JP2007277434A - コーティング剤およびコーティング剤製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面が疎水性（撥水性）を有する材料であっても容易かつ確実に遠赤外線放射機能を付与することのできるコーティング剤を提供する。
【解決手段】動植物プランクトンの化石および海洋ミネラルを含み常温で遠赤外線放射機能を有する遠赤外線放射物質５０および炭酸水素ナトリウム水溶液１１を溶解処理装置に投入して処理した後、遠赤外線を照射することによって得られた遠赤外線放射物質水溶液５２と、水６０を炭酸水素ナトリウム６１に溶かして形成された炭酸水素ナトリウム水溶液６２に電気分解処理６３を施すことによって得られた炭酸水素ナトリウム電気分解液６４と、を所定の割合で混合５３することによってコーティング剤５４を製造する。必要に応じて、水性顔料６５を混合したり、水分を削減、除去したりすることにより濃縮コーティング剤５６あるいは粉末コーティング剤５８とすることもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築構造物や付帯設備あるいは居住空間に設置されるテーブル、イス、ベッドなどの家具類に対し、スプレー法あるいは刷毛塗り法によって塗布して使用するコーティング剤およびその製造方法に関する。

従来、遠赤外線が人や動物の健康増進や住宅環境の浄化などに有効であることは広く知られているが、近年、遠赤外線放射機能を有する物質を建築構造物や付帯設備などにコーティングする技術が開発されている。このような技術として、遠赤外線放射物質や顔料を含む塗料を塗布する建築工法がある（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１記載の建築工法を建築構造物の壁面や床面などに施工することにより、これらの面に遠赤外線放射機能を持たせることができる。

特開２００２−３３２７０２号公報

特許文献１記載の建築工法の場合、塗布対象物が木材などの親水性物質であればスプレー法や刷毛塗り法によって容易に施工することができるが、合成樹脂や化学繊維などに対しては施工が困難である。即ち、これらの物質の表面は疎水性であるため、特許文献１記載の塗料を塗布しても撥水状態となってしまい、定着率が悪いのが実状である。従って、木材、合板、化粧板、ビニルクロスなどの合成樹脂あるいは化学繊維材など多種多様の建築資材によって構築されている近年の建築構造物や付帯設備あるいは家具類に対して、特許文献１記載の建築工法が施工できないこともある。

本発明が解決しようとする課題は、表面が疎水性（撥水性）を有する材料であっても容易かつ確実に遠赤外線放射機能を付与することのできるコーティング剤およびその製造方法を提供することにある。

本発明のコーティング剤は、動植物プランクトンの化石および海洋ミネラルを含み常温で遠赤外線放射機能を有する遠赤外線放射物質と、炭酸水素ナトリウムと、水と、を含むことを特徴とする。

このような構成とすれば、当該コーティング剤に含まれる炭酸水素ナトリウムの浸透力によりコーティング剤自体の浸透力が増大するため、表面が疎水性（撥水性）を有する材料に対して塗布した場合でも、遠赤外線放射物質がこれらの材料に直接浸透し、定着することとなる。従って、表面が親水性の材料は勿論のこと、疎水性（撥水性）を有する材料であっても確実に遠赤外線放射機能を付与することができる。この場合、塗布手段は限定しないので、スプレー法や刷毛塗り法など、塗布対象材料に適した方法を用いることができるため、施工も容易である。

次に、本発明のコーティング剤製造方法は、動植物プランクトンの化石および海洋ミネラルを含み常温で遠赤外線放射機能を有する遠赤外線放射物質の水溶液と、炭酸水素ナトリウム水溶液の電気分解液と、を混合することを特徴とする。

このような構成とすれば、炭酸水素ナトリウム水溶液の電気分解液が優れた電気的浸透力を発揮するため、対象物の表面が疎水性（撥水性）を有する材料であっても容易かつ確実に遠赤外線放射機能を付与することのできるコーティング剤を得ることができる。

この場合、前記遠赤外線放射物質の水溶液の製造工程が、
遠赤外線放射物質と、絶縁体で被覆された導電線と、を水に浸漬して前記導電線に直流電流を導通させる工程と、
前記導電線の周囲の水に前記直流電流と同じ方向の水流を発生させる工程と、
前記水に超音波振動を付与する工程と、を含むことが望ましい。このような構成とすれば、遠赤外線放射物質がイオン化した状態で存在する遠赤外線放射物質水溶液を得ることができるため、これを用いることにより、対象物に遠赤外線放射機能を付与する能力に優れたコーティング剤を製造することができる。

本発明により、表面が疎水性（撥水性）を有する材料であっても容易かつ確実に遠赤外線放射機能を付与することのできるコーティング剤を得ることができる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態であるコーティング剤製造工程を示すフロー図、図２は図１に示すコーティング剤製造工程において使用する溶解処理装置を示す模式図である。

本実施形態においては、図１に示すように、動植物プランクトンの化石および海洋ミネラルを含み常温で遠赤外線放射機能を有する遠赤外線放射物質５０および炭酸水素ナトリウム水溶液１１を図２に示す溶解処理装置１０に投入して所定の処理を施した後、この液を図４に示す処理容器４０に移して遠赤外線を照射することによって遠赤外線放射物質水溶液５２（濃度：０．３重量％〜１５重量％程度）を形成する。また、水６０を炭酸水素ナトリウム６１に溶かした炭酸水素ナトリウム水溶液６２（濃度：１重量％〜１０重量％程度）に電気分解処理６３を施すことによって炭酸水素ナトリウム電気分解液６４を形成する。そして、遠赤外線放射物質水溶液５２と炭酸水素ナトリウム電気分解液６４とを混合比率５０：１〜５００：１程度で混合５３することによってコーティング剤５４を製造する。

このような工程によって得られるコーティング剤５４は、この中に含まれる炭酸水素ナトリウムの浸透力により強力な浸透力を有しているため、表面が疎水性（撥水性）を有する材料に対して塗布した場合でも、遠赤外線放射物質５０がこれらの材料に直接浸透し、定着する。従って、表面が親水性の材料は勿論のこと、疎水性（撥水性）を有する材料であっても確実に遠赤外線放射機能を付与することができる。なお、コーティング剤５４の塗布手段は限定しないので、スプレー法や刷毛塗り法など、塗布対象材料に適した方法を用いることができ、施工も容易である。

また、コーティング剤５４は、優れた電気的浸透力を発揮する炭酸水素ナトリウム電気分解液６４と、遠赤外線放射物質水溶液５２と、を混合して製造されている。このため、コーティング剤５４が、対象物の表面が疎水性（撥水性）を有する材料であっても容易かつ確実に遠赤外線放射機能を付与することができる。なお、炭酸水素ナトリウム電気分解液６４が炭酸水素ナトリウム水溶液６２より優れた電気的浸透力を発揮する理由は、炭酸水素ナトリウム水溶液６２を電気分解することにより液中にＣＯ₃ ^-，ＨＣＯ₃ ^-，ＯＨ^-など複数のマイナスイオンが形成され、界面活性化作用が高まるためではないか、と推測される。

一方、コーティング剤５４は優れた浸透力、界面活性化作用を有しているため、前述し作用に加え、既設の建築構造物などの壁面に塗布すると、壁面に付着している汚損物質などを遊離する作用も発揮する。このため、コーティング剤５４は、当該コーティング剤５４によるコーティング処理を行う対象壁面を予め清浄化する前処理剤として使用することも可能である。なお、前処理剤として使用する場合、炭酸水素ナトリウム電気分解液６４の混合比率を調整することが望ましい。

一方、コーティング剤５４は無色透明の液体であるため、対象物に塗布していく場合、塗布作業中に塗布済部分と未塗布部分との見分けがつかなくなることがある。そこで、図１に示すように、混合５３の工程において適切な水性顔料６５を添加してコーティング剤５４を着色すれば、塗布済部分と未塗布部分との識別が容易となり、作業性も向上する。

また、コーティング剤５４は、含有水分を蒸発させるなどの水分削減工程５５を経ることによって含水率を減らした濃縮コーティング剤５６として使用することもできる。濃縮コーティング剤５６はコーティング剤５４よりも体積が減るので、保管スペースを削減することができるほか、施工現場までの搬送性、携行性の点においても有利である。なお、濃縮コーティング剤５６は、施工現場にて軟水などで希釈し、増量させた状態で使用することができる。

さらに、濃縮コーティング剤５６に石灰石や珪石の微細粉末を核化剤として添加して増量させたものを乾燥させたり、フリーズドライ処理したりするなどの水分除去工程５７を経ることによって粉末化した粉末コーティング剤５８を形成することもできる。粉末コーティング剤５８の用途は限定するものではないが、例えば、油性塗料や溶剤系コート剤に混合して使用することができる。

次に、図２，図３に基づいて、遠赤外線放射物質５０および炭酸水素ナトリウム水溶液１１から遠赤外線放射物質水溶液５２を形成する工程で使用する溶解処理装置１０について説明する。

溶解処理装置１０は、図２，図３に示すように、炭酸水素ナトリウム水溶液１１および遠赤外線放射物質１２を収容可能な反応容器１３と、絶縁体１４で被覆された状態で反応容器１３内の炭酸水素ナトリウム水溶液１１に浸漬された導電線１５と、反応容器１３内の炭酸水素ナトリウム水溶液１１に超音波振動を付与するための超音波発生手段１６と、導電線１５に直流電流ＤＣを導通させるための直流電源装置１７と、導電線１５の周囲の炭酸水素ナトリウム水溶液１１に直流電流ＤＣと同方向の水流Ｒを発生させるための水流発生手段である循環経路１８ａ，１８ｂおよび循環ポンプＰと、を備えている。直流電源装置１７、超音波発生手段１６および循環ポンプＰはいずれも一般の商用電源によって作動するものである。

反応容器１３は、上面が開口した倒立円錐筒状であり、その頂点に相当する底部には排水口１９が設けられ、この排水口１９には循環ポンプＰの吸込口Ｐ１に連通する循環経路１８ａが接続され、排水口１９直下には循環経路１８ａへの排水量を調節するための開度調節バルブ２０と、反応容器１３内の水などを排出するための排水バルブ２１が設けられている。循環ポンプＰの吐出口Ｐ２には循環経路１８ｂの基端部が接続され、循環経路１８ｂの先端部は収容槽２２に接続されている。収容槽２２外周の底部付近には、収容槽２２内の炭酸水素ナトリウム水溶液１１を反応容器１３内へ送り込むための循環経路１８ｃの基端部が接続され、循環経路１８ｃの先端部は反応容器１３の開口部に臨む位置に配管されている。循環経路１８ｃには、収容槽２２から反応容器１３へ送り込む水量を調節するための開度調節バルブ２３が設けられている。

収容槽２２の底部には、排水バルブ２５および水温計２６を有する排水管２４が垂下状に接続されている。必要に応じて排水バルブ２５を開くと、収容槽２２内の水が排水管２４の下端部から排出することができ、このとき排水管２４を通過する炭酸水素ナトリウム水溶液１１の温度を水温計２６で計測することができる。

図３に示すように、導電線１５とこれを被覆する絶縁体１４からなる複数の導電ケーブル２９（２９ａ〜２９ｇ）はそれぞれ反応容器１３内の深さの異なる複数位置に円環状をなすように配線され、これらの円環状の導電ケーブル２９ａ〜２９ｇはいずれも反応容器１３と略同軸上に配置されている。それぞれの導電ケーブル２９ａ〜２９ｇの内径は倒立円錐筒状の反応容器１３の内径に合わせて段階的に縮径しており、それぞれの配置箇所に対応した内径となっている。各導電ケーブル２９ａ〜２９ｇは、反応容器１３の壁体１３ａに設けられた絶縁性のターミナル３０に着脱可能に結線されているため、必要に応じて、円環状の部分をターミナル３０から取り外したり、取り付けたりすることができる。

反応容器１３内の軸心に相当する部分には、絶縁性の網状体で形成された有底円筒状の収納容器３１が配置され、この収納容器３１内に塊状の遠赤外線放射物質１２が充填されている。この収納容器３１はその上部に設けられたフック３１ｆにより、反応容器１３の壁体１３ａ上縁部に着脱可能に係止されている。

図２に示すように、循環経路１８ａ，１８ｂの外周にはそれぞれ導電ケーブル２９ｓ，２９ｔが螺旋状に巻き付けられ、これらの導電ケーブル２９ｓ，２９ｔに対し、直流電源装置１７から直流電流ＤＣが供給される。導電ケーブル２９ｓ，２９ｔを流れる直流電流ＤＣの向きは循環経路１８ａ，１８ｂ内を流動する水流の向きと略一致するように設定されている。このため、反応容器１３内の水流の向きは直流電流ＤＣの向きと同じとなる。

このような構成の溶解処理装置１０において、反応容器１３内および収容槽２２内に所定量の炭酸水素ナトリウム水溶液１１を入れ、遠赤外線放射物質１２が充填された収納容器３１を反応容器１３内の中心にセットした後、循環ポンプＰを作動させるとともに、反応容器１３底部の開度調節バルブ２０および循環経路１８ｃの開度調節バルブ２３を調節して、反応容器１３から排水口１９、循環経路１８ａ、循環ポンプＰ、循環経路１８ｂ、収容槽２２および循環経路１８ｃを経由して再び反応容器１３の上部に戻るように炭酸水素ナトリウム水溶液１１を循環させる。そして、直流電源装置１７、超音波発生手段１６を作動させると、収納容器３１内の遠赤外線放射物質１２から炭酸水素ナトリウム水溶液１１への遠赤外線放射成分の溶出反応が開始される。

溶解処理装置１０を使用して遠赤外線放射物質水溶液５２（図１参照）を製造する際の作業条件は特に限定しないが、本実施形態においては以下の作業条件で遠赤外線放射物質水溶液５２の製造を行った。
（１）導電ケーブル２９，２９ｓ，２９ｔには電圧８０００〜８６００Ｖ、電流０．０５〜０．１Ａの直流電流ＤＣを導通させた。なお、導電ケーブル２９などを構成する絶縁体１４はポリテトラフルオロエチレン樹脂で形成されている。
（２）反応容器１３内に充填された遠赤外線放射物質１２は、化石などを含む岩盤を粉砕したものであり、炭酸水素ナトリウム水溶液１１に対し質量比で１０〜１５％程度充填されている。
（３）炭酸水素ナトリウム水溶液１１の濃度は限定しないので、例えば、水１００リットルに対して炭酸水素ナトリウムを１ｇ〜５ｇ程度溶解したものを使用している。なお、ミネラルイオン濃度が高い地下水をそのまま使用することもできる。
（４）超音波発生手段１６は周波数３０〜３５ｋＨｚの超音波を発生するものであり、その超音波振動部１６ａが反応容器１３内の炭酸水素ナトリウム水溶液１１に直接触れて加振するように超音波発生手段１６を配置している。

このような条件で溶解処理装置１０を稼働させると、反応容器１３内には左ねじ方向に回転しながら排水口１９に吸い込まれる水流Ｒが発生し、排水口１９から排出された炭酸水素ナトリウム水溶液１１は、前述した循環経路１８ａ，１８ｂなどを経由して、再び、反応容器１３内へ戻るという状態が継続される。従って、水流Ｒによる撹拌作用と、導電ケーブル２９を流れる直流電流の作用と、超音波発生手段１６が炭酸水素ナトリウム水溶液１１に付与する超音波振動で生じる界面活性を高める水分子運動と、により、遠赤外線放射物質１２から遠赤外線放射成分が速やかに炭酸水素ナトリウム水溶液１１中に溶出して、必要とする遠赤外線放射物質成分が適度に溶け込むとともに、単体としてイオン化した状態で存在する遠赤外線放射物質水溶液を効率良く製造することができる。特に、導電ケーブル２９を流れる直流電流の作用により、遠赤外線放射物質１２に含まれる有効な遠赤外線放射物質成分がイオンの形で炭酸水素ナトリウム水溶液１１中に効率的に溶出するため、イオンとしての反応性、作用性を有する遠赤外線放射物質水溶液を得ることができる。

次に、溶解処理装置１０を使用して得られた遠赤外線放射物質水溶液を、図４に示す処理容器４０内へ移す。この場合、反応容器１３内において収納容器３１から漏出した遠赤外線放射物質１２の残留物は反応容器１３の底部にある排水バルブ２１から排出することができる。処理容器４０内に収容された遠赤外線放射物質水溶液４１は、撹拌羽根４２でゆっくりと撹拌されながら、処理容器４０内部に配置された遠赤外線発生装置４３により遠赤外線が照射される。この遠赤外線発生装置４３は波長６μｍ〜１４μｍ程度の遠赤外線を発生するため、遠赤外線放射物質水溶液４１中の水分子と、溶解した遠赤外線放射物質とが融合して、電気陰性度が高まっていき、ｐＨ１２程度に達した段階で反応が完了する。これによって、遠赤外線放射物質が安定して溶解した遠赤外線放射物質水溶液５２が形成される。

なお、遠赤外線発生装置４３は、波長６μｍ〜１４μｍ程度の遠赤外線を発生するものであれば良く、材質や発生手段などは問わないので、加熱方式であってもよい。ただし、常温において、６μｍ〜１４μｍ波長域の黒体放射に対して約８５％以上の放射比率を有するものが望ましい。

このように、溶解処理装置１０と、遠赤外線発生装置４３を有する処理容器４０と、を使用することにより、遠赤外線放射物質がイオン化状態で安定的に存在する遠赤外線放射物質水溶液５２を得ることができる。このため、遠赤外線放射物質水溶液５２と炭酸水素ナトリウム電気分解液６４とを所定比率で混合することにより、対象物に遠赤外線放射機能を付与する能力に優れたコーティング剤５４を製造することができる。なお、コーティング剤５４の原料の一つである遠赤外線放射物質水溶液５２の製造方法は、溶解処理装置１０を使用する方法に限定するものではないので、その他の方法で製造した遠赤外線放射物質水溶液を用いてコーティング剤５４を製造することもできる。

本発明のコーティング剤は、建築構造や付帯設備に対して広く利用することができる。

本発明の実施の形態であるコーティング剤製造工程を示すフロー図である。 図１に示すコーティング剤製造工程において使用する溶解処理装置を示す模式図である。 図２のＡ−Ａ線における一部省略断面図である。 遠赤外線発生装置を有する処理容器を示す概略断面図である。

符号の説明

１０ 溶解処理装置
１１，６２ 炭酸水素ナトリウム水溶液
１２，５０ 遠赤外線放射物質
１３ 反応容器
１３ａ 壁体
１４ 絶縁体
１５ 導電線
１６ 超音波発生手段
１６ａ 超音波振動部
１７ 直流電源装置
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ 循環経路
１９ 排水口
２０，２３ 開度調節バルブ
２１，２５ 排水バルブ
２２ 収容槽
２４ 排水管
２６ 水温計
２９，２９ａ〜２９ｇ，２９ｓ，２９ｔ 導電ケーブル
３０ ターミナル
３１ 収納容器
３１ｆ フック
４０ 処理容器
４１，５２ 遠赤外線放射物質水溶液
４２ 撹拌羽根
４３ 遠赤外線発生装置
５３ 混合
５４ コーティング剤
５５ 水分削減工程
５６ 濃縮コーティング剤
５７ 水分除去工程
５８ 粉末コーティング剤
６０ 水
６１ 炭酸水素ナトリウム
６３ 電気分解処理
６４ 炭酸水素ナトリウム電気分解液
６５ 水性顔料

Claims (3)

1. 動植物プランクトンの化石および海洋ミネラルを含み常温で遠赤外線放射機能を有する遠赤外線放射物質と、炭酸水素ナトリウムと、水と、を含むことを特徴とするコーティング剤。
2. 動植物プランクトンの化石および海洋ミネラルを含み常温で遠赤外線放射機能を有する遠赤外線放射物質の水溶液と、炭酸水素ナトリウム水溶液の電気分解液と、を混合することを特徴とするコーティング剤製造方法。
3. 前記遠赤外線放射物質の水溶液の製造工程が、
   遠赤外線放射物質と、絶縁体で被覆された導電線と、を水に浸漬して前記導電線に直流電流を導通させる工程と、
   前記導電線の周囲の水に前記直流電流と同じ方向の水流を発生させる工程と、
   前記水に超音波振動を付与する工程と、を含むことを特徴とする請求項２記載のコーティング剤製造方法。

Images