(57)【要約】      （修正有）【課題】対象基材の表面に容易に形成でき、溶融金属やスラグに対する難濡れ性を有することでこれらの付着を防止でき、かつ、基材に対する熱移動や高温化を防止できる被覆材、および、この被覆材を備えた断熱部材を提供することを目的とする。【解決手段】試料採取容器１の容器本体３などの表面に被覆され、これら部材への溶融金属またはスラグの付着防止用、および、該部材の高温化防止用の被覆材２であって、焼成珪藻土と、シリカ微粒子と、有機バインダーとを含むスラリーによる被覆乾燥材であり、シリカ微粒子が、一次粒子の平均粒子径が１０〜４０ｎｍであるヒュームドシリカであり、スラリーの全固形質量に対して、焼成珪藻土が８０〜９５質量％、シリカ微粒子が３〜７質量％、有機バインダーが１〜３質量％、それぞれ含まれる。【選択図】図２
2020060322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象基材の表面に被覆され、該対象基材への溶融金属またはスラグの付着防止用、および、該対象基材の高温化防止用の被覆材であって、
該被覆材は、焼成珪藻土と、シリカ微粒子と、有機バインダーとを含むスラリーによる被覆乾燥材であり、
前記シリカ微粒子が、一次粒子の平均粒子径が１０〜４０ｎｍであるヒュームドシリカであることを特徴とする被覆材。
【請求項２】
前記被覆材が、無機接着剤を含まないことを特徴とする請求項１記載の被覆材。
【請求項３】
前記スラリーの全固形質量に対して、前記焼成珪藻土が８０〜９５質量％、前記シリカ微粒子が３〜７質量％、前記有機バインダーが１〜３質量％、それぞれ含まれることを特徴とする請求項１または請求項２記載の被覆材。
【請求項４】
前記有機バインダーが、澱粉、ポリ酢酸ビニル、およびポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の被覆材。
【請求項５】
前記被覆材が、シリコーン樹脂、リン酸アルミニウム、および合成樹脂繊維から選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の被覆材。
【請求項６】
基材と、その表面に被覆された被覆材とを備える耐熱部材であって、
前記被覆材が、請求項１から請求項５までのいずれか１項記載の被覆材であることを特徴とする耐熱部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製造業において高温の金属溶湯が飛散して溶融金属が付着する出湯口や周辺設備、または金属溶湯の試料採取のために金属溶湯中に浸漬される試料採取容器（柄杓）など、溶融金属と接触する設備や部材の表面に形成される溶融金属付着防止用・高温化防止用の被覆材、および、この被覆材を備えた耐熱部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料を溶解や精錬する電気炉や精錬炉を用いた溶製過程においては、金属溶湯の温度測定や成分分析のために試料採取が行なわれている。試料採取では試料採取容器（柄杓）とその保持具を溶湯中に浸漬する必要があり、使用するこれらの器具は、その基材表面に耐熱被覆材を設けることで保護されている。また、金属製造業において高温の金属溶湯の飛散による出湯口の金属の付着や飛散金属の周辺設備への付着を防止するために、これらの箇所には上記同様に耐熱被覆材が設けられている。また、優れた耐熱被覆材は、これを被覆する基材に対する熱移動および高温化を防止することで、溶融金属の付着防止とともに、使用器具基材の酸化劣化を防止することにも役立つ。
【０００３】
耐熱被覆材の一例として、鋼材を溶接する際に飛散するスパッタが、溶接箇所の周辺部に付着するのを防止する防止剤が知られている。例えば、特許文献１には、無機物や無機化合物の微粉末と、水、ジカルボン酸、金属水酸化物、トリアゾール類、キレート剤、飽和脂肪酸、および不飽和脂肪酸からなる群より選択される１以上の物質とを含み、さらに、無機バインダーである珪酸ナトリウム水溶液（水ガラス）などを含む溶接スパッタ付着防止剤が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、同様の目的の防止剤として、特許文献２には、シラスなどのガラス質火山砕屑物の微粒子と、水とを混合してなる溶接スパッタ付着防止剤が提案されている（特許文献２参照）。この防止剤では、天然物たるガラス質火山砕屑物の良好な展伸性と粘着性を利用し、溶接対象部材に均一で密着性の高い塗膜が形成できるとされている。
【０００５】
一般に耐熱被覆材においては、使用の都度、金属が付着するため、１回または数回の使用の後において付着状況を確認しながら、次回作業開始までに、付着金属を掃き出し、削り取り、水洗などにより除去する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３２４２１７号公報
【特許文献２】特開２０１３−７５３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の除去作業は主に手作業であるため、相当な時間と労力が必要であり、設備の稼働コストを高価なものとしている。また、少子高齢化により労働者数の不足、一人あたりの労働量の軽減化、作業合理化も急務である。さらに、試料採取の場合は、作業者が金属製の採取容器にて汲み取り、鋳型まで採取した試料が十分な流動性が保持している時間内に迅速に流し込みを終えねばならず、危険を伴う作業となっている。前回作業時の金属試料が、使用する金属製容器に付着している場合が多く、作業の安全性にも悪影響を及ぼしている。
【０００８】
特許文献１において水ガラスなどの無機バインダーを利用すると、無機バインダーのガラス化による溶融金属やスラグとの親和性（濡れ性）が認められ、該無機バインダーを含まない場合と比較して溶融金属やスラグが付着しやすくなり、繰り返し使用可能回数が少なくなる場合がある。また、特許文献２の防止剤は、被覆作業は容易であるが、ガラス質火山砕屑物が有する粘着性などのみによって被覆固定されているため、熱衝撃や機械的衝撃が負荷される条件下では、剥がれやすくなるおそれがある。その他、十分な断熱性が担保できない場合には、付着した溶融金属の固着が起こりやすくなり、高温酸化による部品の変形などのおそれもある。これらの結果、除去作業の軽減化や作業合理化が図れず、また、作業の安全性を十分に担保できないおそれがある。
【０００９】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、対象基材の表面に容易に形成でき、溶融金属やスラグに対する難濡れ性を有することでこれらの付着を防止でき、かつ、基材に対する熱移動や高温化を防止できる被覆材、および、この被覆材を備えた断熱部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】
【００１０】
本発明の被覆材は、対象基材の表面に被覆され、該対象基材への溶融金属またはスラグの付着防止用、および、該対象基材の高温化防止用の被覆材であって、該被覆材は、焼成珪藻土と、シリカ微粒子と、有機バインダーとを含むスラリーによる被覆乾燥材であり、上記シリカ微粒子が、一次粒子の平均粒子径が１０〜４０ｎｍであるヒュームドシリカであることを特徴とする。特に、上記被覆材が、無機接着剤を含まないことを特徴とする。
【００１１】
上記スラリーの全固形質量に対して、上記焼成珪藻土が８０〜９５質量％、上記シリカ微粒子が３〜７質量％、上記有機バインダーが１〜３質量％、それぞれ含まれることを特徴とする。
【００１２】
上記有機バインダーが、澱粉、ポリ酢酸ビニル、およびポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする。
【００１３】
上記被覆材が、シリコーン樹脂、リン酸アルミニウム、および合成樹脂繊維から選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の耐熱部材は、基材と、その表面に被覆された被覆材とを備える耐熱部材であって、上記被覆材が、本発明の被覆材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の被覆材は、焼成珪藻土と、シリカ微粒子と、有機バインダーとを含むスラリーによる被覆乾燥材であり、上記シリカ微粒子が、一次粒子の平均粒子径が１０〜４０ｎｍであるヒュームドシリカであるので、対象基材の表面に容易に密着して形成でき、溶融金属やスラグに対する難濡れ性を有し、これらの付着を防止できる。また、基材に対する熱移動および高温化を防止でき、溶融金属の固着が起こりにくく、高温酸化による基材となる部品の変形を防止できる。これらの結果、付着金属などの除去作業なしでの繰り返し使用の限度回数が大幅に増加し、除去作業の軽減化や作業合理化が図れ、また、作業の安全性についても確保しやすくなる。
【００１６】
また、上記スラリーの全固形質量に対して、焼成珪藻土が８０〜９５質量％、シリカ微粒子が３〜７質量％、有機バインダーが１〜３質量％、それぞれ含まれるので、溶融金属やスラグに対する難濡れ性や、基材に対する熱移動および高温化の抑制性能に優れる。
【００１７】
上記有機バインダーが、澱粉、ポリ酢酸ビニル、およびポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１つであるので、これらの有機バインダーは少量で強固な接着力を有し、珪藻土粉体の結合やシリカ微粒子の結合が強固に維持される。
【００１８】
本発明の耐熱部材は、基材と、その表面に被覆された上記被覆材とを備えるので、溶融金属やスラグに対する難濡れ性を有し、これらの付着を防止できる。また、高温酸化による変形を防止できる。さらに、被覆材の主成分に安価な珪藻土を使用するため製造コストが安くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の耐熱部材（試料採取容器）の一例を示す図である。
【図２】図１における容器部分の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の被覆材は、溶融金属付着防止用・高温化防止用の被覆材であり、金属溶湯の試料採取などのために金属溶湯中に浸漬される試料採取容器（柄杓）などの溶融金属と接触する部材表面に形成されるものである。また、上記試料採取容器と同様の条件で使用される工具や、周辺機材、床、壁などの被覆材としても利用できる。本発明の被覆材は、材料として珪藻土を主成分に使用し、その結合剤として有機バインダーを積極的に用い、かつ、所定のシリカ微粒子（ヒュームドシリカ）を含む材料を使用している点に特徴がある。
【００２１】
従来、有機バインダーは、無機バインダーに比べて耐熱性や耐火性が著しく低く、有機バインダーを結合剤として使用した被覆材を金属溶湯に浸漬した場合には有機質が激しく燃焼して焼損消失すると同時に、激しいスプラッシュを発生させると考えられてきた。そのため、通常、その使用量はできる限り抑える手法が採られている。本発明では、珪藻土を被覆材の主成分とし、その結合剤として有機バインダーを敢えて使用する手法を採用している。有機バインダー単体の耐熱性・耐火性は低いものの、その接着力は強力であるため、多孔質粉体である珪藻土の結合剤として使用した際には、珪藻土粉体の結合が強固に維持される。また、被覆材中において、これらの珪藻土粉体と、配合するシリカ微粒子とを結合する際にも有用となる。また、無機バインダー（無機接着剤、特に珪酸ソーダ）を使用しないことで、無機バインダーのガラス化による溶融金属やスラグとの親和性も認められない。
【００２２】
上述のとおり、金属溶湯の試料採取の場合、作業者が、試料の十分な流動性が保持されている時間内における迅速な作業が必要であるところ、本発明の被覆材は、高温の金属溶湯中の金属に浸漬した場合、接触界面において熱の移動が損なわれるため、金属が被覆材表面に固着されることがない。これは、珪藻殻には細孔部のみならず表面に微細な針状凸部を有するので、溶湯との接触部分が極めて少なく、被覆対象となる容器、使用工具、器具、部品などの耐熱部材の基材からの冷却が減少され、流動性が保持できるためである。
【００２３】
このことは、例えば、試料採取作業において時間をかけて行なえることを意味し、作業者が安全を確保できることとなる。また、使用する採取容器の強熱酸化のやせも防ぐことができることにより、基材そのものが保護されるので殊更肉厚でなくともよく、軽量化が可能であり、作業者の負担軽減にもなる。また、同様に溶湯の固着および高温酸化による変形などの不具合を未然に防ぐことができ、メンテナンスの負担を軽減せしめることも可能とした。
【００２４】
本発明の被覆材を用いた被覆材および該被覆材を備えた断熱部材の一例を図１および図２に基づいて説明する。図１は本発明の耐熱部材（試料採取容器）の一例を示す概要図であり、図２は図１における容器部分の拡大断面図である。
試料採取容器１は、いわゆる柄杓である。図１に示すように、試料採取容器１は、長尺の保持具４の先端に容器本体３が溶接などにより固定された構造を有する。試料採取容器１は、金属材料を溶解や精錬する電気炉や精錬炉を用いた溶製過程において、金属溶湯の温度測定や成分分析のための試料採取の際に、溶湯中に浸漬される。
【００２５】
図２に示すように、試料採取容器１は、その表面に被覆材２が形成されている。試料採取の際には、容器本体３を保持具４ごと金属溶湯に浸漬させて金属溶湯５を汲み取る。このため、被覆材２は、これらの表面全体にわたって被覆されている。被覆材２は、金属製の容器本体３と保持具４に対して、所定のスラリーを吹き付け、刷塗り、またはディッピングなどにより付着させた後、水分を乾燥させることで形成される。この場合、自然乾燥でも強制乾燥でもよく、図のような試料採取容器の場合、炉上直上にかざすことにより直ちに使用できる。
【００２６】
被覆材２は、珪藻土と、シリカ微粒子と、有機バインダーとを含むスラリーによる被覆乾燥材であり、上記シリカ微粒子が、一次粒子の平均粒子径が１０〜４０ｎｍであるヒュームドシリカである。特に、被覆材２は、焼成珪藻土を主成分とし、これに少量の所定のシリカ微粒子を必須で加えたものを有機バインダーで結合させたものである。また、「スラリーによる被覆乾燥材」とは、上記スラリーを基材に対して被覆させ、乾燥させてなる部材である。
【００２７】
被覆材２においては、スラリーの全固形質量に対して、焼成珪藻土が８０〜９５質量％、シリカ微粒子が３〜７質量％、有機バインダーが１〜３質量％、それぞれ含まれることが好ましい。好ましくは、スラリーの全固形質量に対して、焼成珪藻土が８８〜９５質量％、シリカ微粒子が３〜７質量％、有機バインダーが１〜３質量％である。より好ましくは、スラリーの全固形質量に対して、焼成珪藻土が９０〜９３質量％、シリカ微粒子が５〜７質量％、有機バインダーが１〜３質量％である。
【００２８】
また、後述するシリコーン樹脂、リン酸アルミニウム、合成樹脂繊維をスラリー中に含む場合には、これらは合計でスラリーの全固形質量に対して５質量％以下とすることが好ましい。また、シリコーン樹脂を被覆材の表面にコーティングする場合には、スラリー自体にはこれを含まない。その他、微量成分として、分散助剤、無機助剤（無機接着剤は除く）などを含んでいてもよい。
【００２９】
また、上記にように、焼成珪藻土、シリカ微粒子、有機バインダーの３成分以外の固形分をスラリー中に含む場合には、スラリー中のこれら３成分の合計固形質量に対して、焼成珪藻土が８０〜９５質量％、シリカ微粒子が３〜７質量％、有機バインダーが１〜３質量％、それぞれ含まれることが好ましい。好ましくは、スラリー中のこれら３成分の合計固形質量に対して、焼成珪藻土が８８〜９５質量％、シリカ微粒子が３〜７質量％、有機バインダーが１〜３質量％である。
【００３０】
珪藻土は、藻類の一種である珪藻の化石よりなる堆積物であり、その主成分（８５重量％以上）は二酸化珪素である。これにアルミナや酸化鉄、他の成分が僅かに含まれる。珪藻土は、殻を壊さない程度に粉砕したものを用いる。珪藻の殻には微細な孔が多数開いており、珪藻土は体積当たりの重さが非常に小さい。このように珪藻土は、殻に微細な孔を大量に保有しており、高温の溶融金属とは真接触面積が非常に少ない多孔質粉体であるため、断熱性や耐火性に優れる。焼成珪藻土は、珪藻土を焼成したものである。未焼成珪藻土と比較して、不純物が少なく、耐熱性に優れる。また、本発明で使用できる焼成珪藻土の平均粒子径（レーザー法による５０％平均粒子径）は、１０〜４０μｍであることが好ましく、１０〜２０μｍであることがより好ましい。
【００３１】
シリカ微粒子としては、一次粒子の平均粒子径（レーザー法による５０％平均粒子径）が１０〜４０ｎｍであるヒュームドシリカを用いる。このシリカは、原料の珪素塩化物を高温で焼成することで得られる。このようなシリカとして、例えば、四塩化珪素を気化し、超高温（１０００℃以上）の水素炎中において気相反応によって合成して得られた、アモルファス状態の単離シリカが挙げられる。ヒュームドシリカは、その表面に親水性のシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）を有する。また、製造時において液相に移行することがなく、ゆるい凝集体であるため、水への分散性に優れる。ヒュームドシリカとして、表面のシラノールを化学反応させた疎水性シリカ微粒子があるが、本発明ではこのような表面シラノール基を改質していない、親水性シリカ微粒子（非疎水性シリカ微粒子）を用いることが好ましい。
【００３２】
焼成珪藻土と有機バインダーに加えて、このシリカ微粒子を併用することで、珪藻土粉体間の隙間に、有機バインダーとともにシリカ微粒子が入り込み、難濡れ性を向上させるとともに、被覆形成時のスラリーの液だれの防止が図れる。
【００３３】
有機バインダーとしては、特に限定されず、例えば、澱粉、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、エラストマー、カゼインなどを使用できる。特に、入手性などから、澱粉、ポリ酢酸ビニル、またはポリビニルアルコールを用いることが好ましい。これらの有機バインダーは、少量で強固な接着力を有する。
【００３４】
有機バインダーの接着力が強力であるため、それで結合された多孔質の珪藻土が断熱性を長く保持して有機バインダーの温度上昇を妨げるとともに、外気の酸素が有機バインダーに到達するのを妨げ、その発火を遅らせていると考えられる。この効果は、金属溶湯中においても同様に発揮されると考えられる。また、金属溶湯中は大気中と異なり、酸素が殆ど存在しないため、有機バインダーは酸素の存在しない雰囲気で高温加熱される。このような加熱では、有機バインダーは燃焼するのではなく乾留される。乾留により有機バインダーに含まれる水素、酸素は、水や二酸化炭素となって揮散する。しかし、炭素成分が相対的に多く含まれるため、残余の炭素が還元された状態で残り、それが金属溶湯中に溶け込むまでの間、珪藻土やシリカ微粒子を結合させた状態に維持する。そのため珪藻土やシリカ微粒子の結合した状態が長く継続し、被覆材として優れた耐久性を有する。
【００３５】
また、金属溶湯に浸漬した際において、被覆材に有機バインダーを使用した場合、無機バインダーを使用した場合よりもスプラッシュの発生が少ない。これは、有機バインダーは接着力が強く、その使用量が少なくて済むため、有機バインダーの乾留により発生する気体の発生量も少ない。発生した気体は外側に残る多孔質珪藻殻やシリカ微粒子間の微細な隙間を抜け、微細な気泡となって金属溶湯中に噴出する。このように気体の発生量が少なく、かつ、微細な気泡となって金属溶湯中に噴出するためにスプラッシュの発生が抑制されると考えられる。
【００３６】
また、被覆材は、シリコーン樹脂、リン酸アルミニウム、および合成樹脂繊維から選ばれる少なくとも１つを含むことができる。シリコーン樹脂は、例えば、スラリーに配合されるのではなく、表面被覆材として被覆形成される。高温時の使用ではなく、水分存在環境下での断熱用途使用に際しては、被覆材の形成後にその表面をシリコーン樹脂でコーティングすることで、水分が被覆材に吸収されることを防止できる。
【００３７】
リン酸アルミニウムとしては、第一リン酸アルミニウムが使用できる。また、合成樹脂繊維としては、ポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂繊維、ナイロン繊維などが使用できる。これらは被覆材を補強するために、必要に応じて配合される。その他、微量成分として、アタパルジャイト、ベントナイト、モンモリロナイトなどの粘土鉱物や、ガラス繊維、セラミック繊維、カーボン繊維などの無機繊維を配合してもよい。
【００３８】
被覆材２の形成用のスラリーは、各材料を用いて、例えば、最初にシリカ微粒子と有機バインダーを水に分散させて溶液を作り、これに焼成珪藻土を加え混練することなどで得られる。水と固形分との比率は、（水：固形分）＝（１：２）〜（１：５）程度とし、被覆材の対象基材の用途・形状などにより適宜調整できる。このスラリーを用いて、吹き付け、刷塗り、またはディッピングなどにより対象基材に付着させた後、水分を乾燥させて被覆材が形成される。
【００３９】
この被覆材は、金属、プラスチック、コンクリートなど、種々の材質の対象基材表面に対して形成できる。被接着面に強力な有機バインダーの接着剤が機能し、断熱体本体の珪藻殻自体が骨材として機能するため、強固な接合が可能となる。
【００４０】
本発明では、焼成珪藻土と、これより微細なシリカ微粒子とを併用し、これらを有機バインダーを加えたスラリーとすることで、塗布乾燥後に得られる被覆材において、焼成珪藻土の殻が、被覆材表面に均一な配列をなし、第一次的に難濡れ性を持ち、高温の溶融金属のぬれ角度が１５０度以上の性能を有する。また、珪藻土粉体間の隙間にシリカ微粒子が入り込み、難濡れ性を向上させるとともに、被覆時の液だれの防止が図れる。珪藻土は、文字通り珪藻殻の珪化物であり、珪藻類が長い年月に地上水の溶存シリカの影響を受け化石化したものであり、他の含水金属珪酸塩鉱物とは異なった成り立ちおよび構造を有する。このため、高温の溶融金属からの金属イオンの透過はなく他の鉱物とは異なった性質を持つ。高温の溶融金属中の活発な自由電子の影響を受けにくく、塗布層界面にて親和することが少ないので、金属、スラグを非常に容易に除去できる。特に、珪藻殻は多孔質体であるため、使用器具の高温酸化も防止でき、器具の劣化を防止し、逆に溶融金属の放熱も防止し得るので、時間をかけた安全な作業が可能となる。
【００４１】
また、本発明の被覆材は、業務用冷蔵庫の金属製断熱扉にも応用でき、優れた断熱性を保証し、従来は松材などの樹木を用いていたものより飛躍的に軽量化できる。また、優れた防音性を有しており、防音扉にも利用できる。また、発火速度はほぼゼロであるため、火災時にも延焼を防ぐことができる。また、高温溶解中の炉上の作業用の金属製梯子や通路は、高温溶湯の放射熱により安全靴の底が溶けるほどの熱透過があり、また、それらの金属からの再放熱が作業場の温度を上昇させ作業環境を劣悪なものとしているケースが見られる。本発明の被覆材をこのような通路の強熱伝播方向の面に被覆させることで、被覆表面を素手で触れることができる程度の表面温度とでき、作業場内も１０℃以上の温度降下が長期にわたり期待できる。
【実施例】
【００４２】
試験例１
本発明の耐熱部材として、鉄製の柄杓の表面に被覆材を有する部材を製作した。まず、被覆材を形成するためのスラリーとして、焼成珪藻土と、ヒュームドシリカ（平均粒子径４０ｎｍ）と、有機バインダーであるポリ酢酸ビニルとを水に分散したスラリーを得た。このスラリーは、全固形質量に対して、焼成珪藻土が９３質量％、ヒュームドシリカが５質量％、ポリ酢酸ビニルが２質量％含まれるよう調整した。また、固形分と水との重量比は１：３であった。柄杓の容器本体部分をこのスラリー中に浸漬した後、数分間、自然乾燥させて被覆材を形成した。
この柄杓を用い、１５００℃の溶融銑鉄を鋳型に流し込む作業を、一定の間隔をおいて複数回行い、柄杓表面の損傷や銑鉄の付着状況を観察した。観察の結果、１０回実施後においても、柄杓表面に損傷や銑鉄の付着は認められなかった。
【００４３】
試験例２
本発明の耐熱部材として、鉄製の柄杓の表面に被覆材を有する部材を製作した。まず、被覆材を形成するためのスラリーとして、焼成珪藻土と、ヒュームドシリカ（平均粒子径４０ｎｍ）と、有機バインダーであるポリ酢酸ビニルとを水に分散したスラリーを得た。このスラリーは、全固形質量に対して、焼成珪藻土が９０質量％、ヒュームドシリカが７質量％、ポリ酢酸ビニルが３質量％含まれるよう調整した。また、固形分と水との重量比は１：３であった。柄杓の容器本体部分をこのスラリー中に浸漬した後、数分間、自然乾燥させて被覆材を形成した。
この柄杓を用い、１５００℃の溶融銑鉄を鋳型に流し込む作業を、一定の間隔をおいて複数回行い、柄杓表面の損傷や銑鉄の付着状況を観察した。観察の結果、１２回実施後においても、柄杓表面に損傷や銑鉄の付着は認められなかった。
【００４４】
試験例３
本発明の耐熱部材として、鉄製の柄杓の表面に被覆材を有する部材を製作した。まず、被覆材を形成するためのスラリーとして、焼成珪藻土と、湿式シリカと、有機バインダーであるポリ酢酸ビニルとを水に分散したスラリーを得た。このスラリーは、全固形質量に対して、焼成珪藻土が９３質量％、湿式シリカが５質量％、ポリ酢酸ビニルが２質量％含まれるよう調整した。また、固形分と水との重量比は１：３であった。柄杓の容器本体部分をこのスラリー中に浸漬した後、数分間、自然乾燥させて被覆材を形成した。
この柄杓を用い、１５００℃の溶融銑鉄を鋳型に流し込む作業を、一定の間隔をおいて複数回行い、柄杓表面の損傷や銑鉄の付着状況を観察した。観察の結果、７回実施後において、銑鉄の付着が認められた。
【００４５】
試験例４
本発明の耐熱部材として、鉄製の柄杓の表面に被覆材を有する部材を製作した。まず、被覆材を形成するためのスラリーとして、焼成珪藻土と、ヒュームドシリカ（平均粒子径４０ｎｍ）と、有機バインダーであるポリ酢酸ビニルと、無機バインダーである珪酸ソーダとを水に分散したスラリーを得た。このスラリーは、全固形質量に対して、焼成珪藻土が９０質量％、ヒュームドシリカが５質量％、ポリ酢酸ビニルが２質量％、珪酸ソーダが３質量％含まれるよう調整した。また、固形分と水との重量比は１：３であった。柄杓の容器本体部分をこのスラリー中に浸漬した後、数分間、自然乾燥させて被覆材を形成した。
この柄杓を用い、１５００℃の溶融銑鉄を鋳型に流し込む作業を、一定の間隔をおいて複数回行い、柄杓表面の損傷や銑鉄の付着状況を観察した。観察の結果、５回実施後において、銑鉄の付着が認められた。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の被覆材は、対象基材の表面に容易に形成でき、溶融金属やスラグに対する難濡れ性を有することでこれらの付着を防止でき、かつ、基材に対する熱移動や高温化を防止できるので、金属製造業において高温の金属溶湯が飛散して溶融金属が付着する出湯口や周辺設備、または金属溶湯の試料採取のために金属溶湯中に浸漬される試料採取容器など、溶融金属と接触する設備や部材に対する被覆材として広く利用できる。
【符号の説明】
【００４７】
１  試料採取容器（柄杓）
２  被覆材
３  容器本体
４  保持具
５  金属溶湯
【図１】
2020060322.tif 000003
【図２】
2020060322.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月8日(2019.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象基材の表面に被覆され、該対象基材への溶融金属またはスラグの付着防止用、および、該対象基材の高温化防止用の被覆材であって、
該被覆材は、焼成珪藻土と、シリカ微粒子と、有機バインダーとを含むスラリーによる被覆乾燥材であり、
前記被覆材が、無機接着剤である珪酸ソーダを含まず、
前記シリカ微粒子が、一次粒子の平均粒子径が１０〜４０ｎｍであるヒュームドシリカであり、
前記スラリーの全固形質量に対して、前記焼成珪藻土が８０〜９５質量％、前記シリカ微粒子が３〜７質量％、前記有機バインダーが１〜３質量％、それぞれ含まれることを特徴とする被覆材。
【請求項２】
前記有機バインダーが、澱粉、ポリ酢酸ビニル、およびポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の被覆材。
【請求項３】
前記被覆材が、シリコーン樹脂、リン酸アルミニウム、および合成樹脂繊維から選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の被覆材。
【請求項４】
基材と、その表面に被覆された被覆材とを備える耐熱部材であって、
前記被覆材が、請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の被覆材であることを特徴とする耐熱部材。