(57)【要約】【課題】導電性を有しない物品でも、薄い膜厚により、マイナスイオンを大量にかつ均一に放出し得る塗料組成物、塗装方法、及び塗装製品を提供する。【解決手段】最大粒子径５０μｍ以下の微粉末状の電気石、繊維径０．５〜５００ｎｍ、繊維長１０００μｍ以下を有し、かつ中心軸が空洞構造からなる微細炭素繊維、塗料用樹脂、及び溶剤乃至ビヒクルを含むことを特徴とするマイナスイオン放出性に優れた塗料組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
最大粒子径５０μｍ以下の微粉末状の電気石、繊維径０．５〜５００ｎｍ、繊維長１０００μｍ以下を有し、かつ中心軸が空洞構造からなる微細炭素繊維、塗料用樹脂、及び溶剤乃至ビヒクルを含むことを特徴とするマイナスイオン放出性に優れた塗料組成物。
【請求項２】
微細炭素繊維が、繊維径５〜３００ｎｍ、繊維長３〜３００μｍ及びアスペクト比が３〜５００を有する気相法による微細炭素繊維である請求項１に記載の塗料組成物。
【請求項３】
電気石が、塗料用樹脂１００重量部対して２０〜２０００重量部含まれる請求項１または２に記載の電気石含有塗料組成物。
【請求項４】
微細炭素繊維が、電気石１００重量部に対して１〜５０重量部含まれる請求項１、２又は３に記載の電気石含有塗料組成物。
【請求項５】
電気石の最大粒子径が２０μｍ以下であり、かつ平均粒子径が１０μｍ以下である請求項１〜４の何れかに記載塗料組成物。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の塗料組成物を用いて、所定の物品の表面に、膜厚が５０μｍ以下の被膜を形成せしめることを特徴とする塗装方法。
【請求項７】
被膜が、スクリーン印刷によって形成され請求項６に記載の塗装方法。
【請求項８】
請求項６又は７の何れかに記載の塗装方法により得られるマイナスイオン放出性に優れた塗装品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイナスイオンの放出性に優れた塗料組成物、それを用いた塗装方法、及びそのような塗装方法によって得られたマイナスイオン放出性に優れた塗装品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気石（トルマリン）等のマイナスイオンを放出する粉末を樹脂に練り込んで成形したり、或いは所定の物品の表面に塗布したりすることによって、マイナスイオンを放出する部材の製造法が知られている（例えば、特許文献１参照）。マイナスイオンの放出によって、環境の改善ひいては健康効果が発揮され、また消臭効果や抗菌効果等において優れた結果をもたらすことが期待されているからである。このようなマイナスイオンを放出する部材にあっては、マイナスイオンの放出量をできるだけ大きくかつ効率的にすることが必要とされており、また、未だ改善すべき幾つかの問題点がある。
【０００３】
すなわち、マイナスイオンを放出する粉末を混合するタイプの部材にあっては、マイナスイオンの放出量を大きくすべく、マイナスイオン放出物質の混合量を多くしようとされるが、その混合量の増大の割合に比べて、成形物表面から放出されるマイナスイオン量は大きくならない。その理由は、成形品の内部深くに分散、含有せしめられている粉末がマイナスイオンを放出しているにも拘らず、周りに存在する樹脂のプラスイオンによって中和され、樹脂層を透過して表面に到達するマイナスイオンが少なくなってしまうからである。
【０００４】
また、所定の物品に塗布するタイプの部材の場合、マイナスイオンを放出する粉末を含有する塗料組成物を用い、ハケ塗り、ローラー塗布、スプレー塗布等の手法によって塗布が行われるが、多くの場合、塗布厚さのバラツキによって、場所によるマイナスイオン放出量のバラツキが生じる。また、マイナスイオンの放出量を大きくすべく、塗膜の厚みを大きくした場合には、上記練り込みの場合と同様に、塗膜内部に存在する粉末は、効率よく、マイナスイオンを放出しているとは言えない。
【０００５】
さらに、従来のマイナスイオンを放出する塗料組成物の場合には、導電性を有する物品に表面に施す必要があり、導電性のない物品の場合には、マイナスイオン放出量の大きく、かつ効果的な被膜の形成は困難であった。このため、被膜を形成する対象物が限定されるために、その適用用途が狭い等の問題を内在している。
【特許文献１】特許２８５２３２２号公報
【特許文献２】特開２００３−２９２８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その目的は、薄い膜厚であっても、市場要求を満足させるに充分な量のマイナスイオンを均一に放出し得るマイナスイオンの放出性が高くかつ効率的である塗料組成物、該塗料組成物を使用した塗装方法、更には、そのような優れたマイナスイオン放出性を有する塗装製品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研究を進めたところ、マイナスイオンを放出し得る物質として、特定の物性を有する電気石を含む塗料組成物場合において、繊維径０．５〜５００ｎｍ、繊維長１０００μｍ以下であり、かつ、中心軸が空洞構造からなる、特定の物性を有する微細炭素繊維を含有せしめたときに、マイナスイオンの放出性が高くかつ効率的になることを見出した。これに加えて、この特定の物性を有する微細炭素繊維を含有する電気石を含む塗料組成物の場合には、塗布厚さのバラツキに起因するマイナスイオン放出量のバラツキも小さくしうるとともに、さらに重要なことは、導電性のない物品の表面でもマイナスイオンの放出性が高い被膜が形成されることが見出された。
【０００８】
本発明は、かかる新規な知見に基づくもので、以下の要旨からなるものである。
（１）最大粒子径５０μｍ以下の微粉末状の電気石、繊維径０．５〜５００ｎｍ、繊維長１０００μｍ以下を有し、かつ中心軸が空洞構造からなる微細炭素繊維、塗料用樹脂、及び溶剤乃至ビヒクルを含むことを特徴とするマイナスイオン放出性に優れた塗料組成物。
（２）微細炭素繊維が、繊維径５〜３００ｎｍ、繊維長３〜３００μｍ及びアスペクト比が３〜５００を有する気相法による微細炭素繊維である上記（１）に記載の塗料組成物。
（３）電気石が塗料用樹脂１００重量部対して２０〜２０００重量部含まれる上記（１）または（２）に記載の電気石含有塗料組成物。
（４）微細炭素繊維が電気石１００重量部に対して１〜５０重量部含まれる請求項１〜３の何れかに記載の塗料組成物。
（５）電気石の最大粒子径が２０μｍ以下であり、かつ平均粒子径が１０μｍ以下である請求項１〜４の何れかに記載塗料組成物。
（６）上記（１）〜（５）の何れかに記載の塗料組成物を用いて、所定の物品の表面に、膜厚が５０μｍ以下の被膜を形成せしめることを特徴とする塗装方法。
（７）被膜が、スクリーン印刷によって形成され上記（６）に記載の塗装方法。
（８）上記（６）又は（７）の何れかに記載の塗装方法により得られるマイナスイオン放出性に優れた塗装製品。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電気石含有塗料組成物にあっては、マイナスイオンの放出量を効果的に高め得るものであり、特に、本発明の塗料組成物を導電性を有しない物品の表面に対して、薄い塗膜厚さの塗装した場合でも、マイナスイオン放出量の著しい増大と効率的なマイナスイオンの放出とが有利に実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明において塗料組成物にあって重要なことは、繊維径０．５〜５００ｎｍ、繊維長１０００μｍ以下であり、かつ、中心軸が空洞構造からなる微細炭素繊維が含有されることにある。この微細炭素繊維は、好ましくはアスペクト比３〜１０００を有し、炭素六角網面からなる円筒が同心円状に配置された多層構造を有し、その中心軸が空洞構造を有する。かかる微細炭素繊維は、従来のＰＡＮ、ピッチ、セルロース、レーヨンなどの繊維を熱処理することによって得られる、繊維径が５〜１５μｍの従来のカーボンファイバーとは繊維径や繊維長さにおいて大きく異なるものである。
【００１１】
本発明において、微細炭素繊維は、その繊維径が０．５ｎｍより小さい場合には、分散が不十分になる。また、繊維長が１０００μｍより大きい場合には、スクリーン印刷などの手段により被膜を形成することが困難になる。なかでも微細炭素繊維は、繊維径が１０〜２００ｎｍ、繊維長が３〜３００μｍ、好ましくはアスペクト比が３〜５００を有するものが特に好ましい。なお、本発明において微細炭素繊維の繊維径や繊維長は、電子顕微鏡により測定することができる。
【００１２】
本発明で使用される好ましい微細炭素繊維は、カーボンナノチューブである。このカーボンナノチューブは、グラファイトウイスカー、フィラメンタスカーボン、炭素フィブリルなどとも呼ばれているもので、チューブを形成するグラファイト膜が一層である単層カーボンナノチューブと、多層である多層カーボンナノチューブとがあり、本発明ではそのいずれも使用できる。しかし、多層カーボンナノチューブの方が、大きい機械的強度が得られるとともに経済面でも有利であり好ましい。
【００１３】
カーボンナノチューブは、例えば、「カーボンナノチュ−ブの基礎」（コロナ社発行、２３〜５７頁、１９９８年発行）に記載されるようにアーク放電法、レーザ蒸発法及び熱分解法などにより製造される。カーボンナノチューブは、繊維径が好ましくは０．５〜５００ｎｍ、繊維長が好ましくは１〜５００μｍ、好ましくはアスペクト比が３〜５００のものである。
【００１４】
本発明において特に好ましい微細炭素繊維は、上記カーボンナノチューブのうちで繊維径と繊維長が比較的大きい気相法炭素繊維である。このような気相法炭素繊維は、ＶＧＣＦ（Vapor Growｎ Carbon Fiber）とも呼ばれ、特開２００３−１７６３２７号公報に記載されるように、炭化水素などのガスを有機遷移金属系触媒の存在下において水素ガスとともに気相熱分解することによって製造される。この気相法炭素繊維（ＶＧＣＦ）は、繊維径が好ましくは５０〜３００ｎｍ、繊維長が好ましくは３〜３００μｍ、好ましくはアスペクト比が３〜５００のものである。そして、このＶＧＣＦは、製造のしやすさや取り扱い性の点で優れている。
【００１５】
本発明で使用される微細炭素繊維は、２３００℃以上、好ましくは２５００〜３５００℃の温度で非酸化性雰囲気にて熱処理することが好ましく、これにより、その表面が黒鉛化され、機械的強度、化学的安定性が大きく向上し、得られる複合材料の軽量化に貢献する。非酸化性雰囲気は、アルゴン、ヘリウム、窒素ガスが好ましく使用される。
【００１６】
本発明の塗料組成物における微細炭素繊維量は、その含有量に応じて、マイナスイオンの放出特性が変化し、過度の含有量の場合には、逆にマイナスイオンの放出量が低下する。かくして含有量は、電気石１００重量部に対して好ましくは１〜５０重量部、特に好ましくは１〜２０重量部が好適である。
【００１７】
本発明の塗料組成物に含有される電気石は、静止状態（外部エネルギーを与えない状態）においてマイナスイオンを発生する電気石の粉末が使用される。この電気石はトルマリンとも称され、黒トルマリン、苦土トルマリン、石灰苦土トルマリン、リシアトルマリン等が知られており、本発明では、それらの中より、目的に応じて適宜に選択して用いられる。
【００１８】
本発明で、電気石の微粉末は、その粒子径が小さくなればなるほど、また粒度分布が狭くなればなるほど、マイナスイオンの放出特性が良好となるので、電気石の粒子径として、最大粒子径が５０μｍ以下の微粉末形態において混入せしめることが重要である。かくすることにより、本発明において薄い厚みの被膜において効率よくマイナスイオンを発生せしめることに寄与する。最大粒子径は好ましくは２０μｍ以下、特に好ましくは１０μｍ以下が好適である。電気石粉末の粒子径の下限は、実用的な粉砕操作よりして、一般に０．１μｍ以上が好ましい。また、その平均粒子径が好ましくは１０μｍ以下であり、特に好ましくは５μｍ以下であるのが好適である。更に、平均粒子径を基準にして、その−８０％の粒子径から＋８０％の粒子径の範囲内の微粒子が、全体の５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上を占めるものが有利に用いられる。
【００１９】
本発明の塗料組成物における電気石粉末の含有量としては、要求されるマイナスイオン放出特性に応じて、適宜決められるが、一般に、塗料用樹脂の１００重量部に対して好ましくは２０〜２０００重量部、特に好ましくは５０〜５００重量部が好適である。
【００２０】
さらに、本発明の塗料組成物では、必要に応じて、導電性を有する微粉末が含有せしめられる。これによって、マイナスイオンの放出特性が更に高められる。そのような導電性を有する微粉末としては、金、銀、銅、ニッケル、鉄、アルミニウム等の金属粉末のほか、カーボン、グラファイト等の無機系の粉末があり、それらは、何れも、電気石粉末と同程度の粒子径の微粉末形態において用いられる。また、導電性を有する微粉末の含有量は、電気石粉末の１００重量部に対して、好ましくは１〜５０重量部である。
【００２１】
本発明の塗料組成物には、他の成分として、塗料用樹脂、及び溶剤乃至はビヒクルが含有される。本発明では、塗料用樹脂としては、ポリエステル樹脂、塩ビ・酢ビ共重合樹脂、メタクリレート樹脂、メチルメタクリレート樹脂、セルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、アルキド系樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、ＳＢＲ系樹脂、環化ゴム系樹脂、ケトン系樹脂、ポリアミド樹脂等や、それら樹脂の変成品が有利に用いられる。
【００２２】
また、溶剤乃至はビヒクルとしては、ミネラルスピリットの如き脂肪族炭化水素、ソルベントナフサ、ソルベソ＃１００、ソルベソ＃１５０等の芳香族炭化水素、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等のグリコール、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のグリコール誘導体、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、ジアセトンアルコール等のケトンが有利に用いられる。
【００２３】
更に、本発明の塗料組成物には、従来からの塗料やインキに添加されている添加剤、例えば無機顔料、有機顔料、染料等の着色剤や、消泡剤、レベリング剤、顔料分散剤、ブロッキング防止剤、ワックス沈降防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤等が、助剤として、従来と同様な割合において、必要に応じて含有される。
【００２４】
本発明の塗料組成物を用いて、所定の物品の表面を塗装し、その表面にマイナスイオンを放出する被厚膜を形成せしめる場合、以下のような塗装方法が使用される。塗装方法としては、スクリーン印刷法を初め、オフセット印刷法、グラビア印刷法、凸版（フレキソ）印刷法等の印刷手法や、スプレー法、ハケ塗り法、ローラー法、浸漬法等が使用できる。被膜が形成される、フィルム、シート、プレート、成形体等の所定の物品の表面に塗装され、そこに薄い膜厚の被膜が形成せしめられる。形成される被膜は、厚みが好ましくはこのような薄い被膜の形成に際しては、スクリーン印刷法が、特に有利である。本発明の塗料組成物の場合、スクリーン印刷法により均一な膜厚の均質な被膜が容易に形成され、優れたマイナスイオン放出特性が実現される。
【００２５】
本発明では、塗料用組成物の被膜が形成される物品としては、種々の材質が使用できる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、  ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリルーブタジエンースチレン樹脂（ＡＢＳ）などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂、アルミナ、ジルコニアなどのセラミックス、アルミニウム、ステンレスなどの金属などが挙げられる。
【００２６】
本発明のマイナスイオン放出性の塗料用組成物は、上記したように、その表面が導電性を有しない物品に対してもその塗膜を形成することによって、マイナスイオンを大量にかつ効果的に放出させることができる。このため、従来では困難であった、導電性を有しない、プラスチック類やセラミックス類などの多くの物品の表面に被膜を設けてマイナスイオン放出性をもたしめることができるので、その用途は格段に広がるものである。
【実施例】
【００２７】
以下に、本発明の代表的な実施例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明の解釈が、かかる実施例の記載によって限定されるべきものでないことは言うまでもない。
【００２８】
また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更等を加えることができる。
【００２９】
実施例１
下記表１に示される含有組成の塗料組成物からなる５種のインキＡ〜Ｅを調製した。なお、使用した電気石粉末は、最大粒子径７μｍのトルマリンからなる微粉末で平均粒子径が２．５μｍである。また、微細炭素繊維は、繊維径が１５０ｎｍ、繊維長が１５μｍ、アスペクト比が１００の気相法炭素繊維をアルゴンガス雰囲気中、温度２８００℃で３０分間処理した微細炭素繊維である。アルミニウム粉末としては、最大粒子径が１０μｍのものを用いた。ポリエステル樹脂は、直鎖飽和ポリエステル樹脂である。ソルベントナフサは、初留点１５０℃、乾点１８０℃の芳香族炭化水素である。
【００３０】
上記Ａ〜Eのそれぞれの塗料組成物（インキ）の調製に際しては、ディソルバ（高速攪拌器）を用いた混合攪拌からなる攪拌分散法を採用した。
【００３１】
次いで、上記の５種のインキＡ〜Ｅをそれぞれ用いて、被印刷物である、ＡＢＳシート(厚み０．５ｍｍ)、ポリプロピレンシート（厚み０．５ｍｍ）、アクリル（ＭＭＡ）シート（厚み０．５ｍｍ）、透明ＰＶＣシート（厚み０．５ｍｍ）、及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム(厚み１２５μｍ)の表面に対して、スクリーン印刷法又はスプレー塗装法にて、印刷（塗装）を行った。なお、スクリーン印刷条件としては、ポリエステル＃１５０のスクリーンにて、ベタ印刷１回塗布の手法を採用し、スキージゴムとしては、ゴム硬度（ＪＩＳ−Ａ）が７２°のものを使用し、更に乾燥条件としては、ボックス型オーブン式温風乾燥機による８０℃×６０分間の条件を採用した。
【００３２】
得られた被印刷物におけるマイナスイオンの放出特性を調べるために、測定装置として、イオン測定器ＩＣ−１０００（ユニバーサル企画社製）を用い、測定距離：１cm、測定シートサイズ：１４５mm×６０mmの条件下において、マイナスイオンの放出量（単位:個／ｃｍ３）の測定を行い、その結果を下記表１に併せて示した。
【００３３】
【表１】
2006070110.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の塗料組成物を用いて所定の物品の表面を塗装して得られる塗装品は、マイナスイオンを効率よく放出させ得るものであり、市場における要求を充分に満足させるマイナスイオン放出製品として、エアコン、空気清浄機、冷蔵庫などの用途において、有利に用いられる。