(57)【要約】      （修正有）【課題】イオン効果により、内燃機関の燃焼効率、防錆性さらには脱臭性を高める機能性塗料組成物を提供する。【解決手段】天然珪酸塩類鉱物として鉄電気石、雲母、微量の放射性元素を含むランタン、セリウム、ネオジウム、イットリウム、ジルコニウム、チタニウム、カルシウム、ケイ素からなる鉱石燃焼酸化物粉、及び海泥（ホワイトクレイ）との混合微粉末を、合成樹脂化合物に練り込んでなり、塗布されたコーティング層は活性酸素と活性水素を発生する機能性塗料組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然珪酸塩類鉱物として鉄電気石５〜１５重量％、雲母２〜１０重量％、微量の放射性元素を含むランタン、セリウム、ネオジウム、イットリウム、ジルコニウム、チタニウム、カルシウム、ケイ素からなる鉱石燃焼酸化物粉６５〜９０重量％、及び海泥（ホワイトクレイ）３〜１０重量％との混合微粉末１０〜５５重量部を、合成樹脂化合物１００重量部に練り込んでなり、塗布されたコーティング層は活性酸素と活性水素を発生することを特徴とする機能性塗料組成物。
【請求項２】
上記鉱石燃焼酸化物粉が、Ｌａ2Ｏ3、ＣｅＯ2、ＳｉＯ2をそれぞれ１０〜２０重量％、Ｎｄ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、ＣａＯ、Ｙをそれぞれ２〜１０重量％含むことを特徴とする上記請求項１記載の塗料組成物。
【請求項３】
上記海泥（ホワイトクレイ）が、ミネラル成分として２５〜３５重量％のカルシウムと、マグネシウム、ナトリウムをそれぞれ０.２〜１重量％、さらに微量の、カリウム、亜
鉛、銅、鉄を含むことを特徴とする上記請求項１又は２に記載の塗料組成物。
【請求項４】
上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の機能性塗料組成物を用いた、内燃機関の燃焼効率改善用塗料組成物。
【請求項５】
上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の機能性塗料組成物を用いた、防錆用塗料組成物。
【請求項６】
上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の機能性塗料組成物を用いた、脱臭性建材用塗料組成物。
【請求項７】
上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の機能性塗料組成物により、内燃機関の空気導入経路内壁および／またはエアクリーナ内壁にコーティング層を形成し、吸入空気中の酸素および水分を活性イオン化する内燃機関の燃焼性改善方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発生期の活性水素と活性酸素を同時に発生させるマイナスイオン発生機能を活用することによって、内燃機関の燃焼効率の向上と、排ガス中の一酸化炭素、窒素酸化物、カーボン等の排出量を低下させることや、防錆効果の飛躍的な改善、さらには、有害化学物質等の分解効果による無害化と脱臭効果の向上改善を図ることのできる新たな機能性塗料組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼効率の向上には燃料油に燃焼効率向上のための添加剤（触媒材）を添加する方法や、希土類を使った方法が知られている。
【０００３】
例えば、マイナスイオン発生量が１立方センチメートル当り３５０個以上のマイナスイオンを発生する空気をつくる塗料をエアクリーナ室内の内面に塗布してなる燃焼性の高い、公害物質排出量の低いエンジン用エアクリーナによって、マイナスイオンから発生する活性酸素により、燃料成分が完全燃焼し、燃焼効率が向上して、二酸化窒素化合物および一酸化炭素の低減と併せ、カーボン排出量が著しく低下する技術が知られている（特許文献１）。
【０００４】
また、電気石と、微量の天然放射性元素とランタナイド希土類元素を含む二酸化ジルコン原料鉱砂との混合微粉、および光触媒活性二酸化チタンと塗料用バインダーを含有する機能性塗料組成物を用い、内燃機関の空気吸入路の内壁および／またはエアクリーナの内壁にコーティング層を形成することにより、空気中の酸素と水分を活性イオン化して完全燃焼を達成する技術が知られている（特許文献２）。
【０００５】
また、光触媒活性を有する酸化チタン微粒子が分散されたシリカの膜であって、且つ多孔質構造を有していることを特徴とする建材用塗膜が知られ、該塗膜は抗菌、防汚、消臭機能を有する点が知られている（特許文献３）。
【０００６】
さらに、導電性を有するバインダーに、ガーネットと鉱物焼成酸化物の混合微粉末からなる陰イオンを発生する鉱物を微細粉末化して混合させてなる、コーティング層の状態において定常的に陰イオンを放出することを特徴とする液状組成物が知られ、該組成物は、空気清浄効果、風味改質効果、消臭効果などを有する技術が知られている（特許文献４）。
【０００７】
また、電気石や希土類を使い空気中の水分を電解してイオン化する特性を利用して、内燃機関の吸気口やフィルターに塗布したり含侵させる方法が知られ、前記空気を活性化させることも知られている。
【０００８】
しかしながら、これら内燃機関の吸気口やフィルターからマニホールドまでの距離を考慮すると、マイナスイオン減衰時間から判断した発生量が少なく、効果は十分ではない。また、放射性元素を含む希土類を多く使うとマイナスイオンの発生量は多くなるが、放射線の発生量も多くなることから自然界に与える影響が心配される。
【０００９】
したがって、上記従来の技術では、これらの改善効果はいずれも満足できるものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２２５６７７号
【特許文献２】特許第３６０３９６１号
【特許文献３】特開平１１−２４６７８７号
【特許文献４】特許第３２８６２９８号
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】個体物理vol、２４（１９８９年）
【発明の概要】
【００１２】
本発明は、希土類元素による効果を最大限に生かしながら、その使用量を極力少なく抑えて、自然界に分布する鉱物を有効に利用しようとする発明で、希土類元素との相乗効果によって空気中に含まれる湿気（水分）を電解してイオン化し、これを利用して、エンジン吸気口からマニホールドまでの空気通過による滞留時間を考慮しても、内燃機関の燃焼効率向上効果を十分に発揮することができる機能性塗料組成物に関する。
【００１３】
また、本発明は、使用用途に対して配合比率を変えることで防錆効果が高められ、大気中の湿気（水分）によって金属類の表面が酸化されることから生じる錆の発生を抑えることができ、さらには、海水及び淡水が塗布面に接触する環境においても還元性が高い状況を作ることで防錆の効果を高めることができる機能性塗料組成物に関する。
【００１４】
また、発生期の水素及び酸素によって空気中の水分が還元作用により滝壺のような清々しさが得られると共に、建材に多く使われている一部の塗料や接着剤に含まれる化学物質（ＶＯＣ）が発生期の水素及び酸素によって分解されて無害化させることができる脱臭性の機能性建材用塗料組成物に関する。
【００１５】
そして、本発明は、以下の点を特徴とする。
１．天然珪酸塩類鉱物として鉄電気石５〜１５重量％、雲母２〜１０重量％、微量の放射性元素を含むランタン、セリウム、ネオジウム、イットリウム、ジルコニウム、チタニ  ウム、カルシウム、ケイ素からなる鉱石燃焼酸化物粉６５〜９０重量％、及び海泥（ホ  ワイトクレイ）３〜１０重量％との混合微粉末１０〜５５重量部を、合成樹脂化合物１  ００重量部に練り込んでなり、塗布されたコーティング層は活性酸素と活性水素を発生  することを特徴とする機能性塗料組成物。
２．上記鉱石燃焼酸化物粉が、Ｌａ2Ｏ3、ＣｅＯ2、ＳｉＯ2をそれぞれ１０〜２０重  量％、Ｎｄ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、ＣａＯ、Ｙをそれぞれ２〜１０重量％含むことを特徴とする塗料組成物。
３．上記海泥（ホワイトクレイ）が、ミネラル成分として２５〜３５重量％のカルシウムと、マグネシウム、ナトリウムをそれぞれ０.２〜１重量％、さらに微量の、カリウム、
亜鉛、銅、鉄を含むことを特徴とする塗料組成物。
４．上記の機能性塗料組成物を用いた、内燃機関の燃焼効率改善用塗料組成物。
５．上記の機能性塗料組成物を用いた、防錆用塗料組成物。
６．上記の機能性塗料組成物を用いた、脱臭性建材用塗料組成物。
７．上記の機能性塗料組成物により、内燃機関の空気導入経路内壁および／またはエアクリーナ内壁にコーティング層を形成し、吸入空気中の酸素および水分を活性イオン化する内燃機関の燃焼性改善方法。
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、発生期の活性水素ガスと、活性酸素ガスを発生することにより、様々な効果を発揮する機能性塗料組成物を提供し、従来技術の有する諸課題を解決するものである。
【００１７】
具体的には、コーティング層が発生期の活性水素ガスと活性酸素ガスを発生することにより、内燃機関の燃焼効率を改善する機能性塗料組成物を提供すること、すなわち、少量の原料の使用で、かつエアクリーナのフィルターに器具を装着するなどの面倒な構成を必要とせずに、高い活性イオン化と、高い燃焼効果を発揮する機能性塗料組成物、及びこれを利用した内燃機関の燃焼性改善方法を提供することである。
【００１８】
また、発生期の活性水素ガスと、活性酸素ガスを発生することにより、防錆効果を改善した機能性塗料組成物や、脱臭効果を改善した建材用の機能性塗料組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、天然珪酸塩類鉱物の鉄電気石、雲母と、微量の放射性元素を含むランタン、セリウム、ネオジウム、イットリウム、ジルコニウム、チタニウム、カルシウム、ケイ素からなる鉱石燃焼酸化物粉と、海泥（ホワイトクレイ）との混合微粉末（該組成物）を、水性アクリル樹脂等の合成樹脂化合物に練り込み機能性塗料組成物とする。
【００２０】
天然珪酸塩類鉱物である、鉄電気石［ＮａＦｅ3Ａｌ6ＢＯ3Ｓｉ6Ｏ18（ＯＨ・Ｆ）4］
は、二極性結晶として知られ、粉砕した微粉末（平均粒度５μｍ以下９８％）が、それぞれ独立した二極性結晶体を有する。
【００２１】
そして、これが空気中の湿気(水分)である水と接触することで生じる電気石の電極荷電圧は、２ＥＶ〜１０ＥＶ（３.２×１０-12〜１.６×１０-11ＣＧＳｅｒｇ）と極めて低く、水の分解圧（理論値０.７Ｖ）以下の微弱な電気分解をする時に、水（Ｈ2Ｏ）より発生期の水素ガスＨ2（２Ｈ2＋ｅ→２Ｈ→Ｈ2）を生じる。そして、残った水素イオンＯＨ-は、周りの水分子（Ｈ2Ｏ）と結合してヒドロキシルイオン（Ｈ3Ｏ2-）となる。
【００２２】
また、電気石は、上記ヒドロキシルイオン（Ｈ3Ｏ2-）を分解して活性酸素を発生する
ことが知られている。
【００２３】
電気石(鉄電気石を含む)の電気特性は上記のとおりで、微弱電解作用を示すが、静置状態でより多くのマイナスイオンを発生させるには、作用を励起させる外的なエネルギーを付与するための物質、すなわち励起材を混入させることが有効である。
【００２４】
電気石に、微量の放射性元素を含むランタン、セリウム、ネオジウム、イットリウム、ジルコニウム、チタニウム、カルシウム、ケイ素からなる鉱石（希土類鉱石）の燃焼酸化物粉を添加することで、それぞれが単独の場合と比較してマイナスイオンの発生量を多くすることができる。しかしながらが、例えばエンジンの燃焼等に寄与するためのイオン発生量としては不十分なものである。
【００２５】
また、所定箇所にコーティングしたときの電気石及び希土類鉱石の、微粉末状態での夫々の微粉末同士の接触を避けるため、及び、電気石の二極性の特徴をより高めるために、絶縁性を有する雲母粉末を混合して合成樹脂に練り込み、極分散させることによってコーティング層より多量の活性水素と活性酸素の発生が可能となる。しかしながら、希土類元素は、微量ではあるが放射性物質を同時に発生するので課題がある。
【００２６】
そこで、励起作用をより効率的に引き出すために、電気石以外で還元性が高い特性を持つ物質として、本発明者らは、特定の成分を有する海泥（ホワイトクレイ）が有効であること、特に、パラオの周辺海域に分布する海泥（ホワイトクレイ）が有効であることを見出した。
【００２７】
そして、この海泥（ホワイトクレイ）と、天然珪酸塩類鉱物として鉄電気石、雲母、微量の放射性元素を含むランタン、セリウム、ネオジウム、イットリウム、ジルコニウム、チタニウム、カルシウム、ケイ素からなる鉱石燃焼酸化物粉との混合微粉末を、合成樹脂化合物に練り込んで塗布したコーティング層は、発生期の活性水素と活性酸素がより多く発生することを見出した。
【００２８】
さらにこれらの組み合わせにより、鉱石燃焼酸化物粉等の使用量を下げることが可能となった。
【００２９】
次に、空気中の湿気（水分）における活性酸素ガスと、活性水素ガスの挙動について説明する。
【００３０】
空気中に水分は、湿気分として通常４０〜７０％程度含まれる。この水分は電気特性を有する珪酸塩類鉱物の電気石（鉄電気石）等の二極性鉱物に触れると活性水素ガスとマイナスイオンを発生する。
【００３１】
これらの反応分解のメカニズムを式に示す。
【数１】
2011089040.tif 000002
マイナスイオンのＨ3Ｏ2-は、さらに式（４）に示されるように活性酸素を発生する。
２（Ｈ3Ｏ2-）  →  ３Ｈ2Ｏ  ＋  １／２Ｏ2・・・・（４）
【００３２】
本発明は、発生期の活性水素ガスと活性酸素ガスの活性を促進するために天然珪酸塩類鉱物として鉄電気石５〜１５重量％、雲母２〜１０重量％、及び微量の放射性元素を含むランタン、セリウム、ネオジュウム、イットリュウム、ジルコニュウム、チタニュウム、カルシュウム、ケイ素からなる鉱石燃焼酸化物粉６５〜９０重量％と、海泥（ホワイトクレイ）３〜１０重量％との混合微粉末１０〜５５重量部を、合成樹脂化合物１００重量％に練り込んで機能性塗料とする。
【００３３】
そして、クリーナーＢＯＸ内壁等の、所定箇所に塗布したコーティング層から、活性酸素と活性水素が極めて高い発生率で生じることを可能とした。
【００３４】
天然珪酸塩鉱物の電気石と雲母の含有率が２５重量％以上を超えた場合、希土類鉱物の微量の放射性元素を含むランタン、セリウム、ネオジウム、イットリウム、ジルコニウム、チタニウム、カルシウム、ケイ素からなる酸化物の含有量が低くなり、塗膜層からの高いマイナスイオン発生量は期待できない。
【００３５】
したがって、このような塗料を使ってエンジンクリーナー室の内壁やマニホイールドのゴム製の継ぎ手の外壁等の所定箇所に機能性塗料を塗布しても効果を得ることはできない。
【００３６】
さらに、雲母を使用せずに、天然珪酸塩類鉱物として鉄電気石５〜１５重量％、及び微量の放射性元素を含むランタン、セリウム、ネオジウム、イットリウム、ジルコニウム、チタニウム、カルシウム、ケイ素からなる鉱石燃焼酸化物粉６５〜９５重量％との混合微粉末を、合成樹脂化合物に練り込んだ場合は、自然に発生するイオン発生量と殆ど同じ程度のマイナスイオン発生量であった。すなわち、コーティング層のマイナスイオン発生の効果がなく、燃焼効率の向上効果は期待できなかった。
【００３７】
このように、雲母を使用した場合と、使用しなかった場合のイオン発生量の差は大きく、雲母の電気特性である絶縁性が、機能性塗料全体の特性を大きく左右することが明らかとなった。
【００３８】
そして、実験の結果より、混合粉末の合成樹脂化合物への練り込み量は、合成樹脂化合物１００重量部に対して、５〜７０重量部、好ましくは１０〜５５重量部、さらに好ましくは１０〜３５重量部である。
【００３９】
したがって、本発明は、上記の４成分が必須の構成要素であり、さらに上記のとおりの組成比に規定することにより、本発明の顕著な効果を発揮するものである。
【００４０】
本発明に用いる天然珪酸塩鉱物としては、電気石（トルマリン）、雲母とさらには希土類元素を含むカンラン石、ジルコン石、角閃石、麦飯石等が挙げられているが、望ましくは、鉄電気石、雲母及びパラオの周辺海域に分布する海泥（ホワイトクレイ）である。
【００４１】
本発明の鉱石燃焼酸化物には、ランタン１〜１５重量％、セリウム１〜３０重量％、ネオジウム２〜１５重量％、イットリウム５〜３０重量％、ジルコニウム３〜４５重量％、チタニウム２〜３５重量％、カルシウム１〜３０重量％、ケイ素１〜１５重量％、シリカ１５〜３０重量％等が含まれている。これらの成分は、添加することよりマイナスイオンの発生を励起すると共に、空気中の酸素を活性化して燃焼効果を著しく向上させることができる。
【００４２】
次に、活性水素の自燃作用と活性酸素の酸化燃焼作用について説明する。
【００４３】
活性酸素は式（２）に示すとおり、発生期の水素ガス（Ｈ2）を増やし、発生期の水素
ガスの酸化燃焼は、石油成分の炭化水素化合物の燃焼により、先に空気中の酸素と結合して、炭化水素化合物の燃焼を効率よく促す。
【００４４】
また、ヒドロキシルイオン（Ｈ3Ｏ2-）は、炭化水素化合物に出会うと式（４）に示す
とおり、直ちに活性酸素を放出して酸化燃焼することは参考文献１にも示されているとおりである。
【００４５】
このことから、内燃機関での炭化水素化合物の燃焼は、空気中の酸素によるところが大きいが、空気中の酸素だけでは完全な燃焼をさせることは困難で、活性水素と活性酸素によって、先ず活性水素の自燃に依り空気中の酸素と結合し、炭化水素化合物の燃焼を促進すると共に、活性酸素による燃焼が酸化燃焼を促進して石油成分を完全燃焼することで、燃焼効果が向上することを見出し本発明に至った。
【００４６】
そして、本発明の機能性塗料組成物を、内燃機関のエアクリーナ内壁に塗布し、さらに、エアクリーナとマニホイールドを繋ぐゴム製の通気管の外壁及び内壁に塗布し、コーティング層を形成する。
【００４７】
コーティング層を形成したエアクリーナによるエンジンの燃焼テストを試みた結果、エンジン吸気中の湿気（水分）の電解反応により、発生期の活性水素ガスと活性酸素ガスの発生が活発になった。同時に通過時間に依る減衰低下を防ぐためマニホイールドを繋ぐゴム製の通気管の外壁及び内壁に本発明の機能性塗料組成物を塗布したことにより、燃焼効率が著しく向上し、これによって排気ガスに含まれる窒素酸化物とカーボンの排出量が減少するという顕著な燃焼効果が確認された。
【００４８】
次に、活性水素と活性酸素の作用による防錆効果について説明する。
【００４９】
鉄の錆は、水中の溶存酸素（Ｏ2）により鉄の表面に黄色の酸化第一鉄（ＦｅＯ）とし
て発生して、やがて酸化第２鉄（Ｆe2Ｏ）の赤錆となる。
【００５０】
酸化・還元を酸素の授受で考えると、一つの反応で酸素電子（マイナスイオン）を失う(還元される)物質があれば、必ず酸素電子を受け取る酸化物がある。
【００５１】
本発明は、水との接触で発生する発生期の水素ガスと塗膜と接触する酸化鉄(錆)との接触で酸素イオン（Ｏ-）を奪い、塗膜と鉄との間で還元環境を持続的に作り出すこと（酸
化還元反応の同時性）で、防錆効果を高めるものである。
【００５２】
また、水素電子(プラスイオン)は、式（１）及び（３）に示すとおり、環境に存在する水分（水）との接触で還元状態を連続的に作り出すことで、防錆効果を高めることができる。例えば、水は、電気陰性度はＯ＞Ｈであることから、ＯＨ間の共有電子対は全てＯ-
電子の所属と考えられる。
【００５３】
ここで錆の発生を防止するとは、活性水素によって水中ないし海水中の溶存酸素を消去中和して鉄の酸化反応を抑制することである。又、後述する藤壺種子の付着（着床）防止は、本発明の塗膜表面を海水の水との接触面から発生する活性水素による酸欠環境により、生物が生息できない環境を持続的に作ることである。従って、酸化鉄ＦｅＯ  →  Ｆｅ2Ｏ3（酸化鉄・・赤錆）の鉄（Ｆｅ）の単体中の電子の酸化数は、０となっていることから、防錆の化学的な原理が成り立つのである。
【００５４】
次に、無臭化による脱臭効果について説明する。
【００５５】
生活環境において臭気についての問題は多く見られるが、特にアンモニアや、硫化水素等を含む混合臭が原因となる。そして本発明者らは、ヒドロキシルマイナスイオンが、これらの臭気を酸化反応によって無臭化することを見出し本発明に至った。ここで、ヒドロキシルイオン（Ｈ3Ｏ2-）による酸化反応については式（４）で示したとおりである。
【００５６】
アンモニアの酸化反応は、以下のとおりである。
４ＮＨ3  ＋  ７Ｏ2  →  ４ＮＯ2（亜硝酸ガス）＋  ６Ｈ2Ｏ  ・・・・（５）
２ＮＯ2  ＋  Ｈ2Ｏ＋Ｏ2  →  ２ＨＮＯ3（硝酸）  ・・・・・・・・・（６）
Ｈ2Ｏ＋ＮＯ2  →  大気中に窒素ガスとして自然に拡散される          （７）
【００５７】
このような酸化反応の化学的メカニズムを、安定的且つ持続的に作り出すのがマイナスイオンである。
【００５８】
そして、本発明は、ヒドロキシルマイナスイオン（Ｈ3Ｏ2-）より発生期の酸素が生成
することから、本発明の機能性塗料組成物を、コーティングして有機性臭気の脱臭効果が高い脱臭性塗料組成物とする。
【００５９】
これを実証するため、次の実験を行った。
【００６０】
アンモニア試薬と本発明の脱臭性建材塗料組成物を用意して、一方の綿に該組成物を１
０ｇ含侵させ、他方の綿には組成物を全く含侵させないブランクを作成し、同じサイズの試験蓉器に夫々投入した。試験蓉器２本にはアンモニア試薬を綿に含侵させて、ガラス容器を密閉して実験を試みた。
【００６１】
試験の結果、以下の表−１のとおり、本発明の塗料組成物の有機性臭気の脱臭効果が明らかとなった。試験は、６点臭気比較式集袋法を採用した。
【００６２】
【表１】
2011089040.tif 000003
【００６３】
さらに、近年、新建材が多く用いられ、壁紙（クロス）や合板の張り合わせに多くの接着剤が使われている。そして接着剤などには揮発性有機化合物が含まれることから、健康被害（シックハウス症候群）が社会問題となっている。
【００６４】
これに対し、本発明者らは実験の結果、揮発性有機化合物の中で、特にアセトン、クロロホルム、ホルムアルデヒドの有害物質を、酸化反応によって無害化し分解除去できることを見出した。そこで、（株）住化分析センターに依頼して、本発明の塗料組成物を作成し、マイナスイオン塗料のホルムアルデヒト分解除去性能試験を行った（実施例５参照）。
【００６５】
ここで、アセトン、クロロホルム、ホルムアルデヒドの酸化還元の化学反応式を示すと次のとおりとなる。
【００６６】
アセトン（ＣＨ3ＣＯＣＨ3）の酸化反応は、
１６Ｈ3Ｏ2-  →  ２４Ｈ2Ｏ  ＋  ４Ｏ2      ・・・・・・・・・・・・・・（８）
ＣＨ3ＣＯＣＨ3  ＋  ４Ｏ2 →  ３ＣＯ2  ＋  ３Ｈ2Ｏ       ・・・・・・・（９）
（８）＋（９）＝ＣＨ3ＣＯＣＨ3+１６Ｈ3Ｏ2- →  ３ＣＯ2  ＋  ２７Ｈ2Ｏ ・・（10）  となる。
【００６７】
したがって、１モルのアセトンを酸化脱臭するためには、１６モルのヒドロキシルマイナスイオンが有れば、炭酸ガスと水に分解される。
【００６８】
クロロホルム（ＨＣＣｌ3）の酸化反応は、
４Ｈ3Ｏ2-  →  ６Ｈ2Ｏ  ＋  Ｏ2      ・・・・・・・・・・・・・・・・   （11）
ＨＣＣｌ3  →  ＣＯ2 +  ２ＨＣｌ     ・・・・・・・・・・・・・・・・  （12）
（11）＋（12）＝ ＨＣＣｌ3 ＋ ４Ｈ3Ｏ2-  → ＣＯ2 ＋ ２ＨＣｌ ＋ ６Ｈ2Ｏ  （13）となる。
【００６９】
したがって、１モルのクロロホルムを酸化脱臭するためには、４モルのヒドロキシルマイナスイオンが必要となり、炭酸ガスと水に分解される。
ホルムアルデヒド（ＨＣＯＯＨ）の酸化反応は、
４Ｈ3Ｏ2- →  ６Ｈ2Ｏ  ＋  Ｏ2  ・・・・・・・・・・ （14）
ＨＣＨＯ  ＋  １／２Ｏ2→  ＨＣＯＯＨ・・・・・・・ （15）
ＨＣＯＯＨ  ＋  １／２Ｏ2→  ＣＯ2  ＋  Ｈ2Ｏ ・・・（16）
式（14）＋（15）＋（16）＝ＨＣＨＯ ＋ ４（Ｈ3Ｏ2-）→ ＣＯ2 ＋７Ｈ2Ｏ   （17)
【００７０】
したがって、ヒドロキシルマイナスイオンは、ホルムアルデヒドに接触すると直ちに発生期の酸素を発生して、蟻酸に変化させ、さらに炭酸ガスと水を生成して無害化する。
【００７１】
このようなメカニズムを安定的且つ持続的な状態を作り出すのがマイナスイオンであることは、既に多くの文献で明らかとなっていることから、大気中の酸素と揮発性有機化合物との反応は、酸素が活性で無い。そして、極めて長時間を要するが、ヒドロキシルマイナスイオンから発生する発生期の酸素は、活性が高いことから酸化反応が早い。
【発明の効果】
【００７２】
上記のとおり、本発明の機能性塗料を用い、発生期の活性水素と活性酸素を同時に発生させるマイナスイオン発生機能を活用することによって、内燃機関の燃焼効率の向上と、排ガス中の一酸化炭素、窒素酸化物、カーボン等の排出量を低下させることや、防錆効果の飛躍的な改善、さらには、有害化学物質等の分解効果による無害化と脱臭効果の向上改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、実施例２におけるプラスイオンの発生量を、本発明の塗料を塗布して行った計測結果を表すグラフである。
【図２】図２は、実施例２におけるマイナスイオンの発生量を、本発明の塗料を塗布して行った計測結果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
本発明の活性水素と活性酸素の発生を高める機能性組成物は、天然珪酸塩鉱物として電気石(好ましくは鉄電気石) ５〜１５重量％、雲母２〜１０重量％、及び微量の放射性元
素を含むランタン、セリウム、ネオジウム、イットリウム、ジルコニウム、チタニウム、カルシウム、ケイ素からなる鉱石燃焼酸化物粉６５〜９０重量％と、ホワイトクレイ３〜１０重量％との混合微粉末１０〜５５重量部を、エマルジョン合成樹脂化合物１００重量部に練り込む。そして、内燃機関の空気導入路の内壁及び外壁部にコーティング層を形成することにより、塗布されたコーティング層に接触した空気中の水分が、直ちに活性水素と活性酸素に変換することとなる。
【００７５】
微量の放射性元素を含むランタン、セリウム、ネオジウム、イットリウム、ジルコニウム、チタニウム、カルシウム、ケイ素からなる鉱石燃焼酸化物粉は、電気石及び海泥(ホ
ワイトクレイ)の持つ電気特性を励起し、空気中の水分の電解反応を活性、強化、促進、
増加させる。
【００７６】
また、ランタン、セリウム、ネオジュウム、イットリウム、ジルコニウム、チタニウム、カルシウム、ケイ素からなる鉱石燃焼酸化物は、天然珪酸塩鉱物として電気石(好まし
くは鉄電気石)、及び、海泥(ホワイトクレー)の電気特性を励起し、空気中に含まれる水
分や環境の中での水の電解反応を促進する触媒作用をしているものと考えられる。
【００７７】
また、海泥（ホワイトクレイ）は、ミネラル成分として２５〜３５重量％のカルシウムと、マグネシウム、ナトリウムをそれぞれ０.２〜１重量％、さらに微量の、カリウム、
亜鉛、銅、鉄を含むことを特徴とする。
【００７８】
さらに詳細には、上記の海泥（ホワイトクレイ）は、特に本発明に適したパラオ周辺海域の海泥は、水分（Ｈ2Ｏ）１７.１ｗｔ％、カルシウム（Ｃａ）２９.５ｗｔ％、マグネ
シウム（Ｍｇ）０.４５ｗｔ％、ナトリウム（Ｎａ）０.３１ｗｔ％、カリウム（Ｋ）０.
０４ｗｔ％、亜鉛（Ｚｎ）１.００ｍｇ／Ｋｇ、銅（Ｃｕ）＜０.０５ｍｇ／Ｋｇ、鉄（Ｆｅ）４１.７ｍｇ／Ｋｇ、塩分（ＮａＣｌ）０.９２ｗｔ％を含有する。
【００７９】
海泥(ホワイトクレー)の元素配合は、鉄（Ｆｅ）４１.７ｍｇ／Ｋｇと、マグネシウム
（Ｍｇ）０.４５ｗｔ％と、カルシウム（Ｃａ）２９.５ｗｔ％と、微量のリンが含有されており、これらを合わせるとケイ素（Ｓｉ）の含有量を上回っていることから、自然界の還元材料であることが明らかであり、電解反応による還元環境の活性強化、促進、増加に貢献することとなる。
【００８０】
本発明は、励起材と共に絶縁材料である雲母の微粉末を混合することにより、それぞれの微粉末粒子が独立して接触しない状態を、エマルジョン樹脂の塗膜中に形成して、電気石と海泥（ホワイトクレー）の電気特性を高めるため、極めて高いイオン発生量を得ることができる。
【００８１】
本発明の合成樹脂化合物としては、シリコン樹脂、シリコンゴムラテックス、天然ゴムラテックス、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ビニール樹脂、アルキッド樹脂、フッ素樹脂などの他、従来から用いられてきた各種防錆塗料のバインダー樹脂を用いることができる。
【００８２】
以下に、本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００８３】
［実施例１］
（燃焼効率の改善効果について）
本発明においては、電気石８重量％、海泥５重量％、白雲母８重量％、及びランタン、セリウム、ネオジウム、イットリウム、ジルコニウム、チタニウム、カルシウム、ケイ素等からなる鉱石の焼成による酸化物微粉７９重量％を、これらの比率で含む微粉末１５重量部を、水性アクリル共重合樹脂（エマルジョン樹脂・水分７５重量％、固形分２５重量％)１００重量部に練り込んで塗料を作成した。
【００８４】
この塗料をアルミ箔表面に刷毛で５００／ｃｍ2相当を塗布し均一なコーティング層を
形成した。このコーティング層を形成したアルミ箔５００／ｃｍ2は、静止状態で１ｃｍ3当たりプラスイオン１６００個、マイナスイオン３５００個が同時に発生した。
【００８５】
マイナスイオン発生量の測定は、（株）シグマテック社製MODELＳＣ−５０を用いた。
ここで、プラスイオンの発生は空気中に含む水分（湿気）が発生期の水素を含むことを意味し、マイナスイオンはヒドロキシルイオンをさしており発生期の酸素を示す。
【００８６】
マイナスイオンの発生量の比較を以下の表−２に示す。
【００８７】
【表２】
2011089040.tif 000004
【００８８】
電気石のみの場合の、マイナスイオンの発生量は、多くの文献に４５０個／ｃｃ程度であることが示されているが、試料１の場合は、自然発生量との比較でも１０００個程度の発生量である。そして、この程度の発生量では、本発明者らが行ってきた実走行実験の結果から見ても、その効果はあまり期待できない。
【００８９】
試料４として示す、白雲母を用いた場合のマイナスイオン発生量は、白雲母の持つ絶縁性により、本発明者らの予測どおり顕著な効果を発揮した。したがって、この試料４を、以下の実施例に用いた。
【００９０】
本発明の、該コーティング層を形成するエマルジョン塗料を用いて、自動車用内燃機関の空気導入路のクリーナーの内壁に２５０ｇ／ｍ2と、マニホールドまでのゴム製の導
入路の外壁に３５０ｇ／ｍ2を塗布した。
【００９１】
このコーティング層面を形成したガソリンエンジン自家用車、マークII（走行距離
６万ｋｍ）を用いて燃料消費と、ＣＯガス発生量、ＨＣ(ハイドロカーボン)の発生量について、燃焼改善効果確認のためのテストを一般道で実施した。
【００９２】
その結果、ＣＯ発生量は、塗布前０.０６ｐｐｍ、塗布後０.０３ｐｐｍであり、ＨＣ発生量は、塗布前３７ｐｐｍ、塗布後０.２５ｐｐｍであり、燃料消費量は、塗布前６.５ｋｍ／ｌ、塗布後１０.５ｋｍ／ｌとなって、４ｋｍ／ｌの改善が見られ、顕著な燃料消費
改善効果を示した。
【００９３】
本発明のコーティング層を形成するエマルジョン塗料の表面の含湿空気は、塗料の表面を通過もしくは接触することにより、直ちに、プラスイオンである発生期の活性水素とマイナスイオンである発生期の活性酸素を、同時に含む空気を形成する。そして、これによる活性水素の自燃と活性酸素の石油成分の酸化燃焼を促進する相乗効果によって、燃焼効率の改善につながる。
【００９４】
［実施例２］
上記試料４の塗料でコーティング層を形成し、マイナスイオン及びプラスイオンの発生量を測定した。コーティング層の練り込み量を３種類設定し、試料イ、ロ、ハとした。それぞれの測定結果を、以下の表−３に示す。
【００９５】
【表３】
2011089040.tif 000005
【００９６】
この結果から、プラスイオンとマイナスイオンが同時に発生しても、イオン同士が中和することなく、それぞれが独立した存在であることが、イオンカウンターによる計測によって確認された。
【００９７】
［実施例３］
実施例２で作成した、３種類のコーティング層を形成する共重合エマルジョン樹脂を用いて、サーキットコースにおいて実車走行実験を行い、燃料消費量を算出した。
【００９８】
テストは、先ず、塗料を塗布されていない状態で走行テストを行い、次に該塗料1から
順に塗料を変えて走行テストを実施した。
【００９９】
テスト車は、トヨタクレスタ（３０００ｃｃ走行距離１３万５０００ｋｍ）で、エアクリーナＢＯＸとマニホールドに繋がる蛇腹形状のゴム製パイプの外壁の全面に刷毛で均等に塗料を塗布した。その結果を表−４に示す。
【０１００】
【表４】
2011089040.tif 000006
【０１０１】
テストコースでの走行実験の結果、例えば混合物粉末１０重量部のコーティング層を形成し平均速度１００ｋｍ／ｈで走行した場合、未塗布の状態では８.５ｋｍ／ｌであった
が、塗布した場合の走行距離は、１０.８ｋｍ／ｌと改善され、３５％の燃焼改善効率を
得た。
【０１０２】
上記実施例から明らかなとおり、本発明の燃焼効率改善用塗料組成物を用いることにより、塗膜のコーティング層の表面に含湿空気が接触して、マイナスイオンである活性水素と活性酸素が同時に発生する。そして、活性水素の自燃と活性酸素による酸化燃焼を高める相乗効果により、燃料の完全燃焼が行われることから、排ガス中の一酸化炭素とカーボン微粒子が低減し環境への効果は大きいものである。
【０１０３】
［実施例４］
（防錆効果について）
本発明機能性組成物をエマルジョン樹脂に練り込んで作成した塗料を、１ｍ四方の鉄板に塗布した試験体Ａと、一般に市販され船などに広く使用されている船底塗料（関西ペイント製造）を鉄板に塗布した試験体Ｂと、鉄板に何も塗布しない試験体Ｃを、同時に３枚を海中約３ｍに固定して実験を行った。
【０１０４】
試験体Ａ、Ｂ、Ｃを比較すると、塗料を何も塗布しなかった試験体Ｃは、約１カ月で全体が赤錆で覆われているのが目視ではっきりと判ったが、塗布した試験体Ａ、Ｂは、６カ月を経過しても錆の発生はなかった。
【０１０５】
しかしながら、試験体Ｂは、本発明の試験体Ａと比較すると、塗膜表面に違いが現れてきた。すなわち、一般の船底塗料である試験体Ｂの表面には、ざらつきが現れ、その一部を削り取って顕微鏡で確認したところ、藤壺の種子が広く全体に付着（着床）した。これに対し、本発明の試験体Ａは、特に変化がなかった。
【０１０６】
塗膜表面のフジツボ付着と鉄板表面の解析を、表−５に示す。
【０１０７】
【表５】
2011089040.tif 000007
【０１０８】
表−５から明らかなとおり、本発明の組成物を練り込んだ機能性塗料は、６ヶ月間浸漬しても赤錆の発生はなく、防錆成分の黒錆（マグネタイト）が鉄板表面に生成しており、さびの進行を防止することが確認できた。また、市販塗料の鉄板表面には一般に錆と言われる赤錆(ヘマタイト)が少量ながら生成し、明らかに錆の進行が進んでいることが確認できた。
【０１０９】
この結果から、本発明の塗料を塗布した試験体Ａは、塗料の機能特性として海水に触れる所でも還元性が持続的に保持されることを示した。そして、藤壺の付着（着床）が困難であることが証明され、本発明の防錆効果が確認された。
【０１１０】
［実施例５］
（脱臭効果について）
試料は、一般に市販されている建材用のアクリル系フッ素塗料ビッグ１０（アサヒペン社謹製）と、本発明の塗料を使用した。
【０１１１】
試験方法は、試料の和紙を、それぞれ３ｃｍ×１０ｃｍ四方の短冊状にカットした後、ビッグ１０及び本発明の塗料を塗布し、両端を止めて３６枚を輪にした。
【０１１２】
それぞれ１００リットルのデドラーバッグに試料を入れ、ポンプでバッグ内の空気を除去した。次に５０％に調湿した清浄空気１００リットルをそれぞれのデドラーバッグに入れ、ホルムアルデヒドを約４０μｇ／ｃｍ3≒０.３ｐｐｍとなるように添加した。
【０１１３】
添加後１時間〜４時間まで、１時間ごとにバッグ内の空気１０リットルをサンプリングした。試験中は一定時間のインターバルで、デドラーバッグを回転させて中の空気を撹拌した。(ホルムアルデヒド捕集方法：ＤＮＰＨカートリッジ捕集。測定方法：アセトニト
ル溶出後高速液体クロマトグラフ法で行った）。
（株）住化分析センターで実施した、ホルムアルデヒド除去率の経時変化を示す結果を
以下の表−６に示す。
【０１１４】
【表６】
2011089040.tif 000008
【０１１５】
試験の結果、本発明の塗料のホルムアルデヒドの除去率は、３時間で９６％であることから、ホルムアルデヒドの室内での濃度ガイドライン値を、１時間以内にクリアすることが実証された。
【０１１６】
これに対し、市販塗料のホルムアルデヒドの除去率は、３時間で６３％でしかなく、本発明の優れた効果が明らかとなった。
【図１】
2011089040.tif 000009
【図２】
2011089040.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月24日(2009.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
そして、本発明は、以下の点を特徴とする。
１．天然珪酸塩類鉱物として鉄電気石５〜１５重量％、雲母２〜１０重量％、微量の放射性元素を含むランタン、セリウム、ネオジウム、イットリウム、ジルコニウム、チタニ  ウム、カルシウム、ケイ素からなる鉱石燃焼酸化物粉６５〜９０重量％、及び海泥（ホ  ワイトクレイ）３〜１０重量％との混合微粉末１０〜５５重量部を、合成樹脂化合物１  ００重量部に練り込んでなり、塗布されたコーティング層は活性酸素と活性水素を発生  することを特徴とする機能性塗料組成物。
２．上記鉱石燃焼酸化物粉が、Ｌａ2Ｏ3、ＣｅＯ2、ＳｉＯ2をそれぞれ１０〜２０重量％、Ｎｄ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、ＣａＯ、Ｙをそれぞれ２〜１０重量％含むことを特徴とする塗料組成物。
３．上記海泥であるホワイトクレイ（以下、「海泥（ホワイトクレイ）」と表記する。）が、ミネラル成分として２５〜３５重量％のカルシウムと、マグネシウム、ナトリウムをそれぞれ０.２〜１重量％、さらに微量の、カリウム、亜鉛、銅、鉄を含むことを特徴とする塗料組成物。
４．上記の機能性塗料組成物を用いた、内燃機関の燃焼効率改善用塗料組成物。
５．上記の機能性塗料組成物を用いた、防錆用塗料組成物。
６．上記の機能性塗料組成物を用いた、脱臭性建材用塗料組成物。
７．上記の機能性塗料組成物により、内燃機関の空気導入経路内壁および／またはエアクリーナ内壁にコーティング層を形成し、吸入空気中の酸素および水分を活性イオン化する内燃機関の燃焼性改善方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
天然珪酸塩鉱物の電気石と雲母の含有率が２５重量％を超えた場合、希土類鉱物の微量
の放射性元素を含むランタン、セリウム、ネオジウム、イットリウム、ジルコニウム、チタニウム、カルシウム、ケイ素からなる酸化物の含有量が低くなり、塗膜層からの高いマイナスイオン発生量は期待できない。    
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然珪酸塩類鉱物として鉄電気石５〜１５重量％、雲母２〜１０重量％、微量の放射性元素を含むランタン、セリウム、ネオジウム、イットリウム、ジルコニウム、チタニウム、カルシウム、ケイ素からなる鉱石燃焼酸化物粉６５〜９０重量％、及び海泥であるホワイトクレイ３〜１０重量％の混合微粉末１０〜５５重量部を、合成樹脂化合物１００重量部に練り込んでなり、塗布されたコーティング層は活性酸素と活性水素を発生する機能性塗料組成物であって、該海泥であるホワイトクレイが、ミネラル成分として２５〜３５重量％のカルシウムと、マグネシウム、ナトリウムをそれぞれ０.２〜１重量％、さらに微量の、カリウム、亜鉛、銅、鉄を含むことを特徴とする機能性塗料組成物。
【請求項２】
上記鉱石燃焼酸化物粉が、Ｌａ2Ｏ3、ＣｅＯ2、ＳｉＯ2をそれぞれ１０〜２０重量％、Ｎｄ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、ＣａＯ、Ｙをそれぞれ２〜１０重量％含むことを特徴とする上記請求項1記載の塗料組成物。
【請求項３】
上記請求項１又は２に記載の機能性塗料組成物を用いた、内燃機関の燃焼効率改善用塗料組成物。
【請求項４】
上記請求項１又は２に記載の機能性塗料組成物を用いた、防錆用塗料組成物。
【請求項５】
上記請求項１又は２に記載の機能性塗料組成物を用いた、脱臭性建材用塗料組成物。
【請求項６】
上記請求項１又は２に記載の機能性塗料組成物により、内燃機関の空気導入経路内壁および／またはエアクリーナ内壁にコーティング層を形成し、吸入空気中の酸素および水分を活性イオン化する内燃機関の燃焼性改善方法。