JP2004323700A - 光触媒コーティング剤 - Google Patents
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Abstract
【課題】基材の意匠性や美観ないし質感を損なうことなく、良好な光触媒コーティング膜を形成することができる光触媒コーティング剤を提供する。
【解決手段】酸化チタン微粒子等の光触媒微粒子を含む光触媒コーティング剤に、熱可塑性フッ素樹脂を配合する。熱可塑性フッ素樹脂の配合により、コーティング膜の表面光沢の増加を抑え、光の干渉模様を目立たなくすることができる。
【選択図】 図1
【解決手段】酸化チタン微粒子等の光触媒微粒子を含む光触媒コーティング剤に、熱可塑性フッ素樹脂を配合する。熱可塑性フッ素樹脂の配合により、コーティング膜の表面光沢の増加を抑え、光の干渉模様を目立たなくすることができる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光触媒コーティング剤に係り、特に、基材の意匠性や美観ないし質感を損なうことなく、良好な光触媒コーティング膜を形成することができる光触媒コーティング剤に関する。
【0002】
【従来の技術及び先行技術】
従来、陶磁器、金属、プラスチック等の各種基材表面に酸化チタン等の光触媒のコーティング膜を形成することが行われている。光触媒コーティング膜を形成することにより、基材に良好な防汚性が付与される。光触媒としては、酸化チタンの他、酸化亜鉛、酸化タングステン、硫化カドミウム、酸化第二鉄、チタン酸ストロンチウム等の金属酸化物があるが、これらのうち、特に、酸化チタン、とりわけアナターゼ型酸化チタンのコーティング膜は、誘電体膜、半導体膜、紫外線カット膜、着色膜、その他各種の保護膜としても広く用いられている。
【0003】
従来、この酸化チタン被膜の形成のためのコーティング剤として、チタン含有水溶液と塩基性物質との反応により水酸化チタン微粒子の懸濁液を得、この液に過酸化水素等の酸化剤を反応させて生成する過酸化チタン(ペルオキソチタン酸)を最適条件(80℃以上)で加熱することにより得られる、酸化チタン微粒子の懸濁液が用いられている。このようにして得られる酸化チタン微粒子は、光触媒活性を有するアナターゼ型酸化チタン微粒子であり、各種酸化チタン被膜の形成に有効である。
【0004】
このような酸化チタン微粒子の懸濁液をコーティング剤として用いて、基材上に良好な酸化チタン被膜を密着性良く形成するためには、懸濁液中の酸化チタン微粒子が、粒径の十分に小さい微細粒子であることが望まれることから、本出願人は、先に、極めて微細な酸化チタン微粒子含有液を得る方法について研究を重ね、チタンを含む水溶液に塩基性物質を添加して水酸化チタンの微粒子が分散した分散液を調製する水酸化工程と、該水酸化チタン微粒子の分散液にエネルギー波を照射して該水酸化チタン微粒子を微細化させる微細化工程とを有するチタン含有液の特性改良方法を特許出願した(特願2002−324063)。
【0005】
【特許文献1】
特願2002−324063
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
酸化チタン微粒子を含むコーティング剤を種々の基材に塗付して酸化チタンコーティング膜を形成した場合、酸化チタンの高屈折率のために、表面光沢が増し、過光沢となったり、虹色の干渉模様が発生したりして、基材本来の意匠性や美観が損なわれ、また質感も大きく変化してしまう場合があった。
【0007】
従来、酸化チタンコーティング膜の干渉模様対策として、コーティング剤にシリカ系物質を添加して屈折率を低減させる方法も知られているが、表面光沢の問題は解消されるに到っていない。
【0008】
本発明は上記従来の問題点を解決し、基材の意匠性や美観ないし質感を損なうことなく、良好な光触媒コーティング膜を形成することができる光触媒コーティング剤を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の光触媒コーティング剤は、光触媒微粒子を含む光触媒コーティング剤において、熱可塑性フッ素樹脂を含むことを特徴とする。
【0010】
本発明者らは、酸化チタンコーティング膜等の光触媒コーティング膜による表面光沢の増加、光の干渉模様の発生を防止すべく検討を重ねた結果、光触媒コーティング剤に熱可塑性フッ素樹脂を配合することにより、表面光沢の増加が抑制され、また光の干渉模様も微細なものとなって殆ど目立たなくなることを知見し、本発明を完成させた。
【0011】
本発明において、光触媒微粒子としては、酸化チタン微粒子、とりわけアナターゼ型酸化チタン微粒子が好適である。
【0012】
また、熱可塑性フッ素樹脂の含有量は、酸化チタン微粒子等の光触媒微粒子に対して0.1〜400重量%、特に1〜50重量%であることが好ましい。このような熱可塑性フッ素樹脂は、平均粒径10〜500nm、好ましくは20〜400nm、さらに好ましくは平均粒径50〜200nmの微粒子であることが好ましく、また、酸化チタン微粒子等の光触媒微粒子の平均粒径は5〜100nmであることが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の光触媒コーティング剤の実施の形態を詳細に説明する。
【0014】
本発明の光触媒コーティング剤に含有される光触媒としては特に制限はなく、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、硫化カドミウム、酸化第二鉄、チタン酸ストロンチウム等の金属酸化物が挙げられるが、本発明はこれらの金属酸化物光触媒のうち、光触媒効果が高く、汎用性があり、しかも屈折率が高いことにより表面光沢の上昇、干渉模様の発生が著しい酸化チタン、とりわけアナターゼ型酸化チタン微粒子に好適である。
【0015】
このような光触媒微粒子は、平均粒径5〜100nmの微粒子状であることが好ましい。光触媒微粒子の平均粒径が100nmを超えると基材上に密着性の良いコーティング膜を形成し得ない。平均粒径5nm未満の光触媒微粒子は製造が困難であり、コストが高くつく。
【0016】
一方、本発明の光触媒コーティング剤に配合する熱可塑性フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフロライド等の各種のフッ素含有モノマーの重合体又は共重合体を用いることができる。この熱可塑性フッ素樹脂は、コーティング剤中への分散性や透明性確保等の面から、平均粒径10〜500nm程度の微粒子状であることが好ましい。フッ素樹脂微粒子の平均粒径が10nm未満では基材の光沢抑制効果が失われることがある。また、500nmを超えると白濁化し、透明コーティング剤としての機能を失う。コーティング剤への配合の際の取り扱い性の面から、このようなフッ素樹脂微粒子は、その懸濁液(ディスパージョン)として用いることが好ましい。
【0017】
このようなフッ素樹脂ディスパージョンとしては市販品を用いることができ、例えば住友スリーエム社製水系フッ素樹脂ディスパージョン「ダイニオンTHV340C(テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、及びビニリデンフロライドの共重合樹脂。平均粒径90nmの微粒子の固形分濃度50%の水性ディスパージョン)」等を用いることができる。なお、フッ素樹脂ディスパージョンは水系に限らず、コーティング剤が有機溶剤系の場合には、アルコール類、低級ケトン、エステル系溶剤等の有機溶剤系を用いることもできる。
【0018】
本発明の光触媒コーティング剤中の熱可塑性フッ素樹脂の含有量は、酸化チタン等の光触媒微粒子に対して0.1〜400重量%、特に1〜100重量%、とりわけ1〜50重量%であることが好ましい。フッ素樹脂の含有量がこの範囲よりも少ないとフッ素樹脂を配合したことによる本発明の表面光沢及び干渉模様の抑制効果を十分に得ることができない。フッ素樹脂の含有量がこの範囲よりも多いと相対的に光触媒の含有量が低減して形成されるコーティング膜の光触媒効果が低減し、好ましくない。
【0019】
本発明の光触媒コーティング剤は、熱可塑性フッ素樹脂を含むこと以外は、従来の光触媒コーティング剤と同様の配合組成とすることができ、水系であっても有機溶剤系であっても良い。
【0020】
一般に、光触媒コーティング剤中の光触媒微粒子の含有量は0.5〜10重量%であり、また、光触媒コーティング剤には、光触媒微粒子の分散安定性の向上、基材に対する濡れ性の確保等の目的で界面活性剤を含んでいても良い。
【0021】
本発明の光触媒コーティング剤の代表的な配合組成を以下に示すが、本発明の光触媒コーティング剤は、何ら以下のものに限定されるものではない。
【0022】
[水系光触媒コーティング剤(重量%)]
光触媒微粒子: 0.5〜5
フッ素樹脂微粒子: 0.01〜2
ペルオキソチタン酸:0.1〜10
水系溶剤: 残部
[有機溶剤系光触媒コーティング剤(重量%)]
光触媒微粒子: 0.5〜5
フッ素樹脂微粒子:0.01〜2
有機溶剤: 残部
【0023】
なお、水系溶剤としては、水、又は水とアルコール類等の極性有機溶剤の1種又は2種以上との混合溶剤を用いることができる。また、有機溶剤としては、アルコール類、低級ケトン等の有機溶剤の1種又は2種以上の混合溶剤を用いることができる。
【0024】
熱可塑性フッ素樹脂を含む本発明の光触媒コーティング剤によれば、これを金属、セラミック、ガラス、プラスチック、木、石、セメント、コンクリート等の各種の基材に対して、スプレー、刷毛塗り等により塗布し、必要に応じて60〜600℃で加熱処理することにより、表面光沢や光の干渉模様が抑制された良好な光触媒コーティング膜を形成することができる。
【0025】
なお、形成される光触媒コーティング膜の膜厚は、基材の用途によっても異なるが、通常0.3〜5μm程度である。
【0026】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【0027】
実施例1
(株)ティオテクノ製光触媒コーティング剤「ティオコートA」(固形分濃度1.7%)200g、同社製品用添加剤A(エタノール80%)200g、及び住友スリーエム社製水系熱可塑性フッ素樹脂ディスパージョン(製品名「ダイニオンTHV340C」)2gを混合してよく撹拌した後(ただし、比較例1では熱可塑性フッ素樹脂ディスパージョンは用いなかった。)、白色タイル(ダントー社製,67mm×75mm)にスプレー塗布して自然乾燥させタイル表面に酸化チタン薄膜を形成した。
【0028】
実施例2
(株)ティオテクノ製光触媒コーティング剤「ティオコートA」(固形分濃度1.7%)200g、同社製添加剤A(エタノール80%)200g、及び住友スリーエム社製水系熱可塑性フッ素樹脂ディスパージョン(製品名「ダイニオンTHV340C」)1gを混合してよく撹拌した後、白色タイル(ダントー社製,67mm×75mm)にスプレー塗布して自然乾燥させタイル表面に酸化チタン薄膜を形成した。
【0029】
実施例3
(株)ティオテクノ製光触媒コーティング剤「ティオコートA」(固形分濃度1.7%)200g、同社製添加剤A(エタノール80%)200g、及び住友スリーエム社製水系熱可塑性フッ素樹脂ディスパージョン(製品名「ダイニオンTHV340C」)0.2gを混合してよく撹拌した後、白色タイル(ダントー社製,67mm×75mm)にスプレー塗布して自然乾燥させタイル表面に酸化チタン薄膜を形成した。
【0030】
比較例1
(株)ティオテクノ製光触媒コーティング剤「ティオコートA」(固形分濃度1.7%)200g、同社製添加剤A(エタノール80%)200gを混合してよく撹拌した後、白色タイル(ダントー社製,67mm×75mm)にスプレー塗布して自然乾燥させタイル表面に酸化チタン薄膜を形成した。
【0031】
なお、用いた各配合剤の成分組成は次の通りである。
[ティオコートA]
酸化チタン微粒子(平均粒径:27nm): 1.70重量%
ペルオキソチタン酸: 0.26重量%
水: 98.05重量%
[添加剤A]
エタノール: 80重量%
純水: 20重量%
[ダイニオンTHV340C]
熱可塑性フッ素樹脂微粒子(平均粒径:90nm):50重量%
水: 残部
【0032】
また、スプレーガンとしては、明治機械社製「FSA−G05(C)(ガン口径0.5mm)」を使用し、温度は23℃、エアー圧力は2kg/cm2で、塗布回数縦方向2回、横方向2回、合計4回で塗布を行い、平均膜厚が0.5〜1.5μmの範囲に入るようなコーティング膜を形成した。なお、膜厚測定にはキーエンス社製超深度測定器「VK−8500」を使用した。
【0033】
形成された塗膜について、表面光沢及び外観を下記の方法で評価し、結果を表1及び図1に示した。
[塗膜の表面光沢]
BYK−Chemi社の光沢計60°microglossでサンプル表面の光沢値を測定した。測定は1サンプル5点で行い、その平均値を測定値とした。なお、コーティング膜を形成していない白色タイル(ブランク)の表面光沢は87.8であった。
[塗膜の外観]
サンプル外観を目視し、主として光の干渉模様の粗密を観察した。また、一部のサンプル(実施例2と比較例1)についてはレーザー式顕微鏡で倍率200倍にてサンプルの表面を観察した。
【0034】
【表1】
【0035】
表1及び図1より次のことが明らかである。
【0036】
即ち、塗膜の表面光沢については、オリジナル基板(白色タイル)の約88に対し、フッ素樹脂無添加のコーティング剤による場合(比較例1)は約184と大幅に増加している。フッ素樹脂を添加したコーティング剤の場合(実施例1〜3)も、同様に光沢が増加しているが、その増加幅は抑制されており、フッ素樹脂添加量に比例して抑制効果が大きくなっている。
【0037】
目視による干渉模様の確認については、フッ素樹脂無添加品のコーティング剤の場合(比較例1)では、模様が粗く目立ち易いが、フッ素樹脂を酸化チタン対比14重量%以上添加したコーティング剤の場合(実施例1,2)は、模様は微細になり殆ど目立たないようになった。
【0038】
図1に示すように、フッ素樹脂を添加したコーティング剤によるコーティング膜(実施例2:図1(a))は、フッ素樹脂無添加のコーティング剤によるコーティング膜(比較例1:図1(b))に比べてクレーター状の干渉模様が、より均一に分散し微細になっていることが分かる。
【0039】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の光触媒コーティング剤によれば、熱可塑性フッ素樹脂を配合することにより、形成される光触媒コーティング膜の表面光沢の増加が抑制され、また光の干渉模様も微細なものとなって殆ど目立たなくなり、基材の意匠性や美観ないし質感を損なうことなく、良好な光触媒コーティング膜を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例2(図1(a))及び比較例1(図1(b))のコーティング膜のレーザー式顕微鏡観察写真である。
【発明の属する技術分野】
本発明は光触媒コーティング剤に係り、特に、基材の意匠性や美観ないし質感を損なうことなく、良好な光触媒コーティング膜を形成することができる光触媒コーティング剤に関する。
【0002】
【従来の技術及び先行技術】
従来、陶磁器、金属、プラスチック等の各種基材表面に酸化チタン等の光触媒のコーティング膜を形成することが行われている。光触媒コーティング膜を形成することにより、基材に良好な防汚性が付与される。光触媒としては、酸化チタンの他、酸化亜鉛、酸化タングステン、硫化カドミウム、酸化第二鉄、チタン酸ストロンチウム等の金属酸化物があるが、これらのうち、特に、酸化チタン、とりわけアナターゼ型酸化チタンのコーティング膜は、誘電体膜、半導体膜、紫外線カット膜、着色膜、その他各種の保護膜としても広く用いられている。
【0003】
従来、この酸化チタン被膜の形成のためのコーティング剤として、チタン含有水溶液と塩基性物質との反応により水酸化チタン微粒子の懸濁液を得、この液に過酸化水素等の酸化剤を反応させて生成する過酸化チタン(ペルオキソチタン酸)を最適条件(80℃以上)で加熱することにより得られる、酸化チタン微粒子の懸濁液が用いられている。このようにして得られる酸化チタン微粒子は、光触媒活性を有するアナターゼ型酸化チタン微粒子であり、各種酸化チタン被膜の形成に有効である。
【0004】
このような酸化チタン微粒子の懸濁液をコーティング剤として用いて、基材上に良好な酸化チタン被膜を密着性良く形成するためには、懸濁液中の酸化チタン微粒子が、粒径の十分に小さい微細粒子であることが望まれることから、本出願人は、先に、極めて微細な酸化チタン微粒子含有液を得る方法について研究を重ね、チタンを含む水溶液に塩基性物質を添加して水酸化チタンの微粒子が分散した分散液を調製する水酸化工程と、該水酸化チタン微粒子の分散液にエネルギー波を照射して該水酸化チタン微粒子を微細化させる微細化工程とを有するチタン含有液の特性改良方法を特許出願した(特願2002−324063)。
【0005】
【特許文献1】
特願2002−324063
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
酸化チタン微粒子を含むコーティング剤を種々の基材に塗付して酸化チタンコーティング膜を形成した場合、酸化チタンの高屈折率のために、表面光沢が増し、過光沢となったり、虹色の干渉模様が発生したりして、基材本来の意匠性や美観が損なわれ、また質感も大きく変化してしまう場合があった。
【0007】
従来、酸化チタンコーティング膜の干渉模様対策として、コーティング剤にシリカ系物質を添加して屈折率を低減させる方法も知られているが、表面光沢の問題は解消されるに到っていない。
【0008】
本発明は上記従来の問題点を解決し、基材の意匠性や美観ないし質感を損なうことなく、良好な光触媒コーティング膜を形成することができる光触媒コーティング剤を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の光触媒コーティング剤は、光触媒微粒子を含む光触媒コーティング剤において、熱可塑性フッ素樹脂を含むことを特徴とする。
【0010】
本発明者らは、酸化チタンコーティング膜等の光触媒コーティング膜による表面光沢の増加、光の干渉模様の発生を防止すべく検討を重ねた結果、光触媒コーティング剤に熱可塑性フッ素樹脂を配合することにより、表面光沢の増加が抑制され、また光の干渉模様も微細なものとなって殆ど目立たなくなることを知見し、本発明を完成させた。
【0011】
本発明において、光触媒微粒子としては、酸化チタン微粒子、とりわけアナターゼ型酸化チタン微粒子が好適である。
【0012】
また、熱可塑性フッ素樹脂の含有量は、酸化チタン微粒子等の光触媒微粒子に対して0.1〜400重量%、特に1〜50重量%であることが好ましい。このような熱可塑性フッ素樹脂は、平均粒径10〜500nm、好ましくは20〜400nm、さらに好ましくは平均粒径50〜200nmの微粒子であることが好ましく、また、酸化チタン微粒子等の光触媒微粒子の平均粒径は5〜100nmであることが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の光触媒コーティング剤の実施の形態を詳細に説明する。
【0014】
本発明の光触媒コーティング剤に含有される光触媒としては特に制限はなく、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、硫化カドミウム、酸化第二鉄、チタン酸ストロンチウム等の金属酸化物が挙げられるが、本発明はこれらの金属酸化物光触媒のうち、光触媒効果が高く、汎用性があり、しかも屈折率が高いことにより表面光沢の上昇、干渉模様の発生が著しい酸化チタン、とりわけアナターゼ型酸化チタン微粒子に好適である。
【0015】
このような光触媒微粒子は、平均粒径5〜100nmの微粒子状であることが好ましい。光触媒微粒子の平均粒径が100nmを超えると基材上に密着性の良いコーティング膜を形成し得ない。平均粒径5nm未満の光触媒微粒子は製造が困難であり、コストが高くつく。
【0016】
一方、本発明の光触媒コーティング剤に配合する熱可塑性フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフロライド等の各種のフッ素含有モノマーの重合体又は共重合体を用いることができる。この熱可塑性フッ素樹脂は、コーティング剤中への分散性や透明性確保等の面から、平均粒径10〜500nm程度の微粒子状であることが好ましい。フッ素樹脂微粒子の平均粒径が10nm未満では基材の光沢抑制効果が失われることがある。また、500nmを超えると白濁化し、透明コーティング剤としての機能を失う。コーティング剤への配合の際の取り扱い性の面から、このようなフッ素樹脂微粒子は、その懸濁液(ディスパージョン)として用いることが好ましい。
【0017】
このようなフッ素樹脂ディスパージョンとしては市販品を用いることができ、例えば住友スリーエム社製水系フッ素樹脂ディスパージョン「ダイニオンTHV340C(テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、及びビニリデンフロライドの共重合樹脂。平均粒径90nmの微粒子の固形分濃度50%の水性ディスパージョン)」等を用いることができる。なお、フッ素樹脂ディスパージョンは水系に限らず、コーティング剤が有機溶剤系の場合には、アルコール類、低級ケトン、エステル系溶剤等の有機溶剤系を用いることもできる。
【0018】
本発明の光触媒コーティング剤中の熱可塑性フッ素樹脂の含有量は、酸化チタン等の光触媒微粒子に対して0.1〜400重量%、特に1〜100重量%、とりわけ1〜50重量%であることが好ましい。フッ素樹脂の含有量がこの範囲よりも少ないとフッ素樹脂を配合したことによる本発明の表面光沢及び干渉模様の抑制効果を十分に得ることができない。フッ素樹脂の含有量がこの範囲よりも多いと相対的に光触媒の含有量が低減して形成されるコーティング膜の光触媒効果が低減し、好ましくない。
【0019】
本発明の光触媒コーティング剤は、熱可塑性フッ素樹脂を含むこと以外は、従来の光触媒コーティング剤と同様の配合組成とすることができ、水系であっても有機溶剤系であっても良い。
【0020】
一般に、光触媒コーティング剤中の光触媒微粒子の含有量は0.5〜10重量%であり、また、光触媒コーティング剤には、光触媒微粒子の分散安定性の向上、基材に対する濡れ性の確保等の目的で界面活性剤を含んでいても良い。
【0021】
本発明の光触媒コーティング剤の代表的な配合組成を以下に示すが、本発明の光触媒コーティング剤は、何ら以下のものに限定されるものではない。
【0022】
[水系光触媒コーティング剤(重量%)]
光触媒微粒子: 0.5〜5
フッ素樹脂微粒子: 0.01〜2
ペルオキソチタン酸:0.1〜10
水系溶剤: 残部
[有機溶剤系光触媒コーティング剤(重量%)]
光触媒微粒子: 0.5〜5
フッ素樹脂微粒子:0.01〜2
有機溶剤: 残部
【0023】
なお、水系溶剤としては、水、又は水とアルコール類等の極性有機溶剤の1種又は2種以上との混合溶剤を用いることができる。また、有機溶剤としては、アルコール類、低級ケトン等の有機溶剤の1種又は2種以上の混合溶剤を用いることができる。
【0024】
熱可塑性フッ素樹脂を含む本発明の光触媒コーティング剤によれば、これを金属、セラミック、ガラス、プラスチック、木、石、セメント、コンクリート等の各種の基材に対して、スプレー、刷毛塗り等により塗布し、必要に応じて60〜600℃で加熱処理することにより、表面光沢や光の干渉模様が抑制された良好な光触媒コーティング膜を形成することができる。
【0025】
なお、形成される光触媒コーティング膜の膜厚は、基材の用途によっても異なるが、通常0.3〜5μm程度である。
【0026】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【0027】
実施例1
(株)ティオテクノ製光触媒コーティング剤「ティオコートA」(固形分濃度1.7%)200g、同社製品用添加剤A(エタノール80%)200g、及び住友スリーエム社製水系熱可塑性フッ素樹脂ディスパージョン(製品名「ダイニオンTHV340C」)2gを混合してよく撹拌した後(ただし、比較例1では熱可塑性フッ素樹脂ディスパージョンは用いなかった。)、白色タイル(ダントー社製,67mm×75mm)にスプレー塗布して自然乾燥させタイル表面に酸化チタン薄膜を形成した。
【0028】
実施例2
(株)ティオテクノ製光触媒コーティング剤「ティオコートA」(固形分濃度1.7%)200g、同社製添加剤A(エタノール80%)200g、及び住友スリーエム社製水系熱可塑性フッ素樹脂ディスパージョン(製品名「ダイニオンTHV340C」)1gを混合してよく撹拌した後、白色タイル(ダントー社製,67mm×75mm)にスプレー塗布して自然乾燥させタイル表面に酸化チタン薄膜を形成した。
【0029】
実施例3
(株)ティオテクノ製光触媒コーティング剤「ティオコートA」(固形分濃度1.7%)200g、同社製添加剤A(エタノール80%)200g、及び住友スリーエム社製水系熱可塑性フッ素樹脂ディスパージョン(製品名「ダイニオンTHV340C」)0.2gを混合してよく撹拌した後、白色タイル(ダントー社製,67mm×75mm)にスプレー塗布して自然乾燥させタイル表面に酸化チタン薄膜を形成した。
【0030】
比較例1
(株)ティオテクノ製光触媒コーティング剤「ティオコートA」(固形分濃度1.7%)200g、同社製添加剤A(エタノール80%)200gを混合してよく撹拌した後、白色タイル(ダントー社製,67mm×75mm)にスプレー塗布して自然乾燥させタイル表面に酸化チタン薄膜を形成した。
【0031】
なお、用いた各配合剤の成分組成は次の通りである。
[ティオコートA]
酸化チタン微粒子(平均粒径:27nm): 1.70重量%
ペルオキソチタン酸: 0.26重量%
水: 98.05重量%
[添加剤A]
エタノール: 80重量%
純水: 20重量%
[ダイニオンTHV340C]
熱可塑性フッ素樹脂微粒子(平均粒径:90nm):50重量%
水: 残部
【0032】
また、スプレーガンとしては、明治機械社製「FSA−G05(C)(ガン口径0.5mm)」を使用し、温度は23℃、エアー圧力は2kg/cm2で、塗布回数縦方向2回、横方向2回、合計4回で塗布を行い、平均膜厚が0.5〜1.5μmの範囲に入るようなコーティング膜を形成した。なお、膜厚測定にはキーエンス社製超深度測定器「VK−8500」を使用した。
【0033】
形成された塗膜について、表面光沢及び外観を下記の方法で評価し、結果を表1及び図1に示した。
[塗膜の表面光沢]
BYK−Chemi社の光沢計60°microglossでサンプル表面の光沢値を測定した。測定は1サンプル5点で行い、その平均値を測定値とした。なお、コーティング膜を形成していない白色タイル(ブランク)の表面光沢は87.8であった。
[塗膜の外観]
サンプル外観を目視し、主として光の干渉模様の粗密を観察した。また、一部のサンプル(実施例2と比較例1)についてはレーザー式顕微鏡で倍率200倍にてサンプルの表面を観察した。
【0034】
【表1】
【0035】
表1及び図1より次のことが明らかである。
【0036】
即ち、塗膜の表面光沢については、オリジナル基板(白色タイル)の約88に対し、フッ素樹脂無添加のコーティング剤による場合(比較例1)は約184と大幅に増加している。フッ素樹脂を添加したコーティング剤の場合(実施例1〜3)も、同様に光沢が増加しているが、その増加幅は抑制されており、フッ素樹脂添加量に比例して抑制効果が大きくなっている。
【0037】
目視による干渉模様の確認については、フッ素樹脂無添加品のコーティング剤の場合(比較例1)では、模様が粗く目立ち易いが、フッ素樹脂を酸化チタン対比14重量%以上添加したコーティング剤の場合(実施例1,2)は、模様は微細になり殆ど目立たないようになった。
【0038】
図1に示すように、フッ素樹脂を添加したコーティング剤によるコーティング膜(実施例2:図1(a))は、フッ素樹脂無添加のコーティング剤によるコーティング膜(比較例1:図1(b))に比べてクレーター状の干渉模様が、より均一に分散し微細になっていることが分かる。
【0039】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の光触媒コーティング剤によれば、熱可塑性フッ素樹脂を配合することにより、形成される光触媒コーティング膜の表面光沢の増加が抑制され、また光の干渉模様も微細なものとなって殆ど目立たなくなり、基材の意匠性や美観ないし質感を損なうことなく、良好な光触媒コーティング膜を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例2(図1(a))及び比較例1(図1(b))のコーティング膜のレーザー式顕微鏡観察写真である。
Claims (7)
- 光触媒微粒子を含む光触媒コーティング剤において、熱可塑性フッ素樹脂を含むことを特徴とする光触媒コーティング剤。
- 請求項1において、該光触媒微粒子が酸化チタン微粒子であることを特徴とする光触媒コーティング剤。
- 請求項2において、該酸化チタン微粒子がアナターゼ型酸化チタン微粒子であることを特徴とする光触媒コーティング剤。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、該熱可塑性フッ素樹脂の含有量が前記光触媒微粒子に対して0.1〜400重量%であることを特徴とする光触媒コーティング剤。
- 請求項4において、該熱可塑性フッ素樹脂の含有量が前記光触媒微粒子に対して1〜50重量%であることを特徴とする光触媒コーティング剤。
- 請求項1ないし5のいずれか1項において、該熱可塑性フッ素樹脂は平均粒径10〜500nmの微粒子であることを特徴とする光触媒コーティング剤。
- 請求項1ないし6のいずれか1項において、該光触媒微粒子の平均粒径が5〜100nmであることを特徴とする光触媒コーティング剤。
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JPWO2010106762A1 (ja) * | 2009-03-19 | 2012-09-20 | 三菱電機株式会社 | コーティング組成物、コーティング方法、空気調和機、換気扇、および電気機器 |
-
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010106581A1 (ja) * | 2009-03-19 | 2010-09-23 | 三菱電機株式会社 | コーティング組成物およびそのコーティング方法 |
WO2010106762A1 (ja) * | 2009-03-19 | 2010-09-23 | 三菱電機株式会社 | コーティング組成物、コーティング方法、空気調和機、換気扇、および電気機器 |
JPWO2010106762A1 (ja) * | 2009-03-19 | 2012-09-20 | 三菱電機株式会社 | コーティング組成物、コーティング方法、空気調和機、換気扇、および電気機器 |
JP5456021B2 (ja) * | 2009-03-19 | 2014-03-26 | 三菱電機株式会社 | コーティング組成物、コーティング方法、空気調和機、換気扇、および電気機器 |
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