JP2002080751A

JP2002080751A - 光触媒層の形成方法

Info

Publication number: JP2002080751A
Application number: JP2000272983A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Saito; 一徳斉藤; Masayuki Yoshida; 雅幸吉田
Original assignee: Nippon Soda Co Ltd
Current assignee: Nippon Soda Co Ltd
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2002-03-19

Abstract

(57)【要約】【課題】壁面等に接着液を塗布し更に光触媒用コーティ
ング剤を塗布する場合、刷毛や塗装用ローラーを用いる
と均一に塗布しづらく、また作業効率が悪い。【解決手段】スプレーノズル４を用いて塗布する。粘度
の高い接着液を塗布する際にはノズル部５として比較的
大径のものを用い、塗布量を２００ｍｌ／分とした。ま
た、粘度の低い光触媒用コーティング剤を塗布する際に
はノズル部５として比較的小径のものを用い、塗布量を
５０ｍｌ／分とした。尚、何れの場合も吐出圧は３ｋｇ
／ｃｍ²である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スプレーノズルを
用いて建築物の外壁等の基体表面に接着液を塗工して接
着剤層を形成し、該接着剤層上に光触媒コーテイング剤
を塗布して光触媒層を形成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の外壁等の汚れや腐食を防止する
ものとして、酸化チタン（ＴｉＯ₂）等の光触媒を含有
する光触媒コーティング剤を建物等の外壁をコーティン
グすることにより、光触媒能を有する被膜（以下、「光
触媒層」という。）を形成する方法が知られている。こ
のような光触媒能を含有する被膜は、紫外線が照射され
ると酸化力の強い遊離基を発生させることから、付着し
た汚れを分解し、外壁の腐食等を防止することができ
る。

【０００３】かかる光触媒層を建築物の外壁等の基体上
に形成する場合には、光触媒により生成する遊離基によ
って基体材料が劣化しないように、また、基体面と光触
媒層との密着性を高めるために、基体上に接着剤層を形
成した後、該接着剤層上に光触媒層を形成している。一
方、建築物の外壁等に塗料を塗布する方法として、スプ
レーノズルを用いる方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、建築物の外
壁等の基体上に設けられた光触媒層は、光触媒機能をよ
り効果的に発揮させ、あるいは基体外観を損なわないよ
うにするために透明であることが望まれている。しかし
ながら、光触媒層を形成する塗布液（以下、「光触媒コ
ーティング剤」という。）は、酸化チタンなどの光触媒
機能を有する金属酸化物ゲル又は粉末を含む液である。
そのため、光触媒層の透明性を保つためには、光触媒コ
ーティング剤をなるべく薄く、かつムラなく塗工する必
要がある。さらに、光触媒層は光触媒機能により有機物
等を分解するため、光触媒コーティング剤には、塗工性
を向上させるために通常の外壁塗料等に添加される樹脂
等を含有せしめることができない。

【０００５】したがって、光触媒コーティング剤は、従
来の外壁塗料等とその組成が大きく異なっており、光触
媒コーティング剤をスプレーノズルを用いて塗布する場
合においては、従来用いられているようなスプレーノズ
ルを用いる塗装条件ではうまく塗装できないという問題
があった。

【０００６】また、接着剤層を形成する場合において
も、接着剤層は光触媒層と同様に基体の外観を損なわな
いよう透明であることが望まれている。しかし、接着層
を形成する塗布液（以下、「接着液」という。）も光触
媒層を密着させるために、光触媒との親和性の高い金属
酸化物のゾルなどの無機成分を含む液である。そのた
め、接着剤層の透明性を保つためには、接着液をなるべ
く薄く、かつムラなく塗工する必要がある。したがっ
て、接着液をスプレーノズルを用いて塗工する場合にお
いても、その塗工条件を最適化する必要があった。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、スプレーノズルを用いて基体上に光触媒層を
形成する方法であって、基体上に接着剤層を形成し、該
接着剤層上に光触媒層を形成するのに好適な光触媒層の
形成方法を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、基体上に光触媒層を形成する方法であっ
て、該基体上に接着液を吐出圧１〜５ｋｇ／ｃｍ²及び
吐出量１００〜３００ｍｌ／分の吐出条件でスプレーノ
ズルから吐出させて接着剤層を形成した後、該接着剤層
上に、光触媒コーティング剤を塗布することにより光触
媒層を形成することを特徴とする光触媒層の形成方法を
提供する。

【０００９】前記光触媒コーティング剤を塗布する方法
としては、前記接着剤層の表面に光触媒コーティング剤
を吐出圧１〜５ｋｇ／ｃｍ²及び吐出量２０〜１００ｍ
ｌ／分の吐出条件でスプレーノズルから吐出させるのが
好ましい。本発明によれば、スプレーノズルを用いて、
簡便かつ均一な厚みで、基体上に接着剤層および光触媒
層を形成することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。１）先ず、本発明に用いる光触媒コーティング剤につい
て説明する。光触媒コーティング剤としては、光触媒の
粉末又はゾルを溶剤中に分散させたものであれば特に制
限はないが、光触媒のほか、シリコン化合物、金属酸化
物及び／又は金属水酸化物を含有してなるものが好まし
い。

【００１１】光触媒としては、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ、Ｓｒ
ＴｉＯ₃、ＣｄＳ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＢａＴ
ｉＯ₃、ＫＮｂＯ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、ＷＯ₃、Ｓｎ
Ｏ₂、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＮｉＯ、Ｃｕ₂Ｏ、ＳｉＣ、ＳｉＯ₂、
ＭｏＳ₂、ＩｎＰｂ、ＲｕＯ₂、ＣｅＯ₂等が挙げられ
る。これらのうち、酸化チタン（ＴｉＯ₂）が好ましく
用いられる。

【００１２】シリコン化合物は、光触媒コーティング液
の保存安定性を高めること等を目的として添加される。
シリコン化合物としては、シリコン変性樹脂やシランカ
ップリング剤等が挙げられる。シリコン変性樹脂として
は、通常市販されているシリコン−アクリル系やシリコ
ン−エポキシ系のものが使用可能であり、溶剤に溶解し
たものでもエマルジョンとなって水中に分散しているも
のでもよい。

【００１３】シランカップリング剤としては、式：ＲＳ
ｉ（Ｙ）₃や（Ｒ）₂Ｓｉ（Ｙ）₂（式中、Ｒは有機性官
能基を、Ｙは塩素原子又はアルコキシ基をそれぞれ表
す。）で示されるものが挙げられる。

【００１４】また、金属酸化物及び／又は金属水酸化物
は、光触媒層の固着性を高めること等を目的として添加
される。金属酸化物及び金属水酸化物としては、Ｐｔ、
Ｒｈ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅ等の金属の酸化物
や水酸化物の粉末やゾルを用いることができる。

【００１５】これら光触媒やシリコン化合物、金属酸化
物、金属水酸化物等を分散させる為に用いられる溶剤と
しては、これらの物を均一に分散できる溶媒で有れば特
に制限はない。例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン
等の芳香族炭化水素；ヘキサン、ヘプタン、オクタン、
シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素；アセトン、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサ
ノン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブ
チルなどのエステル類；メタノール、エタノール、プロ
パノール、イソプロパノール等のアルコール類；水及び
これらの２種以上からなる混合溶剤を用いることができ
る。

【００１６】前記光触媒コーティング剤は、シリコン化
合物を固形分として０．００１重量％〜５重量％、金属
酸化物と金属水酸化物との少なくとも一方のゾルを固形
分として０．１重量％〜３０重量％、光触媒の粉末やゾ
ルを固形分として０．１重量％〜３０重量％含有させて
なるのが好ましい。

【００１７】また、本発明においては、光触媒層と基体
表面との間に予め接着剤層を設け、該接着層上に光触媒
剤層を形成する。接着剤層は、光触媒から基体表面を保
護するのと同時に基体表面と光触媒層との密着性を高め
る働きを有する。

【００１８】接着剤層を形成するための接着液として
は、シリコン含有量２〜６０重量％のシリコン変性樹
脂、ポリシロキサンを３〜６０重量％含有する樹脂やコ
ロイダルシリカを５〜４０重量％含有する樹脂を固形分
として１〜５０重量％、好ましくは３〜２０重量％含む
溶液を使用することができる。これらの樹脂は、単独
で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができ
る。

【００１９】２）次に、本発明の光触媒層の形成方法に
ついて説明する。本発明の光触媒層の形成方法は、例え
ば、図２に示すようなスプレーノズル４を用いることが
できる。図２において、スプレーノズル４には交換自在
のノズル部５が取り付けられている。６は液剤タンクで
あり、該液剤タンク６内の溶液はノズル部５に供給され
るようになっている。液剤タンク６内には、接着液を塗
布する場合には接着液が充填され、光触媒コーティング
剤を塗布する場合には光触媒コーティング剤が充填され
る。この場合、接着液と光触媒コーティング剤とが混ざ
り合うのを防止するために、接着液が充填されている液
剤タンクと、光触媒コーティング液が充填されている液
剤タンクとを別個にそれぞれ用意し、接着液を塗布した
後においては、光触媒コーティング剤を充填した液剤タ
ンクに取り替えるのが好ましい。また、７はコンプレッ
サーであり、所定の圧縮空気をスプレーノズル４に供給
している。

【００２０】スプレーノズル４は、断面がほぼＶ字状の
内部溝と外部溝との交叉により複数個のエアレス用オリ
フィス型噴液口を、その噴液口からの扇形噴流が互いに
離反する斜め前向きに噴出するように配設し、これら噴
液口の外方には前記扇形噴流の霧化向上並びに噴霧整形
に適応する空気流噴出用の噴気口を設けた構造を有して
いる。また、前記噴液口は、複数の扇形噴流を包囲する
状態の空気流が形成されるように、環状噴気口もしくは
列設状態のスリット状噴気口を設け、更に必要に応じ噴
霧扁平化用空気流の噴出に適応する噴気口を前記噴液口
の両側方に設けてなるのが好ましい。このような構造の
スプレーノズル４を用いることにより、霧化の優れた噴
霧を得ることができる。

【００２１】先ず、図２に示すスプレーノズルを用い
て、基体表面に接着液を塗布する。この場合の塗布条件
は、吐出圧１〜３ｋｇ／ｃｍ²及び吐出量１００〜３０
０ｍｌ／分の吐出条件でスプレーノズルから接着液が吐
出するようにする。また、光触媒コーティング剤を塗布
する場合には、吐出圧１〜３ｋｇ／ｃｍ²及び吐出量２
０〜１００ｍｌ／分の吐出条件でスプレーノズルから光
触媒コーティング剤が吐出するようにする。

【００２２】接着液を塗布する場合において、吐出圧が
１ｋｇ／ｃｍ²未満の場合や吐出量が２０ｍｌ／分未満
の場合には、塗布する時間がかかりすぎて作業効率が劣
るものとなる。また、吐出圧が３ｋｇ／ｃｍ²を越えた
り、吐出量が３００ｍｌ／分より大きくすると、塗工作
業は早くなるが、均一かつ所定の厚みの接着剤層の形成
が困難となる。接着剤層の厚みは、通常０．１〜１００
μｍ、好ましくは０．５〜５０μｍの範囲である。

【００２３】また、光触媒層を形成する場合において、
吐出圧が１ｋｇ／ｃｍ²未満の場合や吐出量が２０ｍｌ
／分未満の場合には、塗布する時間がかかりすぎて作業
効率が劣るものとなる。また、吐出圧が３ｋｇ／ｃｍ²
を越えたり、吐出量が３００ｍｌ／分より大きくする
と、塗工作業は早くなるが、均一かつ所定の厚みの光触
媒層の形成が困難となる。光触媒層の厚みは、通常０．
０１〜１０μｍ、好ましくは０．０５〜５μｍの範囲で
ある。

【００２４】このような塗布条件に設定するには、例え
ば、接着液を塗布する場合と光触媒コーティング剤を塗
布する場合とでノズル部５を交換するのが好ましい。即
ち、上述したように、接着液を塗布する場合には接着液
は光触媒コーティング剤に比して溶媒の粘性が低いの
で、単位時間当たりの溶液の吐出量が比較的大量となる
ノズル部５を用いる。一方、光触媒コーティング剤は接
着液に比して粘性が高いので、接着液を塗布するのと同
じ条件で塗布すると塗布液が広がらず、均一な塗膜が形
成できない。そこで、光触媒コーティング剤を塗布する
場合には、単位時間当たりの溶液の吐出量を小さくした
ノズル部５を用いる。

【００２５】本発明を適用して光触媒層を形成する基体
としては特に制限はないが、例えば、建築物の外壁、内
壁、バルコニー、雨戸等の建築物の外装品、家具、窓、
窓枠、ドア等の建築物の内装品、照明器具、船底、漁網
等が挙げられる。これらの中でも、本発明は、建築物の
外壁や船底などの比較的塗布面積の大きな壁面表面に光
触媒層を形成するのに好適である。

【００２６】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。本実施例は、図１に示すようにポリエチレン製
シート（２ｍ×２ｍ）の表面１に接着剤層２を形成し、
該接着剤層２上に光触媒層３を被着させたものである。
先ず、ポリエチレンフィルムシート表面１に、接着液を
図２に示すスプレーノズルを用いて塗布した。

【００２７】接着液としては、シリコン含有量３重量％
のアクリル−シリコン樹脂を２５重量％含有するキシレ
ン−イソプロピルアルコール（５０／５０）溶液に、ポ
リシロキサン（商品名：メチルシリケート、コルコート
（株）製）をアクリル−シリコン樹脂に対して３０重量
％、及び硬化剤（シランカップリング剤）をアクリル−
シリコン樹脂に対して５重量％混合して得た溶液を、メ
チルエチルケトン溶媒で固形分含有量１０重量％となる
ように希釈したものを用いた。得られた塗膜を十分に乾
燥固化させることにより、厚みが約１０μｍの接着層２
を形成した。

【００２８】その際のスプレーノズル４からの吐出条件
は、吐出圧３ｋｇ／ｃｍ²及び吐出量２００ｍｌ／分で
ある。また、ノズル部５は接着液用の比較的口径の大き
なものを用いた。

【００２９】次いで、接着剤層２上に光触媒コーティン
グ剤を塗布した。光触媒コーティング剤としては、酸化
チタン含有量２０重量％の硝酸酸性チタニアゾルを、酸
化ケイ素含有量２０重量％の硝酸酸性シリカゾル中に界
面活性剤の存在下に分散させた後、イオン交換水−エタ
ノール（５０／５０）で希釈して、固形分濃度２重量％
としたものを用いた。

【００３０】その際の吐出条件は、吐出圧３ｋｇ／ｃｍ
²及び吐出量５０ｍｌ／分である。ノズル部５は光触媒
コーティング剤用の比較的小径のものに取り替えて塗布
を行った。光触媒層３の厚みは約３μｍであった。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、粘性の相違する接着液と光触媒用コーティン
グ剤とを、スプレーノズルを用いて、それぞれの液性に
応じて最適の塗工条件で接着液及び光触媒コーティング
剤を効率よく塗布することができ、また、均一な厚みの
接着剤層及び光触媒層を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される壁面の構成を示す断面図で
ある。

【図２】スプレーノズルの断面図である。

【符号の説明】

１…壁面表面（ポリエチレン製シート表面）、２…接着
剤層、３…光触媒層、４…スプレーノズル、５…ノズル
部、６・・・液剤タンク、７・・・コンプレッサー

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｅ０４Ｂ 1/92 Ｅ０４Ｂ 1/92 Ｆターム(参考） 2E001 DH23 DH25 FA04 FA06 FA18 FA32 FA33 GA03 GA06 JB00 JD02 JD15 LA04 4F033 QA01 QB02Y QB03X QB12Y QB17 QD03 QD19 QD25 QE06 4F100 AK04 AK52 AT00A BA02 BA07 BA10A BA10B CB00C EH46 GB07 JL06 JL08 JL08B 4G069 AA03 BA04B BA48A BB04B CA01 CA11 DA06 EA07 FA03 FB24 FC06 4J038 AA011 HA061 HA211 HA241 HA351 HA381 HA431 HA441 HA471 KA04 NA03 NA05 PA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体上に光触媒層を形成する方法であっ
て、該基体表面に接着液を吐出圧１〜５ｋｇ／ｃｍ²及
び吐出量１００〜３００ｍｌ／分の吐出条件でスプレー
ノズルから吐出させて接着剤層を形成した後、該接着剤
層上に光触媒コーティング剤を塗布することにより光触
媒層を形成することを特徴とする光触媒層の形成方法。
【請求項２】前記接着剤層の表面に、光触媒コーティン
グ剤を吐出圧１〜５ｋｇ／ｃｍ²及び吐出量２０〜１０
０ｍｌ／分の吐出条件でスプレーノズルから吐出させて
光触媒層を形成する、請求項１記載の光触媒層の形成方
法。