JPS5949314B2 - 表面上への炭素質堆積を防止する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はオープン等の調理器の庫内壁、あるいは気化式
灯油燃焼バーナの油気化面など、調理器残渣あるいは、
灯油の重合生成物であるタールなどの炭素質堆積が懸念
される表面において、その炭素質堆積を抑制し、更には
分解して除去することを目的とした表面上への炭素質堆
積を防止するための方法に関する提案である。

料理用装置の庫内に適用して、食品等の汚れを触媒的に
浄化することを目的とした被覆表面に関する提案は、デ
ュポン社のスタイルズによつてなされ、以降同様の考え
方のもとに、酸化触媒を水ガラス系の結合剤ではなくガ
ラスフリット中へ分散させる方法などが相次いで提案さ
れ実用化されている。

これらの一連の提案の要旨は、油、脂肪酸、たん白質な
どの有機化合物を触媒的に酸化して浄化することであり
、有機化合物の完全酸化即ち燃焼を触媒を用いて２００
〜３００℃程度の低温で行なおうという考え方に基づく
ものである。本発明者らは、調理汚染物による表面の汚
染を防止するためには、従来から一般的に言われるとこ
ろの「酸化触媒」は真に有効かという点に疑問を感じ、
調理汚染物として、特に悪質な汚染をもたらす脂肪酸に
ついて、脂肪酸の炭素化の防止の観点から、触媒による
脂肪酸のガス化分解を追究した。その結果、アルカリ金
属、アルカリ土類金属などの酸化物や、ケイ酸カルシウ
ム、アルミン酸カルシウムその他の化合物群、あるいは
Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｇなどの酸化物が優
れた触媒能力を持つていることを見出し既に提案した。

この中で、従来から一般的に言われている「酸化触媒」
の中、二酸化マンガン、酸化銅などは、脂肪酸のガス化
分解能力に関しては、ほとんどｏで、むしろ分解を阻止
していることなども見出した。本発明は、従来の「酸化
触媒」を用いたり、あるいは「ガス化分解触媒」を用い
たりする方法とは観点が全く異なり、別の浄化機構に基
づくものである。タールの堆積が問題となるのは、多く
の場合、炭化水素化合物がそこで相当量気化する物体の
表面であることが多い。

従来のセルフクリーニング被覆においては、「酸化触媒
」などを用いたりしてこれを積極的に酸化させたりする
訳であるが、本発明はその種の反応には頼らないもので
ある。物体表面からの蒸発、気化の促進が本発明の浄化
機構の全てである。従つて、表面被覆の構成は極めて単
純である。但し、肝要な点は、積極的な酸化作用を極力
押さえる点にある。この様な点が従来のセルフクリーニ
ング被覆などと基本的に異なる所である。本発明の方法
を具体的に行なう表面被覆の例としては、無機酸化物粒
子から成る層を直接表面上に形成するプラズマ熔射法、
あるいは適当なバインダー中に無機酸化物粒子を分散さ
せて、これを表面上にコーテイングする、ホーローある
いは無機塗装などの方法が挙げられる。

これらの中で、実用面での生産性に優れ、しかも比較的
容易に強固な被覆層を得る方法は、無機バインダーを用
いる塗装法が有力な方法として挙げられる。

本発明の実施に好適なバインダーは、金属リン酸塩、ま
たはアルカリ金属ケイ酸塩がある。

いずれのバインダーの場合にも、有効な組成の構成によ
り、２００〜３００℃で焼付け硬化を行なうことにより
、極めて強固で安定した金属板上の表面処理が得られる
。通常市販されている、これらのバインダーを用いる塗
料で、５００〜６００℃の耐熱性と、ホーロー被覆とそ
ん色のない表面物性を示す。本発明に用いる無機酸化物
として必要な性質は、有機物に対１−て積極的な酸化作
用を持たないことが第１の条件である。

金属酸化物のあるものは、酸化触媒として酸化反応を活
性化させる。代表的な酸化触媒として、ＭｎＯ２．Ｃｕ
Ｏ，Ｐｔ，Ｐｄ等が知られているが、この様な化合物は
望ましくない。その理由は灯油の気化面あるいは調理器
庫内表面などで、有機化合物が重炭素質化していく最大
の原因は、空気による酸化、脱水素作用にある。したが
つて、酸化作用のある物質をそこに用いると、この作用
が増幅されて、タール化が逆に促進されてしまうからで
ある。第２の条件は、ある程度の耐熱性を有することで
ある。

この被覆層を適用する表面の条件からして、温度が加わ
る表面であるため、それ自体が分解したりまたはジッタ
リンクを起こしたりしては、望ましくない。以上の条件
に合致した具体的な化合物としてはＭ２Ｏ３，ＳｌＯ２
，ＴｉＯ２，ＺｎＯ２，ＢｅＯあるいはこれらの複合物
などが挙げられる。

更に、高温下での適用を考えた場合の望ましい無機酸化
物としては、固体酸としての酸度の大きな化合物は望ま
しくない。

固体酸としての能力を発揮する場合には、有機物がラジ
カル重合を起こし、重炭素質化する懸念を有するからで
ある。以下に本発明の実施例を中心とした効果を示す。
テストピースとして１０−のアルミニウム処理鋼板を用
い、これに表面処理をして、その表面に１μｔの大豆油
よりなるサラダ油を１００滴点在させて、２５０℃の炉
中に投じ、３０分間の加熱による重量変化から、その浄
化能力の優劣を評価した。一１｝、塗料基材として、住
友化学工業の「スミセラム」を用いて、約１００μの膜
厚で塗装した。

「スミセラム」は、リン酸アルミニウムをパインダ一と
して用いた無機塗料である。先ず、プランクの場合、即
ちアルミニウム処理鋼板のみの場合には重量変化率は６
０重量％であつた。次に「スミセラム」のみ塗装した場
合の重量変イ陣＆ζ５５重量％となり若干減少した。こ
れは塗膜がある程度は凸凹な表面であるため、油の拡散
が悪く、蒸発面積が小さくなつたためかと思われる。次
に、アルミナα−Ａｔ２Ｏ３、およびシリカＳｉＯ２）
を添加して、その添加量を５重量％一定としてその無機
酸化物の粒度を変えて、同様の試験をした。試験結果を
次表に示す。表から明らかなように、５〜１０μの粒度
の無機化合物が極めて良好である。従来から塗料の添加
物としては、５μ以下の粒度で用いるのが分散性，その
他で通常であるが、その点では、本発明はやや粒子径の
大きなものを用いる訳である。

粒子径が更に大きくなると、塗膜の密着性が明らかに低
下する。テープの引きはがし試験を行なうと、大きな粒
子径の粒子周辺ははがれてしまう。粒径５〜１０μの粒
子の添加が良好な理由は、この粒子径の場合、油の表面
上への拡がりが速やかに行なわれ、油の蒸発が有効に進
行するためであると思われる。油の高温下での界面化学
的な性質と、この範囲の粒子径とが、丁度一致するので
はないかと思われる。

添加する無機酸化物としてアルミナをシリカに代えても
、有効性の差が余りないことから、効果は、上記の様な
物理的な要素に基づくものと考えられる。

次に、粒径５〜１０μのアルミナについて、その無機塗
料基材への添加量を変化させて、効果を評価した。

試験結果を図に示す。塗膜物性との関連において、添加
量の上限は４０重量％であつた。また添加効果は、約２
重量％の添加量≦ら顕著に現われ、約５〜１０重量％の
レベルで飽和する傾向となる。この様な粒径の粒子を含
む状態においては被覆層表面は多孔質となり、滴下した
油の２００１）位は残留しているのであるが、表面の光
の反射状態などから、油のシミ跡は全く目立たない状態
であり、とくにそれが顔料を用いて黒色化されていれば
、試験前後の状態差がほとんど分らない。

この本発明の方法は、油の滞留によりこれがタール化す
るという問題を含んでいる灯油燃焼バーナなどの気化面
に適用しても、全く同じ様な効果が期待される。

このように本発明は方法が単純で、炭素質の堆積が問題
となる各種表面に極めて簡単に適用できて、しかも有効
な炭素質の堆積防止効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

図は無機塗料基材へ添加した粒径５〜１０μのアルミナ
の添加量と、被覆層表面上に付着させた油の蒸発，気化
による重量減少率との関係を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炭素質堆積を防止したい表面上に、シリカもしくは
   アルミナの群から選定した１種以上で粒径が５〜１０μ
   ｍのものを２〜４０ｗｔ％含有する金属リン酸塩あるい
   は、アルカリ金属ケイ酸塩から成る被覆層を形成して成
   る表面上への炭素質堆積を防止する方法。