JP6627115B2 - 消臭塗料 - Google Patents

Description

本発明は天然物系の消臭剤を配合した消臭塗料に関するものである。

天然物系の消臭剤として柿タンニンを利用した先行技術としては、たとえば特許文献１がある。これは柿果実搾汁中の柿タンニンを利用するもので、生ごみなどの悪臭源に吹き付け消臭するものである。従って、室内空間の悪臭物質の除去を目的に開発された我々の天然物系の消臭剤が配合された塗料とは異なり一時的に消臭するものである。

また、柿タンニンと茶カテキンを利用した消臭剤としては特許文献２がある。これは繊維表面にそれらの消臭剤を含浸させ靴下やシーツ、布団、枕などに利用するもので、一部カーテンにも利用されている。室内空間の消臭という見地から消臭剤を付着させたカーテンでは、カーテンの開閉、室内空間におけるカーテンの面積などの制約があるため、トイレ、病院、介護施設等の悪臭には効果は期待されない。また繊維とそれら消臭剤との固着力や洗濯による流出に問題があると考えられる。

その他、特許文献３に柿タンニンを利用した消臭剤がある。これは石鹸に柿タンニンを配合させ加齢臭など人体に付着している悪臭を除去する消臭石鹸としての利用であり、室内空間の悪臭を除去する目的で天然物系の消臭剤を利用したものではない。

また消臭塗料として上市されているものに、ゼオライトなどの多孔質の粉体を塗料に配合し室内の悪臭を物理吸着させるものや光触媒系粉体を塗料に配合し蛍光灯の紫外線による光触媒効果で悪臭物質を分解させるものなどがある。しかしゼオライトなどを利用するタイプは吸着した悪臭物質が再放散する問題があり、光触媒系のものは蛍光灯に変るＬＥＤによる照明では紫外線が出ないため十分な効果が発揮できていない状態である。

また塗膜に通気性を設けるための背景技術として特許文献４に示された技術がある。この技術はコロイダルシリカを塗料に配合して透湿性を付与させるものとして紹介されている。

特開平１１−２９０４３８号公報 特開２００１−１７２８６１号公報 特開２０１１−０３７９７０号公報 特開２００３−２０６４３４号公報

消臭塗料として従来物理吸着を利用したものや光触媒を利用したもの が上市されていたが悪臭物質の再放出の問題や安定した紫外線の確保の困難さなどから十分なものがないのが現状である。人や環境にやさしい天然物系の消臭物質を塗料に配合し、塗装後塗膜中の消臭物質が室内空間にある悪臭物質と多く、接触する方法を提供することにある。

本発明者は、天然物系の消臭剤（柿タンニン及び茶カテキン）の反応性を利用し、なおかつ、その物理吸着性と塗膜の表面積を増大させる多孔質無機消臭剤を併用すること及び塗膜中の消臭物質が悪臭物質と接触する機会を増大させるコロイダルシリカを配合することにより従来品の問題点を解決した。

即ち、本発明の消臭塗料は、天然物の柿タンニン又は茶カテキンと、多孔質の無機粉体と、コロイダルシリカが配合された水性系合成樹脂と、を含有するものである、

また、前記多孔質の無機粉体は、好ましくは珪藻土、ゼオライト、金属酸化物からなる群から選ばれる少なくとも１種であるものである。

上記の手段により消臭物質が悪臭物質と多く接触することができ、物理吸着による再放出の問題点の改良や光の強度に左右される光触媒系の消臭剤に頼ることなく、消臭性を大きく向上させたものである。

図１Ａは柿タンニンの化学構造式を示す分子構造図である。 図１Ｂは茶カテキンの化学構造式を示す分子構造図である。 図１Ｃは珪藻土の表面の電子顕微鏡写真である 図１Ｄはゼオライトの表面の電子顕微鏡写真である。 図１Ｅは金属酸化物の表面の電子顕微鏡写真である。 図１Ｆはコロイダルシリカの電子顕微鏡写真である。 図２Ａは合成樹脂に柿タンニンを配合して硬化した塗料の模式図である。 図２Ｂは合成樹脂に茶カテキンを配合して硬化した塗料の模式図である。 図３Ａは合成樹脂にコロイダルシリカと柿カテキンを配合して硬化した塗料の模式図である。 図３Ｂは合成樹脂にコロイダルシリカと茶カテキンを配合して硬化した塗料の模式図である。 図４Ａは合成樹脂に多孔質無機粉体とコロイダルシリカと柿カテキンを配合して硬化した塗料の模式図である。 図４Ｂは合成樹脂に多孔質無機粉体とコロイダルシリカと茶カテキンを配合して硬化した塗料の模式図である。

本発明の消臭塗料には天然物系の消臭剤、柿タンニン又は茶カテキンのいずれかが配合される。また物理吸着剤としては多孔質の無機粉体を配合する。無機粉体は珪藻土、ゼオライト、及び多孔質シリカなどの表面に固着させた金属酸化物からなる群から少なくとも一種を配合することが好ましい。それらをコロイダルシリカが配合された水性系の合成樹脂に混合して消臭塗料を作製する。

柿タンニン又は茶カテキンは図１Ａ及び図１Ｂに示すように分子中に多くのフェノール系の水酸基や環状ケトン基などを含み、それらが悪臭物質と弱い化学反応を起こし吸収する。
柿タンニンの1分子の大きさは、たとえば７００ナノメーターである。また、茶カテキンの1分子の大きさはたとえば５０ナノメーターである。

多孔質の無機粉体は、図１Ｃの珪藻土、図１Ｄのゼオライト、図１Ｅの金属酸化物に示すように、天然物系のものや金属酸化物系（例えば、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛）があり、多くの細孔を持っている。その細孔の径の大きさが悪臭物質を取り込むのに適しており多量の悪臭物質を吸収する。多くの細孔があるため塗膜の表面積が甚大に増加し消臭物質と多大に接触することができる。
珪藻土の１分子の大きさは、例えば５００００ｎｍである。また、ゼオライトの１分子の大きさは、例えば５０００ｎｍである。また、金属酸化物の１分子の大きさは、例えば５０００ｎｍである。

この発明に使用する図１Ｆに示すようなコロイダルシリカは、１分子の大きさが約１５ｎｍで塗膜中の樹脂ポリマー分子間や柿タンニンのポリマー分子間に入り込み隙間を作ることができ、そのため、塗膜に通気性を与えることができる。その結果、室内の悪臭物質は塗膜の表面だけではなく内部にある消臭物質とも接する機会が多くなり消臭効果が増大する。

塗料に使用する合成樹脂は耐アルカリ性、付着性、耐久性などからアクリル樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂などの使用が好ましい。しかも室内空間を主に塗装されることからこれらの樹脂はどれも非危険物の水性系の樹脂が好ましい。

塗料中に配合される反応系の消臭物質の柿タンニン及び茶カテキン及び多孔質無機粉体及びコロイダルシリカ及び水性合成樹脂の量は塗料の性状、消臭性能、塗膜性能等から次のような配合量が望ましい。
反応系消臭物質の柿タンニン及び茶カテキンは０〜３０％、又多孔質無機粉体は０〜５０％及び水性合成樹脂は５〜７５％が好ましい。またコロイダルシリカは水性合成樹脂中に０〜５０％含まれることが好ましい。

また塗料には着色顔料、消泡剤、増粘剤、分散剤等の原料を配合することができる。この塗料は室内外の壁や天井等に塗装できるが、下地がたとえば金属系、モルタル系などによってはそれに対応した水性系の下塗りを塗装することが望ましい。

実施例１，２及び比較例１〜６の各成分の配合量、及び、試験結果を表１に示す。

＜実施例１＞
表１の実施例１は天然物系の消臭剤（反応系）として柿タンニンを使用し、多孔質系消臭剤（物理吸着系）として珪藻土を使用した。樹脂は水性系のアクリル樹脂エマルジョンを使用しそれにはコロイダルシリカを配合した。

＜実施例２＞
表１の実施例２は天然物系の消臭剤（反応系）として茶カテキンを使用し、多孔質系消臭剤（物理吸着系）として珪藻土を選択した。樹脂は水性系のアクリル樹脂エマルジョンを使用しそれにはコロイダルシリカを配合した。

＜比較例１＞
実施例１において珪藻土、コロイダルシリカを配合しないで柿タンニンを処方したものである。

＜比較例２＞
実施例２において珪藻土、コロイダルシリカを配合しないで茶カテキンを処方したものである。

＜比較例３＞
実施例１においてコロイダルシリカ、柿タンニンを配合しないで処方したものである。

＜比較例４＞
実施例１において珪藻土を配合しないで処方したものである。

＜比較例５＞
実施例２において珪藻土を配合しないで処方したものである。

＜比較例６＞
実施例２において茶カテキンを配合しないで処方したものである。

試験方法としてはガス検知管を用い２時間後の消臭試験をおこなった。
＜アンモニアの消臭試験＞
（１）上質紙に各種塗料を平方ｍ当たり１２０ｇの塗布量で塗装する。

（２）５Ｌのテドラーバッグに（１）の塗装紙を入れたのち２００ｐｐｍのアンモニアガスを入れ密栓する。

（３）その後２時間後にテドラーバッグ中のアンモニアガスの濃度をガス検知管で測定し2時間後の除去率を測定した。

＜ホルムアルデヒドの消臭試験＞
アンモニアガスの試験方法と同様にホルムアルデヒドの５０ｐｐｍガスで２時間後の除去率を測定した。

この試験は上記のように実施例１，２としてコロイダルシリカ、珪藻土、反応系消臭剤のいずれも配合しているが、比較例１，２，３はコロイダルシリカが配合されない場合、また比較例１，２，４，５は珪藻土が配合されない場合および比較例６のように柿タンニンや茶カテキンなどの反応系消臭剤が配合されない場合と比較試験を行っている。

＜試験結果＞
（１）消臭性能は実施例１と実施例２とでは大きな差はない。
（２）珪藻土とコロイダルシリカが配合されていない比較例１は実施例１比べるとアンモニア、ホルムアルデヒドともに消臭性は劣る。
（３）コロイダルシリカと柿タンニンが配合されていない比較例３は実施例１と比べるとにアンモニア、ホルムアルデヒドともに消臭性は劣る。

（４）珪藻土が配合されていない比較例４は実施例１と比べるとアンモニア、ホルムアルデヒドともに消臭性は劣る。
（５）柿タンニンが配合されていない比較例６は実施例１と比べるとアンモニア、ホルムアルデヒドともに消臭性は劣る。
（６）珪藻土とコロイダルシリカが配合されていない比較例２は実施例２と比べるとアンモニア、ホルムアルデヒドともに消臭性は劣る。

（７）コロイダルシリカと茶カテキンが配合されていない比較例３は実施例２と比べるとアンモニア、ホルムアルデヒドともに消臭性は劣る。
（８）珪藻土が配合されていない比較例５は実施例２と比べるとアンモニア、ホルムアルデヒドともに消臭性は劣る。
（９）茶カテキンが配合されていない比較例６は実施例２と比べるとアンモニア、ホルムアルデヒドともに消臭性は劣る。

試験結果によって本願発明者は以下のように考えている。
反応系消臭物質たとえば図２Ａ、図２Ｂにあるように柿タンニン分子３や茶カテキン分子４が合成樹脂のポリマー分子２（例えば分子の長さが８００ｎｍ)に取り込まれた場合、外気中の悪臭物質１(例えばアンモニア分子の長さが０．５ｎｍ)は塗膜の表層にある消臭物質とのみ反応できるが、塗膜内部にある消臭物質とは反応せず非効率である。

ところが外気の悪臭物質１は図３Ａや図３Ｂのように塗料にコロイダルシリカ５を配合すれば、ポリマー間や反応性消臭物質とポリマーの間に隙間が出来て、塗膜内部にある消臭物質と反応固着する機会が増大することが出来る。加えて図４Ａや図４Ｂのように多孔質の無機粉体である珪藻土６を配合すれば、塗膜の表面積が著しく増加し、なおかつ塗膜に通気性を付与することが出来るため消臭効果が著しく高まる。

また多孔質無機粉体の細孔には悪臭物質１が物理吸着として取り込まれると同時に無機粉体の表面を覆う隙間のある塗膜中の反応性消臭物質と反応固着することも出来る。加えて上記無機粉体は図１Ｃに示す珪藻土を用いているが、図１Ｄに示すゼオライトや図１Ｅの金属酸化物を用いても同様の効果を奏するとが出来る。

本発明は天然物系の消臭剤（柿タンニンおよび茶カテキン）と多孔質の無機消臭剤（天然物系の珪藻 土等）を利用した人にやさしいエコタイプの悪臭物質を低減する消臭塗料として容易に建造物に利用 できる。例えば病院、介護施設、トイレ、保育園、ロッカールーム等々である。また塗料であるため 、何年かごとに塗り替えを行うことも出来るため、大掛かりな消臭施設や機具などと比べ簡便な消臭 対策として利用できる。

１ 悪臭物質
２ 合成樹脂中のポリマー分子
３ 柿タンニン分子
４ 茶カテキン分子
５ コロイダルシリカ
６ 珪藻土

Claims (2)

1. 柿タンニン又は茶カテキンと、
   多孔質の無機粉体と、
   コロイダルシリカが配合された水性系合成樹脂と、
   を含有する消臭塗料において、
   前記コロイダルシリカが前記水性系合成樹脂のポリマー間、及び、前記柿タンニン又は茶カテキンの分子と前記ポリマーとの間に入り込むことにより隙間を構成し、前記水性系合成樹脂が前記多孔質の無機粉体の周囲を覆う消臭塗料。
2. 前記多孔質の無機粉体は、珪藻土、ゼオライト、金属酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項１記載の消臭塗料。