に含まれる酸化ジルコニウムの重量の比率を意味する。
コージェライト製のモノリス(セラミック部材の一例)の外周表面に、インクジェットを用いる方法で、外周コート材S1〜S27のいずれかを塗布し、常温で乾燥させてコート層を形成した。コート層は、4cm×7cmの矩形の領域に形成した。また、外周コート材S1〜S27の塗布量は、上記の領域全体で、0.1〜0.3gとした。
セラミック製品P1〜P27について、以下の評価を行った。
(1)コート層の発色性の評価
セラミック製品におけるコート層の一部に、CO2レーザー(27W、300mm/sec)を照射した。印字範囲は20nm×30nmとした。レーザー間隔は50μmとした。そして、レーザーを照射した部分における発色性の程度を以下の基準により評価した。
×:照射部と、非照射部との間で、色の区別ができない。
発色性の評価結果を上記表1〜表4に示す。なお、発色性の評価結果が「○」であるセラミック製品において、照射前のコート層は白色であり、照射部は黒色となった。
コート層の一部にCO2レーザー(27W、300mm/sec)を照射して発色させた。印字範囲は20nm×30nmとした。レーザー間隔は50μmとした。その後、850℃で6時間加熱し、以下の基準で耐熱性を評価した。
A:照射部と、非照射部との間の色のコントラストが明確である。
B:照射部と、非照射部との間の色のコントラストが不明確である。
D:照射部と、非照射部との間で、色の区別ができない。
耐熱性の評価結果を上記表1〜表4に示す。
(1)セラミック製品P1〜P23では、コート層にレーザー照射を行うことで、明瞭な発色を生じさせることができる。
(2)セラミック製品P1〜P23では、コート層にレーザー照射を行った後、高温環境に晒しても、コート層の発色が薄れにくい。
例えば、外周コート材を塗布する対象は、触媒基材以外のセラミック部材であってもよい。また、外周コート材を塗布する対象は、一部又は全部がセラミック以外の材質(例えば金属)から成る部材であってもよい。
Claims (10)
- 酸化チタンを含む第1の粒子と、
酸化ジルコニウムを含む第2の粒子と、
酸化ニオブ又は酸化アルミニウムを含む第3の粒子と、
分散媒と、
を含むことを特徴とする外周コート材。 - 前記第1の粒子は、粒径分布において、極大となる粒径R1を2以上有することを特徴とする請求項1記載の外周コート材。
- 前記極大となる粒径R1のうち、1つは、1〜50nmの範囲内にあり、他の1つは、100〜500nmの範囲内にあることを特徴とする請求項2に記載の外周コート材。
- 前記第3の粒子は、粒径分布において、極大となる粒径R3を2以上有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の外周コート材。
- 前記極大となる粒径R3のうち、1つは、1〜100nmの範囲内にあり、他の1つは、0.15〜300μmの範囲内にあることを特徴とする請求項4に記載の外周コート材。
- チタニウム原子1モルに対し、ジルコニウム原子を0.01〜0.5モル含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の外周コート材。
- チタニウム原子1モルに対し、ジルコニウム原子を0.1〜0.15モル含み、ニオブ原子又はアルミニウム原子を0.03〜2.5モル含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の外周コート材。
- チタニウム原子1モルに対し、ジルコニウム原子を0.01〜0.05モル含み、ニオブ原子を0.02〜0.1モル含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の外周コート材。
- セラミック部材と、
前記セラミック部材の表面に設けられ、請求項1〜8のいずれか1項に記載の外周コート材を塗布して形成されたコート層と、
を備えることを特徴とするセラミック製品。 - セラミック部材と、
前記セラミック部材の表面に形成された層と、
を備え、
前記層は、酸化チタンを含む第1の粒子と、酸化ジルコニウムを含む第2の粒子と、酸化ニオブ又は酸化アルミニウムを含む第3の粒子とを含むことを特徴とするセラミック製品。
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