JPH0258580A - 熱輻射体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （Ｍ染上の利用分野） 本発明は、耐熱衝撃性が良好な被膜が設けられた熱輻射
体に関する。

（従来の技術） 従来から、暖房器や調理器の赤外線輻射体、特に遠赤外
線輻射体として、セラミック成形体や、金属、セラミッ
ク等の基材の上に熱輻射被膜をプラズマ溶射或いは塗料
の焼成によって形成したものが使用されている。

これらの熱輻射体の中でセラミック成形体は、もろくて
加工成形性が悪いため、複雑な形状のものが得られず、
また製造コストが極めて高いという問題があった。

また、基材上に溶射によって熱輻射被膜を形成した熱輻
射体においては、溶射工程が複雑で製造コストがかかる
ばかりでなく、被膜の耐熱衝撃性が充分でなく、熱衝撃
がくり返された場合に剥離しやすかった。

これに対し、塗料の焼成によって熱輻射被膜を形成した
ものは、工程が簡単で製造コストを低く抑えることがで
きるため、近年広い用途に使用されている。

そしてこのような熱輻射塗料としては、従来からシリコ
ーン樹脂を主成分とし赤外線輻射充填剤を添加した、塗
料が用いられている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の塗料を塗布焼成して得
られた塗膜は、耐熱性が充分でなく、３００℃以上の温
度で連続的に使用することができなかった。

また近年熱輻射塗料としては、ポリポロシロキサン、ポ
リカルボシランのような有機ケイ素ポリマーを主成分と
し、これに赤外線輻射充填剤を添加した塗料か開発され
ている。

しかしながら、この塗料を高温で焼成して得られる塗膜
は、４００℃以上の温度での連続使用に耐える等、優れ
た耐熱性を有し、かつ金属基材との密着性にも優れてい
るが、８００°Ｃ以上の温度での耐熱衝撃性が充分でな
く、高温で熱衝撃がくり返されると塗膜が剥離してしま
うという問題があった。

本発明はこれらの間層を解決するためになされたもので
、耐熱性、耐熱衝撃性に優れ、かつ低コストで赤外線の
輻射率が高い熱輻射体を提供することを目的とする０ 〔発明の構成〕 （ｉｓ題を解決するための手段） 本発明の熱輻射体は、基材の上に、（４）（イ）ポリポ
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、ポリシラザン樹脂、ポリチタノカルボシラ
ン樹脂の中から選ばれた１種または２種以上の有機ケイ
素ポリマーを主体とし、これに（ロ）ケイ酸ジルコニウ
ム、ガラスフリット、チタンホワイト、ステンレスフレ
ークの中から選ばれた１種または２種以上の充填剤を添
加してなる塗料の塗膜を設け、その上に、（Ｂ）前記（
イ）有機ケイ素ホＩＪ　Ｙ　−全主体とし、これニ（／
→Ｔ　＋　５ｉｔｓ　８　＋　ｓ　Ｚ　ｒ。

Ｆｅ、　ＣＪｕｓ　Ｍｎｓ　Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒの中から
選ばれた元素の酸化物、複合酸化物、炭化物、窒化物の
１種または２種以上を添加してなる塗料の塗膜を設けて
成ることを特徴としている。

本発明において、（４）下層塗膜と（至）上層塗膜をそ
れぞれ形成する塗料の主成分である、（イ）ポリポロシ
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、ポリシラザン樹脂、ポリチタノカルボシラン樹
脂は、８＋ｓ　ＴＩｓ　Ｂ　等の金属元素とＯ，Ｎ等か
らなる非炭素骨格の主鎖に、メチル基、フェニル基等が
側鎖として結合したもので、いずれも公知のものを使用
することができる０また特に（４）下層塗膜を形成する
塗料には、必要に応じて、ポリシロキサン（シリコーン
樹ｆｌ）を配合することもできる。

本発明において、（ロ）ケイ酸ジルコニウム、ガラスフ
リット、、チタンホワイト、ステンレスフレークは、（
４）下層塗膜の耐熱衝撃性を向上させるために添加され
る充填剤であり、これらの充填剤の添加割合は、（４）
下層塗膜を形成する塗料の固形分全体に対して１／１０
〜１／２、より好ましくは１　／１０〜１／４の割合と
する。これらの充填剤の添加割合が固形分全体の１／１
０　未満では、耐熱衝撃性向上の効果があられれず、ま
た１／２を越えた場合にも、耐熱衝撃性が低下してしま
う。

本発明において、（ｄＴｉｓ　ｉｔｓ　Ｓｉｑ　Ｚｒｓ
　ＦｅｚＯｕｓ　Ｍｎｑ　Ｏｏｓ　Ｎ　ｔ　Ｎ　Ｃｒの
酸化物、複合酸化物、炭化物、窒化物は、赤外線輻射充
填剤として、田上層塗膜を形成する塗料に添加するもの
である。

このような充填剤としては、チタンホワイト、ケイ酸ジ
ルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナのよう
な白色化合物およびＦｅｚ　ＣＬｊＳＭｎｓＯｏｓ　Ｎ
ｉｓ　Ｃｒの酸化物、複合酸化物のような黒色顔料等を
使用することができる。

そしてこれら赤外線輻射充填剤の添加割合は、（至）上
層塗膜を形成する塗料の固形分全体に対して１／２〜３
／１の割合とする。これらの充填剤の添加割合が固形分
全体の１／２未満では、赤外線輻射充填剤の効果があら
れれず、反対に３倍を越えた場合には塗膜の密着性が不
充分となる。

さらに本発明において、（イ）と（ロ）成分および（イ
）と（ハ）成分を混合し、（４）下層塗膜を形成する塗
料、および（Ｂ）上層塗膜を形成する塗料をそれぞれ調
製するだめの溶剤としては、キシレン、トルエン、ベン
ゼン、ブタノール、エタノール、Ｎ−メチル−２−ピロ
リドン（ＮＭＰ）、ジメチルアセトアミド、Ｎ、Ｎ−ジ
メチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、その他一
般の有機溶剤を用いることができる。

また、これらの塗料から（４）下層塗膜および［有］上
層塗膜を形成するには、金属セラミック等からなる平板
状或いは網目状の基材の上に、まず下層塗料を公知の方
法で塗布し、高温で焼成した後、その上に上層塗料を塗
布し高温で焼成する。

（実ＩＩｆＡ例） 以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１〜８、比較例１．２ まず下層塗料を次のようにして調製した。

すなわち、ポリポロシロキサン樹脂の５０重量％（以下
％と示す。）溶液（溶剤ＮＭＰ　）ポリカルボシラン樹
脂の５０％キシレン溶液、ポリシラスチレン樹脂の５０
％キシレン溶液、ポリチタノカルボシランｍ脂の５０％
キシレン溶液、ポリシラザン樹脂の５０％キシレン溶液
、シリコーン塗料（５０％、溶液キシレン）、および充
填剤を表に示す配合で混合し、アトライタを用いて２０
時間攪拌して下層塗料とした。

また、ポリポロシロキサン樹脂１００重量部（以下部と
示す。）とトルエン１００部、酸化ニッケル３０部、ケ
イ酸ジルコニウム５０部をアトライタで２０時間攪拌混
合し、上層塗料を調製した。

次に、得られた下層塗料を８ＵＳ　　３０４　　基材の
上に常法によって塗布し、２００°Ｃ×１０分次いで４
００℃×３０分の条件で加熱して焼成した後、下層塗膜
の上に下層塗料を塗布し、２００℃ＸＩＯ分次いで５０
０℃×３０分加熱焼成し、全体で２５〜３５μ厚の塗膜
を形成した。

なお比較例２のみは、上層を２００”ＣＸ１０分次に４
００℃ＸＩＯ分の条件で焼成した。

このようにして得られた試験片を用いて、以下に示す試
験を行った。

すなわち硬度試験は、鉛筆ひつかき試験（ＪＩＳＫ　　
５４００　６・１４に準拠）を行い、上Ｎｊ塗膜に傷が
つく鉛筆硬度を調べた。密着性試験は、試験片に１００
マスの溝を刻み、その上に粘着テープを密着してから引
き剥した後、塗膜が残存しているマス目の数を調べるこ
とにより行った。耐熱性試験は、９００℃の高温雰囲気
に試験片を置き、塗膜にクラックや剥離が発生するまで
の時間を測定することにより行った。さらに耐熱衝撃性
試験は、９００℃×１０分と室温水中のサイクルを３０
サイクルくり返した後、クラックやはがれがないか塗膜
の状態を調べることにより行った。

これらの試験結果を表の下欄に示す。

以下余白 表に示す試験結果から明らかなように、実施例の試験片
は優れた耐熱性と密着性を持ち、９００°ｃ　Ｍ　ｇ　
ｍ水中のヒートショックのくり返しにも耐える口とがで
きる。また、充分な塗膜硬度を有している。

これに対し、ポリポロシロキサン樹脂溶液に過剰に加え
た塗料を下層塗料として用いた比較例１の試験片は、耐
熱衝撃性が低い。また下層塗料として、シリコーン樹脂
を主成分とする塗料を用いた比較例２の試験片は、耐熱
性および耐熱衝撃性が非常に低く、高温での使用に耐え
ない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の熱輻射体は、基材上に耐
熱衝撃性が良好な下層塗膜が設けられ、その上に熱輻射
性の高い上層塗膜が形成されているので、赤外線輻射率
が高く耐熱性および耐熱衝撃性に優れている。また製造
コストが安い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、基材の上に、（Ａ）（イ）ポリポロシロキサン樹脂
   、ポリカルボシラン樹脂、ポリシラスチレン樹脂、ポリ
   シラザン樹脂、ポリチタノカルボシラン樹脂の中から選
   ばれた１種または２種以上の有機ケイ素ポリマーを主体
   とし、これに（ロ）ケイ酸ジルコニウム、ガラスフリッ
   ト、チタンホワイト、ステンレスフレークの中から選ば
   れた１種または２種以上の充填剤を添加してなる塗料の
   塗膜を設け、その上に、（Ｂ）前記（イ）の有機ケイ素
   ポリマーを主体とし、これに（ハ）Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、
   Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒの中から選
   ばれた元素の酸化物、複合酸化物、炭化物、窒化物の１
   種または２種以上を添加してなる塗料の塗膜を設けて成
   ることを特徴とする熱輻射体。