JP2953152B2 - 耐熱防汚性塗料及び耐熱防汚性塗膜 - Google Patents
耐熱防汚性塗料及び耐熱防汚性塗膜Info
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Description
布し、焼付けることにより、撥水性等の特性が良好な
上、高硬度で耐熱性及び基材との密着性に優れた耐熱防
汚性塗膜を与え、このため加熱調理器具等の加工に有用
な耐熱防汚性塗料及びこの塗料による耐熱防汚性塗膜に
関する。
肉、魚等を料理する加熱調理器具(フライパン、ホット
プレート等)には油汚れを防止する目的でフッ素樹脂加
工が施されている。しかしながら、フッ素樹脂塗膜は撥
水性、撥油性が良好で防汚性にも優れる反面、耐熱性的
には250℃程度が限界である上、塗膜硬度に欠けるた
め、長期間の使用で塗膜がキズつき剥離してしまうとい
う欠点があった。
有し、かつ耐熱性及び塗膜硬度の面でも満足できる耐熱
防汚性塗膜を与える耐熱防汚性塗料の開発が望まれてい
た。
事情に鑑み鋭意検討を重ねた結果、ポリカルボシラン樹
脂及びポリシラザン樹脂から選ばれる樹脂と、シラザン
化合物と、無機フィラーと、フッ素樹脂とを有機溶剤に
分散・配合したフッ素樹脂系塗料が、金属等の基材の表
面に塗布し、焼付けると撥水性、更に撥油性及び防汚性
が良好であると共に、塗膜硬度が硬く、かつ耐熱性に優
れ、高温で長時間加熱してもクラックや剥離が生じる難
く、しかも基材との密着性に優れた耐熱防汚性塗膜を与
えること、それ故、耐熱防汚性塗料として加熱器具等の
フッ素樹脂加工に有効に使用できることを知見し、本発
明をなすに至ったものである。
明の耐熱防汚性塗料は、ポリカルボシラン樹脂及びポリ
シラザン樹脂から選ばれる樹脂と、シラザン化合物、無
機フィラー及びフッ素樹脂を有機溶媒に分散・配合して
なるものである。
特公昭57−26527号公報に記載のもの、例えばジ
メチルジクロロシランと金属ナトリウムを反応させてポ
リシランを得た後、このポリシランを熱分解重合する等
の方法で合成することができるものが好適に使用され
る。
が特開昭62−290730号公報、特開昭63−11
7037号公報、特開昭63−193900号公報、特
開昭63−210133号公報、特開平1−15373
0号公報、特開平3−50238号公報、特開平3−8
1330号公報、特開平3−190932号公報、特開
平3−190933号公報等に提案したポリシラザン樹
脂が好ましく用いられる。
塗膜のクラック、剥離等に影響を及ぼすので、ポリカル
ボシラン樹脂はその数平均分子量が500〜5000、
特に600〜2000、より好ましくは650〜120
0となるような重合度のものが好ましい。また、ポリシ
ラザン樹脂の数平均分子量は、400〜3000、好ま
しくは500〜2000、より好ましくは550〜12
00程度のものが好ましい。数平均分子量が上記値に満
たないと、塗料として使用する場合、基材との密着性が
悪くなったり、塗膜硬度が低くなったりする場合があ
り、逆に上記値を超えると塗膜にクラックが生じ、その
後の焼付け段階で塗膜が剥離するという問題が生じる場
合がある。
リカルボシラン樹脂及びポリシラザン樹脂の1種を単独
で用いても2種を混合して使用してもよく、またその配
合量は全結合成分(有機溶剤を除いた成分)に対して1
0〜50%(重量%、以下同様)、特に15〜35%が
好ましい。配合量が10%に満たないと十分な密着性、
耐熱性、塗膜硬度が得られない場合があり、50%を超
えると焼付け後の塗膜にクラックを生じる場合がある。
は、例えばテトラメチルジシラザン、ヘキサメチルシク
ロトリシラザン,オクタメチルシクロテトラシラザン等
が好適に使用され、これらのうちの1種を単独で又は2
種以上を併用して用いることができる。シラザン化合物
の配合量は全結合成分に対して5〜20%、特に8〜1
5%とすることが好ましく、5%未満では塗膜の密着性
が低下する場合があり、20%を超えると塗膜の硬度が
低下する場合がある。
は、例えばAl2O3,SiO2,TiO2,Fe2O3,M
gO,MnO,Co2O3,NiO,ZrO2,ZnO,
CuO,Si3N4,SiC,BN,ガラスフレーク等が
例示され、これらは1種を単独で又は2種以上を混合し
て用いることができる。これら無機フィラーの平均粒径
は特に限定されないが、0.1〜30μ、特に1〜5μ
程度のものを用いることが好ましい。
(有機溶剤は除く)に対して、5〜50%、特に10〜
30%が好適であり、5%に満たないと塗膜硬度が十分
でなくなる場合があり、50%を超えると塗膜の撥水
性、撥油性の性能に欠ける場合があるので上記範囲とす
るのがよい。
素樹脂を用いる。この場合、フッ素樹脂としてはテトラ
フロロエチレン樹脂、パーフロロアルコキシ樹脂、フッ
化エチレンプロピレン樹脂、フッ化エチレンプロピレン
エーテル樹脂等が挙げられ、これらは単独で又は2種以
上を混合して用いることが可能である。
(有機溶剤は除く)に対して5〜70%、特に30〜5
5%が好ましく、5%未満では十分な撥水性、撥油性が
得られない場合があり、70%を超えると塗膜の硬度が
低下する場合がある。
有してなるが、これら結合成分以外の添加物として一般
の塗料に使用される無機顔料等の任意成分を本発明の効
果を妨げない範囲で配合することもできる。
としては、例えばトルエン、キシレン、N−メチル−2
−ピロリドン等が挙げられる。有機溶剤の使用量は別に
限定されないが、全結合剤成分に対して10〜400%
が通常である。
は、公知の方法例えば塩化メチレン、トリクロルエチレ
ン等の溶剤で脱脂処理した金属基材等の基材表面にスプ
レーコート,フローコート,ロールコート,刷毛等の方
法で塗布した後、焼付けを行うことにより、耐熱防汚性
塗膜を形成することが可能である。
ばアルミニウム、スチール等が使用できる。
布する際は、塗膜の厚さが10〜100μm、特に20
〜50μmの範囲となるように塗布量を調整することが
好ましい。
度で15〜60分程度行うのが望ましく、温度が200
℃より低いと塗膜の強度が低く、硬度が十分でなくなる
場合かある。なお、焼付けの条件としては、特に350
〜400℃程度の温度で15分〜60分の条件で実施す
るのが好ましい。400℃以上では塗料中のフッ素樹脂
の分解が起こるため撥水性、撥油性能が低下するので避
けることが好ましい。また、必要により不活性ガス雰囲
気や他の雰囲気で焼付けを行うこともできる。
材の表面に塗布し、焼付けることにより、撥水性、更に
は撥油性及び防汚性が良好な上、高硬度で400℃程度
の温度にも耐えて耐熱性に優れ、かつ基材との密着性の
良い耐熱防汚性塗膜を与える。従って、本発明は塗料は
加熱調理器具等のフッ素樹脂加工に有効である。
明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限
されるものではない。
無水キシレン2.5リットルと金属ナトリウム400g
を入れ、窒素気流下でキシレンの沸点まで加熱して金属
ナトリウムを溶解、分散させた後、ジメチルジクロロシ
ラン1リットルを1時間かけて滴下した。滴下終了後、
加熱還流して反応を完結させた。次に、生成した沈殿物
を濾過した後、メタノールにて洗浄し、更に水洗、乾燥
して白色粉末のポリシラン400gを得た。次いで、得
られたポリシラン400gをガス導入管、撹拌器、冷却
器及び留出管を装備したオートクレーブに仕込み、5k
g/cm2Gの加圧下、450℃にて加熱重合してポリ
カルボシランAを得た。このものは、数平均分子量(ベ
ンゼンモル凝固点降下法)1250であった。
シランをオートクレーブに仕込み、5kg/cm2Gの
加圧下で430℃にて加熱重合して数平均分子量900
のポリカルボシランBを得た。
管、水冷コンデンサーを装備し乾燥した1リットルの4
つ口フラスコにヘキサン850mlを仕込んだ後、メチ
ルジクロロシラン40.3g、メチルトリクロロシラン
7.5g、ジメチルジクロロシラン12.9gを加え
た。更に、過剰の気体状アンモニアを12リットル/H
rの速度で4時間この溶液に加えた。次いで、反応混合
物を50℃まで温めた後、室温に戻した。副生した塩化
アンモニウムを濾過により除去し、ヘキサンを減圧下で
留去して液体状のシラザンオリゴマー27.3gを得
た。
度計、滴下ロート、冷却器を装備した。これに水素化カ
リウム0.2g及びテトラヒドロフラン125mlを注
入し、室温下にて滴下ロートよりテトラヒドロフラン7
5mlに溶解した液状のシラザンオリゴマー27.3g
を加えた。この滴下の間に多量のガスの発生が認められ
た。更に温度を上げ60℃にて2時間反応させて反応を
完結させた。次いで、反応液を冷却した後、ヨウ化メチ
ルを2.5g加えるとKIの白色沈殿が生成した。大部
分のテトラヒドロフランを除去し、残留する白色スラリ
ーにヘキサン80mlを加えた。この混合物を濾過し、
濾液から減圧下(1mmHg)、70℃にてヘキサンを
除去すると、固体状のポリシラザンC25.3gが得ら
れた。このものは、数平均分子量1200であった。
管、コンデンサーを装備し、乾燥した2リットルの4つ
口フラスコにトルエン1.5リットルを仕込み、更にメ
チルトリクロロシラン1479.5g(1mol)及び
トリメチルクロロシラン261g(2.4mol)を仕
込んだ。次いで、室温下でアンモニアガスを90リット
ル/分の速度で3時間この溶液に加えた(アンモニア全
添加量12モル)。更に、撹拌しながら1時間室温下で
熟成して反応を完結させた。副生した塩化アンモニウム
を濾過により除去し、塩化アンモニウムを更に2リット
ルのトルエンで洗浄し、得られた濾液から120℃,3
0torr下でトルエンを除去してシラザンオリゴマー
89gを得た。このものは数平均分子量436であっ
た。
を温度計、撹拌機、コンデンサーを装備した300ml
フラスコに仕込んだ後、N2ガス雰囲気下にて反応器内
を置換し、温度をゆっくりと上げた。270℃になった
ところで低分子量物が留出した。更に、温度を300℃
まで上げ、この温度で2時間保持した後、フラスコを冷
却すると薄黄色の固体55g(ポリシラザンD)が得ら
れた。このものの数平均分子量は1070であった。
リカルボシラン、ポリシラザンを使用し、表1に示した
ような配合で塗料を調製した。これらの塗料を予め脱脂
処理したアルミニウム基材(50mm×50mm×1m
m)にバーコータにて厚さが50μになるように塗布
し、室温にて乾燥させた後、表1に示した温度で焼き付
けた。このようにして得られた被膜に対して下記の性能
試験を実施した。結果を表1に併記する。 塗膜硬度:JIS−K−5400に準じ、鉛筆ひっかき
試験法により塗膜に傷がつく鉛筆硬度で評価した。 密着性: JIS−K−5400に準じ、試験片の表面
に1mm間隔のゴバン目(ます目)を刻み、その上に粘
着テープを接着した後、引き剥し、塗膜の残っているゴ
バン目の数で評価した。 耐熱性: 焼き付けた塗膜の空気中400℃の温度で2
週間加熱して、塗膜のクラック,剥離の有無を観察し
た。 撥水性 :接触角を測定して評価した。(協和界面科学
社製接触角計)
はポリシラザン樹脂、シラザン化合物、無機フィラー、
フッ素樹脂を有機溶剤に分散した塗料(実施例1〜6)
は、これら成分のうちシラザン化合物やフッ素樹脂を欠
く塗料(比較例1,2)に比べ、高硬度で撥水性、金属
との密着性、耐熱性に優れた被膜を与えることが確認さ
れた。
Claims (2)
- 【請求項1】 ポリカルボシラン樹脂及びポリシラザン
樹脂から選ばれる樹脂と、シラザン化合物と、無機フィ
ラーと、フッ素樹脂とを有機溶剤に分散・配合してなる
ことを特徴とする耐熱防汚性塗料。 - 【請求項2】 請求項1記載の耐熱防汚性塗料を基材表
面に塗布し、焼付けることにより得られる耐熱防汚性塗
膜。
Priority Applications (1)
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JP31354191A JP2953152B2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 耐熱防汚性塗料及び耐熱防汚性塗膜 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP31354191A JP2953152B2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 耐熱防汚性塗料及び耐熱防汚性塗膜 |
Publications (2)
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JPH05156176A JPH05156176A (ja) | 1993-06-22 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31354191A Expired - Fee Related JP2953152B2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 耐熱防汚性塗料及び耐熱防汚性塗膜 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4767317B2 (ja) * | 2006-06-08 | 2011-09-07 | アートブリード株式会社 | コーティング液およびコーティング方法 |
JP5267460B2 (ja) * | 2007-07-06 | 2013-08-21 | 富士通株式会社 | 絶縁膜材料、多層配線基板及びその製造方法、並びに、半導体装置及びその製造方法 |
WO2009008041A1 (ja) | 2007-07-06 | 2009-01-15 | Fujitsu Limited | 絶縁膜材料、多層配線基板及びその製造方法、並びに、半導体装置及びその製造方法 |
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-
1991
- 1991-11-01 JP JP31354191A patent/JP2953152B2/ja not_active Expired - Fee Related
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