JP2003268262A

JP2003268262A - 過酸化チタン含有水性塗布液、及びこれを用いる光触媒層の形成方法

Info

Publication number: JP2003268262A
Application number: JP2002076116A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ota; 洋太田; Shigehiko Mashita; 成彦真下; Toshiki Takizawa; 俊樹滝澤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2003-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】着色により被覆されているか否かの検査が可
能で、且つ消色も容易である基板保護用下塗層を形成す
るための水性塗布液を提供すること。また、上記塗布液
を用いて下塗層を形成し、その上に基板を侵すことのな
い光触媒層を形成する光触媒層の形成方法を提供するこ
と。【解決手段】過酸化チタン及び可視光線の照射により
消色する色素を含む水性塗布液であり、該色素が紫外線
の照射により着色されていることを特徴とする水性塗布
液及びこれを用いた光触媒層の形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水浄化、空気浄
化、消臭、油分の分解等に有効に用いられる光触媒層を
形成する際に、基板を保護するために使用される下塗層
を形成するための水性塗布液、及びこの塗布液を用いる
光触媒層の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、ＷＯ_３、Ｆｅ
_２Ｏ_３、ＳｒＴｉＯ_３等の金属酸化物が光触媒として水
浄化、空気浄化、消臭、油分の分解などに広く使用され
ている。このような光触媒は、通常粉末状で用いられ、
例えば浄化、脱臭すべき水などの液体中に撹拌、分散さ
せて使用されている。しかしながら、このような粉末状
の光触媒では使用後に回収するための手間が煩雑であ
り、回収が困難な場合もある。

【０００３】一方、建築物、プラント等の構造物の基板
（基材）自体の汚染防止等を行うには、基板表面に粉末
状の光触媒を固定化する必要があり、このような粉末状
の光触媒を固定化する方法として、ガラス等の基板に二
酸化チタンをスパッタリング等により付着させて光触媒
層を形成する方法、或いはアナターゼ型二酸化チタンゾ
ルを塗布、加熱する（１００℃）ことにより形成する方
法等が知られている。

【０００４】しかしながら、基板が、有機ポリマー等の
有機化合物から作成されている場合、二酸化チタン等の
触媒作用が基板にまで及び、基板が酸化及び／又は還元
されて分解されるとの問題がある。このような分解を防
止するために、基板と光触媒層との間にアモルファス型
過酸化チタン層を設ける旨、特開平１０−５３４３７号
公報に開示されている。

【０００５】これにより二酸化チタン等の触媒作用が基
板にまで及ぶことはない。しかしながら、このようなア
モルファス型過酸化チタン層等の下塗層及び光触媒層
は、基板である被塗装体の意匠性のために、通常、透明
或いは半透明にする必要がある。また、これらの層は、
同様の理由から数μｍと極めて薄層である。このため、
これらの層が被塗装体に被覆されているか否かを確認す
るのは極めて困難である。即ち、下塗層の被覆されてな
い部分があれば、光触媒層が直接被塗装体に接すること
となり、被塗装体が分解され、損傷を受ける。また光触
媒層が被覆されてない部分があれば、その部分での光触
媒機能が得られなくなる。

【０００６】被覆されていない部分が容易を発見するた
めの方法として、ＷＯ００／３３９７７公報に、有機色
素を配合した光触媒被覆用コーティング液、或いは有機
色素を配合した難分解性バインダーコーティング液を用
いて、光触媒層或いは下塗層を形成し、塗布された部分
は着色され、塗布されなかった部分は着色されないの
で、これにより被覆されてない部分を見分けようとする
方法が開示されている。そして、色素は光触媒層の触媒
作用により分解され、消色するため各層の透明性は維持
できるとされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者の検討によれ
ば、上記ＷＯ００／３３９７７公報における有機色素を
配合した光触媒被覆層においては、その光触媒機能によ
り色素を分解し、消色するが、難分解性の下塗層の色素
はその上の光触媒被覆層の光触媒機能に依存することと
なり、光触媒被覆層の性質、層厚等により消色が十分行
われない、或いは短期間には行われない場合がある。

【０００８】また、着色を光触媒層に行うべきか、下塗
層に行うべきかについては、下塗層を着色することが重
要である。即ち、下塗層に欠陥がある場合は基板そのも
のが損傷を受けるため構造物自体に大きな影響を与える
ことから、下塗層により基板が完全に被覆されているか
否かを検査することが重要であることが明らかであるこ
とも、本発明者等は注目した。

【０００９】従って、かかる点に鑑みなされた本発明の
目的は、着色により被覆されているか否かの検査が可能
で、且つ消色も容易である基板保護用下塗層を形成する
ための水性塗布液を提供することにある。

【００１０】また、本発明の目的は、上記塗布液を用い
て下塗層を形成し、その上に基板を侵すことのない光触
媒層を形成する方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、過酸化チタン
及び可視光線の照射により消色する色素を含む水性塗布
液であり、該色素が紫外線の照射により着色されている
ことを特徴とする水性塗布液にある。

【００１２】上記塗布液は、一般に光触媒機能を有する
金属酸化物を含む光触媒層と基板との間に設けられる基
板保護用下塗層を形成するための塗布液である。この光
触媒機能を有する化合物がアナターゼ型酸化チタン（一
般にアナターゼ型二酸化チタン）であることが好まし
い。下塗層の過酸化チタンがアモルファス型であること
が好ましい。

【００１３】色素が、光の遮断又は加熱によっても消色
する色素であることが好ましい。色素が、可視光線を吸
収して消色する色素であることが使用上有利である。特
に、５００〜７００ｎｍの波長の光を吸収して（吸光度
０．５以上が好ましい）消色する色素であることが、消
色速度が大きいことから好ましい。可視光消色型色素が
スピロピラン系色素、フルギド系色素又はジアリールエ
ーテル系色素、特にスピロピラン系色素であることが好
ましい。

【００１４】基板が有機ポリマーからなることが有利で
ある。

【００１５】本発明は、基板上に、光触媒機能を有する
金属酸化物を含む光触媒層を形成する前に、該基板上に
上記の水性塗布液を塗布し、乾燥することにより、該光
触媒層から基板を保護するための基板保護用下塗層を形
成し、次いで該下塗層上に該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にもある。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の水性塗布液は、過酸化チ
タン、及び紫外線で着色し、可視光線で消色する色素を
主成分とする水性塗布液で、特に光触媒層と基板との間
に設けられる基板保護用下塗層を形成するための塗布液
として有利に使用することができる。

【００１７】本発明を説明するための光触媒層を含む積
層体の概略断面図を図１に示す。図１において、基板１
１の上に、着色された基板保護用下塗層１２、その上に
光触媒層１３が形成されている。塗布中、塗布直後の下
塗層１２は着色されているので、塗布欠陥があればその
部分のみ着色されていないため、塗布中の場合はその部
分を再度塗布することにより、塗布後であれば再度着色
されていない部分を補修することにより、塗布欠陥のな
い下塗層を形成することができる。また本発明の特徴的
要件である下塗層１２の着色は、紫外線で着色し、可視
光線で消色する色素を紫外線照射した着色状態の色素で
あるので、光触媒層を有する基板（構造物）を屋外に置
くことにより、短期間に太陽光によりその色は完全に消
失する。即ち、下塗層に含まれる色素は可視光により構
造変化を起こすので、太陽光等の照射により確実に短期
に消色することができる。従来の上層である光触媒層の
触媒作用に依存するのは不確実で、完全に消色するのは
困難である。また本発明の下塗層は、当然光触媒層の触
媒作用も受けるので、その分消色速度を向上させること
も可能である。また、本発明の着色色素は、光の遮断又
は加熱によっても消色する場合があり、その際はさらに
消色が加速され、好ましい。

【００１８】本発明の下塗層形成用水性塗布液は、過酸
化チタン及び上記可視光消色型色素の着色状態のものを
含む塗布液である。例えばアモルファス型過酸化チタン
ゾルに上記色素を添加して使用される。このゾルは、例
えば次のようにして製造することができる。四塩化チタ
ンＴｉＣｌ_４のようなチタン塩水溶液に、アンモニア水
ないし水酸化ナトリウムのような水酸化アルカリを加え
ｐＨ６〜７で反応させる。生じる淡青味白色、無定形の
水酸化チタンＴｉ（ＯＨ）_４（オルトチタン酸Ｈ_４Ｔｉ
Ｏ_４とも呼ばれる。）を洗浄・分離後、過酸化水素水で
処理することによりモルファス形態の過酸化チタンゾル
が得られる。

【００１９】このようにして得られるアモルファス型過
酸化チタンゾルは、ｐＨ６〜７、粒子径８〜２０ｎｍで
あり、その外観は黄色透明の液体であり、常温で長期間
保存しても安定である。また、ゾル濃度は通常１．４〜
１．６質量％に調整されているが、必要に応じてその濃
度を調整することができ、低濃度で使用する場合は、蒸
留水等で希釈して使用する。

【００２０】また、このアモルファス型過酸化チタンゾ
ルは、常温ではアモルファスの状態で未だアナターゼ型
酸化チタンには結晶化しておらず、密着性に優れ、成膜
性が高く、均一でフラットな薄膜を作成することがで
き、かつ、乾燥被膜は水に溶けないという性質を有して
いる。なお、アモルファス型の過酸化チタンのゾルを１
００℃以上で数時間加熱すると、アナターゼ型酸化チタ
ンゾルになり、アモルファス型過酸化チタンゾルを基体
にコーティング後乾燥固定したものについては、２５０
〜９４０℃の加熱によりアナターゼ型酸化チタンにな
る。従って、これらの場合は下塗層としての機能を果た
さなくなるが、光触媒層として使用することができる。

【００２１】本発明の下塗層形成用水性塗布液として
は、例えば粘稠性アモルファス型過酸化チタンに可視光
消色型色素を添加して使用することもできる。粘稠性ア
モルファス型過酸化チタンは、例えば次のようにして製
造することができる。四塩化チタンＴｉＣｌ_４のよう
なチタン塩水溶液に、アンモニア水ないし水酸化ナトリ
ウムのような水酸化アルカリを加え、ｐＨを酸性領域、
望ましくはｐＨ２〜６、特に望ましくはｐＨ２で反応さ
せる。沈降する淡青味白、無定形の水酸化チタンＴｉ
（ＯＨ）_４（オルトチタン酸Ｈ_４ＴｉＯ_４とも呼ばれ
る。）を洗浄・分離後、過酸化水素水で処理し、低温
下、好ましくは１５℃以下、特に好ましくは５〜８℃で
撹拌しながら反応せしめた後、常温で７〜１０日養生す
ることにより得られる。

【００２２】このようにして得られる粘稠性アモルファ
ス型過酸化チタンは、ｐＨ２〜４、粒子径８〜２０ｎｍ
程度であり、その外観は黄色透明の少し粘性のあるゾル
〜半ゼリー状の、すなわち種々の粘性を有するもので、
大変強い付着力を有しており、常温で長期間保存しても
安定である。また、その固形分濃度は、通常０．２〜
０．６質量％、望ましくは０．３質量％に調整されてい
るが、必要に応じてその濃度を調整することができる。

【００２３】上記粘稠性アモルファス型過酸化チタン
は、その製造過程において、四塩化チタンＴｉＣｌ_４の
ようなチタン塩水溶液と、アンモニア水ないし水酸化ナ
トリウムのような水酸化アルカリとの反応時のｐＨを酸
性領域、望ましくはｐＨ２〜６の範囲内で変えることに
より、また、固形分濃度を０．２〜０．６質量％の範囲
内で変えることにより、種々の粘性を有するものが得ら
れ、その粘性に応じて種々の用途が考えられるが、均一
な膜厚の薄膜を形成するという目的からは、均質な半ゼ
リー状程度の粘性を有するものが望ましい。

【００２４】そして、上記反応のｐＨが６を越えると、
粘性が少ないアモルファス型過酸化チタンゾルとなり、
撥水性の強い金属及びプラスチック等の基体表面へのコ
ーティングに際しては界面活性剤等による親水性処理が
必要になり、ｐＨが２未満になるとオルトチタン酸の析
出が極端に少なくなるという不都合が生じる。また、固
形分濃度が、０．６質量％を越えると、不均質な半ゼリ
ー状となり均一な膜厚の薄膜の形成が困難となるという
問題が生じ、他方０．２質量％未満であると、基体表面
のコーティングに際しては界面活性等による親水性処理
が必要になってくるという不都合が生じる。

【００２５】従って、上記粘稠性アモルファス型過酸化
チタンは、黄色透明で粘性を有する物質であり、常温で
はアモルファスの状態で未だアナターゼ型酸化チタンに
は結晶化しておらず、その密着・付着性は、撥水性を有
する基体をはじめとしてあらゆる材種の基体において極
めて優れている。また、成膜性が高く、均一でフラット
な薄膜を容易に作成することができ、かつ、乾燥被膜は
水に溶けないという性質を有している。

【００２６】そして、この粘稠性アモルファス型過酸化
チタンは、それを基板にコーティングして、常温〜２５
０℃で乾燥、焼成すると、大変強い付着力を有するアモ
ルファス型過酸化チタン層を形成する。また、２５０〜
９４０℃で加熱乾燥、焼成すると、アナターゼ型酸化チ
タン層を形成し、９４０℃以上で加熱すると、ルチル型
酸化チタン層を形成し、光触媒の機能が極端に低下す
る。従って、これらの場合は下塗層としての機能を果た
さなくなる。前者は光触媒層として使用することができ
る。

【００２７】本発明の下塗層形成用水性塗布液として
は、光触媒による基板に対する分解作用を防止できるも
のであればどのようなものでも良く、上記の例以外に、
例えば水ガラス、コロイダルシリカ、ポリオルガノシロ
キサン等のケイ素化合物；リン酸亜鉛、リン酸アルミニ
ウム等のリン酸塩；重リン酸塩、セメント等の無機系バ
インダ；フッ素樹脂、シリコン樹脂等の有機系バインダ
を含む塗布液を挙げることができる。これらは例えば特
開平７−１７１４０８号公報に記載されている。これら
の下塗層形成用塗布液の中で、前記アモルファス型過酸
化チタンゾルのように、成膜後に透明となるものが好ま
しい。

【００２８】本発明の下塗層形成用水性塗布液に含まれ
る可視光消色型色素は、紫外線を照射して着色した状態
で使用され、塗布された後は可視光線を吸収して消色す
る色素である。可視光消色型色素は、特に、光の遮断又
は加熱によっても消色する色素であることが好ましく、
さらに５００〜７００ｎｍの波長の光を吸収して（吸光
度０．５以上が好ましい）消色する色素であることが速
い消色の点から好ましい。可視光消色型色素は上記のよ
うに可視光線を吸収して消色するが、当然、上層である
光触媒層による触媒作用を受けるのでより一層消色は促
進されることは明らかである。しかも光で直接的に消色
するので、確実に、完全に色を失うことができる。

【００２９】可視光消色型色素はスピロピラン系色素、
フルギド系色素又はジアリールエーテル系色素、特にス
ピロピラン系色素であることが好ましい。好ましいスピ
ロピラン系色素は下記の式（Ｉ）：

【００３０】

【化１】

【００３１】上記式（Ｉ）において、ＸがＣＨ又は窒素
原子を表し、Ｒ^１が、水素原子、ＮＯ_２又はハロゲン
（特にＢｒ）を表し、Ｒ^２が、水素原子、炭素原子数１
〜４個のアルコキシ（特にメトキシ）を表し、そしてＲ
^３が、水素原子を表し、或いはＲ^１とＲ^３とが相互に結
合してこれらが存在する炭素炭素二重結合と共にベンゼ
ン環を形成する。

【００３２】スピロピラン系色素の好ましい例として、
１，３，３−トリメチルインドリノベンゾピリロスピラ
ン(1,3,3-trimethylindolinobenzopyrylospiran)、１，
３，３−トリメチルインドリノ−６’−ブロモベンゾピ
リロスピラン、１，３，３−トリメチルインドリノ−
８’−メトキシベンゾピリロスピラン、１，３，３−ト
リメチルインドリノ−β−ナフトピリロスピラン、１，
３，３−トリメチルインドリノナフトスピロオキサジン
及び１，３，３−トリメチルインドリノ−６’−ニトロ
ベンゾピリロスピランを挙げることができる。

【００３３】上記色素は、塗布液中に一般に０．０５〜
１０質量％、特に０．１〜５質量％含んでいることが好
ましい。過酸化チタン１００質量部に対しては一般に１
〜１００質量部、特に５〜８０質量部含んでいることが
好ましい。

【００３４】本発明において、基板（基材）の材料とし
ては、セラミックス、ガラスなどの無機材料、有機ポリ
マー（プラスチック）、ゴム、木、紙などの有機材料、
並びにアルミニウム、鋼などの金属材料のを用いること
ができる。これらの中でも特に、アクリロニトリル樹
脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル
樹脂（例、ポリメチルメタクリレート）、ポリエステル
樹脂（例、ポリエチレンテレフタレート）、ポリウレタ
ン樹脂等の有機ポリマー材料のフィルム等の基板への適
用に本発明の下塗層は遠くに有効である。また、基板の
大きさや形には制限されず、フィルム状、ハニカム状、
ファイバー状、濾過シート状、ビーズ状、発砲状やそれ
らが集積したものでもよい。さらに、本発明の基板とし
ては、各種製品、部材、或いは構造物等の表面部分を基
板と見なすことができる。例えば、窓ガラス、ブロッ
ク、ユニットバス、照明器具等の建材；外壁、屋根、
柱、窓、信号等の構築物；自動車、電車、ジェット機、
クレーン等の輸送重機類（のボディー、内壁）；等の表
面部分を、基板と見なすことができる。さらにまた、紫
外線を通過する基体であればその内面に適用できるし、
また塗装した物品にも適用しうる。

【００３５】基板に上記可視光消色型色素を溶解させた
アモルファス型過酸化チタンゾル、粘稠性アモルファス
型過酸化チタンを塗布してコーティングするには、例え
ば、ディッピング、吹付スプレー等の公知の方法が利用
することができる。

【００３６】前記のようにして塗布あるいは吹き付け等
によりコーティングした後、２５０℃未満で乾燥、焼成
させ、固化させて本発明のアモルファス型過酸化チタン
層の下塗層を有する基板を製造することができる。上記
可視光消色型色素は、色素自体は通常無色であるので、
これを水或いは有機溶剤に溶解し、この溶液に紫外線を
照射することにより着色色素とし、これを上記チタンゾ
ル等に混合、溶解させることにより使用する。照射する
紫外線の波長は、一般に１〜４００ｎｍの範囲、特に２
００〜４００ｎｍの範囲である。

【００３７】上記アモルファス型過酸化チタンゾル又は
粘稠性アモルファス型過酸化チタンからなるコーティン
グ組成物は、１回のコーティングで所定の厚みを得るこ
とができるという特徴を持っている。そしてコーティン
グにより形成される、これら過酸化チタン層の厚さは、
粘稠性アモルファス型過酸化チタンなどの中の過酸化チ
タンの濃度（質量％）、粘度及び乾燥前のコーティング
厚さによっても調節することができる。なお、必要に応
じて上記コーティング材を重ねて塗布することもでき
る。

【００３８】上記のアモルファス型過酸化チタン層の下
塗層を有する基板は、耐候性に優れ有機ポリマー材料等
よりなる基体を紫外線等から保護し得る他、該基板の上
に光触媒半導体層を設けた場合、光触媒機能により分解
されやすい有機ポリマー材料等の基板を保護しうる。

【００３９】本発明の塗布液により形成される、アモル
ファス型過酸化チタンと上記可視光消色型色素とを含む
下塗層は、一般に０．５〜２０μｍ、特に１〜１０μｍ
の層厚を有する。

【００４０】本発明の光触媒層は、一般に光触媒半導体
を含む層である。その例としては、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、
ＳｒＴｉＯ_３、ＣｄＳ、Ｃｄ０、ＣａＰ、ＩｎＰ、Ｉｎ
_２Ｏ _３、ＣａＡｓ、ＢａＴｉＯ_３、Ｋ_２ＮｂＯ_３、Ｆｅ
_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＳａＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３、
ＮｉＯ、Ｃｕ_２Ｏ、ＳｉＣ、ＳｉＯ_２、ＭｏＳ_２、Ｍｏ
Ｓ_３、ＩｎＰｂ、ＲｕＯ_２、ＣｅＯ_２などを挙げること
ができるが、これらの中でも酸化チタンＴｉＯ_２（特に
アナターゼ型二酸化チタン）が好ましい。光触媒半導体
は、その直径が０．００１〜２０μｍ程度の微粒子状若
しくは微粉末状又はゾルの形態で使用する。上記光触媒
半導体としては、例えば商品名：ＳＴ−０１（石原テク
ノ（株）製）、商品名：ＳＴ−３１（石原テクノ（株）
製）、商品名：アナターゼ型酸化チタンゾルＴＡＫ７０
（（株）ＴＡＯ製）を挙げることができる。

【００４１】上記光触媒層の形成するための塗布液とし
ては、従来の光触媒層形成用塗布液であれば、どのよう
なものでも使用することができる。造膜後に透明な被覆
層を形成する塗布液が好ましい。このような塗布液とし
ては、例えば上記光触媒半導体金属微粒子とバインダ
（例、アミノシラン等のシランカップリング剤）とを含
む懸濁液を挙げることができる。これらの中でも、常温
〜１２０℃で加熱することにより造膜することができる
ものが好ましい。造膜に例えば３００〜５００℃の加熱
を必要とするものもあるが、下塗層の色素を分解、消色
する場合があるので、その点を考慮した色素の選択をす
る必要がある。

【００４２】また、光触媒機能の補完用にＰｔ、Ａｇ、
Ｒｈ、ＲｕＯ_２、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｓｎ、ＮｉＯなどを添加
剤として用いることもできる。

【００４３】上記光触媒半導体金属微粒子とバインダと
を含む懸濁液の好ましい例としては、アモルファス型過
酸化チタンゾルとアナターゼ型酸化チタンゾルの混合液
を挙げることができる。このアモルファス型過酸化チタ
ンゾルは、前記下塗層形成用塗布液において記載したの
と同様に得ることができる。アモルファス型過酸化チタ
ンゾル（水溶液）は、常温ではアモルファスの状態で未
だアナターゼ型酸化チタンには結晶化しておらず、超微
粒子を含有することから密着性に優れ、成膜製が高く、
均一でフラットな薄膜を形成することができ、かつ乾燥
被膜は水に溶解しないとの性質を有する。アナターゼ型
酸化チタンゾルは、アモルファス型過酸化チタンゾルを
１００℃以上で数時間加熱することにより調製すること
ができる。

【００４４】次に、本発明の光触媒層の形成方法につい
て図１を参照しながら説明する。まず、界面活性剤等に
より親水性処理を施した基板１１に、下塗層形成用水性
塗布液として色素含有アモルファス型過酸化チタンゾル
をコーティングするか、又は親水性処理を施すことなく
直接基体に色素含有粘稠性アモルファス型過酸化チタン
の水性塗布液をコーティングし、アモルファス型過酸化
チタン層である下塗層１２を形成し、アモルファス型過
酸化チタン層が付着性を有している間（通常コーティン
グ後、常温で１〜１０分以内）に、上記光触媒半導体金
属微粒子とバインダとを含む懸濁液を塗布し、乾燥させ
ることにより光触媒層を形成する方法；或いは前記アモ
ルファス型過酸化チタン層が付着性を有している間（通
常コーティング後、常温で１〜１０分以内）に、記光触
媒半導体の微粒子を、密閉・常圧容器を用いて気体中に
均一散乱状態とし、自然付着又は気流圧付着によりアモ
ルファス型過酸化チタン層に付着させ、余剰の微粒子を
除去する方法を挙げることができる。また、光触媒半導
体をアモルファス型過酸化チタン層（下塗層）に固定し
た後、加圧することによって、各層間の付着性が著しく
向上する。このようにして、均質な薄膜を作ることがで
きる。

【００４５】このような光触媒半導体の光触媒薄層を形
成することにより、電子機器等の小型軽量化や小型容量
化が達成できる。また光触媒機能基板としては、光触媒
半導体の積層薄膜によって、光触媒半導体の酸化還元時
に電子移動による粒子表面の相互干渉による機能の低下
や膜厚による経済的ロスをなくす効果がある。

【００４６】以上のようにして得られる酸化チタン膜等
からなる光触媒層を有する基板は、この光触媒層に光が
照射することによって光触媒が励起し、汚染防止、殺
菌、脱臭等の作用を発揮するものである。

【００４７】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明についてさらに
詳述する。

【００４８】［実施例１］＜色素含有下塗層の形成＞スピロピラン系色素（１，
３，３−トリメチルインドリノ−８’−メトキシベンゾ
ピリロスピラン、東京化成工業（株）製）の５質量％水
溶液を、中央に紫外線ランプを有する反応装置に導入
し、ランプを点灯して水溶液を３分間撹拌した。これに
より黒色の水溶液を得た。

【００４９】アモルファス型過酸化チタン０．８５質量
％溶液（ＴＫ１００、（株）ＴＡＯ製）９５質量部
と、上記スピロピラン系色素（５質量％水溶液５質量部
とを、均一に混合して色素含有下塗層形成用水性塗布液
を得た。この水性塗布液を、白色のＦＲＰ製スラブ板
に、直径０．５ｍｍの丸型吹き出しノズルを有するスプ
レーガンＦＳ−Ｇ０５−１（明治機械（株）製）を用い
て、塗布量０．４ｇ／１００ｃｍ^２で塗布し、乾燥して
色素含有下塗層を形成した。

【００５０】＜光触媒層の形成＞アモルファス型過酸化
チタン０．８５質量％溶液（ＴＫ１００、（株）ＴＡ
Ｏ製）と、アナターゼ型酸化チタン０．８５質量％溶液
（ＴＡ１００、（株）ＴＡＯ製）とを等量で均一で混
合して光触媒層形成用水性塗布液を得た。この水性塗布
液を、白色のＦＲＰ製スラブ板上の上記下塗層に、直径
０．５ｍｍの丸型吹き出しノズルを有するスプレーガン
ＦＳ−Ｇ０５−１（明治機械（株）製）を用いて、塗布
量０．８ｇ／１００ｃｍ^２で塗布し、常温乾燥した後赤
外線加熱ヒータで１００℃に加熱し造膜させた。これに
より光触媒層を形成した。

【００５１】上記のようにして基板上に、下塗層及び光
触媒層を形成した。

【００５２】［実施例２］実施例１において、色素含有
下塗層の形成用水性塗布液に使用するスピロピラン系色
素として１，３，３−トリメチルインドリノベンゾピリ
ロスピラン、東京化成工業（株）製を同量使用した以外
は同様にして基板上に、下塗層及び光触媒層を形成し
た。

【００５３】［比較例１］実施例１において、色素含有
下塗層の形成用水性塗布液に使用するスピロピラン系色
素の代わりに商品名ボルックスイエローＰＭ−Ｌ５Ｇを
同量使用した以外は同様にして基板上に、下塗層及び光
触媒層を形成した。

【００５４】次に、実施例１、２及び比較例１で得られ
た下塗層及び光触媒層の光触媒積層体について、評価し
た。

【００５５】（１）下塗層の塗布領域の判別性ａ）下塗層形成用水性塗布液を塗布中において、基板表
面の塗布されない箇所を容易に判別可能か否か、目視で
検査した。ｂ）塗布後、目視の判断通り、基板表面を完全に下塗層
が形成されているか否かを、検査した。

【００５６】（２）下塗層（色素）の減色性基板上に下塗層及び光触媒層が設けられた光触媒積層体
を、屋外暴露し、１ヶ月後に無色透明になるか否か検査
した。

【００５７】上記の検査の結果は以下の通りである。（１）下塗層の塗布領域の判別性ａ）実施例１、２において、下塗層の塗布状態は容易に
分かるため、未塗布部分の発見が容易であった。比較例
１では実施例に比較して困難であった。ｂ）実施例１、２において、塗布時で判断したとおり、
塗布欠陥は存在しなかった。一方、比較例１では完全に
塗布したけれども、塗布欠陥が若干存在した。

【００５８】（２）下塗層（色素）の減色性実施例１、２の下塗層の着色は１ヶ月以内に完全に消失
した。一方、比較例１の下塗層は１ヶ月後でも若干着色
が残っていた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための光触媒層を含む積層体
の概略断面図である。

【符号の説明】

１１基板１２下塗層１３光触媒層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4G069 AA02 AA08 BA02A BA04A BA04B BA22A BA23 BA48A BB02A BB04A BB06A BB09A BB13A BB15A BC03A BC09A BC12A BC13A BC18A BC21A BC22A BC25A BC27A BC31A BC35A BC36A BC43A BC50A BC55A BC56A BC59A BC60A BC66A BC68A BC70A BD05A CA01 CA10 CA11 CA17 EC26 EE01 EE06 FA03 4J038 AA011 HA211 HA216 JB27 JB39 KA08 NA05 NA19 PB05 PB07 PC03 PC04 PC06 PC07 PC08 PC10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】過酸化チタン及び可視光線の照射により
消色する色素を含む水性塗布液であり、該色素が紫外線
の照射により着色されていることを特徴とする水性塗布
液。
【請求項２】光触媒機能を有する金属酸化物を含む光
触媒層と基板との間に設けられる基板保護用下塗層を形
成するための塗布液である請求項１に記載の水性塗布
液。
【請求項３】光触媒機能を有する金属酸化物がアナタ
ーゼ型酸化チタンである請求項２に記載の水性塗布液。
【請求項４】過酸化チタンがアモルファス型である請
求項１〜３のいずれかに記載の水性塗布液。
【請求項５】色素が、光の遮断又は加熱によっても消
色する色素である請求項１〜４のいずれかに記載の水性
塗布液。
【請求項６】色素が、５００〜７００ｎｍの波長の光
を吸収して消色する色素である請求項１〜５のいずれか
に記載の水性塗布液。
【請求項７】色素が、スピロピラン系色素、フルギド
系色素又はジアリールエーテル系色素である請求項１〜
６のいずれかに記載の水性塗布液。
【請求項８】色素がスピロピラン系色素である請求項
１〜７のいずれかに記載の水性塗布液。
【請求項９】基板が有機ポリマーからなる請求項１〜
８のいずれかに記載の水性塗布液。
【請求項１０】基板上に、光触媒機能を有する金属酸
化物を含む光触媒層を形成する前に、該基板上に請求項
１〜９のいずれかに記載の水性塗布液を塗布し、乾燥す
ることにより、該光触媒層から基板を保護するための基
板保護用下塗層を形成し、次いで該下塗層上に該光触媒
層を形成することを特徴とする光触媒層の形成方法。