JPS588893B2 - チヨウリキグヒヨウメンケイセイヨウヒフクソセイブツ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、調理残渣にさらされる調理用器具の表面を被
覆してそれによりその残渣の分解および酸化を行なう触
媒物質を含有する多孔性のフイルムあるいは表面を提供
するような触媒組成物に関する。

米国特許第３，２ ６ ６，４ ７ ７号明細書には食
物あるいは他の調理残渣を接触酸化により除去するため
に調理用器具に酸化触媒を使用することが開示されてい
る。

この特許には触媒を使用すると調理用器具が２０４〜２
６０℃の温度で自己清浄するので低い酸化温度での調理
用器具の洗浄が可能になることが示唆されている。

米国特許第３，２ ７ １，３ ２ ２号明細書には、
ポリテトラフルオロエチレン被膜に固定されている粒子
状担体上に支持された触媒からなる調理用器具のための
触媒表面が開示されている。

上記ポリテトラフルオロエチレンは調理用器具の表面に
付着されているものである。

米国特許第３，４ ６ ０，５ ２ ３号明細書には、
触媒物質を含有する多孔性フイルムを提供するために調
理用器具の壁を被覆するのに有用な組成物が開示されて
いる。

この組成物は乾燥重量に基づいて少くとも５重量％のア
ルカリ性珪酸塩および少くとも１０重量％の熱安定な酸
化触媒（これはジルコニウム、チタン、バナジウム、ク
ローム、マンガン、コバルト、鉄、ニッケル、タングス
テン、モリブデン、銅、亜鉛、希土類、レニウム、ルテ
ニウム、オスミウム、イリジウムおよび白金からなる貴
金属元素およびこれらの混合物からなる酸素含有化合物
から選択される）を含有する。

この特許にはその所要酸化触媒が１グラム当たり少くと
も０．１平方メートルの比表面積を有するべきであるこ
とが示唆されている。

これらの開示された組成物でつくられた被覆表面は１５
容量％より大きい多孔率を有する支持された多孔性フイ
ルムからなると云われている。

上記組成物の有用性にもかかわらず約２０４℃ないしそ
れ以下の調理温度で調理残渣を迅速に消滅させる触媒表
面を提供する触媒作用被覆組成物が依然として必要とさ
れている。

本発明によれば、それで塗布された表面が調理残渣の分
解および酸化をなす触媒物質を含有するフイルムを提供
する改良された触媒組成物が発見された。

さらに詳しく云えば、本発明の触媒組成物は、（１）約
１０〜９４重量％の触媒としての酸化マンガン、（２）
乾燥重量に基づいて少くとも１重量％の珪酸ナトリウム
、珪酸リチウム、珪酸カリウム、１０以上の塩基解離定
数を有する有機塩基の珪酸塩およびそれらの混合物から
なる群より撰択されるアルカリ珪酸塩、そして場合によ
りマンガンの炭酸塩または水酸化物を２０重量％まで含
有する。

酸化マンガンは３５ミクロン以下の大きさおよび１グラ
ム当たり約５〜１５０平方メートルの表面積を有する粒
子の形態で存在する。

場合により耐火充填剤、湿潤剤および揺変（チキソトロ
ピー）剤を本発明の組成物に加えてもよい。

本発明はさらに触媒組成物で被覆されそして約２０４℃
以上の温度で焼成された支持体からなる調理用表面にも
関し、前記表面は６４９℃までの温度に加熱されると約
１０〜３０％の範囲の多孔率、モー（Ｍｏｈ）スケール
で３より大きい硬度を有しておりそして２６０℃でその
初期多孔率の１５％より多くを失わない。

本発明の被覆表面は約２０４℃ないしそれ以下の温度で
調理残渣の分解および酸化に触媒作用をして前記残渣を
速かに除去する結果となる。

最後に、本発明はさらに酸化マンガンを含有する好まし
い触媒組成物で被覆された表面をつくる方法に関し、そ
してこの方法は（１）３５ミクロン以上の大きさを有す
る粒子形態でしかもそれの少くとも２０重量％が１グラ
ム当たり約５〜１５０平方メートルの表面積を有する酸
化マンガンを粉砕して３５ミクロン以下にその粒子の大
きさを減少させ、（２）約１０〜９４重量％の工程（１
）からの酸化マンガンを乾燥重量基準で少くとも１重量
係の前述の群より選択されたアルカリ珪酸塩と混合する
ことにより触媒塗料組成物を調製し（前記重量パーセン
テージは全組成物の重量に基づく ）、（３）支持体を
工程（２）の触媒組成物で被覆し、ついで（４）その被
覆された支持体を約２０４℃以上の温度で焼成すること
からなる。

本発明の触媒被覆用組成物に使用される触媒作用金属酸
化物は酸化マンガンである。

かかる物質は長い間本技術分野で知られており、これだ
けであるいは互いに組合せて、流動床の形態あるいはペ
レットの形態で使用されており、そして種々の酸化反応
のために使用されてきた。

例えば、二酸化マンガンは既知の酸化触媒である。

本発明で使用される酸化マンガンとしては二酸化マンガ
ンが最も好ましい。

本明細書に使用されている「酸化マンガン」なる表現は
Ｍｎ Ｏ ，Ｍｎ ３０４Ｍｎ２０３、ＭｎＯ２あるい
はこれらのいずれかの混合物を包含するものである。

特に好ましいのは前記元素の１種あるいはそれ以上が１
より以上の原子価状態で存在するかあるいは酸化分解あ
るいは単純な酸化反応の過程中の少くともある遷移期間
に１より大きい原子価状態を実現できるようなものであ
る。

いわゆる酸化反応は非常に複雑であり、これにはクラン
キング、脱水素化、遊離ラジカル形成およびこれさ同時
に生ずるその他の反応が包含される。

本明細書中で使用されている「分解および酸化」なる表
現はいわゆる酸化反応中生ずるこれら種々の反応を包含
することが理解されよう。

本発明の組成物中における酸化マンガンの量は全組成物
の約１０〜約９４重量％である。

本組成物中に使用される酸化マンガンは１グラム当たり
約５〜１５０平方メートルの表面積を有する。

一般に触媒活性は表面積に直接比例して増加するので酸
化マンガンは１グラム当たり１００平方メートルを越え
る表面積を有しそして最も好ましい触媒金属酸化物の表
面積は１グラム当たり１５．０平方メートル以上であろ
う。

触媒金属酸化物の結晶子の大きさは２５０オングストロ
ームあるいはこれ以下であるべきである。

非常に好ましい本発明の実施態様では無定形の二酸化マ
ンガンが触媒金属酸化物として用いられる。

無定形とは二酸化マンガン粒子がＸ線回折パターン上に
結晶化状態に特有のラウエ線を示さないことを意味する
。

すなわち、規則的な結晶化状態でない場合には二酸化マ
ンガンのいくつかの種類の配向が可能である。

本発明の組成物中の触媒としての酸化マンガンは３５ミ
クロン以下、好ましくは５ミクロン以下および最も好ま
しくは２ミクロン以下の大きさを有する粒子形態で存在
する。

本明細書中に使用されている「より以下の大きさを有す
る粒子」ないし「より以下の粒子の大きさ」の表現はそ
の物質の約１００％が指定寸法の開口部を有する篩を通
過することを意味するかあるいはその物質を電子顕微鏡
下でみる場合どの粒子も指定値以上の大きさを有しない
ことを意味する。

無定形の二酸化マンガンでさえ凝集され得るので触媒表
面の有効性を増加させるための粒子の大きさの縮小が重
要である。

しかしながら触媒金属酸化物の粒子の大きさを減少させ
るたけでは本明細書に記載の性質を有する触媒表面を生
成し得る触媒被覆組成物を実現するには不十分である。

この触媒金属酸化物はその縮小された粒子の大きさが触
媒被覆組成物を２０４℃ないしこれ以下の温度で調理残
渣を迅速に酸化および分解可能ならしめるに有効である
ためには本来的に前記規定の範囲内にある表面積を有し
なければならない。

本明細書に開示されている金属の炭酸塩あるいは水酸化
物の添加と共に３５ミクロン以下に粒子の大きさを縮小
させると２０４゜Ｃないしこれ以下の温度で調理残渣を
迅速に酸化する表面を与える触媒組成物が得られる。

触媒として酸化マンガンを使用する好ましい態様では所
要表面積を有する酸化マンガンの粒子の大きさを縮小さ
せるたけで所望の性質を有する表面を与える触媒被覆組
成物を製造するに十分である。

触媒金属酸化物の粉砕はたとえば機械粉砕のようなこの
技術分野でよく知られている方法により達成され得る。

米国特許第３，４ ６ ０，．５ ２ ３号明細書から
たとえば本発明の組成物のような被覆用組成物から得ら
れる表面の触媒活性はいずれの特定触媒の場合でも触媒
の表面積、支持フイルムの厚さおよびフイルム中に存在
する触媒の濃度に関係することが知られている。

したがって最も好ましい組成物は機械的摩耗抵抗、耐水
性、多孔率、機械的強度および硬度に関して良好な性質
を維持しながら前記３要素を最大にするものである。

すなわち触媒表面積、触媒濃度および多孔性フイルムの
層厚さはできるたけ大きくあるべきである。

この点について本発明によれば、マンガンの炭酸塩ある
いは水酸化物を触媒被覆用組成物に添加するとこれら組
成物を使用して得られる被覆表面の触媒性質が高められ
るということが発見された。

本発明の被覆用組成物においてマンガンの炭酸塩あるい
は水酸化物は場合により２０重量％までの範囲の量で存
在する。

本発明において炭酸塩あるいは水酸化物の化合物は約１
４９ミクロン（−１００メッシュ）あるいはそれ以下の
大きさを有する粒子の形態で存在する。

炭酸塩あるいは水酸化物が粉砕前に触媒金属酸化物に加
えられる場合前者は３５ミクロン以下の大きさの粒子を
有するであろう。

３５ミクロン以下の大きさの粒子を有する炭酸塩ないし
水酸化物の場合には通常約１〜８重量係の量で本発明の
目的に十分足りる。

前記金属の炭酸塩あるいは水酸化物を包含させることは
本発明の組成物が調理用器具表面上に被覆されついでそ
の被覆表面が焼成された場合に得られるフイルムに一層
大きな多孔率および表面積を付与する。

炭酸塩あるいは水酸化物の分解を触媒金属酸化物の縮小
された粒子の大きさと組み合わせると２０４℃あるいは
これ以下の温度で調理残渣を迅速に酸化させる被覆表面
が生成される。

本発明の好ましい実施態様では触媒金属酸化物および金
属炭酸塩はマンガンの酸化物および炭酸塩である。

さらに前述のように、金属酸化物が所要の大きさの粒子
を有する酸化マンガンである場合には、これだけで所望
性質を有する表面を与える触媒被覆用組成物を製造する
に十分である。

また本発明の触媒被覆用組成物は、米国特許第３，４
６ ０，５ ２ ３号明細書に示されているように、珪
酸リチウム、珪酸ナトリウムおよび珪酸カリウムおよび
これらの混合物およびたとえばグアニジン、水酸化テト
ラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウ
ムのような強有機塩基の珪酸塩およびこれらの混合物か
らなる群より選択されるアルカリ性珪酸塩結合剤をも含
有する。

強有機塩基の珪酸塩は１０−３以上の塩基解離定数を有
する。

参考のために使用できるアルカリ性珪酸塩に関する米国
特許第３，４ ６ ０，５ ２ ３号明細書の教示を本
明細書に援用する。

一般にアルカリ性珪酸塩は水性溶液の形態で使用される
。

アルカリ金属珪酸塩の溶液は相当な範囲のシリカ対金属
酸化物のモル比を有することができそしてかかる範囲の
割合ないし濃度で商業的に入手し得る。

通常アルカリ金属珪酸塩のフイルム形成能はシリカ対ア
ルカリ金属酸化物のモル比が小さければ小さい程よいが
、耐水性は前記割合の増加と共に改良される。

本発明のために有用な組成物の例としてはシリ力対酸化
ナトリウムのモル比が約２〜４５の範囲である珪酸ナト
リウム、シリカ対酸化リチウムのモル比が約２〜約１０
あるいは１２である珪酸リチウムおよびシリカ対酸化カ
リウムのモル比が約２〜約５である珪酸カリウムがあげ
られる。

前記珪酸塩は普通約２０〜約３５重量％の濃度を有する
水溶液の形態で入手され得るのでこの範囲の濃度が一般
には本発明の組成物の製造に関して使用されるが、少く
とも３０重量％の濃度を有する溶液が好ましい。

本発明の被覆組成物のためには珪酸ナトリウムが好まし
い結合剤である。

前記アルカリ性珪酸塩は乾燥重量基準で本発明の触媒被
覆用組成物の少くとも１重量％そして好ましくは２重量
％を占めなければならない。

一般に本発明の組成物からつくられるフイルムあるいは
被膜は珪酸塩が多く使用されればされる程一層硬く、強
くしかも強靭になるが、しかしながらこの有利な効果の
ために本組成物中に包含されるアルカリ性珪酸塩の最大
量は触媒濃度をできるたけ大きくししかも適当な多孔率
を維持したいという要望により限定される。

しばしばフイルムの強靭性を改良するためおよびその他
の目的のために本発明の触媒被覆用組成物中に約７０重
量％まで、好ましくは約２０〜３５重量％そして最も好
ましくは約２５〜３０重量％の耐火性で実質的に水不溶
性の充填剤を包含させることが有利である。

かかる物質はリチウム、ナトリウム、カリウム、マグネ
シウム、カルシウム、バリウム、アルミニウム、チタン
、亜鉛、ホウ素、りんおよび珪素の熱に安定な酸素含有
化合物から選択され得るが、ただし前記のアルカリ金属
およびりん化合物は前記群のうちの少くとも１種の他の
元素を含有する。

適当な充填剤の具体例としてはたとえばカオリンのよう
なアルミノシリケート粘土、たとえばタルク、クリソタ
イルアスベストおよびヘキトライト粘土のような珪酸マ
グネシウムがあげられる。

好ましい充填剤はイルメナイト Ｆ ｅＴｉＯ ｓであ
る。

また充填剤の種類にはたとえばジルコン、二酸化チタン
、酸化ジルコニウムおよび種々の形態のシリカ（たとえ
ばケイソウ土、粉砕された無定形シリカガラスおよびシ
リカ粉）のような慣用の耐火性充填剤も含包される。

最も好ましい充填剤は無定形シリカガラス、シリカ粉お
よび１〜５０重量％のイルメナイトと混合したこれらの
ものである。

特に好ましい種類の充填剤は低温での乾燥および焼成時
に化学反応によりアルカリ金属珪酸塩の水不溶性を高め
るものである。

かかる物質の例としてはたとえば酸化亜鉛、酸化マグネ
シウム、酸化カルシウムおよびこれら化合物の多くの珪
酸塩およびアルミニウム塩があげられる。

また熱に安定で水に不溶性のアルカリ土類のりん酸塩、
ホウ酸塩などは本発明の組成物中においてこれよりつく
られるフイルムの硬度を高めるためおよびアルカリ金属
珪酸塩結合と部分的に反応させて耐水性を高めるために
有利に用いられ得る。

本発明の触媒被覆用組成物のために好ましい充填剤の別
の種類の例としてはたとえば種々のセラミック着色酸化
物およびセラミック本体に好みの物理学的外観を与える
ために用いるのに都合のよいその他の顔料物質があげら
れる。

かかるセラミック着色酸化物および顔料は当業上周知で
ありそして組成物の美的外観をよくするために本発明の
組成物中に包含され得る。

さらに、本発明の組成物は調理用器具の表面に組成物を
適用する前に懸濁顆粒状触媒成分および充填剤を均質状
態に維持するために懸濁剤あるいは揺変剤を含有するこ
とができる。

適当な懸濁剤はたとえばアルギネートのような天然に生
ずる高分子量多糖類、ナトリウムカルボキシメチルセル
ロースあるいはたとえばコロイド状分散アスベストおよ
びコロイド状分散ベントナイト粘土のような無機懸濁剤
から選択され得る。

また無機および有機の懸濁剤の組み合わせも有利に用い
られ得る。

表面への適用後における本発明の被覆用組成物の急速な
乾燥による悪影響およびそれに伴なう被覆表面の「ひび
」あるいは泥クラツクのおそれを減少させるために場合
により湿潤剤を加えてもよい。

たとえばグリセリン、エチレングリコール、ジエチレン
グリコール、トリエチレンクリコール、１，３−プロピ
レングリコールあるいは１，２一プロピレングリコール
のような湿潤剤が０．１〜５．０重量％の程度まで使用
できる。

好ましい湿潤剤は約０．２５〜１重量％の量におけるグ
リセロールである。

一般に本発明の組成物は支持体に適用される。

支持体物質は任意の強くて剛性の物質であることができ
、その例としてはたとえば金属、セラミック、耐火ガラ
ス、たとえば磁器のような多結晶質うわ薬組成物、「パ
イロセラム」などあるいはこれらの２種あるいはそれ以
上の組み合わせがあげられる。

適当な支持体の要件は、それが都合のよい形状に形成さ
れ得ること、それが十分なる強度および剛性を有するこ
と、およびそれが７６０℃まであるいはこれより若干高
い温度において軟化融解あるいは分解に抵抗するに十分
な熱安定性を有することである。

最も好ましい支持体はたとえば鋼、アルミニウム、銅、
青銅およびこれらの種々の合金のような構造金属ならび
に前記と同一金属のエナメル被覆された支持要素である
。

特に好ましい支持体は「アルミ化された」すなわちアル
ミュウムで薄く被覆されたかあるいはオーブンや類似器
具の内部をつくるパネルを製造するのに普通用いられて
いるタイプの溶融ガラス質エナメル被覆で被覆された軟
鋼パネルである。

この支持体は本発明の組成物がつくられた被膜あるいは
フイルムに優れた剛性、機械的強度および形状を与える
。

調理用器具の表面を本発明の組成物で被覆するには組成
物は被覆直前に新しく調製されるのが好ましい。

触媒金属酸化物（もし１種が加えられるべき場合には金
属の炭酸塩あるいは水酸化物）および液体溶液の形態に
おけるアルカリ性珪酸塩が最初に混合される。

生成するスラリーに揺変剤あるいは懸濁剤および充填剤
を加えることができるついでこのスラリーは前述の調製
された支持要素の表面上にたとえば噴霧、浸漬あるいは
塗布のような任意の慣用手段で適用され得る。

本発明の組成物で被覆された支持体は揮発製成分を除去
しそしてたとえば金属の炭酸塩あるいは水酸化物または
もしあれば有機添加物のような熱に不安定な成分を分解
するために任意の好都合な方法で乾燥されそして徐々に
一層高い温度で焼成される。

通常、組成物を一層高い温度で焼成する前に本発明の組
成物中に含有される大部分の水およびその他の溶媒を除
去するため最初に比較的低い温度で被膜を乾燥させるの
が有利である。

この予備の乾燥工程は室温あるいは水の沸点までのより
高い温度においてなされ得る。

水の沸点より高い温度での乾燥は通常被膜の外観を害す
る水蒸気の気泡を形成する可能性があるために避けられ
る。

かかる気泡が破れる場合には被膜の連続性が分断される
。

予備乾燥後、被覆表面は好ましくは漸進的に一層高い温
度で焼成され得る。

すなわち被覆表面は温度を徐々にそして連続的に上げる
ことによりあるいはこれを一連の段階において一連の徐
々に増加する温度に付すことにより乾燥され得る。

被覆された表面が焼成される最終温度は使用される基質
あるいは支持要素の特性に一部依存する。

たとえばガラス質エナメルで被覆された好ましい軟鋼部
材が支持体として用いられる場合には温度をガラス質エ
ナメル被覆の軟化点以上に上げることは望ましくない。

何故ならこのようなことはクランキングおよびその他の
表面の不完全さをもたらすであろうと考えられているか
らである。

珪酸カリウムが本発明の触媒被覆組成物中における結合
剤として使用される場合にはしばしばある種の熱処理を
避けることができる。

一般に結合剤として珪酸カリウムを含有する本発明の組
成物からつくられる被膜は１５０℃での乾燥後十分に硬
くしかも強くなるので本発明の被覆表面の製造中におけ
るその後の蝦焼あるいはより高い温度での焼成を省くこ
とができる。

さらに結合剤として珪酸カリウムを含有する組成物から
つくられる被膜に必要なすべての焼成はその被覆表面が
取り付けられているオーブンを普通に使用している間に
なされる。

焼成工程中本発明の被覆組成物中に含有された金属の炭
酸塩あるいは水酸化物は分解し、これにより被覆表面の
多孔率を高めるガスを遊離する。

この高められた多孔率は２０４℃ないしそれ以下の温度
での調理用器具の触媒作用表面により調理残渣を有効且
つ迅速に酸化および分解する結果となり、他方従来技術
による被覆表面については一般的に２０４℃より以上あ
るいは２６０℃すらの温度が調理残渣を迅速に酸化する
ために必要とされる。

ガラスで結合されたフリットに比較した場合の本発明の
組成物の利点は比較的低温で硬く摩耗抵抗性を有する強
い結合を得るに十分であるという点にある。

たとえば食料品の製造に使用されるオーブン中に普通用
いられる温度での焼成により依然として所望レベルの多
孔率を保持する非常に強く強靭で硬い被膜を得ることが
可能である。

オーブン中では普通の使用中しばしば２６０℃から約３
１６℃の温度が用いられるが、本発明の組成物を効果的
に焼成させるにこれらの温度が十分である。

すなわち本発明の組成物は主婦によって現存のオーブン
に適用されることができ、したがってガラスフリットの
場合のように新しいオーブンを購入するかあるいは古い
オーブンを特別に被覆するために製造業者に送ることは
不要である。

一般に、本発明の組成物の耐水性は焼成温度が上昇する
につれて増加するが、６４９℃を越える焼成温度は生成
被膜中における高レベルの耐水性および摩耗抵抗性を得
るにはほとんど必要ではない。

前述のように、たとえば酸化亜鉛、クリソタイルアスベ
スト、酸化マグネシウムなどのような反応物質を包含さ
せることにより耐水性は比較的低い焼成温度でさえ高め
られ得る。

かかる物質は珪酸塩結合剤と反応して亜鉛あるいはアル
カリ土類の陽イオンと多数のシリカ結合を形成し、そし
てかかる反応生成物は全く水に不溶性である。

あるいはまた、実質的にすべての耐水性は、被覆表面あ
るいは基質を乾燥後、アルカリ金属珪酸塩を極めて水に
不溶性であるシリカゲルの剛性網状構造に変換させる酸
の希釈溶液中に浸漬することにより達成され得る。

乾燥および焼成に必要な時間は採用される温度および温
度サイクルに若干左右される。

一般に焼成温度が高ければ高い程必要とされる時間は少
なくなる。

２６０℃から３１６℃では１時間程度あるいはこれ以下
の焼成時間が適当であり、７０４℃以上の温度では数分
の焼成時間で十分である。

前述のように、組成物中の各成分間の関係は可燃性汚物
の接触的除去のために必要な性質を有する被膜を生成す
るようなものでなければならない，適当な表面積、触媒
効率、多孔率および摩耗に抵抗する硬度を有することが
必要である。

本発明の被覆表面は約１０〜約３０％好ましくは１５〜
２５％の多孔率を有することができ、そしてさらにモー
スケールで３以上の硬度を有する。

上記範囲に包含される水吸収性を有する多孔性表面を製
造することは困難ではないが、本発明表面の硬度および
触媒効率を有する表面を同時に製造するには本明細書に
開示の操作に厳密に従わなければならない。

本発明の被覆組成物は壁、天井、床、および食品の製造
に用いられるかあるいはさもなければ有機物質による汚
れを受けるかもしれないオーブンのその他の内部面上に
触媒作用表面を提供するのに有用である。

本発明の組成物のその他の用途の例としてはたとえばバ
ーナー、内燃機関用排気マニホルドおよび吸込み管、可
燃性の芳香あるいは不快臭物質を生ずるその他の家庭の
または工業操作からのマニホルドおよび排気管の被覆あ
るいは内張り（ライニング）をあげることができる。

本発明の触媒表面は触媒作用（これは一般的には酸化と
呼ばれるがしかし前述の多くの複雑な反応を包含する）
により不快物質の除去をもたらす。

本明細書で使用されている多孔率はシート状金属の小片
を本発明の組成物で被覆し、その試料を水中で２分間煮
沸し、ついで水浴および試料を室温に放冷せしめること
により測定される。

室温において水で飽和された小片をはずし、ついで過剰
の水を濾紙で拭き取る。

この小片を直ちに密閉瓶中に置き、重量を測定し、得ら
れた重量を煮沸実験前の重量と比較する。

重量の増加はフイルムにより吸収された水を意味する。

フイルムの厚さおよび寸法はマイクロメーターにより測
定されついで容量を計算する。

吸収された水の重量をフイルムの容量で割ると多孔率を
示す結果が得られる。

表面積は米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）により１９４１
年３月４日出版の「Ｓｙｍｐｏｓｉ＋ｕｎ ｏｎＮｅ−
ｗ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉ
ｚｅ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｉｎ ｔｈｅ Ｓｕ
ｂ−Ｓｉｅｖｅ Ｒａｎｇｅ Ｊ第９５頁中のピー・エ
イチ・エメット氏の論文に記載の窒素吸収により測定さ
れる。

本明細書で使用されている硬度は銅質を本発明にしたが
って形成されたフイルムの表面を横切って引きそして表
面を調べて銅のすじあとが残るかどうかを決めることに
より測定される。

銅はモースケールで２５〜３の硬度を有するのでその表
面が銅貨によりかき傷をつけられていないならばその硬
度は約３より大である。

次に本発明を実施例によりさらによく説明するが、実施
例中すべてのパーセンテージおよび部は特にことわらな
い限り重量である。

実施例 １ ３２０％ＳｉＯ２および１ １． １ ％Ｎａ２０の組
成を有し、４２５°ボーメの比重を有する珪酸ナトリウ
ム溶液６９部を水２５部およびグリセロール６部と混合
する。

このグリセロールは標準ＣＰ級物質あるいは米国薬局方
Ｘ■である。

得られる溶液をかきまぜそして均一にする。

１グラム当たり１０５平方メートルの表面積を有し、３
５ミクロン以下の大きさの粒子形態で存在する二酸化マ
ンガン４０部をその粒子が４５ミクロン以下の大きさを
有する粉砕された二酸化珪素４０部と混合する。

上記第１節で調製された液体溶液６０部、水２部および
第２節で製造された乾燥粉末８０部をウオーリングブレ
ンダー中あるいは塗料缶振盪器中に置かれた缶中ですば
やくしかも完全に混合する厚さ約０． １ ６ｃｍ、
１ ０．２ｃｍ× １ ０． ２ｃｍのアルミ化され
た鋼のシートを清浄剤あるいはアルカリ炭酸塩処理によ
り充分に洗浄してすべての油状物を除去する。

このシートを充分に乾燥させついで標準圧縮空気噴霧器
を使用してスラリー噴霧してきれいな乾燥したシート状
金属上に前記スラリーのフイルムを０．２０〜０．２８
ｍｍの深さまで噴霧する刷毛塗りすることも可能である
が、噴霧器の方が魅力あるフイルムをつくる。

上記フイルムを約１０分間約６６℃において乾燥させつ
いで直ちに２０４〜２６０℃で蝦焼させて被覆の硬化（
セット）を完成させる。

この蝦焼操作は３〜３０分間であり、その選択は製造手
順に合わせて都合のよいようになすことができる。

仕上ったシートは家庭の料理用ストーブオーブン卓上型
ブロイラーあるいは食物の汚物が飛散あるいは滴たるよ
うなその他の類似器具におけるパネルとして適当な組立
部品に必要な任意の寸法であることができる。

ある場合には、適用の際湿潤フイルムの安定性を改良す
ることが望まれることがある。

すなわちフイルムが流動しそれによりより厚くなりしか
もパネルの底部端に隆起を形成さえする。

フイルムの不動性を改良しそして同時にスラリーの非沈
降性を改良するために０．２５％のコロイド状珪酸アル
ミニウムマグネシウム（Ｒ． Ｔ． Ｖａｎｄｅｒｂ
ｉｌ ｔ社製の揺変剤）をそのスラリー中に均一に混合
して安定なスラリーおよび非流動性の湿潤フイルムを得
ることができる。

揺変剤の量は最適の加工性を得るに必要なように変える
ことができる。

前述のようなその他の揺変剤も珪酸アルミニウムマグネ
シウムの代りに使用できる。

上記パネルをオーブン中に置きそして２０４°Ｃでその
表面に１滴のトウモロコシ油を適用することにより丁度
仕上げられたパネルに関して評価試験がなされる。

この油は主として酸化からなるがクランキングおよび酸
化的脱水素をも包含するフイルムの触媒効果により１５
分以内に除去される。

フイルムの多孔率は２３％と測定される。

フイルムの硬度は銅貨をその表面を横切って引くことに
より測定される。

この表面を顕微鏡で調べると銅が沈積されたが触媒フイ
ルムを削ったりあるいはそれにみぞを生じたりすること
は全く起らなかったことがわかる。

フイルムが６４９℃に加熱される場合それは２６０℃に
おける初期多孔率の１５％以下を失うにとどまる。

本実施例の第２節に要求されている二酸化マンガンの代
りにたとえばほとんど白色フイルムが製造される希土類
酸化物により生ずる淡色化効果のような特別の効果を得
るために酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化銅、酸化亜
鉛あるいは希土類元素の酸化物またはこれらの混合物を
使用することができる。

これら酸化物の１種が使用される場合には本明細書に記
載の炭酸塩あるいは水酸化物もまた用いられねばならな
い。

しかしながら生成物の酸化特性は二酸化マンガンを使用
する場合が最もよい。

珪酸ナトリウムの他の濃度を使用してもよいしあるいは
珪酸カリウムまたは珪酸リチウムを全部あるいは一部置
き換えることもできるが、珪酸ナトリウムが好ましい。

グリセロールの代りにプロピレングリコール、エチレン
グリコール、ジエチレングリコールあるいはトリエチレ
ングリコールあるいはその他の湿潤剤あるいはこれらの
混合物を使用することができるが、好ましい湿潤剤はグ
リセロールでありそして規定された割合が好ましい。

約１０％から約３０％程度の高い多孔率が得られるよう
にするには本実施例の第１節に記載の液体混合物対本実
施例の第２節に記載の固体分の割合を変えることにより
製造条件は変えられる。

フイルム品質はすべての場合に許容し得るものであるが
、多孔率が減少するにつれて活性は小さくなりそして多
孔率が増加するにつれてフイルムは摩耗抵抗を失う傾向
があった。

前記範囲の多孔率が許容され得るが、約２３％が好まし
い。

液体の割合を増加させると多孔率が減少し、他方その割
合を減少させると多孔率が増加した。

本実施例の第５節に記載されている２０４°〜２６０℃
での蝦焼はフイルムを６４９℃あるいはこれ以上の高い
温度で蝦焼させることにより置き換えることができる。

温度が上昇するにつれ、液体対固体の割合が固体の割合
を増加するように変えられる。

蝦焼が５３８℃以上の温度で行なわれる場合にはフイル
ムの触媒効率は若干一層低いが汚物を有効に除去するた
めに適当な触媒活性は保持される。

高温暇焼中の多孔率損失はあらゆる場合１５％以下であ
る。

１グラム当たり１０５平方メートルの表面積を有する二
酸化マンガンの代わりに１グラム当たり約１０，２０，
５０．８０および１２３平方メートルの表面積を有する
二酸化マンガンを選択する以外は本実施例に記載の方法
を繰り返す。

０．１８〜０．３１ｍｍの厚さを有するフイルムに変換
された場合すべて満足できる製品を生成した。

０．１５ｍｍ以下では触媒効率に関するフィルム品質は
低下し他方０．３１ｍｍ以上ではフイルムの均一性およ
び美しさは悪化する。

実施例 ２ 粉末状シリカだけを使用する代りに、同一の全重量部か
らなるがしかし７５％シリカおよび粒子の１００％が直
径３５ミクロン以下であるような粒子の大きさを有する
２５％粉末状イルメナイトからなる混合物を使用する以
外は実施例１のようにして、混合物の液体部分および固
体部分の両方のための組成物が調製される。

被覆パネルがこの組成物でつくられついで実施例１に記
載のように試験された。

汚物の酸化は約１７７℃で急速になされた。

二酸化マンガンの２５％を２５ミクロン以下の大きさを
有しそして１グラム当たり５０平方メートル以上の表面
積を有する粒子の形態で存在する炭酸マンガンで置き換
えた。

残りの部分のフイルム調製および試験は実施例１に記載
のように完了させ、そして迅速酸化が１７７℃でなされ
るという結果を得た。

上記フイルムは実施例１のフイルムのように６４９℃あ
るいはこれよりやや高い温度で暇焼され得る。

明らかに炭酸塩含有あるいはイルメナイトのために高温
曝露後のフイルムの作用はより低温の蝦焼後のものとほ
とんど同じように良好である。

実施例１の場合のように最適のフイルム特性を得るには
固体対液体の割合および炭酸塩対酸化物の割合およびイ
ルメナイト対シリカの割合を調整することが望ましい。

さらにフイルム特性を変えるためには暇焼時間をもつと
少なくすることができ、すなわち時間を少なくすること
は通常暇焼燃料の必要量および器具の大きさが小さくな
るので経済的に有利である。

本実施例の第２節で使用されている炭酸マンガンの代り
に化学量論的に等量の炭酸コバルトあるいは水酸化コバ
ルトを使用することができる。

これらの成分はさらに１グラム当たり約５〜１５０平方
メートルの表面積および３５ミクロン以下の大きさの粒
子を有しなければならない。

実施例 ３（参考） 使用した二酸化マンガンがその粒子の１００％は２〜１
５ミクロンの大きさであるけれども１グラム当たり１平
方メートル以下の表面積を有したということ以外は実施
例１に記載のようにフイルムが調製された。

この組成物から得られたフィルムは曝露温度が２７４℃
以上になるまで酸化を行なうことができなかった。

実施例１に記載の二酸化マンガンを使用する代りに１グ
ラム当たり約１０５平方メートルの表面積を有するが直
径４０〜５０ミクロンの粒子形態で存在する二酸化マン
ガンを使用して上記試験を繰り返した。

この組成物から得られたフイルムもまた温度が２６０℃
以上になるまで十分な酸化を行なうことはできなかった
。

本実施例には有効な触媒フィルムを得るには二酸化マン
ガンが微粉化されるばかりでなくさらにこれが最初に大
きな表面積をも有することが必要であることが示されて
いる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 触媒としての酸化マンガン、水溶液形態のアルカリ
   性珪酸塩および場合により充填剤を含有し、しかも上記
   酸化マンガンは３５ミクロン以下の大きさを有する粒子
   の形態で存在しそして１グラム当たり約５〜１５０平方
   メートルの表面積を有し場合によりマンガンの炭酸塩ま
   たは水酸化物を２０重量％まで含有することを特徴とす
   る、調理器具表面形成用被覆組成物。