JP7285064B2 - GLASS PARTICLE SHEET, METAL SUBSTRATE WITH COAT LAYER, AND METHOD FOR MANUFACTURING METAL SUBSTRATE WITH COAT LAYER - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス粒子抄造シート、コート層付き金属基材及びコート層付き金属基材の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a glass particle sheet, a metal base material with a coat layer, and a method for producing a metal base material with a coat layer.
金属等からなる基材に、用途に応じ種々のセラミック原料からなるセラミックコート層を設け、基材に所定の性能・機能を持たせる試みは従来より行われている。 2. Description of the Related Art Conventionally, attempts have been made to provide a base material made of metal or the like with a ceramic coat layer made of various ceramic raw materials according to the application so that the base material has predetermined performance and function.
例えば、特許文献１には、電気加熱触媒において、基材である排気管の内表面にガラスを主成分とするセラミックコート層を、スプレー塗布、刷毛塗り等の一般的なコーティング法によって設けることで、排気管と、電気加熱触媒との間の絶縁性を確保する技術が記載されている。
For example, in
しかしながら、特許文献１に記載された一般的なコーティング法では、セラミックコート層の緻密性を向上させ、厚みのばらつきを抑制するために、コーティングと焼き付けを何度も繰り返す必要があり、製造工程が煩雑であった。
However, in the general coating method described in
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、金属基材の表面に、厚さばらつきが小さいコート層を簡便な工程で作製することができるガラス粒子抄造シートを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and aims to provide a glass particle paper-making sheet by which a coating layer having a small thickness variation can be formed on the surface of a metal substrate by a simple process. aim.
本発明のガラス粒子抄造シートは、加熱溶融させて金属基材の表面にコート層を形成するためのガラス粒子抄造シートであって、上記ガラス粒子抄造シートはガラス粒子及び有機バインダを含み、有機繊維及び無機繊維の少なくとも一方を含むことを特徴とする。
本発明のガラス粒子抄造シートは、ガラス粒子を含むため、加熱溶融した際にコート層を形成することができる。本発明のガラス粒子抄造シートは、抄造法により作製されるガラス粒子を含むシートであるため、シート厚さのばらつきが少ない。従って、本発明のガラス粒子抄造シートを用いることで、金属基材の表面に、厚さばらつきが小さいコート層を簡便な工程で作製することができる。
The glass particle sheet of the present invention is a glass particle sheet for forming a coating layer on the surface of a metal base material by heating and melting, the glass particle sheet containing glass particles and an organic binder, and containing organic fibers. and inorganic fibers.
Since the glass particle sheet of the present invention contains glass particles, it can form a coating layer when heated and melted. Since the glass particle-made sheet of the present invention is a sheet containing glass particles produced by a paper-making method, it has little variation in sheet thickness. Therefore, by using the glass particle sheet of the present invention, a coating layer having a small thickness variation can be formed on the surface of a metal substrate by a simple process.
本発明のガラス粒子抄造シートは、上記有機バインダの含有量が３０重量％以下であり、厚さが２ｍｍ以下であることが好ましい。
有機バインダの含有量が３０重量％以下であると、コート層の気孔率を低くすることができる。また、ガラス粒子抄造シートの厚さが２ｍｍ以下であると、ガラス粒子抄造シートの可撓性が高く、金属基材の表面に貼り付けやすくなる。
The glass particle sheet of the present invention preferably has a content of the organic binder of 30% by weight or less and a thickness of 2 mm or less.
When the content of the organic binder is 30% by weight or less, the porosity of the coat layer can be lowered. Further, when the thickness of the glass particle paper-making sheet is 2 mm or less, the glass particle paper-making sheet has high flexibility and can be easily attached to the surface of the metal substrate.
本発明のガラス粒子抄造シートにおいて、上記ガラス粒子は、ソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス、硼珪酸ガラス、カリガラス、クリスタルガラス、チタンクリスタルガラス、バリウムガラス、ストロンチウムガラス、アルミナ珪酸ガラス、ソーダ亜鉛ガラス及びソーダバリウムガラスからなる群から選択される少なくとも１種のガラスで構成されていることが好ましい。 In the glass particle paper-making sheet of the present invention, the glass particles are soda lime glass, alkali-free glass, borosilicate glass, potash glass, crystal glass, titanium crystal glass, barium glass, strontium glass, alumina silicate glass, soda zinc glass and soda. It is preferably composed of at least one type of glass selected from the group consisting of barium glass.
本発明のガラス粒子抄造シートにおいて、上記無機繊維は、アルミナ－シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ガラス繊維及び生体溶解性繊維からなる群から選択される少なくとも１種の無機繊維であることが好ましい。 In the glass particle paper-making sheet of the present invention, the inorganic fiber is preferably at least one inorganic fiber selected from the group consisting of alumina-silica fiber, alumina fiber, silica fiber, glass fiber and biosoluble fiber. .
本発明のガラス粒子抄造シートにおいて、上記無機繊維はガラス繊維を含み、上記ガラス繊維の軟化点は、上記ガラス粒子を構成するガラスの軟化点よりも高いことが好ましい。
無機繊維がガラス繊維を含み、該ガラス繊維の軟化点が、ガラス粒子を構成するガラスの軟化点よりも高いと、ガラス粒子抄造シートを加熱溶融させる際に軟化点がより高いガラス繊維によってガラス粒子抄造シートの形状が維持されやすい。
In the glass particle paper-making sheet of the present invention, it is preferable that the inorganic fibers include glass fibers, and that the softening point of the glass fibers is higher than the softening point of the glass that constitutes the glass particles.
When the inorganic fibers include glass fibers, and the softening point of the glass fibers is higher than that of the glass forming the glass particles, the glass particles are softened by the glass fibers having a higher softening point when the glass particle sheet is heated and melted. The shape of the papermaking sheet is easily maintained.
本発明のガラス粒子抄造シートにおいて、上記有機繊維は、有機天然繊維及び有機合成繊維の少なくとも一方を含むことが好ましい。 In the glass particle paper-making sheet of the present invention, the organic fibers preferably include at least one of organic natural fibers and organic synthetic fibers.
本発明のガラス粒子抄造シートにおいて、上記有機バインダは、ゴム系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂及びポリウレタン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含むことが好ましい。 In the glass particle paper-making sheet of the present invention, the organic binder contains at least one resin selected from the group consisting of rubber-based resins, styrene-based resins, silicone-based resins, acrylic-based resins, polyester-based resins, and polyurethane resins. is preferred.
本発明のガラス粒子抄造シートにおいて、上記ガラス粒子抄造シートの一方の表面には、金属酸化物粒子を含む金属酸化物含有層、又は、炭化物粒子を含む炭化物含有層が形成されていることが好ましい。
ガラス粒子抄造シートの表面に金属酸化物含有層又は炭化物含有層が形成されていると、ガラス粒子抄造シートを焼成して得られるコート層の表面に金属酸化物を含む金属酸化物層や炭化物を含む炭化物層を形成することができる。
コート層の表面に金属酸化物を含む金属酸化物層が形成されていると、オゾン分解や尿素分解といった機能を発揮することができる。
コート層の表面に炭化物を含む炭化物層が形成されていると、尿素水や水等の付着を防止できる。
In the glass particle sheet of the present invention, it is preferable that a metal oxide-containing layer containing metal oxide particles or a carbide-containing layer containing carbide particles be formed on one surface of the glass particle sheet. .
When the metal oxide-containing layer or the carbide-containing layer is formed on the surface of the glass particle paper sheet, the metal oxide layer or carbide containing the metal oxide is formed on the surface of the coat layer obtained by firing the glass particle paper sheet. A carbide layer containing
When a metal oxide layer containing a metal oxide is formed on the surface of the coat layer, functions such as ozonolysis and urea decomposition can be exhibited.
When a carbide layer containing carbide is formed on the surface of the coat layer, adhesion of urea water, water, or the like can be prevented.
本発明のコート層付き金属基材は、金属基材の表面にコート層が形成されたコート層付き金属基材であって、上記コート層の厚さのばらつき率が１５％以下であることを特徴とする。
本発明のコート層付き金属基材は、コート層の厚さのばらつき率が１５％以下であるため、応力集中による割れが軽減できる。
The metal base material with a coat layer of the present invention is a metal base material with a coat layer in which a coat layer is formed on the surface of the metal base material, and the thickness variation rate of the coat layer is 15% or less. Characterized by
In the metal substrate with a coat layer of the present invention, since the coating layer thickness variation rate is 15% or less, cracks caused by stress concentration can be reduced.
本発明のコート層付き金属基材では、上記コート層の気孔率が２０％以下であることが好ましい。
コート層の気孔率が２０％以下であると、コート層が緻密で機械的強度に優れる。
In the metal base material with a coat layer of the present invention, the coat layer preferably has a porosity of 20% or less.
When the porosity of the coat layer is 20% or less, the coat layer is dense and excellent in mechanical strength.
本発明のコート層付き金属基材では、上記コート層の厚さが５０μｍ～１ｍｍであることが好ましい。 In the metal substrate with a coat layer of the present invention, the thickness of the coat layer is preferably 50 μm to 1 mm.
本発明のコート層付き金属基材では、上記コート層の表面には、金属酸化物を含む金属酸化物層、又は、炭化物を含む炭化物層が形成されていることが好ましい。
コート層の表面に金属酸化物を含む金属酸化物層が形成されていると、オゾン分解や尿素分解といった機能を発揮することができる。
コート層の表面に炭化物を含む炭化物層が形成されていると、尿素水や水等の付着を防止できる。
In the metal substrate with a coat layer of the present invention, it is preferable that a metal oxide layer containing a metal oxide or a carbide layer containing a carbide is formed on the surface of the coat layer.
When a metal oxide layer containing a metal oxide is formed on the surface of the coat layer, functions such as ozonolysis and urea decomposition can be exhibited.
When a carbide layer containing carbide is formed on the surface of the coat layer, adhesion of urea water, water, or the like can be prevented.
本発明のコート層付き金属基材の製造方法は、金属基材の表面にコート層が形成されたコート層付き金属基材の製造方法であって、本発明のガラス粒子抄造シートを上記金属基材に貼り付ける貼付工程と、上記金属基材及び上記ガラス粒子抄造シートを加熱してガラス粒子を溶融させて、上記金属基材の表面にコート層を形成するコート層形成工程とを含むことを特徴とする。
本発明のガラス粒子抄造シートを金属基材の表面に貼り付けて焼成することによって、ガラス粒子が溶融して金属基材の表面にコート層が形成されるため、本発明のコート層付き金属基材の製造方法は、従来の一般的なコーティング法のようにコーティングと焼き付けを何度も繰り返す必要がなく、生産性に優れる。また従来の一般的なコーティング法のように、コーティング時に液垂れを起こすことがないため、コート層の厚みがばらつくことを抑制することができる。
The method for producing a metal substrate with a coat layer of the present invention is a method for producing a metal substrate with a coat layer in which a coat layer is formed on the surface of a metal substrate. and a coating layer forming step of heating the metal substrate and the glass particle paper-making sheet to melt the glass particles and form a coating layer on the surface of the metal substrate. Characterized by
When the glass particle sheet of the present invention is adhered to the surface of a metal substrate and fired, the glass particles are melted and a coat layer is formed on the surface of the metal substrate. The material manufacturing method does not need to repeat coating and baking many times like the conventional general coating method, so it is highly productive. In addition, unlike the conventional general coating method, dripping does not occur during coating, so variations in the thickness of the coat layer can be suppressed.
本発明のコート層付き金属基材の製造方法では、上記貼付工程の前に、上記金属基材の表面の一部にガラス粒子を含むガラス組成物をスプレーコートするスプレー工程をさらに備え、上記貼付工程において、上記ガラス組成物がスプレーコートされた部分に上記ガラス粒子抄造シートのつなぎ目をあわせることが好ましい。
スプレー工程において、金属基材の表面の一部にガラス粒子を含むガラス組成物をスプレーコートし、貼付工程において、ガラス組成物がスプレーコートされた部分にガラス粒子抄造シートのつなぎ目をあわせることで、ガラス組成物によってガラス粒子抄造シートのつなぎ目を埋めて、コート層のヒケを抑制することができる。
The method for producing a metal substrate with a coat layer of the present invention further comprises a spray step of spray-coating a glass composition containing glass particles on a part of the surface of the metal substrate before the attaching step. In the step, it is preferable to align the joint of the glass particle paper-making sheet with the portion spray-coated with the glass composition.
In the spraying step, a part of the surface of the metal substrate is spray-coated with a glass composition containing glass particles. The joints of the glass particle sheet can be filled with the glass composition to suppress sink marks in the coating layer.
本発明のコート層付き金属基材の製造方法では、上記金属基材と接触しない上記ガラス粒子抄造シートの表面に、金属酸化物粒子を含む金属酸化物含有層を形成する工程をさらに備えることが好ましい。 The method for producing a coated metal substrate of the present invention may further comprise a step of forming a metal oxide-containing layer containing metal oxide particles on the surface of the glass particle paper-making sheet that does not come into contact with the metal substrate. preferable.
本発明のコート層付き金属基材の製造方法では、上記貼付工程の後に、貼り付けられた上記ガラス粒子抄造シートの表面に、金属酸化物粒子を含む金属酸化物シートを貼り付けることが好ましい。 In the method for producing a metal substrate with a coat layer of the present invention, it is preferable that a metal oxide sheet containing metal oxide particles is attached to the surface of the attached glass particle paper-making sheet after the attaching step.
本発明のコート層付き金属基材の製造方法では、上記金属基材と接触しない上記ガラス粒子抄造シートの表面に、炭化物粒子を含む炭化物含有層を形成する工程をさらに備えることが好ましい。 It is preferable that the method for producing a coated metal base material of the present invention further includes a step of forming a carbide-containing layer containing carbide particles on the surface of the glass particle paper-making sheet that does not come into contact with the metal base material.
本発明のコート層付き金属基材の製造方法では、上記貼付工程の後に、貼り付けられた上記ガラス粒子抄造シートの表面に、炭化物粒子を含む炭化物シートを貼り付けることが好ましい。 In the method for producing a metal base material with a coat layer of the present invention, it is preferable that a carbide sheet containing carbide particles is attached to the surface of the attached glass particle papermaking sheet after the attaching step.
本発明のコート層付き金属基材の製造方法において、上記炭化物粒子は、カーボン及び炭化タングステンの少なくとも一方を含むことが好ましい。 In the method for producing a coated metal base material of the present invention, the carbide particles preferably contain at least one of carbon and tungsten carbide.
（発明の詳細な説明）
［ガラス粒子抄造シート］
本発明のガラス粒子抄造シートについて説明する。
(Detailed description of the invention)
[Glass particle sheet]
The glass particle paper-making sheet of the present invention will be described.
本発明のガラス粒子抄造シートは、加熱溶融させて金属基材の表面にコート層を形成するためのガラス粒子抄造シートであって、上記ガラス粒子抄造シートはガラス粒子及び有機バインダを含み、有機繊維及び無機繊維の少なくとも一方を含むことを特徴とする。 The glass particle sheet of the present invention is a glass particle sheet for forming a coating layer on the surface of a metal base material by heating and melting, the glass particle sheet containing glass particles and an organic binder, and containing organic fibers. and inorganic fibers.
図１は、本発明のガラス粒子抄造シートの一例を模式的に示す斜視図である。
図１に示すように、ガラス粒子抄造シート１は、ガラス粒子１０、有機バインダ２０及び繊維３０を含む。繊維３０は、無機繊維であってもよく、有機繊維であってもよい。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the glass particle paper-making sheet of the present invention.
As shown in FIG. 1, the glass
ガラス粒子抄造シートの厚さは、２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。
ガラス粒子抄造シートの厚さが２ｍｍ以下であると、ガラス粒子抄造シートの可撓性が高く、金属基材の表面に貼り付けやすくなる。
The thickness of the glass particle sheet is preferably 2 mm or less, more preferably 1 mm or less.
When the thickness of the glass particle sheet is 2 mm or less, the glass particle sheet has high flexibility and can be easily attached to the surface of the metal substrate.
ガラス粒子を構成する材料としては、軟化点が３００～１０００℃である低軟化点ガラスが好ましい。
軟化点が３００～１０００℃の低軟化点ガラスとしては、例えば、ソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス、硼珪酸ガラス、カリガラス、クリスタルガラス、チタンクリスタルガラス、バリウムガラス、ストロンチウムガラス、アルミナ珪酸ガラス、ソーダ亜鉛ガラス、ソーダバリウムガラス等が挙げられる。
従って、ガラス粒子は、ソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス、硼珪酸ガラス、カリガラス、クリスタルガラス、チタンクリスタルガラス、バリウムガラス、ストロンチウムガラス、アルミナ珪酸ガラス、ソーダ亜鉛ガラス及びソーダバリウムガラスからなる群から選択される少なくとも１種のガラスで構成されていることが好ましい。
なお、軟化点は、ＪＩＳ Ｒ ３１０３－１：２００１に規定される方法に基づき、例えば、有限会社オプト企業製の硝子自動軟化点・歪点測定装置（ＳＳＰＭ－３１）を用いて測定することができる。
A low softening point glass having a softening point of 300 to 1000° C. is preferable as a material for forming the glass particles.
Examples of low softening point glass having a softening point of 300 to 1000° C. include soda lime glass, alkali-free glass, borosilicate glass, potash glass, crystal glass, titanium crystal glass, barium glass, strontium glass, alumina silicate glass, soda zinc. glass, soda barium glass, and the like.
Accordingly, the glass particles are selected from the group consisting of soda lime glass, alkali-free glass, borosilicate glass, potash glass, crystal glass, titanium crystal glass, barium glass, strontium glass, alumina silicate glass, soda zinc glass and soda barium glass. It is preferably made of at least one kind of glass.
The softening point is based on the method specified in JIS R 3103-1: 2001, and can be measured using, for example, a glass automatic softening point/strain point measuring device (SSPM-31) manufactured by Opto Enterprise Co., Ltd. can.
硼珪酸ガラスとしては、例えばＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３－ＺｎＯ系ガラス、ＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３－Ｂｉ２Ｏ３系ガラス等が挙げられる。
クリスタルガラスは、ＰｂＯを含むガラスであり、その種類は特に限定されないが、ＳｉＯ２－ＰｂＯ系ガラス、ＳｉＯ２－ＰｂＯ－Ｂ２Ｏ３系ガラス、ＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３－ＰｂＯ系ガラス等が挙げられる。
バリウムガラスとしては、例えば、ＢａＯ－ＳｉＯ２系ガラス等が挙げられる。
Borosilicate glass includes, for example, SiO 2 —B 2 O 3 —ZnO type glass, SiO 2 —B 2 O 3 —Bi 2 O 3 type glass, and the like.
Crystal glass is glass containing PbO, and its type is not particularly limited, but includes SiO 2 —PbO glass, SiO 2 —PbO—B 2 O 3 glass, SiO 2 —B 2 O 3 —PbO glass, and the like. is mentioned.
Barium glass includes, for example, BaO—SiO 2 -based glass.
ガラス粒子の平均粒子径は特に限定されないが、１～１００μｍであることが好ましく、１～２０μｍであることがより好ましい。 Although the average particle size of the glass particles is not particularly limited, it is preferably 1 to 100 μm, more preferably 1 to 20 μm.
ガラス粒子の含有量は、６０～９０重量％であることが好ましい。 The content of glass particles is preferably 60 to 90% by weight.
ガラス粒子抄造シートを構成する有機バインダとしては、ゴム系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられ、ゴム系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂及びポリウレタン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含むことが好ましい。 Examples of the organic binder that constitutes the glass particle sheet include rubber-based resins, styrene-based resins, silicone-based resins, acrylic-based resins, polyester-based resins, polyurethane resins, etc. Rubber-based resins, styrene-based resins, and silicone-based resins , acrylic resin, polyester resin and polyurethane resin.
有機バインダの含有量は、３０重量％以下であることが好ましく、２５重量％以下であることがより好ましい。
有機バインダの含有量が３０重量％以下であると、コート層の気孔率を低くすることができる。
The content of the organic binder is preferably 30% by weight or less, more preferably 25% by weight or less.
When the content of the organic binder is 30% by weight or less, the porosity of the coat layer can be lowered.
本発明のガラス粒子抄造シートは、ガラス粒子及び有機バインダに加えて、繊維を含む。繊維は、有機繊維及び無機繊維の少なくとも一方であればよい。
有機繊維及び無機繊維を特に区別しない場合、単に繊維ともいう。
The glass particle paper-making sheet of the present invention contains fibers in addition to glass particles and an organic binder. The fibers may be at least one of organic fibers and inorganic fibers.
If there is no particular distinction between organic fibers and inorganic fibers, they may simply be referred to as fibers.
繊維の含有量は、１～２０重量％であることが好ましい。
また、繊維は、フィブリル状のもの（以下、フィブリル繊維ともいう）であることが好ましい。フィブリル繊維を得る方法としては、例えば叩解が挙げられる。
フィブリル繊維は、繊維同士の絡み合いが強く、表面が毛羽立っているため、ガラス粒子抄造シートを作製するために必要な繊維の含有量を減少させることができる。
The fiber content is preferably 1 to 20% by weight.
Also, the fibers are preferably fibril-shaped (hereinafter also referred to as fibril fibers). Methods for obtaining fibril fibers include, for example, beating.
Since the fibril fibers are strongly entangled with each other and have a fluffy surface, the fiber content required for producing the glass particle paper-making sheet can be reduced.
繊維の平均繊維長は特に限定されないが、２００～２００００μｍであることが好ましい。
繊維の平均繊維径は特に限定されないが、０．０１～１０μｍであることが好ましい。
Although the average fiber length of the fibers is not particularly limited, it is preferably 200 to 20000 μm.
Although the average fiber diameter of the fibers is not particularly limited, it is preferably 0.01 to 10 μm.
有機繊維は、有機天然繊維及び有機合成繊維の少なくとも一方を含むことが好ましい。
有機天然繊維としては、例えば、綿、麻、絹、羊毛等が挙げられる。
有機合成繊維としては、例えば、レーヨン、キュプラ、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリウレタン繊維等が挙げられる。
The organic fibers preferably include at least one of organic natural fibers and organic synthetic fibers.
Organic natural fibers include, for example, cotton, hemp, silk, and wool.
Organic synthetic fibers include, for example, rayon, cupra, polyester fibers, nylon fibers, acrylic fibers, and polyurethane fibers.
無機繊維としては、アルミナ－シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ガラス繊維及び生体溶解性繊維等が挙げられる。
従って、無機繊維は、アルミナ－シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ガラス繊維及び生体溶解性繊維からなる群から選択される少なくとも１種の無機繊維であることが好ましい。
Examples of inorganic fibers include alumina-silica fibers, alumina fibers, silica fibers, glass fibers and biosoluble fibers.
Therefore, the inorganic fiber is preferably at least one inorganic fiber selected from the group consisting of alumina-silica fiber, alumina fiber, silica fiber, glass fiber and biosoluble fiber.
ガラス繊維を構成する材料は特に限定されないが、軟化点が３００～１０００℃である低軟化点ガラスが好ましい。
従って、ガラス繊維は、ソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス、硼珪酸ガラス、カリガラス、クリスタルガラス、チタンクリスタルガラス、バリウムガラス、ストロンチウムガラス、アルミナ珪酸ガラス、ソーダ亜鉛ガラス及びソーダバリウムガラスからなる群から選択される少なくとも１種のガラス繊維であることが好ましい。
また、ガラス繊維の軟化点は、ガラス粒子を構成するガラスの軟化点よりも高いことが好ましい。
ガラス繊維の軟化点が、ガラス粒子を構成するガラスの軟化点よりも高いと、ガラス粒子抄造シートを加熱溶融させる際に軟化点がより高いガラス繊維によってガラス粒子抄造シートの形状が維持されやすい。
The material constituting the glass fiber is not particularly limited, but a low softening point glass having a softening point of 300 to 1000° C. is preferable.
Accordingly, the glass fiber is selected from the group consisting of soda lime glass, alkali-free glass, borosilicate glass, potash glass, crystal glass, titanium crystal glass, barium glass, strontium glass, alumina silicate glass, soda zinc glass and soda barium glass. preferably at least one kind of glass fiber.
Also, the softening point of the glass fiber is preferably higher than the softening point of the glass forming the glass particles.
When the softening point of the glass fiber is higher than the softening point of the glass forming the glass particles, the shape of the glass particle sheet is easily maintained by the glass fiber having a higher softening point when the glass particle sheet is heated and melted.
本発明のガラス粒子抄造シートは、無機繊維及び有機繊維の少なくとも一方とガラス粒子及び有機バインダの他に、結晶性無機材、分散剤、凝集剤等を含んでいてもよい。
結晶性無機材を含んでいると、金属基材とコート層との密着性を向上させることができる。また、コート層の機械的強度を向上させることができる。
The glass particle sheet of the present invention may contain a crystalline inorganic material, a dispersant, a flocculant, etc., in addition to at least one of inorganic fibers and organic fibers, glass particles and an organic binder.
The inclusion of the crystalline inorganic material can improve the adhesion between the metal substrate and the coating layer. Moreover, the mechanical strength of the coat layer can be improved.
結晶性無機材としては、二酸化マンガン、酸化マンガン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化銅、酸化クロム、酸化ニッケル、ジルコニア、イットリア、カルシア、マグネシア、セリア、アルミナ、チタニア、酸化ニオブ、及び、ハフニア等が挙げられる。
結晶性無機材が、二酸化マンガン、酸化マンガン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化銅、酸化クロム、又は、酸化ニッケルであると、コート層と金属基材との密着性を向上させることができる。
結晶性無機材が、ジルコニア、イットリア、カルシア、マグネシア、セリア、アルミナ、チタニア、酸化ニオブ、又は、ハフニアであると、コート層の機械的強度を向上させることができる。
またジルコニアは、耐熱性及び耐腐食性に優れるＹ２Ｏ３安定化ジルコニア、ＣａＯ安定化ジルコニア、ＭｇＯ安定化ジルコニア等の安定化ジルコニアであってもよい。
Crystalline inorganic materials include manganese dioxide, manganese oxide, iron oxide, cobalt oxide, copper oxide, chromium oxide, nickel oxide, zirconia, yttria, calcia, magnesia, ceria, alumina, titania, niobium oxide, and hafnia. mentioned.
When the crystalline inorganic material is manganese dioxide, manganese oxide, iron oxide, cobalt oxide, copper oxide, chromium oxide, or nickel oxide, the adhesion between the coat layer and the metal substrate can be improved.
When the crystalline inorganic material is zirconia, yttria, calcia, magnesia, ceria, alumina, titania, niobium oxide, or hafnia, the mechanical strength of the coat layer can be improved.
Zirconia may also be stabilized zirconia such as Y 2 O 3 -stabilized zirconia, CaO-stabilized zirconia, and MgO-stabilized zirconia, which are excellent in heat resistance and corrosion resistance.
結晶性無機材の平均粒子径は特に限定されないが、０．１～１５０μｍであることが好ましい。
結晶性無機材の含有量は特に限定されないが、１～３５重量％であることが好ましい。
Although the average particle size of the crystalline inorganic material is not particularly limited, it is preferably 0.1 to 150 μm.
Although the content of the crystalline inorganic material is not particularly limited, it is preferably 1 to 35% by weight.
本発明のガラス粒子抄造シートは、例えば、有機繊維及び無機繊維の少なくとも一方と、水、ガラス粒子及び有機バインダと、必要に応じて結晶性無機材、分散剤、凝集剤等を含む混合液を成形器に流し込んで脱水、乾燥することで製造することができる。 The glass particle paper-making sheet of the present invention is prepared by, for example, a mixed liquid containing at least one of organic fibers and inorganic fibers, water, glass particles, an organic binder, and, if necessary, a crystalline inorganic material, a dispersant, a flocculant, and the like. It can be produced by pouring it into a molding machine, dehydrating it, and drying it.
分散剤としては、ポリカルボン酸及び／又はその塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物及び／又はその塩、ポリアクリル酸及び／又はその塩、ポリメタクリル酸及び／又はその塩、ポリビニルスルホン酸及び／又はその塩、等のアニオン性高分子系分散剤、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール等のノニオン性高分子系分散剤、などの親水性合成高分子物質；ゼラチン、カゼイン、水溶性でんぷん等の天然親水性高分子物質；カルボキシメチルセルロース等の親水性半合成高分子物質等が挙げられる。
凝集剤としては、例えば、非イオン性ポリアクリルアミド等が挙げられる。
Dispersants include polycarboxylic acid and/or its salts, naphthalenesulfonate formalin condensate and/or its salts, polyacrylic acid and/or its salts, polymethacrylic acid and/or its salts, polyvinylsulfonic acid and/or or salts thereof, and other anionic polymeric dispersants; nonionic polymeric dispersants, such as polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, and polyethylene glycol; hydrophilic synthetic polymeric substances; Natural hydrophilic polymeric substances; hydrophilic semi-synthetic polymeric substances such as carboxymethyl cellulose;
Examples of flocculants include nonionic polyacrylamide.
ガラス粒子抄造シートの一方の表面には、金属酸化物粒子を含む金属酸化物含有層、又は、炭化物粒子を含む炭化物含有層が形成されていることが好ましい。
ガラス粒子抄造シートの表面に金属酸化物含有層又は炭化物含有層が形成されていると、ガラス粒子抄造シートを焼成して得られるコート層の表面に金属酸化物を含む金属酸化物層や炭化物を含む炭化物層を形成することができる。
コート層の表面に金属酸化物を含む金属酸化物層が形成されていると、オゾン分解や尿素分解といった機能を発揮することができる。
コート層の表面に炭化物を含む炭化物層が形成されていると、尿素水や水等の付着を防止できる。
A metal oxide-containing layer containing metal oxide particles or a carbide-containing layer containing carbide particles is preferably formed on one surface of the glass particle sheet.
When the metal oxide-containing layer or the carbide-containing layer is formed on the surface of the glass particle sheet, the metal oxide layer or carbide containing the metal oxide is formed on the surface of the coat layer obtained by firing the glass particle sheet. A carbide layer containing
When a metal oxide layer containing a metal oxide is formed on the surface of the coat layer, functions such as ozonolysis and urea decomposition can be exhibited.
When a carbide layer containing carbide is formed on the surface of the coat layer, adhesion of urea water, water, or the like can be prevented.
本発明のガラス粒子抄造シートは、一方の表面に、金属酸化物含有層と炭化物含有層の両方が形成されていてもよい。
この場合、ガラス粒子抄造シートの一方の表面に金属酸化物含有層が形成され、金属酸化物含有層の表面に炭化物含有層が形成されていてもよいし、ガラス粒子抄造シートの一方の表面に炭化物含有層が形成され、炭化物含有層の表面に金属酸化物含有層が形成されていてもよい。さらには、ガラス粒子抄造シートの一方の表面の一部に金属酸化物含有層が形成され、同表面の金属酸化物含有層が形成されていない部分に炭化物含有層が形成されていてもよい。
Both the metal oxide-containing layer and the carbide-containing layer may be formed on one surface of the glass particle sheet of the present invention.
In this case, a metal oxide-containing layer may be formed on one surface of the glass particle sheet, and a carbide-containing layer may be formed on the surface of the metal oxide-containing layer. A carbide-containing layer may be formed, and a metal oxide-containing layer may be formed on the surface of the carbide-containing layer. Furthermore, a metal oxide-containing layer may be formed on a portion of one surface of the glass particle sheet, and a carbide-containing layer may be formed on a portion of the same surface where the metal oxide-containing layer is not formed.
金属酸化物粒子としては、例えば、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化タングステン、酸化バナジウム及び酸化モリブデン等の粒子が挙げられ、２種以上を併用してもよい。
また、金属酸化物含有層は２層以上形成されていてもよい。
Examples of metal oxide particles include particles of nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, tungsten oxide, vanadium oxide and molybdenum oxide, and two or more of them may be used in combination.
Also, two or more metal oxide-containing layers may be formed.
炭化物粒子としては、カーボン及び炭化タングステン等の粒子が挙げられる。
また、炭化物含有層は２層以上形成されていてもよい。
Carbide particles include particles such as carbon and tungsten carbide.
Also, two or more carbide-containing layers may be formed.
ガラス粒子抄造シートの表面に金属酸化物含有層を形成する方法としては、ガラス粒子抄造シートの表面に金属酸化物粒子を直接吹き付ける方法や、金属酸化物粒子を含む分散液を塗布する方法等が挙げられる。また、金属酸化物粒子と有機バインダと水との混合物を、ドクターブレード法によってシート状に成形して得られるシートを、ガラス粒子抄造シートの表面に貼り付ける方法であってもよい。 Methods for forming a metal oxide-containing layer on the surface of the glass particle sheet include a method of directly spraying metal oxide particles onto the surface of the glass particle sheet, a method of applying a dispersion containing metal oxide particles, and the like. mentioned. Alternatively, a method may be used in which a sheet obtained by molding a mixture of metal oxide particles, an organic binder and water into a sheet by a doctor blade method is attached to the surface of the glass particle sheet.
ガラス粒子抄造シートの表面に炭化物含有層を形成する方法としては、ガラス粒子抄造シートの表面に炭化物粒子を直接吹き付ける方法や、炭化物粒子を含む分散液を塗布する方法等が挙げられる。また、炭化物粒子と有機バインダと水との混合物を、ドクターブレード法によってシート状に成形して得られるシートを、ガラス粒子抄造シートの表面に貼り付ける方法であってもよい。 Examples of the method for forming the carbide-containing layer on the surface of the glass particle sheet include a method of directly spraying carbide particles onto the surface of the glass particle sheet, and a method of applying a dispersion containing carbide particles. Alternatively, a method may be used in which a sheet obtained by molding a mixture of carbide particles, an organic binder, and water into a sheet by a doctor blade method is attached to the surface of the glass particle sheet.
［コート層付き金属基材］
本発明のコート層付き金属基材について説明する。
[Metal substrate with coat layer]
The metal substrate with a coat layer of the present invention will be described.
本発明のコート層付き金属基材は、金属基材の表面にコート層が形成されたコート層付き金属基材であって、上記コート層の厚さのばらつき率が１５％以下であることを特徴とする。
本発明のコート層付き金属基材は、コート層の厚さのばらつき率が１５％以下であるため、応力集中による割れが軽減できる。
The metal base material with a coat layer of the present invention is a metal base material with a coat layer in which a coat layer is formed on the surface of the metal base material, and the thickness variation rate of the coat layer is 15% or less. Characterized by
In the metal substrate with a coat layer of the present invention, since the coating layer thickness variation rate is 15% or less, cracks caused by stress concentration can be reduced.
本発明のコート層付き金属基材の一例について、図２を参照しながら説明する。
図２は、本発明のコート層付き金属基材の一例を模式的に示す斜視図である。
図２に示すように、コート層付き金属基材１００は、円筒形の金属基材４０と金属基材４０の表面に形成されたコート層５０からなる。
コート層の厚さのばらつき率は１５％以下である。
An example of the metal substrate with a coat layer of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of the metal substrate with a coat layer of the present invention.
As shown in FIG. 2 , the coated
The variation rate of the thickness of the coat layer is 15% or less.
コート層の厚さは、５０μｍ～１ｍｍであることが好ましく、１００μｍ～０．５ｍｍであることが好ましい。 The thickness of the coating layer is preferably 50 μm to 1 mm, preferably 100 μm to 0.5 mm.
コート層の気孔率は、２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
コート層の気孔率が２０％以下であると、コート層が緻密で機械的強度に優れる。
The porosity of the coat layer is preferably 20% or less, more preferably 15% or less.
When the porosity of the coat layer is 20% or less, the coat layer is dense and excellent in mechanical strength.
コート層の厚さのばらつき率は、１５％以下であり、１０％以下であることが好ましい。
コート層の厚さのばらつき率は、コート層の厚さを２０箇所で測定した際の、最大値及び最小値の平均値に対する割合から求めることができる。すなわち、コート層付き金属基材の切断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察し、２０箇所におけるコート層の厚さを測定して平均値、最大値及び最小値を算出する。
最大値と最小値の差が平均値の１５％以下であれば、コート層の厚さのばらつき率が１５％以下であり、最大値と最小値の差が平均値の１０％以下であれば、コート層の厚さのばらつき率が１０％以下であるといえる。
The thickness variation rate of the coat layer is 15% or less, preferably 10% or less.
The variation rate of the thickness of the coat layer can be obtained from the ratio of the maximum value and the minimum value to the average value when the thickness of the coat layer is measured at 20 points. That is, the cut surface of the coated metal substrate is observed using a scanning electron microscope (SEM), the thickness of the coated layer is measured at 20 points, and the average, maximum and minimum values are calculated.
If the difference between the maximum value and the minimum value is 15% or less of the average value, the coating layer thickness variation rate is 15% or less, and if the difference between the maximum value and the minimum value is 10% or less of the average value , the variation rate of the thickness of the coating layer is 10% or less.
コート層の表面には、金属酸化物からなる金属酸化物層、又は、炭化物からなる炭化物層が形成されていることが好ましい。 A metal oxide layer made of metal oxide or a carbide layer made of carbide is preferably formed on the surface of the coat layer.
金属酸化物層を構成する金属酸化物としては、例えば、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化タングステン、酸化バナジウム及び酸化モリブデン等が挙げられ、２種以上を併用してもよい。また、金属酸化物層は２層以上形成されていてもよい。
金属酸化物層に酸化ニッケル（ＮｉＯ、Ｎｉ２Ｏ３）、酸化コバルト（Ｃｏ２Ｏ３）、酸化マンガン（ＭｎＯ２）のいずれかが含まれていると、オゾン分解機能を発揮することができる。
金属酸化物層に酸化タングステン、酸化バナジウム又は酸化モリブデンが含まれていると、尿素分解機能を発揮することができる。
Examples of metal oxides forming the metal oxide layer include nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, tungsten oxide, vanadium oxide and molybdenum oxide, and two or more of them may be used in combination. Also, two or more metal oxide layers may be formed.
If the metal oxide layer contains any one of nickel oxide (NiO, Ni2O3 ), cobalt oxide ( Co2O3 ), and manganese oxide ( MnO2 ), the ozone decomposing function can be exhibited . .
When the metal oxide layer contains tungsten oxide, vanadium oxide, or molybdenum oxide, the urea decomposition function can be exhibited.
炭化物層を構成する炭化物としては、カーボン及び炭化タングステン等が挙げられる。
炭化物の表面にはＯＨ基（水酸基）が少ないため、尿素水や水等の付着を防止できる。また、炭化物層は２層以上形成されていてもよい。
Carbides forming the carbide layer include carbon and tungsten carbide.
Since there are few OH groups (hydroxyl groups) on the surface of the carbide, adhesion of urea water, water, etc. can be prevented. Also, two or more carbide layers may be formed.
本発明のコート層付き金属基材では、金属酸化物層と炭化物層の両方が形成されていてもよい。
この場合、コート層の表面に金属酸化物層が形成され、金属酸化物層の表面に炭化物層が形成されていてもよいし、コート層の表面に炭化物層が形成され、炭化物層の表面に金属酸化物層が形成されていてもよい。さらには、コート層の表面の一部に金属酸化物層が形成され、金属酸化物層が形成されていないコート層の表面に炭化物層が形成されていてもよい。
Both the metal oxide layer and the carbide layer may be formed in the coated metal substrate of the present invention.
In this case, a metal oxide layer may be formed on the surface of the coat layer, and a carbide layer may be formed on the surface of the metal oxide layer, or a carbide layer may be formed on the surface of the coat layer, and the carbide layer may have A metal oxide layer may be formed. Furthermore, a metal oxide layer may be formed on a part of the surface of the coat layer, and a carbide layer may be formed on the surface of the coat layer on which the metal oxide layer is not formed.
金属基体の形状は、特に限定されず、平板、半円筒、円筒状の他、その断面の外縁の形状は、楕円形、多角形等の任意の形状であってもよい。また、エンジン部材等、所定の部材の形状であってもよい。
これらの中では、曲面や環状部分を有する形状であることが好ましい。これらの形状は、スプレーコートや刷毛塗り等の従来のコーティング法では液だれを起こしやすいため、厚さの厚いコート層を一度で形成できなかったり、形成されたコート層の厚さがばらつきやすいという問題があった。
これに対して、本発明のコート層付き金属基材は、厚さのばらつき率を低く抑えることができるため、上述したような形状の金属基材であっても、厚さのばらつき率の小さいコート層を形成することができる。
The shape of the metal substrate is not particularly limited, and it may be flat, semi-cylindrical, cylindrical, or any shape such as an elliptical or polygonal cross-sectional outer edge shape. Moreover, it may be in the shape of a predetermined member such as an engine member.
Among these, a shape having a curved surface or an annular portion is preferable. These shapes are prone to dripping with conventional coating methods such as spray coating and brush coating, so it is not possible to form a thick coating layer at once, and the thickness of the formed coating layer tends to vary. I had a problem.
On the other hand, the metal substrate with a coat layer of the present invention can keep the thickness variation rate low, so even if the metal substrate has the shape described above, the thickness variation rate is small. A coat layer can be formed.
金属基材の形状が円筒状である場合、コート層は円筒の外側表面に形成されていてもよく、内側表面に形成されていてもよく、外側表面と内側表面の両方に形成されていてもよい。 When the shape of the metal substrate is cylindrical, the coating layer may be formed on the outer surface of the cylinder, may be formed on the inner surface, or may be formed on both the outer surface and the inner surface. good.
金属基材を構成する材料は特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼、耐熱鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、インコネル（登録商標）、ハステロイ（登録商標）、インバー（登録商標）等が挙げられる。また、これ以外の材料として、各種鋳造品（例えば、鋳鉄、鋳鋼、炭素鋼等）が挙げられる。 Materials constituting the metal substrate are not particularly limited, but examples thereof include stainless steel, heat-resistant steel, aluminum, aluminum alloys, iron, Inconel (registered trademark), Hastelloy (registered trademark), and Invar (registered trademark). Other materials include various castings (for example, cast iron, cast steel, carbon steel, etc.).
本発明のコート層付き金属基材は、例えば、排気管、インシュレータ、エンジン部材、エンジンバルブ等に用いることができる。 The coated metal base material of the present invention can be used for, for example, exhaust pipes, insulators, engine members, engine valves, and the like.
［コート層付き金属基材の製造方法］
本発明のコート層付き金属基材の製造方法について説明する。
[Method for producing a metal substrate with a coat layer]
A method for producing a metal base material with a coat layer of the present invention will be described.
本発明のコート層付き金属基材の製造方法は、金属基材の表面にコート層が形成されたコート層付き金属基材の製造方法であって、本発明のガラス粒子抄造シートを上記金属基材に貼り付ける貼付工程と、上記金属基材及び上記ガラス粒子抄造シートを加熱してガラス粒子を溶融させて、上記金属基材の表面にコート層を形成するコート層形成工程とを含むことを特徴とする。
本発明のガラス粒子抄造シートを金属基材の表面に貼り付けて焼成することによって、ガラス粒子が溶融して金属基材の表面にコート層が形成されるため、本発明のコート層付き金属基材の製造方法は、従来の一般的なコーティング法のようにコーティングと焼き付けを何度も繰り返す必要がなく、生産性に優れる。また従来の一般的なコーティング法のように、コーティング時に液垂れを起こすことがないため、コート層の厚みがばらつくことを抑制することができる。
The method for producing a metal substrate with a coat layer of the present invention is a method for producing a metal substrate with a coat layer in which a coat layer is formed on the surface of a metal substrate. and a coating layer forming step of heating the metal substrate and the glass particle paper-making sheet to melt the glass particles and form a coating layer on the surface of the metal substrate. Characterized by
When the glass particle sheet of the present invention is adhered to the surface of a metal substrate and fired, the glass particles are melted and a coat layer is formed on the surface of the metal substrate. The material manufacturing method does not need to repeat coating and baking many times like the conventional general coating method, so it is highly productive. In addition, unlike the conventional general coating method, dripping does not occur during coating, so variations in the thickness of the coat layer can be suppressed.
［貼付工程］
貼付工程では、本発明のガラス粒子抄造シートを金属基材の表面に貼り付ける。
金属基材の表面に貼り付けるガラス粒子抄造シートの数は特に限定されず、コート層が形成したい領域を覆う形状であれば、２枚以上のガラス粒子抄造シートを貼り付けてもよい。
[Affixing process]
In the attaching step, the glass particle paper-making sheet of the present invention is attached to the surface of the metal substrate.
The number of glass particle paper-making sheets to be attached to the surface of the metal substrate is not particularly limited, and two or more glass particle paper-making sheets may be attached as long as the shape covers the area where the coat layer is desired to be formed.
貼付工程において、ガラス粒子抄造シートを２枚以上重ねて金属基材の表面に貼り付けてもよい。
ガラス粒子抄造シートを２枚以上重ねることで、コート層の厚さをより厚くすることができる。
In the attaching step, two or more glass particle paper-making sheets may be laminated and attached to the surface of the metal substrate.
By stacking two or more glass particle paper-making sheets, the thickness of the coat layer can be increased.
ガラス粒子抄造シートは、可燃性のバンドや粘着性テープ等によって、金属基材の表面に固定してもよい。
また、ガラス粒子抄造シートの一方の表面の少なくとも一部に粘着層を形成しておき、該粘着層が金属基材と接触するようにガラス粒子抄造シートを金属基材の表面に貼り付けることによって、ガラス粒子抄造シートを金属基材の表面に固定してもよい。
The glass particle paper-making sheet may be fixed to the surface of the metal substrate with a combustible band, adhesive tape, or the like.
Alternatively, by forming an adhesive layer on at least a part of one surface of the glass particle sheet, and attaching the glass particle sheet to the surface of the metal substrate so that the adhesive layer is in contact with the metal substrate. Alternatively, the glass particle paper-making sheet may be fixed to the surface of the metal substrate.
［焼成工程］
焼成工程における焼成条件は特に限定されないが、４００～１１００℃で３～１２０分であることが好ましい。
焼成温度は６００～１１００℃であることがより好ましい。
[Baking process]
The firing conditions in the firing step are not particularly limited, but are preferably 400 to 1100° C. for 3 to 120 minutes.
More preferably, the firing temperature is 600 to 1100°C.
本発明のコート層付き金属基材の製造方法では、上記貼付工程の前に、上記金属基材の表面の一部にガラス粒子を含むガラス組成物をスプレーコートするスプレー工程をさらに備え、上記貼付工程において、上記ガラス組成物がスプレーコートされた部分に上記ガラス粒子抄造シートのつなぎ目をあわせることが好ましい。
スプレー工程において、金属基材の表面の一部にガラス粒子を含むガラス組成物をスプレーコートし、貼付工程において、ガラス組成物がスプレーコートされた部分にガラス粒子抄造シートのつなぎ目をあわせることで、ガラス組成物によってガラス粒子抄造シートのつなぎ目を埋めて、コート層のヒケを抑制することができる。
The method for producing a metal substrate with a coat layer of the present invention further comprises a spray step of spray-coating a glass composition containing glass particles on a part of the surface of the metal substrate before the attaching step. In the step, it is preferable to align the joint of the glass particle paper-making sheet with the portion spray-coated with the glass composition.
In the spraying step, a part of the surface of the metal substrate is spray-coated with a glass composition containing glass particles. The joints of the glass particle sheet can be filled with the glass composition to suppress sink marks in the coating layer.
ガラス組成物を構成するガラス粒子と、ガラス粒子抄造シートを構成するガラス粒子とは、同じであってもよく、異なっていてもよいが、ガラス組成物を構成するガラス粒子の軟化点が、ガラス粒子抄造シートを構成するガラス粒子の軟化点よりも低いことが好ましい。
ガラス組成物を構成するガラス粒子の軟化点が、ガラス粒子抄造シートを構成するガラス粒子の軟化点よりも低いと、焼成工程において、ガラス組成物がガラス粒子抄造シートよりも先に軟化し、ガラス粒子抄造シートのつなぎ目に浸透することによって、つなぎ目を埋めて、コート層のヒケをより抑制することができる。
The glass particles constituting the glass composition and the glass particles constituting the glass particle sheet may be the same or different, but the softening point of the glass particles constituting the glass composition is It is preferably lower than the softening point of the glass particles forming the particle paper sheet.
When the softening point of the glass particles constituting the glass composition is lower than the softening point of the glass particles constituting the glass particle sheet, the glass composition softens earlier than the glass particle sheet in the firing step, and the glass By penetrating into the joints of the particle paper-making sheet, the joints can be buried and sink marks in the coat layer can be further suppressed.
本発明のコート層付き金属基材の製造方法では、上記金属基材と接触しない上記ガラス粒子抄造シートの表面には、金属酸化物粒子を含む金属酸化物含有層を形成する工程をさらに備えることが好ましい。
ガラス粒子抄造シートの表面に金属酸化物粒子を含む金属酸化物含有層を形成する工程をさらに備えることで、コート層の表面に金属酸化物を含む層を形成することができ、オゾン分解や尿素分解といった機能を発揮することができる。
The method for producing a metal substrate with a coat layer of the present invention further includes a step of forming a metal oxide-containing layer containing metal oxide particles on the surface of the glass particle paper-making sheet that does not come into contact with the metal substrate. is preferred.
By further providing a step of forming a metal oxide-containing layer containing metal oxide particles on the surface of the glass particle paper sheet, a layer containing a metal oxide can be formed on the surface of the coating layer, and ozonolysis and urea It can perform functions such as decomposition.
ガラス粒子抄造シートの表面に金属酸化物粒子を含む金属酸化物含有層を形成する方法としては、例えば、ガラス粒子抄造シートの表面に金属酸化物粒子を直接吹き付ける方法や、金属酸化物粒子を含む分散液を塗布する方法等が挙げられる。 Examples of the method for forming a metal oxide-containing layer containing metal oxide particles on the surface of the glass particle sheet include a method of directly spraying metal oxide particles onto the surface of the glass particle sheet, and a method of forming a layer containing metal oxide particles. Examples include a method of applying a dispersion liquid.
本発明のコート層付き金属基材の製造方法では、上記貼付工程の後に、貼り付けられた上記ガラス粒子抄造シートの表面に、金属酸化物粒子を含む金属酸化物シートを貼り付けることが好ましい。
貼付工程の後に、ガラス粒子抄造シートの表面に金属酸化物シートを貼り付けることで、コート層の表面に金属酸化物を含む層を形成することができる。
In the method for producing a metal substrate with a coat layer of the present invention, it is preferable that a metal oxide sheet containing metal oxide particles is attached to the surface of the attached glass particle paper-making sheet after the attaching step.
After the attaching step, a layer containing a metal oxide can be formed on the surface of the coat layer by attaching the metal oxide sheet to the surface of the glass particle paper-making sheet.
金属酸化物粒子を含む金属酸化物シートは、例えば、金属酸化物粒子と有機バインダと水との混合物を、ドクターブレード法によってシート状に成形することにより得ることができる。 A metal oxide sheet containing metal oxide particles can be obtained, for example, by molding a mixture of metal oxide particles, an organic binder and water into a sheet by a doctor blade method.
金属酸化物粒子としては、例えば、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化タングステン、酸化バナジウム及び酸化モリブデン等の粒子が挙げられ、２種以上を併用してもよい。
金属酸化物含有層に酸化ニッケル（ＮｉＯ、Ｎｉ２Ｏ３）、酸化コバルト（Ｃｏ２Ｏ３）、酸化マンガン（ＭｎＯ２）のいずれかの粒子が含まれていると、金属酸化物層がオゾン分解機能を発揮することができる。
金属酸化物含有層に酸化タングステン、酸化バナジウム又は酸化モリブデンの粒子が含まれていると、金属酸化物層が尿素分解機能を発揮することができる。
また、組成が異なる２層以上の金属酸化物含有層を、コート層の表面に形成してもよい。
組成が異なる２層の金属酸化物含有層をコート層の表面に形成する場合、例えば、金属酸化物の組成が異なる２つの分散液を、ガラス粒子抄造シートの表面に順次吹き付けたあと焼成する方法や、金属酸化物の組成が異なる第１の金属酸化物シート及び第２の金属酸化物シートを、ガラス粒子抄造シートの表面に順次貼り付けた後焼成する方法等が挙げられる。
Examples of metal oxide particles include particles of nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, tungsten oxide, vanadium oxide and molybdenum oxide, and two or more of them may be used in combination.
If the metal oxide-containing layer contains particles of any one of nickel oxide (NiO, Ni2O3 ), cobalt oxide ( Co2O3 ), and manganese oxide ( MnO2 ) , the metal oxide layer is exposed to ozone. It can exhibit decomposition function.
When the metal oxide-containing layer contains particles of tungsten oxide, vanadium oxide, or molybdenum oxide, the metal oxide layer can exhibit the urea decomposition function.
Also, two or more metal oxide-containing layers having different compositions may be formed on the surface of the coat layer.
When two metal oxide-containing layers with different compositions are formed on the surface of the coating layer, for example, two dispersions with different metal oxide compositions are sequentially sprayed onto the surface of the glass particle papermaking sheet and then fired. Alternatively, a first metal oxide sheet and a second metal oxide sheet having different metal oxide compositions are successively adhered to the surface of the glass particle sheet and then fired.
本発明のコート層付き金属基材の製造方法では、上記金属基材と接触しない上記ガラス粒子抄造シートの表面に、炭化物粒子を含む炭化物含有層を形成する工程をさらに備えることが好ましい。
ガラス粒子抄造シートの表面に炭化物粒子を含む炭化物含有層を形成する工程をさらに備えることで、コート層の表面に炭化物を含む炭化物層を形成することができる。
また炭化物の表面にはＯＨ基（水酸基）が少ないため、尿素水や水等の付着を防止できる。
It is preferable that the method for producing a coated metal base material of the present invention further includes a step of forming a carbide-containing layer containing carbide particles on the surface of the glass particle paper-making sheet that does not come into contact with the metal base material.
By further including the step of forming a carbide-containing layer containing carbide particles on the surface of the glass particle paper sheet, a carbide layer containing carbide can be formed on the surface of the coat layer.
Also, since there are few OH groups (hydroxyl groups) on the surface of the carbide, adhesion of urea water, water, etc. can be prevented.
ガラス粒子抄造シートの表面に炭化物粒子を含む炭化物含有層を形成する方法としては、例えば、ガラス粒子抄造シートの表面に炭化物粒子を直接吹き付ける方法や、炭化物粒子を含む分散液を塗布する方法等が挙げられる。 Methods for forming a carbide-containing layer containing carbide particles on the surface of the glass particle sheet include, for example, a method of directly spraying carbide particles onto the surface of the glass particle sheet, a method of applying a dispersion containing carbide particles, and the like. mentioned.
炭化物含有層を構成する炭化物粒子としては、カーボン及び炭化タングステン等の粒子が挙げられ、２種以上を併用してもよい。
従って、炭化物粒子としては、カーボン及び炭化タングステンの少なくとも一方を含むことが好ましい。
また、組成が異なる２種以上の炭化物含有層を、ガラス粒子抄造シートの表面に形成してもよい。
また、炭化物含有層は、上記金属酸化物含有層の表面に形成されていてもよい。
Carbide particles constituting the carbide-containing layer include particles such as carbon and tungsten carbide, and two or more of them may be used in combination.
Therefore, the carbide particles preferably contain at least one of carbon and tungsten carbide.
Also, two or more carbide-containing layers having different compositions may be formed on the surface of the glass particle sheet.
Moreover, the carbide-containing layer may be formed on the surface of the metal oxide-containing layer.
本発明のコート層付き金属基材の製造方法では、上記貼付工程の後に、貼り付けられた上記ガラス粒子抄造シートの表面に、炭化物粒子を含む炭化物シートを貼り付けることが好ましい。
貼付工程の後に、ガラス粒子抄造シートの表面に炭化物シートを貼り付けることで、コート層の表面に炭化物を含む層を形成することができる。
In the method for producing a metal base material with a coat layer of the present invention, it is preferable that a carbide sheet containing carbide particles is attached to the surface of the attached glass particle papermaking sheet after the attaching step.
A layer containing carbide can be formed on the surface of the coat layer by attaching a carbide sheet to the surface of the glass particle paper-making sheet after the attaching step.
炭化物粒子を含む炭化物シートは、例えば、炭化物粒子と有機バインダと水との混合物を、ドクターブレード法によってシート状に成形することにより得ることができる。 A carbide sheet containing carbide particles can be obtained, for example, by molding a mixture of carbide particles, an organic binder and water into a sheet by a doctor blade method.
本発明のコート層付き金属基材の製造方法の一例について図３（ａ）～図３（ｄ）を参照しながら説明する。
図３（ａ）～図３（ｄ）は、本発明のコート層付き金属基材の製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
図３（ａ）に示すように、まず、金属基材４０の外側表面の一部に、ガラス粒子を含むガラス組成物６０をスプレーコート法等の手段により塗布する。
続いて、図３（ｂ）に示すように、金属基材４０の外側表面に、ガラス粒子抄造シート１を貼り付ける。このとき、ガラス粒子抄造シート１の端部がガラス組成物６０と重なるように位置を合わせる。ガラス粒子抄造シート１を完全に貼り付けると、図３（ｃ）に示すように、ガラス粒子抄造シート１同士の端部につなぎ目７０が形成されるが、つなぎ目７０の下方には、ガラス組成物６０が配置されている。
焼成工程を行うことによって、図３（ｄ）に示すように、ガラス組成物６０とガラス粒子抄造シート１がコート層５０となり、金属基材４０の外側表面にコート層５０が形成されたコート層付き金属基材１００が得られる。コート層付き金属基材１００には、ガラス粒子抄造シート１同士のつなぎ目７０があった部分（二点鎖線で示す領域）にもコート層５０が形成されており、ヒケがない。
An example of the method for producing a metal substrate with a coat layer according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3(a) to 3(d).
3(a) to 3(d) are perspective views schematically showing an example of the method for producing a metal substrate with a coat layer of the present invention.
As shown in FIG. 3A, first, a
Subsequently, as shown in FIG. 3B, the
By carrying out the firing step, as shown in FIG. 3D, the
１ ガラス粒子抄造シート
１０ ガラス粒子
２０ 有機バインダ
３０ 繊維
４０ 金属基材
５０ コート層
６０ ガラス組成物
７０ つなぎ目
１００ コート層付き金属基材
1
Claims (13)
前記ガラス粒子抄造シートはガラス粒子及び有機バインダを含み、有機繊維及び無機繊維の少なくとも一方を含み、
前記ガラス粒子抄造シートの一方の表面には、金属酸化物粒子を含む金属酸化物含有層、又は、炭化物粒子を含む炭化物含有層が形成されていることを特徴とするガラス粒子抄造シート。 A glass particle papermaking sheet for forming a coating layer on the surface of a metal substrate by heating and melting,
The glass particle paper-making sheet contains glass particles and an organic binder, and contains at least one of organic fibers and inorganic fibers,
A glass particle sheet, wherein a metal oxide-containing layer containing metal oxide particles or a carbide-containing layer containing carbide particles is formed on one surface of the glass particle sheet.
厚さが２ｍｍ以下である請求項１に記載のガラス粒子抄造シート。 The content of the organic binder is 30% by weight or less,
The glass particle sheet according to claim 1, having a thickness of 2 mm or less.
請求項１～７のいずれかに記載のガラス粒子抄造シートを前記金属基材に貼り付ける貼付工程と、
前記金属基材及び前記ガラス粒子抄造シートを加熱してガラス粒子を溶融させて、前記金属基材の表面にコート層を形成するコート層形成工程とを含み、
前記貼付工程の前に、前記金属基材の表面の一部にガラス粒子を含むガラス組成物をスプレーコートするスプレー工程をさらに備え、
前記貼付工程において、前記ガラス組成物がスプレーコートされた部分に前記ガラス粒子抄造シートのつなぎ目をあわせることを特徴とするコート層付き金属基材の製造方法。 A method for producing a metal substrate with a coat layer, in which a coat layer is formed on the surface of the metal substrate,
an attaching step of attaching the glass particle sheet according to any one of claims 1 to 7 to the metal substrate;
a coating layer forming step of heating the metal substrate and the glass particle paper-making sheet to melt the glass particles to form a coating layer on the surface of the metal substrate ;
Further comprising a spraying step of spray-coating a glass composition containing glass particles on a part of the surface of the metal substrate before the attaching step,
A method for producing a coated metal base material, wherein in the attaching step, a seam of the glass particle sheet is aligned with a portion spray-coated with the glass composition.
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