JPH06256683A - 耐久性のある塗料、面を塗装する方法、塗料を作成する方法、及び宇宙船 - Google Patents
耐久性のある塗料、面を塗装する方法、塗料を作成する方法、及び宇宙船Info
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- JPH06256683A JPH06256683A JP5293742A JP29374293A JPH06256683A JP H06256683 A JPH06256683 A JP H06256683A JP 5293742 A JP5293742 A JP 5293742A JP 29374293 A JP29374293 A JP 29374293A JP H06256683 A JPH06256683 A JP H06256683A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 厳しい環境に適した、特に宇宙船の熱制御被
覆として適した塗料を提供する。 【構成】 本発明に係る無機塗料１２は、５０又は更に
多くの乾燥重量％のチタン酸バリウム顔料粉末と、アル
カリ金属珪酸塩の結合剤との混合物を含んでいる。アル
カリ金属珪酸塩結合剤の代わりに硝子フリットを用いて
もよい。硝子フリットは溶融したときに、顔料を基板１
０に結合する。顔料の熱膨張係数は約１２×１０-6／℃
である。マグネシアの充填材を添加して塗料の膨張係数
を増加、又はアルミナ及び／若しくはシリカの充填材を
添加して塗料の膨張係数を低下させることにより、塗料
１２の熱膨張係数を基板１０の膨張係数に向かって変え
る。塗料は低い太陽光吸収率及び高い熱放射率を保ちな
がら、紫外線放射及び荷電粒子の影響下で残存する。塗
料に酸化セリウムを添加してカラー・センタの形成を低
減可能である。塗料を蒸発し得る転写媒質上に押出成形
してテープを形成可能である。
覆として適した塗料を提供する。 【構成】 本発明に係る無機塗料１２は、５０又は更に
多くの乾燥重量％のチタン酸バリウム顔料粉末と、アル
カリ金属珪酸塩の結合剤との混合物を含んでいる。アル
カリ金属珪酸塩結合剤の代わりに硝子フリットを用いて
もよい。硝子フリットは溶融したときに、顔料を基板１
０に結合する。顔料の熱膨張係数は約１２×１０-6／℃
である。マグネシアの充填材を添加して塗料の膨張係数
を増加、又はアルミナ及び／若しくはシリカの充填材を
添加して塗料の膨張係数を低下させることにより、塗料
１２の熱膨張係数を基板１０の膨張係数に向かって変え
る。塗料は低い太陽光吸収率及び高い熱放射率を保ちな
がら、紫外線放射及び荷電粒子の影響下で残存する。塗
料に酸化セリウムを添加してカラー・センタの形成を低
減可能である。塗料を蒸発し得る転写媒質上に押出成形
してテープを形成可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、全般的には保護塗料に
関し、更に一般的に言えば、太陽放射及び荷電粒子束の
存在の下で耐久力があり、極端な温度にも劣化せずに耐
えると共に、高い太陽光反射率及び熱放射力を有する塗
料に関する。このような塗料は、厳しい環境及び宇宙船
の用途に特に役に立つ。
関し、更に一般的に言えば、太陽放射及び荷電粒子束の
存在の下で耐久力があり、極端な温度にも劣化せずに耐
えると共に、高い太陽光反射率及び熱放射力を有する塗
料に関する。このような塗料は、厳しい環境及び宇宙船
の用途に特に役に立つ。
【０００２】
【従来の技術】宇宙船の温度を制御する助けとして熱制
御面が用いられている。一般的に、このような面は、可
視太陽放射を反射する（低い太陽光吸収率を有する）と
共に、面の温度の関数として熱エネルギを放射又は放出
する（高い放射率を有する）ことが要求される。更に、
面は、紫外線放射、並びに真空の環境内にある電子及び
陽子のような荷電粒子の影響に耐えることが要求され
る。面は、低い地球軌道にあるときに、原子状態の酸素
に露出することがある。更に、この熱制御面は、熱帯の
発射地点の高い湿度により、又は宇宙船の発射に伴う振
動により劣化してはならない。
御面が用いられている。一般的に、このような面は、可
視太陽放射を反射する（低い太陽光吸収率を有する）と
共に、面の温度の関数として熱エネルギを放射又は放出
する（高い放射率を有する）ことが要求される。更に、
面は、紫外線放射、並びに真空の環境内にある電子及び
陽子のような荷電粒子の影響に耐えることが要求され
る。面は、低い地球軌道にあるときに、原子状態の酸素
に露出することがある。更に、この熱制御面は、熱帯の
発射地点の高い湿度により、又は宇宙船の発射に伴う振
動により劣化してはならない。
【０００３】光学式太陽光反射器（ＯＳＲ）が通常、宇
宙船の熱制御面を作成するために用いられている。ＯＳ
Ｒは小さな、一般的には矩形の硝子タイルであって、約
１インチ×２インチであり、接着剤で基板に固定されて
いる。このような多数のタイルが、大きな面を覆う配列
として用いられている。熱膨張の相違によるひび割れを
防止するために、隣り合ったＯＳＲの間に空間が設けら
れている。各々のＯＳＲは、外側の面を導電性にするた
めに、インジウム−酸化錫（ＩＴＯ）のような物質の透
明な導電性の外側被覆（コーティング）を有しているこ
とがあり、これにより、硝子ＯＳＲを介してアークを生
ずるかもしれない電荷が局所的に溜るのを防止する。導
電性エポキシのような導電通路が、電荷があればそれを
逃がすように、各々のＯＳＲの縁を基板又は隣接するＯ
ＳＲに接続している。従って、ＯＳＲの間の空間は、適
当な反射性及び放射性がないことがあり、このことはＯ
ＳＲタイル面の全体的な効果を低下させる。ＯＳＲタイ
ルは高価であって、ＯＳＲタイルを適用するには相当な
労力を要する。ＯＳＲを適用した後は、宇宙船の変更を
容易に行うことはできず、このような変更を行うにも、
又は偶発的な損傷を修理するにも費用がかかる。
宙船の熱制御面を作成するために用いられている。ＯＳ
Ｒは小さな、一般的には矩形の硝子タイルであって、約
１インチ×２インチであり、接着剤で基板に固定されて
いる。このような多数のタイルが、大きな面を覆う配列
として用いられている。熱膨張の相違によるひび割れを
防止するために、隣り合ったＯＳＲの間に空間が設けら
れている。各々のＯＳＲは、外側の面を導電性にするた
めに、インジウム−酸化錫（ＩＴＯ）のような物質の透
明な導電性の外側被覆（コーティング）を有しているこ
とがあり、これにより、硝子ＯＳＲを介してアークを生
ずるかもしれない電荷が局所的に溜るのを防止する。導
電性エポキシのような導電通路が、電荷があればそれを
逃がすように、各々のＯＳＲの縁を基板又は隣接するＯ
ＳＲに接続している。従って、ＯＳＲの間の空間は、適
当な反射性及び放射性がないことがあり、このことはＯ
ＳＲタイル面の全体的な効果を低下させる。ＯＳＲタイ
ルは高価であって、ＯＳＲタイルを適用するには相当な
労力を要する。ＯＳＲを適用した後は、宇宙船の変更を
容易に行うことはできず、このような変更を行うにも、
又は偶発的な損傷を修理するにも費用がかかる。
【０００４】図１は従来のある熱被覆に対する太陽光吸
収率（３００ナノメータから２２００ナノメータにわた
る波長帯にわたって積分したもの）と、等価太陽光時間
（ＥＳＨ）との関係を示すグラフである。等価太陽光時
間は、太陽の紫外線に１時間の間連続的に露出したこと
に相当する試験状態を表している。図１において、グラ
フ１、２及び３は、宇宙船型の用途における温度制御の
ために用いるように現在商業的に利用し得る３種類の異
なる塗料被覆の性能を表している。図示のように、初期
の太陽光吸収率は０．２から０．２５までの範囲内にあ
って、最初は急速に劣化する。
収率（３００ナノメータから２２００ナノメータにわた
る波長帯にわたって積分したもの）と、等価太陽光時間
（ＥＳＨ）との関係を示すグラフである。等価太陽光時
間は、太陽の紫外線に１時間の間連続的に露出したこと
に相当する試験状態を表している。図１において、グラ
フ１、２及び３は、宇宙船型の用途における温度制御の
ために用いるように現在商業的に利用し得る３種類の異
なる塗料被覆の性能を表している。図示のように、初期
の太陽光吸収率は０．２から０．２５までの範囲内にあ
って、最初は急速に劣化する。
【０００５】ムンロ（Munro ）等の名義で１９９０年１
２月５日に出願された係属中の米国特許出願番号第０７
／６２３１４４号には、アラミド・シート上に白色シリ
コン塗料を用いた熱（サーマル）ブランケットが記載さ
れている。塗料は外側のアラミド・シートによって、紫
外線及び荷電粒子から保護されている。この白色塗料
は、可視放射の効果的な反射材である。この構成は、Ｏ
ＳＲよりもコストが安いが、アラミド材料の複数のシー
トを宇宙船に結合することを必要とする。有料荷重（ペ
イロード）の電気装置のような宇宙船の熱を発生する装
置のヒートシンクとして宇宙船の外側パネルを用いるよ
うな場合には、上に引用した米国特許出願の構成は、Ｏ
ＳＲ面ほど望ましくないことがある。これは、塗料で被
覆されたアラミド・シートがパネルと良好な熱的な接触
をしないことがあるからであると共に、パネルから熱を
逃がすことができないために、パネル温度が望ましくな
いほど上昇することがあるからである。パネルがシート
と良好な熱的な接触をしたとしても、白色シリコン塗料
は所望するほどの放射率がないことがある。
２月５日に出願された係属中の米国特許出願番号第０７
／６２３１４４号には、アラミド・シート上に白色シリ
コン塗料を用いた熱（サーマル）ブランケットが記載さ
れている。塗料は外側のアラミド・シートによって、紫
外線及び荷電粒子から保護されている。この白色塗料
は、可視放射の効果的な反射材である。この構成は、Ｏ
ＳＲよりもコストが安いが、アラミド材料の複数のシー
トを宇宙船に結合することを必要とする。有料荷重（ペ
イロード）の電気装置のような宇宙船の熱を発生する装
置のヒートシンクとして宇宙船の外側パネルを用いるよ
うな場合には、上に引用した米国特許出願の構成は、Ｏ
ＳＲ面ほど望ましくないことがある。これは、塗料で被
覆されたアラミド・シートがパネルと良好な熱的な接触
をしないことがあるからであると共に、パネルから熱を
逃がすことができないために、パネル温度が望ましくな
いほど上昇することがあるからである。パネルがシート
と良好な熱的な接触をしたとしても、白色シリコン塗料
は所望するほどの放射率がないことがある。
【０００６】改良された熱制御面が望まれている。
【０００７】
【発明の要約】宇宙船の熱被覆のために用いるような厳
しい環境に用いる無機塗料が、乾燥重量で５０％又は更
に多くのチタン酸バリウム顔料と、５％又は更に多くの
結合剤とを含んでいる。結合剤は、アルカリ金属珪酸塩
又は硝子フリットであってもよい。アルカリ金属珪酸塩
結合剤は、珪酸カリウム、珪酸ナトリウム又は珪酸リチ
ウムのうちの１つであってもよい。本発明の特定の実施
例では、マグネシア、アルミナ及びシリカのうちの１つ
であってもよい充填材料が、塗料の熱膨張係数（ＣＴ
Ｅ）と、基板材料の熱膨張係数との釣合いを改善するよ
うに選択された量だけ添加されている。宇宙船が本発明
による塗料で被覆されており、このとき塗料の熱膨張係
数は、約０℃から１０００℃までの温度範囲にわたる基
板の平均膨張係数と釣合うように選択されている。
しい環境に用いる無機塗料が、乾燥重量で５０％又は更
に多くのチタン酸バリウム顔料と、５％又は更に多くの
結合剤とを含んでいる。結合剤は、アルカリ金属珪酸塩
又は硝子フリットであってもよい。アルカリ金属珪酸塩
結合剤は、珪酸カリウム、珪酸ナトリウム又は珪酸リチ
ウムのうちの１つであってもよい。本発明の特定の実施
例では、マグネシア、アルミナ及びシリカのうちの１つ
であってもよい充填材料が、塗料の熱膨張係数（ＣＴ
Ｅ）と、基板材料の熱膨張係数との釣合いを改善するよ
うに選択された量だけ添加されている。宇宙船が本発明
による塗料で被覆されており、このとき塗料の熱膨張係
数は、約０℃から１０００℃までの温度範囲にわたる基
板の平均膨張係数と釣合うように選択されている。
【０００８】
【実施例】図２において、宇宙船のパネルの一部１０の
宇宙の方を向いた側が、本発明による塗料の層１２で被
覆されている。公知のように、パネル又は基板１０はア
ルミニウム・シート、若しくはアルミニウムのハネカム
によって支持されているアルミニウム面シートであって
もよいし、又は黒鉛−繊維強化樹脂であってもよい。基
板としては、チタン７５Ａ、チタン−１５−３−３−３
合金、ステンレス鋼（３００シリーズ）、カーボン・カ
ーボン複合体、モリブデン又はニオブのようなこの他の
材料を用いることができる。チタン７５Ａは超純粋（＞
９９％）のＴｉであり、チタン１５−３−３−３はチタ
ン（Ｔｉ）と、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、錫
（Ｓｎ）及びアルミニウム（Ａｌ）との合金である。図
２における塗料の層１２の厚さは、１ミルから１２ミル
（０．０５ｍｍから０．６ｍｍ）までの範囲内であるこ
とが好ましいが、その他の厚さにしてもよい。
宇宙の方を向いた側が、本発明による塗料の層１２で被
覆されている。公知のように、パネル又は基板１０はア
ルミニウム・シート、若しくはアルミニウムのハネカム
によって支持されているアルミニウム面シートであって
もよいし、又は黒鉛−繊維強化樹脂であってもよい。基
板としては、チタン７５Ａ、チタン−１５−３−３−３
合金、ステンレス鋼（３００シリーズ）、カーボン・カ
ーボン複合体、モリブデン又はニオブのようなこの他の
材料を用いることができる。チタン７５Ａは超純粋（＞
９９％）のＴｉであり、チタン１５−３−３−３はチタ
ン（Ｔｉ）と、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、錫
（Ｓｎ）及びアルミニウム（Ａｌ）との合金である。図
２における塗料の層１２の厚さは、１ミルから１２ミル
（０．０５ｍｍから０．６ｍｍ）までの範囲内であるこ
とが好ましいが、その他の厚さにしてもよい。
【０００９】本発明の一面によれば、塗料の層１２は乾
燥しているとき、乾燥重量（ｗｔ．）で５０％又は更に
多くの反射性顔料としてのチタン酸バリウム（ＢａＴｉ
Ｏ3）と、乾燥重量で５％又は更に多くのアルカリ金属
珪酸塩の結合剤とを含んでいる混合物であり、アルカリ
金属はリチウム、カリウム又はナトリウムであってもよ
い。従って、珪酸塩結合剤はＬｉ2 ＳｉＯ3 、Ｎａ2 Ｓ
ｉＯ3 及びＫ2 ＳｉＯ 3 のうちの１つである。粉末状の
乾燥した材料が水（Ｈ2 Ｏ）のような担体材料と混合さ
れて、ブラシを用いて図２の基板１０に適用し得るよう
な、又はその上に吹き付けることのできるような粘度を
有する溶液又は懸濁質を作成する。水を蒸発させること
により塗料を乾かし、この乾燥過程を早めるために熱を
加えることができる。
燥しているとき、乾燥重量（ｗｔ．）で５０％又は更に
多くの反射性顔料としてのチタン酸バリウム（ＢａＴｉ
Ｏ3）と、乾燥重量で５％又は更に多くのアルカリ金属
珪酸塩の結合剤とを含んでいる混合物であり、アルカリ
金属はリチウム、カリウム又はナトリウムであってもよ
い。従って、珪酸塩結合剤はＬｉ2 ＳｉＯ3 、Ｎａ2 Ｓ
ｉＯ3 及びＫ2 ＳｉＯ 3 のうちの１つである。粉末状の
乾燥した材料が水（Ｈ2 Ｏ）のような担体材料と混合さ
れて、ブラシを用いて図２の基板１０に適用し得るよう
な、又はその上に吹き付けることのできるような粘度を
有する溶液又は懸濁質を作成する。水を蒸発させること
により塗料を乾かし、この乾燥過程を早めるために熱を
加えることができる。
【００１０】アルミニウムをチタン酸バリウムで塗装す
るのに有効であることが判った他の結合剤は、品質の高
い低融点の硝子フリット又は粉末である。適当な硝子フ
リットは、オハイオ州４４１０５、クリーブランド、イ
ースト５６番ストリート、４１５０番地のフェロ・コー
ポレイションから入手し得るＥＧ３６０７ＶＥＧ又は３
６０８ＶＥＧ型である。アルミニウムに適した他の硝子
フリットは、コネチカット州、トランブルのイノテック
・コーポレイションの製品であるＣｏｎ−２である。硝
子フリットを乾燥したチタン酸バリウム顔料と混合し、
塗装しようとする面に適用する。その後、塗料及び基板
の温度を、硝子フリットを溶融させるのに十分なレベル
まで上昇させると、硝子フリットがアルミニウム及びフ
リットの他の粒子に接着し、こうして顔料を結合する。
オハイオ州、トレドのセムコム・コーポレイションによ
って製造された硝子フリットＴＭ−５、ＥＥ−２及びＥ
Ｅ−１０は、チタン、モリブデンの熱膨張係数とそれぞ
れ合い、これから述べる理由で有用である。
るのに有効であることが判った他の結合剤は、品質の高
い低融点の硝子フリット又は粉末である。適当な硝子フ
リットは、オハイオ州４４１０５、クリーブランド、イ
ースト５６番ストリート、４１５０番地のフェロ・コー
ポレイションから入手し得るＥＧ３６０７ＶＥＧ又は３
６０８ＶＥＧ型である。アルミニウムに適した他の硝子
フリットは、コネチカット州、トランブルのイノテック
・コーポレイションの製品であるＣｏｎ−２である。硝
子フリットを乾燥したチタン酸バリウム顔料と混合し、
塗装しようとする面に適用する。その後、塗料及び基板
の温度を、硝子フリットを溶融させるのに十分なレベル
まで上昇させると、硝子フリットがアルミニウム及びフ
リットの他の粒子に接着し、こうして顔料を結合する。
オハイオ州、トレドのセムコム・コーポレイションによ
って製造された硝子フリットＴＭ−５、ＥＥ−２及びＥ
Ｅ−１０は、チタン、モリブデンの熱膨張係数とそれぞ
れ合い、これから述べる理由で有用である。
【００１１】チタン酸バリウム／硝子フリット塗料を塗
装しようとする面に適用するのに特に有利な方法は、乾
燥したチタン酸バリウム粉末を硝子フリットと混合し、
施工可能な粘稠度（ワーカブル・コンシステンシ）にす
るのに十分な水及び／又はパイン油（ペンシルバニア州
１９４０６、キング・オブ・プルシアのエレクトロサイ
エンス・ラブスによって製造されたＥＳＬ ＃４１４型
及びそれと両立性を有する希釈剤ＥＳＬ ＃４０１型）
を添加することである。その後、混合物を薄いアセテー
ト（「セロファン（CELLOPHANE）」）シートのような可
撓性の支持面の上に薄い一様な層として押出成形する。
湿った塗料はこのシートに接着して、塗料のテープを形
成する。この塗料は、途中まで又は完全に乾燥させるこ
とができる。塗料が面と隣接するように、この支持シー
トを塗装しようとする面の上に裏返し、その後塗料を、
塗装しようとする領域で、この面に適用する。フリット
を溶融させるのに十分な温度まで、温度を上げる。支持
シートを溶融した塗料の外面から剥がすことができる
し、又は支持シートを蒸発させるのに十分な時間の間、
この温度を保ってもよい。フェロ・コーポレイションの
硝子フリットの熱膨張係数は、約１９×１０-6／℃であ
る。
装しようとする面に適用するのに特に有利な方法は、乾
燥したチタン酸バリウム粉末を硝子フリットと混合し、
施工可能な粘稠度（ワーカブル・コンシステンシ）にす
るのに十分な水及び／又はパイン油（ペンシルバニア州
１９４０６、キング・オブ・プルシアのエレクトロサイ
エンス・ラブスによって製造されたＥＳＬ ＃４１４型
及びそれと両立性を有する希釈剤ＥＳＬ ＃４０１型）
を添加することである。その後、混合物を薄いアセテー
ト（「セロファン（CELLOPHANE）」）シートのような可
撓性の支持面の上に薄い一様な層として押出成形する。
湿った塗料はこのシートに接着して、塗料のテープを形
成する。この塗料は、途中まで又は完全に乾燥させるこ
とができる。塗料が面と隣接するように、この支持シー
トを塗装しようとする面の上に裏返し、その後塗料を、
塗装しようとする領域で、この面に適用する。フリット
を溶融させるのに十分な温度まで、温度を上げる。支持
シートを溶融した塗料の外面から剥がすことができる
し、又は支持シートを蒸発させるのに十分な時間の間、
この温度を保ってもよい。フェロ・コーポレイションの
硝子フリットの熱膨張係数は、約１９×１０-6／℃であ
る。
【００１２】上に述べたチタン酸バリウム／結合剤塗
料、及びその適用方法は、比較的低廉である。塗料の特
性は紫外線及び荷電粒子の影響がある状態でも維持され
ると共に、反射率及び放射率は温度制御に満足し得るも
のである。図５のグラフ４０は、チタン酸バリウム顔料
塗料の反射率を波長の関数として表す。
料、及びその適用方法は、比較的低廉である。塗料の特
性は紫外線及び荷電粒子の影響がある状態でも維持され
ると共に、反射率及び放射率は温度制御に満足し得るも
のである。図５のグラフ４０は、チタン酸バリウム顔料
塗料の反射率を波長の関数として表す。
【００１３】硬化したチタン酸バリウム／アルカリ金属
結合剤塗料の真性導電度は約１０6又は１０7 Ω／スク
エアであり、これは電荷が移動できるようにするのに十
分であることが判った。このため、導電被覆を外面に適
用する塗装の工程の後に別個の工程を設ける必要がな
い。導電度は塗料の表面特性ではなく、バルク特性であ
るから、電荷は外面から塗料内を通って、その下方にあ
る基板へ分流することができる。このため、基板と導電
面との間に大地接続を設けるというもう１つの工程の必
要もなくなる。
結合剤塗料の真性導電度は約１０6又は１０7 Ω／スク
エアであり、これは電荷が移動できるようにするのに十
分であることが判った。このため、導電被覆を外面に適
用する塗装の工程の後に別個の工程を設ける必要がな
い。導電度は塗料の表面特性ではなく、バルク特性であ
るから、電荷は外面から塗料内を通って、その下方にあ
る基板へ分流することができる。このため、基板と導電
面との間に大地接続を設けるというもう１つの工程の必
要もなくなる。
【００１４】基板１０がアルミニウム・シート又はアル
ミニウムのハネカム支持体を有しているアルミニウム・
シートであるとき、塗料は乾燥重量の百分率で、７０％
から９０％のチタン酸バリウムと、５％から２０％の珪
酸カリウムと、その残余の添加したマグネシア、アルミ
ナ又はシリカから成る充填材とを有することができる
が、その理由は後で説明する。これらの材料は、望まし
くない汚染物に対する紫外線放射及び荷電粒子の作用に
帰因するカラー・センタの形成による表面の暗化を防止
するために、できるだけ純粋であることが望ましい。適
当なチタン酸バリウム材料は、ニューヨーク州１４３０
５、ナイアガラ・フォールズ、ブリッジ・ステイショ
ン、ボックスＣを住所とするタム（ＴＡＭ）・セラミク
ス社によって製造されたＴＩＣＯＮ ＨＰＢ高純度材料
であり、この材料は、累算質量の約４０％が１マイクロ
メータ（μｍ）未満の等価球形直径を有している粒子で
構成されていると共に、５μｍ未満の等価球形直径を有
している粒子が１００％であるという粒度分布を有して
いる。適当な珪酸カリウム結合剤は、ペンシルバニア州
１９４８２、バレイ・フォージ、私書箱８４０を住所と
するフィラデルフィア・クォーツ・カンパニイによって
製造されたカジル（Kasil ）２１３０又は２１３５であ
る。供給されたままのカジル結合剤は、水に溶解してい
る。カジル２１３０は、乾燥重量含有量が３５％であ
る。十分な量の脱イオン水を複合塗料混合物に添加し
て、適用するための適切な粘度を達成する。面に適用し
た後、室温で７日間塗料を乾かすと、数時間以内に粘着
性がなくなり、最大２日間以内に取扱いが可能になる。
ミニウムのハネカム支持体を有しているアルミニウム・
シートであるとき、塗料は乾燥重量の百分率で、７０％
から９０％のチタン酸バリウムと、５％から２０％の珪
酸カリウムと、その残余の添加したマグネシア、アルミ
ナ又はシリカから成る充填材とを有することができる
が、その理由は後で説明する。これらの材料は、望まし
くない汚染物に対する紫外線放射及び荷電粒子の作用に
帰因するカラー・センタの形成による表面の暗化を防止
するために、できるだけ純粋であることが望ましい。適
当なチタン酸バリウム材料は、ニューヨーク州１４３０
５、ナイアガラ・フォールズ、ブリッジ・ステイショ
ン、ボックスＣを住所とするタム（ＴＡＭ）・セラミク
ス社によって製造されたＴＩＣＯＮ ＨＰＢ高純度材料
であり、この材料は、累算質量の約４０％が１マイクロ
メータ（μｍ）未満の等価球形直径を有している粒子で
構成されていると共に、５μｍ未満の等価球形直径を有
している粒子が１００％であるという粒度分布を有して
いる。適当な珪酸カリウム結合剤は、ペンシルバニア州
１９４８２、バレイ・フォージ、私書箱８４０を住所と
するフィラデルフィア・クォーツ・カンパニイによって
製造されたカジル（Kasil ）２１３０又は２１３５であ
る。供給されたままのカジル結合剤は、水に溶解してい
る。カジル２１３０は、乾燥重量含有量が３５％であ
る。十分な量の脱イオン水を複合塗料混合物に添加し
て、適用するための適切な粘度を達成する。面に適用し
た後、室温で７日間塗料を乾かすと、数時間以内に粘着
性がなくなり、最大２日間以内に取扱いが可能になる。
【００１５】本発明の他の一面によれば、塗料は、乾燥
した塗料の熱膨張係数が、それを適用した基板の熱膨張
係数と大体合う（又は少なくともその釣合いを改善す
る）ように選択された熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する充
填材を含んでいる。充填材には、マグネシア（Ｍｇ
Ｏ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）及び二酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ 2 ）又はそれらの混合物のうちの１つを選択する。
した塗料の熱膨張係数が、それを適用した基板の熱膨張
係数と大体合う（又は少なくともその釣合いを改善す
る）ように選択された熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する充
填材を含んでいる。充填材には、マグネシア（Ｍｇ
Ｏ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）及び二酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ 2 ）又はそれらの混合物のうちの１つを選択する。
【００１６】本発明の他の一面によれば、塗料の膨張係
数は、２０℃（２９３°Ｋ）から少なくとも６００℃
（８７３°Ｋ）まで、好ましくは１０００℃（１２７３
°Ｋ）までの温度範囲にわたる基板材料の平均膨張係数
と合わせられている。場合によっては、基板材料はより
低い温度限界を有することがあり、例えば、アルミニウ
ムは約６６０℃（９３３°Ｋ）で溶融する。図３は、０
°Ｋから９００°Ｋまでの温度範囲にわたるアルミニウ
ム−６０６１の熱膨張係数のグラフである。図３のグラ
フ２１０で示すように、膨張係数（グラフ２１０の接線
の勾配）は温度範囲にわたって変化する。これは、種々
の温度における相変化及び／又は結晶構造の変化による
ものと考えられる。グラフ２１２は完全な温度範囲（０
°Ｋから９３３°Ｋ）にわたる平均膨張係数を表してい
る。塗料を図３に断続線２１４で表すアルミニウム基板
の室温（周囲温度）膨張係数に合わせるとすれば、その
結果得られる塗料の膨張係数は、温度範囲全体にわたる
平均よりもずっと小さくなる。このような塗料は膨張の
違いのため、極端な温度で欠けたり、又はひび割れを生
ずる傾向がある。０℃から１０００℃までの温度範囲に
わたる基板の平均熱膨張係数に合わせた（又は少なくと
もその釣合いを改善した）本発明によるある塗料組成物
を、液体窒素の温度から約１０００℃までに及ぶ温度範
囲の条件下においたが、ひび割れを生じなかった。室温
におけるアルミニウム金属の熱膨張係数は、マグネシア
を充填したチタン酸バリウム／珪酸カリウム塗料の最大
熱膨張係数に近いことに注意されたい。
数は、２０℃（２９３°Ｋ）から少なくとも６００℃
（８７３°Ｋ）まで、好ましくは１０００℃（１２７３
°Ｋ）までの温度範囲にわたる基板材料の平均膨張係数
と合わせられている。場合によっては、基板材料はより
低い温度限界を有することがあり、例えば、アルミニウ
ムは約６６０℃（９３３°Ｋ）で溶融する。図３は、０
°Ｋから９００°Ｋまでの温度範囲にわたるアルミニウ
ム−６０６１の熱膨張係数のグラフである。図３のグラ
フ２１０で示すように、膨張係数（グラフ２１０の接線
の勾配）は温度範囲にわたって変化する。これは、種々
の温度における相変化及び／又は結晶構造の変化による
ものと考えられる。グラフ２１２は完全な温度範囲（０
°Ｋから９３３°Ｋ）にわたる平均膨張係数を表してい
る。塗料を図３に断続線２１４で表すアルミニウム基板
の室温（周囲温度）膨張係数に合わせるとすれば、その
結果得られる塗料の膨張係数は、温度範囲全体にわたる
平均よりもずっと小さくなる。このような塗料は膨張の
違いのため、極端な温度で欠けたり、又はひび割れを生
ずる傾向がある。０℃から１０００℃までの温度範囲に
わたる基板の平均熱膨張係数に合わせた（又は少なくと
もその釣合いを改善した）本発明によるある塗料組成物
を、液体窒素の温度から約１０００℃までに及ぶ温度範
囲の条件下においたが、ひび割れを生じなかった。室温
におけるアルミニウム金属の熱膨張係数は、マグネシア
を充填したチタン酸バリウム／珪酸カリウム塗料の最大
熱膨張係数に近いことに注意されたい。
【００１７】特定の塗料は、８０重量％のチタン酸バリ
ウムと、１０重量％の珪酸カリウムと、１０重量％のア
ルミナとを有していた。この塗料をチタン及びステンレ
ス鋼の基板に試してみたところ成功した。即ち、真空温
度サイクル（−１００℃から＋２００℃まで）、湿度試
験（約４８時間、４８℃で９８％ｒ．ｈ．）及び熱衝撃
試験（液体窒素に浸漬すると共に３０秒以内に１０００
℃までの急速な温度上昇をさせる試験）をした後、光学
的な性質及び／又は接着力のような機械的な性質に劣化
が生じなかった。
ウムと、１０重量％の珪酸カリウムと、１０重量％のア
ルミナとを有していた。この塗料をチタン及びステンレ
ス鋼の基板に試してみたところ成功した。即ち、真空温
度サイクル（−１００℃から＋２００℃まで）、湿度試
験（約４８時間、４８℃で９８％ｒ．ｈ．）及び熱衝撃
試験（液体窒素に浸漬すると共に３０秒以内に１０００
℃までの急速な温度上昇をさせる試験）をした後、光学
的な性質及び／又は接着力のような機械的な性質に劣化
が生じなかった。
【００１８】Ａ．メラー・オプティクス・カンパニイ
（ロードアイランド州０２９４０、プロビデンス、私書
箱６００７）から得られた１ミクロンの９９．９８％の
純度のアルミナを用いて適当な性能が達成されたが、こ
のようなアルミナは、ミネソタ州０１６０６、ワーチェ
スタのノートン・カンパニイからも入手し得る。純度９
９．９９９％のマグネシア及び純度９９．９９％のシリ
カは、ＡＥＳＡＲ、ニューハンプシャ州０３８７４、シ
ーブルックのジョンソン・マセイ・カンパニイから入手
し得る。粒子の９９．５％が２０マイクロメータ未満の
寸法であるようなマグネシアは、ニュージャージ州０７
４１０、フェア・ローンのフィッシャ・カンパニイから
入手し得る。
（ロードアイランド州０２９４０、プロビデンス、私書
箱６００７）から得られた１ミクロンの９９．９８％の
純度のアルミナを用いて適当な性能が達成されたが、こ
のようなアルミナは、ミネソタ州０１６０６、ワーチェ
スタのノートン・カンパニイからも入手し得る。純度９
９．９９９％のマグネシア及び純度９９．９９％のシリ
カは、ＡＥＳＡＲ、ニューハンプシャ州０３８７４、シ
ーブルックのジョンソン・マセイ・カンパニイから入手
し得る。粒子の９９．５％が２０マイクロメータ未満の
寸法であるようなマグネシアは、ニュージャージ州０７
４１０、フェア・ローンのフィッシャ・カンパニイから
入手し得る。
【００１９】ＭｇＯの熱膨張係数は、２０℃から１００
０℃までの温度範囲にわたって１５．６×１０-6／℃で
あり、その融点（ＭＰ）は２８００℃であると共に、そ
の比重は３．５８である。Ａｌ2 Ｏ3 の膨張係数は、同
じ温度範囲にわたって９．８×１０-6／℃であり、ＭＰ
は２０４６℃であると共に、比重は３．９７である。Ｓ
ｉＯ2 では、膨張係数は０．５×１０-6／℃であり、Ｍ
Ｐは１７２０℃であると共に、比重は２．２である。一
般的に、複合塗料の膨張係数を大きくするためにマグネ
シア充填材料が用いられていると共に、膨張係数を小さ
くするためにアルミナ、及び特にシリカ充填材が用いら
れている。
０℃までの温度範囲にわたって１５．６×１０-6／℃で
あり、その融点（ＭＰ）は２８００℃であると共に、そ
の比重は３．５８である。Ａｌ2 Ｏ3 の膨張係数は、同
じ温度範囲にわたって９．８×１０-6／℃であり、ＭＰ
は２０４６℃であると共に、比重は３．９７である。Ｓ
ｉＯ2 では、膨張係数は０．５×１０-6／℃であり、Ｍ
Ｐは１７２０℃であると共に、比重は２．２である。一
般的に、複合塗料の膨張係数を大きくするためにマグネ
シア充填材料が用いられていると共に、膨張係数を小さ
くするためにアルミナ、及び特にシリカ充填材が用いら
れている。
【００２０】チタン酸バリウムの膨張係数は１２×１０
-6／℃である。基本的な顔料＋結合剤の（顔料に結合剤
を加えた）塗料の結合剤含有量が少なければ、その熱膨
張係数は、後でターナの式に関連して述べるように、チ
タン酸バリウムの熱膨張係数によって左右される。従っ
て、基本的な塗料に充填材を加えたものの熱膨張係数
を、例えば２８×１０-6／℃の膨張係数を有するアルミ
ニウム−６０６１の熱膨張係数に合わせるためには、充
填材としてのアルミナ、マグネシア及びシリカのうち、
熱膨張係数が最大である１つ、即ちマグネシアが選択さ
れる。勿論、マグネシアの添加によって塗料の膨張係数
は、１５．６×１０-6／℃に向かって移すことができる
だけであって、実際には２８×１０-6／℃に到達し、こ
のため、０℃から６００℃までのアルミニウムの膨張と
精密に釣合わせることはできない。しかしながら、他の
基板材料は実際に釣合わせることができる。例えば、チ
タン（Ｔｎ）基板は１１．８×１０-6／℃の膨張係数を
有しており、これは、約８０乾燥重量％のチタン酸バリ
ウムと、１０乾燥重量％のアルミナと、１０％の珪酸カ
リウムとを含んでいる塗料によって釣合わせることがで
きる。この組成物は、例えば、８０グラムのＴＩＣＯＮ
ＨＰＢを１０グラムのＡｌ2 Ｏ3 、３４グラムのカジ
ル２１３０溶液、及び２６グラムのＨ2 Ｏと混合して得
られるが、その全体は、約１５０グラムの液体及び１０
０グラムの固体を表す。
-6／℃である。基本的な顔料＋結合剤の（顔料に結合剤
を加えた）塗料の結合剤含有量が少なければ、その熱膨
張係数は、後でターナの式に関連して述べるように、チ
タン酸バリウムの熱膨張係数によって左右される。従っ
て、基本的な塗料に充填材を加えたものの熱膨張係数
を、例えば２８×１０-6／℃の膨張係数を有するアルミ
ニウム−６０６１の熱膨張係数に合わせるためには、充
填材としてのアルミナ、マグネシア及びシリカのうち、
熱膨張係数が最大である１つ、即ちマグネシアが選択さ
れる。勿論、マグネシアの添加によって塗料の膨張係数
は、１５．６×１０-6／℃に向かって移すことができる
だけであって、実際には２８×１０-6／℃に到達し、こ
のため、０℃から６００℃までのアルミニウムの膨張と
精密に釣合わせることはできない。しかしながら、他の
基板材料は実際に釣合わせることができる。例えば、チ
タン（Ｔｎ）基板は１１．８×１０-6／℃の膨張係数を
有しており、これは、約８０乾燥重量％のチタン酸バリ
ウムと、１０乾燥重量％のアルミナと、１０％の珪酸カ
リウムとを含んでいる塗料によって釣合わせることがで
きる。この組成物は、例えば、８０グラムのＴＩＣＯＮ
ＨＰＢを１０グラムのＡｌ2 Ｏ3 、３４グラムのカジ
ル２１３０溶液、及び２６グラムのＨ2 Ｏと混合して得
られるが、その全体は、約１５０グラムの液体及び１０
０グラムの固体を表す。
【００２１】図４は℃で表した温度に対する熱膨張係数
の百分率を表す。グラフ５０は純粋なチタン酸バリウム
を表しており、グラフ５２はＴｉ−１５Ｖ−３Ａｌ−３
Ｃｎ−３Ｓｎ基板を表しており、グラフ５４は上に述べ
た８０／１０／１０の硬化塗料を表しており、グラフ５
６は純粋な酸化アルミニウムを表している。０°Ｋから
７４０°Ｋまでの温度範囲にわたって、硬化塗料がチタ
ン合金基板とよく合っている。
の百分率を表す。グラフ５０は純粋なチタン酸バリウム
を表しており、グラフ５２はＴｉ−１５Ｖ−３Ａｌ−３
Ｃｎ−３Ｓｎ基板を表しており、グラフ５４は上に述べ
た８０／１０／１０の硬化塗料を表しており、グラフ５
６は純粋な酸化アルミニウムを表している。０°Ｋから
７４０°Ｋまでの温度範囲にわたって、硬化塗料がチタ
ン合金基板とよく合っている。
【００２２】６．９５×１０-6／℃の膨張係数を有する
モリブデン（Ｍｏ）及び９．００×１０-6／℃の膨張係
数を有するニオブ（Ｎｂ）のようなこの他の基板材料
も、同様に合わせることかできる。ターナの式を用い
て、以下に示すように、各々の成分の適当な量を計算す
ることができる。ターナの式は、多相系の熱膨張係数α
c を評価するものである。
モリブデン（Ｍｏ）及び９．００×１０-6／℃の膨張係
数を有するニオブ（Ｎｂ）のようなこの他の基板材料
も、同様に合わせることかできる。ターナの式を用い
て、以下に示すように、各々の成分の適当な量を計算す
ることができる。ターナの式は、多相系の熱膨張係数α
c を評価するものである。
【００２３】 αc ＝｛（α1 Ｋ1 Ｆ1 ）／Ｐ1 ＋（α2 Ｋ2 Ｆ2 ）／Ｐ2 ＋…… ＋（αi Ｋi Ｆi ）／Ｐi ｝ ／｛Ｋ1 Ｆ1 ／Ｐ1 ＋Ｋ2 Ｆ2 ／Ｐ2 ＋……＋Ｋi Ｆi ／Ｐi ｝ （１） ここで、αc は決定しようとするＣＴＥ（熱膨張係
数）、αi は各相又は成分に対する容積膨張係数、Ｋi
は各相の体積弾性係数（その材料を破壊するために必要
な単位面積当たりの力）、Ｆi は各相の重量の割合、及
びＰi は各相の密度（単位容積当たりの重量又は質量）
である。
数）、αi は各相又は成分に対する容積膨張係数、Ｋi
は各相の体積弾性係数（その材料を破壊するために必要
な単位面積当たりの力）、Ｆi は各相の重量の割合、及
びＰi は各相の密度（単位容積当たりの重量又は質量）
である。
【００２４】ターナの式に対する体積弾性係数の効果は
小さいことが判った。この体積弾性係数を無視すると、
ターナの式は次のようになる。 αc ＝｛（α1 Ｆ1 ）／Ｐ1 ＋（α2 Ｆ2 ）／Ｐ2 ＋…… ＋（αi Ｆi ）／Ｐi ｝ ／｛Ｆ1 ／Ｐ1 ＋Ｆ2 ／Ｐ2 ＋……＋Ｆi ／Ｐi ｝ （２） 式（２）は簡単で用い易い。図４のグラフ５４で示す塗
料の組成は、ターナの式を用いて最初に決定したが、特
定の基板の熱膨張係数に合うように構成又は組成するた
めにターナの式を用いると、どのくらいうまくいくかの
例である。
小さいことが判った。この体積弾性係数を無視すると、
ターナの式は次のようになる。 αc ＝｛（α1 Ｆ1 ）／Ｐ1 ＋（α2 Ｆ2 ）／Ｐ2 ＋…… ＋（αi Ｆi ）／Ｐi ｝ ／｛Ｆ1 ／Ｐ1 ＋Ｆ2 ／Ｐ2 ＋……＋Ｆi ／Ｐi ｝ （２） 式（２）は簡単で用い易い。図４のグラフ５４で示す塗
料の組成は、ターナの式を用いて最初に決定したが、特
定の基板の熱膨張係数に合うように構成又は組成するた
めにターナの式を用いると、どのくらいうまくいくかの
例である。
【００２５】基板は、１００グリット又はそれよりも細
かい粒子の炭化珪素研摩材を用いて面をサンドブラスト
作用にかけ、次いで、アセトン又はイソプロピル・アル
コール内で５分間超音波洗浄することにより、塗料を受
けるように調製することができる。その後、面を蒸留脱
イオン水で洗滌して乾かす。チタン又はステンレス鋼の
ような金属箔の基板は、サンドブラスト作用によって損
傷を受けることがあり、そのため、エッチング工程に置
き換えることができる。エッチングは、８５容積％の水
（Ｈ2 Ｏ）、１０容積％の弗化水素酸（ＨＦ）、及び５
容積％の硝酸（ＨＮＯ3 ）の溶液内で数秒間行い、その
後、上に述べた洗浄工程を行う。
かい粒子の炭化珪素研摩材を用いて面をサンドブラスト
作用にかけ、次いで、アセトン又はイソプロピル・アル
コール内で５分間超音波洗浄することにより、塗料を受
けるように調製することができる。その後、面を蒸留脱
イオン水で洗滌して乾かす。チタン又はステンレス鋼の
ような金属箔の基板は、サンドブラスト作用によって損
傷を受けることがあり、そのため、エッチング工程に置
き換えることができる。エッチングは、８５容積％の水
（Ｈ2 Ｏ）、１０容積％の弗化水素酸（ＨＦ）、及び５
容積％の硝酸（ＨＮＯ3 ）の溶液内で数秒間行い、その
後、上に述べた洗浄工程を行う。
【００２６】環境試験を行う前と後とに、劣化があるか
どうかを検出するために、本発明による幾つかのサンプ
ルに対して標準ＡＳＴＭ接着力試験（Ｄ−３３５９）を
実施した。塗料サンプルを数秒以内に約１０００℃まで
加熱する集束ＩＲランプを用いて、高い方の試験温度の
最大値を設定し、試験を２分間続けた。普通の顕微鏡及
び走査形電子顕微鏡で検査したとき、目に見える劣化は
何等認められなかった。
どうかを検出するために、本発明による幾つかのサンプ
ルに対して標準ＡＳＴＭ接着力試験（Ｄ−３３５９）を
実施した。塗料サンプルを数秒以内に約１０００℃まで
加熱する集束ＩＲランプを用いて、高い方の試験温度の
最大値を設定し、試験を２分間続けた。普通の顕微鏡及
び走査形電子顕微鏡で検査したとき、目に見える劣化は
何等認められなかった。
【００２７】８０重量％の顔料と、１０重量％のアルミ
ナと、１０重量％のカジル結合剤とから成る塗料を、ア
ルミニウム、陽極酸化したアルミニウム、純粋なチタン
７５Ａ、チタン１５−３−３−３、ステンレス鋼３０
２、黒鉛エポキシ、及びカーボン−カーボン複合体の基
板に適用したが、室温でよく接着することが判った。図
５は、このような被覆を非常に薄い基板（厚さ２ミルの
Ｔｉ箔）に非常に薄い層として適用した場合に、積分太
陽光吸収率の値（１−反射率）が０．１３７に過ぎない
ことを示している。この値は、図５に示すスペクトルの
波長範囲全体にわたる反射率の積分値を表している。こ
の塗料組成物は、すべての基板のＣＴＥと完全には合わ
ないが、液体窒素に対応する温度から＋３００℃までの
温度では、チタン、チタン合金又はステンレス鋼の基板
からフレイク状に剥離しなかった。充填材を用いていな
い塗料（９０％のＢａＴｉＯ3 、１０％のＫＳｉＯ3 ）
をチタン及びステンレス鋼の両方の基板に適用したが、
室温でよく接着した。
ナと、１０重量％のカジル結合剤とから成る塗料を、ア
ルミニウム、陽極酸化したアルミニウム、純粋なチタン
７５Ａ、チタン１５−３−３−３、ステンレス鋼３０
２、黒鉛エポキシ、及びカーボン−カーボン複合体の基
板に適用したが、室温でよく接着することが判った。図
５は、このような被覆を非常に薄い基板（厚さ２ミルの
Ｔｉ箔）に非常に薄い層として適用した場合に、積分太
陽光吸収率の値（１−反射率）が０．１３７に過ぎない
ことを示している。この値は、図５に示すスペクトルの
波長範囲全体にわたる反射率の積分値を表している。こ
の塗料組成物は、すべての基板のＣＴＥと完全には合わ
ないが、液体窒素に対応する温度から＋３００℃までの
温度では、チタン、チタン合金又はステンレス鋼の基板
からフレイク状に剥離しなかった。充填材を用いていな
い塗料（９０％のＢａＴｉＯ3 、１０％のＫＳｉＯ3 ）
をチタン及びステンレス鋼の両方の基板に適用したが、
室温でよく接着した。
【００２８】７０乾燥重量％のチタン酸バリウムと、１
０重量％の珪酸カリウムと、それぞれ１０重量％のアル
ミナ及びシリカとを有している塗料は、モリブデン又は
ニオブの基板に適用するのに有効であることが判った。
塗料を調製する他の方法は、混合過程の間に塗料を加熱
することを含んでいる。乾燥したチタン酸バリウムと、
アルカリ金属珪酸塩（好ましくは乾燥したもの）と、用
いる場合には充填材とを混合して、るつぼに入れ、成分
を溶融させるのに十分な程度に温度を上げる。溶融材料
をるつぼから型に注ぎ込み、その型内で凍結させる。こ
の過程で若干のチタン酸珪酸バリウムが形成されること
がある。固まった塗料を粉砕して、粒子寸法が１ミクロ
ンから１０ミクロンの粉砕粉末を形成すれば、この粉末
は後で用いるために保管することができる。その後、粉
砕粉末を水又はその他の材料と混合して、塗装すべき面
に適用することができる練り得る塗料を形成する。
０重量％の珪酸カリウムと、それぞれ１０重量％のアル
ミナ及びシリカとを有している塗料は、モリブデン又は
ニオブの基板に適用するのに有効であることが判った。
塗料を調製する他の方法は、混合過程の間に塗料を加熱
することを含んでいる。乾燥したチタン酸バリウムと、
アルカリ金属珪酸塩（好ましくは乾燥したもの）と、用
いる場合には充填材とを混合して、るつぼに入れ、成分
を溶融させるのに十分な程度に温度を上げる。溶融材料
をるつぼから型に注ぎ込み、その型内で凍結させる。こ
の過程で若干のチタン酸珪酸バリウムが形成されること
がある。固まった塗料を粉砕して、粒子寸法が１ミクロ
ンから１０ミクロンの粉砕粉末を形成すれば、この粉末
は後で用いるために保管することができる。その後、粉
砕粉末を水又はその他の材料と混合して、塗装すべき面
に適用することができる練り得る塗料を形成する。
【００２９】本発明による塗料が、紫外線放射の作用を
受けることのあるような環境で用いられるとき、粒子寸
法が１ミクロンから１０ミクロンまでの約１％から７％
までの酸化セリウム（ＣｅＯ2 及び／又はその他の低級
酸化物）を添加することにより、カラー・センタの形成
を抑制することができる。本発明のこの他の実施例は当
業者に容易に考えられよう。例えば、所望によっては、
ＩＴＯのような別個の透明な導電層を塗料に適用するこ
とができる。
受けることのあるような環境で用いられるとき、粒子寸
法が１ミクロンから１０ミクロンまでの約１％から７％
までの酸化セリウム（ＣｅＯ2 及び／又はその他の低級
酸化物）を添加することにより、カラー・センタの形成
を抑制することができる。本発明のこの他の実施例は当
業者に容易に考えられよう。例えば、所望によっては、
ＩＴＯのような別個の透明な導電層を塗料に適用するこ
とができる。
【図１】従来の被覆の等価太陽光時間の関数としての太
陽光吸収率を示すグラフであって、時間と共に初期の望
ましくない急速な劣化があって、太陽光吸収率が増加す
ることを示すグラフである。
陽光吸収率を示すグラフであって、時間と共に初期の望
ましくない急速な劣化があって、太陽光吸収率が増加す
ることを示すグラフである。
【図２】本発明による塗料の層で被覆された宇宙船パネ
ルの一部の断面図である。
ルの一部の断面図である。
【図３】ある温度範囲にわたるアルミニウムの熱膨張係
数のグラフである。
数のグラフである。
【図４】本発明による純粋なチタン酸バリウム硬化塗
料、チタン合金基板及び酸化アルミニウムの測定された
熱膨張係数を示すグラフである。
料、チタン合金基板及び酸化アルミニウムの測定された
熱膨張係数を示すグラフである。
【図５】本発明によるチタン酸バリウム塗料の非常に薄
い被覆の反射率を波長の関数として示すグラフである。
い被覆の反射率を波長の関数として示すグラフである。
１０ 基板 １２ 塗料の層
Claims (20)
- 【請求項１】 チタン酸バリウム顔料と、 アルカリ金属珪酸塩結合剤と、 前記顔料及び結合剤を適用することができるようにする
のに十分な水とから成る混合物を備えた、温度抵抗力を
有する耐久性のある塗料。 - 【請求項２】 前記アルカリ金属珪酸塩は、珪酸カリウ
ムである請求項１に記載の塗料。 - 【請求項３】 アルミナ、マグネシア及びシリカのうち
の１つから成っている充填材を更に含んでいる請求項１
に記載の塗料。 - 【請求項４】 特定の熱膨張係数を有している基板に用
いるために、当該塗料の熱膨張係数と前記特定の熱膨張
係数との釣合いを改善すべく、 前記特定の熱膨張係数が約１２×１０-6／℃を超えると
きに当該塗料と混合されるマグネシアの充填材と、 前記特定の熱膨張係数が約１２×１０-6／℃よりも小さ
いときにアルミナ及びシリカのうちの少なくとも一方と
を更に含んでいる請求項１に記載の塗料。 - 【請求項５】 約２８×１０-6／℃の前記特定の熱膨張
係数を有しているアルミニウム金属基板に用いるため
に、 乾燥時重量百分率範囲が７０％から９０％までの前記チ
タン酸バリウムと、 乾燥時重量百分率範囲が５％から２０％までの前記アル
カリ金属珪酸塩と、 乾燥時重量百分率が７％から２０％までのマグネシアか
ら成っている充填材とを有している請求項４に記載の塗
料。 - 【請求項６】 黒鉛含有複合基板に用いるために、 乾燥時重量百分率範囲が５０％よりも大きい前記チタン
酸バリウムと、 乾燥時重量百分率範囲が５％から２０％までの前記アル
カリ金属珪酸塩と、 乾燥時重量百分率が約５％から２０％までのアルミナ
と、乾燥時重量百分率が約５％から１５％までのシリカ
とから成っている充填材とを有している請求項４に記載
の塗料。 - 【請求項７】 ステンレス鋼基板に用いるために、 乾燥時重量百分率範囲が５０％よりも大きい前記チタン
酸バリウムと、 乾燥時重量百分率範囲が５％から２０％までの前記アル
カリ金属珪酸塩と、 乾燥時重量百分率が約５％から２５％までのアルミナか
ら成っている充填材とを有している請求項４に記載の塗
料。 - 【請求項８】 チタンをベースにした基板に用いるため
に、 乾燥時重量百分率範囲が６０％よりも大きい前記チタン
酸バリウムと、 乾燥時重量百分率範囲が５％から２０％までの前記アル
カリ金属珪酸塩と、 乾燥時重量百分率が約０％から２０％までのアルミナ充
填材とを有している請求項４に記載の塗料。 - 【請求項９】 モリブデン及び／又はニオブ上に用いる
ために、 乾燥時重量百分率範囲が６０％よりも大きいチタン酸バ
リウムと、 乾燥時重量百分率範囲が５％から２０％までの前記アル
カリ金属珪酸塩と、 乾燥時重量百分率が約５％から２０％までのアルミナ充
填材及び５％から２０％までのシリカとを有している請
求項４に記載の塗料。 - 【請求項１０】 前記アルカリ金属珪酸塩は、珪酸リチ
ウムである請求項１に記載の塗料。 - 【請求項１１】 前記アルカリ金属珪酸塩は、珪酸ナト
リウムである請求項１に記載の塗料。 - 【請求項１２】 紫外線からの塗料の保護を改善するた
めに、７％までの酸化セリウム粉末を更に含んでいる請
求項１に記載の塗料。 - 【請求項１３】 乾いた塗料混合物を作成するために、
少なくとも５０重量％のチタン酸バリウム粉末を少なく
とも５重量％の硝子フリットと混合する工程と、 前記乾いた塗料混合物を施工可能な塗料混合物にするた
めに十分な液体担体材料を添加する工程と、 前記施工可能な塗料混合物を塗装すべき面に適用する工
程と、 前記フリットを前記基板に融着するために十分な温度ま
で前記塗料混合物を加熱する工程とを備えた面を塗装す
る方法。 - 【請求項１４】 前記適用する工程は、 塗料テープを形成するように、前記施工可能な塗料混合
物を転写媒質上に押出成形する工程と、 前記塗料テープを前記転写媒質により前記面に適用する
工程とを含んでいる請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】 前記担体を駆除するために前記塗料テ
ープを加熱する工程を更に含んでいる請求項１４に記載
の方法。 - 【請求項１６】 前記塗料混合物を加熱する工程は、前
記転写媒質を蒸発させるために十分な時間の間加熱する
工程を含んでいる請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１７】 ７乾燥重量％までの酸化セリウムを前
記チタン酸バリウム及び担体と混合する工程を更に含ん
でいる請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１８】 混合乾燥塗料粉末を形成するために、
少なくとも５０乾燥重量％のチタン酸バリウムを少なく
とも５乾燥重量％のアルカリ金属珪酸塩と混合する工程
と、 液体塗料を形成するために、前記混合乾燥塗料粉末を溶
融する工程と、 該溶融する工程の後に、固体塗料を形成するように、前
記液体塗料を凍結する工程と、 後で用いるために保管することができるように、前記固
体塗料を粉砕粉末に粉砕する工程とを備えた塗料を作成
する方法。 - 【請求項１９】 施工可能な塗料を形成するように、前
記粉砕粉末に水を添加する工程と、 前記施工可能な塗料を塗装すべき面に適用する工程とを
更に含んでいる請求項１７に記載の方法。 - 【請求項２０】 宇宙環境に露出された部分を含んでい
る少なくとも１つのパネルと、 該パネルの少なくとも前記部分上にある塗料面とを備え
ており、 前記塗料は、 ５０乾燥重量％よりも多くのチタン酸バリウム顔料と、 ５乾燥重量％よりも多くのアルカリ金属珪酸塩結合剤と
を含んでいる混合物である宇宙船。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US983780 | 1992-12-01 | ||
| US07/983,780 US5310422A (en) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | High temperature inorganic paint |
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|---|---|
| JPH06256683A true JPH06256683A (ja) | 1994-09-13 |
Family
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