JP3883414B2

JP3883414B2 - Coating composition, coating manufacturing method and building material

Info

Publication number: JP3883414B2
Application number: JP2001336594A
Authority: JP
Inventors: 勇雄三浦; 俊郎板谷; 恭一檜垣
Original assignee: Toda Corp
Current assignee: Toda Corp
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2001-11-01
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2021-11-01
Also published as: JP2003135957A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被膜組成物、被膜製造方法及び建材に関し、特に、抗菌・防汚・防臭・防錆機能を有する被膜組成物、被膜製造方法及び建材に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、例えば建築材料の分野で、抗菌・防汚・防臭等の機能を持たせることが行われている。
【０００３】
このような機能を持たせたものとして、表面に酸化チタン系触媒を用いた薄膜を形成した抗菌・防汚染性建材が知られている。
【０００４】
このような抗菌・防汚染性建材は、紫外線が照射されることにより、酸化チタン系触媒によって表面に強い酸化分解力と親水性が生じ、これによって抗菌・防汚性能及び防臭効果を発揮するものである。
【０００５】
しかし、このような抗菌・防汚染性建材は、紫外線が照射される明るいところでは十分な効果を発揮するものの、紫外線が照射されない暗いところでは十分な効果を発揮することができないという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、紫外線の照射時及び紫外線が照射されない場合でも、抗菌・防汚性能及び消臭・防錆効果を十分に発揮できる被膜組成物、被膜製造方法及び建材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）前記目的を達成するため、本発明の被膜組成物は、組成物の組成の重量比が、
酸化チタン３〜５％
トルマリン粉末４〜１０％
ナノカーボン２〜４％
コロイダルシリカ２〜５％
アルミナ１〜５％
溶媒８８〜７１％
であることを特徴とする。
【００１０】
このような発明によれば、紫外線の照射されている明るいときには、金属系触媒、特に酸化チタンの酸化分解力によって、抗菌・防汚及び防臭効果を発揮することができ、紫外線の照射されていない暗いときには、トルマリンの水分存在下における水分子の電気分解作用により親水性を発揮すると共に、トルマリンから発生する微弱電流により酸化チタンに電気を供給することで抗菌・防汚・防臭性能を発揮することとなる。
【００１１】
また、金属の錆は、金属が電子を失って酸素と結びつくことで発生するもので、トルマリンによって金属に電子を供給することで防錆性能を発揮することができる。
【００１２】
特に、ナノカーボーンや酸化マンガンランタン等の超伝導半導体は、抗菌や汚染物質を分解・無害にする働きがあり、このナノカーボンや酸化マンガンランタン等がトルマリンによって活性化されることで、汚染物質や細菌などの分解力を著しく増強させることができ、しかも、金属触媒やトルマリンの量を半減することができる。
【００１３】
（２）本発明の被膜製造方法は、（１）記載の被膜組成物を形成する工程と、
前記組成物を基材の表面に塗布または焼き付けて被膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、基材に組成物を塗布または焼き付けることで、紫外線の照射されているところでも、照射されていないところでも、抗菌・防汚・防臭・防錆性能を発揮できる多機能な被膜を簡単に製造することができる。
【００１５】
また、基材に塗布または焼き付けで製造できることから、種々の基材に広範囲に適用することが可能である。
【００１６】
（３）本発明の建材は、（１）記載の被膜組成物を基材の表面に塗布または焼き付けて形成した被膜を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、酸化チタンやトルマリン粉末、あるいはナノカーボンや酸化マンガンランタンによって抗菌、防汚、防臭機能を発揮でき、特に、トルマリン粉末によって金属基材に電気を供給することで、防錆機能を生じさせて耐久性を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態にかかる被膜を有する建材を示す図である。
【００２０】
この建材１０は、例えば外装材として用いられるもので、基材として金属、例えば鉄板１２の表面に抗菌・防汚・防臭・防錆性能を有する被膜１４が形成されている。
【００２１】
被膜１４は、金属系触媒１６と、トルマリン粉末１８と、ナノカーボン２２と、無機バインダー２０とが混合されてなる被膜組成物からなっている。
【００２２】
被膜１４を形成するには、金属系触媒１６と、トルマリン粉末１８と、ナノカーボン２２と、無機バインダー２０と、溶媒または水とを混合した組成物を形成し、この組成物を鉄板１２の表面に塗布または焼き付けて形成するようにしている。
【００２３】
金属系触媒１６としては、例えば、酸化チタン、銀、または銅等が採用できる。
【００２４】
この金属系触媒１６の粒径は、０．０２〜０．１μｍ程度のものを採用している。
【００２５】
また、トルマリン粉末１８の粒径は、０．０２μｍ以下のものを採用している。
【００２６】
ナノカーボン２２は、特殊加工活性炭の表面にナノサイズの細孔が無数に開口し、その開口部が３ｎｍ程度で細かい部分が０．１〜０．２ｎｍ（１〜２Å）というラッパのような構造となっており、この中には、多数のナノフラーレン・カーボンナノチューブが存在している。
【００２７】
ナノフラーレンの形は、５角形が１２個と６角形が２０個集まった球体となっている。
【００２８】
そこには超伝導半導体としての機能があり、そこを通過することにより、細菌や汚染物質を分解・無害にする効果がある。
【００２９】
また、ナノカーボン２２に代えて、ナノカーボン２２と同様の働きをする酸化マンガンランタン（ＬａＭｎＯ₃等の超伝導半導体）を単独で用いることもでき、あるいはナノカーボン２２と酸化マンガンランタンを併用することもできる。
【００３０】
無機バインダー２０としては、コロイダルシリカやアルミナを採用することができる。
【００３１】
溶媒としては、アルコール、トルエン、キシレン等を採用することができる。
【００３２】
次に、このような組成物の組成の一例を重量比にて以下に示す。
【００３３】
金属系触媒（酸化チタン）３〜５％
トルマリン粉末４〜１０％
ナノカーボン２〜４％
コロイダルシリカ２〜５％
アルミナ１〜５％
溶媒８８〜７１％
このような組成の被膜１４を鉄板１２上に形成した場合、トルマリン粉末１８の働きによって次のような機能を発揮することができる。
【００３４】
トルマリン粉末は、結晶の両端に＋電極と−電極を有し、両極間に永久的に直流の微弱電流０．０６ｍＡが発生し続ける。
【００３５】
−電極の電子は水分存在下で水分子は水素イオン（Ｈ＋）と水酸イオン（ＯＨ−）に電気分解され、ＯＨ−イオンはＨ₂Ｏ分子と結合してヒドロキシルイオン（Ｈ₃Ｏ₂−）を発生し親水性を発揮する。
【００３６】
また、夜間、紫外線が当たらない場合でも、トルマリン粉末１８から微弱電流（電子の流れ）が発生し、酸化チタンへ絶え間なく電気を供給し続けるので、抗菌・防汚・防臭性能を発揮することとなる。
【００３７】
さらに、金属の錆は、金属が電子を失って酸素と結びついて発生するもので、トルマリン粉末によって金属に電子を供給することにより金属を防錆することができ、基材である鉄板１２の防錆効果を発揮することができる。
【００３８】
このように、紫外線の照射時は酸化チタンにより、紫外線の照射しないところではトルマリン粉末により、それぞれ抗菌・防汚・防臭・防錆性能を発揮することができる多機能な建材を得ることができる。
【００３９】
また、ナノカーボン２２は、トルマリン粉末によって電気が供給されることで活性化され、汚染物質や細菌などの分解力を著しく増強することとなり、しかも、トルマリン粉末１８や金属触媒１６の量を半減することができる。
【００４０】
また、このような建材１０は、鉄板１２に組成生物を塗布あるいは焼き付けることにより簡単に製造でき、各種の建材に広範囲に適用することができる。
【００４１】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。
【００４２】
例えば、前記実施の形態では、基材として鉄板を用いた建材を示したが、この例に限らず、鉄板以外の金属や木材等を基材とする建材にも適用することができる。
【００４３】
また、建材としては、外装材に限らず内装材にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる被膜を有する建材を示す断面図である。
【符号の説明】
１０建材
１２鉄板
１４被膜
１６金属系触媒
１８トルマリン粉末
２０無機バインダー
２２ナノカーボン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating composition, a coating manufacturing method, and a building material, and more particularly, to a coating composition, a coating manufacturing method, and a building material having antibacterial, antifouling, deodorizing, and rust prevention functions.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
In recent years, for example, in the field of building materials, functions such as antibacterial, antifouling and deodorizing have been provided.
[0003]
Antibacterial and antifouling building materials in which a thin film using a titanium oxide catalyst is formed on the surface are known as those having such a function.
[0004]
Such antibacterial and antifouling building materials exhibit strong oxidative decomposition power and hydrophilicity on the surface due to the titanium oxide catalyst when irradiated with ultraviolet rays, thereby exhibiting antibacterial and antifouling performance and deodorizing effect. It is.
[0005]
However, such an antibacterial / antifouling building material has a problem that it exhibits a sufficient effect in a bright place where ultraviolet rays are irradiated, but cannot exhibit a sufficient effect in a dark place where ultraviolet rays are not irradiated.
[0006]
An object of the present invention is to provide a coating composition, a coating manufacturing method, and a building material that can sufficiently exhibit antibacterial / antifouling performance and deodorization / rust prevention effects even when irradiated with ultraviolet rays and when ultraviolet rays are not irradiated. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
(1) In order to achieve the above object, the coating composition of the present invention has a compositional weight ratio of:
Titanium oxide 3-5%
Tourmaline powder 4-10%
Nanocarbon 2-4%
Colloidal silica 2-5%
Alumina 1-5%
Solvent 88-71%
It is characterized by being.
[0010]
According to such an invention, when it is bright when it is irradiated with ultraviolet rays, it can exhibit antibacterial / antifouling and deodorizing effects by the oxidative decomposition ability of the metal catalyst, particularly titanium oxide, and is not irradiated with ultraviolet rays. When it is dark, it exhibits hydrophilicity by electrolysis of water molecules in the presence of water in tourmaline, and exhibits antibacterial, antifouling, and deodorant performance by supplying electricity to titanium oxide with a weak current generated from tourmaline. It becomes.
[0011]
Moreover, rust of metal is generated when the metal loses electrons and is combined with oxygen, and rust prevention performance can be exhibited by supplying electrons to the metal by tourmaline.
[0012]
In particular, superconducting semiconductors such as nanocarbon and manganese lanthanum have the function of decomposing and detoxifying antibacterial and pollutants, and when these nanocarbons and manganese lanthanum oxide are activated by tourmaline, The decomposing power of bacteria and the like can be remarkably enhanced, and the amount of metal catalyst and tourmaline can be halved.
[0013]
(2) The film manufacturing method of the present invention includes the step of forming the film composition according to (1),
Applying or baking the composition to the surface of a substrate to form a coating;
It is characterized by including .
[0014]
According to the present invention, by applying or baking the composition to the base material, it is a multifunctional product that can exhibit antibacterial, antifouling, deodorizing, and rustproofing performance even in places where it is irradiated with ultraviolet rays or not. The coating can be easily manufactured.
[0015]
In addition, since it can be produced by coating or baking on a substrate, it can be applied to a wide variety of substrates.
[0016]
(3) The building material of the present invention is characterized by having a coating formed by applying or baking the coating composition described in (1) on the surface of a substrate .
[0017]
According to the present invention, antibacterial, antifouling and deodorizing functions can be exhibited by titanium oxide or tourmaline powder, or nanocarbon or manganese oxide lanthanum. This can improve durability.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a view showing a building material having a coating according to an embodiment of the present invention.
[0020]
The building material 10 is used as, for example, an exterior material, and a coating 14 having antibacterial, antifouling, deodorizing, and rustproofing performance is formed on the surface of a metal, for example, an iron plate 12, as a base material.
[0021]
The coating 14 is made of a coating composition in which a metal catalyst 16, tourmaline powder 18, nanocarbon 22, and an inorganic binder 20 are mixed.
[0022]
In order to form the coating 14, a composition in which a metal catalyst 16, tourmaline powder 18, nanocarbon 22, an inorganic binder 20 and a solvent or water are mixed is formed, and this composition is applied to the surface of the iron plate 12. It is formed by coating or baking.
[0023]
As the metal catalyst 16, for example, titanium oxide, silver, copper, or the like can be employed.
[0024]
The metal catalyst 16 has a particle size of about 0.02 to 0.1 μm.
[0025]
The tourmaline powder 18 has a particle size of 0.02 μm or less.
[0026]
Nanocarbon 22 has a trumpet-like structure in which countless nano-sized pores are opened on the surface of specially processed activated carbon, the opening is about 3 nm, and the fine part is 0.1 to 0.2 nm (1 to 2 mm). In this, there are a large number of nanofullerenes and carbon nanotubes.
[0027]
The shape of nanofullerene is a sphere with 12 pentagons and 20 hexagons.
[0028]
There is a function as a superconducting semiconductor, and it has the effect of decomposing and harmless bacteria and pollutants by passing through it.
[0029]
In place of the nanocarbon 22, manganese lanthanum oxide (superconducting semiconductor such as LaMnO ₃ ) having the same function as the nanocarbon 22 can be used alone, or the nanocarbon 22 and manganese lanthanum can be used in combination. You can also.
[0030]
As the inorganic binder 20, colloidal silica or alumina can be employed.
[0031]
As the solvent, alcohol, toluene, xylene and the like can be employed.
[0032]
Next, an example of the composition of such a composition is shown below by weight ratio.
[0033]
Metal-based catalyst (titanium oxide) 3-5%
Tourmaline powder 4-10%
Nanocarbon 2-4%
Colloidal silica 2-5%
Alumina 1-5%
Solvent 88-71%
When the coating film 14 having such a composition is formed on the iron plate 12, the following functions can be exhibited by the action of the tourmaline powder 18.
[0034]
Tourmaline powder has a + electrode and a − electrode at both ends of the crystal, and a permanent weak DC current of 0.06 mA is continuously generated between both electrodes.
[0035]
- Electronic water molecule in the presence moisture electrodes are electrolyzed into hydrogen ions (H +) and hydroxyl ions (OH-), OH- ions combine with H ₂ O molecules hydroxyl ions (H ₃ O ₂ - ) And exhibits hydrophilicity.
[0036]
In addition, even when no ultraviolet rays are hit at night, a weak current (electron flow) is generated from the tourmaline powder 18 and continuously supplies electricity to the titanium oxide, thus exhibiting antibacterial, antifouling and deodorizing performance. Become.
[0037]
Furthermore, the rust of the metal is generated when the metal loses electrons and is combined with oxygen, and the metal can be rusted by supplying electrons to the metal with tourmaline powder, thereby preventing the iron plate 12 as a base material. A rust effect can be exhibited.
[0038]
Thus, a multifunctional building material capable of exhibiting antibacterial, antifouling, deodorant and rust prevention performance can be obtained by using titanium oxide when irradiated with ultraviolet rays and by tourmaline powder when not irradiated with ultraviolet rays.
[0039]
Further, the nanocarbon 22 is activated when electricity is supplied by the tourmaline powder, and remarkably enhances the decomposing power of pollutants and bacteria, and the amount of the tourmaline powder 18 and the metal catalyst 16 is halved. be able to.
[0040]
Moreover, such a building material 10 can be easily manufactured by applying or baking composition organisms to the iron plate 12, and can be widely applied to various building materials.
[0041]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified into various forms within the scope of the gist of the present invention.
[0042]
For example, in the said embodiment, although the building material which used the iron plate as a base material was shown, it is applicable not only to this example but to the building material which uses metals, wood, etc. other than an iron plate as a base material.
[0043]
The building material can be applied not only to the exterior material but also to the interior material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a building material having a coating according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Construction material 12 Iron plate 14 Coating 16 Metal catalyst 18 Tourmaline powder 20 Inorganic binder 22 Nanocarbon

Claims

組成物の組成の重量比が、
酸化チタン３〜５％
トルマリン粉末４〜１０％
ナノカーボン２〜４％
コロイダルシリカ２〜５％
アルミナ１〜５％
溶媒８８〜７１％
であることを特徴とする被膜組成物。The weight ratio of the composition of the composition is
Titanium oxide 3-5%
Tourmaline powder 4-10%
Nanocarbon 2-4%
Colloidal silica 2-5%
Alumina 1-5%
Solvent 88-71%
A coating composition characterized by the above.

請求項１記載の被膜組成物を形成する工程と、
前記組成物を基材の表面に塗布または焼き付けて被膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする被膜製造方法。Forming a coating composition according to claim 1;
Applying or baking the composition to the surface of a substrate to form a coating;
The film manufacturing method characterized by including.

請求項１記載の被膜組成物を基材の表面に塗布または焼き付けて形成した被膜を有することを特徴とする建材。Building materials characterized by having a claim 1 coat the coating composition was coated or baked on the surface of the substrate according.