JPH0146541B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、タール状の炭素質の生成で懸念され
る表面に対して、タール状炭素の生成を抑制する
セルフクリーニング用被覆面に於いて、触媒活性
をより高めることを目的にこれら、セルフクリー
ニング用被覆面の多孔質化を図るも、特にその製
造方法に関するものである。 タール状の炭素質が生成してトラブルを生じさ
せる器具として、例えば食品残渣などが調理中に
飛び散り悪臭のもとになつたり、不潔な状態でこ
びりついたりすることが嫌われている各種オーブ
ンなどの箱型の調理器などがその代表的なものと
して挙げられる。 従来、このような触媒作用を持つセルフクリー
ニング用被覆面としてはホーロー質にマンガン、
銅などの酸化触媒を配合したもの、珪素樹脂系の
溶剤型耐熱塗料に同様の酸化触媒或はアルミナ等
の粉末に白金、パラジウムなどを含浸又は担持さ
せた触媒粉末を配合したもの更には水溶性完全無
機質耐熱塗料に触媒粉末を配合したもの等が提案
され、最近オーブンレンジをはじめとして各種オ
ーブンに応用されている。 ホーロー質にMn、Cuなどの金属酸化物触媒を
配合した系統のものでは、加工工程の煩雑さとむ
ずかしさがあつてコスト高となり歩留りも大変悪
い。特に素材はホーロー用鋼板を使用せねばなら
ず表面処理鋼板は使用できない。又焼成時の変
形、歪防止からかなりの板厚のものを必要とす
る。 アルミニウムメツキ鋼板にもこの種のホーロー
処理できるものもでてきているがこのものに於い
ても密着性に劣る点やFe―Alとの合金層が成長
し組立ての際の溶接性が低下するという欠点があ
る。 更に密着性を確保するためのアンダーコートと
トツプコートの２コート処理が避けられないこと
等加工工程が煩雑となりこのような観点から最近
では従来の耐熱塗装技術での処理が可能であり、
特定の設備や素材などの制約もほとんどない耐熱
塗料ベースのセルフコーテイング用被覆面が注目
され一部ですでにオーブン等へも応用がなされて
いる。特にホーローとは異なり、形状が複雑なと
ころへの処理、焼付温度も低いなど加工工程、コ
スト面で極めて有利な方法である。フイルム＜塗
膜＞中に種々の触媒を分散して触媒活性をより高
めようとした場合、フイルム自身をできるだけ多
孔質にすることが望ましい。 すなわち、油分などが飛散し機器壁面に付着し
た際、この油をフイルム内にすばやく浸透させ、
かつ分散している触媒との接触面積を高めること
ができれば触媒活性は著しく向上することにな
る。 反面、塗膜をより多孔質にすることは、密着性
耐蝕性などの実用的な被膜性能を低下させる懸念
がある。いかに触媒活性＜油分の浄化性能＞を高
めても被膜としての前述の如き性能が十分でなけ
ればセルフクリーニング用被覆面としての実用的
価値は低いものとなる。したがつて耐熱塗料をベ
ース材料として触媒粉末を配合したセルフクリー
ニング塗料を用いて被覆面を構成したこの種のセ
ルフクリーニング被覆面に於いては、油分の浄化
性能と表面処理としての性能、信頼性を両立させ
んがために、塗膜の多孔質に関しても一定レベル
におさえられているのが現状であつた。 本発明に於いては、上述事項に鑑みて工夫され
たものであり、無機質耐熱塗料に触媒粉末を配合
してなるセルフクリーニング用塗料に塗膜の多孔
質化材料としてシリコーンワニスもしくはシリコ
ーンワニス／メタノール混合物を添加することに
より塗膜の密着性、耐蝕性をはじめとして種々の
物性、実用性能を損なうことなく塗膜の多孔質化
を可能にし結果、触媒性能＜油分の浄化性能＞を
飛躍的に高めたセルフクリーニング用被覆面の製
造方法を提供したものである。 一般に、セラミツク等の無機材料の多孔質化方
法としては極めて高温での焼成であること或いは
そのもの自身が焼結体であり、要求されることは
多孔度やセル＜気孔＞の均一性などであり、フイ
ルムを形成するような場合とは全く異なる。 無機質耐熱塗料に触媒粉末を配合して、これを
塗装することにより形成したセルフクリーニング
用被覆面の多孔質化を図るに際してその手段とし
ては有機、無機質系統の発泡剤を添加する方法、
塗料バインダーとの反応を利用する方法、低沸点
揮発性溶剤を添加する方法、比表面積の大なる粉
末を配合する方法、更には低融点の材料を配合す
る方法等が挙げられる。 これらは、焼付け時に燃やして灰化させ小さな
気孔（セル）を形成させるもの、或いはガスを発
生させこれが塗膜中からぬけ出す際に連続的なセ
ルを形成させることをねらいとしたものである。 いずれに於いても、前述の如く、最終的に塗膜
（フイルム）としての実用性能（密着性、その他）
を低下させることなく又、塗料への影響＜粘度、
ポツトライフなどがないようなものでなければな
らない。 無機質耐熱塗料としてリン酸塩系耐熱塗料住友
化学「スミセラム」を用い、各種多孔質化材料を
一定量添加し塗膜の多孔度、塗膜性能＜表面処理
物性＞、塗料への影響を試験した。 まず、多孔度に関して、試料片調整は、リン酸
塩系耐熱塗料「スミセラム」に多孔質化材料を配
合してボールミルにて１時間分散、混合したのち
10mm×10mm×１mmに成形し、100℃乾燥機中で20
分間放置、次いで300℃にて30分間硬化させたも
のである。 結果を表に示す。 尚、多孔度は試料を1Hr沸騰水中に放置し、そ
の後常温水中にて4Hr吸水処理させたもので、吸
水後の重量及び乾燥後の重量との差、すなわち吸
水量により多孔度として表わしたものである。 表―１に於いて塗膜の多孔質化に関しては、良
好な結果を示すものの塗料と急激に反応して硬化
するもの、塗料がゲル化を起こすもの、硬化時に
悪臭を発生させるものがあり、無機質系発泡剤、
金属粉末、アルカリ性粉末更に比表面積が大きい
もの等がこの傾向をもち実用的ではない。 この中で特に良好なものとしてはシリコーンワ
ニス及びシリコーンワニス／メタノール混合物で
ある。

【表】

【表】 尚、表に示すブランクとはいずれの多孔質化材
料の添加もない塗料のみの系である。 次に、塗膜性能、塗装作業性を確認した。同様
にリン酸塩塗料を用い、表に示す材料の中で特に
多孔度の面で良好であつた有機系発泡剤、シリコ
ーンワニス及びシリコーンワニス／メタノール混
合物を多孔化材料として添加し、スプレー塗装を
おこなつた。 試験片は10cm角板厚0.6mmのアルミニウム処理
鋼板＜アルスター＞を用い、いずれの材料も塗料
100部に対して7.5部添加し、ボールミルにて1Hr
混合した。 有機発泡剤として大塚化学ADCA系発泡剤、
シリコーンワニスは信越シリコーンのシリコーン
ワニスKR―282＜溶剤としてキシレン含有＞を
用いた。シリコーンワニス／メタノールの混合比
は重量比で３：１＜尚、メタノールは工業用＞と
した。塗装条件は、デビルビス製スプレーガン＜
ノズル口径1.4mmφ＞を使用、Air圧は４Kg／cm²で
ある。 乾燥、焼付け硬化は前述と同一条件である。 試験片の塗膜厚みは乾燥後で100〜120μであつ
た。塗膜性能の面でも、特にシリコーンワニスの
添加した系が最も良好で、塗料のみの系と比べて
も全くその違いは認められず、むしろ耐水性、耐
落球衝撃性、耐アルカリ性、耐蝕性に関しては優
れた結果であつた。 メタノールとの混合系でも塗膜性能は全く変わ
らず、この混合系の場合の優れたところは粘度の
面である。メタノールの添加によつて塗料中への
シリコーンワニスの分散が良くなり塗料粘度が低
くなり塗装性の向上につながつているものと想わ
れる。シリコーンワニス単独での添加に於いても
塗装性に関しては全く問題はないレベルである。 シリコーンワニスの塗料中への分散を更に良く
する方法として界面活性剤の添加が効果的であ
る。高級アルコール系、直鎖アルキンベンゼン系
をはじめ種々の界面活性剤について試験したとこ
ろ極めて良好な結果であつた。したがつて被塗装
物の形状などにより、単独、混合系更に界面活性
剤の添加を任意に使い分けることができる。 この場合、界面活性剤の種類や添加量は、特に
限定するものではなく塗料バインダーに応じて選
択すればよい。シリコーンワニスを添加した塗膜
について、その表面状態及び断面状態をSEM＜
走査型電子顕微鏡＞で観察した。素地近傍に於い
ては、塗料のみの場合と変わらず表面に近づくに
つれて次第に塗膜はポーラスとなり、表面層付近
には均一な小孔＜セル＞が無数に存在しているよ
うな構造であつた。 これは、シリコーンワニスと塗料との比重＜シ
リコーンワニスは塗料の約1/2である＞の差によ
るものではないかと想われる。 すなわち、塗料を塗布した際、塗膜がwetな状
態の時に、添加したシリコーンワニスが塗膜の表
層部にいくにつれて濃度的に大となりすなわち、
比重の差により上部にシリコーンのrichな層がで
きこれが焼付けの際の加熱によりスムースにメタ
ノールやシリコーンのメチル基或いはシリコーン
ワニスに含まれる溶剤が飛散し塗膜をポーラスに
しているのではないかと想われる。そして更にこ
れらが飛散した後には、安定なシリコーンのSi―
Ｏ―Si：シロキサン結合のフイルムが形成され耐
水性や耐アルカリ性がBlanKに比べてむしろ向
上し、素地近傍は比較的緻密で、表面層が多孔質
となつた構造のために密着性や耐蝕性更に耐落球
衝撃性の向上につながつているものと想われる。
これが従来試みられた多孔質化とは根本的に異な
る点である。 添加量については、添加量の増加とともに塗膜
の多孔度もUPする傾向にある。但し、あまり多
量の添加については塗膜性能、粘度に於いて、特
に粘度上昇の面で好ましくない。添加量に関して
は重量比で20％までの添加に於いては全く支障が
ない結果である。 この添加量はシリコーンワニス／メタノールと
の混合系においても同様である。又この配合比に
関してはシリコーンワニスの濃度をおとすことは
好ましいことではなく、塗膜性能の面からシリコ
ーンワニス／メタノールの混合物100部に対して
メタノールの割合としては60％＜重量比＞以下、
すなわちシリコーンワニス40％＜同＞以上がよ
い。 多孔質化されたセルフクリーニング用被覆面の
効果を確認するために、塗料にシリコーンワニ
ス／メタノール＝１／３の混合物を重量比で10％
及び分散をよくするために高級アルコール系界面
活性剤（中性タイプ、陰イオン系）を１％それぞ
れ添加し又触媒粉末としてすでに本発明者らが提
案している油分のガス化分解触媒である珪藻土、
活性白土、更に無水ケイ酸をそれぞれ４％、６
％、１％配合し、ボールミルで１時間ミリングを
行ないセルフクリーニング用塗料とした。これを
同様の条件にてテストピース上に塗布して乾燥、
焼付け硬化して試験片を調整した。 これを用いて、250℃に設定したホツトプレー
ト上でサラダオイル5μの拡散、浄化時間を比
較したが約1/3に短縮され、痕跡も全く目立たな
いところまで浄化された。又これの繰返しに於い
ても飛躍的にくり返し回数をのばすことができ、
十分なる実用性能を有することを確認した。 これらの塗膜性能に関しても、耐久性を総合的
に評価したが非常に良好な結果であり、前述の性
能を十分再現するものであつた。以上の通り本発
明によれば無機質耐熱塗料に触媒粉末を配合して
成るセルフクリーニング用塗料にシリコーンワニ
ス、もしくはシリコーンワニス／メタノール混合
物を添加することにより形成されたセルフクリー
ニング用被覆面は素地近傍が比較的緻密、塗膜表
面に近ずくにつれて次第にポーラスとなるという
セルフクリーニング用被覆面にとつては極めて理
想的な形となり、したがつて塗膜性能、量産性＜
塗装作業性＞なども損なうことなくこれらを実現
したものであり、実用的価値の高いセルフクリー
ニング用被覆面を提供することができる。 ここでは一実施例として耐熱塗料として、リン
酸塩系耐熱塗料については試験したものである
が、これに限定するものではなく他の無機質系耐
熱塗料に対しても優れた効果が期待できる。更に
触媒活性の面では、いかなる触媒を配合するにし
てもフイルム自体がより多孔質である方が触媒の
接触面積という観点からは有利であり、本発明に
於いては何ら触媒の種類、系統などを制限するも
のではない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 無機質耐熱塗料に触媒粉末を配合してなるセ
   ルフクリーニング用塗料にシリコーンワニス、も
   しくはシリコーンワニス／メタノールの混合物を
   重量比で１％〜20％配合、分散させ、上記塗料で
   壁面表面を塗装して被膜を形成した事を特徴とす
   るセルフクリーニング用被覆面の製造方法。