JPS5854613B2 - 酸化触媒作用を有する皮膜 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 オーブン等の加熱調理用具の壁面に油脂等の有機物が付
着した場合その汚れをとるのはしばしば困難である。

特に電子レンジの内部の汚れは水洗して除去することは
不可能であり、また付着した汚れが炭化して器壁にこび
りついた場合は表面を傷つけることなくこれを機械的に
落すことは困難である。

このような不都合を解消するため、汚れが付着する表面
を触媒作用ある皮膜で被覆し１．付着した汚れを主とし
て二酸化炭素と水とに空気を用いて酸化して除去するこ
とが試みられ、実用化されている。

そのために用いられる触媒は酸素または空気を用いる酸
化反応の触媒で、金属または金属酸化物を活性成分とす
るものである。

これら触媒は微粒子状の粉体として用いられ、そのま＼
では皮膜を形成しないので結合剤を用いて被塗装表明上
に皮膜を形成する。

良く知られた結合剤は水ガラスおよびホウロウフリット
である。

本発明者らは先に触媒皮膜の結合剤として、アルカリ土
類金属、銅またはアルミニウムの第一リン酸塩を使用す
ることにより、耐水性にすぐれ、多孔質の触媒皮膜を形
成し得ることを知り、特許出願した（特願昭５４−０１
３０９４号）。

ホウロウフリットは、金属板への接着性にすぐれ、また
耐蝕性もすぐれているが、焼付けに高温度を必要とし、
また溶融したフリットが触媒粒子間の間隙をうめて皮膜
の空隙率を低下させ、従って皮膜の触媒性能を低下させ
る欠点がある。

一方結合剤として前述のケイ酸塩または第一リン酸塩を
使用する皮膜は、低温で焼付けることができ、かつ皮膜
を多孔質に保つことができるが、加熱器具に使用した場
合、皮膜と素材金属との熱膨張係数の差、また硬質容器
による衝撃などにより剥離を生ずることがあり、また触
媒性能を向上するため多孔質にすればするはど防蝕性は
低下する。

そこでこれらケイ酸塩およびリン酸塩を結合剤として用
いた触媒皮膜の利点を生かしつつ、素材金属への接着性
および耐蝕性を向上させるためには、素材金属表面へあ
る種の樹脂の下塗層を形成し、該下塗層の上に前述の触
媒層を形成することによって満足な結果が得られること
が判明した。

しかしながら加熱調理器具の壁面は、使用時３００℃に
も達するので、この温度において接着性、防蝕性が保た
れる樹脂を用いなければならない。

そのため本発明による皮膜の下塗層に用いることのでき
る樹脂は、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリブ
チルチタネート、ポリイミドアミド樹脂のような樹脂自
体が耐熱性を有するものを含み、またフェノール樹脂、
エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエス
テル樹脂、アルキッド樹脂のような３００℃以上に加熱
したとき、炭化した皮膜が金属素材に焼結し、接着性と
防蝕性とを保っている樹脂が含まれる。

従って例えばシリコーン樹脂およびエポキシ樹脂は、３
００℃において１００時間加熱した後においても接着性
および防蝕性は失われないが、石油樹脂は接着性は保っ
ているが防蝕性が失われ、ポリ塩化ビニルは接着性がな
い。

上述の樹脂の下塗層は、勿論無機顔料、タルク、マイカ
、酸化チタンなどの充填剤を含むことができ、スプレー
、刷毛塗り、浸漬等による任意の塗装方法で素材金属表
面上に硬化皮膜として厚さ５０μ以下に形成させるのが
適当である。

下塗層はあまり厚く形成すると衝撃等によって剥離する
ことがあり、またあまり薄いと接着性および防蝕性が充
分でない。

このようにして形成した下塗り層の上に、触媒を水溶性
ケイ酸塩または前述のアルカリ土類金属、銅もしくはア
ルミニウムの第一リン酸塩を結合剤として用いて触媒層
を形成させることにより、本発明の皮膜が完成する。

この触媒層の形成方法は、ケイ酸塩を使用する場合につ
いては特公昭４９２８１２０号などにより公知であり、
リン酸塩を使用するものについては本発明者らによる特
願昭５４−０１３０９４号に記載されている。

特に後者は触媒層を多孔質に保つことができ、またケイ
酸塩と比較して耐水性にすぐれているので有利である。

この触媒層は、厚さ１５０ないし２００μに形成される
のが適当である。

本発明において使用し得る酸化反応触媒は、皮膜を塗装
した器具等の使用温度において、付着した油脂等の汚れ
を主として二酸化炭素と水までに空気を酸化剤として酸
化し得るもの、すなわち表面燃焼し得るものである。

このような触媒は当該分野においては周知のものであり
、多数の文献、特許等が存在する。

これらは活性成分として金属または金属酸化物またはそ
れらの混合物を含むものである。

金属としてはルテニウム、ロジウム、パラジウム、オス
ミウム、イリジウム、白金の貴金属が挙げられる。

金属酸化物の金属成分としては、周期率表ＩＶ ａ族、
Ｖａ族、ＶＩａ族、■ａ族、■ａ族、Ｉａ族、■ａ族の
元素が挙げられ、それらの例としてはチタン、ジルコニ
ウム、バナジン、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデ
ン、タングステン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル
、銅、亜鉛等が挙げられる。

また希土類元素の酸化物も同様に使用することができる
。

勿論調理器具に使用するものは無害であることが必要で
あり、例えばカドミウム、水銀等は使用することができ
ない。

これらは触媒性能を高めるため種々の組み合せで使用さ
れることもあり、また活性成分のみで、もしくは適当な
坦体に活性成分を担持させて用いることもできる。

しかしながらこのような触媒自体は公知であり、その組
成は本発明を構成するものではない。

触媒層は、このような触媒（坦体）を１５ないし８０重
量係と、１０係以下、特に約５係の結合剤と、そして必
要に応じ多孔性を調節するための無機質充填剤、例えば
ケイ石粉、タルク、マイカ、ガラス粉、アスベスト粉を
含むのがよい。

触媒層は上述の成分の水性スラリーを下塗層の上に塗布
した後、一旦８０ないし１００℃で乾燥した後、または
直接的３００°Ｃで焼付けて完成させる。

以上の操作によって得られる本発明の皮膜は、触媒層が
多孔質であるため触媒性能にすぐれ、しかも素材金属に
対して接着性、防蝕性がすぐれている。

実施例 金属素材として、ステンレス鋼、亜鉛メッキ鉄板および
アルミニウムメッキ鉄板を用意した。

下塗層： 次のＡおよびＢの組成物を調製した。

上記組成を配合し、高速攪拌機で１時間分散して塗料と
した。

塗料方法： 金属素材をトリクロルエチレンの蒸気で脱脂し、下塗り
をスプレーまたは浸漬によって５０μ以下に塗布し、常
温で１時間または１００℃で２０分間乾燥させる。

その後酸化触媒層の組成物をスプレーまたは浸漬塗りで
１５０ないし２００μの厚さに塗布し、ただちに３００
℃で焼付は乾燥し、酸化触媒の皮膜を形成させた。

試験方法： 試験片を３００℃に１００時間加熱し、ナイフで皮膜に
素地に達する２７ｎｒ／Ｌ正方のマス目を２５個つくり
、表面にセロテープを貼り付けて引き剥がし、接着性を
判定した。

また防蝕性は、５係食塩水を霧化し、３５℃に保って４
８時間後に発錆の有無を調べて判定した。

試験結果： 上記の酸化触媒層の組成において、第一リン酸アルミニ
ウムに代えて水ガラスを同量結合剤として用いたものに
ついて同様な試験を行ったところ、同様な成績が得られ
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ステンレス鋼板、亜鉛メッキ鉄板またはアルミニウ
   ムメッキ鉄板の表面に形成されたシリコーン樹脂、ポリ
   ブチルチタネート、ポリスルホン樹脂、フェノール樹脂
   、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエ
   ステル樹脂、アルキツド樹脂、もしくはポリイミドアミ
   ド樹脂、またはこれら樹脂の混合物を含む厚さ５０μ以
   下の下塗り層と、該下塗り層の上に形成された金属もし
   くは金属酸化物、またはそれらの混合物よりなる酸化反
   応触媒とその結合剤である水溶性ケイ酸塩、またはアル
   カリ士類金属、銅もしくはアルミニウムの第一リン酸塩
   とを含む触媒層とを有するこさを特徴とする酸化触媒作
   用を有する皮膜。