JP2010174162A

JP2010174162A - 機能性鉱石粉末組成物

Info

Publication number: JP2010174162A
Application number: JP2009019372A
Authority: JP
Inventors: Tooru Kubo; 徹窪
Original assignee: KANSAI KAGAKU CO Ltd
Current assignee: KANSAI KAGAKU CO Ltd
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2010-08-12

Abstract

【課題】マイナスイオンを富化された空気を調製でき、しかもプラスイオンを生成する傾向が少なく、遠赤外線を発生する機能も有する機能性鉱石粉末組成物とし、またはこれを用いた塗料または樹脂成形材料とすることである。
【解決手段】トルマリン鉱石を含む鉱石粉末を主要構成成分とし、ラジウム鉱石もしくはゲルマニウム鉱石または両者を構成成分として含有し、酸化カリウムを１０重量％以上含有するように調製された粉末粒径が３μｍ以下の機能性鉱石粉末組成物とする。マイナスイオンを富化された空気を調製でき、その際にプラスイオンを生成する傾向の少ない機能性鉱石粉末組成物となる。
【選択図】なし

Description

この発明は、マイナスイオンを発生する特性を有する機能性鉱石粉末組成物、またはこれを用いた塗料もしくは樹脂成形材料に関する。

一般に、大気中にはきわめて多くの種類の多様なマイナスイオンが存在しており、それらの生成過程は大変複雑であると考えられている。

学説によれば、地表付近に存在するラドンなどの鉱石から発生し、放射されたアルファ線や、上層の大気中に到達した太陽光からの紫外線や宇宙線によって大気組成成分が電離し、発生した電子は酸素分子などの電子親和力の大きい分子に付着して比較的小さなマイナスイオン類が生じ、次いでこれらが大気中に存在する炭酸などの酸性成分と付着反応し、結合、交換、電荷移動、クラスタリング反応を通じて多種多様な負のイオン、荷電粒子などからなるマイナスイオンと呼ばれる粒子状物質に生長していくと考えられている。

このようなマイナスイオンを人工的に富化された空気を調製できるように、種々の器具やマイナスイオン発生材が開発されており、例えばトルマリンまたは遠赤外線セラミックスを体質顔料として含み、帯電性の低い高分子または励起促進作用を有する所定の樹脂材料を配合した塗材が知られている（特許文献１）。

または、樹脂に粒子径が２００μｍ以下の希土類元素を含む鉱物粉体またはこれを焼成したセラミックスを配合し、マイナスイオンを発生する樹脂組成物が知られている（特許文献２）。

特開２００２−０１２８２７号公報特開２００３−１４７２１５号公報

しかし、上記した従来のマイナスイオン発生性を有する塗材や樹脂組成物では、マイナスイオンを発生すると同時にプラスイオンを生成する傾向もあり、必ずしもマイナスイオンのみが富化された空気が調製されているとは言えなかった。

また、マイナスイオンを発生する機能と共に、遠赤外線を発生する機能も高い鉱石粉末組成物についてもその必要性が求められていた。

そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決し、マイナスイオンを富化された空気を調製でき、しかもプラスイオン発生量の少ない機能性鉱石粉末組成物とし、さらには遠赤外線を発生する機能も有する機能性鉱石粉末組成物とし、またはこれらを用いた塗料、または樹脂成形材料とすることである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、トルマリン鉱石を含む鉱石粉末を主要構成成分とし、酸化カリウムを１０重量％以上含有するように調製された機能性鉱石粉末組成物としたのである。

上記したように構成されるこの発明の機能性鉱石粉末組成物は、トルマリン鉱石その他の鉱石粉末からマイナスイオンが発生し、しかもその際に、酸化カリウムがマイナスイオンをその周囲に引き付ける作用を奏すると考えられ、後述の実験結果からも明らかなように空気中のプラスイオン濃度は低下しており、しかもマイナスイオン濃度を上昇させるものになる。

これにより、マイナスイオンを富化された空気を調製でき、その際にプラスイオンを生成する傾向の少ない機能性鉱石粉末組成物となる。

また、できるだけ効率よくマイナスイオンを生成するためには、上記構成の機能性鉱石粉末組成物において、さらにラジウム鉱石もしくはゲルマニウム鉱石または両者を構成成分として含有する粉末組成物とすることが好ましい。ラジウム鉱石やゲルマニウム鉱石は、トルマリン鉱石の機能をさらに高め、さらに遠赤外線放射機能も高め得るからである。

機能性鉱石粉末組成物は、粉末粒径が、３μｍ以下であることが塗材や樹脂に配合した場合の均一分散性に対して好ましいと共に、塗膜や成形体の表面に平滑性を得て通気抵抗を低減させるために好ましい。

上記したように構成されるこの発明の機能性鉱石粉末組成物は、好ましくは塗料基材に対し、上記に記載した機能性鉱石粉末組成物を３〜１０重量％配合した機能性塗料とすることが好ましい。
また、機能性樹脂成形材料とするためには、前記した成形用合成樹脂材料に対し、上記の機能性鉱石粉末組成物を３〜１０重量％配合したものであることが好ましい。
なぜなら、上記した樹脂成形材料を得るためには、マイナスイオン発生性を奏すると共に、均一に分散して混合できる物性が必要であり、そのための配合量として３〜１０重量％という所定配合量が適当であり、３重量％未満の少量の配合では、充分にマイナスイオンを発生させることができずに好ましくなく、１０重量％を超えて配合すると、成形性や塗膜の平滑性が損なわれる結果となって好ましくないからである。

この発明は、上記のようにトルマリン鉱石を含む鉱石粉末を主要構成成分とし、酸化カリウムを所定量含有するように調製された機能性鉱石粉末組成物としたので、マイナスイオンを富化された空気を調製でき、しかもプラスイオンを生成する傾向の少ない機能性鉱石粉末組成物となる利点がある。

また、遠赤外線を発生する機能も有する機能性鉱石粉末組成物となり、その傾向は、ラジウム鉱石もしくはゲルマニウム鉱石または両者を含有するものについて優れる。

または、これらを用いてマイナスイオンを富化された空気を調製でき、しかもプラスイオンを生成する傾向の少ない機能性のある塗料となり、またはマイナスイオン発生機能を有する樹脂成形材料となる利点がある。

マイナスイオンの測定装置を示す概略図実施例の測定結果を示すイオン濃度と計測時間の関係を示す図表ブランクの測定結果を示すイオン濃度と計測時間の関係を示す図表

実施形態の機能性鉱石粉末組成物は、トルマリン鉱石を含む鉱石粉末を主要構成成分とし、酸化カリウムを１０重量％以上含有するように調製された機能性鉱石粉末組成物である。

トルマリン鉱石は、通称電気石と呼ばれるものであり、通例の化学組成は（Ｃａ，Ｋ，Ｎａ）（Ａｌ，Ｆｅ，Ｌｉ，Ｍｇ，Ｍｎ）_３（Ａｌ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｖ）_６（ＯＨ，Ｆ）_４（ＢＯ３）_３（Ｓｉ_６Ｏ_１８）であり、表１に定量分析による化学組成の例（分析値）を示した。

この発明の機能性鉱石粉末組成物中の酸化カリウム量を調整するには、上記の表中に例示したような周知の鉱物を配合することによって調整することができる。表中の貴宝石Ａ、Ｂは、それぞれ石英斑岩に属すると考えられる天然鉱石であり、貴宝石(または還元石(真)、(歓))として日本ＭＪＰ社等から市販されている。

トルマリン鉱石、ラジウム鉱石、ゲルマニウム鉱石、貴宝石などの原材料は、衝撃式粉砕機、高圧気流式ミル、加圧ローラーミル、ボールミル、振動ボールミルなどで粉砕および製粉し、分級整粒して、好ましくは粉末粒径が３μｍ以下であるようにしたものを採用することができる。

このようにして得られる鉱石粉末は、例えば遠赤外線の放射率が、９０％以上であるように、かつ酸化カリウムの含有量が１０％以上、通常１０〜１２％程度であるように配合する。因みに、貴宝石Ａの遠赤外線の放射率の代表値は９６．７０％、平均値９０％以上であり、トルマリン(黒)の同値は平均値９０％、石墨千枚岩の同値は平均値８０％である。
その際、トルマリン鉱石を含む鉱石粉末を主要構成成分とすればよく、５０重量％以上の主要構成成分は、トルマリンの他、カリウムの含有量の比較的多い鉱石から選択的に採用すればよく、別途調製した酸化カリウムを添加することもできる。

このようにして得られる機能性鉱石粉末は、通常、３〜１０％の添加量で塗料または樹脂成形材料に混合して用いることが好ましい。

機能性鉱石粉末は、塗料を構成する顔料と展色材(樹脂)に対して副材料として添加すればよく、ポリウレタン、ポリウレタンその他の樹脂の種類や濃度、用途を特に限定すると周知の塗料に対して所定量を添加することができる。

また、機能性鉱石粉末は、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリエステル、シリコーン、ユリア(尿素)樹脂その他周知の成形用の合成樹脂材料に対しても前記所定量を添加することが好ましい。

例えば、ユリア(尿素)樹脂にこの発明の機能性鉱石粉末を１０％混合し、形成した直径３〜７ｍｍ程度の樹脂ビーズの多数個を通気性の容器または袋に収容し、自動車の内燃機関の空気取り入れ口にフィルタの一部として設置することにより、マイナスイオンを含む空気がエンジンで燃焼することによる好ましい効果、例えば燃費向上や排気ガスの浄化作用が期待される。

また、ユリア(尿素)樹脂にこの発明の機能性鉱石粉末を５％混合し、形成した直径３〜７ｍｍ程度の樹脂ビーズの多数個を通水性の容器または袋に収容し、上記の樹脂ビーズを観賞魚飼育水槽や洗濯機の透水フィルタの一部に使用することにより、水浄化作用が期待される。

上記樹脂ビーズを収容した通水性の容器または袋を、浴槽に入れることにより、遠赤外線の効果による血流改善や疲労回復、風呂水の浄化などの作用が期待できる。
プラスチック製の食品容器の成形材料または表面被覆用塗料として、前記の塗料または樹脂成形材料を使用することにより、マイナスイオンによる鮮度保持効果が期待される。

そして、前記の塗料を窓ガラスにコーティングするか、またはガラス材料や陶器製のタイルの材料として、機能性鉱石粉末組成物を混入することにより、遠赤外線作用による結露防止や防汚効果が期待できる。
また、上記塗料を船底塗料として使用することにより、貝殻の付着防止その他の防汚塗料として好ましい作用を期待できる。

トルマリン鉱石粉末および貴宝石Ｂ(還元石歓)の混合粉８０重量％、ゲルマニウム鉱石粉１０重量％、ラジウム鉱石粉１０重量％からなり、いずれも粉末粒径２μｍであり、酸化カリウムの含有量が１０．５％であるものを調製し、これを７重量％配合したユリア樹脂材料を圧縮成形して直径３、５ｍｍ、１０ｍｍの球状成形体を得た。

これらの大、中、小球状成形体の等重量混合物１７０gを試験対象物Ａとして、図１に示す測定装置を用いて測定器(ゲルディオン型イオン計)を用いてマイナスイオンとプラスイオンの発生量を計測し、その結果を図２に示した。

すなわち、測定装置は、測定器(ゲルディオン型イオン計)１に導入する前の測定空気をヘパフィルタを用いた空気清浄機２およびイオンフィルタ３で浄化し、次いで試験対象物に接触通過した空気のマイナスイオン濃度およびプラスイオン濃度を測定するものである。

この測定装置を用いて、アルミニウム製箱状容器(３００×３００×５００ｍｍ)４を筐体とする振動装置の網かご内に試験対象物Ａの１７０gを収容し、これを上下の矢印のようにストローク６５ｍｍ、振動速度１２０回／分で上下振動させながら、測定器(ゲルディオン型イオン計)１で経過時間とイオン濃度を測定し、それらの関係をグラフとして記録し、その結果を図１及び表２に示した。なお、図３は、試験対象物のない測定条件でのブランクテストの結果であり、その結果も表２中に併記した。

表２及び図２、３の結果からも明らかなように、実施例１についてプラスイオンについての有意な発生は認められなかったが、マイナスイオンについての顕著な発生が認められ、マイナスイオンを富化された空気を調製でき、しかもプラスイオンを生成する傾向が少ないことが判明した。

１測定器
２空気清浄機
３イオンフィルタ
４箱状容器
Ａ試験対象物

Claims

トルマリン鉱石を含む鉱石粉末を主要構成成分とし、酸化カリウムを１０重量％以上含有するように調製された機能性鉱石粉末組成物。
ラジウム鉱石もしくはゲルマニウム鉱石または両者を構成成分として含有する請求項１に記載の機能性鉱石粉末組成物。
粉末粒径が、３μｍ以下である請求項１または２に記載の機能性鉱石粉末組成物。
塗料基材に対し、請求項１〜３のいずれかに記載の機能性鉱石粉末組成物を３〜１０重量％配合してなる塗料。
成形用合成樹脂材料に対し、請求項１〜３のいずれかに記載の機能性鉱石粉末組成物を３〜１０重量％配合してなる樹脂成形材料。