WO2007108512A1

WO2007108512A1 - 金属コーティング材の製造方法及び金属コーティング材

Info

Publication number: WO2007108512A1
Application number: PCT/JP2007/055907
Authority: WO
Inventors: Kiichirou Sumi
Original assignee: T.N.G. Technologies Co., Ltd.
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2007-09-27
Also published as: EP2003228A9; EP2003228A2; JPWO2007108512A1; US20100240530A1

Abstract

　基材の表面を金属でコーティングする金属コーティング材の製造方法に関し、製造時に金属粉が飛散したり発火したりするおそれがなく、高温で焼成する等の煩雑な工程も要さず生産性に優れ、さらに装飾性や触媒作用等の機能性に優れる金属コーティング材の製造方法を提供することを目的とする。　本発明の金属コーティング材の製造方法は、セラミック製，鉱物製，金属製，合成樹脂製，又はこれらの混合材のいずれかで形成された基材と金属粉をメカニカルアロイングすることにより、前記金属粉によって前記基材の表面を被覆した金属層を形成する。

Description

明細書

金属コーティング材の製造方法及び金属コーティング材

技術分野

[0001] 本発明は、基材の表面を金属でコーティングする金属コーティング材の製造方法及び金属コーティング材に関するものである。

背景技術

[0002] 従来より、 TiO、 ZnO, WO , Fe O等の金属酸化物が、光触媒材料として、水や

2 3 2 3

空気の浄化、殺菌，消臭，防汚等の用途に広く使用されている。このような光触媒材料は通常、粉末状のものが用いられている。

しかしながら、粉末状のものは飛散し易ぐまた凝集して分散し難い等、取り扱いや回収が難しい等の欠点があるため、光触媒材料を基材に固定ィ匕する技術が開発されてきた。また、光触媒材料を基材の表面にコーティングする技術も開発されてきたこのような従来の技術として、（特許文献 1)や (特許文献 2)には「金属又はセラミツク等の基材の表面に、チタン又はチタン合金力なる粉体を噴射して、基材の表面に酸化チタンの被膜を形成してなる光触媒コーティング組成物」が開示されて！ヽる。

(特許文献 3)には「チタンのアルコキシドを用いたコーティング液を、基材の表面にスピンコーティング法等の手段で塗布し、塗膜を乾燥した後、 500〜700°Cで焼成して光触媒膜を製造する方法」が開示されて!、る。

特許文献 1：特開 2000 -61314号公報

特許文献 2：特開 2004 - 344687号公報

特許文献 3 :特開 2000— 271491号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。

(1) (特許文献 1)や (特許文献 2)に開示の技術は、チタン又はチタン合金の粉体を基材の表面に噴射することにより、チタン又はチタン合金の粉体が基材の表面に溶融付着され、さらに溶融付着した被膜の最表面が酸化して酸ィ匕チタン被膜が形成されるものであるが、チタン又はチタン合金の粉体は高温下で発炎し易ぐ甚だしい場合は爆発のおそれがあるという課題を有していた。さら〖こ、噴射された粉体が基材だけでなく、噴射装置や基材が配置されたチャンバ一等の内部に付着するため効率が悪く、また清掃作業に多大な労力を要し生産性に欠けると!、う課題を有して、た。

(2)噴射粉体は直径が⁹ mm程度のノズルカゝら基材に噴射され、噴射粉体が噴射された基材の表面に局所的に酸化チタン被膜が形成されるので、基材の全面に酸ィ匕チタン被膜を形成する場合にはノズルや基材を走査する必要があり、生産性に欠けるという課題を有していた。

(3) (特許文献 3)に開示の技術は、基材の表面にコーティング液を塗布して塗膜を形成する工程、塗膜を乾燥する工程、 500〜700°Cで焼成する工程等、種々の工程が必要なため、煩雑であるとともに生産性に欠けるという課題を有していた。

(4)基材及び塗膜を 500〜700°Cで焼成したときに、基材が熱で変質することがあり品質の安定性に欠けると、う課題を有してヽた。

[0004] 本発明は上記従来の課題を解決するもので、製造時に金属粉が飛散したり発火したりするおそれがなぐ高温で焼成する等の煩雑な工程も要さず生産性に優れる金属コーティング材の製造方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、装飾性や触媒作用等の機能性に優れるとともに取扱性に優れる金属コーティング材を提供することを目的とする。課題を解決するための手段

[0005] 上記従来の課題を解決するために本発明の金属コーティング材の製造方法及び金属コーティング材は、以下の構成を有している。

本発明の請求項 1に記載の金属コーティング材の製造方法は、セラミック製，鉱物製，金属製，合成樹脂製，又はこれらの混合材のいずれかで形成された基材と金属粉をメカ-カルァロイングすることにより、前記金属粉によって前記基材の表面を被覆した金属層を形成する構成を有してヽる。

この構成により、以下のような作用が得られる。

(1)金属層は、高エネルギーミル等に基材と金属粉を入れて機械的処理を行うメカ- カルァロイング法によって得られるので、製造時に金属粉の発火や爆発等のおそれ力 Sなぐさらに高温で焼成する等の煩雑な工程を要さないため生産性に優れる。

(2)また、基材の表面積を考慮し、基材と金属粉との量比を調整して高エネルギーミル等に仕込めば金属コーティング材を得ることができるので、製造時に金属粉が飛散する等の無駄が生じ難ぐまた基材と金属粉に与えるエネルギー量を調整することによって容易に金属層の厚さ等を制御でき、さらに化学量論比以外の組成や種々の金属層が形成できるため自在性に優れる。

(3)基材の表面を金属層で被覆することにより、金属層による装飾作用や触媒作用等を発現するとともに取扱性に優れる金属コーティング材を製造できる。

(4)基材と金属粉をメカ-カルァロイングすることにより、金属粉が粉砕され微細化されて基材の表面で圧縮されて膜状や微細粒状の金属層が形成されるため、金属層による装飾性や触媒作用等の機能性を高めることができる。

[0006] ここで、金属コーティング材は、金属粉の延展性を利用したメカ-カルァロイング法により製造する。メカ-カルァロイング法では、基材と金属粉を高エネルギーミル等で機械的に撹拌し、金属粉が基材と基材の間や基材とミル容器内壁等との間で粉砕され圧縮され鍊り合わされることにより、金属粉の延展が進行し、固相反応によって基材の表面が金属層で被覆される。なお、機械的エネルギーを与える手段としては、振動ミル、遊星粉砕機 (ブラネタリミル)、アトライタ等の媒体撹拌型粉砕機、ブラスト装置、ジェット粉砕機等を用いることができる。

遊星粉砕機で金属コーティング材を製造する場合、自転が 400rpm以上で、かつ、公転が 200rpm以上であることが好ましい。また、回転時間は 30秒以上が好ましい。基材と金属粉に高エネルギーを与えるためである。

[0007] 基材としては、セラミック製，鉱物製，金属製，合成樹脂製，又はこれらの混合材で、球状，多面体状，塊状，板状等に形成されたものが用いられる。球状，多面体状，塊状に形成された基材の場合は、金属粉と基材とを高エネルギーミル等に入れて機械的処理を行うことで、基材の表面に金属層を形成することができる。基材が板状の場合は、金属粉と基材の他に、ボールやロッド等の媒体も高エネルギーミル等に入れて機械的処理を行うことにより、媒体と基材によって金属粉を延展し、基材の表面に金属層を形成することができる。

[0008] セラミック製の基材としては、アルミナ、炭化珪素、窒化ケィ素、ジルコユア等で形成されたものを用いることができる。セラミックスは表面に開気孔を有しているので、金属層が開気孔内にめり込むため金属層の密着強度を高めることができる。また、ジルコニァ等の遠赤外線放射効果を有するセラミックスを用いた場合、基材からの遠赤外線放射効果を期待できる。

[0009] 鉱物製の基材としては、モザナイト等の放射性鉱物や、へマタイト、角閃岩、安山岩等で形成されたものを用いることができる。人工鉱物も用いることができる。鉱物は表面に微細な凹凸を有しているので、金属層が凹凸にめり込むため金属層の密着強度を高めることができる。また、放射性鉱物や遠赤外線放射効果を有する鉱物を用いることで、放射性物質による鎮痛効果や遠赤外線放射効果を期待できる。なお、緑石ゼオライト等の脆、鉱物は、メカ-カルァロイングの際に砕け易、ため好ましくなヽ

[0010] 金属製の基材としては、廉価な汎用金属、例えば、鉄、アルミニウム、スズ、銅、へマタイト等で形成されたものを用いることができる。また、チタンや貴金属である金、白金等で形成されたものも用いることができる。金属層が基材と金属間化合物や固溶体を形成し合金状になるため、金属層の密着強度を高めることができる。

[0011] 合成樹脂製の基材としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、 ABS榭脂、アクリル榭脂、ポリアセタール、フッ素榭脂、エポキシ榭脂、不飽和ポリエステル等の熱可塑性榭脂ゃ熱硬化性榭脂を用いることができる。また、ポリアミド，ポリアセタール，ポリ力ーボネート等のエンジニアリング榭脂や、ポリサルホン，ポリフエ-レンサルファイド，ポリアリレート，ポリアミドイミド等の特殊エンジニアリング榭脂 (スーパーエンプラ）等で形成されたものを用いることができる。メカ-カルァロイングの際に溶融し難いからである。特に、エンジニアリング榭脂ゃ特殊エンジニアリング榭脂 (スーパーエンプラ）で形成されたものが好適に用いられる。耐熱性に優れ、メカ-カルァロイングの際に溶融や変質し難いからである。合成樹脂は、金属粉とのメカ-カルァロイングにより表面に微細な傷や凹凸が形成され、その傷や凹凸に金属層がめり込むため、金属層の密着強度を高めることができ、また軽量ィ匕を図ることができる。 [0012] 基材の粒径や長径としては、機械的エネルギーを与えることができれば、平均が 0. 3mm程度の微細なもの力長尺状のものまで適宜選択できる力平均が 0. 3〜30 mmのものが好適に用いられる。基材の比表面積を大きくできるカゝらである。

また、金属粉の粒径としては、平均がサブミクロンから 3mm好ましくは 1 μ m〜3m mのものであって、基材の粒径や長径よりも細かなものが好適に用いられる。メカ二力ルァロイング法において、金属粉を基材と基材の間や媒体と基材との間に挟み込んで、金属粉を粉砕することができ、さらに圧縮させて基材の表面に金属層を形成するためである。

[0013] 高エネルギーミル等の容器内に、基材と金属粉とを投入しメカ-カルァロイングを行った後、さらに別の種類の金属粉を投入し再びメカ-カルァロイングを行うことで、複数種の金属粉で合金状や積層状の金属層を形成することもできる。これにより、金属粉の種類にもよるが、金属層の光沢を増すことができたり、金属層に金属間化合物を形成して触媒機能等の新たな機能を発現させたりすることができる。

また、複数種の金属粉を基材とともに高エネルギーミル等の容器内に入れてメカ- カルァロイングを行うことにより、合金状になった複数種の金属粉で構成された金属層を有する金属コーティング材を製造することができる。また、複数種の基材と 1乃至複数種の金属粉を高エネルギーミル等の容器内に入れてメカ-カルァロイングを行うことにより、多種多様な基材と金属層を組み合わせた金属コ一ティング材を一度に製造することちでさる。

[0014] 本発明の請求項 2に記載の発明は、請求項 1に記載の金属コーティング材の製造方法であって、前記金属粉が、スズ、銀、銅、金、白金、ルテニウム、ノジウム、イリジゥムの内の 1種又は複数種の元素を含有した構成を有している。

この構成により、請求項 1で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。 (1)金属粉がスズ、銀、銅、金、白金、ルテニウム、ノラジウム、イリジウムの内の 1種又は複数種の元素を含有しているので、金属層の光沢が良く装飾性に優れるとともに、メカ-カルァロイングにより微細化 ·圧縮されて基材の表面に膜状や微細粒状に固定化された金属層の作用による高い触媒作用ゃ除菌作用等を発現させることができる。 (2)金属粉の融点が 1800°C以下のため、メカ-カルァロイング法によって容易に基材の表面に金属層を形成することができる。

[0015] 本発明の請求項 3に記載の発明は、請求項 1又は 2に記載の金属コーティング材の製造方法であって、前記金属粉が、チタン元素を含有した構成を有している。

この構成により、請求項 1又は 2で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。

(1)金属粉がチタン元素を含有しているので、遠赤外線放射効果を期待することができる。また、形成された金属層が酸化されるとチタン酸化物が形成されるため、光触媒機能を発現する金属コーティング材を製造できる。このようにして得られた金属コーティング材は、喑所下や可視光下でも効果を発揮することがわ力つた。この金属コーティング材によって、水や空気の浄化、除菌，消臭，防汚、食品の鮮度保持や食用油の劣化防止、液体燃料やガス燃料使用量の削減を行うことができる。また、水に接触させることで、植物の育成に適した水に改質させることができる。また、揚げ物用の油脂に浸漬することで揚げ物食品が包含する油脂量を減少させることができる。また、浸漬させた水を利用することで、金属配管内に生じた赤鲭を黒変させる防鲭効果ゃ、農薬の毒性軽減等を図ることもできる。

[0016] ここで、チタン元素を含有する金属粉としては、 JIS1種〜 4種等の純チタン製、 Ti— 3A1- 2. 5V、 Ti— 6A1— 4V、 Ti— 15V— 3Cr— 3Sn— 3A1等のチタン合金製が用いられる。

[0017] メカ-カルァロイングを行う高エネルギーミル等の容器内を、酸素比率の多い雰囲気や酸化促進剤を混合することによって、金属層の酸素量を増加させ、金属層の光触媒機能を向上させることができる。また、容器内を不活性ガス雰囲気や窒素雰囲気にすることによって、金属層の酸素量を減少させ、金属光沢を増すこともできる。

[0018] 本発明の請求項 4に記載の発明は、請求項 1乃至 3の内いずれか 1に記載の金属コーティング材の製造方法であって、前記金属粉に酸化チタン粉末が添加された構成を有している。

この構成により、請求項 1乃至 3の内いずれか 1で得られる作用にカ卩え、以下のような作用が得られる。 (1)金属層に酸ィ匕チタン粉末を担持させて、光触媒機能を高めることができるとともに、酸ィ匕チタン粉末の担体が金属層であって有機物ではないため、酸化チタン粉末の光触媒機能によって分解されることがなぐ酸化チタン粉末を永続的に担持することができ耐久性に優れる。

[0019] ここで、酸化チタン粉末としては、結晶形がアナターゼ、ルチル、ブッカイトの粉末を用いることができる。また、酸化チタンを酸化珪素，アパタイト等の他の化合物と複合ィ匕させた粉末も用いることができる。複合化することにより酸化チタン粉末に他の機能を発現させることができる。

また、酸化チタン粉末に加え、天然ゼォライトや人工ゼォライト等の鉱物粉も添加することができる。ゼォライト等を担持させることで、鉱物粉が有機物等を一度吸着し、次いでそれに接触した酸ィ匕チタン粉末で有機物等を分解することができるため光触媒機能を高めることができる。

[0020] 酸化チタン粉末は、金属粉 100重量部に対して 1〜： LOO重量部好ましくは 10〜30 重量部の割合で添加するのが好適である。 10重量部より少なくなるにつれ酸ィ匕チタン粉末による光触媒作用の発現が乏しくなる傾向がみられ、 30重量部より多くなるにつれ金属層による酸ィ匕チタン粉末の担持力が低下する傾向がみられるため、いずれも好ましくない。

[0021] 本発明の請求項 5に記載の金属コーティング材は、請求項 1乃至 4の内いずれか 1 に記載の金属コーティング材の製造方法により製造した構成を有している。

この構成により、以下のような作用が得られる。

(1)基材の表面が金属粉で形成された金属層で被覆されてヽるので、金属層による装飾作用や触媒作用等を発現するとともに取扱性に優れる。

(2)金属粉が粉砕され基材の表面で圧縮された膜状や微細粒状の金属層を有して Vヽるため、金属層による装飾性や触媒作用等の機能性に優れる。

発明の効果

[0022] 以上のように、本発明の金属コーティング材の製造方法及び金属コーティング材によれば、以下のような有利な効果が得られる。

請求項 1に記載の発明によれば、 (1)金属層は、高エネルギーミル等に基材と金属粉を入れて機械的処理を行うメカ- カルァロイング法によって得られるので、製造時に金属粉の発火や爆発等のおそれ力 Sなぐさらに高温で焼成する等の煩雑な工程を要さないため生産性に優れた金属コーティング材の製造方法を提供できる。

(2)基材の表面積を考慮し、基材と金属粉との量比を調整して高エネルギーミル等に仕込めば金属コーティング材を得ることができるので、製造時に金属粉が飛散する等の無駄が生じ 1 、また基材と金属粉に与えるエネルギー量を調整することによつて容易に金属層の厚さ等を制御でき、さらに化学量論比以外の糸且成ゃ種々の金属層が形成できるため自在性に優れた金属コーティング材の製造方法を提供できる。

(3)基材の表面を金属層で被覆することにより、金属層による装飾作用や触媒作用等を発現するとともに取扱性に優れる金属コ一ティング材を製造できる金属コ一ティング材の製造方法を提供できる。

(4)基材と金属粉をメカ-カルァロイングすることにより、金属粉が粉砕され微細化されて基材の表面で圧縮されて膜状や微細粒状の金属層が形成されるため、金属層による触媒作用等の機能を高めることができる金属コーティング材の製造方法を提供できる。

[0023] 請求項 2に記載の発明によれば、請求項 1の効果に加え、

(1)金属層の光沢が良く装飾性に優れるとともに、メカ-カルァロイングにより微細化されて基材の表面に膜状や微細粒状に固定化された金属粉の作用による高い触媒作用ゃ除菌作用等を発現させることができる金属コーティング材の製造方法を提供できる。

(2)金属粉の融点が 1800°C以下のため、メカ-カルァロイング法によって容易に基材の表面に金属層を形成することができる金属コーティング材の製造方法を提供できる。

[0024] 請求項 3に記載の発明によれば、請求項 1又は 2の効果に加え、

(1)金属粉がチタン元素を含有しているので、形成された金属層が酸化されるとチタン酸化物が形成されるため、光触媒機能を発現し、水や空気の浄化、除菌，消臭，防汚、食品の鮮度保持や食用油の劣化防止、液体燃料やガス燃料使用量の削減、植物の育成に適した水への改質剤、揚げ物用の油脂に浸漬することで揚げ物食品が包含する油脂量を減少させる、浸漬させた水を利用することで金属配管内に生じた赤鲭を黒変させる防鲭効果、農薬の毒性軽減等を図る等の種々の機能を発現する金属コーティング材の製造方法を提供できる。

[0025] 請求項 4に記載の発明によれば、請求項 1乃至 3の内いずれか 1の効果にカロえ、

(1)金属層に酸ィ匕チタン粉末を担持させて、光触媒機能を高めることができるとともに、酸ィ匕チタン粉末の担体が金属層であって有機物ではないため、酸化チタン粉末の光触媒機能によって分解されることがなぐ酸化チタン粉末を永続的に担持することができ耐久性に優れた金属コーティング材の製造方法を提供できる。

[0026] 請求項 5に記載の発明によれば、

(1)基材の表面が金属粉で形成された金属層で被覆されてヽるので、金属層による装飾作用や触媒作用等を発現するとともに取扱性に優れた金属コーティング材を提供できる。

(2)金属粉が粉砕され基材の表面で圧縮された膜状や微細粒状の金属層を有しているため、金属層による装飾性や触媒作用等の機能性に優れた金属コーティング材を提供できる。

図面の簡単な説明

[0027] [図 1]密閉容器内のホルムアルデヒド濃度の推移を示す図

[図 2]金属コーティング材の浸漬 10分後の水道水の酸ィ匕還元電位に対する経過時間毎の酸化還元電位の変化率を示す図

発明を実施するための最良の形態

[0028] 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

(実施例 1)

平均粒径 8mmのアルミナ製の球状の基材 125gと、金属粉として粒径が 50〜： LOO m (純度 99%)の銀粉 2gと、粒径が 50〜： LOO mの二酸化チタン粉末 2gをチタン製の遊星ミル容器に投入し、容器を公転 500rpm、自転 1250rpmで 5分間遊星運動させてメカ-カルァロイングを行った。基材を遊星ミル容器力も取り出した後、水道水に浸漬して洗浄した。顕微鏡で観察したところ、： m以下に微細化された銀粉と二酸ィ匕チタン粉末が基材の表面に固定ィ匕されて、ることが確認された。以上のことから、実施例 1で得られたものは、銀と二酸化チタン粉末を含有する金属層が形成された金属コーティング材であることがわ力つた。

(試験例 1)

実施例 1の金属コーティング材を使って、脱臭効果の確認試験を行った。

実施例 1の金属コーティング材 lOOgを、容積が 96Lの密閉容器内に収容した後、密閉容器内の空気をヒータで 150°Cに加熱した。次に、密閉容器内にホルムアルデヒドを注射器で 20 L注入し、同時に、ガスセンサで密閉容器内のホルムアルデヒド濃度の検知を開始した。ホルムアルデヒドを注入してカゝら 60分経過した後、密閉容器内に予め配置した送風機で密閉容器内の空気の循環を開始した。ホルムアルデヒド濃度の検知は、ホルムアルデヒドを注入してから 170分経過するまで行った。なお、ホルムアルデヒド濃度の検知は、密閉容器内の空気を 2LZ分の流量で循環させた場合、 3LZ分の流量で循環させた場合の各々について行った。また、この実験の間、密閉容器は喑所下に置いた。

図 1は密閉容器内のホルムアルデヒド濃度の推移を示す図である。なお、ホルムァルデヒド濃度は、濃度に対応したガスセンサの検知電圧 (V)によって示した。検知電圧が減少することは、密閉容器内のホルムアルデヒド濃度が小さくなることを示している。

図 1から、測定開始から 60分までは検知電圧が上昇していることから、ホルムアルデヒド濃度が次第に高まっていることがわかる。これは、注入されたホルムアルデヒドが密閉容器内に拡散していくことを示している。 60分経過後、密閉容器内の空気の循環を開始し、密閉容器内の空気を金属コーティング材に接触させると、検知電圧が減少し始めることから、ホルムアルデヒド濃度が低下していることがわかる。そして、流量 3LZ分の場合の検知電圧の減少量 (経過時間 60〜 120分）は 0. 68Vであり、流量 2LZ分の場合の検知電圧の減少量 (経過時間 60〜 120分）は 0. 56Vであることから、流量の大きな方がホルムアルデヒド濃度の減少量が大きいことがわかる。流量が大き、と、うことは、金属コーティング材に接触した空気の総体積が大き、ことを意味しているので、この実験から、金属コーティング材は、接触したホルムアルデヒドを分解し、脱臭効果に優れることが明らかである。

[0030] (実施例 2)

平均粒径 8mmのアルミナ製の球状の基材 125gと、金属粉として粒径が 50〜： LOO m (純度 99%)のチタン粉 2gと、をチタン製の遊星ミル容器に投入し、容器を公転 500rpm、自転 1250rpmで 5分間遊星運動させてメカ-カルァロイングを行った。基材を遊星ミル容器カゝら取り出した後、水道水に浸漬して洗浄した。顕微鏡で観察したところ、チタンが基材の表面に膜状に付着していることが確認された。以上のことから、実施例 2で得られたものは、チタンの金属層が形成された金属コーティング材であることがわかった。

[0031] (試験例 2)

実施例 2の金属コーティング材を使って、食用油の劣化防止効果を確認した。市販のサラダ油 1Lに、実施例 2の金属コーティング材 50gを浸漬し、 180°Cで 8時間加熱した後の酸価度を測定した。酸価度は、フエノールフタレインを指示薬として水酸ィ匕カリウムのエタノール溶液で滴定して求めた。比較のために、金属コーティング材を浸漬せずに同じ条件で加熱したサラダ油、加熱前のサラダ油の酸価度も測定した。

その結果、加熱前のサラダ油の酸価度は 0. 05、金属コーティング材を浸漬せずに加熱したサラダ油の酸価度は 0. 08であったのに対し、実施例 2の金属コーティング材を浸漬して加熱したサラダ油の酸価度は 0. 06であった。

この実験から、本実施例に係る金属コーティング材によれば、サラダ油の酸価度を低く抑えることができ、油の酸化 (腐敗)を低減し油を長寿命化できることが確認された。

[0032] また、営業中の弁当店に協力を依頼し、サラダ油槽（18L)に実施例 2の金属コーティング材を lkg浸漬して、通常の営業時と同数の揚げ物を揚げてもらったときのサラダ油の酸価度を 1日 1回測定した。酸価度は、フエノールフタレインを指示薬として水酸ィ匕カリウムのエタノール溶液で滴定して求めた。比較のために、金属コーティング材を浸漬せずに揚げ物を行った通常の営業時の油の酸価度も測定した。この結果、金属コーティング材を浸漬せずに揚げ物を揚げた油は、 8日目で酸価度力 S3を超えた。一般に弁当店等では、酸価度が 3を超えると油を新しいものと交換するのであるが、金属コーティング材を浸漬して揚げ物を揚げた油では、 14日を過ぎても酸価度が 2以下であった。

以上のように、本実施例の金属コーティング材を用いることにより、サラダ油の劣化を防止できることが明らかになった。潤滑油，絶縁油等の化石燃料加工品についても、同様に劣化防止できることが期待される。

[0033] (実施例 3)

平均粒径 8mmのステンレス製の球状の基材 300個程度と、金属粉として平均粒径 100 m (純度 99%)のチタン粉 lgと、を遊星ミル容器に投入し、容器を公転 500rp m、自転 1250rpmで 5分間遊星運動させてメカ-カルァロイングを行った。基材を遊星ミル容器カゝら取り出した後、水道水に浸漬して洗浄した。顕微鏡で観察したところ、チタンの膜状の金属層が基材の表面に形成されていることが確認された。

以上のことから、実施例 3で得られたものは、チタンの金属層が形成された金属コーティング材であることがわ力た。

(比較例 1)

平均粒径 8mmのステンレス製の基材をブラスト処理の噴射圧力で吹き飛ばされないように並べて保持した後、純チタン (純度 99. 5%)の噴射粉体 (平均粒径 80 m) を圧力 0. 59MPaで直径 9mmのノズルから噴射し、基材の表面にチタンをコーティングした。なお、ノズルカゝら基材までの距離は 200mmであった。噴射可能な基材面のコーティングが終わったら、影になっていた基材面が見えるように基材を並べかえて保持した後、同様にしてコーティングした。これを何度力繰り返すことによって、比較例 1の金属コ一ティング材を得た。

[0034] (試験例 3)

実施例及び比較例の金属コーティング材を使って、水道水の酸ィヒ還元電位の低下効果を確認した。

容器に埼玉県上尾巿の水道水を lOOmL汲み取った後、屋内の暗所で、各々の容器内の水道水に実施例 2及び 3、比較例 1の金属コーティング材を各々 70gずつ浸漬して静置した。金属コーティング材を浸漬して 10分経過後から 10分毎に水道水の酸化還元電位 (ORP)を酸化還元電位計 (ORP - 203)で測定した。酸化還元電位計の測定電極は、浸漬した金属コーティング材の上面と水面との中間点に保持した。金属コーティング材を浸漬後 60分経過したときに、容器内の水道水を注射器で吸入し、再び吐き出すことにより撹拌した。

図 2は実施例 2及び 3、比較例 1の金属コーティング材を浸漬した水道水、ブランク（金属コーティング材を浸漬していない水道水）について、金属コーティング材の浸漬 10分後の酸化還元電位に対する経過時間毎の酸化還元電位の変化率を示す図である。

図 2によれば、実施例 2及び 3の金属コーティング材を水道水に浸漬することによつて、比較例 1の金属コーティング材を水道水に浸漬した場合より、酸化還元電位を低下させられることが明らかである。これにより、本実施例に係る金属コーティング材は、物質の酸化や腐敗の抑制に効果を発揮することが確認された。

本実施例の金属コ一ティング材の酸化還元電位の低下効果が、比較例 1の金属コ一ティング材より優れており高、還元力を有して、る理由は明らかではな、が、メカ二カルァロイング法によって微細化された金属粉が圧縮されて金属層を構成していることと関係があるのではな、かと思われる。

なお、実施例 1の金属コーティング材を浸漬した水道水について、直射日光の下で酸ィ匕還元電位を測定したところ、図 2に示すよりも、酸化還元電位をさらに大きく低下させられることがわ力つた。この結果から、本実施例に係る金属コーティング材は、暗所下での還元作用だけでなぐ直射日光下での還元作用も発揮することが確認された。

(試験例 4)

試験例 4では、河川水の水質浄ィ匕試験について説明する。

3Lの河川水と約 4cmの大きさの金魚 1匹を入れた水槽を二つ用意し、一方の水槽にだけ実施例 2の金属コーティング材 50gを浸漬した。二つの水槽に金魚の餌を 1日 1回同量ずつ与え、水槽内の掃除は一切行わずに室内に 21日間放置した後、二つの水槽内の水質検査を行った。表 1は水質検査の結果である。なお、表 1において、金属コーティング材を浸漬したものは「浸漬」と表記し、金属コーティング材を浸漬して、な、ものは「ブランク」と表曰じした。

[0036] [表 1]

[0037] 表 1から明らかなように、本実施例に係る金属コーティング材を浸漬した水槽は、水中の窒素や有機物濃度が低ぐさらに一般細菌数も少ないため、本実施例に係る金属コーティング材は水質净ィ匕作用に優れることが明らかである。

[0038] (実施例 4)

平均粒径 5mmのアルミナ製の球状の基材 125gと、金属粉として粒径が 50〜： LOO m (純度 99%)のスズ粉 2gと、粒径が 50〜： LOO mの二酸化チタン粉末 lgをチタン製の遊星ミル容器に投入し、容器を公転 500rpm、自転 1250rpmで 5分間遊星運動させてメカ-カルァロイングを行った。基材を遊星ミル容器力も取り出した後、水道水に浸漬して洗浄した。顕微鏡で観察したところ、： m以下に微細化されたスズ粉と二酸ィ匕チタン粉末が基材の表面に固定化されていることが確認された。

以上のことから、実施例 4で得られたものは、スズと二酸化チタン粉末を含有する金属層が形成された金属コーティング材であることがわ力つた。

[0039] (試験例 5)

実施例 4の金属コーティング材を用いて、液体燃料の削減効果の確認試験を行つた。

実施例 4の金属コーティング材 lkgを自動車のガソリンタンクに入れてガソリンに浸漬し、走行時のガソリンの消費量を測定する燃費テストを行った。測定に用いた自動車は、スズキアルト（初年度登録：平成 12年 11月 27日、型式 GF— HA12S、原動機型式 F6A)であった。なお、比較のために、金属コーティング材をガソリンタンクに入れないときの燃費も測定した。

燃料を満タンにした状態で、ほとんど傾斜がなく信号機のない一般道 11kmを 10往復走行し (総走行距離 220km)、走行後の燃料消費量を測定した。

この結果、金属コーティング材をガソリンタンクに浸漬しな、場合の燃料消費量は 2 2. 3L (2回の実験の平均値)だったのに対し、金属部材をガソリンタンクに浸漬した場合の燃料消費量は 18. 8L ( 10回の実験の平均値)であった。

以上のように本実施例によれば、約 20%も燃料消費量を削減できることが明らかになった。また、ガソリンだけでなぐ重油、軽油、灯油等の各種燃料における燃費改善効果も期待できる。

このように、本実施例に係る金属コーティング材は、ガソリンタンクのような暗所でも効果を発揮するものであることが確認された。

[0040] (実施例 6)

平均粒径 8mmの合成樹脂製 (ポリアミドイミド製、ガラス転移温度 285°C)の球状の基材 125gと、金属粉として粒径が 50〜： LOO m (純度 99%)の銅粉 2gと、をチタン製の振動ミル容器に投入し、容器を 10分間振動させてメカ-カルァロイングを行った。基材を振動ミル容器カゝら取り出した後、水道水に浸漬して洗浄した。顕微鏡で観察したところ、銅が基材の表面に膜状に固定ィ匕されていることが確認された。

以上のことから、実施例 6で得られたものは、銅を含有する金属層が形成された金属コーティング材であることがわ力つた。

実施例 6の金属コーティング材をネット状の通液性を有する袋に入れ、台所の流しの排水口付近に吊るしておいたところ、排水口にヌメリが生じるのを抑制することができた。

[0041] (実施例 7)

平均粒径 8mmのへマタイト製 (人工鉱物）の球状の基材 125gと、金属粉として粒径が 50〜： LOO /z m (純度 99%)のチタン粉 2gと、をチタン製の遊星ミル容器に投入し、容器を公転 500rpm、自転 1250rpmで 5分間遊星運動させてメカ-カルァロイングを行った。基材を遊星ミル容器カゝら取り出した後、水道水に浸漬して洗浄した。顕微鏡で観察したところ、チタンが基材の表面に膜状に固定化されていることが確認された。

以上のことから、実施例 7で得られたものは、チタンを含有する金属層が形成された金属コーティング材であることがわ力つた。

実施例 7の金属コーティング材を木綿製の袋に入れて、腰の痛みを感じる人の肌着の内側に固定して腰に密着させたところ、暖力べ感じられて、痛みが和らいだような感じがしたとの感想を得た。

[0042] 本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、実施例 1の金属コーティング材において、銀の金属粉に加えてスズゃ金の金属粉を混ぜることができる。また、実施例 2の金属コーティング材において、酸ィ匕チタン粉末をさらに混合することができる。また、チタンの金属粉や酸化チタン粉末を用いずに、基材と銀や金の金属粉を用いて、装飾用の金属コーテイング材を製造することちでさる。

産業上の利用可能性

[0043] 本発明は、基材の表面を金属でコーティングする金属コーティング材の製造方法及び金属コーティング材に関し、製造時に金属粉が飛散したり発火したりするおそれ力 Sなぐ高温で焼成する等の煩雑な工程も要さず生産性に優れる金属コーティング材の製造方法を提供することができ、また、装飾性や触媒作用等の機能性や取扱性に優れた金属コーティング材を提供することができる。

Claims

請求の範囲

[1] セラミック製，鉱物製，金属製，合成樹脂製，又はこれらの混合材のいずれかで形成された基材と金属粉をメカ-カルァロイングすることにより、前記金属粉によって前記基材の表面を被覆した金属層を形成することを特徴とする金属コーティング材の製造方法。

[2] 前記金属粉が、スズ、銀、銅、金、白金、ルテニウム、ノラジウム、イリジウムの内の 1 種又は複数種の元素を含有して!/、ることを特徴とする請求項 1に記載の金属コーティング材の製造方法。

[3] 前記金属粉が、チタン元素を含有していることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の金属コ一ティング材の製造方法。

[4] 前記金属粉に酸ィ匕チタン粉末が添加されていることを特徴とする請求項 1乃至 3の内!、ずれか 1に記載の金属コーティング材の製造方法。

[5] 請求項 1乃至 4の内いずれか 1に記載の金属コーティング材の製造方法により製造したことを特徴とする金属コ一ティング材。