JP2001064539A - 耐傷付き性に優れた光触媒被覆複合部材 - Google Patents

耐傷付き性に優れた光触媒被覆複合部材

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JP2001064539A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐久性をもち、傷の付きにくい光触媒被覆複
合部材を提供する。 【構成】 金属板,ガラス板,タイル,合成樹脂板,パ
ーティクルボード,石膏板,コンクリート板等の基材表
面に形成された、シリカ系又はアルミナ系の無機系バイ
ンダーを用いた光触媒塗膜に、潤滑効果・緩衝効果をも
つポリ四フッ化エチレン粉末を分散させる。含有量は、
粒径0.1〜10μmのポリ四フッ化エチレン粉末0.
5〜20重量%の割合が好ましい。光触媒粒子は10〜
50重量%の割合が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐傷付き性を改善した
光触媒塗膜が形成されている複合部材に関する。
【0002】
【従来の技術】TiO2 を始めとする光触媒は、光照射
で活性化し、有機物,NOx,SOx等を分解する作用
を呈する。この作用を活用し、TiO2 粒子を配合した
塗膜を基材表面に設けることにより、塗装鋼板に光触媒
活性を付与することが検討されている。光触媒活性が付
与された鋼板等の複合部材は、大都市周辺等の煤煙,排
気ガス等による大気汚染に起因した表面汚れを分解し、
長期間に渡って美観を保持する。この種の光触媒被覆複
合部材で、光触媒を分散させる塗膜にバインダーとして
有機物を使用すると、光触媒反応で生成した活性酸素
(O2 -,OH等)で有機塗膜が分解され、チョーキング
による塗膜剥離が懸念される。そのため、ベース樹脂と
して、シリカ系等の無機系材料が一般的に使用されてい
る(特開平7―113272号公報,WO96/293
75等参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】無機系材料をバインダ
ーとした光触媒塗膜をもつ複合部材は、建材等に使用さ
れ、長期間光照射を受けてもチョーキングが起こらず、
長期間美観を保持する反面、硬くて脆性をもつため、傷
がつきやすい。そのため、施工時にパネルや工具を接触
させたり、施工後でも小石等の固いものが衝突して塗膜
が欠けたり剥離するという問題がある。本発明は、この
ような問題を解消すべく案出されたものであり、光触媒
被覆複合部材の無機系バインダーを用いた光触媒塗膜
に、潤滑効果・緩衝効果をもつポリ四フッ化エチレン粉
末を分散させることにより耐傷付き性を付与することを
目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の光触媒被覆複合
部材は、その目的を達成するため、シリカ系又はアルミ
ナ系バインダーを含み、光触媒粒子及びポリ四フッ化エ
チレン粉末を分散させた塗膜が基材表面に形成されてい
ることを特徴とする。ポリ四フッ化エチレン粉末として
は粒径0.1〜10μmで、0.5〜20重量%の割合
で分散させると効果的である。光触媒粒子は10〜50
重量%の割合で塗膜に分散させるのが好ましい。基材と
しては、金属,ガラス,タイル,合成樹脂,パーティク
ルボード,石膏,コンクリート等の板が用いられる。
【0005】
【作用】ポリ四フッ化エチレンは炭素鎖の周りをフッ素
原子のみで囲む構造をもっており、有機化合物の中では
炭素とフッ素の結合力が最も大きく、炭素同士の結合力
も周囲のフッ素原子の作用によって通常の有機化合物よ
りも強いため、化学的に非常に安定な物質である。さら
に、炭素原子の周囲を囲むフッ素原子は極めて表面自由
エネルギーの低い面を構成するため、材料表面の摩擦係
数が低く、潤滑性をもつ。シリカ系又はアルミナ系のバ
インダーを用いた光触媒塗膜に、ポリ四フッ化エチレン
の粉末を分散させると、ポリ四フッ化エチレン特有の潤
滑性に加えて、粒子が軟質であるため応力分散効果も発
現し、外力に対して緩衝材としても働くことから耐傷付
き性の高い塗膜となる。さらに、ポリ四フッ化エチレン
は、光触媒の作用を受けても安定な事から、長期間光照
射されても変質しにくい。この点、天然ろう,パラフィ
ン,ポリエチレン等の材料を分散させた場合、化学的に
不安定なため、長期間光照射されると光触媒の作用で分
解され、CO2 ,H2 O,低分子炭化水素等となり、変
質・減量してしまう。
【0006】
【実施の形態】本発明の光触媒被覆複合部材は、図1に
示すように基材1として例えば金属,ガラス,タイル,
合成樹脂,パーティクルボード,石膏,コンクリート等
の板が用いられる。処理された基材1の表面に、塗膜密
着性の向上や隠蔽性付与のため、図1(a)のようにプ
ライマー層2が形成され、その上に光触媒塗膜3が形成
される。基材1が金属製等の無機質の場合には光触媒塗
膜3の影響を受けにくいため、図1(b)のようにプラ
イマー層2を適宜省略できる。光触媒塗膜3は、例えば
シリカゾルに光触媒粉末とポリ四フッ化エチレン粉末4
を分散させた塗料が静電吹付け法等で塗布され、焼付け
られる。シリカ系やアルミナ系のバインダーでは、40
0℃以下の比較的低温で焼付けが出来る。
【0007】光触媒物質としては、TiO2 ,ZnO,
ZrO2 ,WO3 ,Fe23 ,FeTiO3 ,SrT
iO3 から選ばれた1種又は2種以上が使用される。な
かでも、化学的に安定であり、安価でしかも活性度の高
い微粒子(粒径:5〜200nm)が得られることから
アナターゼ型のTiO2 が好ましい。粒径は小さいほど
活性度が高くなるが、小さすぎても塗料への分散が難し
くなる。ポリ四フッ化エチレン粉末の含有量は、光触媒
活性を阻害しないように、0.5〜20重量%程度に調
整される。ポリ四フッ化エチレン粉末の粒径は小さいほ
ど効果的であるが、塗料への分散性,製造の容易性,塗
膜の表面外観等を考慮して0.1〜10μm程度が採用
される。塗膜の表面外観は、ポリ四フッ化エチレン粉末
の粒径が大きいと艶消し調となり、粒径が小さいと高光
沢となる。
【0008】
【実施例】次に示すように、本発明に基づいた実施例1
〜3と、本発明の製造条件を満たさない比較例1〜3に
従って、光触媒被覆複合部材を製造して塗膜の油分解
率,耐傷付き性を評価した。 実施例1:プライマー塗料として、コロイダルシリカと
メチルトリメトキシシリケートをブチルセロソルブ−イ
ソプロパノール混合溶媒に溶解し、水を加えて加水分解
を進行させたシリカゾルに白色顔料であるZrO2 処理
TiO2 (ルチル型)粉末を分散させた塗料を調製し
た。光触媒塗料としては、コロイダルシリカとメチルト
リメトキシシリケートをブチルセロソルブ−イソプロパ
ノール混合溶媒に溶解し、水を加えて加水分解を進行さ
せたシリカゾルに、粒径20nmのアナターゼ型TiO
2 粉末と種々の粒径のポリ四フッ化エチレン粉末を分散
させた塗料を調製して、ポリ四フッ化エチレンの粒径の
影響を調べた。
【0009】基材とするステンレス鋼板(SUS30
4,板厚0.8mm)にアルカリ脱脂処理及びクロメー
ト処理を施した後、水洗・乾燥した。まずプライマー塗
料を静電吹付け法で塗布し、140℃,20分で焼き付
け、膜厚20μmのプライマー層を形成した。さらに、
光触媒塗料を静電吹付け法で塗布し、200℃,20分
の焼付けで光触媒塗膜を形成し、光触媒被覆複合部材を
製造した。これらの成分及び評価結果は、表1の試験番
号1〜18に示す。 実施例2:プライマー塗料及び光触媒塗料の成分、コロ
イダルシリカとメチルトリメトキシシリケートをコロイ
ダルアルミナに替え、アナターゼ型TiO2 粉末の粒径
20nmを7nmとした以外は実施例1と同様にして、
光触媒被覆複合部材を製造した。これらの成分及び評価
結果は、表2の試験番号1〜18に示す。
【0010】実施例3:基材にポリカーボネート板を用
い、実施例2と同様にプライマー層,光触媒塗膜を形成
し、光触媒被覆複合部材を製造した。成分及び評価結果
は、表2の試験番号19〜21に示す。これらの実施例
1〜3で製造された光触媒被覆複合部材に形成された塗
膜は、何れも基材及び各層間での密着性が優れており、
部材の面内で均一な膜厚,緻密な組織をもっていた。ま
た、サンシャインウェザー試験の結果、1000時間後
においても塗膜にチョーキングは発生せず、安定であっ
た。
【0011】比較例1:ポリ四フッ化エチレン粉末を加
えないで光触媒塗料を調製した以外は、実施例1と同様
にプライマー層,光触媒塗膜を形成し、光触媒被覆複合
部材を製造した。これらの成分及び評価結果は、表1の
試験番号19〜20に対応する。 比較例2:ポリ四フッ化エチレン粉末を加えないで光触
媒塗料を調製した以外は、実施例2と同様にプライマー
層,光触媒塗膜を形成し、光触媒被覆複合部材を製造し
た。成分及び評価結果は、表2の試験番号22〜23に
対応する。
【0012】比較例3:ポリ四フッ化エチレン粉末に替
えてポリエチレンワックスを加えて光触媒塗料を調製し
た以外は、実施例2と同様にプライマー層,光触媒塗膜
を形成し、光触媒被覆複合部材を製造した。成分及び評
価結果は、表2の試験番号24〜25に示す。さらに、
サンシャインウェザー試験の結果、1000時間後に塗
膜にチョーキングが発生し、塗膜剥離が観察された。表
1及び表2に示す結果から、本発明に従った光触媒被覆
複合部材は、油分解率,耐傷付き性に関して総合的に良
好な結果であることがわかる。なお、油分解率及び耐傷
付き性は次のような要領で行なった。 油分解率:試験片にサラダ油を0.2mg/cm2 付着
させ、波長365nmで3mW/cm2 の紫外線強度を
もつブラックライトを24時間照射した後の重量変化か
ら油分解率を算出した。 耐傷付き性: (1)コインスクラッチ試験:ギザギザのついていない
10円硬貨で塗膜を強く引っかき、発生した引っかき跡
の幅から5段階評価した。評価5が最も良好な場合を示
す。 (2)クレメンス引っかき試験:125μmφのダイヤ
モンドの先端をもつ引っかき針を用い、クレメンス型引
っかき塗膜硬度試験機にて行なった。試験荷重を50g
間隔で変化させ、傷がついた荷重を評価値とした。
【0013】
【0014】
【0015】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の光触媒
被覆複合部材は、光触媒を塗膜層として固定するバイン
ダーにシリカ系又はアルミナ系を用い、塗膜層中にポリ
四フッ化エチレンの粉末を分散させている。そのため、
光触媒塗膜にチョーキングが発生せず、傷の付きにくい
光触媒被覆複合部材となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の光触媒被覆複合部材の塗膜構造を説
明する図
【符号の説明】
1:基材 2:プライマー層 3:光触媒層
4:ポリ四フッ化エチレン粉末
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B05D 7/24 303 B05D 7/24 303B B32B 27/30 B32B 27/30 D C09D 5/00 C09D 5/00 L 7/12 7/12 Z Fターム(参考) 4D075 DA06 DB01 DB13 DB14 DB24 DB31 EB16 EB42 EC07 4F100 AA19A AA20A AA21 AA27 AB01B AD00B AE01B AE02B AG00B AK01B AK18A AK79 AP03B AT00B BA02 CA13 CB00A CC00A DE01A EJ65 JL00 JL08A YY00A 4G069 AA08 BA01B BA02B BA04B BA05B BA48A BA48C BE32B BE34A BE34B BE34C CA10 CA13 CA15 CA17 EC22Y ED03 FB24 FB30 4J038 CD121 HA216 KA04 KA20 MA02 NA11 PC02 PC03 PC04 PC06 PC08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリカ系又はアルミナ系バインダーを含
    み、光触媒粒子及びポリ四フッ化エチレン粉末を分散さ
    せた塗膜が基材表面に形成されていることを特徴とする
    耐傷付き性に優れた光触媒被覆複合部材。
  2. 【請求項2】 粒径0.1〜10μmのポリ四フッ化エ
    チレン粉末が0.5〜20重量%の割合で塗膜に分散し
    ている請求項1記載の耐傷付き性に優れた光触媒被覆複
    合部材。
  3. 【請求項3】 光触媒粒子が10〜50重量%の割合で
    塗膜に分散している請求項1又は2記載の耐傷付き性に
    優れた光触媒被覆複合部材。
  4. 【請求項4】 金属板,ガラス板,タイル,合成樹脂
    板,パーティクルボード,石膏板又はコンクリート板を
    基材とする請求項1〜3の何れかに記載の耐傷付き性に
    優れた光触媒被覆複合部材。
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