KR101888277B1

KR101888277B1 - 금속 코팅재

Info

Publication number: KR101888277B1
Application number: KR1020167003169A
Authority: KR
Inventors: 히로키 다케다; 가즈히로 세노오; 고야 나카오; 구니미츠 마키하라; 기요노부 요시카와; 다케시 야마네; 유타카 츠지노
Original assignee: 도와 일렉트로닉스 가부시키가이샤; 도와 아이피 크리에이션 가부시키가이샤; 가부시끼 가이샤 구보다
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2018-08-13
Also published as: KR20140020245A; KR20160022932A; JP2017163997A; JP2016019548A; WO2012108512A1; CN103501588A; JP6793599B2; JPWO2012108512A1; JP6151759B2; CN103501588B; JP5865243B2

Abstract

본 발명은, 종자를 코팅할 때의 산화에 수반하는 발열을 가능한 한 억제할 수 있고, 방열 시의 작업성이 우수하며, 또한 종자에 대하여 부착 강도가 우수한 금속 코팅재를 제공한다. 철을 주성분으로 하고, 적어도 입상 미립자(11A) 및 판상 미립자(11B)를 함유하는 금속 분체(11)를 종자(20)에 부착시켜 당해 종자(20)를 코팅하는 금속 코팅재(10)이며, JIS 시험용 체를 사용하여 측정한 금속 분체(11)의 입도 분포에 있어서의 63 내지 150㎛의 입자의 비율이 23중량％ 이상이다.

Description

금속 코팅재{METAL COATING MATERIAL}

본 발명은 철을 주성분으로 하고, 적어도 입상 미립자 및 판상 미립자를 함유하는 금속 분체를 벼 종자에 부착시켜 당해 벼 종자를 코팅하는 금속 코팅재에 관한 것이다.

벼의 직파 재배는, 육묘 및 모내기 작업을 생략할 수 있기 때문에, 대폭적인 노동력의 경감, 이용 자재의 축소를 실현할 수 있어, 벼 재배의 저비용화를 달성할 수 있을 것이 기대되고 있다.

당해 직파 재배에서는, 벼 종자를 철 코팅하는 것이 공지이다. 철 코팅 종자는, 그 비중이 커지기 때문에 점파로 파종한 상태가 빗물이나 입수에 의해 흐트러지기 어려워지고, 또한, 철 코팅의 단단한 껍질이 형성되기 때문에 조해(鳥害)에 강한 특성을 갖는다. 또한, 토양 표면에 파종하기 때문에, 종자의 출아가 양호해진다. 당해 철 코팅 종자는 장기간 보존할 수 있기 때문에, 벼 종자를 철 코팅하는 작업은 농한기 등에 실시해 두며, 파종까지의 기간은 철 코팅한 상태로 보존할 수 있다.

철 코팅 종자는, 이하의 조건을 만족할 필요가 있다. 즉, 뿌려진 종자는 물에 접촉하므로, 철 코팅이 물에 접촉하는 환경에서 붕괴되어서는 안 된다. 벼 종자는 파종기 등의 기계를 사용하여 파종되기 때문에, 기계적 충격에 의해 붕괴되지 않을 정도의 강도 특성이 필요하다. 파종된 후에는 적산 온도 및 철 코팅으로부터 침입한 수분의 영향에 의해 최아 상태로 된 벼 종자가 철 코팅을 찢고, 그 후, 흙 중의 물의 작용에 의해 당해 철 코팅이 박리될 필요가 있다. 또한, 코팅 처리 중에는 벼 종자에 상해를 입히지 않도록 하기 위하여, 코팅이 온화한 조건 및 단시간으로 간편하게 행해지는 것이 바람직하며, 코팅 자재의 pH가 중성에 가까울 것도 필요하다.

철 코팅 종자는, 통상, 철분과 소석고를 섞어, 물을 분무하면서 종자의 코팅을 행한다.

예를 들어 특허문헌 1에는, 벼 종자에, 철분과, 철분에 대한 질량비로 0.5 내지 2％의 황산염 및 염화물 또는 0.5 내지 35％의 황산칼슘 및 그 수화물과, 물을 첨가하여 조립하고, 물과 산소를 공급하여 금속 철분의 산화 반응에 의해 생성된 녹에 의해 철분을 벼 종자에 부착 및 고화시킨 후, 건조시키는 철분 피복 벼 종자의 제조법이 기재되어 있다.

당해 철분으로서는, 환원 철분, 아토마이즈 철분, 숏 블라스트 공정 등으로부터 산업 폐기물로서 산출되는 철분 등이 개시되며, 특히 입도가 작은 철분이 벼 종자에 부착되기 쉬운 것이 기재되어 있다. 이 방법에서는, 철분의 산화 반응을 촉진시키기 위하여 산화 촉진제로서 황산염 및 염화물을 사용하고 있다.

철분의 산화 반응은, 물과 산소가 있으면 진행된다. 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 표면이 습한 벼 종자에 철분 및 황산염 및 염화물을 혼합하고, 또한 물을 분무하여 효율적으로 철분을 산화 반응시키고 있다. 건조 등에 의해 물이 없어지면, 산화 반응은 완료된다.

철분의 산화 반응을 이용하여 제작된 코팅층은, 벼 종자 표면에 녹슨 철분이 점착하고, 이 점착 작용에 의해 코팅 강도가 향상되기 때문에, 큰 파편으로 되어 벼 종자로부터 박리되기 어려워진다고 여겨지고 있다.

일본 특허 제4441645호 공보

일반적으로, 벼 종자는, 고습도 조건 하에서 50 내지 60℃ 정도의 온도로 10분 정도 노출되면 열 장해를 받아, 직파 재배에 있어서 발아의 안정성이 떨어질 우려가 있다.

철분으로 코팅한 벼 종자는 산화 반응에 수반하여 발열하므로, 당해 벼 종자에 대한 열 장해를 피할 필요가 있다. 철 코팅 종자에 수분이 남아 있으면 산화 반응에 수반하는 발열을 계속한다. 가령, 코팅 작업 중에 철분의 산화 반응이 완전히 완료되어 있지 않을 경우에, 예를 들어 주머니나 버킷 등의 용기에 넣어 철 코팅 종자를 덩어리 형상으로 하여 방치하면, 산화 반응에 수반하여 발생한 열이 축적되어, 벼 종자에 열 장해를 끼칠 우려가 있다.

그 때문에, 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 철분으로 코팅한 종자의 열 장해를 피하기 위하여, 조립기로부터 취출한 후에는 각 철 코팅 종자가 효율적으로 방열할 수 있도록, 예를 들어 덩어리 형상으로 하지 않고 바닥이 넓은 상자 내에 얇게 펼치거나 하여 방열시킬 필요가 있었다. 이처럼 특허문헌 1의 방법에서는, 벼 종자의 열 장해를 피하기 위한 번잡한 작업을 필요로 하기 때문에, 수고가 들고 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종자를 코팅할 때의 산화에 수반하는 발열을 가능한 한 억제할 수 있어, 방열 시의 작업성이 우수하며, 또한 종자에 대하여 부착 강도가 우수한 금속 코팅재를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속 코팅재는, 철을 주성분으로 하고, 적어도 입상 미립자 및 판상 미립자를 함유하는 금속 분체를 종자에 부착시켜 당해 종자를 코팅하는 금속 코팅재이며, 그 제1 특징 구성은, JIS 시험용 체(篩)를 사용하여 측정한 상기 금속 분체의 입도 분포에 있어서의 63 내지 150㎛의 입자의 비율을 23중량％ 이상으로 한 점에 있다.

「철을 주성분으로 한다」란, 금속 코팅재에 금속철이 50％ 이상 포함되는 것을 말한다. 금속 코팅재가 철을 주성분으로 함으로써, 당해 금속 코팅재를 종자에 부착시켰을 때, 종자에 포함되는 수분 또는 외부로부터 공급된 수분 등에 의해 당해 철의 산화 반응이 진행된다. 산화 반응에 의해 녹이 생성되고, 이 녹에 의해 철분을 벼 종자에 부착 및 고화시켜, 당해 종자를 금속 코팅재에 의해 코팅할 수 있다.

판상 미립자는 그 박편 형상 또는 편평 형상의 형상을 나타내기 때문에, 당해 판상 미립자의 편평면측은 종자의 표면을 따라 부착되기 쉬워진다. 또한, 판상 미립자의 편평한 면에는 다른 미립자가 접촉하기 쉬워지기 때문에, 예를 들어 당해 판상 미립자의 가로 방향 및 상하 방향으로 다른 미립자가 이어지기 쉬워져, 판상 미립자가 다른 미립자와의 브리지의 역할을 하게 되고, 종자의 전체를 덮어 당해 종자를 확실하게 코팅하기 쉬워진다.

이와 같이, 금속 코팅재가 입상 미립자 및 판상 미립자를 함유함으로써, 특히, 종자의 표면에 에지 부분이나 요철 부분이 존재하는 경우, 판상 미립자가 브리지 형상으로 다른 미립자를 연결함으로써, 코팅하기 어려운 에지 부분이나 요철 부분에도 종자를 확실하게 코팅할 수 있다.

본 발명의 금속 코팅재의 금속 분체는, 63 내지 150㎛의 입자의 비율이 23중량％ 이상으로 되는 것과 같은 입도 분포로 되어 있다. 이러한 입도 분포를 나타내는 본 발명의 금속 코팅재의 승온의 정도는, 후술하는 실시예 2에서 나타낸 바와 같이, 종래의 철분(환원 철분 및 아토마이즈 철분)의 승온의 정도보다 억제되는 것으로 관찰된다. 또한, 후술하는 실시예 3에서 나타낸 바와 같이, 당해 금속 코팅재를 종자에 코팅한 코팅 종자의 승온의 정도도, 종래의 철분으로 코팅한 코팅 종자의 승온의 정도보다 억제되는 것으로 관찰된다. 즉, 본 발명의 금속 코팅재이면, 종자를 코팅했을 때의 승온의 정도가 억제되기 때문에, 당해 종자를 코팅했을 때 발생하는 열 장해를 미연에 방지하기 쉬워진다.

본 발명의 금속 코팅재의 산화 반응 시의 승온의 정도가 억제됨으로써, 종자를 코팅한 후에 코팅 종자를 방열시킬 때의 작업(방열 작업)이 용이해진다. 예를 들어 산화 시의 승온이 빠른 종래의 철분이면, 방열 작업 시에는, 가능한 한 신속하게, 코팅 종자의 퇴적 두께가 두꺼워지지 않도록 주의하면서 방열시킬 필요가 있다. 그러나, 본 발명의 금속 코팅재로 코팅한 코팅 종자이면 승온의 정도를 억제할 수 있기 때문에, 어느 정도의 퇴적 두께가 있다고 하더라도 종자의 열 장해에 달하는 온도까지 승온되기 어렵다. 따라서, 방열 작업 시에 코팅 종자의 퇴적 두께가 두꺼워지지 않도록 코팅 종자를 펼칠 필요가 없어지기 때문에, 방열 시의 작업성이 우수하다. 또한, 방열 작업에 필요한 스페이스도 축소할 수 있다.

따라서 본 발명과 같이, 입상 미립자 및 판상 미립자를 갖도록 하면, 급격한 승온을 억제할 수 있기 때문에 안전성이 우수하고, 또한, 금속 분체를 판상 미립자만으로 구성한 경우에 비하여 비용 대비 효과가 우수한 금속 코팅재가 된다.

또한, 후술하는 실시예 4에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 금속 코팅재의 코팅 강도는, 종래의 철분과 동등하다고 관찰된다. 따라서, 본 발명의 금속 코팅재이면, 종래의 철분과 마찬가지로 종자에 대하여 부착 강도가 우수한 것으로 된다.

본 발명에 따른 금속 코팅재의 제2 특징 구성은, 상기 입상 미립자 및 상기 판상 미립자의 혼합 비율을 8:2 내지 2:8로 한 점에 있다.

후술하는 실시예 2에서 나타낸 바와 같이, 입상 미립자 및 판상 미립자의 혼합 비율을 8:2 내지 2:8로 하면, 종래의 철분에 비하여 승온의 정도가 억제되는 것으로 관찰된다. 따라서, 예를 들어 별다르게 제조한 입상 미립자 및 판상 미립자의 비율을 8:2 내지 2:8로 되도록 혼합하면, 용이하게 본 발명의 금속 코팅재를 제작할 수 있다.

본 발명에 따른 금속 코팅재의 제3 특징 구성은, 상기 입상 미립자 및 상기 판상 미립자의 혼합 비율을 8:2 내지 7:3으로 한 점에 있다.

후술하는 실시예 4에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 금속 코팅재의 코팅 강도는, 입상 미립자 및 판상 미립자의 혼합 비율을 8:2 내지 7:3으로 했을 경우에, 종래의 철분과 동등하다고 관찰된다. 따라서, 본 구성의 금속 코팅재이면, 종자에 대하여 부착 강도가 특히 우수한 것으로 된다.

본 발명에 따른 금속 코팅재의 제4 특징 구성은, 금속철의 함유량을 50중량％ 이상으로 한 점에 있다.

종자를 금속 코팅재로 덮을 때는, 철의 산화에 의해 생성된 녹에 의해 철분을 종자에 부착시키고 있다.

본 구성과 같이 금속 코팅재가 금속철을 50중량％ 이상 함유함으로써, 물의 존재 하에서 금속철의 산화 반응을 확실하게 진행시켜, 금속 코팅재를 종자의 전체에 부착시키는 데 충분한 녹을 생성할 수 있다.

본 발명에 따른 금속 코팅재의 제5 특징 구성은, 상기 판상 미립자에 있어서의 두께를 30㎛ 이하로 하고, 또한 그 긴 직경 및 두께의 비를 1.5 내지 20으로 한 점에 있다.

판상 미립자의 두께가 30㎛ 이하이고, 종횡비가 1.5 이상이면, 판상의 형상을 나타내는 미립자로서 명확하게 식별할 수 있다. 종횡비가 커질수록 판상(편평)의 정도는 커진다. 종횡비는 20 정도까지의 것이면, 내충격성이 우수한 취급하기 쉬운 판상 미립자로 된다.

본 발명에 따른 금속 코팅재의 제6 특징 구성은, 상기 종자를 벼 종자로 한 점에 있다.

본 발명의 금속 코팅재에 의해 코팅된 벼 종자는, 직파 재배에 사용할 수 있다. 당해 직파 재배는 육묘 및 모내기 작업을 생략할 수 있는 재배 방법이기 때문에, 당해 금속 코팅재를 벼 종자에 코팅함으로써, 노동력의 저감, 이용 자재의 축소, 저비용화를 실현할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 금속 코팅재에 의해 코팅한 코팅 종자의 개략도 및 금속 코팅재의 현미경 사진도이다.
도 2는, 판상 미립자의 종횡비의 분포를 도시하는 그래프이다.
도 3은, 본 발명의 금속 코팅재의 산화 반응 시의 온도를 측정한 결과를 도시하는 그래프이다.
도 4는, 본 발명의 금속 코팅재의 산화 반응 시의 온도를 측정한 결과를 도시하는 그래프이다.
도 5는, 본 발명의 금속 코팅재로 코팅한 코팅 종자의 산화 반응 시의 온도를 측정한 결과를 도시하는 그래프이다.
도 6은, 모종 상자에 있어서 본 발명의 금속 코팅재로 코팅한 코팅 종자의 산화 반응 시의 온도를 측정한 결과를 도시하는 그래프이다.
도 7은, 붕괴 시험의 결과를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 금속 코팅재(10)는, 철을 주성분으로 하고, 적어도 입상 미립자(11A) 및 판상 미립자(11B)를 함유하는 금속 분체(11)를 종자(20)에 부착시켜 당해 종자(20)를 코팅하는 것이다. 특히 본 발명의 금속 코팅재(10)는, JIS 시험용 체를 사용하여 측정한 금속 분체(11)의 입도 분포에 있어서의 63 내지 150㎛의 입자의 비율이 23중량％ 이상으로 되어 있다.

당해 종자(20)는, 예를 들어 벼 종자, 보리 종자 등의 식물 종자를 사용한다. 벼 종자의 품종은, 자포니카종 및 인디카종 등을 사용할 수 있다. 종자(20)에 금속 코팅을 실시한 코팅 종자(X)는, 그 비중이 커져 수중에 가라앉기 때문에 파종 후에는 물에 의해 쓸려 가기 어려워지고, 또한, 금속 코팅의 단단한 껍질이 형성되기 때문에 조해에 강한 특성을 갖는다. 이러한 특성을 원하는 종자에 부여하고 싶은 경우, 본 발명의 금속 코팅재는, 모든 종자에 적용하는 것이 가능하다. 이하, 본 실시 형태에서는 벼 종자를 사용한 경우에 대하여 설명한다.

금속 코팅재(10)에 의해 코팅된 종자(20)는, 직파 재배에 사용할 수 있다. 금속 코팅재(10)를 종자(20)에 코팅하는 시기는, 농한기 등, 직파 등의 파종을 행하기 전이면 특별히 제한되는 것은 아니다.

금속 코팅재(10)는, 철을 주성분으로서 함유하는 형태로 한다. 본 명세서에 있어서의 「철을 주성분으로 한다」란, 금속 코팅재(10)에 금속철을 50％ 이상, 바람직하게는 70중량％ 이상 포함되는 것을 말한다. 이처럼 당해 금속 코팅재(10)가 철을 주성분으로서 함유함으로써, 물의 존재 하에서 철의 산화 반응을 확실하게 진행시킬 수 있다.

철은, 철분의 형태가 좋다. 당해 철분은, 분체 형상을 나타낸 철(Fe)을 함유하는 것이면 되며, 예를 들어 금속철(순철분), 환원 철분, 아토마이즈 철분, 전해 철분, 산업 폐기물로서 산출되는 철분 등을 사용할 수 있다. 또한, 금속 코팅재(10)가 철을 주성분으로서 함유하는 형태이면, 합금이나 다른 금속 입자 및 산화 금속 입자를 함유해도 된다. 예를 들어, 아토마이즈 철분을 합금강 분말로 했을 경우, 완전 합금 분말이나 부분 합금 분말을 사용하는 것도 가능하다. 금속 코팅재(10)는, 금속 이외에, 예를 들어 산소, 탄소, 황, 이산화규소 등을 함유해도 된다.

금속 코팅재(10)는, 금속 분체(11)로서 적어도 입상 미립자(11A) 및 판상 미립자(11B)를 함유한다. 금속 코팅재(10)는, 입상 및 판상 이외의 형상을 갖는 그 외의 미립자(12)로서, 예를 들어 막대 형상 미립자 등을 포함해도 된다.

「입상 미립자(11A)」란, 대강의 외관이 구상 및 그에 유사한 부정형의 입상의 형상을 나타내는 미립자를 말한다.

한편, 「판상 미립자(11B)」란, 대강의 형상이 부정형 박편이며, 편평한 형상을 나타내는 미립자를 말한다. 당해 판상 미립자(11B)의 편평면측은 종자의 표면을 따라 부착되기 쉬워진다. 또한, 판상 미립자(11B)의 편평면에는 다른 미립자가 접촉하기 쉬워진다. 그로 인해, 예를 들어 당해 판상 미립자(11B)의 가로 방향 및 상하 방향으로 다른 미립자가 이어져, 판상 미립자(11B)가 다른 미립자와의 브리지의 역할을 하게 된다.

이와 같이, 금속 코팅재(10)가 입상 미립자(11A) 및 판상 미립자(11B)를 함유함으로써, 특히, 종자(20)의 표면에 존재하는 에지 부분이나 요철 부분에 대하여 판상 미립자(11B)가 브리지 형상으로 다른 미립자를 연결시킬 수 있다.

본 명세서에서는, 미립자의 판상(편평)의 정도를 나타내는 지표로서, 입자 직경(긴 직경) 및 입자 두께의 비로부터 산출된 종횡비(입자 직경/입자 두께)를 사용한다. 본 발명의 금속 코팅재(10)로 사용되는 판상 미립자(11B)는, 예를 들어 그 두께가 30㎛ 이하, 바람직하게는 20㎛ 이하이고, 또한 그 긴 직경 및 두께로부터 산출한 종횡비가 1.5 이상으로 되도록 하면 된다. 판상 미립자(11B)의 두께가30㎛ 이하, 바람직하게는 20㎛ 이하이고, 종횡비가 1.5 이상이면, 판상의 형상을 나타내는 미립자로서 명확하게 식별할 수 있다. 종횡비가 20 정도까지의 것, 바람직하게는 10까지의 것이면, 내충격성이 우수한 판상 미립자(11B)로 된다.

종횡비는, 예를 들어 제조한 판상 미립자(11B)의 시료의 형상 사진을 주사형 전자 현미경에 의해 촬영하고, 육안으로 두께 수준(두꺼움, 중간, 얇음)이 상이한 입자를 무작위로 추출하여, 촬영한 사진으로부터, 입자 직경(긴 직경) 및 입자 두께를 측정하여 산출한다.

금속 분체(11)는, 원료로서, 강재의 제조 과정에 있어서 강재의 표면에 형성되는 산화철의 층인 밀 스케일이나, 철광석 등으로부터 제조할 수 있다. 이러한 원료를 코크스로 환원하여 얻어진 환원철(소결하여 덩어리로 된 것)을 충격식, 마쇄식 및 전단식 등의 각종 분쇄기에 의해 파쇄 및 분쇄하고, 진동 체(篩)에 의해 분급하여 입상 미립자(11A)가 얻어진다.

이 입상 미립자(11A)를 원료로 하여, 예를 들어 진동 밀로 판상화한다. 당해 진동 밀에는 입상 미립자(11A)와 함께 미디어를 투입하고, 진동을 부여한다. 미디어는, 예를 들어 스틸 볼 등의 내마모성이 우수한 금속 미디어를 사용하는 것이 좋지만, 이들에 한정하는 것은 아니다. 당해 미디어 및 밀 용기의 벽면 등에 의해 입상 미립자(11A)에 충격력이 주어짐으로써 입상 미립자(11A)를 판상화할 수 있다.

판상화의 조건은, 예를 들어 점유율 40 내지 95％, 진폭 3 내지 10㎜, 진동수 10 내지 30㎐, 체류 시간 75 내지 150분으로 하면 된다. 진동 밀에서의 처리를 행한 후, 진동 체 및 기류 분산 등의 방법에 의해 분급하여 판상 미립자(11B)가 얻어진다.

이와 같이 하여 판상 미립자(11B)는 입상 미립자(11A)로부터 제조한다. 본 발명의 금속 코팅재(10)에 포함되는 판상 미립자(11B)의 비율이 적을수록, 금속 코팅재(10)의 제조 비용을 억제할 수 있다.

본 발명의 금속 코팅재(10)로 사용되는 금속 분체(11)는, 63 내지 150㎛의 입자의 비율이 23중량％ 이상으로 되는 입도 분포로 되어 있다. 당해 입도 분포는, JIS 시험용 체(JIS Z8801-1)를 사용하여 측정한 것이다. 또한, 당해 금속 분체(11)는, 75 내지 150㎛의 입자의 비율이 9.5중량％ 이상으로 되어 있다.

입상 미립자(11A) 및 판상 미립자(11B)의 혼합 비율을 8:2 내지 2:8, 바람직하게는 입상 미립자(11A) 및 판상 미립자(11B)의 혼합 비율을 8:2 내지 7:3으로 하면, 종자(20)에 코팅했을 때의 승온의 정도가 억제되고, 또한 종자에 대하여 부착 강도가 우수한 것으로 된다.

본 발명의 금속 코팅재(10)는, 예를 들어 이하와 같이 하여 종자에 코팅한다.

종자는 코팅 전에 미리 물에 침지시키는 전 처리를 행하면 된다. 이 종자에, 당해 종자의 중량에 대하여 0.5배 정도의 금속 코팅재(10) 및 금속 코팅재(10)의 5 내지 10％ 정도의 소석고(산화 촉진제: 황산칼슘 CaSO₄)를 혼합한다.

금속 코팅재(10) 및 소석고의 비율은, 이에 한정되는 것은 아니며 적절히 변경하면 된다. 또한, 산화 촉진제로서 사용하는 소석고를 대신하여, 황산칼륨, 황산마그네슘, 염화칼륨, 염화칼슘 및 염화마그네슘 등을 사용해도 된다.

조립기로 이들을 교반하면서 혼합하고, 적절히, 물을 분무하여 산화 반응을 진행시킨다. 필요에 따라 마무리의 소석고를 금속 코팅재(10)의 5％ 정도 첨가해도 된다.

금속 코팅재(10)가 철을 함유함으로써, 당해 금속 코팅재(10)를 종자(20)에 접촉시켰을 때 물이 분무 등에 의해 공급되면 당해 철의 산화 반응이 진행된다. 산화 반응에 의해 생성된 녹에 의해 철분을 종자(20)에 부착 및 고화시켜 코팅층(13)을 형성하여, 당해 종자(20)를 금속 코팅재(10)에 의해 코팅할 수 있다.

조립한 코팅 종자(X)를 취출하여, 당해 코팅 종자의 방열에 지장을 초래하지 않도록, 예를 들어 실온에서 산화 반응을 진행시킨다. 본 발명의 금속 코팅재(10)로 코팅한 코팅 종자(X)는, 승온의 정도가 억제되기 때문에, 어느 정도의 퇴적 두께가 있었다고 하더라도 종자(20)의 열 장해에 달하는 온도까지 승온되기 어렵다. 그로 인해, 방열 작업 시의 코팅 종자(X)의 퇴적 두께가 두꺼워지지 않도록 코팅 종자(X)를 펼칠 필요가 없어진다.

코팅 종자(X)의 퇴적 두께는, 코팅 종자(X)의 양, 계절, 외기온에 따라 적절히 선택할 수 있다. 본 발명의 금속 코팅재(10)는, 산화 반응 시의 승온의 정도를 억제할 수 있기 때문에, 어느 정도의 퇴적 두께(예를 들어 약 2㎝)가 있어도 상관없다.

코팅 종자(X)의 수분이 없어지면 산화 반응은 완료되고, 본 발명의 금속 코팅재(10)에 의해 코팅을 실시한 코팅 종자(X)를 제조할 수 있다.

실시예

이하에, 본 발명의 금속 코팅재(10)의 실시예에 대하여 설명한다.

〔실시예 1〕

본 발명의 금속 코팅재(10)를 제작하였다.

우선, 철광석을 원료로 하여 입상 미립자(11A)를 제작하였다. 밀 스케일 또는 철광석을 환원하여 얻어진 환원철 덩어리의 적당량을, 충격식 및 전단식 분쇄기인 해머 밀에 투입하고, 소정의 조건에서 분쇄하였다. 진동 체(체 그물코 109㎛)를 사용하여 분급함으로써 입상 미립자(11A)를 얻었다.

이 입상 미립자(11A)를, 스틸 볼(1/2인치)과 함께 연속 진동 볼 밀(CH-35: 추오 가코키 가부시키가이샤 제조)에 투입하고, 점유율 70％, 진폭 6㎜, 진동수 20㎐, 체류 시간 120분의 조건에서 판상화 처리를 행하였다. 진동 체(체 그물코 109㎛)를 사용하고 분급하여 판상 미립자(11B)를 얻었다.

이와 같이 하여 얻어진 입상 미립자(11A) 및 판상 미립자(11B)의 혼합 비율(입상 미립자:판상 미립자)을 다양하게 변경하여 복수 종류의 금속 코팅재(10)를 제작하고, 표 1에 각각의 입도 분포를 나타내었다[본 발명예 1(90:10), 본 발명예 2(85:15), 본 발명예 3(80:20), 본 발명예 4(75:25), 본 발명예 5(70:30), 본 발명예 6(65:35), 본 발명예 7(60:40), 본 발명예 8(50:50), 본 발명예 9(40:60), 본 발명예 10(20:80)]. 본 발명예 3(80:20)에 대해서는, 5종류의 시료를 제작하였다(본 발명예 3-1 내지 3-5).

표 1에는, 입상 미립자(11A)만(비교예 1), 판상 미립자(11B)만(비교예 2) 및 비교예 3(현행 표준 철분 DSP317, DOWA IP 크리에이션 가부시키가이샤 제조)의 입도 분포도 나타내었다. 또한, 표 1에 나타내는 입도 분포에서는, 입도가 지나치게 큰 입자는 제외되어 있다. 도 1에, 본 발명예 3[도 1의 (b)] 및 본 발명예 8[도 1의 (c)]의 전자 현미경 사진도를 도시하였다.

표 1로부터, 본 발명예 1 내지 10의 입도 분포는,

45㎛ 미만: 36.8 내지 46.7중량％,

45 내지 63㎛ 미만: 30.0 내지 33.1중량％,

63 내지 75㎛ 미만: 12.7 내지 18.5중량％,

75 내지 106㎛ 미만: 9.2 내지 12.7중량％,

106 내지 150㎛ 미만: 0.2 내지 0.7중량％이며, 150㎛ 이상의 입자는 함유되어 있지 않았다.

본 발명예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 3에 대해서, 입도 분포 63 내지 150㎛ 및 75 내지 150㎛의 입자의 비율을 표 2에 나타내었다.

표 2로부터, 본 발명의 금속 코팅재(10)에 포함되는 금속 분체(11)의 입도 분포에 있어서의 63 내지 150㎛ 미만의 입자의 비율은 23.3 내지 31.7(약 23 내지32)중량％이며, 150㎛ 이상의 입자는 함유되어 있지 않은 점을 감안하면, 이는 63㎛ 이상의 입자의 비율로 된다. 또한, 금속 분체(11)의 입도 분포에 있어서의 75 내지 150㎛ 미만의 입자의 비율(75㎛ 이상의 입자의 비율)은 9.5 내지 13.2중량％였다.

본 발명의 금속 코팅재(10)에 있어서, 판상 미립자(11B)의 종횡비(입자 직경/입자 두께)를 구하여, 표 3에 나타내었다. 산출한 종횡비의 분포를 도 2에 도시하였다.

선택한 31개 입자의 입자 직경은 15 내지 115㎛, 입자 두께는 2 내지 20㎛이며, 산출된 종횡비는 1.5 내지 38.3의 범위였다.

표 4에, 본 발명예 중 3종류의 금속 코팅재(10)의 조성(중량％)을 나타내었다.

〔실시예 2〕

본 발명의 금속 코팅재(10)가, 산화 반응에 의해 어느 정도까지 발열하는지를 조사하였다.

본 발명예 3-1(80:20), 본 발명예 7(60:40), 본 발명예 9(40:60), 본 발명예 10(20:80)의 각 시료 20g에, 3％의 식염수 2㎖를 첨가하여, 30초의 교반 후에 30㎖의 종이컵에 옮기고, 열전대에 의해 시료의 온도를 측정하였다(실온, 23분까지 기재). 비교예 1 내지 3에 대해서도 마찬가지의 조건에서 온도를 측정하였다. 결과를 도 3에 도시하였다.

이 결과, 본 발명의 금속 코팅재(10)(본 발명예)의 온도는, 측정 개시 후 10분 정도로 29 내지 32℃ 정도에 달하며, 그 이후는 이 온도 부근을 유지하는 것으로 관찰되었다. 한편, 비교예 3(DSP317)에서는, 측정 개시 후 10분 이후에도 승온을 계속하며, 23분 이후에도 승온되는 것으로 관찰되었다.

마찬가지의 조건에서, 3시간에 걸쳐 온도 측정을 행하였다. 사용한 시료는, 본 발명예 3-1, 본 발명예 8, 비교예 1 내지 3, 비교예 4(야금용 환원 철분 DNC, DOWA IP 크리에이션 가부시키가이샤 제조), 비교예 5(야금용 아토마이즈 철분 아토 멜 270M계, 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 제조), 비교예 6(야금용 환원 철분, JFE 스틸 가부시키가이샤)이었다. 결과를 도 4에 도시하였다.

또한, 비교예 4 내지 6에 대해서는, 표 5에 입도 분포를 나타내었다.

표 5로부터, 비교예 4 내지 6의 입도 분포는,

45㎛ 미만: 18.8 내지 31.9중량％,

45 내지 63㎛ 미만: 13.5 내지 16.7중량％,

63 내지 75㎛ 미만: 10.1 내지 15.8중량％,

75 내지 106㎛ 미만: 19.2 내지 34.1중량％,

106 내지 150㎛ 미만: 11.7 내지 22.7중량％,

150㎛ 이상: 0.8 내지11.5중량％였다.

또한, 비교예 4 내지 6의 입도 분포에 있어서, 63㎛ 이상의 입자의 비율 및 75㎛ 이상의 입자의 비율을 표 6에 나타내었다.

표 6으로부터, 비교예 4 내지 6의 입도 분포에 있어서, 63㎛ 이상의 입자의 비율은 53.6 내지 67.7중량％, 75㎛ 이상의 입자의 비율은 42.4 내지 57.6중량％였다. 즉, 비교예 4 내지 6의 시료는, 본 발명예 1 내지 10에 있어서의 63㎛ 이상의 입자의 비율(23.3 내지 31.7중량％) 및 75㎛ 이상의 입자의 비율(약 9.5 내지 13.2중량％)과는 상이한 것이었다.

온도 측정의 결과, 비교예 3, 4, 5, 6은 100분까지 50℃ 이상에 달하고 있었다. 한편, 본 발명예 3-1, 본 발명예 8, 비교예 1, 2에 대해서는 40℃에 달하는 경우는 없었다.

이 결과로부터, 비교예 3, 4, 5, 6의 철분을 종자에 코팅했을 경우, 산화 반응 시의 발열에 의해 당해 벼 종자에 대하여 열 장해를 일으킬 우려가 있는 온도까지 승온된다. 그 때문에, 비교예 3, 4, 5, 6의 철분으로 벼 종자를 코팅했을 경우, 벼 종자의 열 장해를 피하기 위하여 방열 시에는 코팅 종자를 두껍게 퇴적시키지 않도록 주의할 필요가 있다.

한편, 본 발명예 3-1, 본 발명예 8의 금속 코팅재(10)를 종자에 코팅했을 경우에는, 산화 반응 시의 발열에 따라서는 종자에 대하여 열 장해를 일으킬 우려는 거의 없다고 생각되었다.

〔실시예 3〕

본 발명의 금속 코팅재(10)를, 이하의 방법에 의해 벼 종자(고시히카리: 자포니카종)에 코팅하였다.

물에 침지시킨 벼 종자; 2㎏, 본 발명예 3-1(80:20)의 금속 코팅재(10); 1㎏, 소석고; 0.1㎏을 코팅 머신(KC-151: 가부시키가이샤 게이분샤 세이사쿠쇼)에 투입하고, 적당량의 물을 분무하면서 이들을 혼합하였다. 실온에서 13분의 혼합을 행한 후, 마무리의 소석고 0.05㎏을 첨가하고, 적당량의 물을 분무하면서 이들을 2분 혼합하였다. 물은 전체적으로 0.4㎏ 사용하였다.

조립한 코팅 종자(X)를 코팅 머신으로부터 취출하고, 두께 2㎝ 정도로 되도록 펼쳐 실온에서 산화 반응을 진행시켰다. 코팅 종자(X)가 실온으로 될 때까지 방치하고, 그 후, 소정의 용기에 제작한 코팅 종자(X)를 보존하였다.

비교예 3(DSP317)에 대해서도 마찬가지의 방법으로 벼 종자에 코팅을 실시하였다(종래 코팅 종자).

본 발명예 3-1(80:20)에서 코팅한 코팅 종자(X) 및 비교예 3(DSP317)에서 코팅한 종래 코팅 종자에 대해서, 산화 반응에 수반하는 발열의 온도를 측정하였다(도 5, 6). 측정은, 코팅 머신으로부터 취출했을 때부터 개시하였다.

도 5에는, 본 발명 코팅 종자(X) 및 종래 코팅 종자에 대해서, 코팅 종자를 플라스틱제 용기(높이 13×6.75×13㎝: 1140㎖)에 50㎜의 두께로 퇴적시켜 온도 측정을 행한 결과를 나타내었다(실온). 도 6에는, 본 발명 코팅 종자(X)에 대해서, 모종 상자(높이 28×58×3㎝: 4827㎖)에 30㎜의 두께로 퇴적시켜 온도 측정을 행한 결과를 나타내었다(외기온 6 내지 7℃).

도 5로부터, 종래 코팅 종자에 있어서, 6시간 정도(약 350분)로 온도의 피크(약 92℃)가 관찰되었다. 한편, 본 발명 코팅 종자(X)에서는, 6시간 경과까지 종래 코팅 종자에서 관찰된 고온의 피크는 관찰되지 않고, 약 37℃ 정도까지의 승온으로 억제할 수 있었다. 종래 코팅 종자에서는 37℃까지 승온되는 데 필요한 시간은 약 4시간이었다. 즉, 본 발명 코팅 종자(X)에 있어서 소정 온도에 도달할 때까지에 필요한 시간은, 종래 코팅 종자의 1.5배였다.

도 6으로부터, 모종 상자에서 방열시킨 경우, 본 발명 코팅 종자(X) 및 종래 코팅 종자에 있어서, 약 400분까지 승온의 정도에 차이가 관찰되었다(본 발명 코팅 종자(X): 약 14℃, 종래 코팅 종자: 17.8℃).

도 5, 6의 결과로부터, 본 발명의 금속 코팅재(10)를 코팅한 코팅 종자(X)는, 종래의 철분에 의해 코팅된 코팅 종자보다, 승온의 정도가 억제되는 것으로 관찰되었다.

또한, 종래 코팅 종자에서는, 도 5에 관찰된 높은 온도의 피크는 관찰되지 않았지만, 도 6의 그래프보다 온도가 상승하는 경향을 읽어낼 수 있기 때문에, 400분 이후에 온도의 피크가 출현한다고 예상되었다. 본 발명 코팅 종자(X)에 대해서도, 종래 코팅 종자보다 승온의 정도는 억제된 상태에서 서서히 승온되는 것으로 생각되지만, 종래 코팅 종자에서 관찰된 바와 같은 고온까지 승온되는 경우는 없기 때문에, 벼 종자에 열 장해를 일으킬 우려는 없다.

이와 같이, 온도의 피크가 나오는 시간은, 종자의 퇴적 두께나 외기온에 따라 상이하기 때문에, 코팅 후에 방열시키는 시간은 처리하는 종자의 양이나 계절에 따라 적절히 결정하면 된다.

〔실시예 4〕

실시예 3에서 제작한 코팅 종자(X)에 있어서, 본 발명의 금속 코팅재(10)(본 발명예 1 내지 6)의 코팅 강도를 평가하였다(붕괴 시험).

중량을 측정한 코팅 종자(X)를, 시험용 체(직경 200㎜, 체 그물코 1㎜) 상에 적재하였다. 이 상태에서는 코팅 종자(X)는, 시험용 체의 메쉬를 통과할 수 없다.

코팅 종자(X)를 적재한 시험용 체를 입도 분포 측정 장치인 공지의 로탭 셰이커로 10분간 진동시켰다. 진동 후의 코팅 종자(X)의 중량을 측정하고, 진동 전후의 코팅 종자(X)의 중량을 비교하여, 벼 종자의 표면에 있어서의 금속 코팅재(10)의 잔류율(％)을 산출하였다(표 7, 도 7). 비교예 1, 3에서 코팅한 종래 코팅 종자에 대해서도 마찬가지로 붕괴 시험을 행하고, 그 결과를 나타내었다.

이 결과, 본 발명예 3 내지 5(입상 미립자 및 판상 미립자의 혼합 비율을 8:2 내지 7:3)의 금속 코팅재(10)의 잔류율은 98.8％ 이상이며, 비교예 3(DSP317)과 대략 동등한 잔류율을 나타내었다. 특히, 본 발명예 4에서는 비교예 3(DSP317)과 같은 잔류율로 되어 있으며, 본 발명의 금속 코팅재(10)의 본 발명예 중에서는 가장 강도가 우수하였다. 이처럼 본 발명의 금속 코팅재(10)는, 종자(20)에 대하여 코팅했을 경우에도 실용적인 강도를 갖고 있는 것이 판명되었다.

본 발명의 금속 코팅재는, 종자를 코팅하는 용도에 이용할 수 있다.

10: 금속 코팅재
11: 금속 분체
11A: 입상 미립자
11B: 판상 미립자
12: 그 외의 미립자
20: 종자

Claims

금속 분체를 종자에 부착시켜 당해 종자를 코팅하는 금속 코팅재이며,
철을 50중량％ 이상 포함하고, 적어도 입상 미립자 및 판상 미립자를 함유하고,
상기 입상 미립자가, 구형 및 구형에 유사한 부정형의 입상의 형상을 나타내는 미립자이고,
상기 판상 미립자가, 형상이 부정형인 박편이며, 편평한 형상을 나타내는 미립자이고, 상기 입상 미립자를 진동 밀에 의해 판상화한 미립자인, 금속 코팅재.
금속 분체를 종자에 부착시켜 당해 종자를 코팅하는 금속 코팅재이며,
철을 50중량％ 이상 포함하고, 적어도 입상 미립자 및 판상 미립자를 함유하고,
상기 입상 미립자가, 구형 및 구형에 유사한 부정형의 입상의 형상을 나타내는 미립자이고,
상기 판상 미립자가, 형상이 부정형인 박편이며, 편평한 형상을 나타내는 미립자이고, 상기 입상 미립자를 진동 밀에 의해 판상화한 미립자이고,
상기 판상 미립자에 있어서의 긴 직경 및 두께의 비가 1.5 내지 20인, 금속 코팅재.
금속 분체를 종자에 부착시켜 당해 종자를 코팅하는 금속 코팅재이며,
철을 50중량％ 이상 포함하고, 적어도 입상 미립자 및 판상 미립자를 함유하고,
상기 입상 미립자가, 구형 및 구형에 유사한 부정형의 입상의 형상을 나타내는 미립자이며,
상기 판상 미립자가, 형상이 부정형인 박편이며, 편평한 형상을 나타내는 미립자이고, 상기 입상 미립자를 진동 밀에 의해 판상화한 미립자이고,
상기 판상 미립자에 있어서의 두께가 30㎛ 이하이고, 또한 그 긴 직경 및 두께의 비가 1.5 내지 20인, 금속 코팅재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
JIS 시험용 체(篩)를 사용하여 측정한 상기 금속 분체의 입도 분포에 있어서의 75 내지 150㎛의 입자의 비율이 9.5중량％ 이상인, 금속 코팅재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 입상 미립자 및 상기 판상 미립자의 혼합 비율이 8:2 내지 2:8인, 금속 코팅재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 입상 미립자 및 상기 판상 미립자의 혼합 비율이 8:2 내지 7:3인, 금속 코팅재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
금속철의 함유량이 50중량％ 이상인, 금속 코팅재.
제7항에 있어서,
금속철의 함유량이 70중량％ 이상인, 금속 코팅재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 철이, 금속철, 환원철, 아토마이즈 철분, 전해 철분 및 산업 폐기물로서 산출되는 철분으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는, 금속 코팅재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 판상 미립자에 있어서의 두께가 20㎛ 이하인, 금속 코팅재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 판상 미립자에 있어서의 긴 직경 및 두께의 비가 10 이하인, 금속 코팅재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 코팅재가, 산화 촉진제를 함유하는, 금속 코팅재.
제12항에 있어서,
상기 산화 촉진제가, 소석고, 황산칼륨, 황산마그네슘, 염화칼륨, 염화칼슘, 염화마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1 이상의 물질인, 금속 코팅재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 종자가 벼 종자인, 금속 코팅재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 금속 코팅재를 제조하는 금속 코팅재의 제조 방법이며,
상기 철은 밀 스케일 및 철광석 중 적어도 어느 하나를 환원하여 얻어진 환원철인, 금속 코팅재의 제조 방법.
제15항에 있어서,
상기 입상 미립자는 상기 환원철을 분쇄기에 의해 파쇄 및 분쇄하고, 진동 체(篩)에 의해 분급된 것인, 금속 코팅재의 제조 방법.
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