JP2002146283A

JP2002146283A - 酸化チタン含有光触媒塗布液およびその製造方法ならびに酸化チタン光触媒構造体

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Publication number: JP2002146283A
Application number: JP2000339285A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Izutsu; 井筒裕之; Shin Yamamoto; 山本伸; Kyoko Kawabata; 川畑京子; Asanori Nakamura; 中村朝徳; Satoshi Makimura; 牧村聡; Ryozo Takagawa; 高川良三
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd; Taki Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd; Taki Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2002-05-22
Anticipated expiration: 2020-11-07
Also published as: JP4846088B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高い透明性を有し、且つひび割れのない光触
媒膜を得ることは困難であったが、本発明はこの両者を
満足する光触媒塗布液を提供する。【解決手段】基材上に酸化チタンを主成分とする薄膜
を形成させる光触媒塗布液において、平均粒子径が50nm
〜120nm、結晶子径6〜18nmの酸化チタン(TiO₂)を0.1〜1
0重量％、シリカ化合物(SiO₂)を0.1〜10重量％、アルコ
ール溶媒を60重量％以上含むことを特徴とする酸化チタ
ン含有光触媒塗布液。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は酸化チタンの光触媒
効果を利用し、NO_Xなどの有害物質除去、脱臭、防汚、
抗菌などに利用される酸化チタン含有光触媒塗布液及び
その製造方法並びに当該塗布液を用いた酸化チタン光触
媒構造体に関し、特に塗布時の膜のひび割れが少なく、
厚膜にしても透明性の高い膜を与える酸化チタン含有光
触媒塗布液及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】酸化チタン光触媒は、紫外線を吸収して
おこる化学反応により、NO_Xなどの有害物質除去、脱
臭、防汚、抗菌などの効果を示すことで知られている。
ところで、光触媒効果を工業的に発現させるためには基
材上に光触媒薄膜を担持させることが必要である。ガラ
ス、金属、セラミクス、各種プラスチックなどの基材表
面に酸化チタンを付与する方法として、酸化チタン前駆
体であるチタンアルコキシド、有機酸チタン、塩化チタ
ンなどのチタン塩などを塗布し、焼き付ける方法、酸化
チタン粉体やゾルとバインダーの混合物を塗布する方法
などがある。この様な光触媒構造体を製造する場合、酸
化チタン薄膜は厚い方が効果が高いが、膜厚を厚くする
と、酸化チタンを含む膜は白濁化するため、透明性を必
要とする用途では、なかなか厚膜を利用することは困難
であった。そこで透明性を得るために50nm以下の微粒子
の酸化チタンを使用すると透明膜は形成しやすいもの
の、50nm以下の酸化チタンを用いて1μmを越えるような
膜厚を得ようとすると、成膜時に膜がひび割れやすくな
る。ひび割れは外観的に問題があるだけでなく、膜の基
材に対する密着性の低下を引き起こし、膜の一部が脱落
し、光触媒効果を持続させることができない。このひび
割れは、塗布液中にひび割れの原因である収縮応力を緩
和するための材料を添加したり、塗布液と基材の間に応
力を緩和する層を別に設けることにより防止をすること
はできるが、いずれの方法も光触媒活性を低下させた
り、製造コストが増大するなど根本的な解決方法として
は不十分であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】光触媒として使用する
酸化チタンの粒子径を大きくすることは、ひび割れ防止
に効果があることがわかっているが、粒子径の増大は、
透明性の低下と直結しており、高い透明性の確保と、膜
のひび割れ防止を両立させることは、二律背反で大きな
課題であった。本発明はこれらの問題を酸化チタンの物
性とアルコール量を検討することにより解決したもので
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は基材上に
酸化チタンを主成分とする薄膜を形成させる塗布液にお
いて、平均粒子径が50nm〜120nm、結晶粒子径6〜18nmの
酸化チタン(TiO₂)を0.1〜10重量％、シリカ化合物(Si
O₂)を0.1〜10重量％、アルコール溶媒を60重量％以上含
むことを特徴とする酸化チタン含有光触媒塗布液及びそ
の製造方法に関する。更にまた、本発明は当該塗布液を
用いた高い触媒活性と実用的な膜強度を有する酸化チタ
ン透明薄膜担持光触媒構造体に関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において使用される酸化チタンは、平均粒子径50
nm〜120nmの粒子、より好ましくは70nm〜100nmの粒子で
ある。平均粒子径は、レーザーを利用した散乱法によっ
て測定できる。平均粒子径が50nm未満の粒子では、塗膜
の透明性は高くなるが、成膜時にひび割れやすくなるた
め、膜厚を増加させることが困難である。一方、平均粒
子径が120nmより大きい場合は、元来酸化チタンは白色
顔料であるため、隠蔽性が高く、塗膜を白濁化する。ま
た、塗布液組成によっては、保管中に沈殿物を生成する
可能性がある。

【０００６】本発明の酸化チタンはアナターゼ型酸化チ
タンを主成分とするものであるが、若干のルチル型酸化
チタンが混在していてもよい。ところで、本発明の塗布
液中には結晶子径6nm〜18nm、更に好ましくは8nm〜12nm
の酸化チタンが0.1〜10重量％含まれていることが必要
である。即ち、結晶子径が6nm未満では光触媒効果が充
分でない場合があるだけでなく、この様な微結晶は膜の
ひび割れの原因となる。また18nmを上廻ると、それに伴
って酸化チタンの平均粒子径も大きくなり、厚膜にする
と白濁化し、透明性を必要とする用途に適応できない。

【０００７】ところで、このような平均粒子径及び結晶
子径を有する酸化チタンは塗布液を製造する際にいかな
る方法でこれを導入しても良いが、塗布液中で沈殿や凝
集を起こすことなく均一に分散していることが必要であ
る。

【０００８】粉体の酸化チタンを塗布液中に均質に分散
することは困難であるため、好ましくは酸化チタンゾル
の方法で導入することが望ましい。酸化チタンゾルの製
造方法は特に限定されないが、平均粒子径や結晶子径を
自由に制御できる製造方法が好ましい。

【０００９】この様な酸化チタンの製造方法としては、
粉末のアナターゼ型酸化チタンを酸やアルカリの存在下
で解こうさせてもよいし、粉砕によって粒子径を制御し
ても良い。また、硫酸チタンや塩化チタンを熱分解ある
いは中和分解して得られる含水酸化チタンを物理的、化
学的な方法で結晶子径、粒子径の制御を行っても良い。
ゾル溶液中での分散安定性を付与するために、分散安定
剤を使用してもよい。

【００１０】分散安定剤としては、特に限定されること
なく各種の分散安定剤が使用できるが、酸性またはアル
カリ性の分散安定剤が好ましく使用される。酸性の分散
安定剤としては硝酸、塩酸などの鉱酸、カルボン酸、オ
キシカルボン酸、ポリカルボン酸などの有機酸などが挙
げられる。アルカリ性の分散安定剤としてはカルボン
酸、ポリカルボン酸類のアルカリ金属塩やアンモニア、
１〜4級のアミン類およびそれらにヒドロキシ基を付加
したアルカノールアミン類が好例として挙げられる。こ
れら分散安定剤は単独または併用して使用することがで
きる。酸性とアルカリ性の分散剤を同時に用いることも
できる。分散安定剤として有機酸を使用すると、後述す
る有機溶媒との混和性が良好であることに加えて、pHが
極端に低下せず且つ製造時に使用する設備を腐食しにく
いので特に好ましい。有機酸の種類としては酢酸、シュ
ウ酸、グリコール酸、乳酸、酒石酸、リンゴ酸、クエン
酸などが特に好ましい。有機酸の量は、塗布液中に於い
て0.005〜5重量％で有ることが好ましく、酸化チタンゾ
ル製造時にこれを含有させても良いし、一部を塗布液調
製時に添加しても良いが概して全社の態様が望ましい。
0.005重量%未満であると、酸化チタンが凝集して沈降し
易くなり、5重量％よりも多いと塗膜中に有機酸が残存
して塗膜の密着性、透明性を阻害する。また、有機酸を
利用しても塗布液のpHは2以上に調整されるべきであ
る。pHが2以下になると金属を腐食させる恐れがある。

【００１１】さて、本発明に於いて使用する前記酸化チ
タンの塗布液中に於ける濃度はTiO₂として0.1〜10重量
％であるように調製される。塗布液中の濃度が0.1重量
％未満であると一回塗りでは塗膜の膜厚が薄く、重ね塗
りが必要であり経済的ではない。一方、10重量％を越え
る場合は塗布液の粘度が高くなり、ハンドリング性が悪
くなるため好ましくない。より好ましくは1〜5重量%が
選択される。

【００１２】本発明のシリカ化合物としては、アルコキ
シシラン、あるいはアルコキシシラン類の縮合物、加水
分解物、シリコーンワニス等が使用できる。３官能のア
ルコキシシランは一般的にはシランカップリング剤と呼
ばれることも多いが、本発明ではシリコン１分子に１つ
以上のアルコキシ基が結合している化合物をアルコキシ
シランと称する。具体的に例示すると４官能アルコキシ
シランとしてはテトラメトキシシラン、テトラエトキシ
シラン、テトラプロポキシシラン、３官能のアルコキシ
シランとして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、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、ビニルトリメトキシシラン、ビ
ニルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン、グリシドプロポキシトリメトキシシラ
ン、グリシロプロピルメチルジエトキシシラン、アミノ
プロピルトリエトキシシラン、アミノエチルアミノプロ
ピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメト
キシシラン、２官能のアルコキシシランとしてはジメチ
ルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフ
ェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン
などがある。縮合物としてはシリケート40、シリケート
48、シリケート51等の４官能アルコキシシランの縮合物
が挙げれられる。

【００１３】また加水分解物としてはアルコキシシラン
類を有機溶媒と水及び触媒を使用して加水分解させたも
のが使用できる。これらのシリカ化合物の内、特にテト
ラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、シリケート
40、シリケート48、シリケート51およびそれらの加水分
解生成物であるアルコール性シリカゾルは、膜を強固に
基材上に固定でき、且つ比較的安価であることから特に
好適である。

【００１４】上記アルコール性シリカゾルの製造方法は
特に限定されることはなく、塗布液中でアルコキシシラ
ンの加水分解反応を行っても良いし、アルコキシシラン
を加水分解または部分加水分解し、既にアルコール性シ
リカゾルとなったものを酸化チタン液に添加しても良
い。本発明に於いてはシリカ化合物を塗布液中にSiO₂と
して0.1〜10重量％、より好ましくは1〜5重量％含ませ
ることによって密着性の優れた塗膜を形成することがで
きる。シリカ化合物含有量が0.1重量%未満では、塗膜の
密着性が極端に悪化し、好ましくない。また10重量％以
上では塗布液の粘度が高くなりハンドリング性が悪くな
るばかりでなく、塗布液が保管中に温度の影響でゲル化
する場合がある。

【００１５】これらのシリカ化合物は酸化チタンと混合
して塗布液に調製されるが、両者の調整のみでは上記条
件を満足させても本発明の目的を達成することはできな
い。本発明の目的を達成させるためには上記条件に加え
てアルコール溶媒を使用することである。使用するアル
コール溶媒としてはメタノール、エタノール、プロパノ
ール、ブタノールなどの一価低級アルコール、エチレン
グリコール、プロピレングリコールなどの多価アルコー
ル類およびそれらのエステルであるセルソルブなどが好
例として挙げられる。これらアルコール溶媒の量は塗布
液中60重量%以上である。60重量%未満では、高い透明性
を有し、ひび割れのない厚い塗膜を得ることはできな
い。

【００１６】本発明の塗布液の製造方法については、特
に限定されることはないが、例えば、上記の酸化チタ
ン、シリコン化合物、アルコール溶媒を所定の割合で混
合することにより容易に製造することができる。混合の
順序も任意で良く、全成分が均質に混合されるまで撹拌
する。塗布液の調整は光触媒構造体を作成する直前即
ち、各種基材に本発明塗布液を塗布する直前でもよい
し、塗布液として保管して於いても良い。光触媒構造体
を作成する設備の都合などによりpHを調整する必要性が
ある場合は、塗布液製造時、または塗布直前に酸または
アルカリで所望のpHに調整することもできる。本発明の
塗布液のpH調整には、上述の有機酸、アミン類が特に好
ましくpH2〜12の範囲で任意の値に調整される。pH２以
下では設備を腐食させる可能性があるので好ましくな
い。また、pH12以上では酸化チタンやシリカ化合物が沈
殿したり、塗布液が極端に増粘したりするので好ましく
ない。酸化チタンゾルを使用する場合は、酸化チタンゾ
ルの調整時に事前にpHを調整しておくこともできる。

【００１７】本発明塗布液は、タイルや瓦、ガラス等の
セラミクス類、鉄、アルミ等の金属類、アクリル、PE
T、ポリカーボネート、塩ビ等のプラスチック類、各種
の塗装表面やコンクリート、モルタル表面、布、紙など
に塗布し光触媒構造体とすることができる。

【００１８】基材形状は板状、フイルム状、成型体など
いずれでも可能である。塗布液を基材上に塗布して酸化
チタン薄膜を形成させる方法としては、刷毛塗り、スプ
レー塗布、スピンコート、ディップコート、ロールコー
ト、グラビアコート、バーコートなど各種の塗布方法を
基材の形状を考慮して選択できる。塗布液の乾燥は基材
の種類によって異なるが、通常300℃以下で熱処理され
る。ガラスやセラミクスを基材とする場合は、高い温度
で処理する方が塗膜の基材に対する密着性が良くなる。
しかしながら600℃以上では酸化チタンの焼結による比
表面積の低下が著しく、触媒効果が低下する。また、基
材が、アクリル、PET、ポリカーボネート、塩化ビニル
などのプラスチック類の場合は基材の耐熱性から熱処理
温は150℃以下となる。酸化チタン薄膜の膜厚は厚い程
触媒効果は高くなるが、5μm以上になると膜厚の増加と
触媒効果は必ずしも比例しなくなるので、これ以上の膜
厚は一般的には経済的でない。また膜厚があまりに厚い
とひび割れの可能性があるので、実用的には0.2〜5μm
程度である。

【００１９】塗膜形成にあたり、プラスチック類や金属
を基材とする場合は、基材と酸化チタン薄膜との密着性
を更に一層高めるために、基材と酸化チタン薄膜との間
に接着層を設けることができる。接着層としては基材と
酸化チタン薄膜組成の両方に親和性の高いものが好まし
く、アクリル樹脂とシリコンを同時に含むものは、密着
性の高い強靱な接着層を形成でき、本発明塗布液によっ
て形成される光触媒層のひび割れ防止に優れた効果を発
現し特に好適である。接着層は上記成分を含む塗料組成
物を本発明塗布液と同様の方法で塗布することによって
容易に形成させることができる。接着層の膜厚は限定さ
れないが、0.2μm程度以上であれば十分な密着性を付与
できる。本発明に於ける接着層を形成する塗料組成物と
しては上記の通りアクリル樹脂とシリコンを同時に含む
ものが望ましく、塗料組成物中のシリコン含有量は、Si
O₂換算で、全乾燥固形分量に対して5〜50重量%であるこ
とが好ましい。この範囲が最も高い密着力とひび割れ防
止効果を発揮する。このシリコン含有量(SiO₂)の測定方
法はJIS K 5400-8に記載の加熱残分中の灰分の測定方法
に準じて測定する。

【００２０】上記の接着層形成の塗料組成物は、例えば
シリカゾルやシリコーン樹脂、アルコキシシランなどの
有機シリコン化合物をアクリル樹脂溶液に混合すること
により容易に製造することができる。また、アクリル樹
脂に替えて、あるいはアクリル樹脂とともにアクリル分
子内に共有結合でシリコンを含むアクリル変性シリコン
樹脂、シリコン変性アクリル樹脂も使用できる。塗料組
成物製造の溶媒としてはトルエン、キシレン、ケトン、
アルコールなどが挙げられるが水系のエマルションタイ
プでもよい。本発明の酸化チタン含有光触媒塗布液は、
以上詳記したように構成されているから、これを各種基
材に塗布したときは高い透明性を有するひび割れのない
高性能の光触媒塗膜を形成させることができる。

【００２１】

【実施例】以下に、これまで述べてきた発明の詳細を具
体的に例を挙げて説明するが、本発明はそれらの実施例
によって限定されるものではない。また特に断らない限
り％は全て重量％を示す。

【００２２】（実施例１）TiO₂6％の多木化学(株)製酸
化チタンゾルA-6を酸化チタン(TiO₂)含有量が3.5％にな
るまでイオン交換水で希釈した後、140℃で5h水熱処理
した。このゾル液にpH3.0になるまでクエン酸１水和物
を加えた後、限外濾過膜を用いて洗浄、濃縮し、結晶子
径10.2nm、平均粒子径82nmの酸化チタンを15％、クエン
酸1.5％を含有するpH3.3の乳白色ゾル(A)を得た。この
ゾル(A)333部にエタノール616部、キシダ化学(株)製テ
トラメトキシシラン(SiO₂=39.5%)51部を添加混合して、
酸化チタン含有量5%、シリカ化合物(SiO₂)含有量2%、ア
ルコール溶媒量62%、クエン酸含有量0.5％の本発明光触
媒塗布液を得た。この塗布液のpHは4.2、粘度は3.6mPa・
sで、乳白色のコロイド溶液であった。この液を40cm²の
ガラス板に乾燥重量が約6mg(厚さ0.5μm)となるように
スピンコーティングし、本発明光触媒構造体を得た。こ
の光触媒膜は透明であり、日本電色工業(株)製COH-300A
で測定した膜のヘイズ率は0.7％であった。

【００２３】（実施例２）５L反応容器に、γ−メタア
クリロキシプロピルトリメトキシシラン10部、メタクリ
ル酸２−ヒドロキシエチル5部、メタクリル酸メチル17.
5部、アクリル酸n−ブチル10部、スチレン7.5部、キシ
レン47部、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノ
エート3部を入れ常法により重合させた。得られた樹脂1
00重量部、MKSメチルシリケートMS-56（三菱化学(株)社
製テトラメチルシリケート部分加水分解物縮合物、nの
平均値＝10）50重量部、ジブチルスズラウリレート1重
量部、キシレン700重量部、イソプロピルアルコール150
重量部を別の5L反応容器に入れ混合、撹拌して、接着層
塗料組成物を調製した。この塗料組成物中のシリコン含
有量は、全乾燥固形分量に対して38％(SiO₂)であった。
この接着層用塗料組成物を40cm²のアクリル板に乾燥重
量が10mgとなるようにスピンコーティングし、さらに実
施例１で得た本発明光触媒塗布液を乾燥重量が約6mg(厚
さ0.5μm)となるようにスピンコーティングし、本発明
光触媒構造体を得た。この光触媒膜は透明であり、日本
電色工業(株)製COH-300Aで測定した膜のヘイズ率は0.7
％であった。

【００２４】（実施例３）実施例２で得られた接着層用
塗料塗料組成物を40cm²のアクリル板に乾燥重量が10mg
となるようにスピンコーティングし、さらに実施例１で
得た本発明光触媒塗布液を乾燥重量が約12mg(厚さ1.0μ
m)となるようにスピンコーティングし、本発明光触媒構
造体を得た。この光触媒膜は透明であり、ヘイズ率は1.
0％であった。

【００２５】（実施例４）多木化学(株)製酸化チタンゾ
ルA-6に酸化チタン(TiO₂)に対するモル比0.5のアンモニ
アをアンモニア水溶液として加え、さらにイオン交換水
を加えて酸化チタン(TiO₂)含有量を3.5％に調整した。
この液を145℃で5h水熱処理した。この液にリンゴ酸をp
H2.6になるまで加えてさらに120℃で3h水熱処理した
後、リンゴ酸を添加しながら限外濾過膜を用いて洗浄、
濃縮し、結晶子径14.8nm、平均粒子径93nmの酸化チタン
を10％、リンゴ酸を0.7％含有するpH3.0の乳白色ゾルを
得た。このゾル250部に多摩化学工業(株)製エチルシリ
ケート40(SiO₂=40%)16部、メタノール50部、エタノール
650部、イオン交換水33、シュウ酸2水和物1部を混合し
て酸化チタン含有量2.5%、シリカ化合物(SiO₂)含有量0.
64重量%、アルコール溶媒量70%、有機酸含有量0.2％の
本発明光触媒塗布液を得た。この塗布液のpHは3.8、粘
度は3.1mPa・sで、白色のコロイド溶液であった。この液
を40cm²のガラス板に乾燥重量が約6mg(厚さ0.5μm)とな
るようにスピンコーティングし、本発明光触媒構造体を
得た。この光触媒膜は干渉色を伴った透明膜であり、日
本電色工業(株)製COH-300Aで測定したヘイズ率は1.1％
であった。

【００２６】（実施例５）実施例２で得られた接着層用
塗料組成物を40cm²のアクリル板に乾燥重量が10mgとな
るようにスピンコーティングし、さらに実施例１で得た
光触媒塗布液を乾燥重量が約6mg(厚さ0.5μm)となるよ
うにスピンコーティングし、本発明光触媒構造体を得
た。この光触媒膜は透明であり、ヘイズ率は1.1％であ
った。このアクリル板２枚を1.9L容のセパラブルフラス
コに入れて、濃度100ppmとなるようアセトアルデヒドを
導入し、膜表面で1mW/cm²の紫外線強度になるようにブ
ラックライトを90分照射したところ、容器内のアセトア
ルデヒド濃度は26ppmまで低下していた。

【００２７】（実施例６）実施例２で得られた接着層用
塗料組成物を40cm²のアクリル板に乾燥重量が10mgとな
るようにスピンコーティングし、さらに実施例１で得た
光触媒塗布液を乾燥重量が約12mg(厚さ1.0μm)となるよ
うにスピンコーティングし、本発明光触媒構造体を得
た。この光触媒膜は透明であり、ヘイズ率は1.5％であ
った。このアクリル板２枚を1.9L容のセパラブルフラス
コに入れて、濃度100ppmとなるようアセトアルデヒドを
導入し、膜表面で1mW/cm²の紫外線強度になるようにブ
ラックライトを90分照射したところ、容器内のアセトア
ルデヒド濃度は8ppmまで低下していた。

【００２８】（実施例７）実施例１で製造した酸化チタ
ンゾル(A)に２-アミノエタノールを添加してpH11に調整
した後、再び限外濾過膜で洗浄して酸化チタン(TiO₂)濃
度15%、pH9.3の乳白色ゾル(B)を得た。このゾル(B)の酸
化チタンの結晶子径は10.2nm、平均粒子径は75nmであっ
た。ゾル(A)に代えてゾル(B)を使用し実施例１と同じ方
法により乳白色の本発明光触媒塗布液を調製した。この
液を40cm²のガラス板に乾燥重量が約6mg(厚さ0.5μm)と
なるようにスピンコーティングし、本発明光触媒構造体
を得た。この光触媒膜は干渉色を伴った透明膜であり、
日本電色工業(株)製COH-300Aで測定したヘイズ率は0.8
％であった。

【００２９】（比較例１）TiO₂6％の多木化学(株)製酸
化チタンゾルM-6を酸化チタン(TiO₂)含有量が4.0%にな
るまでイオン交換水で希釈し、クエン酸でpH2.5に調整
した後、140℃で3h水熱処理した。得られたゾル液を限
外濾過膜を用いて洗浄した後、加熱濃縮し、結晶子径5.
0nm、平均粒子径8nmの酸化チタンを15%、有機酸2.5％含
有するpH3.3の淡黄色ゾル(C)を得た。このゾル(C)333部
にエタノール616部、キシダ化学(株)製テトラメトキシ
シラン(SiO₂=39.5%)51部を混合して、酸化チタン(TiO₂)
含有量5%、シリカ化合物(SiO₂)含有量2%、アルコール溶
媒量62%、有機酸含有量0.8％の光触媒塗布液を得た。こ
の塗布液のpHは4.5、粘度は5.0mPa・sで、淡黄色のコロ
イド溶液であった。この液を40cm²のガラス板に乾燥重
量が約6mg(厚さ0.5μm)となるようにスピンコーティン
グし、光触媒構造体を作成しようとしたが、乾燥時にひ
び割れし、成膜できなかった。

【００３０】（比較例２）多木化学(株)酸化チタン粉末
(A-100)(TiO₂＝86％)100部、関東化学(株)製リンゴ酸16
部、イオン交換水228部を混合した後、ビーズミルで粉
砕し、結晶子径6nm、平均粒子径400nmの酸化チタンを25
%含有するpH2.3の白色ゾル(D)を得た。このゾル(D)200
部にエタノール616部、キシダ化学(株)製テトラメトキ
シシラン(SiO₂=39.5%)51部、イオン交換水133部を混合
して、酸化チタン(TiO₂)含有量5%、シリカ化合物(SiO₂)
含有量2%、アルコール溶媒量62%の光触媒塗布液を得
た。この塗布液のpHは3.9、粘度は3.3mPa・sで、白色の
コロイド溶液であった。この液を40cm²のガラス板に乾
燥重量が約6mg(厚さ0.5μm)となるようにスピンコーテ
ィングし、光触媒構造体を得た。この光触媒膜はやや濁
った膜であり、日本電色工業(株)製COH-300Aで測定した
ヘイズ率は2.8％であった。

【００３１】（比較例３）TiO₂6％の多木化学(株)製酸
化チタンゾルA-6を酸化チタン含有量が4.0%になるまで
イオン交換水で希釈した後、130℃で5h水熱処理した。
このゾル液にpH3.0になるまでクエン酸を加えた後、限
外濾過膜を用いて洗浄、濃縮し、結晶子径9.2nm、平均
粒子径52nmの酸化チタンを15%含有するpH3.3の乳白色ゾ
ルを得た。このゾル333部にエタノール300部、キシダ化
学(株)製テトラメトキシシラン(SiO₂=39.5%)51部、イオ
ン交換水316部を混合して、酸化チタン(TiO₂)含有量5
%、シリカ化合物(SiO₂)含有量2%、アルコール溶媒量30
%、有機酸含有量0.5％の光触媒塗布液を得た。この塗布
液のpHは4.0、粘度は3.0mPa・sで、乳白色のコロイド溶
液であった。この液を40cm²のガラス板に乾燥重量が約6
mg(厚さ0.5μm)となるようにスピンコーティングし、光
触媒構造体を得た。膜の周辺部にクラックが発生して膜
が剥離した。

【００３２】

【発明の効果】本発明は光触媒として使用する酸化チタ
ンの粒子径を大きくしても、ひび割れ防止に効果があ
り、高い透明性が確保された酸化チタン含有光触媒塗布
液及びその製造方法である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/00 Ｃ０９Ｄ 133/00 Ｃ０３Ｃ 17/25 Ｚ 133/00 17/38 // Ｃ０３Ｃ 17/25 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｊ 17/38 １０２Ｄ (72)発明者中村朝徳大阪府寝屋川市池田中町19番17号日本ペイント株式会社内 (72)発明者牧村聡大阪府寝屋川市池田中町19番17号日本ペイント株式会社内 (72)発明者高川良三大阪府寝屋川市池田中町19番17号日本ペイント株式会社内Ｆターム(参考） 4D048 AA06 AA22 BA06X BA06Y BA07X BA07Y BA50X BA50Y BB03 EA01 4G059 AA01 AB01 AB09 AB11 AB13 AC22 AC24 AC30 EA04 EA05 EA18 EB07 FA05 FA15 FA22 FB05 GA01 GA16 4G069 AA03 AA08 BA02A BA02B BA04A BA04B BA14B BA21C BA22A BA22B BA48A CA13 CA17 DA06 EB18X EB18Y FA06 FB23 FC05 FC08 FC09 4J038 DL021 DL031 DL051 DL081 DL091 DL111 HA216 JA37 JA39 KA06 KA12 KA20 MA12 MA14 NA01 NA02 NA18 PA13 PA14 PC02 PC03 PC04 PC08 PC10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材上に酸化チタンを主成分とする薄膜
を形成させる光触媒塗布液において、平均粒子径が50nm
〜120nm、結晶子径6〜18nmの酸化チタン(TiO ₂)を0.1〜1
0重量％、シリカ化合物(SiO₂)を0.1〜10重量％、アルコ
ール溶媒を60重量％以上含むことを特徴とする酸化チタ
ン含有光触媒塗布液。
【請求項２】前記酸化チタン含有塗布液に於いて、有
機酸を0.005〜5重量％含み、且つpHが２以上である請求
項１記載の酸化チタン含有光触媒塗布液。
【請求項３】シリカ化合物がアルコキシシランまたは
その縮合物、加水分解物である請求項１または２に記載
の酸化チタン含有光触媒塗布液。
【請求項４】基材上に酸化チタンを主成分とする薄膜
を形成させる塗布液の製造方法において、平均粒子径が
50nm〜120nm、結晶粒子径6〜18nmの酸化チタンとシリカ
化合物とアルコール溶媒を、酸化チタン(TiO₂)を0.1〜1
0重量％、シリカ化合物(SiO₂)を0.1〜10重量％、アルコ
ール溶媒を60重量％以上となるように混合することを特
徴とする酸化チタン含有光触媒塗布液の製造方法。
【請求項５】酸化チタン含有光触媒塗布液のpHを2〜1
2になるように調製する事を特徴とする請求項４記載の
酸化チタン含有光触媒塗布液の製造方法。
【請求項６】請求項１〜３のいずれか１項記載の酸化
チタン含有光触媒塗布液を基材に接着層を介して塗布し
た光触媒構造体。
【請求項７】前記接着層がアクリル樹脂およびシリコ
ンを含有した接着層である請求項６に記載の光触媒構造
体。
【請求項８】前記接着層中のシリコン含有量が5〜50
重量％である請求項７に記載の光触媒構造体。