(57)【要約】【課題】防汚性に優れ、清掃作業を容易に行なうことが可能な黒板の提供を目的とする。【解決手段】直接又は難分解性バインダーを介して光触媒４を黒板１表面に付着させる構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に光触媒を付着させたことを特徴とする黒板。
【請求項２】
難分解性バインダーを介して表面に光触媒を付着させたことを特徴とする黒板。
【請求項３】
前記光触媒が酸化チタンであることを特徴とする請求項１又は２記載の黒板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の黒板の表面を水で濡らし、チョーク汚れを黒板表面から浮き上がらせて拭き取ることを特徴とする黒板の清掃方法。
【請求項５】
黒板の表面に光触媒を付着させることを特徴とする黒板の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防汚性に優れた黒板及びその黒板の清掃方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりチョークで書いた黒板の文字は黒板消し（ラフール）で消しているが、チョーク跡が完全には取れ難く、また、使用とともに黒板が白っぽくなって見にくくなるため、定期的に専門業者が清掃作業を行なっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、清掃作業においては、黒板に付いたチョークの跡を完全に消すために多大な労力が必要となる。具体的には、黒板の清掃は、濡れタオル等によって水拭きすることによって行なっているが、チョーク粉末が残りやすく、乾燥後の黒板表面が白くなりやすい。したがって、白く残ったチョーク粉末をきれいに除去するには、何度も水拭きを行なうことが必要となるが、過度の水拭きは黒板の表面塗装に悪影響を与え、耐久性を低下させるおそれがあった。
【０００４】
さらに、黒板を長期に使用すると、黒板の表面塗装が摩耗してチョークの付着が悪くなり（書き味が悪くなり）、黒板を使用する者に対して余分な負担をかけるとともに、黒板を見る者にとっては視認性が低下することになる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、防汚性に優れ、清掃作業を容易に行なうことが可能な黒板の提供を目的とする。さらには、使いこんだ状態の黒板であっても、清掃作業が容易で、かつ書き味及び視認性を改善することが可能となる黒板の表面処理方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本願発明に係る黒板は、表面に光触媒を付着させたことを特徴とする。これにより、チョークで書いた黒板の文字をチョーク跡を残さずに黒板消しで容易に消すことが可能となる。また、黒板消しだけではチョーク汚れが少し残る場合でも、黒板表面を軽く水で湿らせてから拭き取れば黒板表面が白化することなく、チョーク汚れを容易に除去することができる。
【０００７】
光触媒を黒板の表面に付着させる方法としては、特に制限はなく、光触媒を含む分散液又は溶液をディップコーティング法、ブレードコーティング法、ローラーコーティング法あるいは刷毛塗り法によって塗布することができる。そのほかにも、スプレーコーティング法によって光触媒を含む液を黒板に吹き付ける方法を採用することができ、この場合には、黒板表面に光触媒による微細な凹凸が形成されるため、優れた書き味を発揮する。
【０００８】
光触媒は、粒子径ができるだけ小さいものを用いることによって黒板への密着性を高めることが可能となる。具体的には、光触媒の粒子径が数ｎｍ〜数十ｎｍであるのが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍであるのがより好ましい。これにより、長期にわたって防汚性を発揮することができる。
【０００９】
さらに、難分解性バインダーを介して黒板の表面に光触媒を付着させることも可能である。難分解性バインダーを介して表面に光触媒を付着させた黒板は、光触媒粒子が難分解性バインダーによって黒板表面に強固に接着するため、より長期にわたって良好な防汚性を発揮することができる。
【００１０】
難分解性バインダーは、光触媒よりも先に黒板表面にコーティングし、その後、光触媒を難分解性バインダーの表面に付着させることができる。また、光触媒を含む分散液または溶液に難分解性バインダーを溶解させることもできる。これにより、光触媒が難分解性バインダーによって被覆され、直接、光触媒粒子が黒板表面に接触しにくくなり、黒板の表面塗装の劣化を防止することが可能となる。
【００１１】
ここで、難分解性バインダーとは、光触媒が有する光触媒作用によっては分解又は劣化されにくい性質を有するバインダーであって、例えば、水ガラス、コロイダルシリカ、金属アルコキシドの加水分解物などの無機系バインダー、フッ素系ポリマー、シリコーンなどの有機系バインダーが挙げられ、これらを１種又は２種以上組み合わせて使用することができる。
【００１２】
本発明において、光触媒とは、そのバンドギャップ以上のエネルギーを持つ波長の光を照射することによって、光励起により伝導帯に電子を、価電子帯に正孔を生じ、生成した電子の持つ強い還元力や正孔の持つ強い酸化力によって有害物質などの有機物質を分解して浄化する機能を発揮するものをいう。
【００１３】
光触媒としては、具体的に酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化鉄、チタン酸ストロンチウムなどの公知の金属化合物半導体を１種又は２種以上を組み合わせて用いることができるが、中でも安全性が高く、優れた光触媒機能を有する酸化チタンを用いるのが好ましい。
【００１４】
光触媒を黒板表面に付着させるには、前述のごとく、光触媒の微粒子を水及び／又は溶剤中に分散させた光触媒分散液を黒板表面に塗布又は噴霧することができる。この場合、光触媒を細かく粉砕したものを水及び／又は溶剤中に分散させてもよいが、光触媒の原料として、金属アルコキシド、金属塩化物、金属硝化物、金属有機酸化物のいずれかを使用し、これらの原料から金属酸化物のゾルを生成させれば、粉砕工程を経ることなく、光触媒の微粒子を容易に得ることができる。
【００１５】
具体的に、光触媒として酸化チタンを用いる場合、酸化チタンの中で最も光触媒活性の高いタイプはアナターゼ型酸化チタンであることから、アナターゼ型酸化チタンの微粒子を分散させた分散液（ゾルを含む）を黒板表面にコーティングすることができる。
【００１６】
また、光触媒としては、金属アルコキシドや金属アルコキシドの加水分解物等の光触媒前駆体を黒板表面に付着させ、その後、光触媒前駆体を黒板表面上で反応させて最終的に光触媒を形成させることも可能である。
【００１７】
具体的に、光触媒として酸化チタンを用いる場合、光触媒前駆体として、酸化チタンを過酸化水素水に溶解させた酸化チタン過酸化水素水溶液を用いることも可能である。酸化チタン過酸化水素水溶液は、黒板に塗布又は噴霧した後、室温にて乾燥させることによりアナターゼ型酸化チタンを形成する。さらに、酸化チタン過酸化水素水溶液から得られた酸化チタンは黒板表面への密着性に優れており、長期にわたって防汚性を維持することができる。
【００１８】
さらに、アナターゼ型酸化チタンの微粒子を酸化チタン過酸化水素水溶液に添加したものを用いることも可能である。この場合、酸化チタン過酸化水素水溶液がバインダーとして機能し、アナターゼ型酸化チタンを黒板表面に強固に接着させることが可能となる。
【００１９】
本発明に係る黒板は、表面に光触媒を付着させたことにより、ラフールで拭き取るだけでチョーク汚れを除去することができるという優れた防汚性を発揮する。さらに、本発明に係る黒板の表面は、光触媒の作用により親水性に優れているため、表面を水で濡らすことにより、黒板表面に付着したチョーク汚れが浮き上がり、拭き取るだけで容易に除去することが可能となる。
【００２０】
光触媒を付着させる対象となる黒板は、使用前のものに限定されず、使い込んだ状態のものであってもよい。すなわち、本発明においては、黒板の表面に光触媒を付着させることを特徴とする黒板の表面処理方法をも提供するものである。
【００２１】
上記方法によれば、かなり使い込んだ状態の黒板を簡単な方法で表面処理することにより、黒板の防汚性のみならず、書き味及び視認性を改善することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のとおり、本発明によれば、黒板の表面に光触媒を付着させたことにより、優れた防汚性を発揮する。また、使用により書き味及び視認性が低下した状態の黒板に光触媒を付着させれば、防汚性のみならず、書き味及び視認性を改善することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る黒板の実施形態を示す断面図である。黒板１は、木製又は鋼製の基板２と、基板２の表面に形成された黒板用塗料層３とを備えており、光触媒４は黒板用塗料層３の表面に付着している。なお、本実施形態では、光触媒４としてアナターゼ型酸化チタンを用いている。
【００２４】
上記光触媒４についてより詳しく説明すると、本実施形態では酸化チタン原料として、酸化チタンを過酸化水素水に溶解させた酸化チタン過酸化水素水溶液を用いており、これを黒板用塗料層３の表面にスプレーコーティングし、室温にて乾燥させることにより、優れた密着性を有するアナターゼ型酸化チタンを黒板用塗料層３の表面に形成するようにしている。光触媒４のコーティング量としては、黒板１ｍ2あたり光触媒の重量が０．０１ｇ〜１．０ｇになるようにするのが好ましく、黒板１ｍ2あたり０．１〜０．５ｇになるようにするのがより好ましい。
【００２５】
本実施形態においては、光触媒４を黒板用塗料層３の表面により強固に接着させるために、難分解性バインダーとしてテトラエトキシシランを使用している。テトラエトキシシランは、水分によって加水分解しつつ、脱水縮合して最終的にＳｉＯ2を形成する。
【００２６】
従って、テトラエトキシシランを酸化チタン過酸化水素水溶液に添加すると、酸化チタンと黒板用塗料層３とが直接的に接触することを抑制し、シリカを介して酸化チタンを黒板用塗料層３に接着させることが可能となる。これにより、酸化チタンによる黒板用塗料層３の劣化を抑制することができる。
【００２７】
テトラエトシキシラン（ＳｉＯ2含有量：１３．８重量％）の添加量は、酸化チタン１重量部に対して０．５重量部〜４．０重量部、好ましくは１．２重量部〜１．５重量部とする。この範囲内であれば、良好な光触媒性能及び接着性を維持しつつ、酸化チタンによる黒板用塗料層３の劣化を効果的に防止することが可能となる。
【実施例】
【００２８】
［黒板への光触媒の付着］
黒板として新品のものと、かなり使い込んだ状態のものを２種類用意し、それぞれの黒板表面に上記実施形態にしたがって光触媒を付着させた場合と、光触媒を付着させなかった場合とでその性能の差異を評価した。
【００２９】
具体的には、光触媒原料として酸化チタン過酸化水素水溶液を用い、これに難分解性バインダーとしてテトラエトキシシランを加えたものをコーティング液として使用した。以下、コーティング液の詳しい調製方法について説明する。
【００３０】
先ず、チタンテトライソプロポキシド（ＴＩＰ）とイソプロパノール（ＩＰＡ）を混合し（ＴＩＰ：ＩＰＡのモル比１：５）、攪拌を行なった。その後、ＩＰＡと水との混合液を加え、全組成比がＴＩＰ：ＩＰＡ：水＝１：１０：４となるように調整し、液温５℃に保ち攪拌した。得られた懸濁液を吸引濾過して微粒子を分離し、通気乾燥（９９℃×２０時間）を行なった。
【００３１】
得られた乾燥微粒子を３１Ｗ％過酸化水素水に入れ、２０℃に保ちながら攪拌して溶解させて黄色透明のゲル体を得た。これに過酸化水素を再添加し、酸化チタン過酸化水素水溶液を得た。
【００３２】
そして、酸化チタン過酸化水素水溶液にテトラエトキシシランを加えてコーティング液を調製した。コーティング液中の酸化チタン含有量は２．２重量％であった。なお、コーティング液中の酸化チタン含有量に対するテトラエトキシシラン含有量は、酸化チタン：テトラエトシキシラン（重量比）＝１：１．３とした。
【００３３】
上記コーティング液をスプレーガンで黒板１ｍ2あたり１０ｇの割合でスプレーコーティングし、その後２４時間室温で乾燥した。
【００３４】
［黒板の評価方法］
新品の黒板及び使い込んだ状態の黒板に上記処理を施して得られた２種類の黒板についてその性能を評価した。なお、比較品としては、上記処理を施していない未処理の黒板をそのまま用いた。評価項目及び評価基準は以下の通りである。
（１）黒板の表面状態
○…見やすい
×…見にくい
（２）チョークの書きやすさ
◎…非常に書きやすい
○…普通
×…書きにくい（チョークが良く折れる）
（３）ラフールによる文字の拭きやすさ
○…チョークの文字跡が残らない
×…チョークの文字跡が残る
※注：上記項目（１）〜（３）の評価には、「使い込んだ状態の黒板」として、メンテナンス業者による清掃作業を行なった後の状態のものを供した。
【００３５】
（４）メンテナンス業者による作業性
上記４種類の黒板について、それぞれ一定時間使用した状態でメンテナンス業者による清掃作業を実施した。
○…黒板５ｍ2あたり３分〜５分の作業時間で黒板の白化を生じることなくきれいに
清掃可能
△…黒板５ｍ2あたり７分〜１０分の作業時間、ただし黒板乾燥後に一部表面が白化
×…黒板５ｍ2あたり１０分以上の作業時間、黒板乾燥後に表面全体が白化
【００３６】
［評価結果］
新品の黒板についての評価結果を表１に、使い込んだ状態の黒板の評価結果を表２にそれぞれ示す。なお、表中、表面処理品とは、黒板表面に光触媒をコーティングしたものを、未処理品とは光触媒コーティングを施していないものをそれぞれ示している。
【００３７】
表１及び表２によれば、光触媒をコーティングすることにより、メンテナンス業者の作業性が著しく向上しているのが分かる。具体的に、表面処理品は新品黒板及び使い込んだ状態の黒板のいずれも「業者による作業性」が○であったのに対して、未処理品における評価結果は、新品黒板で△、使い込んだ状態の黒板で×であった。
【００３８】
これらの評価の相違を実際の作業内容をもとに見てみると、表面処理品では黒板をラフールで荒拭きした後、霧吹きで黒板全面を濡らし、１〜２分置くことにより、チョーク跡及びチョーク粉末が黒板表面から浮き上がる。したがって、その状態でウィンドースクイジーで一気に水切りし、部分的にタオルで拭き取りするだけでチョーク粉末をきれいに除去することが可能であり、これにより黒板の白化を抑制しつつ作業時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００３９】
一方、未処理品においては、霧吹きで黒板全面を濡らしてもチョーク粉末が黒板表面から浮き上がることがないため、チョーク跡を除去するには、先ず、ラフールで丹念に拭き取りを行なった後、濡れタオルで水拭きを行なう必要がある。「業者による作業性」の評価が△のものは、水拭きを４回程度行なうことで黒板表面がかなりきれいになったものの一部に白化が見られた。「業者による作業性」の評価が×のものは、チョーク跡をきれいにするために水拭きが５回以上必要であり、しかも清掃後の黒板表面には白化が見られた。
【００４０】
また、「チョークの書きやすさ」に関しても、表面処理品はいずれも◎であったのに対して、未処理品は○〜×であった。これは、黒板表面に硬度の高い酸化チタンが強固に固着したためと考えられた。
【００４１】
以上のように、黒板に光触媒をコーティングすることにより、防汚性に優れ、清掃作業を容易に行なうことができ、さらに書き味及び視認性を改善することが可能になることが確認された。
【００４２】
【表１】
2007062275.tif 000003
【００４３】
【表２】
2007062275.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る黒板を示す断面図
【符号の説明】
【００４５】
１                黒板
２                基板
３                黒板用塗料層
４                光触媒
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年1月13日(2006.1.13)
【手続補正１】
【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】
予め黒板表面に光触媒を付着させ、チョーク使用後に前記黒板表面を水で濡らしてチョーク汚れを黒板表面から浮き上がらせて拭き取ることを特徴とする黒板の清掃方法。
【請求項２】
前記光触媒は、難分解性バインダーを介して黒板表面に付着されたことを特徴とする請求項１記載の黒板の清掃方法。
【請求項３】
前記光触媒が酸化チタンであることを特徴とする請求項１又は２記載の黒板の清掃方法。