JP7490382B2 - グラスライニング用スラリー組成物及びグラスライニング製品の製造方法 - Google Patents
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- Glass Compositions (AREA)
Description
フリットと、フリット100質量部に対して0.01~5質量部の金属繊維と、フリット100質量部に対して32~65質量部の増粘剤と、フリット100質量部に対して0.01~0.2質量部の分散剤とを含有するグラスライニング用スラリー組成物。
[2]
直径0.1~2μm、長さ50~1000μmの金属繊維をフリット100質量部に対して0.01~5質量部含有する[1]に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
[3]
金属繊維がステンレス系金属繊維、貴金属系金属繊維、及び白金と白金族金属との合金繊維からなる群から選択される1種又は2種以上を含む[1]又は「2」に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
[4]
増粘剤として、フリット100質量部に対して32~65質量部のセルロース誘導体を含有する[1]~[3]の何れか一項に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
[5]
セルロース誘導体がカルボキシメチルセルロースである[4]に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
[6]
分散剤として、フリット100質量部に対して0.01~0.2質量部のポリカルボン酸系分散剤を含有する[1]~[5]の何れか一項に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
[7]
ポリカルボン酸系分散剤がポリカルボン酸アンモニウム塩である[6]に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
[8]
フリット100質量部に対して0~40質量部の溶媒を含有する[1]~[7]の何れか一項に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
[9]
溶媒として、フリット100質量部に対して0~40質量部の水を含有する[8]に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
[10]
グラスライニング用スラリー組成物中のアルコール濃度が1質量%以下である[1]~[9]の何れか一項に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
[11]
金属基材の表面上に、[1]~[10]の何れか一項に記載のグラスライニング用スラリー組成物を施釉し、焼成することを含むグラスライニング製品の製造方法。
本発明に係るグラスライニング用スラリー組成物は、グラスライニング層の形成に使用することができる。グラスライニング層には、例えば、グランドコート層(グラスライニング層のうち、最内層)、カバーコート層(グラスライニング層のうち、最外層)、及び中間層(グランドコート層及びカバーコート層に挟まれた層)が挙げられる。本発明に係るグラスライニング用組成物は、何れのグラスライニング層の形成に使用してもよい。例えば、グラスライニング層を構成する、すべての層を本発明に係るグラスライニング用組成物を用いて形成してもよいし、一部の層を本発明に係るグラスライニング用組成物を用いて形成してもよい。
<2-1 フリット>
本発明の一実施形態に係るグラスライニング用スラリー組成物はフリットを含有する。フリットの平均粒径は例えば1.5~20μmとすることができる。フリットの平均粒径の上限が20μm以下であることで、非常に薄い厚さでの施釉が可能となり、得られるグラスライニング層を著しく薄膜化することができ、また、フリット粒子間の隙間が小さくなるのでグラスライニング層中の内在気泡径を小さくすることができる。フリットの平均粒径は好ましくは15μm以下であり、より好ましくは10μm以下である。また、フリットの平均粒径の下限が1.5μm以上であることで、粒子の凝集が起りにくくなり薄膜化したときの膜厚の均一性を高めることができるという利点が得られる。フリットの平均粒径は好ましくは3μm以上であり、より好ましくは5μm以上である。本明細書において、フリットの平均粒径はレーザー回折法により体積基準の累積粒度分布を測定したときの、メジアン径(D50)を指す。
本発明の一実施形態に係るグラスライニング用スラリー組成物は金属繊維を含有する。グラスライニング用スラリー組成物が金属繊維を含有することで、グラスライニング層の電気抵抗が低下し、グラスライニング製品の静電気帯電を抑制することが可能となり、熱伝導性を向上させることが可能となる。
本発明の一実施形態に係るグラスライニング用スラリー組成物は増粘剤を含有する。増粘剤は、グラスライニング用スラリー組成物中で金属繊維が沈降して下方に偏在するのを防止することができる。これにより、グラスライニング層の導電性向上効果及び熱伝導性向上効果を得ることができる。増粘剤はフリット100質量部に対して32~65質量部添加することが好ましく、38~60質量部添加することがより好ましく、45~55質量部添加することが更により好ましい。増粘剤の添加量がフリット100質量部に対して32質量部以上であることで、金属繊維の沈降防止効果を高めることができる。また、増粘剤の添加量がフリット100質量部に対して65質量部以下であることで、スプレー施工性向上の効果を得ることができる。なお、本発明において、増粘剤の添加量は増粘剤の固形分に基づき算出する。
本発明の一実施形態に係るグラスライニング用スラリー組成物は分散剤を含有する。分散剤は、増粘剤による金属繊維の均一分散性を向上することができ、これにより、導電性向上効果及び熱伝導性向上効果を高めることができる。また、溶媒としてアルコールを使用しなくてもスプレー施工に適したグラスライニング用スラリー組成物を得ることができるという効果も得られる。
グラスライニングスラリー組成物は更に、珪石、アルミナ及び窒化アルミニウムからなる群から選択される1種又は2種以上の無機質耐火性粉体を含有してもよい。これにより、グラスライニング用スラリー組成物を施釉する際の焼成温度を上昇(調節)することができ、また、グランドコート層を更に薄膜化することができると共に、耐火性及び熱伝導性を更に向上させることができる。無機質耐火性粉体の含有量は、フリット100質量部に対し20~120質量部とすることができ、好ましくは40~100質量部とすることができる。無機質耐火性粉体の含有量がフリット100質量部に対し20質量部以上であることで、その含有効果が有意に発揮される。また、無機質耐火性粉体の含有量がフリット100質量部に対し120質量部以下であることで、焼成不良を起こしにくくなる。
本発明の一実施形態によれば、金属基材の表面上に、本発明に係るグラスライニング用スラリー組成物を施釉し、焼成することを含むグラスライニング製品が提供される。
表1に記載する組成の原料配合物を1260℃で4時間加熱することにより溶融し、次いで、急冷することにより粗粉砕物を得た。得られた粗粉砕物を慣用のアルミナボールを用いたボールミルにて乾式粉砕し、得られた粉砕物を分級することにより、表1に記載の平均粒径をもつ各種のフリットを得た。平均粒径は、(株)セイシン企業製のレーザー回折粒度分布装置(型式:LMS-30)により測定される体積基準の累積粒度分布に基づいて求めた。
白金繊維、アルコール(エタノール)、水、CMC1.5質量%水溶液、及びポリカルボン酸アンモニウム塩を表2に記載の質量割合で混合機に投入し、10分間撹拌した。その後、上記で作製した第一釉薬用フリット、珪石を表2に記載の質量割合で混合機に投入し、更に20分間撹拌して、スラリー状の第一釉薬を得た。
1辺が100mmの正方形状で厚みが5mmの低炭素鋼板の一方の主表面に、第一釉薬をスプレー塗布により施釉して860℃で15分間焼成する工程を1回行うことにより、厚み200μmのグランドコート層を得た。次いで、第二釉薬をグランドコート層の上にスプレー塗布により施釉して800℃で15分間焼成する工程を2回実施することにより、厚み500μmの中間層を得た。次いで、第三釉薬を中間層の上にスプレー塗布により施釉して800℃で15分間焼成する工程を1~3回実施することにより、厚み300μmのカバーコート層を得た。このようにして得られたグラスライニング層付き鋼板について、電池式絶縁抵抗計を用いて、グラスライニング層表面と鋼板に電極(プローブ)を当て、電気抵抗値を測定した。結果を表5に示す。
低炭素鋼製の最大直径100mmのお椀状のテストピースを用意した。当該テストピースの内面に電気抵抗値の試験と同様の手順でグラスライニング層を形成した。このようにして得られたグラスライニング層付きテストピースに水を200cc入れ、600Wのヒーターで加熱したときに、水温が20℃から80℃まで上昇するのに要する時間を測定した。結果は、比較例1における時間を100%としたときの比率として表5に示す。
各実施例及び比較例について、第一釉薬、第二釉薬、及び第三釉薬をスプレー塗布するときの施工性を以下の基準により評価した。結果を表5に示す。
◎:問題なく塗布ができる
○:エア圧など調整すれば塗布ができる
△:ノズルが時々詰まり塗布できないことがある
×:ノズルが詰まり塗布できない
11 金属基材
12 グランドコート層
13 中間層
14 カバーコート層
Claims (10)
- フリットと、フリット100質量部に対して0.01~5質量部の金属繊維と、フリット100質量部に対して固形分で32~65質量部の水溶液の形態にある増粘剤と、フリット100質量部に対して0.01~0.2質量部の分散剤と、フリット100質量部に対して0~40質量部の溶媒とを含有するグラスライニング用スラリー組成物。
- 直径0.1~2μm、長さ50~1000μmの金属繊維をフリット100質量部に対して0.01~5質量部含有する請求項1に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
- 金属繊維がステンレス系金属繊維、貴金属系金属繊維、及び白金と白金族金属との合金繊維からなる群から選択される1種又は2種以上を含む請求項1又は2に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
- 増粘剤として、フリット100質量部に対して固形分で32~65質量部のセルロース誘導体を含有する請求項1~3の何れか一項に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
- セルロース誘導体がカルボキシメチルセルロースである請求項4に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
- 分散剤として、フリット100質量部に対して0.01~0.2質量部のポリカルボン酸系分散剤を含有する請求項1~5の何れか一項に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
- ポリカルボン酸系分散剤がポリカルボン酸アンモニウム塩である請求項6に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
- フリット100質量部に対して5~30質量部の溶媒を含有する請求項1~7の何れか一項に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
- グラスライニング用スラリー組成物中のアルコール濃度が1質量%以下である請求項1~8の何れか一項に記載のグラスライニング用スラリー組成物。
- 金属基材の表面上に、請求項1~9の何れか一項に記載のグラスライニング用スラリー組成物を施釉し、焼成することを含むグラスライニング製品の製造方法。
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