JP2862250B2 - 遠赤外線放射性耐摩耗塗膜、遠赤外線放射性耐摩耗組成物および遠赤外線放射性耐摩耗塗膜の形成方法 - Google Patents

遠赤外線放射性耐摩耗塗膜、遠赤外線放射性耐摩耗組成物および遠赤外線放射性耐摩耗塗膜の形成方法

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JP2862250B2 JP63250575A JP25057588A JP2862250B2 JP 2862250 B2 JP2862250 B2 JP 2862250B2 JP 63250575 A JP63250575 A JP 63250575A JP 25057588 A JP25057588 A JP 25057588A JP 2862250 B2 JP2862250 B2 JP 2862250B2
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野: 本発明は遠赤外線を発生する物質を含有することを特
長とした遠赤外線放射性耐摩耗塗膜、遠赤外線放射性耐
摩耗組成物および遠赤外線放射性耐摩耗塗膜の形成方法
に関するものである。
発明の背景と課題: 耐摩耗組成物は、たとえば鋼管内部のように、摩耗を
受けやすい物体の表面に塗着使用されるが、摩擦により
発生する熱、或いは耐摩耗組成物を塗着した表面を通過
する高温のスラッジおよび粉粒体により、摩擦による摩
耗以外に熱による劣化を伴う。
また、保温を必要とするスラッジ、粉粒体は、通常配
管内を通過する間に放熱によって温度低下を伴う。配管
の保温は、流体の放熱速度を抑止するにとどまり、流体
の温度低下を防止することはできない。
これらの問題点について、従来の技術では、耐摩耗性
と共に耐熱性を向上させた耐摩耗材、しかも配管内を流
動する流体の放熱による温度低下を低減させる、これら
の改善を同時になし得るような耐摩耗材の開発が要望さ
れている。
課題を解決するための手段: 本発明は、前記したような問題点の解決できる耐摩耗
組成物について、鋭意研究の結果、所期の成果を得た。
すなわち、第1発明は、耐摩耗材および熱硬化性樹脂
組成物を含み遠赤外線放射性物質を必須有効成分として
形成された遠赤外線放射性耐摩耗塗膜であって、当該遠
赤外線放射性耐摩耗塗膜の硬化または乾燥前における前
記遠赤外線放射性物質の含有量が当該遠赤外線放射性耐
摩耗塗膜全体に対して20〜95重量%であることを特徴と
する遠赤外線放射性耐摩耗塗膜である。
また、第2発明は、耐摩耗材および熱硬化性樹脂組成
物を含み遠赤外線放射性物質を必須有効成分とした遠赤
外線放射性耐摩耗組成物であって、前記遠赤外線放射性
物質の含有量が当該遠赤外線放射性耐摩耗組成物全体に
対して20〜95重量%であることを特徴とする遠赤外線放
射性耐摩耗組成物である。
本発明における必須有効成分となっている遠赤外線放
射性物質とは、遠赤外線放射性物質の赤外線放射スペク
トルの波長が3〜25μmの範囲内において、分光放射率
0.7以上のピークを有するものの中から適宜選んで用い
ることができる。
これらの遠赤外線放射性物質の例としては、特公昭47
−25010号に記載されているジルコンを主体としたも
の、あるいはグラフアイト、アルミナ(Al2O3)、シリ
カ(SiO2)もしくはチタニア(TiO2)を主体としたもの
が挙げられる。
さらに具体的な遠赤外線放射性物質の組成として例示
すれば(%は重量%で、組成比を示す。)、 粘土30%、仮焼粘土30%、珪石40%を1300℃で焼結し
たもの。
粘土30%、仮焼粘土20%、珪石30%、酸化鉄20%を12
00℃で焼結したもの。
MnO260%、Fe2O320%、CuO10%、CoO10%を1150℃で
焼結したもの。
Fe2O380%、MnO215%、CoO5%を1150℃で焼結したも
の。
MnO260%、Fe2O320%、CuO10%、CoO10%を1150℃で
焼結したものを、25%とり、これにコーディエライト75
%を加えて、1150℃で焼結したもの。
などがある。しかし本発明はこれらの例により何ら拘束
されるものではない。
本発明においては種々の遠赤外線放射性物質を混合し
て用いることができるが、その粒径は0.2mm以上とする
のが、耐摩耗性の効果を発揮する上で好ましい。また、
その形状に関しては、特に制限を受けるものではなく、
適用される被着体の状況に応じて適宜変えることができ
る。なお、耐摩耗組成物の使用に際しての作業性を考慮
して、これら遠赤外線放射性物質の各種粒径および各種
形状のものを、混合して使用することも、有効である。
本発明における耐摩耗組成物中に配合する遠赤外線放
射性物質の含有量は、組成比で20重量パーセントから95
重量パーセントであるが、好ましくは50重量パーセント
から90重量パーセントである。この含有量20重量パーセ
ント以下では、遠赤外線放射性物質の効果が十分発揮で
きないし、95重量パーセント以上では熱硬化性樹脂組成
物がバインダーとしての効果を発揮することができな
い。
本発明の付加的特長としては、要求される耐摩耗性能
によっては遠赤外線放射性物質の破砕粒体、粉粒体等
を、耐摩耗材として用いることができる。即ち、耐摩耗
材兼遠赤外線放射性物質に熱硬化性樹脂組成物を配合し
てもよい。その場合には、耐摩耗性の優れた、ジルコン
を主体とした遠赤外線放射性物質を用いるのが好まし
い。
本発明の遠赤外線放射性耐摩耗組成物に用いる熱硬化
性樹脂組成物としては、例えば尿素樹脂、メラミン樹
脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル、アルキド樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。
熱硬化性樹脂組成物中には、安定剤、揺変性付与剤、
シランカップリング剤、チタンカップリング剤、可撓性
付与剤、着色剤、纎維状物質(たとえば炭素纎維、ガラ
ス纎維等)、充填材、消泡剤、難燃剤、電磁波シール
剤、静電防止剤、溶媒、可塑剤、硬化促進剤、等を適宜
用いる。
本発明で用いる耐摩耗材として、炭素鋼、ステンレス
鋼、ニッケル合金、その他の鉄系合金等の金属、天然の
各種鉱石や各種セラミックスが採用できる。特に、炭化
珪素、炭化硼素、溶融アルミナ、アルミナジルコニア等
のセラミック類がよい。
これら耐摩耗材を数種併用して用いてもよい。さら
に、そのサイズについても数種類異なるものを混合して
用いてもよい。しかし、本発明はこのことに何等拘束さ
れるものではない。
また、これら耐摩耗材の形状について、球状、多面
体、円筒体、角柱体等、特に制限されない。
またさらに、これら耐摩耗材を配合する前に、シラン
カップリング剤、チタンカップリング剤、あるいは樹脂
または薬液で表面処理されたり、あるいはプラズマエッ
チング等の物理的表面処理を受けてもよい。
本発明の耐摩耗組成物は、セメントモルタル面、レン
ガ面、鉄鋼面、その他金属面、布帛面、木質表面、ゴム
を含むプラスチック面、タイル面、ガラス面、陶器面、
岩石面、シートおよびベルト表面等、耐摩耗性を付与す
ることを望む表面に塗布することができる。
次に、第3発明は、第1発明の遠赤外線放射性耐摩耗
塗膜を形成するための方法であって、被着面に熱硬化性
樹脂組成物を塗布し、その表面に直ちに耐摩耗材と遠赤
外線放射性物質との混合物を供給することを特徴とする
遠赤外線放射性耐摩耗塗膜の形成方法を提供するもので
ある。
この形成方法においては、被着面に熱硬化性樹脂組成
物を塗布し、続いてその表面に直ちに耐摩耗材と遠赤外
線放射性物質との混合物を散布して硬化させるものであ
る。この方法において、耐摩耗材は熱硬化性樹脂組成物
の硬化が始まる前に散布することが必要で、耐摩耗材の
比重が大きいため速やかに沈殿し、硬化前に遠赤外線放
射性耐摩耗組成物が生成され、次いで硬化して目的とす
る塗膜が形成される。なお、このような塗膜の形成は、
塗布前に耐摩耗材、遠赤外線放射性物質および熱硬化性
樹脂組成物を予め混合して被着面に塗布、硬化させても
良いのは勿論である。
その塗布に先だち、必要に応じてこれら表面を洗浄し
たり、研摩したりすることは、接着性能を向上させるう
えで有効である。
さらに、必要に応じてプライマーを塗布しておいても
よい。本発明の耐摩耗組成物を塗布するのに用いられる
プライマーについては、特に限定されるものでなく、公
知の一液型または二液型プライマーのいずれでもよい
が、好ましくは上記各種表面との接着性がよく、かつ本
発明の耐摩耗組成物との層間密着性に優れたものがよ
い。
例えば二液型エポキシ樹脂系プライマー、一液型の湿
気硬化型ウレタン樹脂系プライマー、変性シリコーン系
プライマー、フェノキシ樹脂系プライマー等が挙げられ
る。これらのプライマーの塗布量は、特に制限されない
が、通常約30〜500g/m2である。
本発明の耐摩耗組成物は、流動する流体が高い温度の
もので、その移動による摩擦に対する耐摩耗性能を必要
とする場所に用いて効果的である。例えば高温のスラリ
ーを取り扱う配管、高圧蒸気配管内、特にベンド管、そ
の他熱低下を防止するのに保温処理を施している摩耗を
伴なう流動体取り扱い部、などの摩擦面に用いる。この
ほかに、例えば、サンドブラスト加工を行う周辺部分、
キャビテーションや砂をまきあげることによって摩耗の
激しいスクリュー付近の船底、固形物を含む流体を通す
配管、生コンクリートミキサー車のシュート部およびホ
ッパー部、ダンプトラック等の荷台、粉粒体を取り扱う
ホッパー部、粉砕設備において衝撃的な摩擦を受ける個
所、振動機械、激しい波による浸蝕を受ける水中および
スプラッシュゾーンの構築物面、空気輸送のパイプライ
ンにおける曲り部等。あるいは送風機のケーシング内
面、ランナーなどに塗布使用することができる。
作 用: 本発明の耐摩耗材は遠赤外線放射物質が、そのまま耐
摩耗性機能を発揮し、耐摩耗性が要求される流体と擦過
する場所での摩耗を阻止する役目を果すと共に、遠赤外
線の放射によって、流体に熱が付与される。すなわち、
耐摩耗材であると共に、加熱材としての働きをする。
実施例: 次に本発明を実施例について説明する。
実施例1 試片A.100mm×100mm×3mmのサンドブラスト処理され
た鋼板の表面に、プライマーとしてサントープライマー
PE(三東化工業(株)製商品名 エポキシ樹脂系プライ
マー)を150g/m2の割合でハケ塗りし、2時間後に主剤
として、ポリフレックスFL−87(第一工業製薬社製商品
名 ポリイソシアネート化合物 NCO含有率6.5%)96部
とコロイダルシリカ4%の混合物を使用し;硬化剤とし
て、3.3′−ジクロロ−4.4′−ジアミノジフェニルメタ
ン19.5部、フタル酸ジオクチル15部、顔料配合 トーナ
ー(富士色素社製品)7部、アスベスト2.5部、コロイ
ダルシリカ5部、シランカップリング剤1部よりなる組
成物を使用し;このような主剤と硬化剤との混合比2:1
(重量比)で混合した後、該混合物30部に対して、直径
2mmのスチールボール50部、グラファイト粉(平均粒径2
00μ)20部を加えてよく混合した耐摩混合物を、先にプ
ライマーを塗布した面上にカネベラで塗布した。
このものを室温で1週間養生して、厚さ5mmの耐摩耗
試験片を調製した。
試片B.100mm×100mm×3mmのサンドブラスト処理され
た鋼板5枚を組み合わせてつくられた容器の表面に、プ
ライマーとしてサントープライマーPE(三東化工業
(株)製商品名エポキシ樹脂系プライマー)を試片Aの
場合と同様に塗布し、2時間後に試片Aにて用いたと同
様の耐摩混合物を、カネベラで塗布した。これを室温で
1週間養生して、厚さ5mmの耐摩耗試験片を調製した。
次に試片Aを用いて、粒度40番のレジノイド型丸砥石
(直径205mm、巾25mm、回転数1200rpm)を室温、および
50℃の温度下で1分間軽く接触させて、表面の摩耗状態
を観測した。その結果を表1に示す。
また、耐衝撃性を測定するために、試験片面25mm×50
mmに対して前記丸砥石を5秒間隔で5秒間ずつ強く接触
させる動作を10サイクル実施し、面の摩耗状態を調べ
た。その結果を表1に示す。
試片Bを用いて、20℃の恒温槽の中に試片を設置し、
該試片の容器中に90℃に加熱した温水を入れ、その温度
低下曲線を比較例と比較した。その結果を第1図に示
す。
比較例1 試片A′.実施例1の試片Aと全く同様に試片A′を
調製した。
ただし、グラファイト粉20部の代りに、耐熱性エポキ
シ樹脂硬化物(HDT180℃)の粒体(平均粒径200μ)を
用いた。
試片B′.実施例1の試片Bと全く同様に試片B′を
調製した。
ただし、グラファイト粉20部の代りに、耐熱性エポキ
シ樹脂硬化物(HDT180℃)の粒体(平均粒径200μ)を
用いた。
試片A′、試片B′ともに実施例1の試片A、試片B
と同時比較に供した。その結果を表1および第1図に示
す。
試験の結果は、表1に示すように、実施例1の方が比
較例1よりも耐摩耗性・耐衝撃性に優れていることが判
った。また、第1図で示すように、実施例1の方が比較
例よりも保温性が1〜2割高いことが判明した。
実施例2 試片 100mm×100mm×3mmのサンドブラスト処理され
た鋼板の表面に、エスエポキシELA−128(住友化学工業
(株)製エポキシ樹脂 商品名、エポキシ当量190)100
部、スミキュアーP−700(住友化学工業(株)製エポ
キシ用硬化剤商品名、ポリアミド系)45部をよく混合し
た樹脂液を塗布後、その表面に、アルミナジルコニアの
破砕粒体(平均粒径2mm)とアルミナ粉(平均粒径0.1m
m)の80対20の混合物を散布し、室温で24時間硬化固着
させた後、更に前記樹脂組成物をコートし、1週間室温
で硬化させた。この試片を実施例1と同様の耐摩耗テス
トおよび保温性テストを行った。
比較例2 実施例2と全く同様に試片を調製した。
ただし、耐摩耗組成物として炭化ニッケルの破砕粒体
(平均粒径2mm)と鉄粉(平均粒径0.1mm)の80対20の混
合物を用いた。
試験の結果は、表2と第2図とに示すように、実施例
2の方が耐摩耗性、耐衝撃性および保温性で、優れてい
ることが判明した。
発明の効果: 本発明の耐摩耗組成物によれば、摩耗の激しい個所に
付着して耐摩耗効果が得られると同時に、自己の発する
遠赤外線放射で、取り扱う流体などの放熱を補い、流体
の温度低下を軽減させることができる、相乗効果が得ら
れ、経済性が高められる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は実施例と比較例との試片の温度低
下(保温性)曲線図である。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】耐摩耗材および熱硬化性樹脂組成物を含み
    遠赤外線放射性物質を必須有効成分として形成された遠
    赤外線放射性耐摩耗塗膜であって、当該遠赤外線放射性
    耐摩耗塗膜の硬化または乾燥前における前記遠赤外線放
    射性物質の含有量が当該遠赤外線放射性耐摩耗塗膜全体
    に対して20〜95重量%であることを特徴とする遠赤外線
    放射性耐摩耗塗膜。
  2. 【請求項2】耐摩耗材および熱硬化性樹脂組成物を含み
    遠赤外線放射性物質を必須有効成分とした遠赤外線放射
    性耐摩耗組成物であって、前記遠赤外線放射性物質の含
    有量が当該遠赤外線放射性耐摩耗組成物全体に対して20
    〜95重量%であることを特徴とする遠赤外線放射性耐摩
    耗組成物。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の遠赤外線放射性耐摩耗塗
    膜を形成するための方法であって、被着面に熱硬化性樹
    脂組成物を塗布し、その表面に直ちに耐摩耗材と遠赤外
    線放射性物質との混合物を供給することを特徴とする遠
    赤外線放射性耐摩耗塗膜の形成方法。
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