JP2657649B2

JP2657649B2 - 赤外線吸収体

Info

Publication number: JP2657649B2
Application number: JP25256287A
Authority: JP
Inventors: 秀樹増田; 孝男山本
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1997-09-24
Anticipated expiration: 2012-09-24
Also published as: JPH0196280A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は赤外線吸収体に関し、さらに詳しくは、耐熱
性にすぐれ且つ表面が任意の色調を有する、極めて意匠
性のすぐれた赤外線吸収体に関するものである。

従来の赤外線吸収体は、赤外線吸収能を有する特定の
焼成セラミックス系顔料を用いた被覆層から形成されて
いるため被膜の色調が黒または濃彩色に限定され、意匠
性に乏しいものであった。

そこで、本発明者は、上記の欠点のない赤外線吸収体
を開発することを目的として、鋭意研究を重ねた結果、
特定のシリケート系ポリマーをバインダー成分とし、こ
れに特定の体質顔料及び赤外線吸収能を有する特定の焼
成セラミックス系顔料を配合した被覆組成物から形成さ
れた第１の被覆層のうえに、前記の特定のシリケート系
ポリマーをバインダー成分とし、これに前記の体質顔料
及び任意の色調を与える無機系顔料を配合した被覆組成
物による第２の被覆層を形成することにより、上記目的
の達成が可能なことを見出し、本発明を完成するに至っ
たものである。

かくして、本発明に従えば、（Ｉ）下記一般式〔Ａ〕で示される有機珪素化合物及び
（又は）縮合度２〜10のその低縮合物と、下記一般式〔Ｂ〕で示される有機珪素化合物および
（又は）縮合度２〜10のその低縮合物からなる混合物を酸触媒の存在下で加水分解した後、ア
ルカリ物質を用いてそのpHを７以上として縮合せしめて
なる分子末端にシラノール基を有しない縮合度20以上の
有機珪素高縮合物100重量部、（II）マイカ、タルク、炭酸カルシウム、クレー、バラ
イト、ベントナイトから選ばれた少なくとも１種の体質
顔料30〜300重量部及び（III）焼成セラミックス顔料30〜300重量部からなる被
覆組成物から形成される第１の被覆層のうえに、（IV）前記（Ｉ）有機珪素高縮合物 100重量部、（Ｖ）前記（II）体質顔料 30〜300重量部及び（VI）無機系着色顔料 10〜200重量部からなる被覆組成物による第２の被覆層を形成してなる
赤外線吸収体が提供される。

本発明によって得られる赤外線吸収体は、ステンレ
ス、鋼、鉄、銅、アルミニウムなどの金属基材上に形成
された第１の被覆層のうえに、第２の被覆層を重ね塗り
して得られるもので、すぐれた赤外線球種能をもつとと
もに、耐熱性、耐薬品性にすぐれ、また任意の色調の外
観が得られるため、すぐれた意匠感を与えることが可能
である。

本発明において第１の被覆層を形成する被覆組成物の
バインダー成分として用いられる分子末端にシラノール
基を有しない縮合度20以上の有機珪素高縮合物（Ｉ）は
下記一般式〔Ａ〕で表される有機珪素化合物および（又
は）縮合度２〜10以上のその低縮合物と、下記一般式〔Ｂ〕で示される有機珪素化合物および（又
は）縮合度２〜10以上のその低縮合物からなる混合物を酸触媒の存在下で加水分解した後、ア
ルカリ物質を用いてそのpHを７以上として縮合して得ら
れる。

上記一般式〔Ａ〕で表わされる有機珪素化合物に於け
るＲは同一又は相異なる炭素数１〜８の炭化水素基であ
り、この際の炭化水素基としてはメチル、エチル、プロ
ピル、ヘキシルなどのアルキル基、フェニル、トリル、
キシリルなどのアリール基、シクロヘキシル、シクロブ
チル、シクロペンチルなどのシクロアルキル基等であ
る。具体的な化合部としては、たとえばテトラメトキシ
シラン、テトラエトキシシラン、テトラプロピオキシシ
ラン、テトラブトキシシラン、テトラフェノキシシラン
等を例示出来る。またその低縮合物とは縮合度10以下の
オリゴマーを意味する。

また、上記一般式〔Ｂ〕で表わされる有機珪素化合物
におけるＲは上記一般式〔Ａ〕の場合と同様である。一
方Ｒ′は炭素−ケイ素結合によりケイ素に結合する炭素
数１〜12の炭化水素基であり、炭化水素基としては、メ
チル、エチル、プロピル、ヘキシル、オクチルなどのア
ルキル基、フェニル、トリル、キシリル、ナフチルなど
のアリール基、シクロヘキシル、シクロブチル、シクロ
ペンチルなどのシクロアルキル基などである。

具体的な化合物としては、メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシ
シラン、フェニルトリエトキシシランなどを挙げること
ができる。

上記一般式〔Ａ〕および〔Ｂ〕で表わされる有機珪素
化合物及び（又は）その低縮合物の混合物を縮合せしめ
るに際しては、まず該化合物及び（又は）低縮合物の混
合物を水溶性溶媒たとえばアルコール系溶媒、セロソル
ブ系溶媒、セロソルブアセテート系溶媒、グライム系溶
媒などに添加し、塩素、硫酸、リン酸等の鉱酸あるいは
ギ酸、酢酸等の有機酸の存在下に、好ましくはpH6以下
で、Siに結合しているRO基１モルに対し0.2〜2molの割
合で水を加え、20〜100℃程度で30分〜10時間程度攪拌
下に反応せしめ、加水分解と縮合反応を行なう。

次いで水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩
基類、水溶性溶剤に可溶で且つ塩基性を示すホウ酸、モ
リブデン酸などの弱酸のアルカリ金属又はアルカリ土類
金属塩類（例えばホウ酸ナトリウム、モリブデン酸ナト
リウムなど）、モノエチルアミン、ジエチルアミン、ト
リエチルアミン等の脂肪族アミン類、アンモニアなどの
アルカリ性物質を添加して系のpHを７以上、好ましくは
7.5〜8.5にして縮合反応を0.5〜10時間進行せしめる。
反応終了後蒸留、共沸等により残存する水を除去するこ
とによって容易に目的の有機珪素高縮合物を得ることが
できる。

前記一般式〔Ａ〕および〔Ｂ〕で表される有機珪素化
合物を用いて高縮合物を得るに際し、両成分の配合割合
は、重量を基準にして下記の割合で配合するのが適当で
ある。

一般式〔Ａ〕化合物:5〜95重量％好ましくは20〜80重量％一般式〔Ｂ〕化合物:5〜95重量％好ましくは20〜80重量％上記配合において、〔Ａ〕化合物の量が５重量％未満
の場合、すなわち〔Ｂ〕化合物が95重量％を超える場合
には、この縮合物を用いて形成される被膜の硬化性が劣
る。また、〔Ｂ〕化合物の重量が５重量％未満の場合、
すなわち〔Ａ〕化合物の量が95重量％を超える場合に
は、この縮合物を用いて厚塗り塗装すると被膜が剥離を
起こしやすくなる傾向がある。

かくして得られる高縮合物は三次元縮合物であって少
なくとも縮合度は20以上で分子量約3,000以上のもので
あり、前記被覆組成物のバインダーとして充分な性能を
有し、たとえばそのままクリヤー塗装しても50〜100μ
程度の膜厚の被膜を形成出来る。

前記した有機珪素高縮合物は、分子末端に縮合反応し
やすいシラノール基を有していないので貯蔵安定性が非
常にすぐれており、また該高縮合物はテトラアルコキシ
シランとトリアルコキシシランとの併用によって形成さ
れているので配合割合を変えることによって架橋密度を
適当に調整することができ、その結果硬化性と厚塗り性
のバランスのすぐれた、すなわち硬化時に剥離のないす
ぐれた無機質被膜をクリヤー塗装でも50〜100μの高厚
膜で形成することができる。さらに硬化被膜は主骨格が
−Si−Ｏ−Si−縮合であるので耐熱性、耐食性、耐薬品
性、耐候性などの性能にすぐれたものである。

前記した有機珪素高縮合物は有機溶剤に可溶で通常、
固形分含量10〜30重量％、好ましくは15〜20重量％の範
囲で製造される。

本発明において使用される体質顔料（II）は、通常塗
料に使用されるマイカ、タルク、炭素カルシウム、クレ
ー、バライト、ベントナイトから選ばれる少なくとも１
種であり、これらは、前記有機珪素高縮合物と併用する
ことにより被膜形成時の膨張、収縮を吸収すると同時に
焼付乾燥時のウキ、フクレなどの発生を防止する作用効
果を及ぼす。

前記体質顔料の使用量は成分（Ｉ）100重量部に対し3
0〜300重量部、好ましくは50〜200重量部であり、30重
量部未満では、被膜の膨張、収縮による被膜のワレが生
じ、また、300重量部を超えると前記被覆組成物が増
粘、沈殿を生じやすくなり、且つ貯蔵安定性が悪くな
る。

また、本発明において使用される焼成セラミックス系
顔料は、赤外線吸収能を具備していることが必須であ
る。ここでいう赤外線吸収能とは、第１の被覆層に関し
て、波長2.5μｍから25μｍの範囲における分光反射率
が10％以下であるような性能を指す。

赤外線吸収能を備えた焼成セラミックス系顔料の例と
しては粘土−珪石−酸化鉄系セラミックス或いは遷移元
素酸化系セラミックスなどがあげられる。

粘土−珪石−酸化鉄系セラミックスは、たとえば、粘
土35重量％、仮焼粘土20重量％、シリカ25重量％および
酸化鉄20重量％を1150℃で焼結して得ることができる。

また、遷移元素酸化物系セラミックスは、たとえば、
Fe₂O₃85重量％、MnO₂10重量％、CuO5重量％の配合物やF
e₂O₃25重量％、MnO₂55重量％、CoO10重量％、CuO10重量
％の配合物またはMnO₂85重量％、CoO5重量％、CuO10重
量％の配合物を1200℃で焼結して得ることができる。

該焼成セラミックス顔料の使用量は、成分（Ｉ）100
重量部に対して、30〜300重量部、好ましくは50〜200重
量部である、該使用量が30重量部未満では、赤外線吸収
能が劣り、また300重量部を超えると組成物の増粘、沈
殿などが生じやすく貯蔵安定性が悪くなる。

次に第２の被覆層を形成する被覆組成物の成分である
無機系着色顔料は、被膜を任意の色調に着色する目的で
用いるものであるが、アルミ粉、ステンレス粉、銅粉、
黄銅粉などの金属粉末以外のいわゆる通常の無機系着色
顔料が適用できる。具体的には、酸化チタン、ベンカ
ラ、オーカー、カーボンブラックなどが単独或いは所定
の色調が得られるよう組合せて用いられる。

該無機系着色顔料の使用量は、成分（Ｉ）100重量部
に対して10〜200重量部、好ましくは20〜150重量部であ
る。該使用量が10重量部未満では、第１の被膜層を隠ぺ
いできないため、所定の色調が得られず、200重量部を
超えると組成物の沈殿が生じ易く、貯蔵安定性が悪くな
る。

また、本発明の赤外線吸収体を構成する第１の被覆層
の膜厚は10μから300μ、好ましくは30μから100μの範
囲である。膜厚10μ未満では赤外線吸収能が劣り、また
300μを超えると熱衝撃による歪のため、被膜にワレ、
ハガレなどの欠陥を生じる。

本発明の赤外線吸収体を構成する第２の被覆層の膜厚
は、10μから200μ、好ましくは20μから100μの範囲で
ある。膜厚10μ未満では、第１の被覆層の色調を隠ぺい
できず、また200μを超えると赤外線吸収能が低下す
る。

本発明の第１の被覆層を形成する被覆組成物は、前記
成分（Ｉ）〜（III）を、また第２の被覆層を形成する
被覆組成物は前記成分（IV）〜（VI）を必須成分とする
ものであるが、さらに必要に応じて顔料分散材、顔料沈
降防止剤なども添加することができる。

以下本発明を製造例及び実施例によってさらに詳細に
説明する。

製造例及び実施例中「部」および「％」は特に断らな
いかぎり「重量部」および「重量％」を示す。

製造例１反応容器に、テトラエトキシシラン62g、メチルトリ
エトキシシラン125g及びエチルアルコール187gを加え、
内容物を攪拌しながら加熱して80℃になったのち0.2N−
塩酸30gを添加し80℃で10時間反応させた。ついで、こ
の反応成物にトリエチルアミン30gを添加してpHを７以
上に上げて80℃で２時間縮合反応を行ない、その後ベン
ゼンを添加し不揮発分が36％になるまで脱溶剤を行なっ
た。

かくして、得られた反応生成物（ワニス）は透明で、
粘度5.0センチポイズであった。

製造例２ペントシェーカーに上記ワニス100部、マイカ72部、
焼成セラミック系顔料（MnO₂85％、CoO5％、CuO10％を1
200℃で焼成したもの）65部、顔料分散剤（ディスパロ
ン6900−10X）２部およびキシレン15部を加え、30分間
分散を行ない、被覆組成物Ａを得た。

製造例３ペントシェーカーに上記ワニス100部、マイカ72部、
炭化珪素セラミックス顔料52部、着色黒顔料（ダイピロ
キサイドカラーブラック♯9510）15部、顔料分散剤（デ
ィスパロン6900−10X）２部及びキシレン15部を加え30
分間分散を行ない、被覆組成物Ｂを得た。

製造例４ペイントシェーカーに上記ワニス100部、マイカ72
部、着色黒顔料（ダイピロキサイドカラーブラック♯95
10）65部、顔料分散剤（ディスパロン6900−10X）２部
およびキシレン15部を加え、30分間分散を行ない、被覆
組成物Ｃを得た。

製造例５ペイントシェーカーに上記ワニス100部、マイカ72
部、焼成セラミックス系顔料（ダイピロキサイドカラー
グリーン♯9310）65部、顔料分散剤（ディスパロン6900
−10X）２部及びキシレン15部を加え、30分間分散を行
ない、被覆組成物Ｄを得た。

製造例６ペイントシェーカーに上記ワニス100部、マイカ40
部、チタン白20部、顔料沈降防止剤（エロジル♯380）
0.5部およびキシレン15部を加えて30分間分散を行な
い、被覆組成物Ｅを得た。

製造例７ペイントシェーカーに上記ワニス100部、マイカ40
部、ベンガラ20部、顔料沈降防止剤（エロジル♯380）
0.5部およびキシレン15部を加え、30分間分散を行な
い、被覆組成物Ｆを得た。

実施例１〜５被覆組成物A,B,Dをキシレンで、No.4フォードカップ2
0〜22秒になるまで希釈して、金属基材（研摩処理した
ステンレス鋼板）に、乾燥膜厚が30〜50μになるように
スプレー塗りし、180℃で30分間加熱乾燥し第１の被膜
層A,B,Dを得た。

このようにして得られた被膜層A,B,Dのうえに、被覆
組成物ＥおよびＦを、被覆組成物A,B,Dと全く同一の方
法で塗装し加熱乾燥させ、第２の被膜層E,Fを形成させ
た。

このようにして得られた赤外線吸収体の性能を表１お
よび第１図〜第５図に示す。

比較例１〜７被覆組成物A,B,C,D,E,Fをキシレンで、No.4フォード
カップ20〜22秒になるまで希釈して、金属基材（研摩処
理したステンレス鋼板）に、乾燥膜厚が30〜50μになる
ようにスプレー塗りし、180℃で30分間加熱乾燥し、第
１の被覆層A,B,C,D,E,Fを得た（比較例１〜６）。

また、このようにして得た第１の被覆層Ｃのうえに、
被覆組成物Ｅを全く同一の方法で塗装、加熱乾燥させ、
第２の被覆層Ｅを設けた（比較例７）。

このようにして得られた被覆層の性能を表２及び第６
図〜第12図に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は、それぞれ本発明の実施例１ないし実
施例５において得られた赤外線吸収体の赤外線吸収能を
示す、波長2.5μｍ〜25μｍ（波数4000〜400cm^-1）の領
域における分光反射率曲線図であり、第６図〜第12図
は、それぞれ比較例１ないし７において得られた被覆層
の赤外線吸収能を示す、波長2.5μｍ〜25μｍ（波数400
0〜400cm^-1）の領域における分光反射率曲線図である。第１図〜第12図において、縦軸は赤外分光反射率（％）
を表わし、横軸下方は波数（cm^-1）を表わし、横軸上方
は波長（μｍ）を表わす。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ｉ）下記一般式〔Ａ〕で示される有機珪
素化合物及び（又は）縮合度２〜10のその低縮合物と、下記一般式〔Ｂ〕で示される有機珪素化合物および（又
は）縮合度２〜10のその低縮合物からなる混合物を酸触媒の存在下で加水分解した後、ア
ルカリ物質を用いてそのpHを７以上として縮合せしめて
なる分子末端にシラノール基を有しない縮合度20以上の
有機珪素高縮合物100重量部、（II）マイカ、タルク、炭酸カルシウム、クレー、バラ
イト、ベントナイトから選ばれた少なくとも１種の体質
顔料30〜300重量部及び（III）焼成セラミックス顔料30〜300重量部からなる被
覆組成物から形成される第１の被覆層のうえに、（IV）前記（Ｉ）有機珪素高縮合物 100重量部（Ｖ）前記（II）体質顔料 30〜300重量部及び（VI）無機系着色顔料 10〜200重量部からなる被覆組成物による第２の被覆層を形成してなる
赤外線吸収体。