JPS6027669A - 赤外線輻射コーティング組成物 - Google Patents

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、暖房・調理などで、輻射加熱を利用する分野
において、加熱体よりの輻射について、赤外線輻射効果
を付与するだめのコーティングに関するもので、加熱体
表面に適用するためのものである。

従来例の構成とその問題点 従来、この種のコーティングとして、ＴｉＯ２、ＺｒＯ
２、Ａ　ｌ　２０３などの赤外線輻射材料をガラスフリ
ットなどの耐熱性結合剤中に分散させた被覆が知られて
いるが、これは、２００μ７７傳度の被覆の厚みが必要
であり、内部に応力歪みが残留してヒートショックに弱
い問題点があった。また、６００℃以上の温度にすると
被覆が溶融するだめ、６００℃以上の高温では使用でき
なかった。

また、フリズマ溶射により、赤外線輻射材料の被覆を形
成する方法があるが、基材との熱膨張率とを合わせるた
めの被覆層を下層に形成する必要があり、その被覆の形
成工程が極めて複雑であった。また、被覆は焼結してい
ないだめ、非常にポーラスで金属基材に適用した場合に
は、金属が腐食して、短期間で使用に耐えなくなってし
まう場合かあった。またフリズマ溶射の場合にも、被覆
の厚みは２００μｉ上となり、ヒートショック等に弱い
問題点があった。

また、これ等の従来技術においては、輻射強度の波長選
択性は余り考慮されておらず、６μｍ以下の波長では輻
射強度が小さく、６μｍ以・上の遠赤外線波長域では、
輻射強度が大きくなる遠赤外線選択輻射効果は、はとん
ど付与されていなかった。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題点を解消するもので１０〜５
０μｍの薄膜にて、高効、率、赤外、線輻射能を付与す
るものである。また、薄膜であるため、金網バーナの炎
孔部、セラミックバーナの炎孔部など複雑な形状にも適
用が可能で目詰まりを起こしたりする懸念がなく、適用
範囲が広い。

また９００°Ｃ〜１０ｏＯ°Ｃの高温の加熱面への適用
が可能である。またヒートショックに強く、各種基材へ
の適用が可能である。

被覆形成はスプレーにて塗布焼成するのみでよく製造工
程が簡単であ′る。

以上の効果を有する被覆を提供することを目的とするも
のである。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は、ポリボロシロキサ
ン樹脂を主成分とする有機ケイ素重合体およびＰｒ、Ｆ
ｅ１Ｖ１Ｎｉ、ｃｏの群から選定した１種以上の元素の
酸化物とＺ　ｒ　Ｓ　ｉｏ３との複合酸化物および耐熱
性充填剤を含む被覆の硬化体層を加熱体表面に形成する
。

この構成によって、１０〜５０μｍの薄膜であっても約
６μ祇下の近赤外線域では輻射強度が小さく６μ緋上の
遠赤外線域では輻射強度が大きい選択輻射が得られる。

ポリボロシロキサン樹脂を主成分さする有機ケイ素重合
体は、″セミ無機ポリマー〃としての特性を有し、室温
状態では、有機高分子と同様の性状で、塗料化等の操作
性の面で優れている。加熱するとその有機分は分解して
、Ｓｉ、Ｃ，Ｂを骨格として、セラミック化する。完全
なセラミック化は、６００℃にて行なわれる。したがっ
て、Ｐｒ。

Ｆｅ１Ｖ、Ｎｉ１Ｃｏの群から選定した１種以上の酸化
物とＺ　ｒ　Ｓ　ｉ　０３との複合酸化物は、比較的容
易に塗料化分散させることが可能である。この様にして
調整した塗料をスプレーにて塗布すれば、各種基材上に
、極めて容易に被覆を形成することができる。

この様にして形成したコーティングは、完全にセラミッ
ク化しているため、各種基材との良好な密着性と、９０
０〜１０００℃までの十分な耐熱性を有している。

実施例の説明 ポリボロシロキサンを主成分とする有機ケイ素重合体と
して、昭和電線電纜−の［無機ポリマ刊（ＳＭＰ−３２
）を用いた。これは のような構造のポｌルマーを主成分とするものである。

このバインダーは、６ｏＯ℃でセラミック化して安定化
するが、その間の熱分解にょシ、初期の％の重量が失な
われ、残渣はほぼ％の重量となる。

Ｐ　ｒｌＦｅ、Ｖ、Ｎｔ、ｃｏの群から選定した１種以
上の元素の酸化物とジルコン（ＺｒＳ・１０３）との複
合酸化物の有機グイ素重合体中への分散は、アトライク
を用いて約２０時間分散混合させることにより行なった
。溶剤として、Ｎ−メチルピロリドン、希釈剤として、
トルエンヲ用いた。

表１の複合酸化物系を用いて上記条件にて、塗料を調合
した。塗料の構成は、各複合酸化物を１００重量部、有
機ケイ素重合体（ｒｓＭｐ−３２Ｊ　）１００重量部、
トルエンを１００重量部の配合とした。

これ等のジルコンの複合酸化物は、通常は陶磁器の着色
剤として用いられるが、粒径が荒＜１０μ祇上の粒径に
て用いられている。

本発明においては、０．５〜５μｍの粒径範囲にて用い
るのが望ましいことから、いずれも市販品を粉砕して、
１〜５μｍの粒径範囲にして用いた。

市販品の１０μｍ以上のものをそのまま用いた場合には
、塗膜はポーラスになシ、密着性が非常に悪い状態とな
り、爪でこすると剥れる様な状態になる。

赤外線輻射の効率を向上させる観点から、塗膜厚に注目
すると、塗膜厚が厚い方が、赤外線吸収率が増加し、高
放射となる。この点、従来の技術は、５０μ祇上の膜厚
にて塗布して用いるものであり、その光学的特性に関し
て、被覆表面の特性が主として関係していた。

本発明はこの点、被覆の厚みが５０ｐｍ以上で、主とし
て５〜２０μｍという薄膜下で用いるので、選択された
波長の光の透過が十分起こり得るため基材の反射特性が
、被覆系の光学的特性に関与し得る。

表１の各試料について、ステンレス基材（１８Ｃｒ−３
％Ａｊ’鋼）上に１０μｍの膜厚にて塗布した後３００
℃で３０分、６００℃にて５分焼成して作成したサンプ
ルの赤外線分光輻射特性の評価結果を図に示す。図にお
いて、１〜５は、表１の各複合酸化物を含有し、６は、
ステンレス基材のみの分光輻射特性である。いずれも、
選択輻射性、あるいは、黒体的な高効率輻射性が認めら
れる。

１０μｍレベルのコーティング系としては、従来にない
高効率輻射であると考えられる。Ｐｒを含む系は、とく
に遠赤外線の選択輻射特性が優れている。またＮｉを含
む系、は、波長依存性の少ない黒体的な輻射挙動を示し
ている。

Ｚ　ｒ　Ｓ　ｉ　Ｏ３との複合酸化物と有機ケイ素重合
体の６００℃加熱残渣に対する配合比として１２／１ｏ
〜４５／　の配合比が良い。配合比が４５／１ｏを越え
る０ と塗膜はポーラスになり、密着性が極端に悪くなる。逆
に配合比が１２１０以下となると、塗料相の中で複合酸
化物が移動し易くなり、被覆にむらか発生したりして、
外観上見苦しい表面状態となる。

塗膜物性と、赤外線輻射特性の観点から、最良の性能が
得られる配合条件は２４／　〜３０７．ｏの範０ 囲である。

発明の効果 以上のように本発明のコーティングは （１）５〜５０μｍ（特に１０μｍ付近）と極めて薄膜
にて赤外線高輻射能を付与することができる。

（２）薄膜であるため、ヒートショックに強く、１００
０℃レベルの高温下での使用に耐え得る。

（３）１種の複合酸化物で着色化と赤外線輻射効率の向
上が達成可能であり、その輻射パターンを用途に応じて
選定し得る。

（４１スプレーにてコーティングの形成が可能であり金
網状金属上から、セラミックハニカム等の多くの基材、
複雑な形状物に適用可能で、薄膜であるため、その基材
の形状、物性を余り変化させることがなく適用範囲が広
い。

などの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の′コーティングの分光輻射特性図である
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名液　
１（７ｍ夕 ） ：！Ｊｔ、　数　（Ｃｍ−リ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリボロシロキサン樹脂を主成分とする有機ケイ
   素重合体と、Ｐｒ、Ｆｅ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｏの群から選定
   した１種以上の元素の酸化物Ｚｒ５ｉ０３との複合酸化
   物と、耐熱性充填剤とからなる硬化体を加熱体表面上に
   形成してなる赤外線輻射コーティング。 （２１Ｚ　ｒ　Ｓ　ｉ○３との複合酸化物のポリボロシ
   ロキサン樹脂を主成分とする有機ケイ素重合体の６００
   ℃加熱残渣に対する配合比が重量比で１２／１ｏから４
   ５、／、。にて配合した特許請求の範囲第１項記載の赤
   外線輻射コーティング。