JP2001279187A

JP2001279187A - 光触媒含有コーティング組成物及び光触媒含有塗膜劣化防止方法

Info

Publication number: JP2001279187A
Application number: JP2000099824A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Tojo; 正一東城; Tomoyuki Sato; 智之佐藤; Hitomi Sato; 人美佐藤
Original assignee: TOJO YOKO
Current assignee: TOJO YOKO
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】人体に無害な成分をバインダとして採用する
ことにより、コーティング組成物自体から有害成分を発
生することがなく、しかも塗膜が劣化しても対処できる
光触媒含有コーティング組成物、及び光触媒含有塗膜劣
化防止方法を提供する。【解決手段】バインダとしての天然糊料、光触媒作用
を有する物質、及び水を含む光触媒含有コーティング組
成物である。人体に対して無害な天然糊料をバインダと
するので、光触媒含有コーティング組成物自体から有害
成分が放出される恐れがない。したがって、シックハウ
ス病対策のコーティング組成物として最適である。光触
媒作用により塗膜の劣化が生じても、定期的に、劣化し
た塗膜の上に新たな塗膜を形成して塗膜の劣化を何度も
修復させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人体に無害なバイ
ンダを採用した光触媒を含有するコーティング組成物及
びその塗膜劣化防止方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、室内の内装材から発するホリマリ
ン、キシレン、トルエン、可塑剤、難燃材等の揮発性有
機物質がガスとして揮発することが人体の健康面に対し
て問題となっている。このような有害ガスはシックハウ
ス病（別名：化学物質過敏症）の原因の一つであろうと
考えられている。このような有害ガスを分解除去するた
めに、二酸化チタン等の光触媒を利用した有害ガス分解
手段が種々提案されている。例えば、光触媒をコーティ
ング組成物中に含有させて塗膜中に固定して、空気中の
有害ガスと接触させて光触媒作用により分解させること
が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光触媒を塗膜中に固定するためのバインダには専ら、有
機合成化合物が使用され、該バインダを含むコーティン
グ組成物には有機合成化合物を溶解又は分散させるため
に有機溶剤が主として使用されているために、このよう
なコーティング組成物を用いて形成したコーティング膜
による室内の空気浄化では、二次的に光触媒含有コーテ
ィング組成物自体から有害成分が放出される恐れがあ
り、シックハウス病対策のコーティング組成物としては
問題がある。

【０００４】一方、光触媒は紫外線の照射を受けること
により有機成分の分解作用が活性化するため、光触媒作
用を長時間行っていると有害な有機成分ガスの分解のみ
ならず、光触媒を固定する塗膜成分としてのバインダも
有機成分であるため分解劣化し、光触媒の固定力が衰
え、使用中に光触媒の脱落が生ずるという問題を有して
いる。

【０００５】また、光触媒を固定した塗膜形成物、例え
ば、空気清浄器のエアフィルタ、エアコンのフィルタ、
壁紙、カーテン、内装材、モルタル壁、木材、家具等、
においては、空気中のチリ、ホコリの付着が経時的に累
積するため、光触媒の有効な表面積が次第に減少し、そ
のため光触媒作用が徐々に低下するという問題がある。

【０００６】そこで本発明は、人体に無害な成分をバイ
ンダとして採用することにより、コーティング組成物自
体から有害成分を発生することがなく、しかも塗膜が劣
化しても対処できる光触媒含有コーティング組成物、及
び光触媒含有塗膜劣化防止方法を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した問題点を解決す
るために、本発明の光触媒含有コーティング組成物は、
バインダとしての天然糊料、光触媒作用を有する物質、
及び水を含むことを特徴とする。

【０００８】本発明の光触媒含有コーティング組成物に
は、人体に対して無害な天然糊料、水を使用しており、
前記した有機合成化合物、有機溶剤は使用していないた
め、本発明の光触媒含有コーティング組成物は、光触媒
含有コーティング組成物自体から有害成分が放出される
恐れがない。したがって、シックハウス病対策のコーテ
ィング組成物として最適である。

【０００９】本発明の光触媒含有コーティング組成物に
使用するバインダとしての天然糊料には、澱粉類、穀
類、芋類、タンパク質類、多糖類粘質物、水溶性セルロ
ース類、セルロース誘導体（例、カルボキシメチルセル
ロース）、マンナン、アルギン酸ナトリウム、アラビア
ゴム、ゴム類等が好ましく使用できる。これらの物質は
全て食品添加物として使用されているものである。

【００１０】前記澱粉類には、例えば、馬鈴薯デンプ
ン、甘薯デンプン、小麦粉デンプン、米デンプン、トウ
モロコシデンプン、タピオカデンプン、可溶性デンプ
ン、デキストリン等があげられる。穀類には、小麦粉、
米粉、栗粉、エンパク、キビ粉、そば粉、トウモロコシ
粉、青麦粉、ライ麦粉、もろこし粉等があげられる。

【００１１】前記芋類には、馬鈴薯粉、甘薯粉、きく芋
粉、こんにゃく芋粉、里芋粉、山芋粉等があげられる。
前記タンパク質類には、ゼラチン、グルテン等があげら
れる。

【００１２】本発明の光触媒含有コーティング組成物に
含まれる光触媒には、二酸化チタンが好ましく、アナタ
ーゼ型結晶、ルチル型結晶又はそれらの混合物、或い
は、チタン化合物のゾルゲル型（酸化チタンのアナター
ゼ型又はルチル型をアルコール化合物と混合させ、水で
加水分解した超微粒子ゾル溶液を乾燥した粉末）が使用
できる。二酸化チタンの粒径は特に限定されないが、バ
インダ溶液に分散しやすい程度の粒径であればよい。

【００１３】本発明の光触媒含有コーティング組成物に
含まれる光触媒濃度は、０．１重量％乃至８０重量％と
することが望ましい。光触媒濃度が０．１重量％未満で
あると、光触媒による効果、即ち、汚染物質の分解が弱
くなり好ましくない。また、光触媒濃度が８０重量％を
越えると、バインダの接着剤としての役目が悪くなり好
ましくない。

【００１４】本発明の光触媒含有コーティング組成物
は、天然糊料、光触媒作用を有する物質、及び水を主成
分として混合することにより得られる。バインダ溶液を
調製し、光触媒を混合して分散させる方法が一般的であ
るが、一度に固体物質を混合し水で溶解してもよい。バ
インダ溶液を調製する場合には、一般的には加熱、又は
煮沸することにより、天然糊料が水に容易に溶け、ゼリ
ー状の溶液とすることができる。バインダ材料として、
α化デンプン、又はα化した穀類粉、或いは水溶性セル
ロースを用いた場合には、水又はお湯で容易に水溶液と
なるので、特に、煮沸をしなくてもよい。

【００１５】本発明の光触媒含有コーティング組成物に
は、必要に応じて、食塩等の防腐効果のある人体に無害
な物質を含ませてもよい。本発明の光触媒含有コーティ
ング組成物は容器等に保管することができ、例えば、ス
プレー付容器は噴霧使用に便利である。

【００１６】本発明の光触媒含有コーティング組成物を
塗布できる被塗物（対象物）には、空気清浄器のフィル
タ、エアコンディショナーのフィルタ、壁紙、カーテ
ン、壁面、木材加工面、モルタル表面、家具等があげら
れるが、室内にある、有害ガス成分を揮発、或いは拡散
するような全ての製品に適用することができる。これら
の対象物に適用することにより、シックハウス対策は有
効なものとなる。

【００１７】本発明の光触媒含有塗膜劣化防止方法は、
前記した本発明の光触媒含有コーティング組成物を被塗
物に対して定期的に繰り返して塗布することを特徴とす
る。塗布手段は、特に限定されないが、噴霧、刷毛塗
り、ロール塗布等が適用できる。

【００１８】本発明の光触媒含有コーティング組成物に
使用されるバインダは何れも、有機合成化合物からなる
バインダに比べて安価なものばかりであるから、光触媒
作用により塗膜の劣化が生じても、定期的に、劣化した
塗膜の上に新たな塗膜を形成して塗膜の劣化を何度も修
復させることができる。このように補修された塗膜は、
バインダによる光触媒の脱落が防止できる効果を有する
のみならず、常に新しい光触媒が塗膜上に固定されるこ
とになるので、古い塗膜中の光触媒上に付着したチリ、
ホコリ等の堆積による光触媒作用の低下状態を、新しい
塗膜の形成により簡単に初期の活性状態に復帰させるこ
とができる効果も有する。

【００１９】

【実施例】試験方法図１は、下記の実施例１〜９で得られた塗膜について、
空気中に含まれる有機溶剤（ホルマリン、トルエン、キ
シレン）の分解効果を確認するための実験装置である。
上部のみが開放の内容積が１ｍ³となる立方体の箱１を
用意し、開放部位にガラス板２を載せ、密閉状態とす
る。内部のガス濃度の検知器３として、北川式検知器
（商品名、株式会社ガステック製）を使用し、立方体の
壁には該検知器３が挿入できる穴が開けてある。このよ
うな箱１を用いて下記の手順で本発明の光触媒含有コー
ティング組成物による塗膜の有害ガスの分解効果を確認
する。

【００２０】（１）前もって下記の実施例１〜９の光触
媒含有コーティング組成物を箱１の内壁に塗布して塗膜
を形成ておく。

【００２１】（２）シャーレの中に脱脂綿を入れ、該シ
ャーレを密閉状態の箱１の中に入れた時に、箱１内の空
気中のホルマリン、トルエン、キシレンの濃度が１００
０ｐｐｍとなるように、各溶剤を脱脂綿に含ませ、ガス
が密閉された各種ガス毎の箱１を用意する。

【００２２】（３）ガラス板２の上から蛍光灯を連続照
射し、時間毎に検知器３で箱の内部のガスを吸引して濃
度を測定する。

【００２３】なお、本試験に用いた北川式検知器（商品
名：株式会社ガステック製）の測定可能濃度範囲は、
各ガスの種類毎に次の範囲となっている。

【００２４】キシレン：５０ｐｐｍ〜１０ｐｐｍトルエン：５０ｐｐｍ〜１０ｐｐｍホルマリン：５０ｐｐｍ〜０．１ｐｐｍ

【００２５】〔実施例１〕小麦粉１重量％、水９９重量
％を煮沸させてゼリー状の溶液としたもの２００ｇに対
して、アナターゼ型酸化チタン粉末５ｇ（純度９５％、
平均粒径７ｎｍ、比表面積３００ｍ²／ｇ）を添加し、
混合して分散させて、本実施例１の光触媒含有コーティ
ング組成物（溶液）とした。得られた光触媒含有コーテ
ィング組成物を前記箱の内壁に霧吹きにより塗布、乾燥
して、厚み約０．２μｍの塗膜を形成した。

【００２６】前記箱にホルマリン１０００ｐｐｍを充填
し、北川式検知器（商品名：株式会社ガステック製）
で濃度を測定した結果、濃度が５０ｐｐｍまで下がる時
間は３０分であり、０ｐｐｍまで下がる時間は５８時間
以上であった。

【００２７】〔実施例２〕薄力粉５重量％、水９５重量
％を煮沸させてゼリー状の溶液としたもの２００ｇに対
して、アナターゼ型酸化チタン粉末１０ｇ（純度９５
％、平均粒径７ｎｍ、比表面積３００ｍ²／ｇ）を添加
し、混合して分散させて、本実施例２の光触媒含有コー
ティング組成物（溶液）とした。得られた光触媒含有コ
ーティング組成物を前記箱の内壁に霧吹きにより塗布、
乾燥して厚み約０．２μｍの塗膜を形成した。

【００２８】前記箱にホルマリン１０００ｐｐｍを充填
し、北川式検知器（商品名、株式会社ガステック製）で
濃度を測定した結果、濃度が０ｐｐｍまで下がる時間は
４８時間要した。

【００２９】〔実施例３〕小麦粉１０重量％、水９０重
量％を煮沸させてゼリー状の溶液としたもの２００ｇに
対して、アナターゼ型酸化チタン粉末３０ｇ（純度９５
％、平均粒径７ｎｍ、比表面積３００ｍ²／ｇ）を添加
し、混合して分散させて、本実施例３の光触媒含有コー
ティング組成物（溶液）とした。得られた光触媒含有コ
ーティング組成物を前記箱の内壁に霧吹きにより塗布、
乾燥して約０．２μｍの塗膜を形成した。

【００３０】前記箱にトルエン１０００ｐｐｍを充填
し、北川式検知器（商品名、株式会社ガステック製）で
濃度を測定した結果、４８時間で約１０ｐｐｍとなり、
１００時間８ｐｐｍに下がって平行状態となった。

【００３１】〔実施例４〕可溶性デンプン５重量％、水
９５重量％を煮沸させてゼリー状の溶液としたもの２０
０ｇに対して、含水酸化チタンをアンモニア水で中和乾
燥させた酸化チタン濃度６１重量％のもの３０ｇを添加
し、混合して分散させて、本実施例４の光触媒含有コー
ティング組成物（溶液）とした。得られた光触媒含有コ
ーティング組成物を前記箱の内壁に霧吹きにより塗布、
乾燥して厚み約０．２μｍの塗膜を形成した。

【００３２】前記箱にキシレン１０００ｐｐｍを充填
し、北川式検知器（商品名、株式会社ガステック製）で
濃度を測定した結果、他の実施例の光触媒含有コーティ
ング組成物と比べ、キシレンガス濃度の下がり方は遅い
が、確実に減少し、７２時間で１０ｐｐｍまで減少し、
１２５時間で０ｐｐｍになった。

【００３３】〔実施例５〕馬鈴薯デンプン１０重量％、
水９０重量％を煮沸させてゼリー状の溶液としたもの２
００ｇに対して、前記実施例４で使用した酸化チタン濃
度６１重量％のもの２０ｇを添加し、混合して分散させ
て、本実施例５の光触媒含有コーティング組成物（溶
液）とした。得られた光触媒含有コーティング組成物を
前記箱の内壁に霧吹きにより塗布、乾燥して厚み約０．
２μｍの塗膜を形成した。

【００３４】前記箱にホルマリン１０００ｐｐｍを充填
し、北川式検知器（商品名、株式会社ガステック製）で
濃度を測定した結果、前記実施例１、２に比べてホルマ
リンガス濃度の低下が最も速く、２０分後に０ｐｐｍと
なった。

【００３５】〔実施例６〕ゼラチン５重量％、水９５重
量％を煮沸させてゼリー状の溶液としたもの２００ｇに
対して、含水酸化チタンをアンモニア水で中和乾燥させ
た酸化チタン濃度６１重量％のもの２０ｇを添加し、混
合して分散させて、本実施例６の光触媒含有コーティン
グ組成物（溶液）とした。得られた光触媒含有コーティ
ング組成物を前記箱の内壁に霧吹きにより塗布、乾燥し
て厚み約２μｍの塗膜を形成した。前記箱にホルマリン
１０００ｐｐｍを充填し、北川式検知器（商品名、株式
会社ガステック製）で濃度を測定した結果、３０分以内
に０ｐｐｍを示し、ホルマリンの濃度低下が極めて早い
結果が得られた。

【００３６】〔実施例７〕グルテン５重量％、水９５重
量％を煮沸させてゼリー状の溶液としたもの２００ｇに
対して、アナターゼ型酸化チタン粉末１０ｇ（純度９５
％、平均粒径７ｎｍ、比表面積３００ｍ²／ｇ）を添加
し、混合して分散させて、本実施例７の光触媒含有コー
ティング組成物（溶液）とした。得られた光触媒含有コ
ーティング組成物を前記箱の内壁に霧吹きにより塗布、
乾燥して厚み０．２μｍの塗膜を形成した。

【００３７】前記箱にホルマリン１０００ｐｐｍを充填
し、北川式検知器（商品名、株式会社ガステック製）で
濃度を測定した結果、ホルマリン濃度低下は早いが、１
０ｐｐｍを過ぎた辺りから低下速度が遅くなり、０ｐｐ
ｍを示す迄に４０時間以上を要した。

【００３８】〔実施例８〕ゼラチン１０重量％、水９０
重量％を煮沸させてゼリー状の溶液としたもの２００ｇ
に対して、前記実施例６で使用した酸化チタン濃度６１
重量％のもの３０ｇを添加し、混合して分散させて、本
実施例８の光触媒含有コーティング組成物（溶液）とし
た。得られた光触媒含有コーティング組成物を前記箱の
内壁に霧吹きにより塗布、乾燥して厚み約０．２μｍの
塗膜を形成した。

【００３９】前記箱にキシレン１０００ｐｐｍを充填
し、北川式検知器（商品名、株式会社ガステック製）で
濃度を測定した結果、キシレン濃度の下がり方は遅い
が、確実に減少し、７２時間で１０ｐｐｍまで下がり、
１００時間後で０ｐｐｍとなった。

【００４０】〔実施例９〕グルテン１０重量％、水９０
重量％を煮沸させてゼリー状の溶液としたもの２００ｇ
に対して、アナターゼ型酸化チタン粉末２０ｇ（純度９
５％、平均粒径７ｎｍ、比表面積３００ｍ²／ｇ）を添
加し、混合して分散させて、本実施例９の光触媒含有コ
ーティング組成物（溶液）とした。得られた光触媒含有
コーティング組成物を前記箱の内壁に霧吹きにより塗
布、乾燥して厚み０．２μｍの塗膜を形成した。

【００４１】前記箱にホルマリン１０００ｐｐｍを充填
し、北川式検知器（商品名、株式会社ガステック製）で
濃度を測定した結果、ホルマリン濃度低下は前記各実施
例と比べて最も遅く、７２時間で１８ｐｐｍ、０ｐｐｍ
を示すまでに１５０時間以上を要した。

【００４２】

【発明の効果】本発明の光触媒含有コーティング組成物
は、人体に無害な成分をバインダとして採用しているの
で、コーティング組成物自体から有害成分を発生するこ
とがない、光触媒含有コーティング組成物を提供するこ
とができる。

【００４３】本発明の光触媒含有コーティング組成物
は、空気清浄器のフィルタ、エアコンディショナーのフ
ィルタ、壁紙、カーテン、壁面、木材加工面、モルタル
表面、家具等に適用でき、室内にある、有害ガス成分を
揮発、或いは拡散するような全ての製品に適用すること
ができ、定期的に繰り返して塗布する方法を採用してい
るので、光触媒作用により塗膜が徐々に劣化しても、常
に、劣化した塗膜の上に新たな塗膜を形成して塗膜の劣
化を何度も修復させることができる。このように補修さ
れた塗膜は、新しく形成されたバインダによる光触媒の
脱落が防止できる効果を有するのみならず、常に新しい
光触媒が塗膜上に固定されることになるので、古い塗膜
中の光触媒上に付着したチリ、ホコリ等の堆積による光
触媒作用の低下状態を、新しい塗膜の形成により簡単に
初期の活性状態に復帰させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光触媒含有コーティング組成物を塗布
した塗膜の、空気中に含まれる有機溶剤（ホルマリン、
トルエン、キシレン）の分解効果を確認するための実験
装置を示す図である。

【符号の説明】

１箱２ガラス板３検知器

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｃ０９Ｄ 7/12 Ｃ０９Ｄ 101/00 101/00 103/00 103/00 121/00 121/00 189/00 189/00 Ｂ０１Ｄ 53/36 ＪＧＦターム(参考） 4D048 AA17 AA19 AB03 BA07X BA50X BA50Y BB03 CC40 EA01 EA04 4G069 AA03 AA08 BA04B BA29A BA29B BA48A BC50B CA11 CA15 DA06 EA07 FA03 FB23 4J038 BA011 BA021 BA111 BA171 BA181 CA001 HA156 HA216 KA03 KA12 KA20 NA18 NA27 PB05 PB09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バインダとしての天然糊料、光触媒作用
を有する物質、及び水を含む光触媒含有コーティング組
成物。
【請求項２】光触媒濃度が０．１重量％乃至８０重量
％である請求項１記載の光触媒含有コーティング組成
物。
【請求項３】前記天然糊料が、澱粉類、穀類、芋類、
タンパク質類、多糖類粘質物、水溶性セルロース類、マ
ンナン、アルギン酸ナトリウム、アラビアゴム、及びゴ
ム類から選ばれたものである請求項１記載の光触媒含有
コーティング組成物。
【請求項４】請求項１、２又は３記載の光触媒含有コ
ーティング組成物を被塗物に対して定期的に繰り返して
塗布することを特徴とする光触媒含有塗膜劣化防止方
法。