防錆の方法について

質問

鉄粉の表面をさびないようにする方法について質問します。
一般に鉄板の場合、クロムの不動態形成（酸化皮膜形成）によって防錆を行うことは知っていますが、クロム以外で鉄粉を防錆する方法はないでしょうか？
出来れば環境に優しい（有害でない）方法が好ましいのですが・・・

回答No.8

TEOS · ベストアンサー

正直申して、　私も鉄粉関係から足を洗って、
現在は違うことしてます。

これは　超極秘事項ですが、既に特許の権利を放棄して、有る程度　公開されていることかも知れません。
他社が依然　保有してるかも知れませんが・・・
簡単に書きます。

私が　鉄粉を樹脂に混ぜて　酸素を吸う樹脂を
作っていた時です。

私の使った鉄粉は、空気中の水分で反応するのですが、
ポリ袋で単品で保存すれば、半年くらい錆びません
でした。（非常に活性の高い　還元鉄）
還元鉄は、お判りですよね？？

樹脂を作る際は、鉄粉に触媒を混ぜて混合し、
樹脂と混ぜて　ペレットにしてました。
その際は　ガスバリヤー性のフイルム　ＫＯＮ　ＫＯＰの材質に入れて、空気を抜いて、密封します。
この状態で　１年経過後も　変化は有りません。

実際に使う場合は、　ペレットをそのまま成形して、
商品にしたり　それを他の樹脂に入れてサンド成形も
やりました。

常に　空気と遮断しておけば、錆びることもなく、
酸素も吸います。

あなたの使い方は　こんな感じでは無いのでしょうか。
磁性鉄でも　同様ですが、活性が無いので、
錆びることは無いので　この問題は出ませんね。

あなたが使ってる鉄粉は　活性が有るのでしょうね。
トータルＦｅの純度は　不明ですが、純鉄に近い組成の
はずですよね。
市販品で　無活性の物も有ります。
　（もしかしたら　メーカーごと特注かも）
色々なグレードが有るので、取引メーカーと、
市販品で希望品が無いか　調べる必要が有ります。

グレードにより　特性が全く異なります。
他のメーカーも色々有りますので、当たって下さいね。

鉄粉メーカーとは　１０社以上取引が有り、最低でも
１０００グレード近くは試作を繰り返しました。
私の方は　活性を高めて　反応を持続させるかが
目標でしたので、　もしかしたら　ご希望が反対かも
知れません。　活性が低い鉄粉なら　幾らでも手に入る
はずです。　他メーカーも　ワークしてみて下さい。
自作は　設備が無いなら　避けた方が良いです。
同じ物が毎回と思いますので、　ただでさえ鉄粉は
焼成温度のわずかな差で　全く異なるものが出来ます。
熟練になれば、見た目で　出来具合が判断できます。

自作するなら　メーカーに希望する物を試作させて、
製法を聞き出し　自分で作りましょう。（勧めませんが）

ここに　鉄粉メーカーを　実名で記載は迷惑が掛かるので止めますが、　あなたの取引メーカーの　Ｋ社は１００グレードは、鉄粉有ります。　カタログで調べて下さい。

樹脂に練り込むのは　特殊な使い方です。
情報が少ないかも知れません。

アドバイス出来ることが有れば、返事します。
色々コメント下さい。

私の聞きたいのは　差し支えが無ければ　用途です。
樹脂が水に触れれば　少しは錆びます。
錆びないようにするには、酸素を通さない樹脂で
全体をくるめば　解決ですが・・・

回答ではないかも？

回答No.7

noname#21649

＞１、球形状、鱗片有り、粒度８０～１２０ミクロンです。
よりわかる範囲で。
球形より．比較的低濃度の酸素を含む窒素気流中での噴霧。
りんぺんあり．より．ある程度の酸素が入っている。酸素の存在で．粉が固まりにならない。

表面は．亜酸化鉄膜で覆われている。おそらく．油などの混入はなし。

＞熱可塑性プラスチックなので、
重合方法が分からないのですが．おそらく．ラジカル重合剤（ホリエチレン等と想定）を使っていることから．加熱により．末端活性基が外に出てきて．空気中の水と反応．酸を生成していると考えられます。
簡単なのは．真空引きでしょう。下手な窒素置換よりも低酸素．低水がえられます。熱を加えていることから．真空配管を浄化槽のような水の中を通すことで．真空ポンプをいためるような変なぶしつを除去可能でしょう。
もっとも．真空ポンプ自体が安いので．特に保護機構を設けず使い潰して行くことも考えられます。

私にわかる範囲はこの程度です。

回答No.6

noname#21649

>鉄粉をプラスチックに混合する前に化学的に前処理をして
ぼうちゅう・有機・金属は専門外なので．とんでもない答えになる可能性があります。

まず．近所の工業試験所等で．次の点を調べてみてください。
１．鉄粉の電子顕微鏡写真。りゅうどと形状から．製法が見当つく場合があります。
もし．りんぺんじょう粉を使っている場合でしたらば．球状粉に変えることで．錆の生成速度を減少することが可能です。
また．りゅうどを調べて．細かい粉を含まないように．なるべく荒い粉を使用することも．気休めですが．ある程度の効果があります。

２．硬化前プラスチックの赤外分光。末端OH．COOH等の存在から．錆の化学反応機構が見当つく場合があります。
ルイスさんを避ける方向で．プラスチックの選定を行います。

３．硬化前プラスチックを水でちゅうしつして．ちゅうしつ成分を調べてください。簡単な方法としては（当然金もかかる）．
水でちゅうしつした成分をエーテルちゅうしつして．エーテル成分を濃縮．ガスクロマトグラフィ－マススペクトル（島津あたりの危機分析メーカーのサイトを探すと．分析してくれる場合の値段表が見つかる筈です）を採ると．大体の成分が見当つきます。
水のｐHが酸性に偏っている場合には．かくはん機を真空かくはん機に変更するしか方法はないでしょう。

４．表面処理剤の選定は．次のようになります。
A．鉄粉（現実には．空気酸化されている筈なので．酸化鉄や亜酸化鉄との反応性になります）と強い化学結合をする分子構造を持つこと。
B. 酸素を立つ必要性から．安定した高次構造をもつプラスチックに簡単な処理で化学変化すること
C. 変化したプラスチックと混ぜるプラスチックとの親和性が高い（ある程度の化学反応力をもつ）こと
このあたりを見当つけるのであれば．日本化学会編集．実験化学講座．丸善の錯体の関係を眺めてください。ある程度のヒントが見つかる筈です。

作った鉄と他のぶしつとの化学反応を想定する場合に限ります。
D.生成したコートぶしつが．化学反応を阻害しないこと。
私の場合には．焼き物に使用しますので．必ず焼成します。つまり．無機塩類の混入や塩素化合物の混入が問題になります。また．スチレン系化合物を使用したことがありますが．熱分解でスチレンガス（悪臭ぶしつとして法規制の対象）が生成することが問題となりまた。

最後に．化学反応して安定な状態になるのが．コート処理後のコート剤です。つまり．強い化学反応性があるので．真空かくはん機など空気中の水分がコート中に入ると．コートを妨害することになります。
また．研磨法で作られた粉の場合には．機会油が錆止めとして混ざっている場合があり．機械油の除去（アセトン洗浄．条件によっては石油エーテル（エーテルとはまったく別なぶしつ））程度の洗浄に緩和されるかもしれません。
いずれにしても．空気を立つこと．表面をきれいに保つこと．は必須です。

お礼

返答有り難うございます。
１、球形状、鱗片有り、粒度８０～１２０ミクロンです。
２，熱可塑性プラスチックなので、溶融状態のＩＲは測定不可です。
３，熱可塑なので、硬化前の溶融状態がありません。
４，変性ポリマーなんかが良いかもしれませんね。
参考できる部分は参考させていただきます。

回答No.5

TEOS

詳細にご返事頂いてないので、憶測で書きます。
鉄粉の表面に酸化膜作ればいいんでしょ？
高濃度の酸素の中で加温して、表面に酸化膜を作る。
黒錆を作れば　それ以上錆びません。

または　高純度の純鉄を精製出来れば、錆びません。
すぐに表面に酸化膜が出来ます。結合が固いので、
中まで酸素が入り込めません。

鉄粉の種類によりますが、表面の鱗が取れて錆が中に
進んでいくのです。　表面に鱗が無い鉄粉が出来れば、
錆は進みません。

参考までに　酸化鉄は、発火するほど活性化は有りませんね？？　微粉の還元鉄なら、水分と触媒が有れば、
瞬時に高熱が出ますので　発火するかもね？　

活性の有る鉄粉なら、樹脂と混合後も酸素を吸収するので、錆は進行すると思いますが、　どのように保存してるの？？　　錆びることによる悪影響は何ですか？
一番聞きたいことが　補足されて無いので。
出来れば　用途も！！！

鉄粉の特性が判らないと回答しにくいのですが？？
電顕写真を撮るとか？？
自社で　鉄粉の処理は出来るのですか？
他社でやらすなら、そこの会社に聞けば、
物性情報は　入るはずですが？？

細かい情報下さい。

お礼

返答有り難うございます。ちなみに使用するのは川○製鉄　アトマイズ鉄粉です。
粒度は８０～１２０ミクロン。電顕で見たら鱗片のある球形状の物でした。
メーカーに聞いたら、表面処理はやりたがらない（お金にならない）ようなので
自分でやってみようかと思います。

回答No.4

TEOS

以前は　鉄粉を使う仕事をしていました。
簡単に言えば　酸素と水分を遮断できれば、
鉄粉を錆びないようにできます。

方法１　
脱酸素剤を入れて　ガスバリアー性フイルムで包めば、
鉄の酸化が止まります。
　ただ　使い方を誤ると　脱酸素剤の回りが錆びます。

その２
シリカゲル等の鉄粉と反応しない乾燥剤を入れて、
ガスバリアー性のフイルムに入れて、
なるべく空気を抜いて保存する。

その２の方が、無難かも知れません。
鉄粉を入れる袋は厚地にポリエチ袋でも　ＯＫです。

参考までに　どんな鉄粉　使ってますか？？
回答頂ければ　ちゃんとコメント出来ますが？？　

樹脂と練り込むと言うことは、その後も鉄粉の酸化は進むと思いますが？？
その樹脂は　どのように　保管してますか？？

私も、還元鉄粉と樹脂を練り込んでサンプルを作った事が
有ります。

たぶん　回答する中では　たぶん　一番鉄粉には
詳しいと思います。

差し支えなければ、　伏せ字で良いので　鉄粉メーカーか
鉄粉の製法を　記載して貰えませんか？？　

ご返事待ってます！！！

補足

鉄粉の保管方法ではなくて、表面をコーティングしてからプラスチックに混ぜ込んで、鉄粉入りのプラスチックを錆びなくしたいと思っています。
だから、クロムや亜鉛で鉄粉表面に保護層を作ったりしています。
しかし、クロムや亜鉛は使いたくないので、他の元素で保護層を作ることは出来ないかおたずねします。
鉄粉メーカーや製法は、今のところわかりません。悪しからず。

回答No.3

hi_ymkw

お望みの方法を直接知っているわけではありませんが参考程度に。
　鉄粉を使用している身近なものとして磁気記録テープがあります。初期のそれは酸化鉄を使用していましたが「メタルテープ」の名称で呼ばれるものは鉄粉を使用しています。大昔に聞いた話ではあまりに微粒なため空気中で粉をかき混ぜただけで火が着くような反応性に富むものです。たぶんバインダーを工夫してるのだと思いますが磁気記録テープ製造者は、それを空気中に長時間暴露しても酸化させない技術を持っています。
　というわけで、詳細は上記の製造者も調べてみては如何でしょうか？

お礼

有り難うございます。早速調べさせてもらいます。
特許なんかを調べてみようと思います。

回答No.2

noname#21649

鉄粉を錆を作って使う方が普通の立場にいます。
簡単なのは．真空ですね。ロータリーポンプ程度で何とかなるでしょう。
酸素とより飯能しやすい何かも同時に入れておき．残った酸素（水を含む）を除去します。

補足

下にも書きましたが、鉄粉を混ぜたプラスチックを通常使用条件（大気中）で使用して錆びることに困っています。真空もいいかもしれませんが、大気中で錆びないこと様にしたいので・・・・

回答No.1

CAW

うーん、なんで酸化させたくないのでしょうか
使い捨てカイロなんか積極的に酸化させてますよね。
目的というか何がしたいかによります。
ひとつのやり方として、粒子を樹脂コーティングなんていうのが
考えられるのですが、それこそ何のために？です

補足

目的が明確でなくスイマセン。実は鉄粉を混ぜたプラスチックが錆びて
困っているのです。
鉄粉をプラスチックに混合する前に化学的に前処理をして
錆びないようにするのが目的なのです。