JP2005255792A

JP2005255792A - 塗料組成物

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Publication number: JP2005255792A
Application number: JP2004067620A
Authority: JP
Inventors: Yukifumi Tokunaga; 行文徳永; Akihiko Omori; 明彦大森; Masanori Miyashita; 昌訓宮下
Original assignee: Shinto Paint Co Ltd
Current assignee: Shinto Paint Co Ltd
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】銀イオンや、銅イオン含有のガラス微粉末を添加したときの不具合を解消し、消臭、抗菌、防カビ作用を示すとともに、マイナスイオンを発生し、いわゆる癒し効果やリラクゼーション効果を発現させ、かつ一般家屋用に従来から使用されているのと同等の塗装作業性、塗膜性能、優れた貯蔵安定性を示すアクリル系樹脂エマルション塗料を提供する。
【解決手段】（Ａ）アクリル系樹脂エマルション塗料、（Ｂ）マイナスイオン生成能を有するセラミック微粉末、及び（Ｃ）無機亜鉛化合物を含有する層状化合物を含有する塗料組成物において、（Ａ）アクリル系樹脂エマルション塗料１００重量部に対して（Ｂ）マイナスイオン生成能を有するセラミック微粉末を１〜１０重量部、（Ｃ）無機亜鉛化合物を含有する層状化合物を０．１〜１０重量部含有する塗料組成物。本発明の塗料組成物は防カビ剤及び／又は抗菌剤を含有することができる。

Description

本発明は、着色顔料、体質顔料、アクリル系樹脂エマルション及び水を主成分とする一般建築物の内壁、天井、押入、トイレ等の内壁用塗料として使用する塗料組成物の改良に関するものである。

近年、一般家屋などの建築物において高気密及び高断熱性の住宅が増加し、これとともに各種建材、家具、壁紙などに含まれる接着剤や溶剤、あるいは塗膜から発生する残存する有機溶剤、あるいは添加剤が原因となるいわゆるシックハウス症候群や化学物質過敏症で健康を害する人が急増している。（特許文献１参照）
このため、家屋などの使用に先立ってベークアウトを行ったり、換気を積極的に行うなどのことが行われてきた。（非特許文献１参照）
また、室内に塗装する塗料についても、塗料中の有機溶剤量を低減するとともに消臭剤、抗菌剤、防カビ剤を塗料に添加するなどを行ってきた。（非特許文献２参照）
さらに最近、消臭、抗菌、防カビの効果に加えて、癒し効果やリラクゼーションを得るためにマイナスイオン効果が得られる塗料組成物として、特開２００２−３８０９９号（特許文献２）が提案されている。
特開２００２−３８０９９号においては、（Ａ）イオン生成能を有するセラミック微粉末、（Ｂ）銀及び銅イオンを含有するガラス微粉末、及び／または（Ｃ）植物エキスを含有する合成樹脂塗料が開示されており、この塗料組成物は、消臭、抗菌、防カビ作用を有するものであり、合成樹脂塗料としては溶剤形，ＮＡＤ、水系及び粉体の各種の形態が可能であり、樹脂の種類としてはアクリル系が好ましいとしている。
しかしながら、本先行技術における水系の塗料組成物では、銀または銅イオンを含有する水溶解性のガラス微粉末を含むため、銀イオンあるいは銅イオンが水系塗料中に溶出し、銀イオンの酸化による着色、あるいは銅イオンによる着色等の問題を生じ、また、これらイオン及びイオン生成能を有するセラミック微粉末との相互作用により塗料の貯蔵安定性にも問題が生じることがある。

けんざい２００１（ＮＰＯ法人日本健康住宅協会主催平成１３年５月１７日インテックス大阪国際会議ホール）講演会資料３頁塗装技術（理工出版社）Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．１２８０頁、機能性塗料の現状と課題（東レリサーチセンター）平成６年７月発行８９頁等特開２０００−３１９５８７号（第２頁）特開２００２−３８０９９号

本発明は、これらの従来技術の問題点を解決し、アクリル系樹脂エマルション塗料において、銀イオンや、銅イオン含有の水溶解性ガラス微粉末を添加したときのような不具合を解消し、消臭、抗菌、防カビ作用を示すとともに、マイナスイオンを発生し、いわゆる癒し効果やリラクゼーション効果を発現させ、かつ一般家屋用に従来から使用されているのと同等の塗装作業性、塗膜性能、優れた貯蔵安定性を示すアクリル系樹脂エマルション塗料を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討し、
１．（Ａ）アクリル系樹脂エマルション塗料、（Ｂ）マイナスイオン生成能を有するセラミック微粉末、及び（Ｃ）無機亜鉛化合物を含有する層状化合物を含有する塗料組成物であって、（Ａ）アクリル系樹脂エマルション塗料１００重量部に対して（Ｂ）イオン生成能を有するセラミック微粉末を１〜１０重量部及び（Ｃ）無機亜鉛化合物を含有する層状化合物を０．１〜１０重量部含有する塗料組成物がこれら課題を解決することを見い出した。更に、
２．防カビ剤を含有する上記１記載の塗料組成物、並びに
３．抗菌剤を含有する上記１〜２記載の塗料組成物、
が前記の課題を解決し、一般家屋用に従来から使用されているのと同等の塗装作業性、塗膜性能、優れた貯蔵安定性を示すと共に、消臭、抗菌、防カビ作用を示すとともに、マイナスイオンを発生し、いわゆる癒し効果や、リラクゼーション効果を発現させるアクリル系樹脂エマルション塗料を提供することを見いだし、本発明を完成させたものである。

本発明のマイナスイオン発生、消臭、防カビ、抗菌効果を有する塗料組成物はＶＯＣの含有率が１０％以下、好ましくは１％未満の（Ａ）アクリル系樹脂エマルション塗料を主体とし、有効成分として（Ｂ）マイナスイオン生成能を有するセラミック微粉末、及び（Ｃ）消臭効果を有する無機亜鉛化合物を含む層状化合物を必須とし、マイナスイオン発生機能、消臭機能以外の機能として（Ｄ）有機ハロゲン系化合物や有機窒素硫黄系化合物などの防カビ効果を含有する防カビ剤、（Ｅ）銀系及び亜鉛系有機化合物などの抗菌効果を有する抗菌剤を適宜配合することが出来る。

（Ａ）アクリル系樹脂エマルション塗料としては、下記の配合に記載されている原料の一部を用いて定法に従いミルベースを作成後、分散を行い、残りの原料で塗料化行程を経て作成されたものを指す。そのような製品の具体例として神東塗料株式会社製の「ページ５０エコ白」がある。
・アクリルエマルション塗料の配合例
酸化チタン２０部
カオリン２０部
炭酸カルシウム２０部
アクリルエマルション樹脂液２５部
水１２．５部
添加剤２．５部
計１００部

（Ｂ）マイナスイオン生成能を有するセラミック微粉末としては、放射性鉱物を含有するセラミック微粉末が使用され、たとえばトリウムやウラン等を含む放射性レア・アース鉱石と、遠赤外線を放射するジルコン、ジルコニア、アルミナ、シリカ等のセラミックを混合し、粉砕、焼成後適宜補助剤を添加混合した後、微粉砕、分級した通常０．１〜１０μｍ程度、好ましくは０．５〜３．０μｍ程度の粒径を有するセラミック微粉末が挙げられ、具体例としては、例えば有限会社西崎染工製の「Ｎ，Ｎ−パウダー」がある。

（Ｃ）消臭効果を有する無機亜鉛化合物を含む層状化合物としては、０．１〜６０重量％、好ましくは１０〜５０重量％の酸化亜鉛に、ホスト化合物として０．１〜６０重量％、好ましくは１０〜５０重量％のリン酸塩等を用い、ゲスト化合物として０．１〜４０重量％、好ましくは１〜２０重量％の種々のアミン化合物が用いられる層状化合物に水酸化亜鉛などの亜鉛系化合物を若干混合したものが挙げられる。
なお、上記リン酸塩の種類としては種々の４価金属（Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｐｂ、Ｃｅ）の結晶性リン酸塩やトリポリリン酸２水素アルミニウムのような水素化リン酸金属塩などが用いられ、上記アミン化合物としてはアンモニアをはじめとする各種アミンやそれらの多量体であるポリアミン等が用いられる。
このような層状化合物としては平均粒径として通常０．１〜２０μｍ程度、好ましくは１〜１０μｍ程度の粒径を有し、また、４５μｍ以上の粒径を持つ粒子が全体の１％以下になるように粉砕処理を行ったものが挙げられる。その化合物の具体例としては、たとえばテイカ株式会社製の「Ｋ−ＦＲＥＳＨ」シリーズが挙げられる。

（Ｄ）有機ハロゲン系化合物及び有機窒素硫黄系化合物などの防カビ効果を含有する防カビ剤としては、こうじカビ、青カビや黒カビなど日常生活に於いて見られるカビに有効な化合物またはそれらの混合物等が挙げられ、具体的な化合物としては２，３，５，６−テトラクロロ４−（メチルスルホニル）
ピリジン、２，４，５，６−テトラクロロイソフタロニトリル、２−メトキシカルボニルアミノベンズイミダゾールトリアゾール系化合物の一種であるチアベンダゾール（ＴＢＺ）、イマザリルなどが挙げられる。製品の具体例としては、サンノプコ株式会社製の有機ハロゲン化合物である「ノプコサイドＮ−９６」や有機窒素硫黄系化合物である「ノプコサイドＳＮ−１３５」、シントーファイン株式会社製の有機ハロゲン化合物と有機窒素硫黄系化合物の混合物の水分散体である「ネオシントールＥＰ」や「ネオシントールＡＦ」シリーズなどが挙げられる。

（Ｅ）銀系及び亜鉛系有機化合物などの抗菌効果を有する抗菌剤としては、院内感染の原因となるＭＲＳＡ（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）、食中毒の原因となる大腸菌（Ｏ１５７を含む）、サルモネラ菌や黄色ブドウ球菌などに有効である銀ゼオライト系や銀錯体系の抗菌剤、ジンクピリチオンなどの亜鉛系有機化合物やそれらの混合物等が挙げられ、製品の具体例としては株式会社サンギ製の「アパサイダー」シリーズ、東亞合成株式会社製の「ノバロン」シリーズ、シントーファイン株式会社製の「バイオメッセンジャー」シリーズ、米アーチケミカル社製の「バイオサイド」、石塚硝子株式会社製の「イオンピュア」等が挙げられる。

本発明の（Ａ）アクリル系樹脂エマルション塗料にこれらの有効成分を添加する方法としては、定法の通り塗料製造時のミルベースの予備分散（プレミックス）時に添加してもよく、また、製造時における塗料化（レットダウン）時に添加してもかまわない。また、これらの成分の含有量としては（Ａ）のアクリル系樹脂エマルション塗料１００重量部に対して、（Ｂ）マイナスイオン生成能を有するセラミック微粉末を１〜１０重量部、好ましくは３〜７重量部、（Ｃ）消臭効果を有する無機亜鉛化合物を含む層状化合物を０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部含み、マイナスイオン放出機能、消臭機能以外の要求される機能に応じて（Ｄ）防カビ効果を有する防カビ剤を０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部、（Ｅ）抗菌効果を有する抗菌剤を０．０１〜５重量部、好ましくは０．１〜３重量部含ませることができる。
（Ｂ）の添加量が１重量部未満の場合、期待されるマイナスイオン放出量が確保できず、１０重量部を超える場合は良好な塗料及び塗膜性状が得られなくなるばかりか、製品の大幅なコストアップとなりえる。（Ｃ）の添加量が０．１重量部未満の場合、期待される消臭効果が期待できず、１０重量部を超える場合は良好な塗料及び塗膜性状が得られなくなるばかりか、製品の大幅なコストアップとなりえる。（Ｄ）の添加量が０．１重量部未満の場合、期待される防カビ効果が期待できず、１０重量部を超える場合は良好な塗料及び塗膜性状が得られなくなるばかりか、製品の大幅なコストアップとなりえる。（Ｅ）の添加量が０．０１重量部未満の場合、期待される抗菌効果が期待できず、５重量部を超える場合は製品の大幅なコストアップとなりえる。

以下、表１を参照して本発明の一実施の形態を説明すると、この塗料組成物を塗装することができる建築用部材としてコンクリート、モルタル、石膏ボードなどの無機建材、もしくはこれらにすでに塗装されたものなどが挙げられる。実施例１（マイナスイオン発生効果、消臭、防カビ及び抗菌効果品）、実施例２（マイナスイオン発生効果、消臭、防カビ効果品）、実施例３（マイナスイオン発生効果、消臭効果品）、実施例４（マイナスイオン発生効果、消臭及び抗菌効果品）、実施例５（マイナスイオン発生効果、消臭効果品）を作成し、比較例１（通常のアクリルエマルション塗料）、比較例２（マイナスイオン発生効果、抗菌効果品）を用いてこれら塗料の一般性状と貯蔵安定性及び各効果の確認を行った結果が表２である。

これら塗料組成物の塗装方法として、建築現場の塗装では一般的なハケ、ローラー、吹き付け塗装が可能であり、そのときの希釈方法としては水道水で塗装方法に対し適度な塗装粘度になるように行う。

これら塗料組成物における効果の検証については以下の試験方法を実施することで、それぞれの塗料について確認を行った。
１）塗膜の外観の試験方法については、ＪＩＳＫ５６００に準じ、ガラス板に６ミルのＢ型アプリケーターでそれぞれの塗料について無希釈にて塗布を行う。その後、常温で１日乾燥を行い乾燥後の塗膜表面の状態を目視にて観察する。
２）塗装作業性の試験方法については、ＪＩＳＫ５６００に準じ、それぞれの塗料を塗装方法に応じて適量の希釈水で薄めたのち、石膏ボードにハケ又はローラーで２回塗装を行う（塗装間隔３時間以上）。その後、常温で１日乾燥を行い乾燥後の塗膜表面の状態を目視にて観察する。
３）貯蔵安定性の試験方法については、それぞれの塗料を密閉した容器に充填後、５０℃±２℃に保たれた恒温器の中にそれらの容器を入れ、２週間経過したのち取り出す。その後、塗料がほぼ室温になるまで放冷を行い、開缶したのち、塗料の状態と一般性状の確認を行う。
４）仕上がり外観の試験方法については以下のように行った。
それぞれの塗料を塗装方法に応じて適量の希釈水で薄めたのち、石膏ボード（大きさ４５０×９００ｍｍ）にハケ及びローラーで２回塗装を行う（同一塗装方法における塗装間隔は３時間以上、また、異なる塗装方法の時の塗装間隔は１日以上）。ただし塗装方法による塗装部位については、ボードをほぼ垂直（ボードの長辺の方を地面に対し垂直にする）に立てたときの上部及び下部の約１／６をハケで、その間はローラーで塗装を行い、その後、常温で１日乾燥を行い、ローラー塗装部にハケで補修塗を実施する。乾燥後におけるハケ塗とローラー塗りの色差、補修塗部とローラー塗り部の色差などの塗膜表面の状態を目視にて観察する。
５）マイナスイオン放出量の試験方法については以下のように行った。
２００×３００ｍｍのスレート板に塗料を標準塗布量で塗布後、自然状態で１週間乾燥させる。その後、段ボールで作成したマイナスイオン測定用容器（大きさ２６０×１９０×１９０ｍｍ）の中に、測定可能状態に設定したマイナスイオン測定器（例えば、米国製ＡＩＲＩＯＮＣＯＵＮＴＥＲＩＣ−１０００）を入れる。その後、段ボール容器の天部に先ほどの試験板を塗装面が下になるように載せる。そのまま１分間静置後、その時のマイナスイオン測定値を測定器のメーターから読みとる。
６）ホルムアルデヒド吸着効果の試験方法については以下のように行った。
試験板の作成方法は、塗装作業性の試験方法に準じて行う。ただし試験板の素材としてアルミ板（７０×４５ｍｍ）を用い、刷毛塗りで塗装を行い、塗装後の乾燥条件として常温で１週間おき、吸着部の大きさが５５×４５ｍｍになるように裏面及び周辺のマスキングを行ったものを用いる。この様に作成した試験板を３Ｌ臭い袋の中に入れ、その後、予め約３０ｐｐｍに濃度調整を行った試験用ホルムアルデヒドガスを注入し、時間と共に試験用ホルムアルデヒドガスの残存濃度をガス検知管にて測定する。
７）硫化水素吸着効果の試験方法については以下のように行った。
試験板の作成方法は、塗装作業性の試験方法に準じて行う。ただし試験板の素材としてアルミ板（７０×４５ｍｍ）を用い、刷毛塗りで塗装を行い、塗装後の乾燥条件として常温で１週間おき、吸着部の大きさが５５×４５ｍｍになるように裏面及び周辺のマスキングを行ったものを用いる。この様に作成した試験板を３Ｌ臭い袋の中に入れ、その後、予め約３０ｐｐｍに濃度調整を行った試験用硫化水素ガスを注入し、時間と共に試験用硫化水素ガスの残存濃度をガス検知管にて測定する。
８）防カビ効果の試験方法については以下のように行った。
ＪＩＳＺ２９１１（２０００）
「附属書1 プラスチック製品の試験」に概ね準じて以下の要領で行うこととした。
１供試菌
ＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｎｉｇｅｒＩＦＯ６３４１（黒カビ）
ＰｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍｆｕｎｉｃｕｌｏｓｕｍＩＡＭ７０１３（青カビ）
ＰａｅｃｉｌｏｍｙｃｅｓｖａｒｉｏｔｉｉＩＡＭ５００１
ＧｌｉｏｃｌａｄｉｕｍｖｉｒｅｎｓＩＦＯ６３５５
ＣｈａｅｔｏｍｉｕｍｇｌｏｂｏｓｕｍＩＦＯ６３４７（毛玉カビ）
２使用培地
１）無機塩溶液
硝酸ナトリウム２．０ｇ
リン酸二水素カリウム０．７ｇ
リン酸水素二カリウム０．３ｇ
塩化カリウム０．５ｇ
硫酸マグネシウム七水和物０．５ｇ
硫酸鉄（II）七水和物０．０１ｇ
精製水１０００ｍｌ
ｐＨ６．０〜６．５
２）無機塩＋グルコース溶液
１）の無機塩溶液にグルコースを３０ｇ／ｌ添加
３）無機塩寒天培地
１）の無機塩溶液に寒天を２０ｇ／ｌ添加
４）無機塩＋グルコース寒天培地
２）の無機塩＋グルコース溶液に寒天を２０ｇ／ｌ添加
３試験方法
１）Ａ法
試料を無機塩寒天培地上に載せ、この上から無機塩溶液に懸濁したカビ混合胞子懸濁液１ｍｌを均等にふりかけた後、２６℃で２８日間培養した。
２）Ｂ法
試料を無機塩＋グルコース寒天培地上に載せ、この上から無機塩＋グルコース溶液に懸濁したカビ混合胞子懸濁液 1ｍｌを均等にふりかけた後、２６℃で２８日間培養した。
・判定基準：Ａ法
０：肉眼および顕微鏡下でカビの生育認められず
１：肉眼ではカビの生育認められないが、顕微鏡下で確認できる
２：菌糸の生育が肉眼で観察され、生育部分の面積は試料の全面積の２５％以下
３：菌糸の生育が肉眼で観察され、生育部分の面積は試料の全面積の２５％以上
・判定基準：Ｂ法
０：肉眼および顕微鏡下でカビの生育認められず
１：肉眼ではカビの生育認められないが、顕微鏡下で確認できる
２：菌糸の生育がわずかで、生育部分の面積は試料の全面積の２５％以下
３：菌糸の生育は中程度で、生育部分の面積は試料の全面積の２５％〜５０％
４：菌糸はよく生育し、生育部分の面積は試料の全面積の５０％〜１００％
５：菌糸の生育は激しく、試料全面を被覆
９）抗菌効果の試験方法については以下のように行った。
フィルム密着法に概ね準じて以下の要領で行うこととした。
１供試菌
ＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉＩＦＯ３９７２（大腸菌）
Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓａｕｒｅｕｓｓｕｂｓｐ．ａｕｒｅｕｓＩＦＯ１２７３２（黄色ブドウ球菌）
２使用培地
１）普通ブイヨン培地（ＮＢ培地）
肉エキス５．０ｇ
ペプトン１０．０ｇ
塩化ナトリウム５．０ｇ
精製水１０００ｍｌ
ｐＨ７．１
２）普通寒天培地（ＮＡ培地）
ＮＢ培地に寒天１．５％を添加したもの
３）標準寒天培地（ＳＡ培地）
酵母エキス２．５ｇ
トリプトン５．０ｇ
グルコース１．０ｇ
寒天１５．０ｇ
精製水１０００ｍｌ
ｐＨ７．１
４）ＳＣＤＬＰ培地
カゼイン製ペプトン１７．０ｇ
大豆製ペプトン３．０ｇ
塩化ナトリウム５．０ｇ
リン酸一水素カリウム２．５ｇ
グルコース２．５ｇ
レシチン１．０ｇ
ポリソルベート８０７．０ｇ
精製水１０００ｍｌ
ｐＨ７．０
３試験方法
１）試験菌液の調製
ＮＡ培地で３０℃、１８時間前培養を行った供試菌を、滅菌精製水に菌数が約１０５／ｍｌなるように希釈したものに、終濃度が１／５００となるようにＮＢ培地を添加したものを接種用菌液とした。
２）試験片の調製
５０ｍｍ×５０ｍｍに切断した各試験試料を、エタノールを染み込ませた局方ガーゼで全面を軽く拭いた後、乾燥したものを試験片とした。
３）試験操作
上述の試験片をシャーレに入れ、上述の試験菌液を０．４ｍｌ接種し、４０ｍｍ×４０ｍｍに切断したポリエチレン製のフィルムにより被覆し、３０℃、相対湿度９５％環境下で２４時間放置した。
２４時間後に各シャーレにＳＣＤＬＰ培地を１０ｍｌ入れて、フィルムおよび試験片に付着している菌をシャーレ中に十分に洗い出し、この液１ｍｌ中の生菌数をＳＡ培地を用いて測定した。
空のシャーレに試験菌液のみを接種したものを対照とした。

本発明は以上のように構成されているため、以下に示す効果を有する。
１．防カビ性・抗菌性及びマイナスイオン効果性を高め、しかも環境に優しい塗料組成物を提供することができる。
２．従来の塗料組成物のように塗料中から発生（飛散）する有機溶剤等の化学物質が少ないために、快適な住環境を提供できる。
３．硫化水素やホルムアルデヒドといった有害な化学物質の臭気を吸着する作用を有するため、これらの臭気が発生しやすい場所に使用すれば不快な臭気をある程度除去することができる。

なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での改良、変形等は本発明に含まれるものである。

Claims

（Ａ）アクリル系樹脂エマルション塗料、（Ｂ）マイナスイオン生成能を有するセラミック微粉末、及び（Ｃ）無機亜鉛化合物を含有する層状化合物を含有する塗料組成物。
（Ａ）アクリル系樹脂エマルション塗料１００重量部に対して（Ｂ）マイナスイオン生成能を有するセラミック微粉末を１〜１０重量部含有する請求項１記載の塗料組成物。
（Ａ）アクリル系樹脂エマルション塗料１００重量部に対して（Ｃ）無機亜鉛化合物を含有する層状化合物を０．１〜１０重量部含有する請求項１及び２記載の塗料組成物。
（Ｄ）防カビ剤を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の塗料組成物。
（Ｅ）抗菌剤を含有する請求項１〜４のいずれかに記載の塗料組成物。