JPS6130165B2

JPS6130165B2 -

Info

Publication number: JPS6130165B2
Application number: JP55126472A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Watanabe; Atsushi Nishino; Kazunori Sonedaka; Kunio Kimura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1980-09-10
Filing date: 1980-09-10
Publication date: 1986-07-11
Also published as: JPS5749719A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、燃焼機器特にその燃焼筒および排気
煙道部分に関するものである。燃焼排ガスを温風として室内に放出する温風暖
房機は最近石油ストーブに代つて主流をしめてき
ている。この温風暖房機の燃焼には、ほとんどが
灯油が使用されるのであるが、灯油の燃焼排ガス
にはCO，NOx硫黄などが含まれており、温風の
放出口に設けたルーバが、この排ガスのSOxによ
つて侵されることがある。すなわちこのルーバは
通常シリコーン系樹脂よりなる基材の表面に塗料
を塗布しているのであるが、これらが前記SOxに
よつて侵されてしまうのである。本発明は、このような問題点を改善したもので
あり、少なくともリン酸塩化合物と複合酸化物と
触媒物質からなる塗料を燃焼排ガスが接触する部
分に塗布したものである。本発明に用いられるリン酸塩化合物を含有した
塗料は、一般式がMO・XP₂O₅・YH₂Oで現わさ
れる。Ｍは、Ａ，Mg，Ca，Fe，Cu，Ba，
Ti，Mn，Zn等の金属で、Ｘ，Ｙは実数で示され
る。例えば、第一リン酸アルミニウム、第二リン
酸アルミニウム、リン酸マグネシウム、などがあ
る。リン酸塩の硬化機構は、加熱することにより下
に示すような高分子の縮合リン酸塩となることに
よる。この縮合リン酸塩をさらに高温加熱すると結晶
化し、硬化する。例えば第一リン酸アルミニウム
を加熱すると、次のような反応によつて結晶示
し、硬化する。この反応において、加熱温度が500℃以下のと
きは、脱水を完了したＡ₂O₃・3P₂O₅およびＡ
₂O₃・P₂O₅の結晶と非結晶のもの、それに脱水
過程の中間生成物である非晶質のＡ₂O₃・
3P₂O₅・2H₂Oなどが一様に存在し、一度は結晶
化するが、空気中に放置すると吸湿性の強いＡ
₂O₃・3P₂O₅・2H₂Oが空気中の水分を結晶水とし
て取り入れ、Ａ₂O₃・3P₂O₅・6H₂O結晶が生成
され、同時に体積が膨張し、始めの結晶化組織を
破壊して粉末状になつてしまう。また、500℃以
上に加熱したものは、安定で強固の結晶体Ａ
₂O₃・3P₂O₅を形成する。さらに、約100℃高め、
600℃以上になると、の熱分解を起して、より強固な耐熱性のものが得
られる。このようにリン酸塩を単独で用いる場合は500
℃以上の加熱が必要である。しかしながら、燃焼
機器の排気煙道を形成させる基材は、通常、鋼材
が使用されているため、900℃以上の温度を上げ
ることはないので、500℃〜800℃の範囲で加熱す
るのが好ましい。また、第一リン酸塩のような場合、末端に解離
性のＨを、耐水性のよいもので置換封鎖させるこ
とができる。リン酸塩は水溶液中で酸性を示すた
めにOH基中のＨと金属とは置換反応が行なわれ
る。この目的に用いられている金属は、酸化亜鉛
など、リン酸塩に対しそうとう激しく反応するも
のと、反応性の緩慢なＡ，Si，Ti，Fe，Snな
どの酸化物との複合酸化物が用いられている。リ
ン酸塩と複合酸化物による硬化は、中和によるリ
ン酸金属塩の生成とそれに伴なう金属によるリン
酸基の架橋反応とが相乗的に作用しているものと
思われ、比較的低温（120℃〜150℃）で硬化し、
耐水性の良好なものが得られる。また、この複合酸化物は、リン酸塩化合物と触
媒を含有した塗料だけでは、被覆層としての性能
は高いものの、熱的変化、とくに、温風暖房機を
運転した場合、ルーバ部が酸素不足になり、触媒
が還元され、変色しやすくなるものでそれを防止
する効果もある。複合酸化物は一般にMO・Fe₂O₃で表わされる
ので一群の鉄酸化物であり、本発明ではＭとして
Znを含有している。通常、Ｍは２種または、そ
れ以上の２価の金属イオンを混入し、固容体を作
ることが可能である。本発明は少なくともZnを
含有しているが、その他の金属イオンとしては
Mnが有効である。望ましい組成は、Zn―Mn―
Fe系であり化合物形態としてはMnFe₂O₄＋
ZnFe₂O₄で示される固容体である。MnとFeから
なるMnFe₂O₄だけでは、色が赤味を滞びしかも
熱を加えることにより色が変化してしまう。しか
しながら亜鉛を用いた複合酸化物は色が黒く、し
かも熱的にも安定である。さらには前にも述べた
ように硬化促進剤としても効果がある。その他の硬化促進剤として、 MgO，Mg（OH）₂，CaO，Ca（OH）₂，石綿，
タルク，フライアツシユ等の塩基性物質を硬化促
進剤として用いることもできる。しかしながら、これらはＰ（リン）とＭ（金
属）のモル数比に大きく支配され、結合性、耐
熱、耐水性に大きく影響する、リン酸塩単独で用
いる場合のＰとＭのモル数比は、小さい方が耐水
性は向上するが特にその比が１以下では付着性、
水溶液での安定性が低下する。これはＭ（金属）
の種類によつても値は変わつてくるが、通常0.5
〜４の範囲が好ましい。また、リン酸塩に複合酸化物を併用した場合
は、ＰとＭのモル数比によつて温度と耐水性に影
響を及ぼし、ＰとＭのモル数比が３より大きい場
合は、高温度にならないと耐水性が向上されない
し、この比が小さい場合は比較的低温で耐水性の
あるものが得られる。しかしながら、ＰとＭのモ
ル数比が例えば0.5以下になると、室温にて急速
に凝結するので、最適作業温度を考慮した場合、
ＰとＭのモル数比は0.5〜３が最適である。次にリン酸塩の添加量は、温風暖房機のルーバ
の被覆層の表面硬度や、基材との密着に大きく影
響するが、触媒あるいは硬化促進剤などの固形分
に対して、リン酸塩を少なくとも５重量％を含有
していなければならない。すなわち、５重量％以
下では、リン酸塩と触媒との結合が弱く、表面が
やわらかい。また、基材との密着も弱く、剥離し
やすい。またリン酸塩を、大量に用いたとして
も、リン酸塩自体が温度を加えることによつて多
孔質を形成するのと、リン酸塩と固形分との何ら
かの相乗効果によつて触媒作用、あるいは、表面
硬度、密着に対して影響を及ぼさないものと思わ
れる。よつて、リン酸塩は少なくとも５重量％ま
たはそれ以上であればよいが、大量に入れてもコ
ストが高くなるだけなので５重量％〜50重量％が
好ましい。このように、リン酸塩は、単独、あるいは硬化
促進剤を併用することにより、耐水性のよい、し
かも密着、表面硬度の優れた被覆層がえられ、さ
らには触媒作用に影響を及ぼすことのない特徴を
有している。次に触媒は、CO，NOx，硫黄などが、ルーバ
の表面に付着した場合、これらを浄化し、耐汚染
性を高める目的で用いられる。この目的に用いられる触媒物質は金属酸化物と
固体酸塩基触媒の少なくとも一方からなる。金属
酸化物は、Mn，Cu，Fe，Ni，Co，Crなどから
選択される酸化物で、特に好ましいのは、Mn，
Cu，Feの酸化物である。固体酸触媒、塩基触媒
は、近年注目されており、ブレンステツトあるい
はルイスの酸塩基の定儀による固体上の酸点、塩
基性点を有した触媒である。固体酸触媒として代
表的なものは、シリカ・アルミナ、シリカ・マグ
ネシア、ゼオライトなどがある。また、塩基性の
ものは、CaO，MgO，Na₂CO₃，K₂CO₃，BaCO₃
アルミン酸石灰などがある。その他にも、貴金属
触媒も用いることもできる。このように、第一リン酸アルミニウムと触媒物
質を含有した塗料は、被覆層としての性能は良い
ものの、熱的変化に問題があるので、上述のごと
く複合酸化物を加える。以上のようなリン酸塩系化合物と複合酸化物と
触媒物質を、適当に水を加え、粘度調整し、また
ボールミルでミル引きし、粒度調整し、泥状物
（通称スリツプ）を作り、基材に塗布する。これ
を任意の便宜的な方法で乾燥し、次第に温度を上
げて焼成を行う。一般に最初比較的低温で乾燥を
行ない、高温において組成物を焼成する前に組成
物中に含まれる水及び他の溶媒の大部分を除去す
ることが有利であることが見出された。この予備
的な乾燥工程は室温又は、水の沸点までの高温に
おいて行なうことができる。最初の乾燥工程にお
いて水の沸点以上の温度で乾燥を行なうことは、
水蒸気の泡が生じ、これが連続的に接合した被覆
の外観を乱す可能性があるために、普通はあまり
好ましくはない。大部分の水を除去する予備的な乾燥工程の後に
高温において、好ましくは次第に温度を上昇させ
ながら、焼成を行う。即ち温度を徐々に連続的に
上昇させるか、又は連続した工程として一連の
徐々に上昇した温度をかけることが望ましい。最終的な焼成温度は部分的に基質の特性又は使
用する支持要素に依存する。また焼成時間は勿論使用温度及び使用温度をか
ける時間に或程度依存するが、一般に焼成温度が
高い程焼成時間は短かくてもよい。したがつて、好ましくは、120℃〜350℃で、５
分〜30分行う。このような塗料を塗布した燃焼機器の排気煙道
は耐汚染性、耐侯性に優れているほか、触媒によ
つて排ガスの浄化も行うことができる。本発明
は、排気煙道の表面処理にかかわらず、石油スト
ーブの天板、ガステーブルのバーナーキヤツプな
どの表処理に用いることもできる。以下、実施例により、本発明をさらに詳しく述
べる。〔実施例１〕リン酸塩化合物として、Ａ₂O₃・3P₂O₅・
6H₂Oで示される第一リン酸アルミニウムで、
P₂O₅が33％、Ａ₂O₃が8.5％、比重1.47、PH1.4
の溶液のものを用いた。触媒として電解二酸化マ
ンガンを用い、硬化促進剤としてMn―Fe―Zn系
複合酸化物を用いた。この組成の比は下記に示
す。

〔実施例２〕

下記に示す組成比でもつて〔実施例１〕の製造
条件で試料を作成した。

〔実施例３〕

〔実施例４〕

実施例で用いたMn―Fe―Zn系複合酸化物の組
成比をFe₂O₃―54.05mo％，MnO₂―27.25mo
％，ZnO―18.7mo％のものを用い、その他は
同じ組成比、製造条件でもつて試料を作成した。
〔実施例１〕の試験方法を行つた結果、同様の結
果が得られた。〔実施例５〕〔実施例１〕で用いた第一リン酸アルミニウム
溶液の代りにリン酸マグネシウム溶液（MgOが
27％P₂O₅7.8％、比重1.54PH1.2）を用いた。その
結果〔実施例１〕と同様の結果が得られた。〔実施例６〕下記に示す組成比でもつてスリツプを調整し
た。

〔実施例７〕

〔実施例２〕で用いた試料を、温風暖房機のル
ーバＡに張合せ、運転をした時の試料があるもの
とない場合の、COおよびNOをルーバーの外部で
測定し、その結果を下表に示す。

【表】以上のように本発明によれば燃焼排ガスの接触
部が劣化せず、しかも排ガス中の有害物質も少な
くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を温風暖房機に適用
した構成図、第２図はその要部拡大断面図であ
る。Ａ……ルーバ、Ｃ……塗料。

Claims

【特許請求の範囲】１燃焼排ガスが接触する部分に、少なくともリ
ン酸塩系化合物と複合酸化物と触媒物質からなる
塗料を塗布したことを特徴とする燃焼機器。２リン酸塩系化合物は第一リン酸アルミニウム
からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の燃焼機器。３塗料は、リン酸塩系化合物を５重量％以上含
有する構成としたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の燃焼機器。４複合酸化物は酸化亜鉛と酸化鉄を主成分と
し、マンガン、コバルト、ニツケル、銅クロムか
らなる金属酸化物の少なくとも一種以上を含む構
成としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の燃焼機器。５触媒は、金属酸化物と固体酸塩基触媒の少な
くとも一方で構成したことを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の燃焼機器。