JPH1067543A - Photocatalytic hydrophilic parts material - Google Patents

Photocatalytic hydrophilic parts material

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JPH1067543A
JPH1067543A JP8326016A JP32601696A JPH1067543A JP H1067543 A JPH1067543 A JP H1067543A JP 8326016 A JP8326016 A JP 8326016A JP 32601696 A JP32601696 A JP 32601696A JP H1067543 A JPH1067543 A JP H1067543A
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JP
Japan
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layer
oxide
water
photocatalytic
sample
Prior art date
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Application number
JP8326016A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Hayakawa
信 早川
Ryuichi Kojo
隆一 古城
Makoto Chikuni
真 千国
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Publication date
Application filed by Toto Ltd filed Critical Toto Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a parts material having a hydrophilic surface, self-purifying property, antifouling property and cloud-proof property by forming a layer of a photocatalytic oxide such as TiO2 on the surface of glass, etc., through an acrylic silicone layer. SOLUTION: This photocatalytic hydrophilic parts material is obtained by the following method. An acrylic silicone layer is formed on the surface of a base material such as glass by coating and heat-treating. Then, a layer of a photocatalytic oxide (preferably having <=0.2μm film thickness) is formed on its surface by using a sol coating and baking method, an organic titanate method or an electronic beam depositing method, etc., to obtain a parts material having highly hydrophilic surface and exhibiting water-wetting property having <=10 (preferably 5 deg.) contact angle. Preferably, silica and silicone are further contained in the surface layer. The photocatalytic oxide is an oxide generating a conducting electron and a positive hole by a photoexcitation and anatase-type titanium oxide, rutile-type titanium oxide, tin oxide and dibismuth trioxide, etc., are preferable.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、部材表面を高度の
親水性になし、かつ維持する技術に関する。より詳しく
は、本発明は、鏡、レンズ、ガラス、プリズムその他の
透明部材の表面を高度に親水化することにより、部材の
曇りや水滴形成を防止する防曇技術に関する。本発明
は、また、建物や窓ガラスや機械装置や物品の表面を高
度に親水化することにより、表面が汚れるのを防止し、
又は表面を自己浄化(セルフクリ−ニング)し若しくは
容易に清掃する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for making a member surface highly hydrophilic and maintaining it. More specifically, the present invention relates to an anti-fog technology for preventing the fogging and water droplets from forming on a mirror, lens, glass, prism or other transparent member by making the surface of the member highly hydrophilic. The present invention also prevents the surface from being stained by highly hydrophilizing the surface of a building, a window glass, a mechanical device or an article,
Alternatively, the present invention relates to a technique of self-cleaning (self-cleaning) or easily cleaning a surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】寒冷時に自動車その他の乗物の風防ガラ
スや窓ガラス、建物の窓ガラス、眼鏡のレンズ、および
各種計器盤のカバ−ガラスが凝縮湿分で曇るのはしばし
ば経験されることである。また、浴室や洗面所の鏡や眼
鏡のレンズが湯気で曇ることも良く遭遇される。更に、
車両の風防ガラスや窓ガラス、建物の窓ガラス、車両の
バックミラ−、眼鏡のレンズ、マスクやヘルメットのシ
−ルドが降雨や水しぶきを受け、離散した多数の水滴が
表面に付着すると、それらの表面は翳り、ぼやけ、斑模
様になり、或いは曇り、やはり可視性が失われる。言う
までもなく、上記“曇り”は安全性や種々の作業の能率
に深い影響を与える。例えば、車両の風防ガラスや窓ガ
ラス、車両のバックミラ−が、寒冷時や雨天に翳り或い
は曇ると、視界の確保が困難となり、交通の安全性が損
なわれる。内視鏡レンズや歯科用歯鏡が曇ると、的確な
診断、手術、処置の障害となる。計器盤のカバ−ガラス
が曇るとデ−タの読みが困難となる。
2. Description of the Related Art It is often experienced that in cold weather, windshields and glazings of automobiles and other vehicles, glazings of buildings, lenses of glasses, and cover glasses of various instrument panels are fogged by condensed moisture. . In addition, mirrors and eyeglass lenses in bathrooms and washrooms are often fogged by steam. Furthermore,
Vehicle windshields and windows, building windows, vehicle back mirrors, eyeglass lenses, masks and helmet shields are subjected to rainfall and splashes, and when a large number of discrete water droplets adhere to the surface, the Can be dark, blurred, mottled, or cloudy, again losing visibility. Needless to say, the above "clouding" has a profound effect on safety and efficiency of various operations. For example, if the windshield or window glass of the vehicle or the back mirror of the vehicle is overcast or cloudy in cold weather or rainy weather, it is difficult to secure a view, and traffic safety is impaired. Fogging of the endoscope lens and the dental dentoscope hinders accurate diagnosis, surgery, and treatment. If the cover glass of the instrument panel becomes fogged, it becomes difficult to read the data.

【0003】上記“曇り”の解消のために、表面を親水
性にすることが提案されている。例えば、実開平3−1
29357号には、基材の表面にポリマ−層を設け、こ
の層に紫外線を照射した後アルカリ水溶液により処理す
ることにより高密度の酸性基を生成し、これによりポリ
マ−層の表面を親水性にすることからなる鏡の防曇方法
が開示されている。しかし、この方法で得られる程度の
酸性基では、表面極性が充分でなく、表面に付着する汚
染物質により時間が経つにつれて表面は親水性を失い、
防曇性能が次第に失われるものと考えられる。
It has been proposed to make the surface hydrophilic in order to eliminate the "clouding". For example, 3-1
No. 29357 discloses a method in which a polymer layer is provided on the surface of a base material, and this layer is irradiated with ultraviolet rays and then treated with an aqueous alkali solution to generate high-density acidic groups, whereby the surface of the polymer layer becomes hydrophilic. A mirror anti-fogging method is disclosed. However, with such acidic groups, the surface polarity is not sufficient and the surface loses hydrophilicity over time due to contaminants adhering to the surface,
It is considered that the anti-fog performance is gradually lost.

【0004】他方、建築及び塗料の分野においては、環
境汚染に伴い、建築外装材料や屋外建造物やその塗膜の
汚れが問題となっている。大気中に浮遊する煤塵や粒子
は晴天には建物の屋根や外壁に堆積する。堆積物は降雨
に伴い雨水により流され、建物の外壁を流下する。更
に、雨天には浮遊煤塵は雨によって持ち運ばれ、建物の
外壁や屋外建造物の表面を流下する。その結果、表面に
は、雨水の道筋に沿って汚染物質が付着する。表面が乾
燥すると、表面には縞状の汚れが現れる。建築外装材料
や塗膜の汚れは、カ−ボンブラックのような燃焼生成物
や、都市煤塵や、粘土粒子のような無機質物質の汚染物
質からなる。このような汚染物質の多様性が防汚対策を
複雑にしているものと考えられている(橘高義典著“外
壁仕上材料の汚染の促進試験方法”、日本建築学会構造
系論文報告集、第404号、1989年10月、p.1
5−24)。
[0004] On the other hand, in the fields of construction and paints, stains on building exterior materials, outdoor buildings and their coatings have become a problem with environmental pollution. Dust and particles suspended in the air accumulate on the roof and outer walls of buildings in fine weather. Sediment is washed away by rainwater as it rains and flows down the building's outer walls. Furthermore, in the rain, the floating dust is carried by the rain and flows down on the outer wall of the building or the surface of the outdoor building. As a result, pollutants adhere to the surface along the path of rainwater. When the surface dries, striped stains appear on the surface. Dirt on building exterior materials and coatings consists of combustion products such as carbon black, and inorganic pollutants such as urban dust and clay particles. It is thought that such a variety of contaminants complicates antifouling measures (Yoshinori Tachibana, "Method for Accelerated Testing of Contamination of Exterior Wall Finishing Materials", Proc. No., October 1989, p.
5-24).

【0005】従来の通念では、上記建築外装などの汚れ
を防止するためにはポリテトラフルオロエチレン(PT
FE)のような撥水性の塗料が好ましいと考えられてい
たが、最近では、疎水性成分を多く含む都市煤塵に対し
ては、塗膜の表面を出来るだけ親水性にするのが望まし
いと考えられている(高分子、44巻、1995年5月
号、p.307)。そこで、親水性のグラフトポリマ−
で建物を塗装することが提案されている(新聞“化学工
業日報”、1995年1月30日)。報告によれば、こ
の塗膜は水との接触角に換算して30〜40゜の親水性
を呈する。しかしながら、粘土鉱物で代表される無機質
塵埃の水との接触角は20゜から50゜であり、水との
接触角が30〜40゜のグラフトポリマ−に対して親和
性を有しその表面に付着しやすいので、このグラフトポ
リマ−の塗膜は無機質塵埃による汚れを防止することが
できないと考えられる。
According to conventional wisdom, in order to prevent dirt on the building exterior and the like, polytetrafluoroethylene (PT) is used.
Although water-repellent paints such as FE) were considered preferable, recently it has been considered that it is desirable to make the surface of the paint film as hydrophilic as possible for urban dust containing a large amount of hydrophobic components. (Polymer, Vol. 44, May 1995, p. 307). Therefore, a hydrophilic graft polymer
It has been proposed to paint a building at (Chemical Industry Daily, January 30, 1995). According to reports, this coating exhibits a hydrophilicity of 30 to 40 ° in contact angle with water. However, the contact angle of inorganic dust typified by clay minerals with water is from 20 ° to 50 °, and has an affinity for a graft polymer having a contact angle of 30 to 40 ° with water. It is thought that the coating of the graft polymer cannot prevent contamination by inorganic dust because it easily adheres.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、部材表面
を親水性にすることにより、部材の曇りや水滴形成を防
止したり、また、建物や窓ガラスや機械装置や物品の表
面が汚れるのを防止し、又は表面を自己浄化(セルフク
リ−ニング)し若しくは容易に清掃することができる提
案は存在するものの、表面を高度の親水性に長期にわた
り維持できないため、その効果は充分でなかった。そこ
で、本発明では、上記事情に鑑み、表面を長期にわたり
高度の親水性に維持できる部材を提供することを目的と
する。
As described above, by making the surface of the member hydrophilic, it is possible to prevent the member from fogging or forming water droplets, and also to prevent the surfaces of buildings, window glasses, mechanical devices and articles from becoming dirty. Although there are proposals that can prevent blemishes or clean the surface by self-cleaning or can be easily cleaned, the effect was not sufficient because the surface could not be maintained at a high degree of hydrophilicity for a long time. In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a member capable of maintaining a surface with a high degree of hydrophilicity for a long period of time.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段、及び作用】本発明は、光
触媒を含有する表面層を形成した部材において、光触媒
を光励起すると、部材の表面が高度に親水化されるとい
う発見に基づく。この現象は以下に示す機構により進行
すると考えられる。すなわち、光触媒の価電子帯上端と
伝導電子帯下端とのエネルギ−ギャップ以上のエネルギ
−を有する光が光触媒性酸化物に照射されると、光触媒
の価電子帯中の電子が励起されて伝導電子と正孔が生成
し、そのいずれかまたは双方の作用により、おそらく表
面に極性が付与され、水や水酸基等の極性成分が集めら
れる。そして伝導電子と正孔のいずれかまたは双方と、
上記極性成分の協調的な作用により、吸着表面と表面に
化学的に吸着した汚染物質との化学結合を切断すると共
に、表面に化学吸着水が吸着し、さらに物理吸着水層が
その上に形成されるのである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on the discovery that, in a member having a surface layer containing a photocatalyst, the surface of the member is highly hydrophilized when the photocatalyst is photoexcited. This phenomenon is considered to proceed by the following mechanism. That is, when light having energy equal to or greater than the energy gap between the upper end of the valence band of the photocatalyst and the lower end of the conduction electron band is irradiated on the photocatalytic oxide, the electrons in the valence band of the photocatalyst are excited and the conduction electrons are excited. Then, holes are generated, and one or both of these actions probably gives polarity to the surface, and polar components such as water and hydroxyl groups are collected. And either or both conduction electrons and holes,
The cooperative action of the polar components breaks the chemical bond between the adsorbed surface and the contaminants chemically adsorbed on the surface, and causes the chemically adsorbed water to be adsorbed on the surface, further forming a physically adsorbed water layer on it. It is done.

【0008】本発明では、基材表面に、アクリルシリコ
ン樹脂層を介して、光触媒性酸化物を含有する層が形成
されており、前記光触媒の光励起に応じて前記表面層が
親水性を呈することを特徴とする光触媒性親水性部材を
提供する。アクリルシリコン樹脂層を介することによ
り、基材と表面層との密着性が向上する。この傾向は特
に基材がプラスチックの場合において顕著である。ま
た、アクリルシリコン樹脂層を介することにより、基材
がプラスチックの場合のように、酸化により劣化されや
すい物質からなる場合でも、光触媒と基材とが直接接触
することがなく好ましい。
In the present invention, a layer containing a photocatalytic oxide is formed on the surface of the base material via an acrylic silicon resin layer, and the surface layer exhibits hydrophilicity in response to photoexcitation of the photocatalyst. A photocatalytic hydrophilic member is provided. By interposing the acrylic silicone resin layer, the adhesion between the base material and the surface layer is improved. This tendency is particularly remarkable when the substrate is plastic. Further, it is preferable that the photocatalyst and the base material do not come into direct contact with each other even when the base material is made of a substance which is easily degraded by oxidation, such as the case where the base material is a plastic, through the acrylic silicon resin layer.

【0009】本発明の好ましい態様においては、表面層
には、さらにシリカが含有されているようにする。シリ
カが含有されることにより、表面が水濡れ角0゜に近い
高度の親水性を呈しやすくなるとともに、暗所に保持し
たときの親水維持性が向上する。その理由はシリカは構
造中に水を蓄えることができることと関係していると思
われる。
In a preferred embodiment of the present invention, the surface layer further contains silica. By containing silica, the surface is likely to exhibit a high degree of hydrophilicity near a water wetting angle of 0 °, and the hydrophilicity retention when held in a dark place is improved. The reason seems to be related to the fact that silica can store water in its structure.

【0010】本発明の好ましい態様においては、表面層
には、さらにシリコ−ンが含有されているようにする。
シリコ−ンが含有されることにより、光触媒の光励起に
よって、シリコ−ン中のシリコン原子に結合する有機基
の少なくとも一部が水酸基に置換され、さらにその上に
物理吸着水層が形成されることにより、表面が水濡れ角
0゜に近い高度の親水性を呈しやすくなるとともに、暗
所に保持したときの親水維持性が向上する。
[0010] In a preferred embodiment of the present invention, the surface layer further contains silicone.
When silicon is contained, at least a part of the organic group bonded to the silicon atom in the silicon is replaced by a hydroxyl group by photoexcitation of the photocatalyst, and a physical adsorption water layer is formed thereon. This makes it easy for the surface to exhibit a high degree of hydrophilicity close to the water wetting angle of 0 °, and improves the hydrophilicity retention when kept in a dark place.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に、本発明の具体的な構成につ
いて説明する。本発明においては、基材の表面には、図
1〜図3に示すように、アクリルシリコン樹脂層を介し
て、光触媒性酸化物を含有する層が形成されている。図
1は、表面層が光触媒性酸化物のみからなる場合であ
る。この場合光触媒に酸化物を使用するのは、酸化物は
環境中の汚染物質が吸着及び/又は付着していない状態
では親水性を示すので、光励起作用とそれに基づく吸着
水層の形成、増加によりその汚染物質を排斥できるの
で、親水性を呈しやすいためである。
Next, a specific configuration of the present invention will be described. In the present invention, as shown in FIGS. 1 to 3, a layer containing a photocatalytic oxide is formed on the surface of the base material via an acrylic silicon resin layer. FIG. 1 shows a case where the surface layer is made of only a photocatalytic oxide. In this case, the oxide is used as the photocatalyst because the oxide is hydrophilic when no pollutants in the environment are adsorbed and / or adhered to the photocatalyst. This is because the contaminants can be eliminated, and thus the contaminants can easily exhibit hydrophilicity.

【0012】図2において、Mは金属元素を示す。Mの
金属元素は基本的に何でもよく、例えば、シリコン、ア
ルミニウム、タングステン、イットリウム、モリブデ
ン、プラチナ、ルテニウム、ジルコニウム、錫、イリジ
ウム、ゲルマニウム、カルシウム、マグネシウム、スト
ロンチウム、鉛、バリウム、セリウム、ハフニウム、ニ
オビウム、エルビウム、カドミウム、ガリウム、タリウ
ム、ビスマス、リン、銀、ボロン等利用できる。従っ
て、図2の場合、最表面は一般の無機酸化物からなる。
この場合も酸化物は環境中の汚染物質が吸着及び/又は
付着していない状態では親水性を示すので、光励起作用
とそれに基づく吸着水層の形成、増加によりその汚染物
質を排斥できるので、親水性を呈する。
In FIG. 2, M represents a metal element. The metal element of M can be basically anything, for example, silicon, aluminum, tungsten, yttrium, molybdenum, platinum, ruthenium, zirconium, tin, iridium, germanium, calcium, magnesium, strontium, lead, barium, cerium, hafnium, niobium , Erbium, cadmium, gallium, thallium, bismuth, phosphorus, silver, boron and the like can be used. Therefore, in the case of FIG. 2, the outermost surface is made of a general inorganic oxide.
Also in this case, the oxide shows hydrophilicity in a state where the pollutants in the environment are not adsorbed and / or adhered, and the pollutants can be rejected by the photoexcitation action and the formation and increase of the adsorbed water layer based on the photoexcitation action. It has sex.

【0013】図3において、Rは有機基を示す。このよ
うに、最表面にシリコ−ンがある場合には、親水化反応
は2段階で進行する。すなわち、まず、光触媒の光励起
によって、シリコ−ン中のシリコン原子に結合する有機
基の少なくとも一部が水酸基に置換される。次に、さら
に光触媒を光励起することにより、その上に物理吸着水
層が形成されて親水性を呈するようになる。
In FIG. 3, R represents an organic group. As described above, when silicon is present on the outermost surface, the hydrophilization reaction proceeds in two stages. That is, first, at least a part of the organic group bonded to the silicon atom in the silicon is replaced by the hydroxyl group by the photoexcitation of the photocatalyst. Next, by further photo-exciting the photocatalyst, a physically adsorbed water layer is formed thereon to exhibit hydrophilicity.

【0014】本発明における高度の親水性とは、水との
接触角に換算して10゜以下、好ましくは5゜以下の水
濡れ性を呈する状態をいう。PCT/JP96/007
33号に示したように、部材表面が水との接触角に換算
して10゜以下の状態であれば、空気中の湿分や湯気が
結露しても、凝縮水が個々の水滴を形成せずに一様な水
膜になる傾向が顕著になる。従って、表面に光散乱性の
曇りを生じない傾向が顕著になる。同様に、窓ガラスや
車両用バックミラ−や車両用風防ガラスや眼鏡レンズや
ヘルメットのシ−ルドが降雨や水しぶきを浴びた場合
に、離散した目障りな水滴が形成されずに、高度の視界
と可視性を確保し、車両や交通の安全性を保証し、種々
の作業や活動の能率を向上させる効果が飛躍的に向上す
る。また、同様にPCT/JP96/00733号に示
したように、部材表面が水との接触角に換算して10゜
以下、好ましくは5゜以下の状態であれば、都市煤塵、
自動車等の排気ガスに含有されるカ−ボンブラック等の
燃焼生成物、油脂、シ−ラント溶出成分等の疎水性汚染
物質、及び無機粘土質汚染物質双方が付着しにくく、付
着しても降雨や水洗により簡単に落せる状態になる。
The term "highly hydrophilic" in the present invention means a state exhibiting water wettability of 10 ° or less, preferably 5 ° or less in terms of a contact angle with water. PCT / JP96 / 007
As shown in No. 33, if the surface of the member is less than 10 ° in terms of the contact angle with water, condensed water forms individual water droplets even if moisture or steam in the air is dewed. Without this, the tendency to form a uniform water film becomes remarkable. Therefore, the tendency that light scattering fogging does not occur on the surface becomes remarkable. Similarly, when a window glass, a vehicle back mirror, a vehicle windshield, an eyeglass lens, or a shield of a helmet is exposed to rainfall or splashing, discrete unsightly water droplets are not formed, and high visibility and visibility are achieved. As a result, the effects of ensuring vehicle safety, ensuring the safety of vehicles and traffic, and improving the efficiency of various tasks and activities are dramatically improved. Also, as shown in PCT / JP96 / 00733, if the surface of the member is in a state of 10 ° or less, preferably 5 ° or less in terms of a contact angle with water, urban dust,
Combustion products such as carbon black contained in exhaust gas from automobiles, hydrophobic contaminants such as oils and fats, sealant-eluting components, and inorganic clay contaminants are unlikely to adhere, and even if they do adhere, it will rain. It can be easily dropped by washing with water.

【0015】部材表面が上記高度の親水性を維持できれ
ば、上記防曇効果、表面清浄化効果の他、帯電防止効果
(ほこり付着防止効果)、断熱効果、水中での気泡付着
防止効果、熱交換器における効率向上効果、生体親和性
効果等が発揮されるようになる。
If the surface of the member can maintain the above-mentioned high hydrophilicity, in addition to the above-mentioned anti-fogging effect and surface cleaning effect, it also has an anti-static effect (dust-preventing effect), a heat insulating effect, an air-bubble preventing effect in water, heat exchange. The effect of improving the efficiency of the vessel, the effect of biocompatibility, and the like are exhibited.

【0016】本発明が適用可能な基材としては、上記防
曇効果を期待する場合には透明な部材であり、その材質
はガラス、プラスチック等が好適に利用できる。適用可
能な基材を用途でいえば、車両用バックミラ−、浴室用
鏡、洗面所用鏡、歯科用鏡、道路鏡のような鏡;眼鏡レ
ンズ、光学レンズ、写真機レンズ、内視鏡レンズ、照明
用レンズ、半導体用レンズ、複写機用レンズのようなレ
ンズ;プリズム;建物や監視塔の窓ガラス;自動車、鉄
道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、ロ−プウエイ
のゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船のような乗物の
窓ガラス;自動車、鉄道車両、航空機、船舶、潜水艇、
雪上車、スノ−モ−ビル、オ−トバイ、ロ−プウエイの
ゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船のような乗物の風
防ガラス;防護用ゴ−グル、スポ−ツ用ゴ−グル、防護
用マスクのシ−ルド、スポ−ツ用マスクのシ−ルド、ヘ
ルメットのシ−ルド、冷凍食品陳列ケ−スのガラス;計
測機器のカバ−ガラス、及び上記物品表面に貼付させる
ためのフィルムを含む。本発明が適用可能な基材として
は、上記表面清浄化効果を期待する場合にはその材質
は、例えば、金属、セラミックス、ガラス、プラスチッ
ク、木、石、セメント、コンクリ−ト、繊維、布帛、そ
れらの組合せ、それらの積層体が好適に利用できる。適
用可能な基材を用途でいえば、建材、建物外装、建物内
装、窓枠、窓ガラス、構造部材、乗物の外装及び塗装、
機械装置や物品の外装、防塵カバ−及び塗装、交通標
識、各種表示装置、広告塔、道路用防音壁、鉄道用防音
壁、橋梁、ガ−ドレ−ルの外装及び塗装、トンネル内装
及び塗装、碍子、太陽電池カバ−、太陽熱温水器集熱カ
バ−、ビニ−ルハウス、車両用照明灯のカバ−、住宅設
備、便器、浴槽、洗面台、照明器具、照明カバ−、台所
用品、食器、食器洗浄器、食器乾燥器、流し、調理レン
ジ、キッチンフ−ド、換気扇、及び上記物品表面に貼付
させるためのフィルムを含む。本発明が適用可能な基材
としては、上記帯電防止効果を期待する場合にはその材
質は、例えば、金属、セラミックス、ガラス、プラスチ
ック、木、石、セメント、コンクリ−ト、繊維、布帛、
それらの組合せ、それらの積層体が好適に利用できる。
適用可能な基材を用途でいえば、ブラウン管、磁気記録
メディア、光記録メディア、光磁気記録メディア、オ−
ディオテ−プ、ビデオテ−プ、アナログレコ−ド、家庭
用電気製品のハウジングや部品や外装及び塗装、OA機
器製品のハウジングや部品や外装及び塗装、建材、建物
外装、建物内装、窓枠、窓ガラス、構造部材、乗物の外
装及び塗装、機械装置や物品の外装、防塵カバ−及び塗
装、及び上記物品表面に貼付させるためのフィルムを含
む。
The substrate to which the present invention can be applied is a transparent member when the above anti-fogging effect is expected, and glass, plastic, and the like can be suitably used as the material. Speaking of applicable base materials, mirrors such as vehicle back mirrors, bathroom mirrors, toilet mirrors, dental mirrors, road mirrors; spectacle lenses, optical lenses, camera lenses, endoscope lenses, Lenses such as illumination lenses, semiconductor lenses, and copier lenses; prisms; windows of buildings and towers; automobiles, railway vehicles, aircraft, ships, submersibles, snowmobiles, lowway gondolas, and amusement parks. Windowpanes for vehicles such as gondola and spacecraft; cars, railcars, aircraft, ships, submarines,
Windshields for vehicles such as snowmobiles, snowmobiles, motorcycles, lowway gondola, amusement park gondola, spaceships; protective goggles, sports goggles, protective Includes mask shield, sports mask shield, helmet shield, frozen food display case glass; measuring instrument cover glass; and film for attaching to the surface of the article. . When the surface cleaning effect is expected as a substrate to which the present invention can be applied, the material is, for example, metal, ceramics, glass, plastic, wood, stone, cement, concrete, fiber, cloth, Combinations thereof and laminates thereof can be suitably used. Speaking of applicable base materials, building materials, building exteriors, building interiors, window frames, window glasses, structural members, vehicle exteriors and coatings,
Exterior of machinery and equipment, dust cover and paint, traffic signs, various display devices, advertising towers, road sound barriers, railway sound barriers, bridges, exterior and paint of garlands, tunnel interior and paint, Insulators, solar cell covers, solar water heater heat collection covers, vinyl houses, vehicular lighting covers, housing equipment, toilets, bathtubs, washbasins, lighting fixtures, lighting covers, kitchenware, tableware, tableware Includes washer, dish dryer, sink, cooking range, kitchen hood, ventilator, and film for application to the surface of the article. When the antistatic effect is expected as a substrate to which the present invention can be applied, the material is, for example, metal, ceramics, glass, plastic, wood, stone, cement, concrete, fiber, cloth,
Combinations thereof and laminates thereof can be suitably used.
Speaking of applicable base materials, cathode ray tubes, magnetic recording media, optical recording media, magneto-optical recording media,
Diode tapes, video tapes, analog records, housing and parts and exteriors and paintings for household electrical appliances, housings and parts and exteriors and paintings for OA equipment products, building materials, building exteriors, building interiors, window frames, windows It includes glass, structural members, vehicle exteriors and coatings, exteriors of machinery and articles, dustproof covers and paintings, and films to be attached to the article surfaces.

【0017】光触媒性酸化物とは、酸化物結晶の伝導電
子帯と価電子帯との間のエネルギ−ギャップよりも大き
なエネルギ−(すなわち短い波長)の光(励起光)を照
射したときに、価電子帯中の電子の励起(光励起)によ
って、伝導電子と正孔を生成しうる酸化物をいい、アナ
タ−ゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化錫、酸
化亜鉛、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、酸化
第二鉄、チタン酸ストロンチウム等が好適に利用でき
る。ここで光触媒性酸化物の光励起に用いる光源として
は、蛍光灯、白熱電灯、メタルハライドランプ、水銀ラ
ンプのような室内照明、太陽、それらの光源からの光を
低損失のファイバ−で誘導した光源等が好適に利用でき
る。光触媒性酸化物の光励起により、基材表面が高度に
親水化されるためには、励起光の照度は、0.001m
W/cm2 以上あればよいが、0.01mW/cm2
上だと好ましく、0.1mW/cm2 以上だとより好ま
しい。
A photocatalytic oxide is a light-sensitive material that emits light (excitation light) having an energy (ie, shorter wavelength) larger than the energy gap between the conduction electron band and the valence band of an oxide crystal. An oxide capable of generating conduction electrons and holes by the excitation of electrons (photoexcitation) in the valence band, including anatase-type titanium oxide, rutile-type titanium oxide, tin oxide, zinc oxide, bismuth trioxide, Tungsten trioxide, ferric oxide, strontium titanate and the like can be suitably used. The light source used for photoexcitation of the photocatalytic oxide is, for example, indoor lighting such as a fluorescent lamp, an incandescent lamp, a metal halide lamp, or a mercury lamp, the sun, or a light source that guides light from the light source through a low-loss fiber. Can be suitably used. In order for the substrate surface to be highly hydrophilized by photoexcitation of the photocatalytic oxide, the illuminance of the excitation light is 0.001 m
W suffices / cm 2 or more, but preferably that it 0.01 mW / cm 2 or more, and more preferably it 0.1 mW / cm 2 or more.

【0018】上記表面層の膜厚は0.2μm以下にする
のが好ましい。そうすれば、光の干渉による表面層の発
色を防止することができる。また表面層が薄ければ薄い
ほど部材の透明度を確保することができる。更に、膜厚
を薄くすれば表面層の耐摩耗性が向上する。上記表面層
の表面に、更に、親水化可能な耐摩耗性又は耐食性の保
護層や他の機能膜を設けてもよい。上記表面層は、基材
と比較して屈折率があまり高くないのが好ましい。好ま
しくは表面層の屈折率は2以下であるのがよい。そうす
れば、基材と表面層との界面における光の反射を抑制で
きる。上記表面層にはAg、Cu、Znのような金属を
添加することができる。前記金属を添加した表面層は、
表面に付着した細菌を死滅させることができる。更に、
この表面層は、黴、藻、苔のような微生物の成長を抑制
する。従って、微生物起因の部材表面の汚れ付着がより
有効に抑制されるようになる。上記表面層にはPt、P
d、Rh、Ru、Os、Irのような白金族金属を添加
することができる。前記金属を添加した表面層は、光触
媒による酸化活性を増強させることができ、部材表面に
付着した汚染物質の分解を促進する。
It is preferable that the thickness of the surface layer is 0.2 μm or less. Then, it is possible to prevent the surface layer from being colored by light interference. Also, the thinner the surface layer, the more transparent the member can be. Further, when the film thickness is reduced, the wear resistance of the surface layer is improved. The surface of the surface layer may be further provided with a wear-resistant or corrosion-resistant protective layer capable of being made hydrophilic and other functional films. Preferably, the surface layer does not have a very high refractive index as compared to the substrate. Preferably, the refractive index of the surface layer is 2 or less. Then, light reflection at the interface between the base material and the surface layer can be suppressed. Metals such as Ag, Cu, and Zn can be added to the surface layer. The surface layer to which the metal is added,
Bacteria attached to the surface can be killed. Furthermore,
This surface layer inhibits the growth of microorganisms such as molds, algae and moss. Therefore, adhesion of dirt on the member surface due to microorganisms can be more effectively suppressed. Pt, P
A platinum group metal such as d, Rh, Ru, Os, Ir can be added. The surface layer to which the metal is added can enhance the oxidizing activity of the photocatalyst, and promote the decomposition of contaminants attached to the member surface.

【0019】アクリルシリコン樹脂としては、シリコ−
ン樹脂とアクリル樹脂を複合化し、ブロック共重合させ
たもの、ポリメタクリレ−ト樹脂とシリコ−ン樹脂を複
合化させたもの等である。樹脂中のシリコン成分の含有
量は、光触媒による酸化劣化に対し強固であれば良い
が、シリコン含有量としては5%から80%が好まし
く、中でも10%から60%が特に好ましい。表面強度
を高めたり、柔軟性を高める目的で、アクリルシリコン
樹脂中にシリカを添加したり、アクリルシリコン樹脂を
2種以上混合したり、シリコン系樹脂を添加してもよ
い。ここでシリコン系樹脂には、シリコ−ン樹脂、アル
キド変性シリコ−ン樹脂、ウレタン変性シリコ−ン樹
脂、ポリエステル変性シリコ−ン樹脂、エポキシ変性シ
リコ−ン樹脂等が利用できる。アクリルシリコン樹脂に
光安定化剤を混合すると耐久性の向上に効果がある。光
安定化剤としては、ヒンダ−ドアミン系等が利用でき
る。その他トリアゾ−ル系等の紫外線吸収剤を混合して
もよい。
As the acrylic silicone resin, silicon-
And a block copolymer of a polymethacrylate resin and an acrylic resin, and a composite of a polymethacrylate resin and a silicone resin. The content of the silicon component in the resin may be any as long as it is strong against oxidative deterioration by the photocatalyst, but the silicon content is preferably 5% to 80%, and particularly preferably 10% to 60%. For the purpose of increasing the surface strength or the flexibility, silica may be added to the acrylic silicone resin, two or more acrylic silicone resins may be mixed, or a silicone resin may be added. Here, as the silicone resin, a silicone resin, an alkyd-modified silicone resin, a urethane-modified silicone resin, a polyester-modified silicone resin, an epoxy-modified silicone resin, or the like can be used. Mixing a light stabilizer with the acrylic silicone resin is effective in improving durability. As the light stabilizer, a hindered amine type or the like can be used. In addition, an ultraviolet absorber such as triazole may be mixed.

【0020】アクリルシリコン樹脂からなる中間層の形
成方法は、例えば、基材表面に、スプレ−コ−ティング
法、ディップコ−ティング法、フロ−コ−ティング法、
スピンコ−ティング法、ロ−ルコ−ティング法等の方法
で、アクリルシリコン樹脂エマルジョンを塗布し、18
0℃以下程度の温度で熱処理することにより行う。
The method of forming the intermediate layer made of acrylic silicone resin includes, for example, a spray coating method, a dip coating method, a flow coating method,
An acrylic silicone resin emulsion is applied by a method such as spin coating or roll coating, and
The heat treatment is performed at a temperature of about 0 ° C. or less.

【0021】次に、表面層の形成方法について説明す
る。まず表面層が光触媒のみからなる場合の製法につい
て、光触媒がアナタ−ゼ型酸化チタンの場合を例にとり
説明する。この場合の方法は、大別して3つの方法があ
る。1つの方法はゾル塗布焼成法であり、他の方法は有
機チタネ−ト法であり、他の方法は電子ビ−ム蒸着法で
ある。 (1)ゾル塗布焼成法 アナタ−ゼ型酸化チタンゾルを、基材表面に、スプレ−
コ−ティング法、ディップコ−ティング法、フロ−コ−
ティング法、スピンコ−ティング法、ロ−ルコ−ティン
グ法等の方法で塗布し、焼成する。 (2)有機チタネ−ト法 チタンアルコキシド(テトラエトキシチタン、テトラメ
トキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキ
シチタン等)、チタンアセテ−ト、チタンキレ−ト等の
有機チタネ−トに加水分解抑制剤(塩酸、エチルアミン
等)を添加し、アルコ−ル(エタノ−ル、プロパノ−
ル、ブタノ−ル等)などの非水溶媒で希釈した後、部分
的に加水分解を進行させながら又は完全に加水分解を進
行させた後、混合物をスプレ−コ−ティング法、ディッ
プコ−ティング法、フロ−コ−ティング法、スピンコ−
ティング法、ロ−ルコ−ティング法等の方法で塗布し、
乾燥させる。乾燥により、有機チタネ−トの加水分解が
完遂して水酸化チタンが生成し、水酸化チタンの脱水縮
重合により無定型酸化チタンの層が基材表面に形成され
る。その後、アナタ−ゼの結晶化温度以上の温度で焼成
して、無定型酸化チタンをアナタ−ゼ型酸化チタンに相
転移させる。 (3)電子ビ−ム蒸着法 酸化チタンのタ−ゲットに電子ビ−ムを照射することに
より、基材表面に無定型酸化チタンの層を形成する。そ
の後、アナタ−ゼの結晶化温度以上の温度で焼成して、
無定型酸化チタンをアナタ−ゼ型酸化チタンに相転移さ
せる。
Next, a method for forming the surface layer will be described. First, a production method in the case where the surface layer is made of only a photocatalyst will be described with reference to an example where the photocatalyst is an anatase type titanium oxide. In this case, there are roughly three methods. One method is a sol coating and baking method, the other method is an organic titanate method, and the other method is an electron beam evaporation method. (1) Sol coating and baking method An anatase type titanium oxide sol is sprayed on the surface of a substrate.
Coating method, dip coating method, flow coating
It is applied by a coating method, a spin coating method, a roll coating method, or the like, and baked. (2) Organic titanate method Titanium alkoxides (tetraethoxytitanium, tetramethoxytitanium, tetrapropoxytitanium, tetrabutoxytitanium, etc.), titanium acetate, titanium chelate, and other organic titanates are treated with a hydrolysis inhibitor (hydrochloric acid, Ethylamine, etc.), and alcohol (ethanol, propanol)
, Butanol, etc.), and after partially or completely proceeding the hydrolysis, the mixture is spray-coated, dip-coated. , Flow coating method, Spin coating
Coating method, roll coating method, etc.
dry. By drying, hydrolysis of the organic titanate is completed to produce titanium hydroxide, and a layer of amorphous titanium oxide is formed on the surface of the base material by dehydration-condensation polymerization of the titanium hydroxide. Thereafter, the amorphous titanium oxide is calcined at a temperature higher than the crystallization temperature of the anatase to cause a phase transition from the amorphous titanium oxide to the anatase titanium oxide. (3) Electron beam evaporation method An amorphous titanium oxide layer is formed on the surface of a substrate by irradiating a target of titanium oxide with an electron beam. After that, firing at a temperature higher than the crystallization temperature of the anatase,
Amorphous titanium oxide undergoes a phase transition to an anatase type titanium oxide.

【0022】次に、表面層が光触媒とシリカからなる場
合について、光触媒がアナタ−ゼ型酸化チタンの場合を
例にとり説明する。この場合の方法は、例えば、以下の
3つの方法がある。1つの方法はゾル塗布焼成法であ
り、他の方法は有機チタネ−ト法であり、他の方法は4
官能性シラン法である。 (1)ゾル塗布焼成法 アナタ−ゼ型酸化チタンゾルとシリカゾルとの混合液
を、基材表面にスプレ−コ−ティング法、ディップコ−
ティング法、フロ−コ−ティング法、スピンコ−ティン
グ法、ロ−ルコ−ティング法等の方法で塗布し、焼成す
る。 (2)有機チタネ−ト法 チタンアルコキシド(テトラエトキシチタン、テトラメ
トキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキ
シチタン等)、チタンアセテ−ト、チタンキレ−ト等の
有機チタネ−トに加水分解抑制剤(塩酸、エチルアミン
等)とシリカゾルを添加し、アルコ−ル(エタノ−ル、
プロパノ−ル、ブタノ−ル等)などの非水溶媒で希釈し
た後、部分的に加水分解を進行させながら又は完全に加
水分解を進行させた後、混合物をスプレ−コ−ティング
法、ディップコ−ティング法、フロ−コ−ティング法、
スピンコ−ティング法、ロ−ルコ−ティング法等の方法
で塗布し、乾燥させる。乾燥により、有機チタネ−トの
加水分解が完遂して水酸化チタンが生成し、水酸化チタ
ンの脱水縮重合により無定型酸化チタンの層が基材表面
に形成される。その後、アナタ−ゼの結晶化温度以上の
温度で焼成して、無定型酸化チタンをアナタ−ゼ型酸化
チタンに相転移させる。 (3)4官能性シラン法 テトラアルコキシシラン(テトラエトキシシラン、テト
ラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメ
トキシシラン等)とアナタ−ゼ型酸化チタンゾルとの混
合物を基材の表面にスプレ−コ−ティング法、ディップ
コ−ティング法、フロ−コ−ティング法、スピンコ−テ
ィング法、ロ−ルコ−ティング法等の方法で塗布し、必
要に応じて加水分解させてシラノ−ルを形成した後、加
熱等の方法でシラノ−ルを脱水縮重合に付す。
Next, the case where the surface layer is composed of a photocatalyst and silica will be described by taking as an example the case where the photocatalyst is an anatase type titanium oxide. In this case, for example, there are the following three methods. One method is a sol coating and baking method, the other method is an organic titanate method, and the other method is a 4 method.
This is a functional silane method. (1) Sol coating and firing method A mixture of an anatase-type titanium oxide sol and silica sol is applied to the surface of a substrate by spray coating, dip coating, or the like.
It is applied by a coating method, a flow coating method, a spin coating method, a roll coating method, or the like, and baked. (2) Organic titanate method Titanium alkoxides (tetraethoxytitanium, tetramethoxytitanium, tetrapropoxytitanium, tetrabutoxytitanium, etc.), titanium acetate, titanium chelate, and other organic titanates are treated with a hydrolysis inhibitor (hydrochloric acid, Ethylamine, etc.) and silica sol are added, and alcohol (ethanol,
After diluting with a non-aqueous solvent such as propanol or butanol, etc. and then partially or completely allowing the hydrolysis to proceed, the mixture is spray-coated, dip-coated. Method, floating coating method,
It is applied by a method such as spin coating or roll coating, and dried. By drying, hydrolysis of the organic titanate is completed to produce titanium hydroxide, and a layer of amorphous titanium oxide is formed on the surface of the base material by dehydration-condensation polymerization of the titanium hydroxide. Thereafter, the amorphous titanium oxide is calcined at a temperature higher than the crystallization temperature of the anatase to cause a phase transition from the amorphous titanium oxide to the anatase titanium oxide. (3) Tetrafunctional silane method A mixture of tetraalkoxysilane (tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, tetramethoxysilane, etc.) and an anatase type titanium oxide sol is spray-coated on the surface of the substrate. Method, dip coating method, flow coating method, spin coating method, roll coating method, and the like, and if necessary, hydrolyze to form a silanol, and then heat, etc. The silanol is subjected to dehydration polycondensation by the method described above.

【0023】次に、表面層が光触媒とシリコ−ンからな
る場合について、光触媒がアナタ−ゼ型酸化チタンの場
合を例にとり説明する。この場合の方法は、未硬化の若
しくは部分的に硬化したシリコ−ン又はシリコ−ンの前
駆体からなる塗料とアナタ−ゼ型酸化チタンゾルとを混
合し、シリコ−ンの前駆体を必要に応じて加水分解させ
た後、混合物を基材の表面にスプレ−コ−ティング法、
ディップコ−ティング法、フロ−コ−ティング法、スピ
ンコ−ティング法、ロ−ルコ−ティング法等の方法で塗
布し、加熱等の方法でシリコ−ンの前駆体の加水分解物
を脱水縮重合に付して、アナタ−ゼ型酸化チタン粒子と
シリコ−ンからなる表面層を形成する。形成された表面
層は、紫外線を含む光の照射によりアナタ−ゼ型酸化チ
タンが光励起されることにより、シリコ−ン分子中のケ
イ素原子に結合した有機基の少なくとも一部を水酸基に
置換され、さらにその上に物理吸着水層が形成されて、
高度の親水性を呈する。ここでシリコ−ンの前駆体に
は、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリプロポキ
シシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエト
キシシラン、エチルトリブトキシシラン、エチルトリプ
ロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニ
ルトリエトキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、
フェニルトリプロポキシシラン、ジメチルジメトキシシ
ラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジブトキシ
シラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジエチルジメト
キシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジブ
トキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、フェニル
メチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシ
ラン、フェニルメチルジブトキシシラン、フェニルメチ
ルジプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、及びそれらの加水分解物、それらの混
合物が好適に利用できる。
Next, the case where the surface layer is composed of a photocatalyst and a silicone will be described with reference to the case where the photocatalyst is an anatase type titanium oxide. The method in this case is to mix an uncured or partially cured silicone or a silicone precursor paint with an anatase type titanium oxide sol, and to prepare the silicone precursor as necessary. After the hydrolysis, the mixture is sprayed on the surface of the substrate,
It is applied by a dip coating method, a flow coating method, a spin coating method, a roll coating method, or the like, and a hydrolysis product of a silicone precursor is subjected to dehydration condensation polymerization by a method such as heating. Then, a surface layer composed of anatase type titanium oxide particles and silicone is formed. In the formed surface layer, at least a part of the organic group bonded to the silicon atom in the silicone molecule is replaced with a hydroxyl group by photoexcitation of the anatase type titanium oxide by irradiation with light including ultraviolet rays, Furthermore, a physisorption water layer is formed on it,
It exhibits a high degree of hydrophilicity. Here, the precursors of silicone include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltributoxysilane, methyltripropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltributoxysilane, and ethyltripropoxysilane. , Phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltributoxysilane,
Phenyltripropoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldibutoxysilane, dimethyldipropoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldibutoxysilane, diethyldipropoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyl Diethoxysilane, phenylmethyldibutoxysilane, phenylmethyldipropoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, a hydrolyzate thereof, and a mixture thereof can be suitably used.

【0024】[0024]

【実施例】【Example】

実施例1.まず、10cm角のポリカ−ボネ−ト板表面
に、アクリルシリコン樹脂からなるプライマ−塗料(信
越シリコ−ン、PC−7A)をスプレ−コ−ティング法
にて塗布後120℃で20分乾燥させて、基板をアクリ
ルシリコン樹脂層で被覆した。次に、シリコ−ン系ハ−
ドコ−ティング剤(信越シリコ−ン、KP−85)をス
プレ−コ−ティング法にて塗布し、120℃で60分乾
燥し、プライマ−樹脂層の上にハ−ドコ−ト層を形成し
た。さらにハ−ドコ−ト層表面を、コロナ表面処理装置
(春日電機)により、電極にワイヤ−電極を用い、電極
先端と試料表面とのギャップ2mm、電圧26kV、周
波数39kHz、試料送り速度4.2m/分の条件で、
高周波コロナ放電処理して#1試料を得た。一方、アナ
タ−ゼ型酸化チタンゾル56重量部(日産化学、TA−
15、平均粒径12nm)とシリカゾル33重量部(日
本合成ゴム、グラスカA液)を混合し、エタノ−ルで希
釈後、更にメチルトリメトキシシラン11重量部(日本
合成ゴム、グラスカB液)を添加し、酸化チタン含有塗
料組成物を調整した。上記塗料組成物を、#1試料に、
フロ−コ−ティング法にて塗布し、120℃で30分熱
処理して硬化させ、#2試料を得た。この#2試料を、
紫外線光源(三共電気、ブラックライトブル−(BL
B)蛍光灯)を用いて試料の表面に0.6mW/cm2
の紫外線照度で約48時間紫外線を照射し、#3試料を
得た。比較のため、10cm角のポリカ−ボネ−ト板試
料も準備した。まず、#3試料とポリカ−ボネ−ト板試
料に水滴を滴下し、滴下後の様子の観察及び水との接触
角の測定を行った。ここで水との接触角は接触角測定器
(協和界面科学、CA−X150)を用い、滴下後30
秒後の水との接触角で評価した。その結果#3試料はマ
イクロシリンジから試料表面に水滴を滴下されると、水
滴が一様に水膜状に試料表面を拡がる様子が観察され
た。また30秒後の水との接触角は約0゜まで高度に親
水化されていた。それに対し、ポリカ−ボネ−ト板試料
ではマイクロシリンジから試料表面に水滴を滴下される
と、水滴は表面にややなじむものの、一様に水膜状にな
るまでには至らなかった。また30秒後の水との接触角
は60゜であった。
Embodiment 1 FIG. First, a primer paint (Shin-Etsu Silicone, PC-7A) made of acrylic silicone resin is applied to the surface of a 10 cm square polycarbonate plate by a spray coating method, and then dried at 120 ° C. for 20 minutes. Then, the substrate was covered with an acrylic silicone resin layer. Next, silicon-based hard
A coating agent (Shin-Etsu Silicone, KP-85) was applied by a spray coating method and dried at 120 ° C. for 60 minutes to form a hard coat layer on the primer resin layer. . Further, the surface of the hard coat layer was treated with a corona surface treatment device (Kasuga Electric) using a wire electrode as an electrode, a gap of 2 mm between the electrode tip and the sample surface, a voltage of 26 kV, a frequency of 39 kHz, and a sample feed speed of 4.2 m. / Min condition,
A high frequency corona discharge treatment was performed to obtain a # 1 sample. On the other hand, 56 parts by weight of an anatase type titanium oxide sol (Nissan Chemical, TA-
15, an average particle diameter of 12 nm) and 33 parts by weight of silica sol (Nippon Synthetic Rubber, Glasca A liquid) were mixed, diluted with ethanol, and further mixed with 11 parts by weight of methyltrimethoxysilane (Nippon Synthetic rubber, Glaska B liquid). To prepare a coating composition containing titanium oxide. The above coating composition was used for # 1 sample,
It was applied by a flow coating method, and was cured by heat treatment at 120 ° C. for 30 minutes to obtain a # 2 sample. This # 2 sample
Ultraviolet light source (Sankyo Electric, Black Light Bull-(BL
B) Using a fluorescent lamp), apply 0.6 mW / cm 2 to the surface of the sample.
The sample was irradiated with ultraviolet rays at an ultraviolet illuminance of about 48 hours to obtain a # 3 sample. For comparison, a 10 cm square polycarbonate plate sample was also prepared. First, a water drop was dropped on the # 3 sample and the polycarbonate plate sample, and the state after the drop was observed and the contact angle with water was measured. Here, the contact angle with water was measured using a contact angle measuring device (Kyowa Interface Science Co., Ltd., CA-X150).
Evaluation was made based on the contact angle with water after 2 seconds. As a result, when a water drop was dropped on the sample surface from the microsyringe in the # 3 sample, it was observed that the water droplet spread uniformly on the sample surface in the form of a water film. Further, the contact angle with water after 30 seconds was highly hydrophilized to about 0 °. On the other hand, in the case of the polycarbonate plate sample, when a water droplet was dropped on the surface of the sample from the microsyringe, the water droplet conformed slightly to the surface, but did not reach a uniform water film state. The contact angle with water after 30 seconds was 60 °.

【0025】次に、疎水性カ−ボンブラック1重量部、
親水性カ−ボンブラック1重量部からなる粉体混合物を
1.05g/リッタ−の濃度で水に懸濁させたスラリ−
を調製した。45度に傾斜させた#3試料及びポリカ−
ボネ−ト板試料に上記スラリ−150mlを流下させて
15分間乾燥させ、次いで蒸留水150mlを流下させ
て15分間乾燥させ、このサイクルを25回反復した。
試験前後の色差変化を,色差計(東京電色)を用いて計
測した。色差は日本工業規格(JIS)H0201に従
い、ΔE*表示を用いた。その結果、ポリカ−ボネ−ト
板試料では色差変化20と大きかったのに対し、#3試
料では色差変化は0.6に止まった。
Next, 1 part by weight of hydrophobic carbon black,
A slurry in which a powder mixture consisting of 1 part by weight of hydrophilic carbon black is suspended in water at a concentration of 1.05 g / liter.
Was prepared. # 3 sample inclined at 45 degrees and polycarbonate
150 ml of the above slurry was allowed to flow down and dried for 15 minutes on the board sample, and then 150 ml of distilled water was allowed to flow down and dried for 15 minutes. This cycle was repeated 25 times.
The color difference change before and after the test was measured using a color difference meter (Tokyo Denshoku). The color difference was represented by ΔE * according to Japanese Industrial Standard (JIS) H0201. As a result, the color difference change of the polycarbonate plate sample was as large as 20, whereas the color difference change of the # 3 sample was only 0.6.

【0026】また、#3試料については、表面層の基材
との密着性を調べるために鉛筆硬度試験(日本工業規格
(JIS)H8602)を行った。その結果、3Hと優
れた値を示した。
For the # 3 sample, a pencil hardness test (Japanese Industrial Standard (JIS) H8602) was performed to examine the adhesion of the surface layer to the substrate. As a result, an excellent value of 3H was shown.

【0027】実施例2.まず、10cm角のポリエチレ
ンテレフタレ−ト(PET)フィルムを、コロナ放電処
理後、アクリルシリコン樹脂からなるプライマ−塗料
(信越シリコ−ン、PC−7A)をフロ−コ−ティング
法で塗布し、120℃で5分熱処理することによりアク
リルシリコン樹脂層を形成した。次に、アクリルシリコ
ン樹脂層をコロナ放電処理後、光触媒性コ−ティング液
(アナタ−ゼ型酸化チタンとメチルシリケ−トを含有
し、酸化チタン重量とメチルシリケ−トのシリカ換算重
量の比で1になるようにした、アルコ−ル分散液)をフ
ロ−コ−ティング法で塗布し、常温で10分乾燥させて
光触媒性フィルムを得た。このフィルムの裏側にセッケ
ン水を塗布し、10cmの鏡基材表面に貼着した。この
ガラス鏡板を数日間暗所に放置した後、BLB蛍光灯を
用いて試料の表面に0.5mW/cm2の紫外線照度で
約1時間紫外線を照射し、#4試料を得た。比較のた
め、10cm角のガラス鏡板を数日間暗所に放置した#
5試料も準備した。まず、#4試料と#5試料に水滴を
滴下し、滴下後の様子の観察及び水との接触角の測定を
行った。その結果、#4試料はマイクロシリンジから試
料表面に水滴を滴下されると、水滴が一様に水膜状に試
料表面を拡がる様子が観察された。また30秒後の水と
の接触角は約0゜まで高度に親水化されていた。それに
対し、#5試料ではマイクロシリンジから試料表面に水
滴を滴下されると、水滴は表面にややなじむものの、一
様に水膜状になるまでには至らなかった。また30秒後
の水との接触角は30゜であった。次に、#4試料と#
5試料に息を吹きかけ曇り発生の有無を調べた。その結
果、#5試料では曇りが生じたのに対し、#4試料では
曇りは生じなかった。さらに、#4試料を、その後2日
間暗所に放置し、#6試料を得た。そして#6試料につ
いて、同様に滴下後の様子の観察及び水との接触角の測
定を行った。その結果、#6試料はマイクロシリンジか
ら試料表面に水滴を滴下されると、水滴が一様に水膜状
に試料表面を拡がる様子が観察された。また30秒後の
水との接触角は約3゜に維持された。次に、#6試料に
息を吹きかけ曇り発生の有無を調べた。その結果、曇り
は観察されなかった。
Embodiment 2 FIG. First, a 10 cm square polyethylene terephthalate (PET) film is subjected to a corona discharge treatment, and then a primer paint (Shin-Etsu Silicone, PC-7A) made of acrylic silicone resin is applied by a flow coating method. An acrylic silicon resin layer was formed by performing a heat treatment at 120 ° C. for 5 minutes. Next, after the corona discharge treatment of the acrylic silicon resin layer, a photocatalytic coating solution (containing anatase type titanium oxide and methyl silicate, and having a ratio of 1 in weight of titanium oxide to silica in weight of methyl silicate). (Alcohol dispersion) was applied by a flow coating method and dried at room temperature for 10 minutes to obtain a photocatalytic film. Soap water was applied to the back side of this film and adhered to the surface of a 10 cm mirror base material. After leaving this glass head plate in a dark place for several days, the surface of the sample was irradiated with ultraviolet rays at an ultraviolet illuminance of 0.5 mW / cm 2 for about 1 hour using a BLB fluorescent lamp to obtain a # 4 sample. For comparison, a glass plate of 10 cm square was left in a dark place for several days #
Five samples were also prepared. First, a water drop was dropped on the # 4 sample and the # 5 sample, and the state after the drop was observed and the contact angle with water was measured. As a result, when a water drop was dropped from the micro syringe onto the sample surface, it was observed that the water droplet spread uniformly on the sample surface in a water film form. Further, the contact angle with water after 30 seconds was highly hydrophilized to about 0 °. On the other hand, in the case of the # 5 sample, when a water drop was dropped on the sample surface from the microsyringe, the water drop slightly adapted to the surface, but did not reach a uniform water film state. The contact angle with water after 30 seconds was 30 °. Next, # 4 sample and #
Five samples were blown to examine the occurrence of fogging. As a result, fogging occurred in the # 5 sample, but no fogging occurred in the # 4 sample. Further, the # 4 sample was left in a dark place for two days thereafter to obtain a # 6 sample. The # 6 sample was similarly observed after dropping and measured for a contact angle with water. As a result, when a water drop was dropped on the sample surface from the microsyringe of the # 6 sample, it was observed that the water droplet spread uniformly on the sample surface in the form of a water film. The contact angle with water after 30 seconds was maintained at about 3 °. Next, the # 6 sample was blown to examine whether or not fogging occurred. As a result, no fogging was observed.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明では、基材表面に、アクリルシリ
コン樹脂層を介して、光触媒粒子を含有する表面層を固
定するようにしたので、表面が光触媒の光励起に応じて
高度の親水性を呈し、降雨により自己清浄化(セルフク
リ−ニング)され、或いは散水や水濯ぎ程度で清掃可能
になり、若しくは雨水によりもたらされる燃焼生成物や
煤塵が付着しにくくなるとともに、表面層が基材に強固
に固定されるようになった。
According to the present invention, the surface layer containing the photocatalyst particles is fixed to the surface of the base material via the acrylic silicone resin layer, so that the surface becomes highly hydrophilic in response to the photoexcitation of the photocatalyst. It is self-cleaning (self-cleaning) by rainfall, or can be cleaned by sprinkling or rinsing water, or it becomes difficult for combustion products and dust caused by rainwater to adhere, and the surface layer is firmly attached to the base material. Became fixed to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の部材の表面構造の一例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an example of the surface structure of a member according to the present invention.

【図2】本発明の部材の表面構造の他の例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing another example of the surface structure of the member of the present invention.

【図3】本発明の部材の表面構造の他の例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing another example of the surface structure of the member of the present invention.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材表面に、アクリルシリコン樹脂層を
介して、光触媒性酸化物を含有する層が形成されてお
り、前記光触媒の光励起に応じて前記表面層が親水性を
呈することを特徴とする光触媒性親水性部材。
1. A layer containing a photocatalytic oxide is formed on a surface of a base material via an acrylic silicon resin layer, and the surface layer exhibits hydrophilicity in response to photoexcitation of the photocatalyst. A photocatalytic hydrophilic member.
【請求項2】 基材表面に、アクリルシリコン樹脂層を
介して、光触媒性酸化物とシリカを含有する層が形成さ
れており、前記光触媒の光励起に応じて前記表面層が親
水性を呈することを特徴とする光触媒性親水性部材。
2. A layer containing a photocatalytic oxide and silica is formed on the surface of a base material via an acrylic silicon resin layer, and the surface layer exhibits hydrophilicity in response to photoexcitation of the photocatalyst. A photocatalytic hydrophilic member, characterized in that:
【請求項3】 基材表面に、アクリルシリコン樹脂層を
介して、光触媒性酸化物とシリコ−ンを含有する層が形
成されており、前記光触媒の光励起に応じて前記表面層
が親水性を呈することを特徴とする光触媒性親水性部
材。
3. A layer containing a photocatalytic oxide and silicon is formed on the surface of a base material via an acrylic silicon resin layer, and the surface layer becomes hydrophilic in response to photoexcitation of the photocatalyst. A photocatalytic hydrophilic member characterized by exhibiting.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100308818B1 (en) * 1999-04-01 2001-09-26 이계안 Hydrophilic coating glass coated with porous thin layer of TiO2
JP2001286766A (en) * 2000-04-11 2001-10-16 Nippon Soda Co Ltd Photocatalyst-bearing structure body, production method of the same, composition for intermediate layer
US6465388B1 (en) * 1999-07-30 2002-10-15 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Process for forming a film with photocatalytic function
JP2010163615A (en) * 2008-12-31 2010-07-29 Posco Self-cleaning member, cohydrolysis condensate included therein, and method for producing the condensate

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