JP2003506307A - 建築材料の処理方法 - Google Patents

建築材料の処理方法

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JP2003506307A
JP2003506307A JP2001515267A JP2001515267A JP2003506307A JP 2003506307 A JP2003506307 A JP 2003506307A JP 2001515267 A JP2001515267 A JP 2001515267A JP 2001515267 A JP2001515267 A JP 2001515267A JP 2003506307 A JP2003506307 A JP 2003506307A
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dispersion
building material
compound
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JP2001515267A
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マルゾラン，クリスチアン
ジエリユ，ロマン
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サン−ゴバン・マテリオ・ドウ・コンストルクシオン
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Abstract

(57)【要約】 本発明は金属酸化物又は硫化物をベースとする少なくとも１種の光触媒化合物と前記光触媒化合物の建築材料接着を促進する少なくとも１種の化合物の１種以上の液相分散系を被処理建築材料に吹付けることを特徴とする透過性建築材料の含浸処理方法に関する。本発明は使用する液体分散系とこうして処理された建築材料にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は新規機能性の付与を目的とした建築材料の処理方法に関する。
【０００２】 特に対象とする材料は外壁、外装、屋根又は床材として建物で使用され、例え
ば少なくとも１〜数ミクロンの目に見える深さに水等の比較的流動性の液体に対
して所定の多孔性／透過性を提供することが可能な材料である。このような材料
としては特に、外壁コーティング、コンクリートスラブ及び舗石、建築用コンク
リート、タイル、スレート並びにセメント組成物、コンクリート、テラコッタ又
は花崗岩もしくは大理石等の石をベースとする各種形態の全材料等の材料が挙げ
られる。
【０００３】 本発明がこれらの材料に付与しようとする新規機能性は汚れ防止、抗菌性及び
／又は殺菌性であり、光触媒活性をもつ金属酸化物又は硫化物、特にアナターゼ
型結晶化酸化チタンをベースとする半導体材料を使用して得られ、これらの材料
は実際に公知の通り、適切な波長の放射線照射、酸化チタンの場合には紫外線照
射の作用下に有機物の酸化及び分解をもたらすラジカル反応を開始することが可
能である。
【０００４】 現在、この新規種類の機能性は真に要求されており、建設で使用されるこれら
の材料は実際に汚染環境に暴露されることと汚れが固定し易い多孔性及び／又は
粗面性によりその新品外観を非常に早く失い易い。付着頻度の高い汚染は例えば
微生物であり、外観だけでなく長期間には材料の構造的性質にも影響を及ぼす。
このため、タイルは高湿環境で藻類、地衣類又はコケに覆われる。コンクリート
スラブ又は舗石をテラスの建設や庭の整備に使用する場合も同様であり、外壁コ
ーティングもこの種の植物の繁殖に好適な基質である。
【０００５】 特に自動車又は工業煤煙から構成される都市有機汚染も汚染原因であり、これ
らの煤煙により無機粉塵が資材に付着し易くなり、資材表面に黒っぽい膜が形成
される。
【０００６】 床スラブは廃自動車オイル、グリース等、外壁は落書き等でも汚染される。
【０００７】 従って、酸素と水と紫外線のような適切な放射線の存在下即ち一般に自然周囲
大気暴露条件下で有機種の分解を助長する光触媒活性成分によりこれらの全材料
に「自己浄化」機能を与え、洗浄作業間隔を最短にできるならば、この問題を少
なくとも部分的に解決できると思われる。
【０００８】 汚れ防止効果を得ることを目的として建築材料を処理するために光触媒酸化チ
タン粒子を使用することは既に文献に記載されている。
【０００９】 例えば、特許出願ＷＯ９７／１０１８５はガラス支持体に光触媒コーティング
を堆積することを記載しており、これらのコーティングは光触媒ＴｉＯ２粒子と
、有機金属前駆物質の高温熱分解により得られる無機結合剤を含む。
【００１０】 また、特許出願ＷＯ９８／０５６０１はセメント組成物用水硬結合剤に光触媒
ＴｉＯ２粒子を直接加えて外壁コーティングを形成することを記載しており、特
許出願ＥＰ−０６３３０６４Ａ１は特にガラス又は金属支持体を処理するために
光触媒ＴｉＯ２粒子と光触媒分解を受けにくいフルオロポリマー型の接着剤を併
用したコーティングを記載している。
【００１１】 そこで、本発明の目的は光触媒化合物による「透過」型（この用語については
上述した）建築支持体の処理を改善することであり、特に実施を非常に簡単及び
／又は非常に柔軟にすると共に、前記支持体へのこれらの化合物の保持性を改善
することである。
【００１２】 本発明はまず、少なくとも１種の光触媒化合物及び前記光触媒化合物の建築材
料への接着を促進する少なくとも１種の化合物の１種以上の液相分散系を材料に
吹付けることを特徴とする「透過性」建築材料の含浸処理方法に関する。
【００１３】 「透過性」材料とは所定厚み、例えば最少で２０ｎｍ以上で特に１００μｍ又
は５０μｍまで、特に少なくとも１μｍ〜１０μｍに水性型の液相を浸透させる
ことが可能であり、建設で使用される任意材料、即ち、特に本明細書の冒頭に挙
げた全種材料を意味する。
【００１４】 「含浸」とは処理の核心が材料表面のみに光触媒化合物をコーティングするだ
けでなく、ベクターの液相とその天然多孔性により材料の厚み自体にこれらの化
合物を導入する点にあることを意味する。材料を一旦処理すると、以下に詳述す
るように光触媒化合物（以下、便宜上「活性剤」と言う）は材料の表面ゾーンに
所定厚みに拡散し、その表面と同一面を形成し、この含浸は場合により好ましく
は薄く且つ不連続な（又は欠如した）コーティングを材料の上に形成することに
より「補完」される。
【００１５】 一般に、材料中の活性成分濃度はその外面から遠ざかるにつれて徐々に低下し
、材料の外面と同一面のゾーンを最高濃度として濃度勾配が設定される。処理し
た材料の固有多孔性を利用するこの含浸は特に有利であり、実際に、まず活性成
分が表面に止まる場合よりも材料に拡散する場合のほうが長時間持続性の汚れ防
止効果が認められ、このような拡散により活性成分は支持体に「固定」し易くな
り、従って、より耐久性が増す。他方、材料は次第に摩耗するが、汚れ防止効果
はこの拡散により持続し、摩耗により次第に新しい活性ゾーンが露出する。更に
、表面層が実際に形成されるのを避けることにより材料の視覚的外観を維持し易
くなることが判明した。実際に、建設材料分野では材料製造後の処理により外観
、特に色調、色強度、光沢又はマット外観の変化を生じないか又は最小限にする
ことが一般に必要である。
【００１６】 光触媒作用に関して「活性」な化合物は場合によりドープした金属酸化物（例
えば酸化亜鉛、酸化タングステン又は酸化錫）をベースとすることが好ましい
。本発明の好適例はＴｉＯ２にその光触媒性を付与する結晶相であるアナターゼ
型に少なくとも部分的に結晶化した酸化チタンである。同様に少なくとも部分的
に結晶化した硫化物類（例えば硫化亜鉛又は硫化ホウ素）に属する半導体でもよ
い。（以下の文中では、便宜上、特に酸化チタンについて説明するが、以下の記
載は他の上記半導体材料にも当然当てはまる。） これらのＴｉＯ２型「活性」化合物は平均直径１５０ｎｍ又は１００ｎｍ以下
、特に２０ｎｍ〜６０ｎｍの粒状で使用すると有利であり、液相、特に本質的に
水相にコロイド懸濁していることが好ましい。粒子が凝集するとその効果が著し
く低下するが、こうすることにより凝集は極力避けられる。従って、その外観変
化を避けながら材料に均質に分散し易くなる。
【００１７】 接着促進剤は本発明の重要な特徴であり、「活性」化合物と全く同様に本質的
に水相に可溶性／分散性であることが好ましい。被処理材料の観点から水（主に
水から構成するが、少量の混和性有機溶媒を加えてもよい）を選択すると特に有
利であり、実際に、建築材料（タイル、スラブ）製造工場で使用する場合も、材
料（外壁コーティング）取付時又は例えば建物改装に関連して洗浄もしくは磨き
作業後に建築現場で直接使用する場合にも大量使用する場合にはコスト、入手し
易さ及び汚染物質を含まないことが非常に有利である。
【００１８】 接着促進剤は均質分配と材料への化合物の永久的固定を最良に確保するために
、「活性」化合物と建築材料の両者に化学的に適合可能であるように選択するこ
とが好ましい。このためには、特に一旦材料に吹付けると、その種類に応じて化
学及び／又は物理変化により生じる硬化により定着できるように選択する。この
変化は加熱等の特別な処理によりこの硬化を引起こす必要なしに吹付後比較的短
時間で又は漸進的に生じ得る。実際に、特に建設材料の取付又は補修中に作業現
場で処理する場合には、（材料によっては特定処理に耐えられない場合もあるが
）処理ができるだけ簡単に実施できることが重要である。周囲大気下で生じるこ
の自発的な化学及び／又は物理変化としては炭酸化、架橋型反応及び／又は加水
分解が有利である。物理型変化としては融合が挙げられる。
【００１９】 この化学的変換により、特に広いｐＨ範囲（２〜３）で水相に本質的に不溶性
になるようにすると有利である。実際に、接着促進剤の不存在下では粒状「活性
」成分は定着せず、例えば雨水により非常に短時間で洗い流される。従って、接
着促進剤の役割は、まず「活性」化合物と同様に液相に可溶性／分散性であるた
め、これらの化合物とよく混合し、結合することである。次に、接着促進剤はそ
の硬化により結合剤とマトリックスとして作用することにより支持体に化合物を
永久的に固定する。もし非常に水溶性であったならば、雨水の流れだけで活性成
分は非常に迅速に材料から流出してしまう。一旦硬化した接着促進剤が「活性」
成分との密着により誘導される光触媒分解効果にそれ自体最良に耐えられること
も重要である。
【００２０】 数種類の接着促進剤が有利である。ただ１種の接着促進剤を選択してもよいし
、１種以上の液体分散系で数種を併用してもよい。
【００２１】 第１類は有機金属化合物類、特にＭ（ＯＲ）４型テトラアルコキシド（式中、
ＭはＴｉ又はＺｒのような金属であり、Ｒは同一でも異なっていてもよく、特に
炭素原子数１〜６の直鎖又は分枝鎖アルキル型炭素含有基である）である。とり
わけ、チタンないしジルコニウムのテトラブトキシドないしテトラプロポキシド
が挙げられる。ＭＲ’（ＯＲ）３型トリアルコキシド（式中、Ｒ及びＲ’は同一
でも異なっていてもよく、例えば上記基である）でもよい。金属ハロゲン化物、
特にＴｉＣｌ４等の塩化物でもよい。
【００２２】 これらの全化合物は高度に加水分解性であり、従って、使用時まで安定に維持
するためには、その液相中で少なくとも１種のキレート剤／安定剤、例えばβ−
ジケトン（例えばアセチルアセトン（２，４−ペンタンジオン）、ベンゾイルア
セトン（１−フェニル−１，３−ブタンジオン）、ジイソプロピルアセチルアセ
トン）、酢酸、ジエタノールアミン又はグリコール類化合物（例えばエチレング
リコール又はテトラオクチレングリコール）と結合していることが好ましい。
【００２３】 これらの全金属化合物は、材料に一旦吹付けると徐々に加水分解し、縮合／架
橋により分解し、ＴｉＯ２型の金属酸化物の粒状活性成分に対して特に高い親和
性をもち且つ非水溶性の金属−酸素結合をもつ網目構造を形成する傾向がある。
【００２４】 第２類は例えば一般式Ｓｉ（ＯＲ）３Ｒ’（式中、Ｒ及びＲ’は第１類の場合
と同様な型の基である）のシリコンアルコキシド（シラン）である。
【００２５】 その反応性／挙動とその良好な適合性の類似性から見て、第１類の接着促進剤
を第２類の接着促進剤と併用すると有利であることが判明した。
【００２６】 第３類の接着促進剤は珪酸ナトリウム、珪酸カリウム又は珪酸リチウム等のア
ルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属の珪酸塩又はアルミノ珪酸塩類である。
この種の化合物は無機型であり、タイル、特にテラコッタ型の建築材料に化学的
に近似する非水溶性ケイ素−酸素結合をもつ無機網目構造の形成をもたらす重縮
合、架橋型の反応により同様に硬化する。
【００２７】 第４類の接着促進剤はポリシロキサン類であり、珪酸塩と同様にケイ素含有化
合物であるが、既にポリマー形態である。その漸進的硬化は当該ポリマーの架橋
に類似の反応である。これらの化合物はシロキサンマイクロエマルション形態で
もよいし、シランとシロキサンの混合物形態でもよい。
【００２８】 接着促進剤の種類は特に被処理材料の種類と活性成分の種類に応じて、ポリマ
ー又は非ポリマー形態の加水分解性金属化合物、ケイ素含有化合物又はオルガノ
シリコン化合物等の非常に多様な材料から選択することができる。これらの材料
はいずれも漸進的硬化により光触媒粒子を捕捉して建築材料に固定するマトリッ
クスを形成する傾向があるという共通特徴をもち、この硬化は吹付後に全く処理
せずに生じ、分散系を形成するために選択した液相（一般に主に水）の蒸発と同
時に「開始」する。
【００２９】 処理方法の実施については、分散系を被処理材料に吹付ける方法により２種類
が考えられる。
【００３０】 第１の方法は光触媒「活性」成分と接着促進剤を同時に含む単一液相分散系を
建築材料に吹付けることからなる。
【００３１】 この方法は単一製剤しか使用しないので簡単であるという利点があり、液体分
散系が単一であるため、作業者側の過誤の危険が最小になる。他方、活性成分と
接着促進剤の適合性を確保するように沈殿せずに分散系を処方するのは困難であ
ると思われる。添加剤を加えると、安定な分散系が得られるが、包装後の貯蔵寿
命が不十分になる場合もある。
【００３２】 第２の方法はこの制約を解決することができ、数種の液相分散系を使用し、１
種以上の分散系が活性成分を含み、１種以上の他の分散系に接着促進剤を加え、
この複数の分散系を被処理材料に同時に又は逐次吹付けることができる。特に好
ましいこの方法の実施態様では、第１段階でＴｉＯ２粒子のような活性成分を含
む分散系を吹付け、第２段階で材料の細孔に既に侵入している粒子に対する定着
剤の役割をもつ接着促進剤を含む分散系を吹付ける。２回の吹付の間に材料が乾
燥する（即ち第１分散系の水の実質的部分が蒸発する）ために十分な時間をあけ
ることが好ましい。
【００３３】 どちらの方法も、材料に液体が流れずに材料の全面によく分配された完全な含
浸が得られるように材料の透過性レベルに応じて液体吹付量を調節することが好
ましい。
【００３４】 顕著な汚れ防止効果を得るためには最大４００μｍまで、特に１００μｍ又は
２００μｍまで材料に分散系を含浸させれば十分であるとみなされる。この含浸
深さは接着促進剤の乾燥及び硬化後に永久固定された活性成分の材料侵入深さに
対応する。
【００３５】 本発明の方法の有利な１実施態様は、液相分散系を濃縮形態で調製及び包装し
、使用直前に分散系を希釈及び／又は混合する。建設材料を作業現場で取付又は
補修中に処理する場合には、希釈度が高く、量の多い分散系を保存する必要をな
くし、及び／又は標準化濃縮分散系を使用して被処理材料に応じて希釈度を調節
できるようにするためにこの方法が特に推奨される。実際に、分散系「即使用」
形態でも「濃縮」形態でも市販することができ、前者の場合には使用者は提供形
態のまま分散系を使用し、後者の場合には使用者は適宜希釈する。要は「即吹付
」分散系で適切な濃度にすることである。
【００３６】 上述のように、特に接着促進剤を安定化するだけでなく、活性成分をコロイド
懸濁液で安定化するためには、適当な添加剤、特に有機化合物（例えばβ−ジケ
トン）、ｐＨを調節するための酸又は塩基（例えば酢酸又は硝酸）、ポリカルボ
キシレート、安定剤（例えばグリコール類化合物）、又はカップリング剤として
知られる化合物（例えばシラン）を分散系に添加することが好ましい。
【００３７】 因に、β−ジケトンは接着促進剤として使用可能なＭ（ＯＲ）４又はＭＲ’（
ＯＲ）３型の有機金属化合物を錯塩形態で安定化できることが知られている。
【００３８】 同様に、ポリカルボキシレートは光触媒粒子のコロイド分散液を安定化する傾
向がある。グリコール誘導体と酸は本発明のある種の接着促進剤及び／又はある
種の活性化合物に対して好ましい安定化効果をもつ。
【００３９】 分散系中の活性化合物と接着促進剤の濃度は適当に調節する。慣例により、本
明細書に指定する固形分値は上記「即吹付」分散液の値である。このためには、
例えばＮＦ−Ｔ３０−０１１規格に従って１００℃のオーダーの熱処理により公
知方法で測定したこれらの分散系の固形分を特性として選択するのが一般的であ
る。光触媒化合物に対応する分散系の固形分は３０％以下、特に２０％、１５％
又は１０％以下が好ましく、少なくとも０．５％が好ましい。好適範囲は例えば
約１％〜５％である。
【００４０】 同様に、接着促進剤に対応する「即吹付」分散液の固形分は２０％以下又は１
５％以下又は１０％又は５％以下で特に少なくとも０．２％、例えば０．２５％
〜２％の値に調節することが好ましい。
【００４１】 上述のように、全化合物を含む単一分散系で材料を処理してもよいし、特に一
種に活性成分を加え、別の１種に接着促進剤を加えた数種の分散系で処理しても
よい。本明細書全体を通して「分散系」なる用語は懸濁（固体粒子）もしくは分
散（例えばコロイド分散）形態であるか又はエマルションを形成するか又は可溶
化もしくは溶解した固体及び／又は液体化合物を含む任意の主に液相を意味する
と理解すべきである。従って、例えば本発明の目的では、分散系は液体に完全に
可溶化した接着促進剤のみを含む液相とすることができる。
【００４２】 これらの固形分選択は遵守すべき種々の基準を最適に折衷するように選択する
。実際に、活性化合物濃度は所望機能性を得るために十分でなければならないが
、濃度が高過ぎると特に材料の外観に関する欠点が解消されない。例えば、酸化
チタン粒子の吹付量が多すぎるか及び／又は建築材料上で凝集すると、建築材料
は白っぽくなって光沢を増すが、これは一般に望ましくないとされている。接着
促進剤は固定すべき活性化合物の量を考慮して選択される。２種の固形分（接着
促進剤に対する活性化合物）の比を１〜１０、特に３〜５とすると望ましいこと
が判明した。
【００４３】 一般に、これらの分散系のパラメーターと吹付量は、建築材料により有効に固
定される「固体」材料（主に「活性」化合物と接着促進剤と、場合により他の全
添加剤）の量が１０ｇ／ｍ２以下で例えば少なくとも０．５ｇ／ｍ２、好ましく
は１ｇ／ｍ２〜８ｇ／ｍ２となるように選択することが好ましく、この場合も汚
れ防止性能と処理による外観変化を最小限にするという二重目的とする。これは
分散系吹付量と吹付けた分散液中の（水分蒸発後の）本発明の化合物の濃度の関
数として計算された「理論」量である。
【００４４】 上述のように、本発明の大きな利点の１つは材料吹付後の分散系の液相除去と
接着促進剤の硬化が熱処理型の後処理を必要とせずに周囲大気で自発的に生じる
ことである。
【００４５】 一般に、被処理材料１ｍ２当たり分散液約１００ｍｌ〜１０リットルを吹付け
る。
【００４６】 本発明は特に「活性」化合物と接着促進剤を同一液相で併用する分散系自体に
も関し、「即吹付」分散系中のこれらの化合物全体の固形分は一般に０．５％〜
２５％、特に１％〜５％であり、この固形分の約５０％〜８０％が「活性」化合
物であり、この固形分の約２０％〜５０％が接着促進剤である。
【００４７】 本発明は処理後の上記建築材料、即ち光触媒金属酸化物又は硫化物粒子を上記
接着促進剤である化合物の硬化により得られる１種以上の「定着剤」と場合によ
り１種以上の添加剤と併用して特に最大４００μｍ、特に最大約１００μｍで好
ましくは少なくとも２０ｎｍの厚みに含浸させることにより汚れ防止、抗菌性及
び／又は殺菌性をもたせた建築材料にも関する。
【００４８】 上述のように、材料の含浸深さは材料の多孔性を含めた特定のパラメーターに
依存する。他方、多孔性は種々の基準により定義することができ、種々の方法に
より測定することができる。１つの有利な基準は細孔、特に含浸に利用可能な開
放細孔の直径である。非限定的な大きさとして、一般にコーティングの細孔は数
十ナノメーターから１又は数ミリメーターの範囲の直径をもつとみなされ、例え
ば公知水銀細孔法により測定することができる。タイルの場合には、直径は約１
５ｎｍ〜１５μｍである。コンクリートスラブ又は舗石はコーティングとほぼ同
一の細孔直径をもつ。
【００４９】 別の基準は材料の可用多孔度であり、これは材料によって大きく異なる。例え
ば、特にタイルではこの値は約１０％〜４０％、特に２０％〜２５％の範囲であ
る。
【００５０】 コンクリートでは、多孔度は吸水試験により質量（スラブと舗石の［ｌａｃｕ
ｎａ］標準化試験）で測定され、これを容量に換算することができ、手順として
は、材料の一部に水を含浸させて飽和させた後、オーブン乾燥し、乾燥前後の生
成物の質量を比較する（ＮＦ−Ｐ−３１ ３０１規格）。
【００５１】 本発明のその他の有利な詳細と特徴は非限定的な実施例に関する以下の記載か
ら理解されよう。
【００５２】 第１の態様は活性化合物と接着促進剤を同時に含む水性分散系を使用して材料
を処理することからなる。
【００５３】 全実施例において、本発明の処理に必要な材料は以下の通りである。
【００５４】 使用した光触媒化合物は少なくとも部分的にアナターゼ型に結晶化した直径約
４０ｎｍの二酸化チタン粒子Ｐの水中コロイド懸濁液である。
【００５５】 第１の接着促進剤はチタンテトラブトキシド（“ＴＢＴ”）である。
【００５６】 第２の接着促進剤はグリシドキシプロピルトリメトキシシラン（“ｇｌｙｍｏ
”）である。
【００５７】 各種添加剤としては、分散剤又は安定剤として作用する硝酸（ＮＨＯ３）、ア
セチルアセトン（“ａｃａｃ”）、特に低分子量（２００）のポリエチレングリ
コール（“ＰＥＧ”）を使用する。
【００５８】 こうして２種の含浸溶液Ｓ１及びＳ２を調製した。
【００５９】 １）ＰＥＧ２５ｇと０．７容量％ＨＮＯ３水２５ｇをａｃａｃ１９ｇとＴＢＴ
３１ｇに加え、溶液“Ａ”を得る。
【００６０】 ２）次に０．０８容量％ＮＨＯ３水８０ｇを溶液“Ａ”１０ｇに加え、溶液“
Ｂ１”を得る。
【００６１】 ３）水１７０ｇ中ＴｉＯ２粒子１０ｇを溶液“Ｂ１”２０ｇに加え、溶液“Ｓ
１”を得る。
【００６２】 ３）’水１５０ｇ中ＴｉＯ２粒子１０ｇを溶液“Ｂ１”４０ｇに加え、溶液“
Ｓ２”を得る。
【００６３】 こうして２種の溶液Ｓ３及びＳ４を調製した。
【００６４】 １）ＰＥＧ２５ｇと０．７容量％ＨＮＯ３水２５ｇをａｃａｃ１９ｇとＴＢＴ
３１ｇに加え、溶液“Ａ”を得る。
【００６５】 ２）次に０．０８容量％ＨＮＯ３水８０ｇとｇｌｙｍｏ２．５ｇを溶液“Ａ”
１０ｇに加え、溶液“Ｂ２”を得る。
【００６６】 ３）水１７０ｇ中ＴｉＯ２粒子１０ｇを溶液“Ｂ２”２０ｇに加え、溶液“Ｓ
３”を得る。
【００６７】 ３）’水１５０ｇ中ＴｉＯ２粒子１０ｇを溶液“Ｂ２”４０ｇに加え、溶液“
Ｓ４”を得る。
【００６８】 下表はこれら４種の溶液の組成の要約であり、固形分（全体）、ＴｉＯ２に対
応する固形分、２種の促進剤の各々に対応する固形分、及び水相に対する各種添
加剤の重量百分率を示す。
【００６９】 ＴＢＴ固形分の測定では１００％がＴｉＯ２に変換されたみなし、ｇｌｙｍｏ
の固形分の測定では１００％がＳｉＯ２に変換されたとみなす。
【００７０】
【表１】
【００７１】 重量換算で約０．３ｇ／ｍ２〜１ｇ／ｍ２の被覆が得られるようにこれらの溶
液を材料に吹付けた（即ち被処理材料１ｍ２当たり表１に示す化合物の混合物０
．３ｇ〜１ｇを固定する）。
【００７２】 第１組の試験は公知の通り、セメント、充填材（繊維、粒度約２０μｍ〜１０
０μｍの石灰）、骨材（石英、雲母、約１００μｍ〜４ｍｍの砂）、添加剤及び
顔料から構成されるＷｅｂｅｒ ａｎｄ Ｂｒｏｕｔｉｎ社市販水硬コーティン
グから構成される外壁コーティングで実施した。ここで処理したコーティングは
仕上げ用白色コーティングであり、処理前に磨いて洗浄し、乾燥しておく。分散
系に含まれる化合物約０．５ｇ／ｍ２（水分蒸発後）を固定できるような量の分
散系をコーティングに向けて吹付ける。
【００７３】 第２組の試験はＳｔｒａｄａｌ社から商品名“６５１２ ｐｏｌｉｅ”で市販
されているコンクリートスラブで実施し、１ｍ２当たり材料約０．３ｇを固定す
るように溶液をこれらのスラブに向けて吹付けた。
【００７４】 第３組の試験はＳｏｃｉｅｔｅ Ｔｕｉｌｅｓ Ｂｒｉｑｕｅｔｅｒｉｅ Ｆ
ｒａｎｃａｉｓｅ社から商品名“Ｒｏｍａｎｅｅ−Ｃａｎａｌ Ｒｏｕｇｅ”で
市販されているタイルで実施し、１ｍ２当たり材料約０．６ｇを固定するように
溶液を吹付けた。
【００７５】 第２の態様は２種の分散系で材料を処理し、まずＴｉＯ２粒子を含む溶液を材
料に吹付けた後、材料が実質的に指触乾燥状態になるように最初の吹付から十分
な時間間隔をあけて１種以上の接着促進剤を含む第２の溶液を吹付ける。従って
、第２の分散系は建築材料の表面と内部に既に導入されているＴｉＯ２粒子に対
する定着剤の役割を果たす。
【００７６】 第１組の試験は水中濃度１．２５％のＴｉＯ２粒子の第１溶液Ｓ５に続き、接
着促進剤を含む２種の溶液即ちＷａｃｋｅｒから商品名“ＳＭＫ２１００”で市
販されているシロキサンマイクロエマルションの形態の溶液Ｓ６又は水溶性乳酸
チタン塩アンモニウムを主成分とする溶液形態の溶液Ｓ６’を使用して上記スラ
ブで実施した。
【００７７】 溶液Ｓ５の吹付は処理面積１ｍ２当たり成分約２ｇが残留するように行う。
【００７８】 溶液Ｓ６及びＳ６’の吹付はＳ６（Ｓ６−１及びＳ６−２）では０．３ｇ／ｍ ２ 及び０．６ｇ／ｍ２、Ｓ６’（Ｓ６’−１及びＳ６’−２）では０．２ｇ／ｍ ２ 及び０．６ｇ／ｍ２が残留するように行う。
【００７９】 処理後のこれら全材料の光触媒作用による汚染分解性を次のように試験した。
【００８０】 材料の光触媒活性の測定はモデル汚染を付着し、紫外線照射中にその消滅を定
量する。ここで処理した材料は不透明なので選択した光学測定法は比色法である
。モデル汚染は黒色有機インクである。
【００８１】 操作手順は次の通りである。使用したインクはＰｅｂｅｏ ８０５０写真修正
インクである。水で２０％に希釈後、圧縮空気ガンを使用してインクをサンプル
に吹付ける。Ｍｉｎｏｌｔａ ＣＲ−２００比色計を使用して色（Ｌ，ａ，ｂ）
を測定する。インクの存在により約２０単位のＬ変化が誘導される。２時間乾燥
後に発熱量５Ｗ／ｍ２のＰｈｉｌｉｐｓ Ｃｌｅｏ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ管
５本を含むライトボックス中でサンプルに紫外線を照射する。こうして時間の関
数としてＬ変化を測定し、３測定点以上の平均値を記録する。ＴｉＯ２を含まな
い参照サンプルの測定値から各サンプルの測定値を差し引く。最後に、この値を
分解百分率として表す。参照サンプルのＬ変化は１８時間照射後に約１０％であ
る。同じ変化は非常に活性なサンプルでは１００％に達し得る。得られた結果を
次のようにまとめることができる。
【００８２】 第１の態様（単一分散系の吹付）による試験については次のようにまとめられ
る。
【００８３】 コーティングについては、溶液Ｓ１〜Ｓ４のいずれを使用するかに関係なく、
処理した全コーティングは１時間で汚染の少なくとも２０％を分解する能力を示
す。５時間後に、Ｓ１で処理したコーティングは汚染の約２５％を分解し、Ｓ２
で処理したコーティングは汚染の約２８％を分解し、Ｓ３で処理したコーティン
グは汚染の約３７％を分解し、Ｓ４で処理したコーティングは汚染の約４３％を
分解した。対照の光触媒活性はゼロである。
【００８４】 スラブについては、５時間後に、Ｓ１で処理したスラブは汚染の２２％を分解
し、Ｓ２で処理したスラブは汚染の１４％を分解し、Ｓ３で処理したスラブは汚
染の約３３％を分解し、Ｓ４で処理したスラブは汚染の約８％を分解した。１０
時間後に最高性能品質を示したのはＳ３で処理したスラブであり、汚染の３０％
を分解した（Ｓ１で処理したスラブは２５％、Ｓ２で処理したスラブは２３％、
Ｓ４で処理したスラブは１３％であった）。
【００８５】 タイルについては、５時間後に分解は少なくとも３５％（Ｓ１で処理）であり
、特にＳ４及びＳ３で処理したタイルでは５７％であり、Ｓ２で処理したタイル
では７０％までに達した。１０時間後に分解は少なくとも４０％（Ｓ１）、特に
６５％（Ｓ３及びＳ４）であり、Ｓ２では９０％までに達した。
【００８６】 従って、これらの全材料は顕著な光触媒活性をもち、タイルでは特に高活性で
あり、モデル汚染の９０％まで分解できる。これは、例えばその化学的性質とそ
のテキスチャー／多孔性の点で選択する支持体の種類が重要であることを裏付け
ている。
【００８７】 従って、ＴｉＯ２粒子と１成分（加水分解して少なくとも部分的にＴｉＯ２に
漸進的に架橋するチタン酸塩）又は２成分接着促進剤（更に、同様に少なくとも
部分的にＳｉＯ２に変換されるシランを含む）を併用する分散系が有効である。
【００８８】 第２の態様（２段階吹付）による試験では、５時間後に、Ｓ５に続いてＳ６−
１で処理したスラブは汚染の約１６％を分解し、Ｓ５に続いてＳ６−２で処理し
たスラブは汚染の約２５％を分解し、Ｓ５に続いてＳ６’−１で処理したスラブ
は汚染の約３４％を分解し、Ｓ５に続いてＳ６’−２で処理したスラブは汚染の
約４２％を分解した。１０時間後に、結果は２６％（Ｓ５＋Ｓ６−１）から３２
％（Ｓ５＋Ｓ６−２）、３９％（Ｓ５＋Ｓ６’−１）、４７％（Ｓ５＋Ｓ６’−
２）までであった。従って、この場合もスラブで顕著な汚染防止活性が認められ
、単段階処理したスラブと異なり、４０％を超える分解レベルが得られた。
【００８９】 従って、本発明の方法は被処理材料と処理場所に応じて調節でき、全般的に実
施が容易であり（単一水スプレーを使用）、汚れ防止性能の明白な種々の実施態
様を提案することが理解されよう。
【００９０】 当然のことながら、本発明は特に付加機能性を材料に付与する段階（例えば撥
水処理）や、汚れ防止処理効果を改善する段階（プライミング前処理）を処理前
後に加えてもよい。
【００９１】 液相吹付によるこの堆積方法により光触媒活性化合物の大部分が材料の厚み自
体の内部に移動するが、一部が表面に残り、好ましくは視覚的にほぼ「中性」と
なるように特性を調節可能な連続又は不連続膜を形成することも本発明の範囲に
含まれる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｃ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，Ｔ Ｊ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4G028 DA01 DA02 DB06 DB11 DB14 4G069 AA03 AA08 BA02B BA04A BA04B BA15C BA27C BA48A BB08C BB09A BC02C BC03C BC04C BC50C BC51C BD05C BD12C BE06C CA07 CA10 DA05 DA06 EA08 EB15X EB18X EB18Y EB19 EC22X FA03 FB24 FC03 FC05

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属酸化物又は硫化物をベースとする少なくとも１種の光触
    媒化合物と前記光触媒化合物の建築材料接着を促進する少なくとも１種の化合物
    の１種以上の液相分散系を被処理建築材料に吹付けることを特徴とする「透過性
    」建築材料の含浸処理方法。
  2. 【請求項２】 「透過性」建築材料が外壁コーティング、コンクリートスラ
    ブ又は舗石、建築用コンクリート、タイル或いはセメント組成物、コンクリート
    、テラコッタ、スレート又は花崗岩もしくは大理石等の石をベースとする任意材
    料であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 光触媒化合物が少なくとも部分的にアナターゼ型に結晶化し
    た酸化チタンをベースとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 光触媒化合物が特に水相型の液相にコロイド懸濁した平均直
    径１５０ｎｍ以下、特に１００ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ〜６０ｎｍの粒状
    であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 接着促進剤が水相に可溶性／分散性であることを特徴とする
    請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 接着促進剤が一旦建築材料に吹付ると加水分解、炭酸化、架
    橋又は融合型の化学及び／又は物理変化により硬化して水相にほぼ不溶性となり
    、建築材料に定着する傾向があることを特徴とする請求項１から５のいずれか一
    項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 １種の接着促進剤が有機金属化合物類、特にＭ（ＯＲ）４型
    テトラアルコキシドもしくはＭ（ＯＲ）３Ｒ’型トリアルコキシド（式中、Ｍは
    Ｔｉ又はＺｒのような金属であり、Ｒ及びＲ’は同一でも異なっていてもよく、
    特に炭素原子数１〜６の直鎖又は分枝鎖アルキル型の炭素含有基である）又はＴ
    ｉＣｌ４等の金属ハロゲン化物類又はシリコンアルコキシド類であることを特徴
    とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 １種の接着促進剤が珪酸カリウム、珪酸ナトリウム又は珪酸
    リチウム等のアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属の珪酸塩又はアルミノ珪
    酸塩類であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 １種の接着促進剤がポリシロキサン類であることを特徴とす
    る請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 分散系の液相が本質的に水性であることを特徴とする請求
    項１から９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 光触媒化合物と接着促進剤を同時に含む単一液相分散系を
    建築材料に吹付けることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の
    方法。
  12. 【請求項１２】 光触媒化合物を含む１種以上の分散系と接着促進剤を含む
    １種以上の分散系を建築材料に同時に又は逐次吹付け、好ましくは先ず光触媒化
    合物を含む１種の分散系を吹付けた後に接着促進剤を含む１種以上の分散系を吹
    付けることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 最大４００μｍ又は１００μｍまでの厚みに建築材料に含
    浸させることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 液相懸濁系を濃縮形態で調製及び包装し、使用直前に分散
    系を希釈及び／又は混合することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項
    に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 分散系が液相分散系を安定化させるための特にキレート剤
    ／安定剤型の添加剤、例えばβ−ジケトン、酢酸又は硝酸等の酸、グリコール類
    化合物、ポリカルボキシレート及びシラン類化合物を含むことを特徴とする請求
    項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 建築材料に即吹付可能な分散系の光触媒化合物固形分を３
    ０％以下、特に１０％以下で最少で０．５％、好ましくは１％〜５％の値に調節
    することを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 建築材料に即吹付可能な分散系の接着促進剤固形分を２０
    ％以下で特に最少で０．２％、好ましくは０．２５％〜２％の値に調節すること
    を特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 光触媒化合物と接着促進剤を含む分散系の吹付により建築
    材料に固定される光触媒化合物と接着促進剤の量が処理表面積１ｍ２当たり１０
    ｇ以下で特に最少で０．５ｇ／ｍ２、好ましくは１ｇ／ｍ２〜１０ｇ／ｍ２であ
    ることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 建築材料吹付後の分散系の液相除去と接着促進剤の硬化が
    熱処理型後処理なしに周囲大気で行われることを特徴とする請求項１から１８の
    いずれか一項に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 特にコロイド懸濁した少なくとも部分的にアナターゼ型に
    結晶化した酸化チタン型の光触媒性金属酸化物又は硫化物粒子と、有機金属化合
    物類及び／又はアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の珪酸塩もしくはアルミ
    ノ珪酸塩類及び／又はポリシロキサン類及び／又はシリコンアルコキシド類に属
    する１種以上の前記粒子の接着促進剤と、場合により、β−ジケトン、酸又はグ
    リコール類化合物等の分散系を安定化させるための１種以上の添加剤を含む本質
    的に水相の液体分散系。
  21. 【請求項２１】 固形分が０．５％〜２％であり、特に前記固形分の５０％
    〜８０％が光触媒粒子形態であり、前記固形分の２０％〜５０％が接着促進剤形
    態であることを特徴とする請求項２０に記載の液体分散系。
  22. 【請求項２２】 外壁コーティング、コンクリートスラブ又は舗石、建築用
    コンクリート、タイル及びセメント組成物、コンクリート、テラコッタ又は花崗
    岩もしくは大理石等の石をベースとする任意材料型の「透過性」建築材料に汚れ
    防止、抗菌性及び／又は殺菌性を付与する目的でこれらの建築材料を処理するた
    めの請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法又は請求項２０もしくは２１
    に記載の分散系の使用。
  23. 【請求項２３】 少なくとも部分的にアナターゼ型に結晶化したＴｉＯ２型
    の光触媒性金属酸化物又は硫化物粒子を有機金属類及び／又はアルカリ金属もし
    くはアルカリ土類金属の珪酸塩もしくはアルミノ珪酸塩類及び／又はポリシロキ
    サン類及び／又はシリコンアルコキシド類に属する接着促進剤の硬化により得ら
    れる１種以上の定着剤と場合により添加剤と併用して特に最大４００μｍの厚み
    に含浸させることにより汚れ防止、抗菌性及び／又は殺菌性をもたせたことを特
    徴とする特に外壁コーティング、コンクリートスラブ又は舗石、タイル及びセメ
    ント組成物、コンクリート、テラコッタ又は石をベースとする任意材料形態の「
    透過性」建築材料。
  24. 【請求項２４】 少なくとも２０ｎｍの厚みに含浸させることを特徴とする
    請求項２３に記載の建築材料。
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