JP2561838B2

JP2561838B2 - 熱輻射塗料

Info

Publication number: JP2561838B2
Application number: JP62107216A
Authority: JP
Inventors: 悦雄細川; 洋橋本; 和博冨田
Original assignee: 昭和電線電纜株式会社
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1996-12-11
Anticipated expiration: 2011-12-11
Also published as: JPS63270770A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、耐熱性や耐熱衝撃性に優れた塗膜が容易に
得られる熱輻射塗料に関する。

（従来の技術）近年、暖房や調理等に利用する加熱方法として、赤外
線輻射、特に遠赤外線輻射による方法が注目されてお
り、その輻射体としては、アルミナ、チタニア、ジルコ
ニア等の酸化物を用いて溶射により、金属、ガラス、セ
ラミックス等の基材上に直接セラミックス被膜を形成し
たものやセラミックス焼結体によるもの等が知られてい
る。また、これらとは別に、従来より耐熱性塗料として
知られているシリコーン樹脂を主成分とする塗料に赤外
線放射物質を添加したものを用いて、各種基材上に輻射
体を形成する方法も使用されている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上述した従来の赤外線輻射体におい
て、溶射によりセラミックス被膜を形成したものは、耐
熱性や輻射率に優れている反面、得られる被膜の膜厚が
厚くなるため、被膜の剥離が起こりやすいという問題
や、耐熱衝撃性が悪いという問題がある。また、製作工
程が複雑で、コストが高くなるという問題もある。

また、セラミックス焼結体によるものは、溶射による
ものと同様に、輻射率や耐熱性に優れ、さらに耐熱衝撃
性にも優れている反面、製作コストが高いことや複雑な
形状のものを成形することが難しいという問題がある。

また、シリコーン樹脂を主成分とする塗料を用いたも
のは、塗膜の製作工程が簡単で製作コストを低くできる
が、シリコーン樹脂そのものの耐熱温度がせいぜい250
℃程度であり、300℃以上での連続使用というような苛
酷な条件下では使用できないという問題がある。また、
このようなシリコーン樹脂を用いた塗料にガラス粉末を
添加して、耐熱性を向上させたものも知られているが、
これにより得られる塗膜は、可撓性が悪いという問題が
ある。

本発明はこのような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、赤外線輻射体となる塗膜の製作工程が簡
単で、かつ耐熱性、耐熱衝撃性および輻射率に優れた塗
膜が得られる熱輻射塗料を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の熱輻射塗料は、（イ）ポリボロシロキサン樹
脂、ポリカルボシラン樹脂、ポリシラスチレン樹脂、ポ
リチタノカルボシラン樹脂、ポリシラザン樹脂から選ば
れた１種または２種以上と、（ロ）III族元素、IV族元
素、遷移金属元素および希土類元素の酸化物から選ばれ
た少なくとも１種と、（ハ）III b族元素およびIV a族
元素の炭化物および窒化物から選ばれた少なくとも１種
とを有機溶剤に溶解または分散してなること、および
（イ）ポリボロシロキサン樹脂、ポリカルボシラン樹
脂、ポリシラスチレン樹脂、ポリチタノカルボシラン樹
脂、ポリシラザン樹脂から選ばれた１種または２種以上
と、（イ′）シリコーン樹脂と、（ロ）III族元素、IV
族元素、遷移金属元素および希土類元素の酸化物から選
ばれた少なくとも１種と、（ハ）III b族元素およびIV
a族元素の炭化物および窒化物から選ばれた少なくとも
１種とを有機溶剤に溶解または分散してなることを特徴
としている。

本発明に使用される（イ）成分のポリボロシロキサン
樹脂、ポリカルボシラン樹脂、ポリシラスチレン樹脂、
ポリチタノカルボシラン樹脂およびポリシラザン樹脂
は、主鎖がSi、Ti、Ｂ等の金属元素およびＯ、Ｎ等から
なり、側鎖にメチル基、フェニル基等の有機基が結合し
たものでいずれも公知のものを使用することができる。

また、本発明においては、これらの樹脂と併用してシ
リコーン樹脂を使用することが可能である。

このシリコーン樹脂を使用する場合の配合量は、
（イ）成分のポリボロシロキサン樹脂、ポリカルボシラ
ン樹脂、ポリシラスチレン樹脂、ポリチタノカルボシラ
ン樹脂およびポリシラザン樹脂の合計量100重量部に対
して、５〜500重量部の範囲が好ましい。シリコーン樹
脂の配合量が５重量部未満では塗膜の可撓性向上の効果
が十分に得られず、500重量部を超えるとベース樹脂の
優れた耐熱性が減殺される。

そして、本発明は上述の（イ）成分を結合剤の主成分
として、これに（ロ）成分のIII族元素、IV族元素、遷
移金属元素および希土類元素の酸化物から選ばれた少な
くとも１種と、（ハ）成分のIII b族元素およびIV a族
元素の炭化物および窒化物から選ばれた少なくとも１種
とを添加することにより、赤外線輻射率の向上および輻
射特性を改善したものである。

また、これら（ロ）および（ハ）成分は、得られる塗
膜の耐熱性、耐衝撃性および硬度等の表面特性を向上さ
せる効果も有している。

この（ロ）成分のIII族元素、IV族元素、遷移金属元
素および希土類元素の酸化物としては、例えばAl₂O₃、S
iO₂、TiO₂、ZrO₂、MnO₂、WO₃、MoO₃、Fe₂O₃、Sb₂O₃、La
₂O₃、Bi₂O₃、V₂O₅、NiO、CuO、CoO、Pr₆O₁₁等が例示さ
れ、（ハ）成分のIII b族元素およびIV a族元素の炭化
物および窒化物としては、Bn、AlN、Ti₃N₄、ZrC、TiC等
が例示される。

また、これらの（ロ）および（ハ）成分の配合量は、
（イ）成分のポリボロシロキサン樹脂、ポリカルボシラ
ン樹脂、ポリシラスチレン樹脂、ポリチタノカルボシラ
ン樹脂、ポリシラザン樹脂の合計量の不揮発分100重量
部あたり、あるいはこの（イ）成分と（イ′）成分のシ
リコーン樹脂との合計量の不揮発分100重量部に対し
て、それぞれ20〜300重量部の範囲が好ましい。（ロ）
成分の配合量が20重量部未満では赤外線輻射効果が十分
に得られず、300重量部を超えると得られる塗膜の硬度
や表面性等の特性が低下する。また、（ハ）成分の配合
量が20重量部未満では（ロ）成分との併用による効果が
十分に得られず、300重量部を超えると（ロ）成分と同
様に得られる塗膜の硬度や表面性等の特性が低下する。

なお、本発明においては、本発明の効果を損なわない
範囲で、上述の各成分の他にTi、Ba、Ni、Co、Zr、Fe、
Al等の単独成分または混合成分からなる顔料や、その他
公知の添加剤を添加することができる。

本発明の熱輻射塗料は、例えば次のようにして製造さ
れる。

すなわち、（イ）〜（ハ）の各成分を所定の比率で、
Ｎ−メチル−２−ピロリドンジメチルアセトアミド等の
極性有機溶剤やトルエン、キシレン等の非極性有機溶剤
に溶解または分散させるか、あるいは予め同様な有機溶
剤に溶解または分散させて液状にしたものを混合し、こ
れを十分に攪拌することにより得られる。

また、本発明の熱輻射塗料は、スプレーコート、フロ
ーコート、ディップコート、ロールコート等の常法によ
り金属板等の基材上に塗布することができ、そしてこれ
を焼付けることにより、（イ）成分の樹脂がセラミック
ス化し、薄膜で耐熱性に優れ、かつ輻射率に優れた塗膜
が形成される。

（作用）そして上記の手段を用いることにより、通常の塗布法
により塗膜の形成ができるので製作コストが低く、また
得られる塗膜は、耐熱温度300℃以上という優れた耐熱
性を満足しつつ、耐衝撃性、可撓性および輻射率にも優
れた塗膜が得られる。

（実施例）次に、本発明の実施例について説明する。

実施例１〜10 ポリボロシロキサン樹脂の50重量％Ｎ−メチル−２−
ピロリドン溶液とシリコーン樹脂の50重量％キシレン溶
液とを用いて、第１表および第２表に示す配合比に基ず
いてそれぞれ熱輻射塗料を作製した。なお、塗料の攪拌
はアトライタを用いて20時間行った。

このようにして得た各熱輻射塗料を50mm×100mm×0.5
mmのステンレス（SUS 430）板にスプレーガンにより塗
布し、200℃で10分間予備乾燥を行った後、500℃で30分
間加熱焼成して塗膜を形成した。次いで、得られた塗膜
の硬度、密着性、可撓性、耐熱性および耐衝撃性の各試
験を行った。その結果を第１表および第２表に示す。

なお、表中の比較例は、樹脂成分としてシリコーン樹
脂のみを用いて第１表に示す配合比により熱輻射塗料を
作製し、実施例１と焼成を200℃で行う以外は同様にし
て形成した塗膜の試験結果である。これらの結果も合せ
て第１表および第２表に示す。

実施例11〜17 ポリボロシロキサン樹脂の50重量％Ｎ−メチル−２−
ピロリドン溶液、ポリカルボシラン樹脂の50重量％キシ
レン溶液、ポリシラスチレン樹脂の50重量％キシレン溶
液、ポリチタノカルボシラン樹脂の50重量％キシレン溶
液、ポリシラザン樹脂の50重量％キシレン溶液およびシ
リコーン樹脂の50重量％キシレン溶液とを用いて、第３
表に示す配合比に基ずいてそれぞれ熱輻射塗料を作製し
た。

このようにして得た各熱輻射塗料を用いて、実施例１
と同様にして塗膜を形成し、同様な試験を行った。その
結果を第３表に示す。

［発明の効果］以上の実施例からも明らかなように本発明の熱輻射塗
料によれば、通常の塗布法により塗膜の形成が行えるの
で、製作コストが低く、また各種形状の基材に簡単に塗
膜を形成でき、そして得られる塗膜は耐熱性および耐熱
衝撃性を有し、かつ適度な可撓性を有する。これらによ
り、赤外線輻射加熱の輻射体に幅広く適用することがで
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−218844（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−88082（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−213743（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−200462（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（イ）ポリボロシロキサン樹脂、ポリカル
ボシラン樹脂、ポリシラスチレン樹脂、ポリチタノカル
ボシラン樹脂、ポリシラザン樹脂から選ばれた１種また
は２種以上と、（ロ）III族元素、IV族元素、遷移金属
元素および希土類元素の酸化物から選ばれた少なくとも
１種と、（ハ）III b族元素およびIV a族元素の炭化物
および窒化物から選ばれた少なくとも１種とを有機溶剤
に溶解または分散してなることを特徴とする熱輻射塗
料。
【請求項２】（イ）のポリボロシロキサン樹脂、ポリカ
ルボシラン樹脂、ポリシラスチレン樹脂、ポリチタノカ
ルボシラン樹脂、ポリシラザン樹脂から選ばれた１種ま
たは２種以上の不揮発分100重量部あたり、（ロ）のIII
族元素、IV族元素、遷移金属元素および希土類元素の酸
化物から選ばれた少なくとも１種を20〜300重量部含有
し、かつ（ハ）のIII b族元素およびIV a族元素の炭化
物および窒化物から選ばれた少なくとも１種を20〜300
重量部含有する特許請求の範囲第１項記載の熱輻射塗
料。
【請求項３】（イ）ポリボロシロキサン樹脂、ポリカル
ボシラン樹脂、ポリシラスチレン樹脂、ポリチタノカル
ボシラン樹脂、ポリシラザン樹脂から選ばれた１種また
は２種以上と、（イ′）シリコーン樹脂と、（ロ）III
族元素、IV族元素、遷移金属元素および希土類元素の酸
化物から選ばれた少なくとも１種と、（ハ）III b族元
素およびIV a族元素の炭化物および窒化物から選ばれた
少なくとも１種とを有機溶剤に溶解または分散してなる
ことを特徴とする熱輻射塗料。
【請求項４】（イ）のポリボロシロキサン樹脂、ポリカ
ルボシラン樹脂、ポリシラスチレン樹脂、ポリチタノカ
ルボシラン樹脂、ポリシラザン樹脂から選ばれた１種ま
たは２種以上100重量部あたり、（イ′）のシリコーン
樹脂５〜500重量部含有し、かつ（イ）のポリボロシロ
キサン樹脂、ポリカルボシラン樹脂、ポリシラスチレン
樹脂、ポリチタノカルボシラン樹脂、ポリシラザン樹脂
から選ばれた１種または２種以上と（イ′）のシリコー
ン樹脂との合計量の不揮発分100重量部あたり、（ロ）
のIII族元素、IV族元素、遷移金属元素および希土類元
素の酸化物から選ばれた少なくとも１種を20〜300重量
部含有し、かつ（ハ）のIII b族元素およびIV a族元素
の炭化物および窒化物から選ばれた少なくとも１種を20
〜300重量部含有する特許請求の範囲第３項記載の熱輻
射塗料。