JPWO2012108512A1 - 金属コーティング材 - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
尚、比較例4〜6については、表5に粒度分布を示した。
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。
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。
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。
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。
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 (6)
- 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%以上である金属コーティング材。 - 前記粒状微粒子および前記板状微粒子の混合比率が8:2〜2:8である請求項1に記載の金属コーティング材。
- 前記粒状微粒子および前記板状微粒子の混合比率が8:2〜7:3である請求項1または2に記載の金属コーティング材。
- 金属鉄の含有量が50重量%以上である請求項1〜3の何れか一項に記載の金属コーティング材。
- 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である請求項1〜4の何れか一項に記載の金属コーティング材。
- 前記種子がイネ種子である請求項1〜5の何れか一項に記載の金属コーティング材。
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