DE102009054789B4

DE102009054789B4 - Hitzebeständige Farbe

Info

Publication number: DE102009054789B4
Application number: DE102009054789.4A
Authority: DE
Inventors: Kaoru Miyahara; Hiroyuki Yoshida; Fujio Umebayashi; Shinsuke Mochizuki
Original assignee: OSHIMA KOGYO CO; Honda Motor Co Ltd; Oshima Kogyo Co Ltd
Current assignee: OSHIMA KOGYO CO; Honda Motor Co Ltd; Oshima Kogyo Co Ltd
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2029-12-17
Also published as: DE102009054789B9; JP4871951B2; US8084528B2; ITTO20090968A1; US20100168308A1; DE102009054789A1; JP2010155890A; IT1397661B1

Abstract

Hitzebeständige Farbe, die Silikonharz und/oder Epoxidharz sowie schwarzes Pigment enthält, wobei das schwarze Pigment Mangan und Kupfer enthält; der Mangangehalt in dem schwarzen Pigment 25–45 Masse-%, umgewandelt in MnO, ist; der Kupfergehalt in dem schwarzen Pigment 5–25 Masse-%, umgewandelt in CuO, ist; und der Siliziumgehalt in dem schwarzen Pigment 3 Masse-% oder weniger, umgewandelt in SiO2 ist und wobei das schwarze Pigment weiterhin Aluminium enthält, und der Aluminiumgehalt in dem schwarzen Pigment 5–10 Masse-%, umgewandelt in Al2O3, ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft hitzebeständige Farbe.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Als hitzebeständige Farbe sind Farben, die schwarzes Pigment enthalten, das aus Kompositoxiden zusammengesetzt ist, bekannt. Als die entsprechenden Kompositoxide sind das Fe-Cu-Mn-Cr-System (z. B. Patentdokument 1), das Cu-Mn-Fe-System (z. B. Patentdokument 2) und so weiter bekannt.
Hitzebeständige Farbe findet dort Anwendung, wo Hitzebeständigkeit erforderlich ist, wie zum Beispiel Farbe, die dazu dient, das äußere Erscheinungsbild von Schalldämpfem von zweirädrigen Kraftfahrzeugen zu verbessern (Patentdokument 1).

Patentdokument 1: Japanische Geprüfte Patentanmeldung Nr. H07-026059
Patentdokument 2: Japanische Ungeprüfte Patentanmeldung, Erste Veröffentlichung Nr. 2002-309123

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein Diagramm, welches die Beziehung der Temperatur bei der Prüfung der Hitzebeständigkeit und des Farbunterschieds ΔE*₉₄ vor und nach der Prüfung der Hitzebeständigkeit von Farbfilmen, die von den hitzebeständigen Farben der Beispiele 1 bis 6 gebildet werden, zeigt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Problem, das die Erfindung lösen soll Im Übrigen erreicht die Oberflächentemperatur des Schalldämpfers, für den Fall, dass der Schalldämpfer eines zweirädrigen Kraftfahrzeugs einen internen Katalysator hat, hohe Temperaturen von 350°C oder mehr. Wenn jedoch gewöhnlich erhältliche schwarze Pigmente verwendet werden, können Farben, die hohen Temperaturen von 350°C oder mehr über einen langen Zeitraum ausgesetzt sind, allmählich ausbleichen. Das Ausbleichen ist bei Farbe in der Nähe des Katalysators besonders stark ausgeprägt, was Farbunregelmäßigkeit zwischen Farbe, die sich in der Nähe des Katalysators befindet und Farbe, die weiter von diesem entfernt ist, hervorrufen kann.
Die vorliegende Erfindung stellt hitzebeständige Farbe bereit, die dazu geeignet ist, einen Farbfilm zu bilden, der das Ausbleichen auch in Umgebungen mit hoher Temperatur im Bereich von 350–650°C verhindert.
Mittel zur Lösung des Problems
Die hitzebeständige Farbe der vorliegenden Erfindung ist eine hitzebeständige Farbe, die Silikonharz und/oder Epoxidharz sowie schwarzes Pigment enthält, wobei das schwarze Pigment Mangan und Kupfer enthält, wobei der Mangangehalt in dem schwarzen Pigment 25–45 Masse-%, umgewandelt in MnO, ist, der Kupfergehalt in dem schwarzen Pigment 5–25 Masse-%, umgewandelt in CuO, ist, und der Siliziumgehalt in dem schwarzen Pigment 3 Masse-% oder weniger, umgewandelt in SiO₂, ist.
Erfindungsgemäß beträgt der MnO-Gehalt in dem schwarzen Pigment somit 25–45 Masse-%, der CuO-Gehalt in dem schwarzen Pigment 5–25 Masse-%, und der SiO₂-Gehalt in dem schwarzen Pigment 3 Masse-% oder weniger.
Das oben genannte schwarze Pigment enthält weiterhin Aluminium, und es ist erfindungsgemäß, dass der Aluminiumgehalt in dem oben genannten schwarzen Pigment 5–10 Masse-%, umgewandelt in Al₂O₃, ist.
Erfindungsgemäß beträgt der Al₂O₃-Gehalt in dem schwarzen Pigment somit 5–10 Masse-%.
Das oben genannte schwarze Pigment enthält bevorzugt weiterhin Eisen und es ist bevorzugt, dass der Eisengehalt in dem oben genannten schwarzen Pigment 15–65 Masse-%, umgewandelt in Fe₂O₃, ist, und 15–35 Masse-% ist stärker bevorzugt.
Das oben genannte schwarze Pigment enthält bevorzugt weiterhin Natrium und es ist bevorzugt, dass der Natriumgehalt in dem oben genannten schwarzen Pigment mehr als 0 Masse-% und 2 Masse-% oder weniger, umgewandelt in Na₂O, ist.
Wirkungen der Erfindung
Die hitzebeständige Farbe der vorliegenden Erfindung ist dazu geeignet, einen Farbfilm zu bilden, der das Ausbleichen auch in Umgebungen mit hoher Temperatur im Bereich von 350–650°C verhindert
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
<Hitzebeständige Farbe>
Die hitzebeständige Farbe der vorliegenden Erfindung enthält Silikonharz und/oder Epoxidharz sowie schwarzes Pigment, und enthält Lösungsmittel, Additive und dergleichen, soweit notwendig.
Die Konzentration des Feststoffgehalts der hitzebeständigen Farbe kann entsprechend dem Harztyp, dem Anwendungsverfahren, der Dicke des Farbfilms und so weiter passend ausgewählt werden.
Der Gehalt an schwarzem Pigment in dem Feststoffgehalt der hitzebeständigen Farbe ist gewöhnlich 20–40 Masse-%.
(Harz)
Silikonharz umfasst lineare Silikonharze (Dimethyl-Silikonharz, Methylphenyl-Silikonharz und dergleichen) und modifizierte Silikonharze (Epoxid-modifiziertes Silikonharz, Polyester-modifiziertes Silikonharz und dergleichen), und lineare Silikonharze sind bevorzugt. Es kann ein Typ des Silikonharzes alleine verwendet werden, oder es können zwei oder mehr Typen in Kombination verwendet werden.
Epoxidharz umfasst Bisphenol A-Epoxidharz und Bisphenol F-Epoxidharz und dergleichen. Es kann ein Typ des Epoxidharzes alleine verwendet werden, oder es können zwei oder mehr Typen in Kombination verwendet werden.
Es ist auch akzeptabel, das Silikonharz und das Epoxidharz kombiniert zu verwenden.
(Schwarzes Pigment)
Das schwarze Pigment besteht aus Kompositoxiden, die Mangan und Kupfer enthalten.
Der Mangangehalt in dem schwarzen Pigment ist 25–45 Masse-%, umgewandelt in MnO, und der Kupfergehalt in dem schwarzen Pigment ist 5–25 Masse-%, umgewandelt in CuO. Wenn die Mangan- und Kupfergehalte innerhalb der entsprechenden Bereiche sind, dann gibt es viele Elemente, die stabil als MnO (schwarz) und CuO (schwarz) existieren können, auch unter oxidierenden Bedingungen, und somit wird das Ausbleichen des Farbfilms in Umgebungen mit hoher Temperatur verhindert.
Auch wenn die Mangan- und Kupfergehalte innerhalb der entsprechenden Bereiche sind, wird das Ausbleichen des Farbfilms in Umgebungen mit hoher Temperatur tendenziell gefördert, wenn eine große Menge an Silizium in dem schwarzen Pigment enthalten ist. Folglich ist es wichtig, dass das schwarze Pigment so wenig Silizium wie möglich enthält. Insbesondere soll der Siliziumgehalt in dem schwarzen Pigment 3 Masse-% oder weniger, umgewandelt in SiO₂, sein.
Es ist erfindungsgemäß, dass das schwarze Pigment weiterhin Aluminium enthält.
Es ist erfindungsgemäß, dass der Aluminiumgehalt in dem schwarzen Pigment 5–10 Masse-%, umgewandelt in Al₂O₃, ist. Wenn der Aluminiumgehalt 5 Masse-% oder mehr, umgewandelt in Al₂O₃, ist, wird die Oxidation von anderen in dem schwarzen Pigment enthaltenen Elementen verhindert, und die Entfärbung der Farbe wird verhindert. Da Al₂O₃ selbst weiß ist, ist es bevorzugt, dass der Aluminiumgehalt 10 Masse-% oder weniger, umgewandelt in Al₂O₃, ist, um ein dunkleres Schwarz herzustellen.
Es ist bevorzugt, dass das schwarze Pigment weiterhin Eisen enthält.
Es ist bevorzugt, dass der Eisengehalt in dem schwarzen Pigment 15–65 Masse-%, umgewandelt in Fe₂O₃, ist. Wenn der Eisengehalt innerhalb des entsprechenden Bereichs ist, wird das Ausbleichen des Farbfilms in Umgebungen mit hoher Temperatur weiter verhindert. Da Fe₂O₃ (rotbraun) durch Oxidation von FeO (schwarz) hergestellt wird, ist es, vom Standpunkt der Verhinderung der Entfärbung des Farbfilms aufgrund von Oxidation, starker bevorzugt, dass der Eisengehalt 15–35 Masse-%, umgewandelt in Fe₂O3, ist,.
Es ist bevorzugt, dass das schwarze Pigment weiterhin Natrium enthält.
Es ist bevorzugt, dass der Natriumgehalt in dem schwarzen Pigment mehr als 0 Masse-% und 2 Masse-% oder weniger, umgewandelt in Na₂O, ist. Wenn der Natriumgehalt innerhalb des entsprechenden Bereichs ist, wird das Ausbleichen des Farbfilms in Umgebungen mit hoher Temperatur weiter verhindert.
Das schwarze Pigment kann, falls erforderlich, andere Elemente (wie z. B. Barium, Schwefel, Calcium, Titan, Phosphor, Kalium, Chrom, Magnesium und Chlor) innerhalb eines Bereichs, der die Wirkungen der vorliegenden Erfindungen nicht beeinträchtigt, enthalten.
Das schwarze Pigment kann mittels eines konventionellen Herstellungsverfahrens hergestellt werden.
Der Gehalt jedes Elements, das in dem schwarzen Pigment enthalten ist, kann eingestellt werden, indem das Mischungsverhältnis der Ausgangsmaterialien (wie z. B. Metallsalze), die verwendet werden, um das schwarze Pigment herzustellen, eingestellt wird.
Der Gehalt jedes Elements, das in dem schwarzen Pigment enthalten ist, wird mittels Röntgenfluoreszenzanalyse bestimmt.
(Lösungsmittel)
Lösungsmittel umfassen aromatische Verbindungen (wie z. B. Toluol und Xylol) und Alkohole (wie z. B. Butanol) und dergleichen.
(Additive)
Additive umfassen bekannte Additive, wie z. B. Füllstoffe (zum Beispiel Verstärkungsmittel und Verschnittpigmente), Rostschutzpigmente, Verdickungsmittel, Härtemittel und Dispergiermittel.
Verstärkungsmittel umfassen Aluminiumphosphat, Calciummolybdat und so weiter.
Verschnittpigmente umfassen Glimmerpulver, Kaliumtitanatfasern, Silikatpigment, Calciumcarbonat, Bariumsulfat und so weiter. Rostschutzpigmente umfassen metallisches Zinkpulver und so weiter.
(Verfahren zum Aufbringen von Farbe)
Ein Verfahren zum Aufbringen von Farbe unter Verwendung der hitzebeständigen Farbe der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren, hitzebeständige Farbe auf ein Ausgangsmaterial aufzubringen und eine Wärmebehandlung durchzuführen.
Als das Aufbringverfahren können bekannte Verfahren zum Aufbringen (wie z. B. Streichen oder Sprühen) verwendet werden.
Die Wärmebehandlungsbedingungen können gemäß den Harz- und Lösungsmitteltypen, der Konzentration des Feststoffgehalts der Farbe, der Dicke der Schicht und so weiter in geeigneter Weise bestimmt werden.
Es ist auch akzeptabel, vorab eine Grundierungsschicht, die Rostschutzpigmente enthält, auf der Oberfläche des Ausgangsmaterials zu bilden und eine Strahlbearbeitung durchzuführen, um das Haftvermögen des Farbfilms zu verbessern.
(Beispiele)
Beispiele werden unten gezeigt.
Beispiel 1 ist das Erfindungsbeispiel und Beispiele 2 bis 6 sind die Vergleichsbeispiele.
Die Messverfahren und Evaluierungsverfahren der Beispiele sind, wie folgt.
(Röntgenfluoreszenzanalyse)
Unter Verwendung eines Röntgenfluoreszenzanalysegeräts (ZSX100e, hergestellt von Rigaku Co.) wurde die Röntgenfluoreszenzanalyse mittels des Brikett-Verfahrens durchgeführt. Insbesondere wurde schwarzes Pigment unter Verwendung einer Pressmaschine zu einer scheibenförmigen Probe geformt, die entsprechende scheibenförmige Probe wurde in eine Haltevorrichtung des Röntgenfluoreszenzanalysegeräts eingesetzt und ihre Röntgenfluoreszenzintensität wurde gemessen. Mittels des FP-Quantifizierungsverfahrens (d. h. Fundamental-Parameter-Methode) wurde ein quantitativer Wert erhalten und unter Verwendung eines Glühverlustwerts des schwarzen Pigments, der vorab gemessen wurde, korrigiert, und der Gehalt jedes Elements wurde bestimmt.
(Farbunterschied ΔE*₉₄)
Hitzebeständige Untersuchungsproben wurden durch Aufbringen der hitzebeständigen Farbe auf ein Substrat (SUS 409L) und Erhitzen desselben für 20 Minuten bei 180°C, um einen Farbfilm mit einer Dicke von 20–30 μm zu bilden, angefertigt. Hinsichtlich des Farbfilms der entsprechenden Proben wurde die Farbmessung von L*, a*, b* in einem kolorimetrischen L*a*b*-System unter Verwendung eines Kolorimeters (CM-700d, hergestellt von Konica-Minolta Sensing Co.) gemäß JIS 28730 durchgeführt.
Die Proben wurden einer Prüfung der Hitzebeständigkeit unterzogen, indem sie für 24 Stunden auf vorgeschriebene Temperaturen (200°C, 300°C, 400°C, 500°C, 600°C) erhitzt wurden. Die Farbmessung von L*, a*, b* wurde gleichermaßen auf dem Farbfilm der Proben nach der Prüfung der Hitzebeständigkeit durchgeführt.
Die Farbunterschiede ΔE*₉₄ wurden aus L*, a*, b* vor und nach der Prüfung der Hitzebeständigkeit gemäß JIS 28730 bestimmt.
(Beispiele 1–6)
Es wurden schwarze Pigmente mit den in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungen (die Ergebnisse der Röntgenfluoreszenzanalyse) hergestellt. 30 Masseteile des jeweiligen schwarzen Pigments, 50 Masseteile an linearem Silikonharz (TSR1452, hergestellt von Momentive Performance Materials Japan, ein konsolidiertes Unternehmen; Feststoffgehalt: 60 Masse-%) und 20 Masseteile Lösungsmittel (Xylol) wurden miteinander vermischt, um die hitzebeständigen Farben der Beispiele 1 bis 6 zu erhalten. Proben für die Prüfung der Hitzebeständigkeit wurden unter Verwendung der entsprechenden hitzebeständigen Farben angefertigt und die Farbunterschiede ΔE*₉₄ vor und nach der Prüfung der Hitzebeständigkeit des Farbfilms wurden erhalten. Die Ergebnisse sind in 1 gezeigt.
Bezüglich des aus den hitzebeständigen Farben der Vergleichs-Beispiele 3 bis 6 gebildeten Farbfilms, wurde ein Ausbleichen nach der Prüfung der Hitzebeständigkeit gegenüber 400–600°C erkannt, und eine bedeutende Entfärbung wurde durch die Ergebnisse des Farbunterschieds ΔE*₉₄ auch bestätigt.
Bezüglich der aus den hitzebeständigen Farben des Erfindungs-Beispiels 1 und Vergleich-Beispiels 2 gebildeten Farbfilms, wurde ein Ausbleichen, verglichen mit den Vergleichs-Beispielen 3 bis 6, vollständig verhindert und die Ergebnisse des Farbunterschieds ΔE*₉₄ bestätigten auch, dass eine geringe Entfärbung, verglichen mit den Vergleichs-Beispielen 3 bis 6, auftrat.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die hitzebeständige Farbe der vorliegenden Erfindung ist als Farbe bei Anwendungen nützlich, bei denen Hitzebeständigkeit und ein attraktives äußeres Erscheinungsbild erforderlich sind, wie z. B. bei dem Farbfilm von Schalldämpfern von zweirädrigen Kraftfahrzeugen.
Die vorliegende Erfindung betrifft hitzebeständige Farbe, die dazu geeignet ist, einen Farbfilm zu bilden, der das Ausbleichen auch in Umgebungen mit hoher Temperatur im Bereich von 350–650°C verhindert. Die hitzebeständige Farbe der vorliegenden Erfindung enthält Silikonharz und/oder Epoxidharz sowie schwarzes Pigment mit einer Zusammensetzung laut Patentanspruch 1.

Claims

Hitzebeständige Farbe, die Silikonharz und/oder Epoxidharz sowie schwarzes Pigment enthält, wobei das schwarze Pigment Mangan und Kupfer enthält; der Mangangehalt in dem schwarzen Pigment 25–45 Masse-%, umgewandelt in MnO, ist; der Kupfergehalt in dem schwarzen Pigment 5–25 Masse-%, umgewandelt in CuO, ist; und der Siliziumgehalt in dem schwarzen Pigment 3 Masse-% oder weniger, umgewandelt in SiO₂ ist und wobei das schwarze Pigment weiterhin Aluminium enthält, und der Aluminiumgehalt in dem schwarzen Pigment 5–10 Masse-%, umgewandelt in Al₂O₃, ist.
Hitzebeständige Farbe nach Anspruch 1, wobei das schwarze Pigment weiterhin Eisen enthält, und der Eisengehalt in dem schwarzen Pigment 15–65 Masse-%, umgewandelt in Fe₂O₃, ist.
Hitzebeständige Farbe nach Anspruch 2, wobei der Eisengehalt in dem schwarzen Pigment 15–35 Masse-%, umgewandelt in Fe₂O₃, ist.
Hitzebeständige Farbe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das schwarze Pigment weiterhin Natrium enthält, und der Natriumgehalt in dem schwarzen Pigment mehr als 0 Masse-% und 2 Masse-% oder weniger, umgewandelt in Na₂O, ist.