JP2006021166A - マイナスイオン発生酸素触媒組成物、そのコーティング方法および適合物品 - Google Patents

Abstract

【課題】マイナスイオン発生性能に優れており、しかも、光や熱の影響を受けにくい無機系酸素触媒であり、人と環境に負荷を与えることなく、安全で恒久的に安価な手段によるマイナスイオン発生酸素触媒の組成物とコーティング方法および適合物品を提供する。
【解決手段】リン酸塩と酸化還元活性の増強作用を有する白金、金、鉄、パラジウム、ニッケルからなる群から選ばれた一種類以上の金属を担持させた複合組成物を物品にコーティングすることにより該複合組成物は酸素と接触して酸化還元反応を呈するときにマイナスイオンを発生させる。

Description

本発明は、人や動物が手軽に癒し効果を得ることができる持続性に優れた無機系マイナスイオン発生酸素触媒組成物、そのコーティング方法および適合物品に関するものである。

マイナスイオンは、リラクセーションやリフレッシュなど癒し効果のあることは疑う余地のないところである。水が激しく衝突すると飛散した水滴に帯電し周囲の空気をマイナスイオン化することで発生する。しかして、人々は、マイナスイオンが多いとされている森林や水辺に出掛けて心身のリフレッシュを図っている。

放電電極に高電圧を印加することにより、コロナ放電によって生成されたイオンを加速電極で加速し、吹出し口から放出するマイナスイオン発生装置において、前記加速電極はこれにアノード側を接続した高圧ダイオードを介して設置する手法が提案されている。
特開２００４−０５０１１４公報

また、合成樹脂塗料にマイナスイオン発生粉体組成物と分散剤を配合した塗料で、マイナスイオン発生粉体組成物が、トルマリン粉末と電融安定化酸化ジルコニウムを除くジルコニウム化合物粉末、或いは電融安定化酸化ジルコニウム粉末を、特定量配合されているマイナスイオン塗料が提案されている。
特願２００２−２２８２３６公報

森林や水辺に出掛け心身のリフレッシュを図る手段にあっては、毎日出掛けることは不可能であり相当な費用と努力が必要となる。また、コロナ放電システムは、自宅にいて任意に活用できて便利ではあるが装置が高額である等の課題がある。さらに、トルマリン粉末を採用する場合には熱や衝撃を与えなければ活性力は衰える。

本発明は、マイナスイオン発生性能に優れており、しかも、光や熱の影響を受けにくい無機系酸素触媒であり、人と環境に負荷を与えることなく、安全で恒久的に安価な手段によるマイナスイオン発生酸素触媒の組成物とコーティング方法および適合物品を提供することが目的である。

リン酸塩と酸化還元活性の増強作用を有する白金、金、鉄、パラジウム、ニッケルからなる群から選ばれた一種類以上の金属を担持させた複合組成物を物品にコーティングすることにより該複合組成物は酸素と接触して酸化還元反応を呈するときにマイナスイオンを発生させてなる手段が好まれる。

リン酸塩の種類が、チタン、セリウム、ジルコニウムからなる群から選ばれた一種類以上の金属塩を含有することが望ましい。

マイナスイオンを発生させてなる複合組成物を物品にコーティングする手段にあっては、スプレーコーティング、フローコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、ロールコーティングからなる群から任意に選定する手段であってよい。

マイナスイオンを発生させてなる複合組成物をコーティングするのに適合する物品は、金属、非鉄金属、セラミックス、ガラス、プラスチック、木、石、紙、植物、動物、繊維、布帛、塗料、樹脂、セメント、コンクリート、それらの組合せ、それらの積層体であってよく、水と空気および飲食物以外は殆んど可能であることが好まれる。

本発明の、マイナスイオン発生酸素触媒組成物が、どのような作用機構によって、優れた耐光（耐候）性、耐熱性を示すかについて詳細は不明であるが、次のような作用が関与しているものと考えられる。本発明で使用するリン酸系化合物は、それ自身は熱的に非常に安定な化合物である。しかしながら、縮合リン酸塩の特徴でもあるが水に極微量溶解する。また、固体表面に酸性度を示す表面水素基が存在しているため、各種金属イオンは金属化合物との反応性を有しているものと考えられる。

たとえば実施例１の、リン酸と塩化チタン（四）の反応溶液である、リン酸チタニウム溶液に酸化還元活性の増強作用を有する一例としての鉄標準液を添加することで、担体であるリン酸チタニウム表面に鉄イオンが固定され、その後の乾燥の過程により鉄イオンがリン酸チタニウム表面に担持すると考えられる。このようにして得られる鉄担持リン酸チタニウム組成物は、空気中の環境因子の一つである湿度の程度により、それに見合った量のリン酸チタニウム担体の加水分解が起こり担持されている鉄イオンが必要量放出されるものと考えられる。その結果、長期間に渡り微量の鉄イオンを徐放しながら酸化還元を繰り返すことでマイナスイオン発生の継続性を示すとともに、不必要な溶解が生じないため熱変化や変色などの問題も起こらないものと推定される。

本発明の、マイナスイオン発生酸素触媒組成物は無機系の人畜無害品で構成されており、そのコーティング方法も特に指定しなければならない特殊技術を必要とせず、様々な材質、形状、場所を選定することなくあらゆる物品に付加価値を付与できる利点がある。

従来技術による、リン酸塩系組成物の使用目的は抗菌性、消臭性である。当然のことではあるが本発明も抗菌性能、消臭性能を有しているが、酸化還元活性の増強作用金属を添加してマイナスイオン発生量の増加と持続性を目的とした文献は見当たらず、比較は難しいが以下の効果が期待できる。

耐熱性および耐光（耐候）性が良い。オルトリン酸塩などは通常、結晶水を有しており加熱により脱水反応を起こす。本発明のマイナスイオン発生酸素触媒組成物の担体である、リン酸塩は１０００℃程度までは安定なので熱安定性が優れており、マイナスイオン発生酸素触媒とした場合も変色や劣化が少ない。

吸湿性がなく、長期にわたり安定である。リン酸塩は熱的に安定であるばかりでなく吸湿性もない。そのためコーティングや焼付けの際に問題となる水分による発泡は起こらない。さらに、本発明品を使用する繊維、紙、布帛を含む様々な物品に吸湿による弊害は生じない。

水に対する溶解性が小さく耐久性が良い。従来のリン酸系組成物を用いた場合、アルカリ性に対しては大きな溶解性を示す。これに対して、本発明のマイナスイオン発生酸素触媒組成物は、担体がリン酸塩であるためアルカリにも比較的安定である。そのため衣類や病院用シーツなど頻繁に洗濯が行われる繊維製品に本発明品を使用しても不必要な溶出が起こらず、マイナスイオン発生効果の持続性や耐久性に優れている。

以下、本発明を実施例に基づき詳しく説明するが、本発明はこれら実施例によってなんら制限されるものではない。

精製水〔中北薬品〕５mlと９９％エタノール〔新エネルギー〕５mlの混合液に１６％塩化チタン（四）溶液〔和光純薬〕１mlを混入した複合液に５０％エタノール水溶液〔エスケイティ〕９８９mlを注入した。さらに、８５％リン酸水溶液〔和光純薬〕１mlを加えたリン酸チタニウム系水溶液に１０００mg／L鉄標準液〔和光純薬〕０．１mlを添加した複合組成物であるリン酸チタニウム系化合物をマイナスイオン発生酸素触媒コーティング剤＃１試薬とした。

犬のぬいぐるみ高さ２００mm×幅８５mm×奥行き２００mmのアクリル地（中国製）の表面に付着している埃を掃除機（ナショナル・ＭＣ−Ｓ１５０ＸＭ）で除去した後、低圧温風塗装機（ボリュメール９０００Ｌ・仏国）を用いて、吐出調整量２０ｇ／ｍ^２目盛で犬のぬいぐるみ全面に均一にリン酸チタニウム系化合物のマイナスイオン発生酸素触媒コーティング剤＃１試薬１０ｇを塗布した後、試験室の温度２５℃、湿度４８％の机上に１時間静置して乾燥、マイナスイオン発生犬のぬいぐるみ＃１試料とした。
なを、比較のために犬のぬいぐるみ高さ２００mm×幅８５mm×奥行き２００mmのアクリル地（中国製）の表面に付着している埃を掃除機（ナショナル・ＭＣ−Ｓ１５０ＸＭ）で除去した後、低圧温風塗装機（ボリュメール９０００Ｌ・仏国）を用いて、吐出調整量２０ｇ／ｍ^２目盛で犬のぬいぐるみ全面に均一に９９％エタノール〔新エネルギー〕１０ｇを塗布した後、試験室の温度２５℃、湿度４８％の机上に１時間静置して乾燥、比較用犬のぬいぐるみ＃２試料とした。
測定器以外の電気製品の電源を切った状態で神戸電波社製のイオン発生測定器ＫＳＴ−９００を使用して１２０秒間のマイナスイオン発生数を測定した。
マイナスイオン発生犬のぬいぐるみ＃１試料⇒２１６８個／ｃｍ^３
比較用犬のぬいぐるみ＃２試料⇒１８６個／ｃｍ^３

精製水〔中北薬品〕５mlと９９％エタノール〔新エネルギー〕５mlの混合液に９９．９％塩化セリウム（三）〔和光純薬〕０．８ｇを混入した複合液に５０％エタノール水溶液〔エスケイティ〕９８９mlを注入した。さらに、８５％リン酸水溶液〔和光純薬〕１mlを加えた、リン酸セリウム系水溶液に１０００mg／L鉄標準液〔和光純薬〕０．１mlを添加して複合組成物であるリン酸セリウム系化合物のマイナスイオン発生酸素触媒コーティング剤＃２試薬とした。

犬のぬいぐるみ高さ２００mm×幅８５mm×奥行き２００mmのアクリル地（中国製）の表面に付着している埃を掃除機（ナショナル・ＭＣ−Ｓ１５０ＸＭ）で除去した後、低圧温風塗装機（ボリュメール９０００Ｌ・仏国）を用いて、吐出調整量２０ｇ／ｍ^２目盛で犬のぬいぐるみ全面に均一にリン酸セリウム系化合物のマイナスイオン発生酸素触媒コーティング剤＃２試薬１０ｇを塗布した後、試験室の温度２５℃、湿度４８％の机上に１時間静置して乾燥、マイナスイオン発生犬のぬいぐるみ＃３試料とした。
なを、比較のために犬のぬいぐるみ高さ２００mm×幅８５mm×奥行き２００mmのアクリル地（中国製）の表面に付着している埃を掃除機（ナショナル・ＭＣ−Ｓ１５０ＸＭ）で除去した後、低圧温風塗装機（ボリュメール９０００Ｌ・仏国）を用いて、吐出調整量２０ｇ／ｍ^２目盛で犬のぬいぐるみ全面に均一に９９％エタノール〔新エネルギー〕１０ｇを塗布した後、試験室の温度２５℃、湿度４８％の机上に１時間静置して乾燥、比較用犬のぬいぐるみ＃４試料とした。
測定器以外の電気製品の電源を切った状態で神戸電波社製のイオン発生測定器ＫＳＴ−９００を使用して１２０秒間のマイナスイオン発生数を測定した。
マイナスイオン発生犬のぬいぐるみ＃３試料⇒１７４１／ｃｍ^３
比較用犬のぬいぐるみ＃４試料⇒１１７個／ｃｍ^３

精製水〔中北薬品〕５mlと９９％エタノール〔新エネルギー〕５mlの混合液に塩化ジルコニウム（四）〔和光純薬〕０．８ｇを混入した複合液に５０％エタノール水溶液〔エスケイティ〕９８９mlを注入した。さらに、８５％リン酸水溶液〔和光純薬〕１mlを加えた、リン酸ジルコニウム系水溶液に１０００mg／L鉄標準液〔和光純薬〕０．１mlを添加して複合組成物であるリン酸ジルコニウム系化合物のマイナスイオン発生酸素触媒コーティング剤＃３試薬とした。

犬のぬいぐるみ高さ２００mm×幅８５mm×奥行き２００mmのアクリル地（中国製）の表面に付着している埃を掃除機（ナショナル・ＭＣ−Ｓ１５０ＸＭ）で除去した後、低圧温風塗装機（ボリュメール９０００Ｌ・仏国）を用いて、吐出調整量２０ｇ／ｍ^２目盛で犬のぬいぐるみ全面に均一にリン酸ジルコニウム系化合物のマイナスイオン発生酸素触媒コーティング剤＃３試薬１０ｇを塗布した後、試験室の温度２５℃、湿度４８％の机上に１時間静置して乾燥、マイナスイオン発生犬のぬいぐるみ＃５試料とした。
なを、比較のために犬のぬいぐるみ高さ２００mm×幅８５mm×奥行き２００mmのアクリル地（中国製）の表面に付着している埃を掃除機（ナショナル・ＭＣ−Ｓ１５０ＸＭ）で除去した後、低圧温風塗装機（ボリュメール９０００Ｌ・仏国）を用いて、吐出調整量２０ｇ／ｍ^２目盛で犬のぬいぐるみ全面に均一に９９％エタノール〔新エネルギー〕１０ｇを塗布した後、試験室の温度２５℃、湿度４８％の机上に１時間静置して乾燥、比較用犬のぬいぐるみ＃６試料とした。
測定器以外の電気製品の電源を切った状態で神戸電波社製のイオン発生測定器ＫＳＴ−９００を使用して１２０秒間のマイナスイオン発生数を測定した。
マイナスイオン発生犬のぬいぐるみ＃５試料⇒２０３９個／ｃｍ^３
比較用犬のぬいぐるみ＃６試料⇒１６５個／ｃｍ^３

人や動物に癒し効果を得ることができる持続性に優れた無機系マイナスイオン発生酸素触媒は、ストレスの多い日本社会にあって必需品に成長するのも夢ではない可能性を秘めている。特に物品の形状、素材を問わず様々なコーティング方式で施工ができるため分野を問わず利用可能であり期待は大きい。

Claims (4)

1. リン酸塩と酸化還元活性の増強作用を有する白金、金、鉄、パラジウム、ニッケルからなる群から選ばれた一種類以上の金属を担持させた複合組成物を物品にコーティングすることにより該複合組成物は酸素と接触して酸化還元反応を呈するときにマイナスイオンを発生させてなることを特徴とするマイナスイオン発生酸素触媒組成物
2. 前記リン酸塩の種類が、チタン、セリウム、ジルコニウムからなる群から選ばれた一種類以上の金属塩からなることを特徴とする特許請求項１記載のマイナスイオン発生酸素触媒組成物
3. マイナスイオンを発生させてなる複合組成物を物品にコーティングする手段にあっては、スプレーコーティング、フローコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、ロールコーティングからなる群から選ばれた一種類以上であることを特徴とする特許請求項１、２記載のマイナスイオン発生酸素触媒組成物コーティング方法
4. マイナスイオンを発生させてなる複合組成物をコーティングするのに適合する物品は、金属、非鉄金属、セラミックス、ガラス、プラスチック、木、石、紙、植物、動物、繊維、布帛、塗料、樹脂、セメント、コンクリート、それらの組合せ、それらの積層体であることを特徴とする特許請求項１、２、３記載のマイナスイオン発生酸素触媒組成物コーティング適合物品