(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
比重が１未満のセラミック系またはガラス系のバルーン粒子に、水および水溶性樹脂を混錬して、バルーン粒子に水溶性樹脂がコーティングされた一次混錬物を得る第１混錬工程と、第１混錬工程で得られた一次混錬物に、比重が１を超える光触媒物質を混錬して、水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子に光触媒材料が結合された二次混錬物を得る第２混錬工程とを含むことを特徴とするコーティング材の製造方法。
【請求項２】
前記第１混錬工程において、バルーン粒子１００重量％に対し、水１０〜５５重量％、水溶性樹脂１０〜８０重量％を混錬することを特徴とする、請求項１記載のコーティング材の製造方法。
【請求項３】
前記第２混錬工程において、一次混錬物１００重量％に対し、前記光触媒材料１〜８０重量％を混錬することを特徴とする、請求項１又は請求項２記載のコーティング材の製造方法。
【請求項４】
前記光触媒材料が酸化チタンであることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のコーティング材の製造方法。
【請求項５】
前記光触媒材料がチタンアパタイトであることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のコーティング材の製造方法。
【請求項６】
前記バルーン粒子の平均空孔率が２０％以上であることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のコーティング材の製造方法。
【請求項７】
前記バルーン粒子が球状体であることを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のコーティング材の製造方法。
【請求項８】
前記バルーン粒子が酸化アルミニウムであることを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のコーティング材の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高断熱性、減菌性、防汚性等の各性能に優れたコーティング材の製造方法と、同製造方法によって得られるコーティング材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギ、地球温暖化、都市のヒートアイランド対策、ＣＯ２排出量削減等を目的として、建物の屋上に緑化設備を施工したり、建物の屋根や外壁に耐熱、遮熱塗料を塗布し、これによって建物内部の温度を下げ、冷房に必要な電力費用の削減を図る技術が普及している。
【０００３】
前者の建物の屋上に緑化設備を施工する例としては、屋上に防水シートを敷設し、その上に緑化基盤を並べるものなどが知られている（例えば特許文献１参照）。後者の耐熱、遮熱塗料としては、ガラス系やシラス系のセラミック材料を主原料としたものが知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
一方、近年、鶏舎や家畜舎等において、鶏インフルエンザ等のウイルス感染予防の必要性が増大しており、抗菌性、減菌性に優れたコーティング剤の開発が叫ばれている。抗菌性等を発揮する塗料としては、酸化チタンを配合したものが知られている（例えば特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−８９００５号公報
【特許文献２】特開２００１−１９２２８１号公報
【特許文献２】特開平１０−８１８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、緑化設備の例では、施工、維持管理の費用が高いという問題がある。耐熱、遮熱塗料の例では、熱伝導率の高いガラス系・シリカ系のセラミック材料を主材料とするため、断熱効果を得るために、４〜８回程度の重ね塗りが必要とされ、施工費用が高くなる問題がある。
【０００７】
酸化チタン配合の塗料の場合には、酸化チタンの比重が１を越えるため、酸化チタンをセラミック粒子や溶剤と一緒に混錬させた場合、セラミック粒子に比べて酸化チタンが沈降して、塗布層の表層部に酸化チタンが浮上せず、溶剤の皮膜が表層部にコーティングされることもあって、塗布後の抗菌、減菌作用を十分に発揮できない課題があった。
【０００８】
本発明者は、比重が１を越えるチタン化合物に代表される光触媒材料や比重が１を超えるカリウムに代表される空気触媒材料を混錬物の表層部に浮上させることに成功し、高断熱性および減菌性に優れたコーティング材を製造することができた。また、その施工コストにも優れていることを確認した。
【０００９】
よって、本発明は、高断熱性および減菌性に優れたコーティング材を得ることのできる製造方法を提供すること、また、施工コストに優れたコーティング材の製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
さらに、本発明は、同製造方法によって得られるコーティング材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る請求項１記載のコーティング材の製造方法は、比重が１未満のセラミック系またはガラス系のバルーン粒子に、水および水溶性樹脂を混錬して、バルーン粒子に水溶性樹脂がコーティングされた一次混錬物を得る第１混錬工程と、第１混錬工程で得られた一次混錬物に、比重が１を超える光触媒物質を混錬して、水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子に光触媒材料が結合された二次混錬物を得る第２混錬工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
第１混練工程において、比重が１未満のセラミック系またはガラス系のバルーン粒子に、水および水溶性樹脂を混錬することによって、バルーン粒子が水溶液中に攪拌分散し、個々のバルーン粒子の周囲に水溶性樹脂がコーティングされる。そして、第２混練工程において、第１混練工程で得られた一次混練物に、比重が１を超える光触媒材料を混練することによって、個々のバルーン粒子の周囲にコーティングされた水溶性樹脂がバインダーとなって、個々のバルーン粒子に各光触媒材料が均等にかつ確実に結合する。そして、個々のバルーン粒子の浮力によって、個々のバルーン粒子に結合された比重が１を超える光触媒材料が混練物の表層部に浮上する。ここで、光触媒材料は、チタン化合物に代表され、光触媒作用により、減菌等の各機能を発揮する。比重が１を超える光触媒材料としては、酸化チタンやチタンアパタイト等がある。
【００１３】
比重が１を超える光触媒材料は、その重さによって沈降し、従来では混練物の表層部に浮上しなかったのに対し、個々のバルーン粒子の浮力を利用して混練物の表層部に浮上させバルーン粒子およびそれら触媒物質を表面に並べて露出させることができる。これにより、コーティング材の施工時に光触媒材料が表層部に浮上して、施工されたコーティング材層の表層部に互いに結合された状態のバルーン粒子と光触媒材料が並ぶコーティング材を製造することができる。
【００１４】
コーティング材層の表層部にバルーン粒子と光触媒材料が並ぶから、主としてバルーン粒子が発揮する高断熱性、光触媒材料が紫外線の照射を受けて発揮する抗菌性、減菌性の各機能を同時に発揮する。冬季においては、高い保温機能を発揮する。また、コーティング材層の乾燥後は、樹脂がバルーン粒子とそれら触媒物質の結合状態を強固に保持して、コーティング材層の耐久性を発揮し、さらに、水溶性樹脂を用いて、有機溶剤を使用しないから、従来のように有機溶剤が表層に表出して、光触媒材料のもつ本来の機能を阻害しない。
【００１５】
光触媒材料を表層に並べることができるから、光触媒作用を十分に発揮した高い防汚性を発揮する。
【００１６】
本発明に係る請求項２記載のコーティング材の製造方法は、前記第１混錬工程において、バルーン粒子１００重量％に対し、水１０〜５５重量％、水溶性樹脂１０〜８０重量％を混錬することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る請求項３記載のコーティング材の製造方法は、前記第２混錬工程において、一次混錬物１００重量％に対し、光触媒材料１〜８０重量％を混錬することを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る請求項４記載のコーティング材の製造方法は、前記光触媒材料が酸化チタンであることを特徴とする。
【００１９】
酸化チタン（ＴｉＯ２）は、ウイルスや汚れに対し、光触媒効果によって減菌性・防汚性を発揮し、酸化チタンがコーティング層の表層部に均等に並ぶことによって、酸化チタン本来の減菌性・防汚性を十分発揮させることができる。したがって、鶏舎や畜舎、住宅、食品工場、病院等の建築物の屋根、外壁等にコーティング材を塗布施工することで、ウイルスの侵入を阻止し、また、建物の汚れを防ぐことができる。
【００２０】
本発明に係る請求項５記載のコーティング材の製造方法は、前記光触媒材料がチタンアパタイトであることを特徴とする。
【００２１】
チタンアパタイトは、カルシウムアパタイトの一部がチタンによって置換され、たとえば、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２で表されるカルシウムヒドロキシアパタイトにおけるカルシウムの一部がチタンによって置換されたＣａ９Ｔｉ１（ＰＯ４）６（ＯＨ）２で表される。
【００２２】
チタンアパタイトは、浮遊しているウイルスを積極的に引き寄せて吸着し、減菌させる。チタンアパタイトがコーティング材層の表層部に均等に並ぶことによって、その吸着減菌性能が十分に発揮される。また、防汚性も発揮される。したがって、鳥舎や畜舎、住宅、食品工場、病院等の建築物の床や内壁等にコーティング材を塗布施工することで、空気中のウイルスを引き付けて、吸着減菌させることができる。
【００２８】
本発明に係る請求項６記載のコーティング材の製造方法は、前記バルーン粒子の平均空孔率が２０％以上であることを特徴とする。
【００２９】
バルーン粒子の平均空孔率が２０％以上であることにより、熱伝導性が低くなり、高断熱性を発揮する。平均空孔率は６０％以上であることがより望ましい。従来のガラス系等のバルーン粒子が平均空孔率１０％以下で、高断熱性を得るために４〜８層重ね塗りして施工していたのに対し、１〜２層のコーティング材層を施工するだけで、十分な高断熱性および減菌性を発揮でき、施工コストの低減化を図ることができる。
【００３０】
本発明に係る請求項７記載のコーティング材の製造方法は、前記バルーン粒子が球状体であることを特徴とする。
【００３１】
バルーン粒子が球状体であることにより、施工時に液状のコーティング材が伸延しやすく、したがって、現場施工しやすい。また、コーティング材層を薄く形成できて、施工コストを低減化できる。
【００３２】
本発明に係る請求項８記載のコーティング材の製造方法は、前記バルーン粒子が酸化アルミニウムであることを特徴とする。
【００３３】
バルーン粒子が酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）であることにより、ガラス系・シラス系のバルーン粒子に比較し、バルーン形状が不定形になりにくく、安定した形状のバルーン粒子が得られる。なお、酸化アルミニウムのバルーン粒子は、約１４００℃の高温下で酸化アルミニウムを焼成して得られ、空孔率２０％以上の球状のバルーン粒子が安定して得られる。                      
【発明の効果】
【００３５】
以上説明したように、本発明に係るコーティング材の製造方法によると、比重が１未満のセラミック系またはガラス系のバルーン粒子に、水および水溶性樹脂を混錬して、バルーン粒子に水溶性樹脂がコーティングされた一次混錬物を得る第１混錬工程と、第１混錬工程で得られた一次混錬物に、比重が１を超える光触媒物質を混錬して、水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子に光触媒材料が結合された二次混錬物を得る第２混錬工程とを含むことにより、第２混錬工程において、バルーン粒子の浮力を利用して、バルーン粒子に結合させた比重が１を超える光触媒材料を混錬物の表層部に浮上させて、バルーン粒子および光触媒材料を均等に表層部に並べることができ、これによって、高断熱性、減菌性ともに優れたコーティング材を製造することができるという優れた効果を奏する。
【００３７】
また、１〜２層程度塗布するだけで上記各機能を発揮させることができるので、施工コストにも優れるという効果を奏する。
【００３８】
さらには、本発明に係る製造方法によって得られるコーティング材によると、上に述べた高断熱性、減菌性ともに優れたコーティング層を建物の屋根や内外の壁に容易に施工することができる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明を実施するための第１の実施形態を図１ないし図６を参照して説明する。図１において、１は混練装置である。
【００４０】
混練装置１は、有底筒形の容器２の底部付近に円板状の攪拌板３が水平に配置され、この攪拌板３は垂直軸４によって支持され、駆動モータ５によって回転駆動され、容器２内に投入された各材料を攪拌し、混錬できるようになっている。
【００４１】
（第１混練工程）
まず、図１（Ａ）に示すように、第１混練工程において、セラミック系バルーン粒子６、水７、水溶性樹脂８の各材料を容器２内に投入し、駆動モータ５によって攪拌板３を回転させ、各材料を混練し、一次混錬物９を得る。各材料の配合割合は、セラミック系バルーン粒子１００重量部に対し、水５０重量部、水溶性樹脂５０重量部とする。
【００４２】
なお、セラミック系バルーン粒子１００重量部に対し、水は１０〜５５重量部のうちから、水溶性樹脂は１０〜８０重量部のうちから、それぞれ適宜選択することができる。
【００４３】
容器２内で攪拌板３を回転させることにより、セラミック系バルーン粒子６が水溶液中に攪拌分散し、図２に示すように、個々のバルーン粒子６の周囲に水溶性樹脂８がコーティングされる。また、水平な円板状の攪拌板３を用いて攪拌するから、セラミック系バルーン粒子６の破損や潰れが防止される。
【００４４】
セラミック系バルーン粒子６は、粒径２０ミクロン〜６０ミクロン、平均空孔率２０％以上、比重０．８以下の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の球状体からなる。酸化アルミニウムは、約１４００℃の高温で焼成されることによって球体形状で平均空孔率２０％以上のバルーン粒子が安定して得られる。なお、水溶性樹脂８としては、アクリル樹脂などが用いられる。
【００４５】
（第２混練工程）
次に、図１（Ｂ）に示すように、第２混練工程において、第１混練工程で得られた容器２中の一次混練物９に、比重が１を超える光触媒材料である酸化チタン１０を投入し、継続して攪拌板３を回転させ、混練し、二次混練物（コーティング材）１１を得る。配合割合は、一次混練物１００重量部に対し、酸化チタン３０重量部である。
【００４６】
なお、一次混錬物１００重量部に対し、酸化チタンは１〜８０重量部のうちから適宜選択することができる。
【００４７】
後の第２混練工程において、酸化チタン１０を投入することによって、図３に示すように、一次混練物９中の、個々のバルーン粒子６の周囲にコーティングされた水溶性樹脂８がバインダーとなって、個々のバルーン粒子６の周囲に各酸化チタン１０が均等にかつ確実に結合する。また、個々のバルーン粒子・酸化チタン結合体１２が互いに結合して、ユニットＵを構成する場合もある。そして、図４に示すように、個々のバルーン粒子６の浮力によって、個々のバルーン粒子・酸化チタン結合体１２が、あるいは個々のバルーン粒子・酸化チタン結合体１２の複合ユニットＵが、２次混練物１１の表層部Ａに浮上する。
【００４８】
酸化チタン（ＴｉＯ２）は、比重が１を超える（比重３．０〜３．９）ので、その重さによって混練後に沈降し、従来では混練物の表層部に浮上しなかったのに対し、個々のバルーン粒子６の浮力を利用してニ次混練物１１の表層部に浮上させることができる。これにより、図５に示すように、コーティング施工時に表層部に酸化チタン１０が並んで表面に露出するコーティング材層１３を施工することができる。なお、図５中、符号１４は接着部である下層部、符号１５は外壁を示している。
【００４９】
図６は、本発明のコーティング材の製造方法によって製造されたコーティング材を建物２０の屋根２１および外壁２２に施工した構造を示している。
【００５０】
図６に示すように、建物２０の屋根２１にコーティング材層１３を１〜２層施工することにより、高断熱性を発揮し、太陽光の輻射熱から建物２０を防護できる。例えば施工なしの屋根に比べて屋根上の温度を最大で３０℃程度低下させることができ、建物内の温度をほぼ一定に保つことができる。また、外壁２２にコーティング材層１３を１〜２層施工することで、コーティング材層１３の表面に付着したウイルスを酸化チタン１０の紫外線照射による光触媒効果で減菌させることができる。さらに、冬場は屋根２１および外壁２２のコーティング材層１３の高断熱性能によって、高い保温機能を発揮する。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施形態について、図７を参照して説明する。本実施形態においては、第２混練工程において、酸化チタン１０の代わりに、別の光触媒材料であるチタンアパタイトを投入する。
【００５２】
（第１混練工程）
第１混練工程においては、第１の実施形態と同様に、図７（Ａ）に示すように、セラミック系バルーン粒子６、水７、水溶性樹脂８の各材料を容器２内に投入し、各材料を混練し、一次混練物９’を得る。各材料の配合割合は、セラミック系バルーン粒子１００重量部に対し、水５０重量部、水溶性樹脂５０重量部とする。ここでも、セラミック系バルーン粒子６として、粒径２０ミクロン〜６０ミクロン、平均空孔率２０％以上、比重０．８以下の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の球状体を用いる。
【００５３】
（第２混練工程）
第２混練工程において、図７（Ｂ）に示すように、第１混練工程で得られた容器２中の一次混練物９’に、チタンアパタイトを投入して、継続して攪拌板３を回転させ、混練し、二次混練物（コーティング材）１７を得る。配合割合は、一次混練物１００重量部に対し、チタンアパタイト３０重量部である。チタンアパタイトの配合量は、一次混錬物１００重量部に対し、１〜８０重量部の間で適宜選択できる。
【００５４】
第２混練工程において、チタンアパタイトを投入することによって、一次混練物９’中の、個々のバルーン粒子６の周囲にコーティングされた水溶性樹脂８がバインダーとなって、個々のバルーン粒子６に各チタンアパタイトが均等にかつ確実に結合する。そして、図８に示すように、個々のバルーン粒子６の浮力によって、個々のバルーン粒子６に、バルーン粒子・チタンアパタイト結合体として、あるいはそれらの複合ユニットとして結合されたチタンアパタイト１６が二次混練物１７の表層部Ａ’に浮上する。
【００５５】
チタンアパタイトは、カルシウムアパタイトの一部がチタンによって置換されたもので、たとえば、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２で表されるカルシウムヒドロキシアパタイトにおけるカルシウムの一部がチタンによって置換されたＣａ９Ｔｉ１（ＰＯ４）６（ＯＨ）２で表されるものが用いられる。チタンアパタイトは、比重が１を超える（比重２．０〜３．９）ので、酸化チタンと同様に、個々のバルーン粒子６の浮力を利用して２次混練物１７の表層部Ａ’に浮上させることができる。これにより、図９に示すように、コーティング施工時にチタンアパタイト１６が浮上して、表面にチタンアパタイト１６が露出して並ぶコーティング材層１８を施工することができる。
【００５６】
図６に示す建物２０の内壁２３や床２４にチタンアパタイト１６が表面に露出して並ぶコーティング材層１７を１〜２層施工し、表面に露出して並ぶチタンアパタイト１６により、空気中に浮遊するウイルスを効果的に引き付けて吸着し、減菌させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係るコーティング材の製造方法は、工場・倉庫・公共施設・一般住宅・乗用車・バス・コンテナ等に施工可能なコーティング材の製造方法として、利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１の実施形態を示すもので、（Ａ）（Ｂ）は本発明に係るコーティング材の製造手順を示す説明図、
【図２】第１混錬工程において、個々のバルーン粒子の周囲に水溶性樹脂がコーティングされる様子を示す説明図、
【図３】第２混錬工程において、個々のバルーン粒子の周囲に酸化チタンが結合された様子を示す説明図、
【図４】個々のバルーン粒子の浮力によって、酸化チタンも二次混錬物の表層部に浮上した様子を示す説明図、
【図５】コーティング材層の施工状態を示す断面図、
【図６】コーティング材層が施工された建物の断面図、
【図７】第１の実施形態を示すもので、（Ａ）（Ｂ）は本発明に係るコーティング材の製造手順を示す説明図、
【図８】個々のバルーン粒子の浮力によって、酸化チタンも二次混錬物の表層部に浮上した様子を示す説明図、
【図９】コーティング材層の施工状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  混錬装置
２  容器
３  攪拌板
４  垂直軸
５  駆動モータ
６  セラミック系バルーン粒子
７  水
８  水溶性樹脂
９，９’  一次混錬物
１０  酸化チタン（光触媒材料）
１１，１７  二次混錬物（コーティング材）
１２  バルーン粒子・酸化チタン結合体
１３，１８  コーティング材層
１４  下層部（接着部）
１５，２２  外壁
１６  チタンアパタイト（光触媒材料）
２０  建物
２１  屋根
２３  内壁
２４  床
Ｕ  バルーン粒子・酸化チタン結合体の複合ユニット
【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】
0004446403.tif 000008
【図８】
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【図９】
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