JPH03115471A

JPH03115471A - 塗料用組成物

Info

Publication number: JPH03115471A
Application number: JP1252382A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Sakagami; 俊規阪上; Miyuki Komada; 駒田　幸; Hideyuki Hanaoka; 花岡　秀行
Original assignee: Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1991-05-16
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2802396B2

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】［産業上の利用分野〕本発明は、塗料用組成物に関し、近赤外から遠赤外に至
る幅広い波長領域で黒体に近い赤外線放射効率を有する
塗膜を形成することが可能な塗料用組成物に関する。

（従来の技術〕従来、塗料タイプであって、金属製品や無機窯業系基材
、ガラスなどの表面に塗布され、高効率に赤外線を吸収
、放射することが可能な塗料用組成物の出現が待たれて
久しい。

これまで、これらの膜を作る組成物として数多くの提案
が行われているが、満足できるものは未だに得られてい
ないのが現状である。

例えば、二酸化チタン粉末を配合したアルミナをバイン
ダー中に分散させて得られる遠赤外線放射用塗料組成物
（特公昭６３−５４３１４号公報）ジルコン、コージラ
イト、フォルステライト、ベリクレーズ、ムライトなど
と低融点高膨張ガラスとの混合物からなる塗料組成物（
特開昭６１−１７９８８２号公報）などがある。

しかしながら、これらの組成物では、遠赤外部の赤外線
の放射効率は良好であるが、近赤外部の赤外線の放射効
率は小さく、例えばこの塗料組成物を金属表面に塗布し
、加熱・乾燥装置に使用した場合、乾燥するものによっ
ては効率よ（乾燥できないという問題点を有している。

一方、ラダー型シリコンオリゴマーに、鉄、マンガン、
銅、コバルト、ニッケルの酸化物を混合してなる輻射体
が提案されているが（特開昭６１−１４９７４０号公報
）、これらはかなり良好な放射効率を有するものの、酸
化物が黒色のため使用できる製品が限定されるという問
題点を有している。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、前記従来の技術的課題を背景になされたもの
で、ステンレス、アルミニウムおよびその他の金属、陶
磁器、モルタルなどの無機窯業系基材ならびにガラス、
プラスチックなどの製品の表面に、近赤外から遠赤外に
至る幅広い波長領域で黒体に近い赤外線放射効率を有す
る塗膜を形成することが可能な塗料用組成物を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、（ａ）スズとアンチモンとの複合酸化物（以
下「（ａ）成分」という）を、（ｂ）ビヒクル（以下「
（ｂ）成分」という）に配合してなる塗料用組成物を提
供するものである。

以下、本発明の塗料用組成物を構成要件別に詳述する。

（ａ）成分本発明に使用される（ａ）成分は、５ｎＯ１ＳｎＯ□な
どの酸化スズと５ｂＯｚ　、Ｓｂｚ　Ｏｓ、５ｂｚＯｓ
などの酸化アンチモンとを混合し、高温で焼成して得ら
れる複合酸化物セラミックスであり、好ましくは酸化ス
ズ：酸化アンチモン（重量比）＝９９９：１〜１：９９
９、さらに好ましくは９９１：５〜１００：９００の混
合物を８００　’Ｃ以上、好ましくはｉ、ｏｏｏ〜１．
３００°Ｃの高温で焼成して得られる複合酸化物である
。酸化スズと酸化アンチモンとの混合比は、前記以外の
範囲では、近赤外から遠赤外での赤外線の放射効率が低
下し、特に近赤外領域での放射効率が低下する。

本発明の組成物中における（ａ）成分の配合割合は、固
形分換算で３〜５０重量％、好ましくは３〜３０重量％
、さらに好ましくは５〜２０重量％であり、３重量％未
満では赤外線の放射効率が小さく、一方５０重量％を超
えると塗膜が脆くなり、例えば基材に衝撃を加えた場合
には、塗膜にクラックが生じるなどの問題点がある。

ここで、固形分換算とは、２００°Ｃで１時間加熱した
ときの残分である。

なお、（ａ）成分の平均粒子径または平均長さは、通常
、１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下である。この平
均粒子径または平均長さが１０μｍを超えると、塗膜の
平滑性が低下するようになる。

（ｂ）成分本発明に使用される（ト））成分は、−ｉの無機および
／または有機のビヒクルが使用できる。

しかしながら、本発明の塗料組成物の主な用途として、
ヒータや乾燥設備、電子レンジなどの加熱調理器への応
用などを考えると、耐熱性に優れた無機のビヒクルが好
ましい。

この無機のビヒクルとしては、特に一般式Ｒｎ　Ｓ　ｓ
　　（ＯＲ’　）　ａ−ｎ　　（式中、Ｒは炭素数１〜
８の有機基、Ｒ′は炭素数１〜５のアルキル基または炭
素数１〜４のアシル基を示し、ｎは１または２である）
で表されるオルガノアルコキシシラン（以下、単に「オ
ルガノアルコキシシラン」という）、該オルガノアルコ
キシシランの加水分解物、部分的縮合物および／または
該オルガノアルコキシシラン以外のシラン化合物との部
分的共縮合物（以下、これらを「シラン類」という）が
、赤外線放射効率をさらに高めることができることから
好ましい。

かかるオルガノアルコキシシラン中のＲは、炭素数１〜
８の有機基であり、例えばメチル基、エチル基、プロピ
ル基などのアルキル基、γ−クロロプロピル基、ビニル
基、３，３．３−トリフロロプロピル基、γ−グリシド
キシプロビル基、Ｔ−メタクリルオキシプロピル基、Ｔ
−メルカプトプロピル基、フェニル基、３，４−エポキ
シシクロヘキシルエチル基などが挙げられる。

また、オルガノアルコキシシラン中のＲ′は、炭素数１
〜５のアルキル基または炭素数１〜４のアシル基であり
、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、
アセチル基などが挙げられる。

さらに、前記一般式において、ｎは１または２の整数で
あり、ここでｎが１の場合は、例えばモノアルキルトリ
アルコキシシランであり、またｎが２の場合は、例えば
ジアルキルジアルコキシシランである。

これらのオルガノアルコキシシランの具体例としては、
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン
、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラ
ン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキ
シシラン、Ｔ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ
−クロロプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメト
キシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３，３．３−
トリフロロプロピルトリメトキシシラン、３，３゜３−
トリフロロプロピルトリエトキシシラン、Ｔ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、Ｔ−グリシドキシプ
ロビルトリエトキシシラン、Ｔ−メタクリルオキシプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピ
ルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメ
トキシシラン、Ｔ−メルカプトプロピルトリエトキシシ
ラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエト
キシシラン、３．４−エポキシシクロヘキシルエチルト
リメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、３．４
−エポキシシクロヘキシルエチルトリエトキシシラン、
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジェトキシシラン
、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジェトキシシラ
ン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジェトキ
シシランなど、好ましくはメチルトリメトキシシラン、
メチルトリエトキシシランなど、特に好ましくはメチル
トリメトキシシランを挙げることができる。

オルガノアルコキシシランとして、メチルトリメトキシ
シランを使用する場合には、Ｔ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン、Ｔ−グリシドキシプロビルトリエ
トキシシラン、Ｔ−メタクリルオキシプロピルトリメト
キシシラン、Ｔ−メタクリルオキシプロピルトリエトキ
シシランなどのＴ−グリシドキシアルキルトリアルコキ
シシランおよびｒ−（メタ）アクリロキシアルキルトリ
アルコキシシランを、特にγ−グリシドキシプロビルト
リメトキシシランを、メチルトリメトキシシラン５〜３
０モルに対して１モル程度併用することが好ましい。こ
れにより、貯蔵安定性と成膜性に優れた組成物が得られ
る。

なお、このオルガノアルコキシシランは、酸性水媒体中
、例えばｐＨ３，５〜５．５で加水分解によってアルコ
ールを遊離し対応する加水分解物を生成させ、さらに縮
合して分子量５００〜５．０００程度のオルガノポリシ
ロキサンの部分的縮合物または部分的共縮合物とするこ
とができる。

前記シラン類には、通常、親水性有機溶剤、金属酸化物
ゾル、水、酸などを配合する。

前記親水性有機溶剤は、シラン類の分散媒であるととも
に、シラン類が水によってゲル化することを防止するた
めのものである。

この親水性有機溶剤としては、１価アルコールまたは２
価アルコールであるエチレングリコールもしくはその誘
導体を挙げることができ、このうち１価アルコールとし
ては炭素数１〜５の低級脂肪族アルコールが好ましく、
具体的にはメタノール、エタノール、プロピルアルコー
ル、ブチルアルコールなどを挙げることができ、またエ
チレングリコールもしくはその誘導体としては、エチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレング
リコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢
酸エチレングリコールモノエチルエーテルなどを挙げる
ことができ、特に好ましくはプロピルアルコール、酢酸
エチレングリコールモノエチルエーテルである。

これらの親水性有機溶剤の使用割合は、シラン類１００
重量部に対して、通常、２０〜３００重量部、好ましく
は２０〜２００重量部、さらに好ましくは５０−１００
重量部であり、２０重量部未満ではシラン類のゲル化が
生起しやすく、また（ａ）成分の分散が充分にでき難く
なり、一方３００重量部を超えると相対的に他の成分が
少なくなり、得られる塗膜の密着力が弱くなったり、薄
膜すぎて目的とする膜を作ることができなくなる場合が
ある。

なお、前記親水性有機溶剤には、他の有機溶剤を含有さ
せることができ、かかる有機溶剤としては、混合した際
に沈澱を生起しない溶剤であり、一般の塗料、コーティ
ング剤などに用いられる脂肪族炭化水素類、芳香族炭化
水素類、ハロゲン化炭化水素類、ケトン類、エステル類
、エーテル類、ケトンエーテル類、ケトンエステル類、
エステルエーテル類などを挙げることができる。これら
の有機溶剤は、固形分１００重量部に対し、通常、３０
０重量部以下程度使用される。

前記水性金属酸化物ゾルは、シラン類のゲル化防止、増
粘および（ａ）成分の分散ならびに得られる膜の耐熱性
、硬度および密着性の向上、さらには静電防止を目的に
使用されるものである。

このような金属酸化物ゾルとしては、シリカゾル、アル
ミナゾル、チタニアゾル、ジルコニアゾルなどが挙げら
れる。

このうち、シリカゾル（コロイド状シリカ）は、高純度
の無水ケイ酸の水性分散液であり、通常、平均粒子径が
５〜３０ｍμ、固形分濃度が１８〜３０重量％程重量あ
る。このシリカゾルは、通常、ナ）　ＩＪウム含有量が
０．００５重量％以下で、酸性領域、すなわちｐＨが２
〜６の範囲にある。

このようなシリカゾルの具体例としては、日産化学工業
■製、スノーテックス；触媒化成工業■製、カタロイド
ＳＮ；デュポン社製、ＬｕｄｏｘＨモンサント社製、Ｓ
　ｙ　ｔ　ｏ、　ｎ　；ナルコケミカル社製、Ｎａｌｃ
ｏｇなどを挙げることができる。

また、アルミナゾルとしては、酸化アルミニウム（Ａｚ
ｚｏ３）を５〜２５重量％含有し、安定剤として硝酸、
塩酸、酢酸などを使用し、粒子径が１０〜１００ｍμの
酸性領域、好ましくはｐＨが２〜６の水性分散液を挙げ
ることができる。

このようなアルミナゾルの具体例としては、日産化学工
業■製、スノーテックスなどを挙げることができる。

さらに、チタニアゾルとしては、一般式％式％（式中、Ｒ′は前記に同じ、Ｘは１より大きい正の整数
を示す）で表されるアルキルチタネートの加水分解物の
水性分散液を挙げることができる。

さらに、ジルコニアゾルは、二酸化ジルコニウム水性分
散液、または酢酸ジルコニウム水溶液などであり、この
ようなジルコニアゾルとしては、例えば日産化学工業■
製、ジルコニアゾルＮＺＳ−２ＯＡ、シルコニゾルアセ
テートなどを挙げることができる。

金属酸化物ゾルの使用割合は、シラン類１００重量部に
対して、固形分換算で２０〜１００重量部、好ましくは
３０〜１００重量部であり、２０重量部未満では金属酸
化物ゾルの配合目的を充分に達成し難く、一方２００重
量部を超えると相対的にその他の成分量が少なくなった
り、増粘し過ぎたり、膜の密着性が弱まったり、薄膜過
ぎて目的の膜が得られないなどの弊害が起こる場合があ
る。

前記水は、シラン類の加水分解および縮合に役立つとと
もに、（ａ）成分の分散媒としての役目を果たすもので
ある。この水としては、前記金属酸化物ゾル中に含有さ
れる水のほかに、別途、一般水道水、蒸留水、あるいは
イオン交換水を用いることができる。

この水の使用割合は、シラン類１００重量部に対して、
０〜２００重量部であり、２００重量部を超えると組成
物の安定性が悪化するようになる。

前記酸は、シラン類の加水分解および縮合を促進すると
ともに、塗膜の硬化を促進させる働きをする。この酸と
しては、硝酸、塩酸などの無機酸、酢酸、クエン酸、安
息香酸、ジメチルマロン酸、グルタル酸、グリコール酸
、マロン酸、トルエンスルホン酸、シュウ酸などの有機
酸を挙げることができ、特に酢酸が好ましい。

酸の使用割合は、シラン頻１００重量部に対して、好ま
しくは０．０５〜１０重量部であり、これにより組成物
のｐＨを例えば３．５〜５．５に調整する。

また、有機のビヒクルとしては、エポキシ樹脂、アクリ
ル樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、
ポリエステル樹脂、フェノール樹脂などを挙げることが
できる。

前記（ａ）成分と［有］）成分を配合してなる本発明の
組成物は、白色に近い色を呈しているため、他の無機顔
料、例えばトルコ青、クロムスズライラック赤などの無
機顔料を加えることにより、種々の色に着色することが
できる。

なお、本発明の組成物の固形分濃度は、通常、５〜７０
重量％、好ましくは１０〜３０重量％であり、５重量％
未満では得られる塗膜の厚さが薄すぎたり、塗膜強度が
低ずぎたりし、一方７０重量％を超えるとゲル化し易く
なったり、粘度が上昇しすぎたり、密着性が悪化したり
する傾向がある。

本発明の塗料用組成物の調製方法としては、例えば（ａ
）スズとアンチモンとの複合酸化物と、（ｂ）ビヒクル
とを、ボールミル、サンドミルなどの練合機で混練りす
る方法を挙げることができる。

本発明の組成物は、スプレー、刷毛、ロール、ディッピ
ング、カーテンロールなどの塗装手段により、鉄、アル
ミニウム、ステンレス、銅、合金などの金属やセメント
、ガラス、セラミックスなどの基材の表面にコーティン
グし、通常、本発明の組成物の硬化を促進させるために
加熱処理を行この加熱処理は、通常、６０〜３５０°Ｃ
の範囲で実施されるが、熱風乾燥器を使用する場合、例
えば６０〜８０°Ｃで６０〜２４０分、１００〜１２０
°Ｃで１０〜６０分、１２０〜１５０°Ｃで１０〜４０
分、１８０〜２００″Ｃで２〜３０分、２５０〜３５０
℃で１〜１０分程度である。

また、加熱に遠赤外線乾燥器を使用する場合には、加熱
処理を熱風乾燥器に較べて１／２〜１／３の時間に短縮
することができる。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げ、本発明をさらに具体的に説明する
が、以下の実施例に限定されるものではない。

なお、実施例中、部および％は、特に断らない限り重量
基準である。

また、実施例中における赤外線放射率の測定は、日本分
光■製、遠赤外線放射率測定装置を用い、２５０℃での
２〜３０μｍにおける分光赤外線放射率を測定した。放
射率が高いほど、赤外線の放射効率が高いことを示す。

実施例１還流冷却器、撹拌機を備えた反応器に、メチルトリメト
キシシラン１００部およびγ−グリシドキシプロビルト
リメトキシシラン２０部を加え、さらにｉ−プロピルア
ルコール２０部とコロイド状アルミナ水性分散液（日産
化学工業■製、アルミナゾル５２０、ｐＨ＝４．０、ア
ルミナ含有量＝２０％）を８０部加えて、６０°Ｃで６
時間攪拌したのち、常温まで冷却しく第一次仕込み）、
その後、ｉ−プロピルアルコール１００部とブチルセロ
ソルブ２０部、および酸化スズ／酸化アンチモン（重量
比）＝９９／ｌを混合してｌ、　　２００°Ｃで焼成し
て得られた平均粒径が０．８μｍの複合酸化物粉末３５
部を添加して、３時間攪拌しく第二次仕込み）、第１表
に示す組成物を調製した。

次に、この組成物を１０１００Ｘ１００Ｘ１のステンレ
ス板（ＳＵＳ３０４）の片面に、厚み８±１μｍにロー
ルコーク−で塗布し、熱風乾燥器を用い２５０°Ｃで１
分間加熱処理した。

このようにして得られたテストピースを用い、分光赤外
線放射率を測定した。結果を第１図に示す。

実施例２実施例１の酸化スズ／酸化アンチモンを焼成して得られ
た複合酸化物粉末の代わりに、酸化スズ／酸化アンチモ
ン（重量比）　＝９０／１０を混合して１．２００°Ｃ
で焼成して得られた平均粒径が０．８μｍの複合酸化物
粉末を用いた以外は、実施例１と同様にして第１表に示
す組成物を調製した。

次いで、実施例１と同様にして、分光赤外線放射率を測
定した。結果を第１図に示す。

実施例３実施例１の酸化スズ／酸化アンチモンを焼成して得られ
た複合酸化物粉末の代わりに、酸化スズ／酸化アンチモ
ン（重量比）＝３０／７０を混合して１．２００°Ｃで
焼成して得られた平均粒径が０．８μｍの複合酸化物粉
末を用いた以外は、実施例１と同様にして第１表に示す
組成物を調製した。

実施例４実施例１の酸化スズ／酸化アンチモンを焼成して得られ
た平均粒径が０．８μｍの複合酸化物粉末３５部に加え
て、平均粒径が０．７μｍの無機焼成顔料であるトルコ
青（Ｚｒ−３３−Ｖ、日向産業■製）３５部を加えた以
外は、実施例１と同様にして第１表に示す組成物を調製
した。

次いで、実施例１と同様にして、分光赤外線放射率を測
定した。結果を第２図に示す。

実施例５実施例１の酸化スズ／酸化アンチモンを焼成して得られ
た平均粒径が０．８μｍの複合酸化物粉末３５部に加え
て、平均粒径が０．６μｍである無機焼成顔料であるク
ロムスズライラック赤（Ｓｎ−Ｃｒ、日向産業■製）３
５部を加えた以外は、実施例１と同様にして第１表に示
す組成物を３周製した。

比較例１実施例１の酸化スズ／酸化アンチモンを焼成して得られ
た複合酸化物粉末の代わりに、酸化鉄／酸化亜鉛（重量
比）　＝６０／４０を混合して１．２００°Ｃで焼成し
て得られた平均粒径が０．９μｍの複合酸化物粉末３５
部を用いた以外は、実施例１と同様にして第１表に示す
組成物を８周製した。

比較例２実施例１の酸化スズ／酸化アンチモンを焼成して得られ
た複合酸化物粉末の代わりに、平均粒径が０．５μｍの
ケイ酸ジルコニア粉末３５部を用いた以外は、実施例１
と同様にして第１表に示す組成物を調製した。

次いで、実施例１と同様にして、分光赤外線放射率を測
定した。結果を第３図に示す。

比較例３実施例１の酸化スズ／酸化アンチモンを焼成して得られ
た複合酸化物粉末の代わりに、平均粒径が０．７μｍの
無機焼成顔料であるトルコ青（Ｚｒ−３ｔ−Ｖ、日向産
業■製）３５部を加えた以外は、実施例１と同様にして
第１表に示す組成物をｆＩ製した。

次いで、実施例工と同様にして、分光赤外線放射率を測
定した。結果を第３図に示す。

比較例４実施例１の酸化スズ／酸化アンチモンを焼成して得られ
た複合酸化物粉末の代わりに、平均粒径が０．６μｍの
無機焼成顔料であるクロムスズライラック赤（Ｓｎ−Ｃ
ｒ、日向産業■製）３５部を加えた以外は、実施例１と
同様にして第１表に示す組成物を調製した。

第１表第１表（続き）＊）ｌ。

２００°Ｃで焼成〔発明の効果〕本発明の組成物は、 ■ステンレス、アルミニウムおよびその他の金属、陶磁
器、モルタルなどの無機窯業系基材、ならびにガラス、
プラスチックなどの製品の表面に種々の厚みの塗膜を設
けることができる、 ■赤外線放射効率の高い塗膜を提供することができるた
め、例えば電子レンジの内張り材、石油ストーブや電気
コタツ、オーブントースタ−の反射板などの電気製品、
赤外線乾燥炉などの工業製品などに有用である、 ■はとんどの色の艶あり、半艶、艶なしのいずれの塗膜
をも提供することができる、などの数々の利点を有し、その工業的意義は極めて大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１〜３によって得られた塗膜の分光赤外
線放射率曲線、第２図は実施例４〜５および比較例１に
よって得られた塗膜の分光赤外線放射率曲線、第３図は
比較例２〜４によって得られた塗膜の分光赤外線放射率
曲線である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ａ）スズとアンチモンとの複合酸化物を、（ｂ
）ビヒクルに配合してなる塗料用組成物。