(57)【要約】 【課題】  １０００℃以上の高温環境における放熱性が優れた塗布膜を実現可能な塗料及びその製造方法を提供する。【解決手段】  乾燥後灰化した状態を蛍光Ｘ線分析した結果、０．１〜１０％のナトリウムと、０．０１〜１％のマグネシウムと、０．１〜１５％のアルミニウムと、１〜３０％のカリウムと、１０〜３０％の珪素と、０．１〜１％の鉄とを含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥後灰化した状態を蛍光Ｘ線分析した結果、
０．１〜１０％のナトリウムと、
０．０１〜１％のマグネシウムと、
０．１〜１５％のアルミニウムと、
１〜３０％のカリウムと、
１０〜３０％の珪素と、
０．１〜１％の鉄
とを含むことを特徴とする塗料。  
【請求項２】
０．００１〜０．０５％のストロンチウムと、
０．００１〜０．０５％のジルコニウム
とを更に含むことを特徴とする請求項１記載の塗料。
【請求項３】
珪素に対し、
４〜８％のナトリウムと、
０．１〜０．５％のマグネシウムと、
０．３〜０．６％の塩素と、
０．１〜０．５％のカリウム
とを含むことを特徴とする請求項１記載の塗料。
【請求項４】
非金属用塗料と酸化アルミニウム粉体とを混合槽に入れ撹拌するステップと、
前記混合槽に水、苛性ソーダ、高蛋白性粉末、ポリ酢酸ビニル及びグリセリンを含む粘着剤を入れ撹拌するステップと、
前記混合槽にセラミック粉末を入れ撹拌するステップと、
前記混合槽中の粉体を粉砕するステップ
とを含むことを特徴とする塗料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料に係り、特に塗布膜が高温状態で耐えうる性質を有する塗料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジェットエンジン排気筒、ロケット発射筒、廃棄物焼却炉、及び廃棄物溶融炉等の４００℃以上の高温に曝される部材には、無機材料を用いた耐熱性材料が使用されている。例えば、大気圏際突入の際に、表面温度が１２００℃まで上昇するスペースシャトルは、「耐熱タイル」と呼ばれるガラス繊維や炭素繊維を含んだ耐熱性材料が、機体表面の全面に張られている。
【０００３】
無機材料を用いた耐熱性材料は、建築部材においても広く採用されている。例えば、タイル、アスベスト、石綿等を建造物の内装及び外装に利用する技術が知られている。炭酸ナトリウム等の無機塩類を用いた塗料を不燃綿板等の表面に塗布し、耐火建材として利用する方法も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３０６５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
４００℃以上の高温条件に曝される装置の内部は、硫化ガス、塩素ガス等の腐食性ガスが発生するので、装置に使用される金属材料等の腐食、劣化が激しい。このため、無機系耐熱材料等で表面をコーティングすることにより、装置の損傷を防止している。例えば、上述したスペースシャトルの機体表面に用いられる耐熱タイルは、３０ｃｍ四方の小型の無機材料がつなぎ合わされている。しかし、一定形状の材料をつなぎ合わせる耐熱タイルでは、タイル間に隙間が生じやすい。タイル間に隙間が生じると、熱が機体内部に入り込みやすくなるため耐熱性を保持できず、機体が損傷する危険性がある。
【０００６】
従来から建築部材として使用されているタイル、アスベスト、石綿等の無機材料は、高温に曝されると有毒ガスを発生する。建造物の構造体として広く使用されているコンクリート、鉄筋、及び鉄骨自体も、火災時に高温に曝されることで急速に強度が低下する現象がある。特に鉄筋は、７００℃を超えると急激に軟化し、自己の重みに耐えられずに崩壊する危険性がある。例えば、２００１年９月に発生した貿易センタービルは、航空機の激突により一気に５００℃〜１２００℃の熱が発生した。このため、ビル内外に配置された鉄骨が急激に軟化し、ビル全体が崩壊したと考えられている。
【０００７】
そこで、高温条件下で用いられる装置及び建造物の表面に無機系耐熱性塗料を塗布し、耐食性、耐熱性を向上する方法が試みられている。例えば、上述したような炭酸ナトリウム等の無機塩類を用いた耐熱材料を建造物の表面に塗布すれば、耐熱性に優れ、且つ有毒ガスを発生しにくい建造物を得ることができる。しかし、現在一般的に使用されている耐熱性塗料を用いた塗布膜は、８４０℃以上の高温条件に耐えることは困難である。更に、現在のところ、１０００℃以上の高温環境における塗布膜の放熱特性は知られていない。
【０００８】
本発明は、従来知られていない１０００℃以上の高温環境における放熱性が優れた塗布膜を実現可能な塗料及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、乾燥後灰化した状態を蛍光Ｘ線分析した結果、０．１〜１０％のナトリウムと、０．０１〜１％のマグネシウムと、０．１〜１５％のアルミニウムと、１〜３０％のカリウムと、１０〜３０％の珪素と、０．１〜１％の鉄とを含む塗料であることを要旨とする。
【００１０】
また、本発明の第２の特徴は、非金属用塗料と酸化アルミニウム粉体とを混合槽に入れ撹拌するステップと、混合槽に水、苛性ソーダ、高蛋白性粉末、ポリ酢酸ビニル及びグリセリンを含む粘着剤を入れ撹拌するステップと、混合槽にセラミック粉末を入れ撹拌するステップと、混合槽中の粉体を粉砕するステップとを含む塗料の製造方法であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、１０００℃以上の高温環境における放熱性が優れた塗布膜を実現可能な塗料及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、図面を参照して、本発明の第１〜第４の実施の形態を説明する。以下の図面の記載は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。以下に示す第１〜第４の実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００１３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る金属用塗料は、二酸化珪素（ＳｉＯ2）、コランダム（α−Ａｌ2Ｏ3）、ルチル（ＴｉＯ2）を多量成分として含む。また、エイスイ石（ＴｉＯ2）、白雲母（ＫＡｌ2Ｓｉ3ＡｌＯ10（ＯＨ）2）、アルバイト（ＮａＡｌＳｉ3Ｏ8）、及びカオリナイト（Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ5（ＯＨ）4）を少量成分として含む。図１及び図２は、第１の実施の形態に係る金属用塗料を濾過乾燥させ、（株）ＣＭＴ製試料粉砕機ＴＩ−１００型で５分間粉砕したものを理学電機（株）製のＸ線解析装置ＲＡＤ−ｒＲで測定して含有成分を同定した結果の一例を示す。また、図２においては、非晶質散乱が確認できることから、非晶質物質を多量に含んでいるのが分かる。
【００１４】
また、第１の実施の形態に係る金属用塗料は、１０５℃にて５時間乾燥し、更に７００℃で２時間強熱し灰化した状態で蛍光Ｘ線分析した結果、０．１〜５．０％のナトリウム（Ｎａ）と、０．０１〜０．１０％のマグネシウム（Ｍｇ）と、１．０〜１０％のアルミニウム（Ａｌ）と、１０〜３０％の珪素（Ｓｉ）と、０．０１〜５．０％のリン（Ｐ）と、０．０１〜１．０％の塩素（Ｃｌ）と、０．１〜１０％のカリウム（Ｋ）と、０．１〜１０％のカルシウム（Ｃａ）と、０．１〜１０％のチタン（Ｔｉ）と、０．１〜１０％の亜鉛（Ｚｎ）と、０．１〜５．０％のモリブデン（Ｍｏ）を含む。金属用塗料は、０．０１〜２．０％の鉄（Ｆｅ）、０．００１〜０．０５％のストロンチウム（Ｓｒ）、０．００１〜０．０５％のジルコニウム（Ｚｒ）、０．００１〜０．０５％のニオブ（Ｎｂ）を更に含んでいる。ここで、Ｎａは０．５〜２．０％が良い。更に好ましくは、Ｎａは０．７〜１．５％が良い。Ｍｇは、０．０１〜０．０８％が好ましい。更に好ましくは、Ｍｇは、０．０１５〜０．０４０％が良い。Ａｌは、１．０〜８．０％が好ましい。更に好ましくはＡｌは、２．５〜６．５％が好ましい。Ｓｉは、１２〜２５％が好ましい。更に好ましくは、Ｓｉは１５〜２０％が良い。Ｐは、０．０１〜０．５０％が好ましい。更に好ましくは、Ｐは０．０８〜０．２５％が良い。Ｃｌは、０．０２〜０．５％が好ましい。更に好ましくは、Ｃｌは０．０４〜０．１５％が良い。Ｋは、０．５〜８．０％が好ましい。更に好ましくは、Ｋは１．０〜５．０％が良い。Ｃａは、０．５〜１０％が好ましい。更に好ましくは、Ｃａは２．０〜７．０％が良い。Ｔｉは、０．５〜１０％が好ましい。更に好ましくは、Ｔｉは２．０〜８．０％が良い。Ｆｅは、０．０２〜１．００％が好ましい。更に好ましくは、Ｆｅは０．０５〜０．３０％が良い。Ｚｎは、０．５〜８．０％が好ましい。更に好ましくは、Ｚｎは２．０〜５．０％が良い。Ｓｒは、０．００１〜０．０３０％が好ましい。更に好ましくは、Ｓｒは０．００５〜０．０２０％が良い。Ｚｒは、０．００１〜０．０４０％が好ましい。更に好ましくは、Ｚｒは０．００５〜０．０２０％が良い。Ｎｂは、０．００５〜０．０３０％が好ましい。更に好ましくは、Ｎｂは０．０１〜０．０２％が良い。Ｍｏは、０．３〜３．０％が好ましい。更に好ましくは、Ｍｏは０.５〜１．５％が良い。なお、これらの数値は、ファンダメンタルパラメータ（ＦＰ）法を用いて、原子番号６（炭素）以上の元素を定性分析して得られる。「ＦＰ法」とは、質量吸収係数、Ｘ線源のスペクトル分布等の物理定数を用いて、蛍光Ｘ線強度の理論式から理論Ｘ線強度を求め、測定Ｘ線強度との対比及び収束を行って含有率を算出する方法である。図３には、第１の実施の形態に係る金属用塗料の代表的な数値を例示した。図３においては、水素含有率を０％として計算し、炭素及び酸素の分析値は未表示とした。図３に例示された数値から、第１の実施の形態に係る非金属用塗料は、Ｓｉに対し、４．０〜８．０％のＮａと、０．１〜０．５％のＭｇと、０．３〜０．６％のＣｌと、０．１〜０．５％のＫとを含むのが好ましい。更に好ましくは、第１の実施の形態に係る非金属用塗料は��珪素に対し、４．５〜６．０％のＮａと、０．１〜０．３％のＭｇと、０．４〜０．６％のＣｌと、０．１〜０．３％のＫとを含むのが良い。
【００１５】
なお、比較例として、耐熱性塗料の分析結果を図３に示す。第１の実施の形態に係る金属用塗料に含有されるＮａ、Ｍｇは、耐熱塗料には全く含まれていない。また、第１の実施の形態に係る金属用塗料の例には０．２％の微量のＦｅが含有されるのに比べ、耐熱塗料には、７．３％の多量のＦｅが含まれている。更に、耐熱塗料には、Ｚｒが４．０％含まれているが、第１の実施の形態に係る金属用塗料には０．００１〜０．０１０％の微量のＺｒが含まれている。また、耐熱塗料には銅（Ｃｕ）、砒素（Ａｓ）が含まれているが、第１の実施の形態に係る金属用塗料には全く含まれていない。  
更に、図４に第１の実施の形態に係る金属用塗料の元素定量分析結果の一例を示す。図４は、エスアイアイアイ・ナノテクノロジー製シーケンシャル型ＩＣＰ発光分析装置ＳＰＳ４０００、日立製偏光ゼーマン型原子吸光光度計１８０−８０、及び理学電機工業製自動蛍光Ｘ線分析装置ＲＩＸ３０００で測定して含有成分の定量分析を行った結果を示している。図４に示す数値のうち、Ｓｉは、金属塗料を混合した後、塗料を白金るつぼに秤取し、硫酸を添加して加熱炭化したのち加熱灰化する。その後、灰化物を炭酸ナトリウムで溶解し、純粋で加熱溶解して硝酸と塩酸で酸性としたのち、定容とする。更に得られた溶液を希硝酸で希釈したものを、ＩＣＰ発光分光分析法で測定したものである。Ｋ及びＮａについては、金属塗料を混合した後ビーカーに秤取し、硝酸、硫酸及びフッ酸で加熱分解し、希硝酸で溶解して定容とする。得られた溶液は沈殿が生じるため更に硝酸、硫酸、及びフッ酸で加熱分解し、希硝酸で溶解する。この溶液を希硝酸で希釈した後、原子吸光分析法で測定したものである。Ｍｇ，Ａｌ，Ｐ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｓｅ，Ｚｒ，Ｎｂについては、金属塗料を混合した後ビーカーに秤取し、硝酸、硫酸、及びフッ酸で加熱分解し、希硝酸で溶解して定容とする。その後得られた溶液を硝酸、硫酸及びフッ酸で加熱分解し、希硝酸で溶解し、硫酸カリウムで希釈した後、更に希硝酸で希釈し、ＩＣＰ発光分光分析法で測定したものである。Ｃｌ，Ｓについては、金属塗料を混合した後アルミ板状の３０ｍｍφ面内に採取し、分散させて赤外線ランプで乾燥する。その後、得られた測定物を測定用試料セルに固定して蛍光Ｘ線分析法によりヘリウム（Ｈｅ）雰囲気で定量したものである。
【００１６】
第１の実施の形態に係る金属用塗料は、これらの分析装置を用いて元素定量分析した結果、０．８０〜１．０％のＮａと、０．０１〜０．０３％のＭｇと、５．０〜８．０％のＡｌと、５．０〜９．０％のＳｉと、０．００３０〜０．００６０％のＰと、０．０２０〜０．０５０％のＣｌと、０．９０〜１．５０％のＫと、０．００２〜０．００３％のＣａと、１．５０〜２．００％のＴｉと、０．０００６〜０．００２％のＺｒを含む。金属塗料は更に、０．００７〜０．０１２％のＳ、０．１５〜０．２０％のＣｒ、０．０８０〜０．１５％のＭｎ、０．２０〜０．３０％のＦｅ、０．０７０〜０．０９０％のＣｏ、０．０７０〜０．１０％のＮｉ、０．０００７０〜０．００２％のＳｒ、０．０００１〜０．０００５％のＮｂを含んでいる。ここで、図４に例示された数値から、Ｎａは、０．８５〜０．９０％が好ましい。Ｍｇは、０．００２０〜０．０２５％が好ましい。Ａｌは、６．０〜７．０％が好ましい。Ｓｉは、７．５〜７．７％が好ましい。Ｐは、０．００４５〜０．００５０％が好ましい。Ｓは、０．００７５〜０．０１０％が好ましい。Ｃｌは、０．０３０〜０．０３８％が好ましい。Ｋは、１．２０〜１．３０％が好ましい。Ｃａは、０．００２１〜０．００２８％が好ましい。Ｔｉは、１．７５〜１．８５％が好ましい。Ｃｒは、０．１６〜０．１９％が好ましい。Ｍｎは、０．０９０〜０．１２％が好ましい。Ｆｅは、０．２１％〜０．２８％が好ましい。Ｃｏは、０．０７５〜０．０８５％が好ましい。Ｎｉは、０．０８０〜０．０９０が好ましい。Ｓｒは、Ｓｒは、０．０００９〜０．００１５％が好ましい。Ｚｒは、０．０００８〜０．００１５％が好ましい。Ｎｂは０．０００１〜０．０００３％が好ましい。
【００１７】
＜塗料の粒度分布＞
第１の実施の形態に係る金属用塗料は、図５に例示するように、粒径０．１５〜２００μｍの粉体を含む。図５に示す粒度分布では、粒径７μｍに主ピークを持ち、粒径３０μｍ近傍に、ショルダー的な副ピークを有する。なお、図５に示す例は、第１の実施の形態に係る金属用塗料を作成する際に、直径０．５ｍｍの酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）をビーズとして用いたビーズミルで、１８分間１９７６ｒｐｍで破砕処理し、４２．１℃、粘度３８００ｃｐｓの第１の実施の形態に係る塗料を測定した結果を例示したものである。
【００１８】
＜塗料を塗布して形成した塗布膜（被膜）の表面モホロジー＞
図６及び図７は、第１の実施の形態に係る金属用塗料を鉄板上に塗布し、乾燥後の塗布膜（被膜）の表面を日本電子製ＪＳＭ−８４０型走査電子顕微鏡で観察した結果を示す。図６及び図７から、不均一に散らばった長さ１〜７μｍの線状の鉱物、直径１〜５μｍ程度の薄片状の鉱物、及び直径１０〜１５μｍの塊状の鉱物を有することが分かる。塊状の鉱物は、図６に示すように、積層構造を有している。また、図７に示すように、第１の実施の形態に係る塗料を用いた塗布膜表面に９００℃の熱放射を加えた場合は、線状の鉱物、薄片状の鉱物及び塊状の鉱物は存在せず、直径１〜５μｍ程度の塊状の不定形の鉱物が点在している。また、薄膜状の鉱物が、表面のほぼ全体を覆っている。
【００１９】
＜塗布膜の特性＞
第１の実施の形態に係る金属用塗料をアルミ板に塗布し、表面温度を５０℃及び３００℃とした場合の分光放射率の波長依存性のデータの一例を図８〜図１１に示す。測定方法は、第１の実施の形態に係る金属用塗料をアルミ板に塗布したものを日本電子製フーリエ変換赤外分光光度計ＪＩＲ５５００型、赤外放射ユニットＩＲ−ＩＲＲ２００を用いた。図８及び図１０においては、標準黒体炉を８０℃及び１６０℃に制御し、２点温度標準検量法を用いて測定した。図９及び図１１においては、標準黒体炉を３００℃に制御し、１点温度標準検量法を用いて測定した。検出器は、測定波長範囲４．５〜２０μｍのＭＣＴ及びＴＧＳを使用し、分解能は１６ｃｍ-1、積算回数は５００回である。図８及び図９に示すように、波長４．５〜１２μｍの範囲で分光放射率の激しい変動が見られる。また、波長４．５〜８μｍの範囲においては、３００℃での分光放射率が５０℃での測定時に比べて低い。更に、波長１２〜２０μｍにおいては、分光放射率が８５％程度得られており、第１の実施の形態に係る金属塗料から熱線（遠赤外線）が放射されているのが確認できる。更に、図１０及び図１１においては、第１の実施の形態に係る金属塗料の波長に対する分光放射輝度が、図１０及び図１１の滑らかな曲線に示す黒体の分光放射輝度の挙動に近くなっている。したがって、５０℃及び３００℃のいずれの場合においても、第１の実施の形態に係る金属用塗料から遠赤外線が放射されているのが理解できる。
【００２０】
また、図１２に示す温度測定装置１０を用いた場合において、第１の実施の形態に係る金属用塗料を用いた塗布膜の温度変化を図１３に示す。まず、１５０ｍｍ×４５０ｍｍの四角形のヒーター２の上に厚さ２ｍｍ、１００ｍｍ×１００ｍｍの鉄板９を配置する。ヒーター２は、温度コントローラ７及び温度コントローラ７に接続された電源８に接続する。温度コントローラ７としてはスライダックス及びサイリスターを使用し温度調節を行う。鉄板９の表面の一部には塗料塗布面３を設け、測定対象となる塗料を塗布する。塗料は、鉄板９の上に膜厚１００μｍとなるように塗布する。鉄板９の表面の残りの一部は、鉄板９表面温度を測定するために、鉄板面４とする。塗料塗布面３及び鉄板面４の上に直径０．２ｍｍの熱電対５を配置し、熱電対５をアルミテープ６で固定する。熱電対５は、Ｃ０６０−ＫまたはＣ０６０−Ｔ型熱電対を使用する。熱電対５の端部は、図示を省略した温度記録計に接続する。この結果、図１３に示すように、第１の実施の形態に係る金属塗料を塗布面１０に塗布した場合の方が、鉄板面９の表面温度に比べて３０℃程度低い温度を示し、熱放射特性に優れていることが分かる。
【００２１】
図８〜図１３から明らかなように、本発明の第１の実施の形態に係る金属用塗料を用いた塗布膜によれば、与えられた熱を熱線（遠赤外線）として放射する機能を有するので、熱の放散が有効に行われる。このため、第１の実施の形態に係る金属用塗料を用いた塗布膜は、３００℃〜３０００℃においても有効に放熱特性を有し被塗装物としての金属の表面から有効に熱エネルギーを移動するので、高温に曝される部材の過度の加熱を防止することができる。例えば、図１に示す金属用塗料を鉄骨材の表面に塗布することにより、５００℃〜１２００℃の環境下でも、鉄骨の表面を５００〜７００℃以下の温度になるように冷却し、変形しない鉄骨を提供することができる。また、ジェットエンジンの排気筒や焼却炉の内壁等の高温に曝される金属部分に、本発明の第１の実施の形態に係る金属用塗料を塗布することで、放熱効果を促進し、金属部分の加熱を抑制すると共に、装置の腐食及び劣化を防止することができる。更に、スペースシャトルの外壁に敷き詰められた耐熱タイルの代わりに、第１の実施の形態に係る金属用塗料を塗布することで、放熱効果を促進し、隙間を発生させることなくスペースシャトルを覆う塗布膜が形成できる。更に、第１の実施の形態に係る金属用塗料を用いた塗布膜からは遠赤外線が放射されるので、抗菌性、防カビ性、脱臭性を有する塗布膜を形成することができる。なお、第１の実施の形態に係る金属用塗料は無機材料で構成されているので、耐酸性、耐アルカリ性に優れ、有機溶剤のような揮発性の有毒ガスも発生しない。更に、第１の実施の形態に係る金属用塗料は、３００℃〜３０００℃の高温の環境下でも金属との密着性が優れているので、塗布膜と被塗装物との剥離、あるいは破損等が生じにくい。
【００２２】
＜金属用塗料の製造方法＞
次に、本発明の第１の実施の形態に係る金属用塗料の製造方法を説明する。なお、以下に述べる金属用塗料の製造方法は一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることは勿論である。
【００２３】
図１４に例示するように、第１の実施の形態に係る金属用塗料は、バインダーから製造された増粘剤を含む非金属用塗料、粘着剤、酸化アルミニウム粉末、及びセラミック粉末から製造される。バインダーについては、第３の実施の形態において説明する。非金属用塗料については、第２の実施の形態で説明する。粘着剤は、水、苛性ソーダ、高蛋白性粉末、ポリ酢酸ビニル及びグリセリンから製造される。
【００２４】
（イ）まず、増粘剤、酸化チタン、カオリン、及び可塑性原料を混合して製造した非金属塗料を用意する。そして、非金属用塗料３０〜４０ｋｇを混合槽に入れて撹拌する。更に、混合槽の中に酸化アルミニウム粉体７〜１５ｋｇを入れ、１５〜３０分間撹拌する。
【００２５】
（ロ）次に、水、苛性ソーダ、高蛋白性粉末、ポリ酢酸ビニル、及びグリセリンを混合して製造された粘着剤を１０〜１５ｋｇ用意する。ここで、粘着剤に含有した「高蛋白性粉末」とは、例えば図１５に示すように、１００ｇ中に蛋白質約１１．７ｇ、脂質１．８ｇ、糖質７１．４ｇ、繊維質０．２ｇ、灰分０．４ｇを含む粉末が好適である。この高蛋白性粉末としては、カルシウム、リン、鉄、ナトリウム、カリウム等の無機材料を微量に含んだ穀類が使用可能である。製造した粘着剤は混合槽の中に入れ、更に１５〜２０分間撹拌する。
【００２６】
（ハ）次に、混合槽にセラミック粉末１０〜２０ｋｇを投入し、１０〜２０分間撹拌する。セラミック粉末としては、珪砂、アルミナ、酸化チタン等が使用可能である。撹拌終了後、液中に含まれる粉体を、例えば図５に示すような粒径０．１５〜２００μｍの微粒子に破砕する。以上の工程により、第１の実施の形態に係る金属用塗料が作成される。
【００２７】
本発明の第１の実施の形態に係る金属用塗料の製造方法によれば、耐火レンガ精製時のような高温高圧条件を全く必要としないので、熟練の技術を必要とせず、第１の実施の形態に係る金属用塗料を室温で簡単に製造することができる。また、第１の実施の形態に係る金属用塗料はいずれも廉価であり、調達が容易であるので、製造コストを低く抑えることができる。第１の実施の形態に係る金属用塗料は無機材料で構成され、水溶性である。塗布時には、水道水で簡単に希釈することができ、被塗布物上に波乗れを生じさせることなく一様に塗布できる。更に、第１の実施の形態に係る金属製塗料を塗布する際にはゴム手袋の着用だけで良く、有機系塗料を塗布する際のような異臭対策用、あるいは劇薬対策用の防護服を身につけなくてよい。
【００２８】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る非金属用塗料は、１０５℃にて５時間乾燥し、更に７００℃で２時間強熱し灰化した状態で蛍光Ｘ線分析した結果、０．１〜１０％のＮａと、０．０１〜１％のＭｇと、１〜２０％のＡｌと、１０〜３０％のＳｉと、０．０１〜０．５％のＰと、０．０１〜１％の硫黄（Ｓ）と、０．０１〜１％のＣｌと、０．１〜１０％のＫと、０．０１〜０．１％のＣａと、０．１〜１０％のＴｉと、０．０１〜２％のクロム（Ｃｒ）と、０．０１〜２％のマンガン（Ｍｎ）と、０．０１〜２％のＦｅと、０．０１〜２％のコバルト（Ｃｏ）と、０．０１〜２％のニッケル（Ｎｉ）とを含む。第２の実施の形態に係る非金属用塗料は、０．００１〜０．０５％のルビジウム（Ｒｂ）、０．００１〜０．０５％のＳｒ、０．００１〜０．０５％のＺｒ、０．００１〜１％のＮｂを更に含んでいる。ここで、Ｎａは０．５〜２％が好ましい。更に好ましくは、Ｎａは０．７〜１．５％が良い。Ｍｇは、０．０１〜０．０８％が好ましい。更に好ましくは、Ｍｇは、０．０１５〜０．０４％が良い。Ａｌは、１〜１５％が好ましい。更に好ましくはＡｌは、５〜１３％が好ましい。Ｓｉは、１５〜３０％が好ましい。更に好ましくは、Ｓｉは１８〜２２％が良い。Ｐは、０．０１〜０．１％が好ましい。更に好ましくは、Ｐは０．０２〜０．０５％が良い。Ｓは、０．０１〜０．５％が好ましい。更に好ましくは、Ｓは０．０５〜０．２％が良い。Ｃｌは、０．０５〜０．５％が好ましい。更に好ましくは、Ｃｌは０．０８〜０．２％が良い。Ｋは、０．５〜８％が好ましい。更に好ましくは、Ｋは１〜５％が良い。Ｃａは、０．０１〜０．０８％が好ましい。更に好ましくは、Ｃａは０．０３〜０．０６％が良い。Ｔｉは、０．５〜８％が好ましい。更に好ましくは、Ｔｉは２〜８％が良い。Ｃｒは、０．０５〜１．５％が好ましい。更に好ましくは、Ｃｒは０．１〜０．８％が良い。Ｍｎは、０．０５〜１．５％が好ましい。更に好ましくは、Ｍｎは０．１〜０．８％が良い。Ｆｅは、０．０５〜１．５％が好ましい。更に好ましくは、Ｆｅは０．１〜０．９％が良い。Ｃｏは、０．０５〜１．５％が好ましい。更に好ましくは、Ｃｏは０．１〜０．５％が良い。Ｎｉは、０．０５〜１．５％が好ましい。更に好ましくは、Ｎｉは０．１〜０．５％が良い。Ｒｂは、０．０５〜１．５％が好ましい。更に好ましくは、Ｒｂは０．１〜０．５％が良い。Ｓｒは、０．００１〜０．０３％が好ましい。更に好ましくは、Ｓｒは０．００５〜０．０１５％が良い。Ｓｒは、０．００１〜０．０３％が好ましい。更に好ましくは、Ｓｒは０．００５〜０．０２％が良い。Ｚｒは、０．００１〜０．０３％が好ましい。更に好ましくは、Ｚｒは０．００５〜０．０２％が良い。Ｎｂは、０．００５〜０．１％が好ましい。更に好ましくは、Ｎｂは０．０１〜０．０５％が良い。なお、これらの数値は、ファンダメンタルパラメータ（ＦＰ）法を用いて、原子番号６（炭素）以上の元素を定性分析して得られる。図１６には第２の実施の形態に係る非金属用塗料の代表的な数値を例示した。図１６においては、水素含有率を０％として計算し、炭素及び酸素の分析値は未表示とした。図１６に例示された数値から、第２の実施の形態に係る金属用塗料は、Ｓｉに対し、４〜８％のＮａと、０．１〜０．５％のＭｇと、０．３〜０．６％のＣｌと、０．１〜０．５％のＫとを含むのが好ましい。更に好ましくは、第２の実施の形態に係る金属用塗料は、珪素に対し、４．５〜６％のＮａと、０．１〜０．３％のＭｇと、０．４〜０．６％のＣｌと、０．１〜０．３％のＫとを含むのが良い。
【００２９】
なお、比較例としての耐熱塗料の分析結果を図１６に示す。第２の実施の形態に係る非金属用塗料にはＮａ、Ｍｇが含まれているが、耐熱塗料には全く含まれていない。また。第２の実施の形態に係る非金属用塗料には、Ｋが４％含まれており、０．１２％含まれる耐熱塗料に比べて割合が多い。また、耐熱塗料にはＺｒが４．０％含まれるが、第２の実施の形態に係る非金属用塗料には０．０１％程度しか含まれていない。更に、耐熱塗料にはＣｕ、Ａｓが含まれているが、第２の実施の形態に係る非金属用塗料には含まれていない。
【００３０】
更に、図１７に第２の実施の形態に係る非金属用塗料の元素定量分析結果の一例を示す。図１７は、エスアイアイアイ・ナノテクノロジー製シーケンシャル型ＩＣＰ発光分析装置ＳＰＳ４０００、日立製偏光ゼーマン型原子吸光光度計１８０−８０、及び理学電機工業製自動蛍光Ｘ線分析装置ＲＩＸ３０００で測定して含有成分の定量分析を行った結果を示す。図１７に示す数値のうち、Ｓｉは、非金属塗料をかき混ぜた後、白金るつぼに秤取し、硫酸を添加して加熱炭化したのち加熱灰化する。その後、灰化物を炭酸ナトリウムで溶解し、純粋で加熱溶解して硝酸と塩酸で酸性としたのち、定容とする。得られた溶液を希硝酸で希釈した後、ＩＣＰ発光分光分析法で測定したものである。Ｋ及びＮａについては、非金属塗料をかき混ぜた後ビーカーに秤取し、硝酸、硫酸及びフッ酸で加熱分解し、希硝酸で溶解して定容とする。この溶液を希硝酸で希釈した後、原子吸光分析法で測定したものである。Ｍｇ，Ａｌ，Ｐ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｓｅ，Ｚｒ，Ｎｂについては、非金属塗料をかき混ぜた後ビーカーに秤取し、硝酸、硫酸、及びフッ酸で加熱分解し、希硝酸で溶解して定容とする。その後得られた溶液を希釈した後、ＩＣＰ発光分光分析法で測定したものである。Ｃｌ，Ｓについては、非金属塗料をかき混ぜた後アルミ板状の３０ｍｍφ面内に採取し、分散させて赤外線ランプで乾燥する。その後、得られた測定物を測定用試料セルに固定して蛍光Ｘ線分析法によりＨｅ雰囲気で定量したものである。
【００３１】
第２の実施の形態に係る非金属用塗料は、これらの分析装置を用いて元素定量分析した結果、１．０〜１．７％のＮａと、０．０１〜０．０５％のＭｇと、２．０〜２．５％のＡｌと、１２〜１４％のＳｉと、０．００８０〜０．００９５％のＰと、０．０２０〜０．０２６％のＣｌと、２．１〜２．５％のＫと、０．０２０〜０．０３０％のＣａと、４．０〜４．５％のＴｉと、０．０００４５〜０．００５０％のＺｒを含む。この非金属塗料は更に、０．０１０〜０．０１５％のＳ、０．０００７〜０．００１０％のＣｒ、０．００１５〜０．００３％のＭｎ、０．１０〜０．２０％のＦｅ、０．０００１〜０．０００３％のＣｏ、０．０００１〜０．０００３％のＮｉ、０．００４０〜０．００５０％のＳｒ、０．０００１〜０．０００４％のＮｂを更に含んでいる。ここで、図１７に例示された数値からＮａは、１．４５〜１．４９％が好ましい。Ｍｇは、０．０２５〜０．０３５％が好ましい。Ａｌは、２．１〜２．４％が好ましい。Ｓｉは、１２．２〜１２．８％が好ましい。Ｐは、０．００８５〜０．００９２％が好ましい。Ｓは、０．０１１〜０．０１３％が好ましい。Ｃｌは、０．０２１〜０．０２５％が好ましい。Ｋは、２．２０〜２．２５％が好ましい。Ｃａは、０．０２３〜０．０２６％が好ましい。Ｔｉは、４．２５〜４．３５％が好ましい。Ｃｒは、０．０００８〜０．０００９５％が好ましい。Ｍｎは、０．００１８〜０．００２３％が好ましい。Ｆｅは、０．１２５％〜０．１３５％が好ましい。Ｓｒは、０．００４５〜０．００４８％が好ましい。Ｚｒは、０．００４５〜０．００４９％が好ましい。Ｎｂは０．０００２〜０．０００３％が好ましい。
【００３２】
本発明の第２の実施の形態に係る非金属用塗料を用いた塗布膜によれば、与えられた熱を熱線（遠赤外線）として放射する機能を有する。このため、例えば、第２の実施の形態に係る非金属用塗料が塗布された木材、骨材等の建築材料からは、遠赤外線が放射されるので、被塗布物としての建築材料の表面にカビ、白アリ等の害虫が付着しない。また、第２の実施の実施の形態に係る非金属用塗料を用いた塗布膜は、３００℃〜３０００℃においても有効に放熱特性を有し、被塗装物の表面から有効に熱エネルギーを移動するので、耐熱構造を必要とする装置、建築部材等に応用できる。例えば、コンクリートの表面に第２の実施の形態に係る非金属用塗料を用いた塗布膜を形成することにより、放熱効果を促進し耐熱性に優れたコンクリート部材を提供することができる。また、第２の実施の形態に係る非金属用塗料は、木材、骨材等の非金属性の物質との密着性が良いので、塗布膜と被塗装物との剥離、破損等が生じにくい。
【００３３】
＜非金属用塗料の製造方法＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る非金属用塗料の製造方法を説明する。なお、以下に述べる非金属用塗料の製造方法は一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることは勿論である。
【００３４】
第２の実施の形態に係る非金属用塗料は、図１４に示すように、バインダー及び粘着剤を原材料として含む増粘剤、酸化チタン、カオリン、及び可塑性原料から製造される。ここで、「可塑性原料」とは、炭化した木炭を含む粘土質の粉体を指し、主構成鉱物はカオリナイトである。カオリナイトは、通常直径１μｍ以下の微粒で、六角板状を有している。可塑性原料には、カオリナイトの他にハロイサイト、石英、モンモリオナイト、及びイライトが更に含まれている。このような可塑性原料は、乾燥時の収縮率、乾燥強度、及び粘性が高い。
【００３５】
まず、混合槽の中に増粘剤を２０〜２５ｋｇ入れ、酸化チタン粉末２〜５ｋｇを入れ、５〜１０分間撹拌する。次に、混合槽にカオリン粉末３〜７ｋｇを数回に小分けして投入し、１５〜２０分間撹拌する。次に、混合槽に可塑性原料２〜５ｋｇを３回程度に小分けして投入し、１５〜２０分間撹拌する。そして、撹拌後、混合槽中のものを粉砕する。粉砕後の粉体は、図５に示すように粒径０．１５〜２００μｍの微粒子であるのが好ましい。以上の工程により、金属用塗料が製造される。
【００３６】
本発明の第２の実施の形態に係る非金属用塗料の製造方法によれば、耐火レンガ精製時のような高温高圧条件を全く必要としないので、熟練の技術を必要とせず、室温で簡単に製造できる。第２の実施の形態に係る非金属用塗料の原材料はいずれも廉価であり、調達が容易であるので、製造コストを低く抑えることができる。また、製造された金属用塗料は、無機材料で構成されており水溶性である。第２の実施の形態に係る非金属用塗料を塗布する際には、水道水で簡単に希釈することができるので、被塗布物上に波乗れを生じさせることなく一様に塗布できる。第２の実施の形態に係る非金属用塗料を塗布する際にはゴム手袋の着用だけで良く、有機系塗料を塗布する際のような異臭対策用、あるいは劇薬対策用の防護服を身につけなくても良い。
【００３７】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係るバインダーは、１０５℃にて５時間乾燥し、更に７００℃で２時間強熱し灰化した状態で蛍光Ｘ線分析した結果、０．１〜１０％のＮａと、０．０１〜１％のＭｇと、０．１〜１０％のＡｌと、１０〜３５％のＳｉと、１〜２０％のＫと、０．０１〜５％のＣａと、０．０１〜５％のＴｉと０．１〜３％のＦｅを含む。第３の実施の形態に係るバインダーは、０．００１〜１％のＰ、０．０１〜１％のＳ、０．０１〜１％のＣｌ、０．００１〜１％のＭｎ、０．００１〜１％のＺｎ、０．００１〜１％のＲｂ、０．００１〜１％のＳｒ、及び０．００１〜１％のＺｒを更に含んでいる。ここで、Ｎａは０．５〜５％が好ましい。更に好ましくは、Ｎａは１〜３％が良い。Ｍｇは、０．０１〜０．８％が好ましい。更に好ましくは、Ｍｇは、０．０５〜０．２％が良い。Ａｌは、０．５〜８％が好ましい。更に好ましくはＡｌは、０．８〜４％が好ましい。Ｓｉは、１５〜３３％が好ましい。更に好ましくは、Ｓｉは２５〜３０％が良い。Ｐは、０．００５〜０．０５％が好ましい。更に好ましくは、Ｐは０．００６〜０．０２％が良い。Ｓは、０．０１〜０．５％が好ましい。更に好ましくは、Ｓは０．０５〜０．１５％が良い。Ｃｌは、０．０５〜０．５％が好ましい。更に好ましくは、Ｃｌは０．０８〜０．２％が良い。Ｋは、５〜１８％が好ましい。更に好ましくは、Ｋは８〜１５％が良い。Ｃａは、０．０１〜１％が好ましい。更に好ましくは、Ｃａは０．０５〜０．２％が良い。Ｔｉは、０．０１〜１％が好ましい。更に好ましくは、Ｔｉは０．０５〜０．２％が良い。Ｍｎは、０．０１〜０．５％が好ましい。更に好ましくは、Ｍｎは０．０１〜０．０８％が良い。Ｆｅは、０．０５〜１．５％が好ましい。更に好ましくは、Ｆｅは０．３〜０．９％が良い。Ｚｎは、０．００１〜０．０３％が好ましい。更に好ましくは、Ｚｎは０．００５〜０．０１５％が良い。Ｒｂは、０．００１〜０．０３％が好ましい。更に好ましくは、Ｒｂは０．００５〜０．０１５％が良い。Ｓｒは、０．００１〜０．０３％が好ましい。更に好ましくは、Ｓｒは０．００５〜０．０１５％が良い。Ｚｒは、０．００１〜０．０３％が好ましい。更に好ましくは、Ｚｒは０．００５〜０．０２％が良い。なお、これらの数値は、ファンダメンタルパラメータ（ＦＰ）法を用いて、原子番号６（炭素）以上の元素を定性分析して得られる。図１８には第３の実施の形態に係るバインダーの代表的な数値を例示した。図１８においては、水素含有率を０％として計算し、炭素及び酸素の分析値は未表示とした。また、図１８に例示された数値から、第３の実施の形態に係るバインダーは、Ｓｉに対し、４〜８％のＮａと、０．１〜０．５％のＭｇと、０．３〜０．６％のＣｌと、０．１〜０．５％のＫとを含むのが好ましい。更に好ましくは、第３の実施の形態に係るバインダーは、珪素に対し、５〜７．８％のＮａと、０．３〜０．４５％のＭｇと、０．４〜０．６％のＣｌと、０．３〜０．４５％のＫとを含むのが良い。
【００３８】
また、図１９に第３の実施の形態に係るバインダーの元素定量分析結果の一例を示す。図１９は、エスアイアイアイ・ナノテクノロジー製シーケンシャル型ＩＣＰ発光分析装置ＳＰＳ４０００、日立製偏光ゼーマン型原子吸光光度計１８０−８０、及び理学電機工業製自動蛍光Ｘ線分析装置ＲＩＸ３０００で測定して含有成分の定量分析を行った結果を示す。図１９に示す数値のうちＳｉは、バインダーをかき混ぜた後、白金るつぼに秤取し、硫酸を添加して加熱炭化したのち加熱灰化する。その後、灰化物を炭酸ナトリウムで溶解し、純粋で加熱溶解して硝酸と塩酸で酸性としたのち、定容とする。得られた溶液を希硝酸で希釈した後、ＩＣＰ発光分光分析法で測定したものである。Ｋ及びＮａについては、バインダーをかき混ぜた後ビーカーに秤取し、硝酸、硫酸及びフッ酸で加熱分解し、希硝酸で溶解して定容とする。この溶液を希硝酸で希釈した後、原子吸光分析法で測定したものである。Ｍｇ，Ａｌ，Ｐ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｓｅ，Ｚｒ，Ｎｂについては、バインダーをかき混ぜた後ビーカーに秤取し、硝酸、硫酸、及びフッ酸で加熱分解し、希硝酸で溶解して定容とする。その後得られた溶液を希釈した後、ＩＣＰ発光分光分析法で測定したものである。Ｃｌ，Ｓについては、バインダーをかき混ぜた後アルミ板状の３０ｍｍφ面内に採取し、分散させて赤外線ランプで乾燥する。その後、得られた測定物を測定用試料セルに固定して蛍光Ｘ線分析法によりＨｅ雰囲気で定量したものである。
【００３９】
第３の実施の形態に係るバインダーは、これらの分析装置を用いて元素定量分析した結果、２．５〜３．３％のＮａと、０．０１０〜０．０３０％のＭｇと、０．１〜０．３％のＡｌと、８．０〜１５．０％のＳｉと、０．０００５〜０．００２％のＰと、０．００００５〜０．０００１％のＣｌと、４．０〜６．０％のＫと、０．００２０〜０．０３０％のＣａと、０．００５〜０．０１５％のＴｉと、０．０００６０〜０．００２０％のＺｒを含む。このバインダーは更に、０．００１０〜０．００３％のＳ、０．００００７〜０．０００１０％のＣｒ、０．０００５〜０．００２０％のＭｎ、０．０２〜０．０６％のＦｅ、０．０００１〜０．０００３％のＳｒを含んでいる。ここで、図１９に例示された数値からＮａは、２．７０〜３．３０％が好ましい。Ｍｇは、０．０１３〜０．０２０が好ましい。Ａｌは、０．０１５〜０．２２％が好ましい。Ｓｉは、８．０〜１１．０％が好ましい。Ｐは、０．０００６〜０．０００９％が好ましい。Ｋは、４．０〜５．０％が好ましい。Ｔｉは、０．００７〜０．０１０％が好ましい。Ｚｎは、０．０００７〜０．０１５％が好ましい。
【００４０】
本発明の第３の実施の形態に係るバインダーを用いることにより、第１及び第２の実施の形態において示した放熱性塗料が製造できる。また、紙、もみ殻、おがくず、サトウキビの絞りかす、茶殻、ソバ殻、木材チップ、木材くず、竹炭くず、パーライトのいずれか１種または複数と、第３の実施の形態に係るバインダーとを混合することにより、放熱性建材、放熱性骨材、及び放熱性接着剤等が製造できる。製造された放熱性建材、放熱性骨材、及び放熱性接着剤は、３００〜３０００℃の高温条件下においても有効に放熱特性を有し、被塗装物の表面から有効に熱エネルギーを移動するので、耐熱、耐食対策を必要とする装置に応用できる。
【００４１】
＜バインダーの使用例１＞
本発明の第３の実施の形態に係るバインダーは、第１及び第２の実施の形態で説明した塗料以外に、このバインダーと古紙等を混合することにより、放熱性古紙ボードが製造される。放熱性古紙ボードは、まず、古紙を約１〜１０ｍｍ四方の小片に切断する。古紙の形は不定形でも良い。古紙として電話帳、百科事典の紙を使用しても良い。次に、混合槽の中に古紙３００〜７００ｇ及び第１液０．５〜２ｋｇを入れ、撹拌する。次に、混合槽の中に直径１〜５ｍｍのパーライト３００〜７００ｇを入れ、撹拌する。撹拌され、ゲル状態になった物質を３０〜１００ｃｍ四方、深さ１〜１５ｃｍ程度の型枠に流し込む。そして、型枠に流し込んだゲル状態の物質に圧力を加え、水分を蒸発させる。型枠に流し込んだゲル状態の物質は、１〜１０日間自然乾燥した後に８０〜２００℃の熱で強制乾燥する。
【００４２】
＜バインダーの使用例２＞
本発明の第３の実施の形態に係るバインダーは、木炭と混合することにより、放熱性木炭ボードが製造される。放熱性木炭ボードは、まず、木炭を０．０５〜１ｃｍ程度に整粒する。次に、整粒後の木炭１〜１．５ｋｇと第１液２〜３ｋｇを混合槽に入れ、プロペラ式機械攪拌機により撹拌する。木炭の代わりにおがくずを混入させても良い。目視により、放熱性バインダーと木炭とが均一に混合されているのを確認した後に、パーライト１００〜３００ｇとカオリン５００〜８００ｇを混入する。パーライト及びカオリンは、どちらを先に混入しても良い。そして、プロペラ式機械攪拌機によって更に撹拌する。混合槽中の液体がゲル状態になったら、型枠にゲル状態の物質を流し込む。型枠はどのような形状でも構わない。次に、型枠に流し込んだゲル状態の物質に圧力を加え、水分を蒸発させる。例えば、型枠に流し込んだゲル状態の物質は１〜１０日間自然乾燥した後に８０〜２００℃の熱で強制乾燥することで、水分含有率が０．０１〜５％程度になる。
【００４３】
以上の工程により、放熱性古紙ボード及び放熱性木炭ボードが作成可能となる。本発明の第３の実施の形態に係るバインダーを用いた放熱性古紙ボード及び放熱性木炭ボードによれば、与えられた熱を熱線（遠赤外線）として放射する機能を有するので、熱の放散が有効に行われる。第３の実施の形態に係るバインダーを用いた放熱性古紙ボード及び放熱性木炭ボードは、３００℃〜３０００℃においても有効に放熱特性を有し、ボードの表面から有効に熱エネルギーを移動する。このため、例えば、第３の実施の形態に係るバインダーを用いた放熱性古紙ボード、あるいは放熱性木炭ボードの一面を１２００℃程度の高温に曝しても、高温に曝されない他の一面は、直接手で触れることができる。また、第３の実施の形態に係るバインダーを用いた放熱性古紙ボード及び放熱性木炭ボードからは、遠赤外線が放射されるので、カビや白アリ等の害虫の付着を防止することもできる。
【００４４】
＜バインダーから製造された放熱ボードの不燃特性＞
第３の実施の形態に係るバインダーを用いた放熱性古紙ボード及び放熱性木炭ボードに対し、コーンカロリー計（アトラス社製、ＣＯＮＥ２）を用いてコーンカロリー試験を行った結果を図２０に示す。コーンカロリー試験は、国際標準化機構（ＩＳＯ）５６６０に準じ、放熱性古紙ボード及び放熱性木炭ボードの最大発熱速度[ｋＷ／ｍ2]、及び  総発熱量[ＭＪ／ｍ2]を測定した。放熱性古紙ボードは、試験開始後、ボード中に含まれる古紙が時々小さな炎を上げて燃焼し、瞬時に炎が消える「フラッシュ」と呼ばれる現象が見られたが、ボード自体が炎を上げて燃焼することはなかった。また、放熱性古紙ボードの最大発熱速度は９．３６ｋＷ／ｍ2、２０分間の総発熱量は７．５１ＭＪ／ｍ2であり、ＩＳＯ５６６０の発熱性試験の判定基準から「不燃材」に適合した。また、放熱性木炭ボードの場合は、フラッシュも見られず、ボード自体が炎を上げて燃焼する現象も見られなかった。放熱性木炭ボードの最大発熱速度は１３．０７ｋＷ／ｍ2、２０分間の総発熱量は７．６５ＭＪ／ｍ2であり、ＩＳＯ５６６０の発熱性試験の判定基準から「不燃材」に適合した。
【００４５】
＜バインダーの製造方法＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係るバインダーの製造方法を説明する。なお、以下に述べるバインダーの製造方法は一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることは勿論である。
【００４６】
第３の実施の形態に係るバインダーは、図１４に例示するように、珪酸ソーダ、珪酸カリ、二酸化珪素シリカ、アモルファスシリカ、ベントナイト及び可塑性原料から製造される。「可塑性原料」とは、第２の実施の形態に係る非金属用塗料の原材料と同様に炭化した木炭を含む粘土質の粉体を指し、主構成鉱物はカオリナイトである。
【００４７】
まず、混合槽の中に珪酸ソーダの液体１０〜３０ｋｇ及び珪酸カリの液体１０〜２０ｋｇを入れ、１５分間撹拌する。その後、二酸化珪素の液体を１〜１０ｋｇ加え、更に５〜１０分間撹拌する。次に、混合槽に水を３０〜５０ｋｇを入れ、ベントナイトの粉末１００〜５００ｇを溶かす。第２の混合槽中の液体に第１の混合槽中の液体を混合し、５〜１０分間撹拌する。その後、アモルファスシリカの粉体を１〜３ｋｇ加え、更に１５〜３０分間撹拌する。そして、アモルファスシリカの粉体を加えた第２の混合槽中の液体に可塑性原料０．２〜５ｋｇを混合し、２０〜４０分間撹拌する。
【００４８】
以上の工程により、本発明の第３の実施の形態に係るバインダーが製造できる。第３の実施の形態に係るバインダーの製造方法によれば、高温高圧条件を全く必要とせず、室温で製造することができるので、熟練の技術を必要とせず簡単に製造することができる。第３の実施の形態に係るバインダーの原材料はいずれも廉価であり、調達が容易であるので、製造コストを低く抑えることもできる。更に、第３の実施の形態に係る金属用塗料は、無機材料で構成されており水溶性であるので、水道水で簡単に希釈することができるので、第１及び第２の実施の形態において説明した塗料や、断熱材、接着剤等に応用可能である。
【００４９】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る断熱材は、ＳｉＯ2、α−Ａｌ2Ｏ3、及び非晶質物質を多量成分として含む。また、珪酸カルシウム（ＣａＳｉＯ5）、ムライト（Ａｌ6Ｓｉ2Ｏ13）、タルク（Ｍｇ3Ｓｉ4Ｏ10（ＯＨ）2）、アルミノ酸ナトリウム塩（Ｎａ2Ｏ・１１Ａｌ2Ｏ3）、キンセイ石（Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18）、及び可塑性原料の主成分であるカオリナイトを少量成分として含む。図２１は、第４の実施の形態に係る断熱材を濾過乾燥させ、（株）ＣＭＴ製試料粉砕機ＴＩ−１００型で５分間粉砕したものを理学電機（株）製のＸ線解析装置ＲＡＤ−ｒＲで測定して含有成分を同定した結果の一例を示す。
【００５０】
また、本発明の第４の実施の形態に係る断熱材は、１０５℃にて５時間乾燥し、更に７００℃で２時間強熱し灰化した状態で蛍光Ｘ線分析した結果、０．１〜１０％のＮａと、０．０１〜０．１％のＭｇと、１〜１０％のＡｌと、１０〜３０％のＳｉと、０．００１〜０．５％のＰと、０．０１〜０．５％のＳと、０．０１〜１％のＣｌと、０．１〜１５％のＫと、０．０１〜０．５％のＣａと、０．０１〜５％のＴｉと、０．１〜５％のＣｒと、０．１〜５％のＭｎと、０．１〜５％のＦｅと、０．１〜５％のＣｏと、０．１〜５％のＮｉとを含む。第４の実施の形態に係る断熱材は、０．００１〜０．０５％のＺｎ、０．００１〜０．０５％のＲｂ、０．００１〜０．０５％のＳｒ、及び０．００１〜０．０５％のＺｒを更に含んでいる。ここで、Ｎａは０．５〜５％が好ましい。更に好ましくは、Ｎａは１〜３％が良い。Ｍｇは、０．０１〜０．１％が好ましい。更に好ましくは、Ｍｇは、０．０２〜０．０７％が良い。Ａｌは、０．５〜８％が好ましい。更に好ましくはＡｌは、１〜６％が好ましい。Ｓｉは、１５〜２７％が好ましい。更に好ましくは、Ｓｉは２０〜２５％が良い。Ｐは、０．００５〜０．０５％が好ましい。更に好ましくは、Ｐは０．００６〜０．０２％が良い。Ｓは、０．０１〜０．３％が好ましい。更に好ましくは、Ｓは０．０２〜０．０８％が良い。Ｃｌは、０．０５〜０．８％が好ましい。更に好ましくは、Ｃｌは０．０８〜０．２％が良い。Ｋは、２〜１３％が好ましい。更に好ましくは、Ｋは５〜１０％が良い。Ｃａは、０．０１〜０．５％が好ましい。更に好ましくは、Ｃａは０．０５〜０．２％が良い。Ｔｉは、０．０１〜３％が好ましい。更に好ましくは、Ｔｉは０．０５〜０．２％が良い。Ｍｎは、０．５〜３％が好ましい。更に好ましくは、Ｍｎは０．８〜２％が良い。Ｆｅは、０．３〜３％が好ましい。更に好ましくは、Ｆｅは０．７〜２．５％が良い。Ｎｉは、０．２〜３％が好ましい。更に好ましくは、Ｎｉは０．５〜１．５％が良い。Ｚｎは、０．００１〜０．０３％が好ましい。更に好ましくは、Ｚｎは０．００５〜０．０１５％が良い。Ｒｂは、０．００１〜０．０３％が好ましい。更に好ましくは、Ｒｂは０．００５〜０．０１５％が良い。Ｓｒは、０．００１〜０．０３％が好ましい。更に好ましくは、Ｓｒは０．００５〜０．０１５％が良い。Ｚｒは、０．００１〜０．０３％が好ましい。更に好ましくは、Ｚｒは０．００５〜０．０２％が良い。図２２には、第４の実施の形態に係る断熱材の代表的な数値を例示した。図２２に示す数値は、ファンダメンタルパラメータ（ＦＰ）法を用いて、原子番号６（炭素）以上の元素を定性分析して得られる。水素含有率は０％として計算し、炭素及び酸素の分析値は未表示とした。
【００５１】
＜断熱材の放射特性＞
図２３に示すように、第４の実施の形態に係る断熱材の熱伝導率をＪＩＳ、Ａ１４１２−１（熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法（ＧＨＰ法））に準拠して行った場合において、平均温度θmが４００℃の場合、熱伝導率λは、０．４５３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。平均温度θmが６００℃の場合、熱伝導率λは、０．５０７Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。平均温度θmが８００℃の場合、熱伝導率λは、０．７１７Ｗ／（ｍ・Ｋ）となった。尚、平均温度θmが４００℃、６００℃、８００℃の場合の試験体を通過する熱流密度ｑは、それぞれ２３２．８Ｗ／ｍ2、２６９．０Ｗ／ｍ2、３６１．６Ｗ／ｍ2であった。
【００５２】
本発明の第４の実施の形態に係る断熱材によれば、与えられた熱を遠赤外線として放射する機能を有する。このため、例えば断熱材の一面を１２００℃程度の高温に曝しても、熱エネルギーが有効に流れるので、高温に曝されない他の一面は直接手で触れることができる。また第４の実施の形態に係る断熱材は熱効率が良く、１０００〜４２００℃程度の耐熱性を有し、有毒ガスを発生しないため、建造物に使用される材料として有効に使用できる。
【００５３】
＜断熱材の製造方法＞
次に、本発明の第４の実施の形態に係る断熱材の製造方法を説明する。なお、以下に述べる断熱材の製造方法は一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることは勿論である。
【００５４】
第４の実施の形態に係る断熱材は、例えば、図２４に示すように、バインダー、第１粉体、第２粉体、及び第３粉体から製造される。バインダーは、第３の実施の形態において説明したものと同様である。
【００５５】
（イ）まず、第１の混合槽の中に第１粉体として、セメント１０〜３０ｋｇ、炭酸ナトリウム０．５〜１．５ｋｇ、カオリン５〜１５ｋｇ、アモルファスシリカ０．５〜２ｋｇ、メチルセルロース０．３〜２ｋｇ、カゼイン２〜３ｋｇ、パーライト１０〜１５ｋｇを入れて混合する。次に、第２粉体としての耐火モルタルを５０〜６０ｋｇ、第３粉体としての酸化アルミニウムを５０〜６０ｋｇ加え、３０〜５０分間撹拌する。第１の混合槽には、２〜３ｋｇの硬化剤を加えて撹拌しておく。硬化剤としては、珪弗化ナトリウムが好ましい。
【００５６】
（ロ）次に、第２の混合槽にバインダー１００〜１２０ｋｇを用意する。バインダーの重量は、第１〜第３粉体の総重量の５０〜６５％程度が好ましい。次に、第１の混合槽に、バインダーを２回に分けて混入し、１５〜３０分撹拌する。
【００５７】
（ハ）撹拌終了後、バインダー、第１〜第３粉体、及び硬化剤が混合されてゲル状態になった物体を型枠に流し込む。型枠の大きさ、材質、形状等は特に限定されない。型枠に流し込んだ後常温乾燥したものを型枠から取り出して、更に常温で７〜１４日乾燥させる。２５０〜３００℃前後の熱風乾燥、又は１５０〜２００℃前後の遠赤外線乾燥を行っても良い。
【００５８】
以上の工程により、第４の実施の形態に係る断熱材が製造される。第４の実施の形態に係る断熱材の製造方法によれば、耐火レンガ精製時のような高温高圧条件を全く必要としないので、熟練の技術を必要とせず、室温で簡単に製造できる。また、第４の実施の形態に係る断熱材の原材料はいずれも廉価であり、調達が容易であるので、製造コストを低く抑えることもできる。
【００５９】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は第１〜第４の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００６０】
第１〜第４の実施の形態において説明した金属用塗料、非金属用塗料、バインダー及び断熱材を一般の焼却炉の内壁等に応用可能である。例えば、第１の実施の形態において説明した金属用塗料を炉壁に塗布し、塗布膜を形成することにより、熱効率の高い焼却炉を提供することができる。また、第１の実施の形態に係る金属用塗料は、塗料に供給された熱を遠赤外線として放射する性質をもつため、ゴミ燃焼時における温度上昇のムラを抑制し、ダイオキシン等の有毒ガスの発生を低減することができる。また、焼却炉の炉壁に付着するクリンカまたはスラグ等の発生を抑制することもできる。更に、第１及び第２の実施の形態において説明した金属用塗料及び非金属塗料を、パイプラインや装置類に塗布して塗布膜を形成することにより、塩害、酸性ガス等による被塗布物の腐食を防ぐことができる。例えば、第１の実施の形態に係る金属用塗料を船舶の外表面に塗布することにより、海水中の藻の付着を防ぐ塗布膜を形成することもできる。また、第３の実施の形態に係る断熱材を事業所や住宅に配置することで、脱臭効果、シックハウス症候群を抑制する効果も有する。
【００６１】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る金属用塗料に存在する化合物（鉱物）の同定結果を示す表である。
【図２】図１に示す化合物の定性分析結果の蛍光Ｘ線スペクトルを示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係る金属用塗料の定性分析結果の一例示す表である。
【図４】第１の実施の形態に係る金属用塗料の定量分析結果の一例を示す表である。
【図５】第１の実施の形態に係る金属用塗料に含まれる粉体の粒度分布を表すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る金属用塗料の表面状態を表す電子顕微鏡写真である。
【図７】図６に示す金属用塗料に９００℃の熱放射を加えた後の表面状態を表す電子顕微鏡写真である。
【図８】第１の実施の形態に係る金属用塗料の表面温度が５０℃の場合の分光放射率の波長依存性のデータの一例を示すグラフである。
【図９】第１の実施の形態に係る金属用塗料の表面温度が３００℃の場合の分光放射率の波長依存性のデータの一例を示すグラフである。
【図１０】第１の実施の形態に係る金属用塗料の表面温度が５０℃の場合の放射輝度スペクトルを示すグラフである。
【図１１】第１の実施の形態に係る金属用塗料の表面温度が３００℃の場合の放射輝度スペクトルを示すグラフである。
【図１２】第１の実施の形態に係る金属用塗料の表面温度を測定するための温度測定装置を示す概略図である。
【図１３】第１の実施の形態に係る金属用材料の温度測定結果を示すグラフである。
【図１４】第１〜第３の実施の形態に係る金属用材料、非金属用材料、及びバインダーに用いられる原材料を示す表である。
【図１５】図１４に示す高蛋白性粉末１００ｇ当たりの成分を示す表である。
【図１６】第２の実施の形態に係る非金属用塗料の定性分析結果の一例を示す表である。
【図１７】第２の実施の形態に係る非金属用塗料の定量分析結果の一例を示す表である。
【図１８】第３の実施の形態に係るバインダーの定性分析結果の一例を示す表である。
【図１９】第３の実施の形態に係るバインダーの定量分析結果の一例を示す表である。
【図２０】第３の実施の形態に係るバインダーを用いた放熱性古紙ボード及び放熱性木炭ボードの発熱試験結果を示す表である。
【図２１】第４の実施の形態に係る断熱材に存在する化合物（鉱物）の同定結果を示す表である。
【図２２】第４の実施の形態に係る断熱材の定性分析結果の一例を示す表である。
【図２３】第４の実施の形態に係る断熱材の平均温度に対する熱伝導率を表すグラフである。
【図２４】第４の実施の形態に係る断熱材の原材料の一例を示す表である。
【符号の説明】
【００６３】
２…ヒーター
３…塗料塗布面
４…鉄板面
５…熱電対
６…アルミテープ
７…温度コントローラ
８…電源
９…鉄板
１０…温度測定装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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