JP5865243B2 - 金属コーティング材及び金属コーティング材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄を主成分とし、少なくとも粒状微粒子および板状微粒子を含有する金属粉体をイネ種子に付着させて当該イネ種子をコーティングする金属コーティング材及び金属コーティング材の製造方法に関する。

米の直播栽培は、育苗および田植え作業を省くことができるため、大幅な労力の軽減、利用資材の縮小を実現でき、米栽培の低コスト化を達成できることが期待されている。

当該直播栽培では、イネ種子を鉄コーティングすることが公知である。鉄コーティング種子は、その比重が大きくなるため点播で播種した状態が雨水や入水によって乱れにくくなり、また、鉄コーティングの硬い殻が形成されるために鳥害に強い特性を持つ。また、土壌表面に播種するため、種子の出芽が良好となる。当該鉄コーティング種子は長期間保存できるため、イネ種子を鉄コーティングする作業は農閑期などに実施しておき、播種までの期間は鉄コーティングした状態で保存できる。

鉄コーティング種子は、以下の条件を満たす必要がある。即ち、播かれた種子は水に接触するので、鉄コーティングが水に触れる環境で崩壊してはならない。イネ種子は播種機などの機械を用いて播種されるため、機械的衝撃によって崩壊しない程度の強度特性が必要である。播種された後は、積算温度および鉄コーティングより浸入した水分の影響によって催芽状態になったイネ種子が鉄コーティングを割り、その後、土中の水の働きによって当該鉄コーティングが剥がれる必要がある。さらに、コーティング処理中はイネ種子に傷害を与えないようにするため、コーティングが温和な条件かつ短時間で簡便に行うことが望ましく、コーティング資材のｐＨが中性に近いことも必要である。

鉄コーティング種子は、通常、鉄粉と焼石膏を混ぜ、水を噴霧しながら種子のコーティングを行なう。
例えば特許文献１には、イネ種子に、鉄粉と、鉄粉に対する質量比で０．５〜２％の硫酸塩・塩化物または０．５〜３５％の硫酸カルシウム・その水和物と、水と、を添加して造粒し、水と酸素を供給して金属鉄粉の酸化反応によって生成した錆により鉄粉をイネ種子に付着・固化させた後、乾燥させる鉄粉被覆イネ種子の製造法が記載してある。

当該鉄粉としては、還元鉄粉、アトマイズ鉄粉、ショットブラスト工程などから産業廃棄物として産出される鉄粉などが開示され、特に粒度の小さい鉄粉がイネ種子に付着しやすいことが記載してある。この方法では、鉄粉の酸化反応を促進させるために酸化促進剤として硫酸塩・塩化物を使用している。

鉄粉の酸化反応は、水と酸素があれば進行する。特許文献１に記載の方法では、表面の湿ったイネ種子に鉄粉および硫酸塩・塩化物を混合し、さらに水を噴霧して効率よく鉄粉を酸化反応させている。乾燥などにより水が無くなると、酸化反応は完了する。

鉄粉の酸化反応を利用して作製されたコーティング層は、イネ種子表面に錆びた鉄粉が粘着し、この粘着作用によってコーティング強度が向上するため、大きな破片になってイネ種子から剥離し難くなるとされている。

特許第４４４１６４５号公報

一般に、イネ種子は、高湿度条件下で５０〜６０℃程度の温度に１０分程度曝されると熱障害を受け、直播栽培において発芽の安定性に欠ける虞がある。

鉄粉でコーティングしたイネ種子は酸化反応に伴い発熱するので、当該イネ種子に対する熱障害を避ける必要がある。鉄コーティング種子に水分が残っていると酸化反応に伴う発熱を継続し続ける。仮に、コーティング作業中に鉄粉の酸化反応が完全に完了していない場合に、例えば袋詰めやバケツなどの容器に入れて鉄コーティング種子を塊状にして放置すると、酸化反応に伴って発生した熱が蓄積し、イネ種子に熱障害を与える虞がある。

そのため、特許文献１に記載の方法では、鉄粉でコーティングした種子の熱障害を避けるため、造粒機から取り出した後は、各鉄コーティング種子が効率よく放熱できるように、例えば塊状とせずに底の広い箱の中に薄く広げるなどして放熱させる必要があった。このように特許文献１の方法では、イネ種子の熱障害を回避するための煩雑な作業を要するため、手間がかかっていた。

従って、本発明の目的は、種子をコーティングする際の酸化に伴う発熱をできるだけ抑制でき、放熱時の作業性に優れ、かつ種子に対して付着強度が優れた金属コーティング材及び金属コーティング材の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る金属コーティング材は、鉄を主成分とし、少なくとも粒状微粒子および板状微粒子を含有する金属粉体を種子に付着させて当該種子をコーティングする金属コーティング材であって、
ＪＩＳ試験用篩を用いて測定した前記金属粉体の粒度分布における６３〜１５０μｍの粒子の割合が２３重量％以上であり、
前記粒状微粒子が、球形及び球形に類似した不定形の粒状の形状を呈する微粒子であり、前記板状微粒子が、不定型な薄片であり、扁平な形状を呈する微粒子であり、
前記板状微粒子における厚みが３０μｍ以下であり、さらにその長径および厚みの比が１．５〜２０である点にある。
また、本発明に係る金属コーティング材の製造方法は、鉄を主成分とし、少なくとも粒状微粒子および板状微粒子を含有する金属粉体を種子に付着させて当該種子をコーティングする金属コーティング材の製造方法であって、
ＪＩＳ試験用篩を用いて測定した前記金属粉体の粒度分布における６３〜１５０μｍの粒子の割合が２３重量％以上であり、
前記粒状微粒子が、球形及び球形に類似した不定形の粒状の形状を呈する微粒子であり、前記板状微粒子が、不定型な薄片であり、扁平な形状を呈する微粒子であり、前記板状微粒子における厚みが３０μｍ以下であり、
前記鉄がミルスケール及び鉄鉱石の少なくともいずれかを還元して得られた還元鉄であり、
前記粒状微粒子は前記還元鉄を粉砕機により破砕及び粉砕し、振動篩によって分級されたものであり、
前記板状微粒子は前記粒状微粒子を原料として振動ミルで板状化することにより得られたものである点にある。

「鉄を主成分とする」とは、金属コーティング材に金属鉄が５０％以上含まれることをいう。金属コーティング材が鉄を主成分とすることで、当該金属コーティング材を種子に付着させたときに、種子に含まれる水分あるいは外部から供された水分などによって当該鉄の酸化反応が進行する。酸化反応によって錆が生成し、この錆により鉄粉をイネ種子に付着・固化させて、当該種子を金属コーティング材によってコーティングすることができる。

板状微粒子はその薄片状あるいは扁平状の形状を呈するため、当該板状微粒子の扁平面側は種子の表面に添って付着し易くなる。また、板状微粒子の扁平な面には他の微粒子が接触し易くなるため、例えば当該板状微粒子の横方向および上下方向に他の微粒子が連なり易くなって、板状微粒子が他の微粒子とのブリッジの役目を果たすようになり、種子の全体を覆って当該種子を確実にコーティングし易くなる。

このように、金属コーティング材が粒状微粒子および板状微粒子を含有することで、特に、種子の表面にエッジ部分や凹凸部分が存在する場合、板状微粒子がブリッジ状に他の微粒子を繋げることで、コーティングし難いエッジ部分や凹凸部分であっても種子を確実にコーティングすることができる。

本発明の金属コーティング材の金属粉体は、６３〜１５０μｍの粒子の割合が２３重量％以上となるような粒度分布となっている。このような粒度分布を呈する本発明の金属コーティング材の昇温の程度は、後述の実施例２で示したように、従来の鉄粉（還元鉄粉・アトマイズ鉄粉）の昇温の程度より抑制されるものと認められる。また、後述の実施例３で示したように、当該金属コーティング材を種子にコーティングしたコーティング種子の昇温の程度も、従来の鉄粉でコーティングしたコーティング種子の昇温の程度より抑制されるものと認められる。即ち、本発明の金属コーティング材であれば、種子をコーティングしたときの昇温の程度が抑制されるため、当該種子をコーティングした際に発生する熱障害を未然に防止し易くなる。

本発明の金属コーティング材の酸化反応時の昇温の程度が抑制されることにより、種子をコーティングした後にコーティング種子を放熱させる際の作業（放熱作業）が容易になる。例えば酸化時の昇温が速い従来の鉄粉であれば、放熱作業時には、できるだけ迅速に、コーティング種子の堆積厚さが厚くならないように気をつけながら放熱させる必要がある。しかし、本発明の金属コーティング材でコーティングしたコーティング種子であれば昇温の程度を抑制できるため、ある程度の堆積厚さがあったとしても種子の熱障害に達する温度まで昇温し難い。よって、放熱作業時にコーティング種子の堆積厚さが厚くならないようにコーティング種子を広げる必要がなくなるため、放熱時の作業性に優れる。また、放熱作業に必要なスペースも縮小することができる。

従って本発明のように、粒状微粒子および板状微粒子を有するようにすれば、急激な昇温を抑制できるため安全性に優れ、さらに、金属粉体を板状微粒子のみで構成した場合に比べてコストパフォーマンスに優れた金属コーティング材となる。

また、後述の実施例４で示したように、本発明の金属コーティング材のコーティング強度は、従来の鉄粉と同等であると認められる。従って、本発明の金属コーティング材であれば、従来の鉄粉と同様に種子に対して付着強度が優れたものとなる。

本発明に係る金属コーティング材及び金属コーティング材の製造方法において、前記粒状微粒子および前記板状微粒子の混合比率を８：２〜２：８としてもよい。

後述の実施例２で示したように、粒状微粒子および板状微粒子の混合比率を８：２〜２：８とすれば、従来の鉄粉に比べて昇温の程度が抑制されるものと認められる。よって、例えば別異に製造した粒状微粒子および板状微粒子の比率を８：２〜２：８になるように混合すれば、容易に本発明の金属コーティング材を作製することができる。

本発明に係る金属コーティング材及び金属コーティング材の製造方法において、前記粒状微粒子および前記板状微粒子の混合比率を８：２〜７：３としてもよい。

後述の実施例４で示したように、本発明の金属コーティング材のコーティング強度は、粒状微粒子および板状微粒子の混合比率を８：２〜７：３とした場合に、従来の鉄粉と同等であると認められる。従って、本構成の金属コーティング材であれば、種子に対して付着強度が特に優れたものとなる。

本発明に係る金属コーティング材及び金属コーティング材の製造方法において、金属鉄の含有量を５０重量％以上としてもよい。

種子を金属コーティング材で覆う際には、鉄の酸化によって生成した錆によって鉄粉を種子に付着させている。
本構成のように金属コーティング材が金属鉄を５０重量％以上含有することで、水の存在下で金属鉄の酸化反応を確実に進行させて、金属コーティング材を種子の全体に付着させるのに十分な錆を生成することができる。

本発明に係る金属コーティング材及び金属コーティング材の製造方法において、前記板状微粒子における厚みを３０μｍ以下とし、さらにその長径および厚みの比を１．５〜２０としてもよい。

板状微粒子の厚さが３０μｍ以下であり、アスペクト比が１．５以上であれば、板状の形状を呈する微粒子として明確に識別できる。アスペクト比が大きくなるほど板状（扁平）の程度は大きくなる。アスペクト比は２０程度までのものであれば、耐衝撃性の優れた扱い易い板状微粒子となる。

本発明に係る金属コーティング材及び金属コーティング材の製造方法において、前記種子をイネ種子としてもよい。

本発明の金属コーティング材によってコーティングされたイネ種子は、直播栽培に用いることができる。当該直播栽培は育苗および田植え作業を省ける栽培方法であるため、当該金属コーティング材をイネ種子にコーティングすることで、労力の低減、利用資材の縮小、低コスト化を実現できる。

本発明の金属コーティング材によってコーティングしたコーティング種子の概略図および金属コーティング材の顕微鏡写真図である。 板状微粒子のアスペクト比の分布を示すグラフである。 本発明の金属コーティング材の酸化反応時の温度を測定した結果を示したグラフである。 本発明の金属コーティング材の酸化反応時の温度を測定した結果を示したグラフである。 本発明の金属コーティング材でコーティングしたコーティング種子の酸化反応時の温度を測定した結果を示したグラフである。 苗箱において本発明の金属コーティング材でコーティングしたコーティング種子の酸化反応時の温度を測定した結果を示したグラフである。 崩壊試験の結果を示したグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示したように、本発明の金属コーティング材１０は、鉄を主成分とし、少なくとも粒状微粒子１１Ａおよび板状微粒子１１Ｂを含有する金属粉体１１を種子２０に付着させて当該種子２０をコーティングするものである。特に本発明の金属コーティング材１０は、ＪＩＳ試験用篩を用いて測定した金属粉体１１の粒度分布における６３〜１５０μｍの粒子の割合が２３重量％以上となっている。

当該種子２０は、例えばイネ種子、麦種子などの植物種子を使用する。イネ種子の品種は、ジャポニカ種・インディカ種などが使用できる。種子２０に金属コーティングを施したコーティング種子Ｘは、その比重が大きくなって水中に沈むため播種後には水によって流れ難くなり、また、金属コーティングの硬い殻が形成されるため鳥害に強い特性を持つ。このような特性を所望の種子に付与したい場合、本発明の金属コーティング材は、あらゆる種子に適用することが可能である。以下、本実施形態ではイネ種子を使用した場合について説明する。

金属コーティング材１０によってコーティングされた種子２０は、直播栽培に用いることができる。金属コーティング材１０を種子２０にコーティングする時期は、農閑期など、直播などの播種を行なう前であれば特に制限されるものではない。

金属コーティング材１０は、鉄を主成分として含有する態様とする。本明細書における「鉄を主成分とする」とは、金属コーティング材１０に金属鉄を５０％以上、好ましくは７０重量％以上含まれることをいう。このように当該金属コーティング材１０が鉄を主成分として含有することで、水の存在下で鉄の酸化反応を確実に進行させることができる。

鉄は、鉄粉の態様がよい。当該鉄粉は、粉体状を呈した鉄（Ｆｅ）を含有するものであればよく、例えば、金属鉄（純鉄粉）、還元鉄粉、アトマイズ鉄粉、電解鉄粉、産業廃棄物として産出される鉄粉などが使用できる。また、金属コーティング材１０が鉄を主成分として含有する態様であれば、合金や他の金属粒子・酸化金属粒子を含有してもよい。例えば、アトマイズ鉄粉を合金鋼粉とした場合、完全合金粉や部分合金粉を使用することも可能である。金属コーティング材１０は、金属以外に、例えば、酸素、炭素、硫黄、二酸化珪素などを含有してもよい。

金属コーティング材１０は、金属粉体１１として少なくとも粒状微粒子１１Ａおよび板状微粒子１１Ｂを含有する。金属コーティング材１０は、粒状・板状以外の形状を有するその他の微粒子１２として、例えば棒状微粒子などを含んでもよい。

「粒状微粒子１１Ａ」とは、概ねの外観が球状及びそれに類似した不定形の粒状の形状を呈する微粒子のことをいう。

一方、「板状微粒子１１Ｂ」とは、概ねの形状が不定型な薄片であり、扁平な形状を呈する微粒子のことをいう。当該板状微粒子１１Ｂの扁平面側は種子の表面に添って付着し易くなる。また、板状微粒子１１Ｂの扁平面には他の微粒子が接触し易くなる。そのため、例えば当該板状微粒子１１Ｂの横方向および上下方向に他の微粒子が連なり、板状微粒子１１Ｂが他の微粒子とのブリッジの役目を果たすようになる。

このように、金属コーティング材１０が粒状微粒子１１Ａおよび板状微粒子１１Ｂを含有することで、特に、種子２０の表面に存在するエッジ部分や凹凸部分に対して、板状微粒子１１Ｂがブリッジ状に他の微粒子を繋げることができる。

本明細書では、微粒子の板状（扁平）の程度を表す指標として、粒子径（長径）および粒子厚みの比より算出されたアスペクト比（粒子径／粒子厚み）を使用する。本発明の金属コーティング材１０で使用される板状微粒子１１Ｂは、例えばその厚みが３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下であり、さらにその長径および厚みより算出したアスペクト比が１．５以上となるようにすればよい。板状微粒子１１Ｂの厚さが３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下であり、アスペクト比が１．５以上であれば、板状の形状を呈する微粒子として明確に識別できる。アスペクト比が２０程度までのもの、好ましくは１０までのものであれば、耐衝撃性の優れた板状微粒子１１Ｂとなる。

アスペクト比は、例えば、製造した板状微粒子１１Ｂの試料の形状写真を走査型電子顕微鏡により撮影し、目視で厚さ水準（厚い・中間・薄い）の異なる粒子を無作為に抽出し、撮影した写真から、粒子径（長径）および粒子厚みを測定して算出する。

金属粉体１１は、原料として、鋼材の製造過程において鋼材の表面に形成される酸化鉄の層であるミルスケールや、鉄鉱石などから製造できる。このような原料をコークスで還元して得られた還元鉄（焼結して塊となったもの）を衝撃式・摩砕式・剪断式などの各種粉砕機により破砕・粉砕し、振動篩によって分級して粒状微粒子１１Ａが得られる。
この粒状微粒子１１Ａを原料として、例えば振動ミルで板状化する。当該振動ミルには粒状微粒子１１Ａと共にメディアを投入し、振動を与える。メディアは、例えばスチールボールなどの耐摩耗性に優れた金属メディアを使用するのがよいが、これらに限るものではない。当該メディアおよびミル容器の壁面などによって粒状微粒子１１Ａに衝撃力が付与されることで粒状微粒子１１Ａを板状化することができる。
板状化の条件は、例えば占有率４０〜９５％、振幅３〜１０ｍｍ、振動数１０〜３０Ｈｚ、滞留時間７５〜１５０分、とすればよい。振動ミルでの処理を行ったのち、振動篩・気流分散などの手法によって分級して板状微粒子１１Ｂが得られる。

このようにして板状微粒子１１Ｂは粒状微粒子１１Ａから製造する。本発明の金属コーティング材１０に含まれる板状微粒子１１Ｂの割合が少ないほど、金属コーティング材１０の製造コストを抑制できる。

本発明の金属コーティング材１０で使用される金属粉体１１は、６３〜１５０μｍの粒子の割合が２３重量％以上となるような粒度分布となっている。当該粒度分布は、ＪＩＳ試験用篩（ＪＩＳ Ｚ８８０１−１）を用いて測定したものである。また、当該金属粉体１１は、７５〜１５０μｍの粒子の割合が９．５重量％以上となっている。

粒状微粒子１１Ａおよび板状微粒子１１Ｂの混合比率を８：２〜２：８、好ましくは粒状微粒子１１Ａおよび板状微粒子１１Ｂの混合比率を８：２〜７：３とすれば、種子２０にコーティングしたときの昇温の程度が抑制され、かつ種子に対して付着強度が優れたものとなる。

本発明の金属コーティング材１０は、例えば以下のようにして種子にコーティングする。
種子はコーティング前に予め水に浸漬する前処理を行なうとよい。この種子に、当該種子の重量に対して０．５倍程度の金属コーティング材１０、および、金属コーティング材１０の５〜１０％程度の焼石膏（酸化促進剤：硫酸カルシウムＣａＳＯ4）を混合する。
金属コーティング材１０および焼石膏の比率は、これに限られるものではなく適宜変更するとよい。また、酸化促進剤として使用する焼石膏に替えて、硫酸カリウム・硫酸マグネシウム・塩化カリウム・塩化カルシウム・塩化マグネシウムなどを使用してもよい。

造粒機にてこれらを攪拌しながら混合し、適宜、水を噴霧して酸化反応を進行させる。必要に応じて仕上げの焼石膏を金属コーティング材１０の５％程度添加してもよい。
金属コーティング材１０が鉄を含有することで、当該金属コーティング材１０を種子２０に接触させたときに水が噴霧などによって供給されると当該鉄の酸化反応が進行する。酸化反応によって生成した錆により鉄粉を種子２０に付着・固化させてコーティング層１３を形成し、当該種子２０を金属コーティング材１０によってコーティングすることができる。

造粒したコーティング種子Ｘを取り出し、当該コーティング種子の放熱に支障をきたさないように、例えば室温で酸化反応を進行させる。本発明の金属コーティング材１０でコーティングしたコーティング種子Ｘは、昇温の程度が抑制されるため、ある程度の堆積厚さがあったとしても種子２０の熱障害に達する温度まで昇温し難い。そのため、放熱作業時のコーティング種子Ｘの堆積厚さが厚くならないようにコーティング種子Ｘを広げる必要がなくなる。

コーティング種子Ｘの堆積厚さは、コーティング種子Ｘの量、季節、外気温によって適宜選択できる。本発明の金属コーティング材１０は、酸化反応時の昇温の程度を抑制できるため、ある程度の堆積厚さ（例えば約２ｃｍ）があってもかまわない。
コーティング種子Ｘの水分が無くなれば酸化反応は完了し、本発明の金属コーティング材１０によってコーティングを施したコーティング種子Ｘを製造することができる。

以下に、本発明の金属コーティング材１０の実施例について説明する。

〔実施例１〕
本発明の金属コーティング材１０を作製した。
まず、鉄鉱石を原料として粒状微粒子１１Ａを作製した。ミルスケール或いは鉄鉱石を還元して得られた還元鉄塊の適量を、衝撃式・剪断式粉砕機であるハンマーミルに投入し、所定の条件で粉砕した。振動篩（篩網目開き１０９μｍ）を使用して分級することにより粒状微粒子１１Ａを得た。

この粒状微粒子１１Ａを、スチールボール（１/２インチ）と共に連続振動ボールミル（ＣＨ−３５：中央化工機株式会社製）に投入し、占有率７０％、振幅６ｍｍ、振動数２０Ｈｚ、滞留時間１２０分の条件で板状化処理を行った。振動篩（篩網目開き１０９μｍ）を使用して分級して板状微粒子１１Ｂを得た。

このようにして得られた粒状微粒子１１Ａおよび板状微粒子１１Ｂの混合割合（粒状微粒子：板状微粒子）を種々変更して複数種類の金属コーティング材１０を作製し、表１にそれぞれの粒度分布を示した（本発明例１（９０：１０）、本発明例２（８５：１５）、本発明例３（８０：２０）、本発明例４（７５：２５）、本発明例５（７０：３０）、本発明例６（６５：３５）、本発明例７（６０：４０）、本発明例８（５０：５０）、本発明例９（４０：６０）、本発明例１０（２０：８０））。本発明例３（８０：２０）については、５種類の試料を作成した（本発明例３−１〜３−５）。
表１には、粒状微粒子１１Ａのみ（比較例１）、板状微粒子１１Ｂのみ（比較例２）、および、比較例３（現行標準鉄粉ＤＳＰ３１７、ＤＯＷＡ ＩＰクリエイション株式会社製）の粒度分布も示した。尚、表１に示す粒度分布では、粒度の大きすぎる粒子は除外してある。図１に、本発明例３（図１（ｂ））および本発明例８（図１（ｃ））の電子顕微鏡写真図を示した。

表１より、本発明例１〜１０の粒度分布は、
４５μｍ未満：３６．８〜４６．７重量％、
４５〜６３μｍ未満：３０．０〜３３．１重量％、
６３〜７５μｍ未満：１２．７〜１８．５重量％、
７５〜１０６μｍ未満：９．２〜１２．７重量％、
１０６〜１５０μｍ未満：０．２〜０．７重量％、であり、１５０μｍ以上の粒子は含有されていなかった。

本発明例１〜１０および比較例１〜３について、粒度分布６３〜１５０μｍおよび７５〜１５０μｍの粒子の割合を表２に示した。

表２より、本発明の金属コーティング材１０に含まれる金属粉体１１の粒度分布における６３〜１５０μｍ未満の粒子の割合は２３．３〜３１．７（約２３〜３２）重量％であり、１５０μｍ以上の粒子は含有されていないことを鑑みると、これは６３μｍ以上の粒子の割合となる。また、金属粉体１１の粒度分布における７５〜１５０μｍ未満の粒子の割合（７５μｍ以上の粒子の割合）は９．５〜１３．２重量％であった。

本発明の金属コーティング材１０において、板状微粒子１１Ｂのアスペクト比（粒子径／粒子厚み）を求め、表３に示した。算出したアスペクト比の分布を図２に示した。

選択した３１粒子の粒子径は１５〜１１５μｍ、粒子厚みは２〜２０μｍであり、算出されたアスペクト比は１．５〜３８．３の範囲であった。

表４に、本発明例のうち三種類の金属コーティング材１０の組成（重量％）を示した。

〔実施例２〕
本発明の金属コーティング材１０が、酸化反応によってどの程度まで発熱するかを調べた。
本発明例３−１（８０：２０）、本発明例７（６０：４０）、本発明例９（４０：６０）、本発明例１０（２０：８０）の各試料２０ｇに、３％の食塩水２ｍＬを加え、３０秒の攪拌後に３０ｍＬの紙コップに移し、熱電対によって試料の温度を測定した（室温、２３分まで記載）。比較例１〜３についても同様の条件で温度を測定した。結果を図３に示した。

この結果、本発明の金属コーティング材１０（本発明例）の温度は、測定開始後１０分程度で２９〜３２℃程度に達し、それ以降はこの温度付近を維持するものと認められた。一方、比較例３（ＤＳＰ３１７）では、測定開始後１０分以降も昇温を続け、２３分以降も昇温するものと認められた。

同様の条件で、３時間にわたって温度測定を行なった。使用した試料は、本発明例３−１、本発明例８、比較例１〜３、比較例４（冶金用還元鉄粉ＤＮＣ、ＤＯＷＡ ＩＰクリエイション株式会社製）、比較例５（冶金用アトマイズ鉄粉アトメル２７０Ｍ系、株式会社神戸製鋼所製）、比較例６（冶金用還元鉄粉、ＪＦＥスチール株式会社）であった。結果を図４に示した。
尚、比較例４〜６については、表５に粒度分布を示した。

表５より、比較例４〜６の粒度分布は、
４５μｍ未満：１８．８〜３１．９重量％、
４５〜６３μｍ未満：１３．５〜１６．７重量％、
６３〜７５μｍ未満：１０．１〜１５．８重量％、
７５〜１０６μｍ未満：１９．２〜３４．１重量％、
１０６〜１５０μｍ未満：１１．７〜２２．７重量％、
１５０μｍ以上：０．８〜１１．５重量％であった。

また、比較例４〜６の粒度分布において、６３μｍ以上の粒子の割合、および、７５μｍ以上の粒子の割合を表６に示す。

表６より、比較例４〜６の粒度分布において、６３μｍ以上の粒子の割合は５３．６〜６７．７重量％、７５μｍ以上の粒子の割合は４２．４〜５７．６重量％であった。即ち、比較例４〜６の試料は、本発明例１〜１０における６３μｍ以上の粒子の割合（２３．３〜３１．７重量％）、および、７５μｍ以上の粒子の割合（約９．５〜１３．２重量％）とは異なるものであった。

温度測定の結果、比較例３，４，５，６は１００分までに５０℃以上に達していた。一方、本発明例３−１、本発明例８、比較例１，２については４０℃に達することは無かった。

この結果より、比較例３，４，５，６の鉄粉を種子にコーティングした場合、酸化反応時の発熱によって当該イネ種子に対して熱障害を引き起こす虞がある温度まで昇温する。そのため、比較例３，４，５，６の鉄粉でイネ種子をコーティングした場合、イネ種子の熱障害を回避するため放熱時にはコーティング種子を厚く堆積させないように気をつける必要がある。
一方、本発明例３−１、本発明例８の金属コーティング材１０を種子にコーティングした場合は、酸化反応時の発熱によっては種子に対して熱障害を引き起こす虞は殆どないと考えられた。

〔実施例３〕
本発明の金属コーティング材１０を、以下の手法によってイネ種子（コシヒカリ：ジャポニカ種）にコーティングした。
水に浸漬したイネ種子；２ｋｇ、本発明例３−１（８０：２０）の金属コーティング材１０；１ｋｇ、焼石膏；０．１ｋｇをコーティングマシン（ＫＣ−１５１：株式会社啓文社製作所）に投入し、適量の水を噴霧しながらこれらを混合した。室温で１３分の混合を行なった後、仕上げの焼石膏０．０５ｋｇを添加し、適量の水を噴霧しながらこれらを２分混合した。水はトータルで０．４ｋｇ使用した。
造粒したコーティング種子Ｘをコーティングマシンより取り出し、厚さ２ｃｍ程度となるように広げて室温にて酸化反応を進行させた。コーティング種子Ｘが室温になるまで放置し、その後、所定の容器に作製したコーティング種子Ｘを保存した。

比較例３（ＤＳＰ３１７）についても同様の手法でイネ種子にコーティングを施した（従来コーティング種子）。

本発明例３−１（８０：２０）でコーティングしたコーティング種子Ｘ、および、比較例３（ＤＳＰ３１７）でコーティングした従来コーティング種子について、酸化反応に伴う発熱の温度を測定した（図５，６）。測定は、コーティングマシンより取り出したときから開始した。

図５には、本発明コーティング種子Ｘおよび従来コーティング種子について、コーティング種子をプラスティック製容器（高さ１３×６．７５×１３ｃｍ：１１４０ｍＬ）に５０ｍｍの厚さで堆積させて温度測定を行なった結果を示した（室温）。図６には、本発明コーティング種子Ｘについて、苗箱（高さ２８×５８×３ｃｍ：４８２７ｍＬ）に３０ｍｍの厚さで堆積させて温度測定を行なった結果を示した（外気温６〜７℃）。

図５より、従来コーティング種子において、６時間程度（約３５０分）に温度のピーク（約９２℃）が認められた。一方、本発明コーティング種子Ｘでは、６時間経過までに従来コーティング種子で認められたような高温のピークは認められず、約３７℃程度までの昇温に抑制できた。従来コーティング種子では３７℃まで昇温するのに要する時間は約４時間であった。即ち、本発明コーティング種子Ｘにおいて所定温度に到達するまでに要した時間は、従来コーティング種子の１．５倍であった。

図６より、苗箱にて放熱させた場合、本発明コーティング種子Ｘおよび従来コーティング種子において、約４００分までに昇温の程度に差異が認められた（本発明コーティング種子Ｘ：約１４℃、従来コーティング種子：１７．８℃）。

図５，６の結果より、本発明の金属コーティング材１０をコーティングしたコーティング種子Ｘは、従来の鉄粉によってコーティングされたコーティング種子より、昇温の程度が抑制されるものと認められた。

尚、従来コーティング種子では、図５に認められた高い温度のピークは認められなかったが、図６のグラフより温度が上昇する傾向が読み取れるため、４００分以降に温度のピークが出現すると予想された。本発明コーティング種子Ｘについても、従来コーティング種子より昇温の程度は抑制された状態で徐々に昇温するものと考えられるが、従来コーティング種子で認められたような高温まで昇温することはないため、イネ種子に熱障害を引き起こす虞はない。
このように、温度のピークが出る時間は、種子の堆積厚さや外気温によって異なるため、コーティング後に放熱させる時間は処理する種子の量や季節に応じて適宜決定するとよい。

〔実施例４〕
実施例３で作製したコーティング種子Ｘにおいて、本発明の金属コーティング材１０（本発明例１〜６）のコーティング強度を評価した（崩壊試験）。
重量を測定したコーティング種子Ｘを、試験用篩（直径２００ｍｍ、篩網目開き１ｍｍ）の上に載置した。この状態ではコーティング種子Ｘは、試験用篩のメッシュを通過できない。
コーティング種子Ｘを載置した試験用篩を粒度分布測定装置である公知のロータップシェーカーにて１０分間振動させた。振動後のコーティング種子Ｘの重量を測定し、振動前後のコーティング種子Ｘの重量を比較し、イネ種子の表面における金属コーティング材１０の残留率（％）を算出した（表７、図７）。比較例１，３でコーティングした従来コーティング種子についても同様に崩壊試験を行ない、その結果を示した。

この結果、本発明例３〜５（粒状微粒子および板状微粒子の混合比率を８：２〜７：３）の金属コーティング材１０の残留率は９８．８％以上であり、比較例３（ＤＳＰ３１７）と略同等の残留率を示した。特に、本発明例４では比較例３（ＤＳＰ３１７）と同じ残留率となっており、本発明の金属コーティング材１０の本発明例のなかでは最も強度に優れていた。このように本発明の金属コーティング材１０は、種子２０に対してコーティングした場合であっても実用的な強度を有していることが判明した。

本発明の金属コーティング材は、種子をコーティングする用途に利用できる。

１０ 金属コーティング材
１１ 金属粉体
１１Ａ 粒状微粒子
１１Ｂ 板状微粒子
１２ その他の微粒子
２０ 種子

Claims (2)

1. 鉄を主成分とし、少なくとも粒状微粒子および板状微粒子を含有する金属粉体を種子に付着させて当該種子をコーティングする金属コーティング材の製造方法であって、
   ＪＩＳ試験用篩を用いて測定した前記金属粉体の粒度分布における６３〜１５０μｍの粒子の割合が２３重量％以上であり、
   前記粒状微粒子が、球形及び球形に類似した不定形の粒状の形状を呈する微粒子であり、前記板状微粒子が、不定型な薄片であり、扁平な形状を呈する微粒子であり、前記板状微粒子における厚みが３０μｍ以下であり、
   前記鉄がミルスケール及び鉄鉱石の少なくともいずれかを還元して得られた還元鉄であり、
   前記粒状微粒子は前記還元鉄を粉砕機により破砕及び粉砕し、振動篩によって分級されたものであり、
   前記板状微粒子は前記粒状微粒子を原料として振動ミルで板状化することにより得られたものである金属コーティング材の製造方法。
2. 鉄を主成分とし、少なくとも粒状微粒子および板状微粒子を含有する金属粉体を種子に付着させて当該種子をコーティングする金属コーティング材であって、
   ＪＩＳ試験用篩を用いて測定した前記金属粉体の粒度分布における６３〜１５０μｍの粒子の割合が２３重量％以上であり、
   前記粒状微粒子が、球形及び球形に類似した不定形の粒状の形状を呈する微粒子であり、前記板状微粒子が、不定型な薄片であり、扁平な形状を呈する微粒子であり、
   前記板状微粒子における厚みが３０μｍ以下であり、さらにその長径および厚みの比が１．５〜２０である金属コーティング材。