JPH0729086B2

JPH0729086B2 - 塗膜の製造方法

Info

Publication number: JPH0729086B2
Application number: JP61245723A
Authority: JP
Inventors: 明雄福田; 康典金子; 正雄牧; 守礒谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-10-16
Filing date: 1986-10-16
Publication date: 1995-04-05
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: JPS63258683A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、輻射型の暖房器や調理器、その他産業用設備
に使用する薄膜輻射体の製造方法に関する。

従来の技術従来、ポリボロシロキサン樹脂の塗膜は、高温下で使用
する電線の被覆用に用いられてきた。ポリボロシロキサ
ン樹脂の加熱硬化体は、耐熱性が高く、耐熱電線の被覆
材としては適している。しかしながら、現在のところ、
電線以外の用途はない。

発明が解決しようとする問題点上記ポリボロシロキサン樹脂の加熱硬化体はそれ自身の
耐熱性は優れてはいるが、400℃以上では造膜が困難
で、加えて多孔質であるために、高湿度や腐食性環境下
では基材によっては容易に腐食され、実用性が低い。

さらに、任意機能を付与する目的で、適当な充填材をポ
リボロシロキサン樹脂に配合した時の、最適な調合条件
は全く不明である。

また、焼成温度に関しては、ポリボロシロキサン樹脂の
塗膜化に関する方法が、特開昭59−218844号公報に示さ
れている。この中で焼成条件に関しては600℃以上（例
えば、600℃にて５分）とあるが、使用環境に応じた条
件設定をすることが重要であり、焼成条件の選択を誤る
と、塗膜劣化が速まり、機器の寿命を短くする。使用環
境をあまり考慮することなく、広範囲の使用環境にわた
って良好な特性を有する焼成条件は全く不明である。

本発明は、かかる従来の問題を解消するもので、ポリボ
ロシロキサン樹脂の耐熱性を生かした耐熱性塗膜を得る
為に、充填材の配合量、溶剤配合量、焼成条件等を明確
にすることを目的としている。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するために、本発明の塗膜の製造方法
は、ポリボロシロキサン樹脂有機溶媒溶液100重量％
と、無機質40〜80重量部と、有機溶剤とから成る組成物
を、混合撹拌した後、前記組成物を任意基材上に塗布
し、酸化性雰囲気もしくは不活性雰囲気で450℃の温度
で焼成するものである。

作用本発明は上記の方法は以下の作用を有する。

（１）無機質粉末でポリボロシロキサン樹脂の高温時の
造膜性が向上し、約1000℃でもクラックの発生なしに造
膜することができる。

（２）有機溶媒は、ポリボロシロキサン樹脂を溶解膨潤
させ、無機質粉末が分散しやすい状態とする。又、有機
溶媒により組成物粘度を、撹拌に適当な負荷となる様な
調整も可能。

（３）焼成温度は、塗膜の構造を大きく変える。室温か
ら200℃位までは溶剤が蒸発する程度で塗膜は有機質で
連続性がある。200℃を超えて450℃位になると殆ど無機
質の膜となる。これは、ポリボロシロキサン樹脂の構造
に起因するもので、600℃を超すと完全に無機質とな
る。このように膜の構造が変わると、硬度、耐温性、耐
食性も変わる。よって、450℃で加熱すると広範囲の環
境に適した塗膜を得ることができる。

（４）組成物粘度は、塗装作業性に影響する。よって粘
度調整により作業性の向上が計られる。

実施例以下本発明の実施例について説明する。

ポリボロシロキサン樹脂として昭和電線電纜（株）のSM
P−32、溶剤としてトルエン、無機質粉末としてAl₂O₃と
ZrO₂とFe₂O₃・CuO・Mn₂O₃とを選定し、第１表の条件
で、組成物を撹拌調合した。

上記組成物を、SUS430基材上に塗布後200℃10分、450℃
10分の乾燥・焼成を行い、諸物性を確認した。その結果
を第２表にまとめた。第２表中各種テスト内容について
は注釈した。

注１）硬度は鉛筆ひっかき硬度。

注２）密着性はゴバン目テープ剥離テスト。

注３）耐湿性は高温、高湿で24Hr放置による。

注４）耐汚染性は、高温、高湿で各種調味料を滴下し24
Hr放置による。

注５）耐溶剤性は、布に各種溶剤を含浸させ塗膜の摩耗
を荷重をかけて行う。

第２表中、耐湿性、耐汚染性の△、×はそれぞれ少し異
常ありと、基材腐食による塗膜の剥離を示し、耐溶剤性
の△、×は摩耗による塗膜成分の布への付着の程度であ
る。当然、各項目につき（○）＞（△）＞（×）の順で
良好であることを示す。第１表、及び第２表から、焼成
条件一定の下での無機粉末の配合量、溶剤配合量の塗膜
物性に及ぼす影響がわかる。組成物２、３、４より無機
粉末配合量が多いと耐溶剤性が劣る（組成物４）のがわ
かる。これは、粉末の量が多すぎて、ポリボロシロキサ
ン樹脂が相対的に少なくなることにより、粉末が表面に
浮きでることによる。粉末量が極めて少ないと（例ば５
重量部以下）、造膜しないこともある。又、組成物１、
２から、溶剤が多すぎると耐湿性、耐汚染性に劣ること
がわかる。これは、焼成硬化の途中過程で溶剤の蒸発ス
ピードが、溶剤量に影響を受け、溶剤の多い方が、塗膜
がより多孔質化しやすいからと考えられる。

以上、第１表、第２表から、耐湿性、耐汚染性、硬度、
耐溶剤性に良好な塗膜を得るには、ポリボロシロキサン
樹脂（以下バインダ）100重量部に対し、無機粉末を５
〜100重量部、好ましくは40〜80重量部、溶剤を好まし
くは100〜120重量部の配合とすることが良い。

次に組成物１〜４中、最も塗膜性能が良好な２について
焼成温度を変えて、評価した。乾燥は200℃、10分で一
定としている。第３表にその結果をまとめた。

第３表より450℃、10分位が最適であることがわかる。4
00℃では、バインダの有機分（フェニル基）が残るため
に、溶剤との強い親和性を示し耐溶剤性に劣る。これに
対して、450℃では、バインダの有機分（フェニル基）
が、400℃焼成に比較して微量ではあるが、適量残るこ
とと、塗膜の適度なセラミック化（無機質化）により、
高い耐湿性・耐汚染性・耐溶剤性をバランスよく示すも
のと考えられる。500℃以上になると、有機分（フェニ
ル基）は殆どなくなり耐溶剤性は良いが、多孔質になる
為に基材が腐食を受けやすくなり、耐湿性、耐汚染性は
劣る。第１図は塗膜の赤外反射スペクトルにより焼成温
度と塗膜中の残存有機分との関係を示したものである。
ここまで、説明したように、耐湿性、耐汚染性のテスト
では塗膜が劣化するのではなく、基材（金属）が、腐食
を受けて塗膜が剥離したりするのである。基材がセラミ
ック質であれば何の問題もないことも確認した。ポリボ
ロシロキサン樹脂の構造を次式に示した。

前記SMP−32は、上式のポリボロシロキサン樹脂が、Ｎ
−メチル−２−ピロリドン（NMP）とキシレンの混合溶
媒に溶解されたもので、前記組成物１〜８の塗布後の乾
燥によりNMP、キシレンが殆ど蒸発し、その後の焼成過
程により、樹脂中のフェニル基が徐々に分解消失し、塗
膜のセラミック化が進行するのである。SMP−32は、600
℃以上では完全にセラミック化し、加熱による重量減少
はないが、それ以下の温度では、その温度や焼成時間に
応じて、フェニル基の残留程度が異なる。その残留程度
により、耐湿性、耐汚染性、耐溶剤性、硬度に差がで
る。よって、厳しい腐食性環境では、第３表の通りに焼
成を450℃位で行うのがよい。又、特に厳しい腐食性環
境でなければ、450℃以上で焼成してもかまわない。塗
膜の使用環境が、800℃位で普通に加熱、放冷、あるい
は冷却というもので、特に腐食性環境でなければ、塗膜
の劣化等は殆ど見られないことも確認した。

次に、組成物の粘度と不発揮分について説明する。撹拌
調合の操作により組成物温度が上昇し、溶剤分がいくか
ら揮発するために、撹拌後の組成物粘度と不揮発分は、
撹拌時間に比例して増加する。組成物の配合比によって
も大きく変化するが、代表的に組成物２の配合の場合、
粘度として50〜150CPS、不発揮分として50〜55％という
ところが好ましい。特に粘度は高すぎるとスプレー塗装
時の霧化が悪いとか、作業性が悪いなどの問題もあるの
で50〜150CPSが好ましい。

次に乾燥、焼成時の雰囲気について説明する。組成物を
構成する材料から、還元性雰囲気は、酸化物の不安定化
を引きおこすので好ましくない。よって、通常大気中
か、不活性雰囲気で行うとよい。

以上の様に、ポリボロシロキサン樹脂を使った組成物
を、適当な撹拌条件で混合し、基材上に塗膜を形成する
と、ポリボロシロキサン樹脂の耐熱性を生かした、新し
い耐熱性塗膜が得られ、種々の分野に応用できる。例え
ば、厳しい腐食性環境でなければ、700〜800℃での連続
使用が可能で、ヒートショックによる剥離もない。従来
は、前記SMP−32を電線に被覆して、耐熱電線として使
用していたが、これでは造膜性も悪く、耐湿性、耐汚染
性、硬度、密着性等いろいろな点で問題があったが、本
発明の塗膜の製造方法により上記問題点が解消できた。
第４表に、SMP−32と組成物２による塗膜の性能比較を
示す。焼成は200℃10分の乾燥の後、450℃10分とした。
基材は、0.5mm厚のSUS430板である。

発明の効果以上説明した様に、本発明の塗膜の製造方法によれば、
配合、撹拌、焼成を最適化することにより、（１）ポリボロシロキサン樹脂の耐熱性を十分に生かせ
るので、今までの塗膜にない高耐熱性をもち、かつ広範
囲の環境に適した塗膜が得られる。

（２）充填材料（無機質粉末）を任意に選定すれば、塗
膜への機能付加が可能で、応用分野が大きく広がる。

などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は塗膜の焼成温度と残存有機分（フェニル基）と
の関係を示す塗膜の赤外反射スペクトル図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者礒谷守大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開昭59−218844（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Si、Ｂ、Ｏ及びフェニル基で構成されるポ
リボロシロキサン樹脂を20〜60重量％含むポリボロシロ
キサン樹脂有機溶媒溶液100重量部と、Ｂ、Mg、A1、S
i、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ｙ、Zr、L
a、Ce、Prのうち少なくとも一種以上の酸化物または窒
化物40〜80重量部と、有機溶剤とから成る組成物を、基
材に塗布し、酸化性雰囲気もしくは不活性雰囲気で乾燥
の後、450℃の温度で焼成し塗膜を得る塗膜の製造方
法。