JPH04130165A

JPH04130165A - 無機質皮膜形成用組成物

Info

Publication number: JPH04130165A
Application number: JP25158590A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Tanabe; 田辺　政史; Kazuhisa Kato; 和久加藤
Original assignee: NIPPON FUEROO KK
Current assignee: NIPPON FUEROO KK
Priority date: 1990-09-19
Filing date: 1990-09-19
Publication date: 1992-05-01
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPH0710956B2

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、珪酸アルカリベースの無機質皮膜形成用組成
物に関し、より詳細には、加熱硬化時の発泡やピンホー
ルのない、数μｍから１００μｍ程度の膜厚の無機質皮
膜を形成するための皮膜形成用組成物に関する。

本発明による組成物はまた、これに着色剤を配合するこ
とにより、着色皮膜を形成する目的でも使用できる上に
、ガラスやセラミックス、金属等の耐熱塗料や化粧用塗
料として利用することもできる。

（従来の技術）珪酸アルカリを皮膜形成用バインダーとする無機質塗料
としては、珪酸アルカリと充填剤や硬化剤との組み合せ
により、多種多様のものが提案されている。

この種の無機質塗料では、加熱硬化時に皮膜形成用バイ
ンダーとしての珪酸アルカリ水溶液が皮膜内部の乾燥前
に皮膜表面に丈夫な皮を形成するため、乾燥速度が早い
と内部の水分が上記の皮を抜は出る際に、発泡やピンホ
ールが発生しやすいという難点がある。そのため、これ
らの珪酸アルカリ系塗料では、泡やピンホールのない皮
膜を得る目的で、以下のような対策が講じられている。

１）珪酸アルカリ水溶液に常温で不溶性の各種鉱物等を
充填剤として塗料組成物に多量に配合する方法。充填剤
としては平均粒径が数μｍから数１０μｍ程度のものか
一般的に使用され、ＴｉＯ２等のように細かい粒子のも
のでも粒径の下限は０．１〜０．５μｍ程度である。粒
径０．０２μｍ程度のコロイド状超微粒子を充填剤とす
るものは知られていない。

２）膜厚を極めて薄く、たとえば数μｍ以下にする方法
。

３）硬化時に極めてゆっくり昇温加熱を行なう方法。

（発明が解決しようとする課題）上記の３つの方法では、しかしながら、つぎのような問
題がある。

ます、上記１）の方法、すなわち多量の充填剤を用いる
方法では、陰蔽力か強くすなわち反射率が大きく、透明
感のある膜を得ることができない。

また、上記２）の方法、すなわち膜厚を極（薄くする方
法では、塗装時の塗膜厚の許容範囲か非常に狭く、きび
しい作業条件が要求される。

さらに、上記３）の方法、すなわち硬化時の昇温加熱を
緩慢に行なう方法は、乾燥硬化に時間かかかりすぎ、実
用的でない。

（課題を解決するための手段）本発明は、珪酸アルカリを主成分として含む水溶液を皮
膜形成用バインンーとし、珪酸アルカリ水溶液に常温で
不溶性のコロイド粒子を適量配合することにより、充填
剤を多量に配合したのと同等の効果が得られ、加熱硬化
時の発泡やピンホールがなく、数μｍから１００μｍ程
度の膜厚を有する非常に平滑な皮膜が形成できるという
知見を得、これに基いて完成されたものである。

すなわち、本発明は、一般式Ｒ２Ｏ・ｎＳ　ｉ０２　（Ｒはアルカリ金属、ｎ
は０．５以上の数）で表わされる珪酸アルカリ１００部
、珪酸アルカリ水溶液に常温で不溶性のコロイド粒子５〜
５０部、および硬化剤、からなる無機質皮膜形成用組成物である。

本明細書において、割合を表わす部はすべて重量基準で
ある。

ケイ酸アルカリとしては、市販の液状量、たとえば水ガ
ラス１号、２号、３号、カリウムシリケート溶液、リチ
ウムシリケート溶液等が例示せられる。これらのアルカ
リケイ酸塩は単独で使用しても、あるいは２種以上の組
合せで使用してもよい。

珪酸アルカリ水溶液に常温で不溶性のコロイド粒子とし
ては、アルミニウムの塩化物等の化合物を気相中で熱分
解することによって調製せられたコロイダルアルミナ（
デグサ社製ＡｌｕＩＩｌｉｎＵω０ｘｉｄｅ　Ｃ）や、
アルミナゾルを乾燥したものが使用できる。しかし、代
表的なコロイド粒子であるコロイダルシリカ（アエロジ
ル等）は珪酸アルカリ水溶液に配合すると徐々に溶解す
るため、加熱硬化時の発泡やピンホールの生成を抑える
ことができない。コロイド粒子の好ましい平均粒径は０
．００１〜０，０６μｍである。

また、珪酸アルカリの屈折率は１．４９〜１゜５４であ
るのに対し、コロイダルアルミナの屈折率は１．６７で
あり、両者の屈折率の差がはなはだ大きいにも拘らず、
コロイド粒子の平均粒径が０．０２μｍと可視光の波長
（０，４〜０．７μｍ）に比べ十分に小さいため、光の
回折現象により光が粒子を透過し、透明感のある皮膜が
形成せられる。

組成物の成分の配合割合については、珪酸アルカリ１０
０部に対し、コロイド粒子が５部より少ないと、乾燥硬
化時に発泡が起きたりピンホールが発生しやすく、また
５０部より多いと組成物の皮膜形成能力が弱くなり、硬
化皮膜の強度や耐久性が低下する。したがって、珪酸ア
ルカリ１００部に対し、コロイド粒子は５〜５０部の範
囲に限定される。特に好ましい配合割合は、珪酸アルカ
リ１００部に対し、コロイド粒子１０〜４０部の範囲で
ある。

硬化剤としては、公知の各種のリン酸塩やコロイダルシ
リカ、珪弗化物、多種金属酸化物等の硬化剤のうち１種
あるいは２種以上の組合せを使用することかできる。硬
化剤の種類と量を適切に選択することにより、耐水性、
耐酸性、耐アルカリ性等の耐久性を著しく向上すること
ができる。硬化剤の配合割合は、珪酸アルカリ１００部
に対し８〜５０部の範囲で適宜選定せられる。

本発明による皮膜形成用組成物は、水溶液ないしは水中
分散液の形態で塗料としてスプレーディッピング等の方
法により金属製品等の被塗装品の表面に塗布される。こ
の組成物の固形分１００重量部に対する水の割合は３０
〜３５０部であり、水の割合を増減することにより、皮
膜厚さの調整を行なうことができる。塗布された水系組
成物は、通常、これを２００〜３００℃の温度で１０〜
３０分間加熱することにより、硬化せしめられ、所望の
特性を有する皮膜が形成される。

本発明組成物は、金属製品のほかに、セラミックス製品
、ガラス製品等の被塗装品にも適用することかできる。

（発明の効果）本発明による皮膜形成用組成物を、ガラスやセラミック
ス、金属等の製品の表面にスプレー法やディッピング法
により塗布、乾燥（焼付け）することにより、極めて容
易に、加熱硬化時の発泡やピンホールかなく、数μｍか
ら１００μｍ程度の膜厚を有する無機質皮膜を形成する
ことができる。

（実　施　例）つぎに、上記効果を実証するために、本発明の実施例お
よびこれとの比較を示すための比較例をいくつか挙げる
。

実施例１３号珪酸ナトリウム４０％水溶液　１００部コロイダル
アルミナ（デグサ社製ＡｌｕｍｉｎｕｍＯｘｉｄｅ　Ｃ
）　　　　　　　　　　　　１５部リン酸アルミニウム
（平均粒径２μｍ）１５部水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１１０部上上記台物をボールミルで３０分間粉砕・混
合して、本発明皮膜形成用組成物よりなる塗料を調製し
た。この塗料をガラス板と脱脂鋼板にスプレー塗布しく
塗布量：２００ｇ／ｍ２）、２５０℃で１０分間焼付は
硬化して、試験片１を作成した。

実施例２３号珪酸ナトリウム２０％水溶液１００部に、粉末コロ
イダルシリカ１０部を混合し、得られた混合物を還流装
置付のフラスコに入れ、１００℃で１時間加熱処理し、
無色透明な変性珪酸ナトリウム水溶液を調製した。

上記変性珪酸ナトリウム水溶液　　１１０部コロイダル
アルミナ　　　　　　　　　４部水　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１００部上上記台物
をボールミルで３０分間粉砕・混合して、本発明組成物
よりなる塗料を調製した。

この塗料を透明なガラス板と脱脂鋼板にスプレー塗布し
く塗布量：　１００ｇ／ｍ２）　、２５０℃で１０分間
焼付は硬化して、試験片２を作成した。

実施例３３号珪酸カリウム４０％水溶液　　１００部コロイダル
アルミナ　　　　　　　　１０部活性亜鉛華　　　　　
　　　　　　　１０部水　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　７０部上記上記物をボールミル
で３０分間粉砕・混合して、本発明組成物よりなる塗料
を調製した。

この塗料を透明なガラス板と脱脂鋼板にスプレー塗布し
く塗布量：　８０ｇ／ｍ２）　、３００℃で５分間焼付
は硬化して、試験片３を作成した。

比較例１３号珪酸ナトリウム４０％水溶液　１００部リン酸アル
ミニウム（平均粒径２μｍ）１０部水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　３０部上記上記物をボールミルで３０分間粉砕・混合
して、塗料を調製した。この塗料をガラス板と脱脂鋼板
にスプレー塗布しく塗布ｆｔ　：　１００ｇ／ｍ２）　
、２５０℃で１０分間焼付は硬化して、試験片４を作成
した。

比較例２３号珪酸ナトリウム４０％水溶液　１００部コロイダル
シリカ（アエロジル）　　　１５部（日本アエロジル社
製）リン酸アルミニウム　　　　　　　　　２０部水　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１１０
部上上記台物をボールミルで３０分間粉砕・混合して、
塗料を調製した。この塗料を透明なガラス板と脱脂鋼板
にスプレー塗布しく塗布量：１００ｇ／ｍ２）　、２５
０℃で１０分間焼付は硬化して、試験片５を作成した。

比較例３３号珪酸ナトリウム４０％水溶液　１００部コロイダル
アルミナ　　　　　　　　２５部リン酸アルミニウム（
平均粒径２μｍ）１５部水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　３００部上上記台物をボールミルで３０分間粉砕・混
合して、塗料を調製した。この塗料を透明なガラス板と
脱脂鋼板にスプレー塗布しく塗布量ニア０ｇ／ｍ２）　
、２５０℃で１０分間焼付は硬化して、試験片６を作成
した。

性能試験実施例および比較例で得られた各試験片について、下記
の試験を行ない評価を下した。たたし、下記２）の膜厚
測定では鋼板を被塗装物とした試験片を使用し、それ以
外の試験ではガラス板を被塗装物とした試験片を使用し
た。

１）皮膜外観の泡やクラックの有無は、目視と光学顕微
鏡観察により評価した。

２）膜厚は、電磁式膜厚計により測定した。

３）付着性は、ＪＩＳ　　Ｋ〜５４００　（塗料−般試
験方法）の基盤目試験に準して測定した。

すなわち、試験片の塗膜に１ｍｍ角の基盤目を１００個
作成し、この基盤目上にセロテープを張り付け、テープ
を剥離した後、試験片側に残った基盤目の個数を数え、
もとの基盤目の数に対しての皮膜の残存率で付着性を評
価した。

４）耐煮沸水性は、試験片を煮沸水に５時間浸した後、
乾燥させて皮膜外観の変化を目視により観察し評価した
。

５）耐酸性は、試験片を１０％硫酸水溶液に２５℃で２
４時間浸した後、水洗し乾燥させて皮膜外観の変化を目
視により評価した。

６）耐アルカリ性は、試験片を１０％水酸化ナトリウム
水溶液に２５℃で２４時間浸した後、水洗し乾燥させて
皮膜外観の変化を目視により観察し評価した。

試験結果を下記表にまとめて示す。

（以下余白） ○ わずかに変色（白化）ｂシコＢ１ツリーＩｆこの表から明らかなように、本発明皮膜形成組成物によ
れば、泡やピンホール、クラックかなく、所要厚の膜厚
を有し、付着性および耐久性に優れた無機質皮膜を形成
することかできることか認められる。

以上特許出願人　　日本フェロ−株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一般式Ｒ＿２Ｏ・ｎＳｉＯ＿２（Ｒはアルカリ金
属、ｎは０．５以上の数）で表わされる珪酸アルカリ１
００部、珪酸アルカリ水溶液に常温で不溶性のコロイド粒子５〜
５０部、および硬化剤、からなる無機質皮膜形成用組成物。
（２）コロイド粒子がアルミニウム化合物の熱分解によ
り調製した乾式法コロイダルアルミナである請求項１記
載の組成物。