JPH05156176A - 耐熱防汚性塗料及び耐熱防汚性塗膜 - Google Patents

耐熱防汚性塗料及び耐熱防汚性塗膜

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JPH05156176A
JPH05156176A JP31354191A JP31354191A JPH05156176A JP H05156176 A JPH05156176 A JP H05156176A JP 31354191 A JP31354191 A JP 31354191A JP 31354191 A JP31354191 A JP 31354191A JP H05156176 A JPH05156176 A JP H05156176A
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眞守 曽我
Kazufumi Ogawa
小川  一文
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 撥水性、撥油性が良好な上、耐熱性に優れた
硬い塗膜硬度を有する耐熱防汚性塗膜を与える耐熱防汚
性塗料及び耐熱防汚性塗膜。 【構成】 ポリカルボシラン樹脂及びポリシラザン樹脂
から選ばれる樹脂とシラザン化合物と無機フィラーとフ
ッ素樹脂とを有機溶剤に分散・配合する。この耐熱防汚
性塗料を金属基材表面に塗布し、焼付けることにより得
られる耐熱防汚性塗膜。 【効果】 上記耐熱防汚性塗料は加熱調理器具等の加工
用として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属等の基材表面に塗
布し、焼付けることにより、撥水性等の特性が良好な
上、高硬度で耐熱性及び基材との密着性に優れた耐熱防
汚性塗膜を与え、このため加熱調理器具等の加工に有用
な耐熱防汚性塗料及びこの塗料による耐熱防汚性塗膜に
関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
肉、魚等を料理する加熱調理器具(フライパン、ホット
プレート等)には油汚れを防止する目的でフッ素樹脂加
工が施されている。しかしながら、フッ素樹脂塗膜は撥
水性、撥油性が良好で防汚性にも優れる反面、耐熱性的
には250℃程度が限界である上、塗膜硬度に欠けるた
め、長期間の使用で塗膜がキズつき剥離してしまうとい
う欠点があった。
【0003】従って、良好な撥水性、撥油性、防汚性を
有し、かつ耐熱性及び塗膜硬度の面でも満足できる耐熱
防汚性塗膜を与える耐熱防汚性塗料の開発が望まれてい
た。
【0004】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
事情に鑑み鋭意検討を重ねた結果、ポリカルボシラン樹
脂及びポリシラザン樹脂から選ばれる樹脂と、シラザン
化合物と、無機フィラーと、フッ素樹脂とを有機溶剤に
分散・配合したフッ素樹脂系塗料が、金属等の基材の表
面に塗布し、焼付けると撥水性、更に撥油性及び防汚性
が良好であると共に、塗膜硬度が硬く、かつ耐熱性に優
れ、高温で長時間加熱してもクラックや剥離が生じる難
く、しかも基材との密着性に優れた耐熱防汚性塗膜を与
えること、それ故、耐熱防汚性塗料として加熱器具等の
フッ素樹脂加工に有効に使用できることを知見し、本発
明をなすに至ったものである。
【0005】以下、本発明につき更に詳述すると、本発
明の耐熱防汚性塗料は、ポリカルボシラン樹脂及びポリ
シラザン樹脂から選ばれる樹脂と、シラザン化合物、無
機フィラー及びフッ素樹脂を有機溶媒に分散・配合して
なるものである。
【0006】ここで、ポリカルボシラン樹脂としては、
特公昭57−26527号公報に記載のもの、例えばジ
メチルジクロロシランと金属ナトリウムを反応させてポ
リシランを得た後、このポリシランを熱分解重合する等
の方法で合成することができるものが好適に使用され
る。
【0007】また、ポリシラザン樹脂としては本出願人
が特開昭62−290730号公報、特開昭63−11
7037号公報、特開昭63−193900号公報、特
開昭63−210133号公報、特開平1−15373
0号公報、特開平3−50238号公報、特開平3−8
1330号公報、特開平3−190932号公報、特開
平3−190933号公報等に提案したポリシラザン樹
脂が好ましく用いられる。
【0008】更に、上記樹脂の重合度は塗膜性能、特に
塗膜のクラック、剥離等に影響を及ぼすので、ポリカル
ボシラン樹脂はその数平均分子量が500〜5000、
特に600〜2000、より好ましくは650〜120
0となるような重合度のものが好ましい。また、ポリシ
ラザン樹脂の数平均分子量は、400〜3000、好ま
しくは500〜2000、より好ましくは550〜12
00程度のものが好ましい。数平均分子量が上記値に満
たないと、塗料として使用する場合、基材との密着性が
悪くなったり、塗膜硬度が低くなったりする場合があ
り、逆に上記値を超えると塗膜にクラックが生じ、その
後の焼付け段階で塗膜が剥離するという問題が生じる場
合がある。
【0009】本発明では、第一必須成分としてこれらポ
リカルボシラン樹脂及びポリシラザン樹脂の1種を単独
で用いても2種を混合して使用してもよく、またその配
合量は全結合成分(有機溶剤を除いた成分)に対して1
0〜50%(重量%、以下同様)、特に15〜35%が
好ましい。配合量が10%に満たないと十分な密着性、
耐熱性、塗膜硬度が得られない場合があり、50%を超
えると焼付け後の塗膜にクラックを生じる場合がある。
【0010】次に第二必須成分のシラザン化合物として
は、例えばテトラメチルジシラザン、ヘキサメチルシク
ロトリシラザン,オクタメチルシクロテトラシラザン等
が好適に使用され、これらのうちの1種を単独で又は2
種以上を併用して用いることができる。シラザン化合物
の配合量は全結合成分に対して5〜20%、特に8〜1
5%とすることが好ましく、5%未満では塗膜の密着性
が低下する場合があり、20%を超えると塗膜の硬度が
低下する場合がある。
【0011】更に、第三必須成分の無機フィラーとして
は、例えばAl23,SiO2,TiO2,Fe23,M
gO,MnO,Co23,NiO,ZrO2,ZnO,
CuO,Si34,SiC,BN,ガラスフレーク等が
例示され、これらは1種を単独で又は2種以上を混合し
て用いることができる。これら無機フィラーの平均粒径
は特に限定されないが、0.1〜30μ、特に1〜5μ
程度のものを用いることが好ましい。
【0012】上記無機フィラーの配合量は全結合剤成分
(有機溶剤は除く)に対して、5〜50%、特に10〜
30%が好適であり、5%に満たないと塗膜硬度が十分
でなくなる場合があり、50%を超えると塗膜の撥水
性、撥油性の性能に欠ける場合があるので上記範囲とす
るのがよい。
【0013】更に、本発明では第四必須成分としてフッ
素樹脂を用いる。この場合、フッ素樹脂としてはテトラ
フロロエチレン樹脂、パーフロロアルコキシ樹脂、フッ
化エチレンプロピレン樹脂、フッ化エチレンプロピレン
エーテル樹脂等が挙げられ、これらは単独で又は2種以
上を混合して用いることが可能である。
【0014】また、フッ素樹脂の配合量は全結合剤成分
(有機溶剤は除く)に対して5〜70%、特に30〜5
5%が好ましく、5%未満では十分な撥水性、撥油性が
得られない場合があり、70%を超えると塗膜の硬度が
低下する場合がある。
【0015】本発明は上記した4つの必須結合成分を含
有してなるが、これら結合成分以外の添加物として一般
の塗料に使用される無機顔料等の任意成分を本発明の効
果を妨げない範囲で配合することもできる。
【0016】次いで、前記結合剤を分散させる有機溶剤
としては、例えばトルエン、キシレン、N−メチル−2
−ピロリドン等が挙げられる。有機溶剤の使用量は別に
限定されないが、全結合剤成分に対して10〜400%
が通常である。
【0017】上述したような本発明の耐熱防汚性塗料
は、公知の方法例えば塩化メチレン、トリクロルエチレ
ン等の溶剤で脱脂処理した金属基材等の基材表面にスプ
レーコート,フローコート,ロールコート,刷毛等の方
法で塗布した後、焼付けを行うことにより、耐熱防汚性
塗膜を形成することが可能である。
【0018】この場合金属基材に特に制限はなく、例え
ばアルミニウム、スチール等が使用できる。
【0019】また、耐熱防汚性塗料を金属基材表面に塗
布する際は、塗膜の厚さが10〜100μm、特に20
〜50μmの範囲となるように塗布量を調整することが
好ましい。
【0020】次に、焼付けは空気中で200℃以上の温
度で15〜60分程度行うのが望ましく、温度が200
℃より低いと塗膜の強度が低く、硬度が十分でなくなる
場合かある。なお、焼付けの条件としては、特に350
〜400℃程度の温度で15分〜60分の条件で実施す
るのが好ましい。400℃以上では塗料中のフッ素樹脂
の分解が起こるため撥水性、撥油性能が低下するので避
けることが好ましい。また、必要により不活性ガス雰囲
気や他の雰囲気で焼付けを行うこともできる。
【0021】
【発明の効果】本発明の耐熱防汚性塗料は、金属等の基
材の表面に塗布し、焼付けることにより、撥水性、更に
は撥油性及び防汚性が良好な上、高硬度で400℃程度
の温度にも耐えて耐熱性に優れ、かつ基材との密着性の
良い耐熱防汚性塗膜を与える。従って、本発明は塗料は
加熱調理器具等のフッ素樹脂加工に有効である。
【0022】
【実施例】以下、参考例、実施例及び比較例を示し本発
明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限
されるものではない。
【0023】〔参考例1〕5リットルの三口フラスコに
無水キシレン2.5リットルと金属ナトリウム400g
を入れ、窒素気流下でキシレンの沸点まで加熱して金属
ナトリウムを溶解、分散させた後、ジメチルジクロロシ
ラン1リットルを1時間かけて滴下した。滴下終了後、
加熱還流して反応を完結させた。次に、生成した沈殿物
を濾過した後、メタノールにて洗浄し、更に水洗、乾燥
して白色粉末のポリシラン400gを得た。次いで、得
られたポリシラン400gをガス導入管、撹拌器、冷却
器及び留出管を装備したオートクレーブに仕込み、5k
g/cm2Gの加圧下、450℃にて加熱重合してポリ
カルボシランAを得た。このものは、数平均分子量(ベ
ンゼンモル凝固点降下法)1250であった。
【0024】〔参考例2〕参考例1と同様な方法でポリ
シランをオートクレーブに仕込み、5kg/cm2Gの
加圧下で430℃にて加熱重合して数平均分子量900
のポリカルボシランBを得た。
【0025】〔参考例3〕撹拌機、温度計、NH3導入
管、水冷コンデンサーを装備し乾燥した1リットルの4
つ口フラスコにヘキサン850mlを仕込んだ後、メチ
ルジクロロシラン40.3g、メチルトリクロロシラン
7.5g、ジメチルジクロロシラン12.9gを加え
た。更に、過剰の気体状アンモニアを12リットル/H
rの速度で4時間この溶液に加えた。次いで、反応混合
物を50℃まで温めた後、室温に戻した。副生した塩化
アンモニウムを濾過により除去し、ヘキサンを減圧下で
留去して液体状のシラザンオリゴマー27.3gを得
た。
【0026】次に、300mlのフラスコに撹拌機、温
度計、滴下ロート、冷却器を装備した。これに水素化カ
リウム0.2g及びテトラヒドロフラン125mlを注
入し、室温下にて滴下ロートよりテトラヒドロフラン7
5mlに溶解した液状のシラザンオリゴマー27.3g
を加えた。この滴下の間に多量のガスの発生が認められ
た。更に温度を上げ60℃にて2時間反応させて反応を
完結させた。次いで、反応液を冷却した後、ヨウ化メチ
ルを2.5g加えるとKIの白色沈殿が生成した。大部
分のテトラヒドロフランを除去し、残留する白色スラリ
ーにヘキサン80mlを加えた。この混合物を濾過し、
濾液から減圧下(1mmHg)、70℃にてヘキサンを
除去すると、固体状のポリシラザンC25.3gが得ら
れた。このものは、数平均分子量1200であった。
【0027】〔参考例4〕撹拌機、温度計、ガス導入
管、コンデンサーを装備し、乾燥した2リットルの4つ
口フラスコにトルエン1.5リットルを仕込み、更にメ
チルトリクロロシラン1479.5g(1mol)及び
トリメチルクロロシラン261g(2.4mol)を仕
込んだ。次いで、室温下でアンモニアガスを90リット
ル/分の速度で3時間この溶液に加えた(アンモニア全
添加量12モル)。更に、撹拌しながら1時間室温下で
熟成して反応を完結させた。副生した塩化アンモニウム
を濾過により除去し、塩化アンモニウムを更に2リット
ルのトルエンで洗浄し、得られた濾液から120℃,3
0torr下でトルエンを除去してシラザンオリゴマー
89gを得た。このものは数平均分子量436であっ
た。
【0028】次に、得られたシラザンオリゴマー89g
を温度計、撹拌機、コンデンサーを装備した300ml
フラスコに仕込んだ後、N2ガス雰囲気下にて反応器内
を置換し、温度をゆっくりと上げた。270℃になった
ところで低分子量物が留出した。更に、温度を300℃
まで上げ、この温度で2時間保持した後、フラスコを冷
却すると薄黄色の固体55g(ポリシラザンD)が得ら
れた。このものの数平均分子量は1070であった。
【0029】〔実施例,比較例〕参考例1〜4で得たポ
リカルボシラン、ポリシラザンを使用し、表1に示した
ような配合で塗料を調製した。これらの塗料を予め脱脂
処理したアルミニウム基材(50mm×50mm×1m
m)にバーコータにて厚さが50μになるように塗布
し、室温にて乾燥させた後、表1に示した温度で焼き付
けた。このようにして得られた被膜に対して下記の性能
試験を実施した。結果を表1に併記する。 塗膜硬度:JIS−K−5400に準じ、鉛筆ひっかき
試験法により塗膜に傷がつく鉛筆硬度で評価した。 密着性: JIS−K−5400に準じ、試験片の表面
に1mm間隔のゴバン目(ます目)を刻み、その上に粘
着テープを接着した後、引き剥し、塗膜の残っているゴ
バン目の数で評価した。 耐熱性: 焼き付けた塗膜の空気中400℃の温度で2
週間加熱して、塗膜のクラック,剥離の有無を観察し
た。 撥水性 :接触角を測定して評価した。(協和界面科学
社製接触角計)
【0030】
【表1】
【0031】表1の結果より、ポリカルボシラン樹脂又
はポリシラザン樹脂、シラザン化合物、無機フィラー、
フッ素樹脂を有機溶剤に分散した塗料(実施例1〜6)
は、これら成分のうちシラザン化合物やフッ素樹脂を欠
く塗料(比較例1,2)に比べ、高硬度で撥水性、金属
との密着性、耐熱性に優れた被膜を与えることが確認さ
れた。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09D 183/16 PMT 8319−4J PMU 8319−4J (72)発明者 曽我 眞守 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小川 一文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリカルボシラン樹脂及びポリシラザン
    樹脂から選ばれる樹脂と、シラザン化合物と、無機フィ
    ラーと、フッ素樹脂とを有機溶剤に分散・配合してなる
    ことを特徴とする耐熱防汚性塗料。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の耐熱防汚性塗料を基材表
    面に塗布し、焼付けることにより得られる耐熱防汚性塗
    膜。
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