JP2007038119A - Method of forming catalyst layer - Google Patents

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Shuichi Inoue
修一 井上
Takafumi Kawaguchi
隆文 川口
Hiroyuki Nishimura
寛之 西村
Yoshitaka Murakami
嘉孝 村上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of forming on a substrate a catalyst layer showing functions such as fouling prevention, antifungal, and odor eliminating exerting a decomposition or attachment prevention function of contaminants with heat regardless of the presence or absence of light. <P>SOLUTION: A catalyst contains at least one kind of elements selected from silicon, aluminium, titanium, tin, and zinc, and potassium. A coating agent containing the catalyst exerting an oxidizing and/or reducing function by the heat is applied on the substrate to form the catalyst layer containing the catalyst on the substrate. The coating agent may be also constituted by the catalyst, and at least one kind of binders selected from a binder resin, a hydrolytic condensation compound, a glaze, and a paint. Further, in such a coating agent, a proportion of the catalyst may be about 10-100 pts.wt. to 100 pts.wt. binder. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光の存在の有無に関わらず、熱により、汚染物質の分解機能又は付着防止機能を発揮して、防汚、抗菌、消臭などの作用を示す触媒層を基材に形成する方法、前記触媒層が形成された基材、および基材の汚染を抑制又は防止する方法に関する。   In the present invention, regardless of the presence or absence of light, a catalyst layer exhibiting functions such as antifouling, antibacterial, and deodorization is formed on a substrate by exerting a function of decomposing or preventing adhesion of contaminants by heat. The present invention relates to a method, a substrate on which the catalyst layer is formed, and a method for suppressing or preventing contamination of the substrate.

調理場で利用される各種機器やその部品(例えば、ガラストップコンロの天板や五徳、温水および冷却水の配管系統など)は、様々な汚れや菌が付着しやすい状況にある。このため、これらの機器などの表面に光触媒機能を有する層を形成し、光触媒を光励起させて層の表面を親水化させて、防汚性を付与する方法が知られている。しかしながら、この方法では光(主に紫外線)の存在が必要不可欠である。従って、屋内で主に使用する調理機器やその部品は、防汚性の付与がその環境(天候、季節、昼夜、建物の向きなど)によって左右されやすい状態にある。また、菌の増殖を抑制するため、冷却水の配管系統においては薬液を注入していた。   Various devices and parts used in the kitchen (for example, a glass top stove top plate, five virtues, hot water and cooling water piping systems, etc.) are in a state where various stains and bacteria are likely to adhere. For this reason, a method is known in which a layer having a photocatalytic function is formed on the surface of these devices and the like, and the photocatalyst is photoexcited to hydrophilize the surface of the layer to impart antifouling properties. However, in this method, the presence of light (mainly ultraviolet rays) is indispensable. Therefore, the cooking equipment and its parts mainly used indoors are in a state where the imparting of antifouling properties is easily influenced by the environment (weather, season, day and night, direction of the building, etc.). Further, in order to suppress the growth of bacteria, a chemical solution has been injected into the cooling water piping system.

このような環境条件の変化に関わりなく、防汚性を付与できる方法として、電荷移動型触媒を利用した方法が知られている。例えば、特許第3514702号公報(特許文献1)では、電子供与元素としてのモリブデン及び/又はタングステンと、電子受容元素としてのアルミニウムと、電子キャリアー元素としてのジルコニウムと、酸化中心元素としての白金と、還元中心元素としてのパラジウムとの複合酸化物結晶からなり、該結晶内外に、酸化活性化剤としてのリチウムの酸化物と、還元活性化剤としてのイットリウムの酸化物とを含む触媒が、防汚性、抗菌性、防臭性などの機能を基材に付与できることが開示されている。   As a method for imparting antifouling properties regardless of such changes in environmental conditions, a method using a charge transfer catalyst is known. For example, in Japanese Patent No. 3514702 (Patent Document 1), molybdenum and / or tungsten as an electron donating element, aluminum as an electron accepting element, zirconium as an electron carrier element, platinum as an oxidation center element, A catalyst comprising a composite oxide crystal of palladium as a reducing center element, and containing a lithium oxide as an oxidation activator and an yttrium oxide as a reduction activator inside and outside the crystal, is antifouling. It has been disclosed that functions such as properties, antibacterial properties, and deodorizing properties can be imparted to a substrate.

このような環境条件の変化に関係なく、防汚性、抗菌性、防臭性などの機能を基材へ簡便に付与できる方法について更なる研究が望まれる。
特許第3514702号公報(特許請求の範囲、段落番号[0010])
Further research is desired on a method that can easily impart functions such as antifouling properties, antibacterial properties, and deodorizing properties to a substrate regardless of such changes in environmental conditions.
Japanese Patent No. 3514702 (claims, paragraph number [0010])

従って、本発明の目的は、熱により、酸化及び/又は還元作用を発揮し、基材に、抗菌、消臭、防汚作用などを発現できる触媒層の形成方法、この触媒層が形成された基材(部品、機器など)、および基材の汚染を抑制又は防止する方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for forming a catalyst layer that can exhibit an antibacterial, deodorant, and antifouling action on a base material by exhibiting oxidation and / or reduction action by heat, and the catalyst layer is formed. The object is to provide a substrate (parts, equipment, etc.) and a method for suppressing or preventing contamination of the substrate.

本発明の他の目的は、主に光の当たりにくい(又は光の作用しにくい)場所であっても、効率よく基材の汚染を抑制(又は防止)できる触媒層の形成方法、この触媒層が形成された基材(部品、機器など)、および基材の汚染を抑制又は防止する方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a method for forming a catalyst layer capable of efficiently suppressing (or preventing) contamination of a substrate even in a place where light is not likely to strike (or where light is difficult to act), and the catalyst layer. It is an object of the present invention to provide a substrate (parts, equipment, etc.) on which is formed, and a method for suppressing or preventing contamination of the substrate.

本発明のさらに他の目的は、既に付着した汚染物質(例えば、コンロにおける油や調味料などの付着汚れなど)であっても、容易に除去可能な触媒層の形成方法、この触媒層が形成された基材(部品、機器など)、および基材の汚染を抑制又は防止する方法を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a method for forming a catalyst layer that can be easily removed even if it is a contaminant that has already adhered (for example, adhering dirt such as oil or seasoning in a stove), and this catalyst layer is formed. Another object of the present invention is to provide a method for suppressing or preventing contamination of a base material (parts, equipment, etc.) and a base material.

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、特定の成分で構成され、熱により酸化及び/又は還元作用を発揮可能な触媒を含む触媒層を基材に形成すると、前記触媒が電荷移動により触媒として機能するためか、光が作用しにくい環境下であっても、汚染物質の分解機能又は付着防止機能を発揮し、基材に、抗菌、消臭、防汚作用などを効率よく発現できることを見いだし、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have formed a catalyst layer containing a catalyst composed of a specific component and capable of exhibiting an oxidizing and / or reducing action by heat on the substrate. Because it functions as a catalyst due to charge transfer, even in an environment where light is difficult to act, it exhibits a function of decomposing or preventing adhesion of pollutants, and it has antibacterial, deodorant, antifouling effects, etc. on the substrate. The inventors have found that it can be expressed efficiently, and completed the present invention.

すなわち、本発明は、熱により酸化及び/又は還元作用を発揮する触媒を含むコーティング剤を基材(又は基材上、基材表面)に塗布し、前記触媒を含む触媒層を基材に形成する方法であって、前記触媒が、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、および亜鉛から選択された少なくとも1種の元素と、カリウムとを少なくとも含む触媒である触媒層の形成方法である。前記触媒は、例えば、原子換算で、ケイ素/アルミニウム/チタン/スズ/亜鉛/カリウム(重量比)=1/0.05〜1/0.01〜2.5/0.001〜2/0.003〜0.3/0.003〜0.3の割合でケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、亜鉛、およびカリウムを含む触媒であってもよい。前記コーティング剤は、触媒と、バインダー(例えば、バインダー樹脂、加水分解縮合性化合物、釉薬および塗料から選択された少なくとも1種のバインダー)とで構成されていてもよい。前記形成方法において、コーティング剤における触媒の割合が、バインダー100重量部に対して10〜100重量部程度であってもよい。   That is, in the present invention, a coating agent containing a catalyst that exhibits an oxidation and / or reduction action by heat is applied to a substrate (or on the substrate, the substrate surface), and a catalyst layer containing the catalyst is formed on the substrate. A method for forming a catalyst layer, wherein the catalyst is a catalyst containing at least one element selected from silicon, aluminum, titanium, tin, and zinc and at least potassium. The catalyst is, for example, in terms of atoms, silicon / aluminum / titanium / tin / zinc / potassium (weight ratio) = 1 / 0.05 to 1 / 0.01 to 2.5 / 0.001 to 2/0. The catalyst may contain silicon, aluminum, titanium, tin, zinc, and potassium at a ratio of 003 to 0.3 / 0.003 to 0.3. The coating agent may be composed of a catalyst and a binder (for example, at least one binder selected from binder resins, hydrolytic condensable compounds, glazes, and paints). In the forming method, the ratio of the catalyst in the coating agent may be about 10 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder.

前記触媒又は触媒層は、光の有無にかかわらず酸化及び/又は還元作用を有しているため、前記形成方法では、屋内又は遮光下で使用される基材に触媒層を形成してもよい。特に、前記形成方法では、前記触媒の活性をより一層高めるため、基材のうち、加熱源の近傍に触媒層を形成してもよく、例えば、基材としてのコンロのうち、コンロの天板、コンロの受け皿(例えば、五徳又はバーナー周辺の受け皿(汁受け皿)など)及び五徳から選択された少なくとも1つの部位に触媒層を形成してもよい。   Since the catalyst or catalyst layer has an oxidation and / or reduction action regardless of the presence or absence of light, the formation method may form the catalyst layer on a substrate used indoors or under light shielding. . In particular, in the formation method, in order to further increase the activity of the catalyst, a catalyst layer may be formed in the vicinity of the heating source in the base material. For example, among the stove as the base material, the top plate of the stove The catalyst layer may be formed on at least one portion selected from a stove saucer (for example, a saucer around the burner or a burner (a juice saucer)) and a gotoku.

本発明には、前記方法(形成方法)により触媒層が形成された基材も含まれる。   The base material in which the catalyst layer was formed by the said method (formation method) is also contained in this invention.

前記形成方法によれば、前記触媒層を基材に形成し、熱により前記触媒が酸化及び/又は還元作用(酸化還元活性)を発揮することにより、汚染物質の分解機能又は付着防止機能(又は抑制機能)を発現でき、基材の汚染を抑制又は防止できる。そのため、本発明には、前記触媒層を基材に形成し、基材の汚染を抑制又は防止する方法も含まれる。   According to the forming method, the catalyst layer is formed on the base material, and the catalyst exhibits an oxidation and / or reduction action (oxidation-reduction activity) by heat, whereby the function of decomposing or preventing adhesion of contaminants (or (Suppression function) can be expressed, and contamination of the substrate can be suppressed or prevented. Therefore, the present invention includes a method of forming or forming the catalyst layer on a base material to suppress or prevent contamination of the base material.

本発明の触媒層の形成方法では、特定の成分で構成された触媒層を基材に形成するので、熱により、酸化及び/又は還元作用を発揮し、基材に、抗菌、消臭、防汚作用などを発現できる。また、本発明の方法では、熱により触媒作用を発揮する触媒を使用するので、主に光に当たりにくい(又は光の作用しにくい)場所であっても、効率よく基材の汚染を抑制(又は防止)できる。さらに、本発明では、熱により汚染物質の分解機能を有する触媒層を予め形成するので、既に基材に付着した汚染物質(例えば、コンロにおける油や調味料などの付着汚れなど)であっても、容易に除去可能である。   In the method for forming a catalyst layer of the present invention, a catalyst layer composed of specific components is formed on a substrate, so that it exhibits oxidation and / or reduction action by heat, and the substrate is subjected to antibacterial, deodorant, Dirty action can be expressed. Further, in the method of the present invention, since a catalyst that exhibits a catalytic action by heat is used, the contamination of the base material is efficiently suppressed even in a place where it is mainly difficult to hit light (or where light does not act easily) (or Prevention). Furthermore, in the present invention, since the catalyst layer having the function of decomposing the pollutants is formed in advance by heat, even if the pollutants have already adhered to the base material (for example, adhering dirt such as oil and seasonings on the stove). Easy to remove.

本発明の触媒層の形成方法では、熱により酸化及び/又は還元作用(触媒作用)を発揮する特定の触媒を含むコーティング剤を基材に塗布し、前記触媒を含む触媒層(コーティング層、塗膜)を基材に形成する。   In the method for forming a catalyst layer of the present invention, a coating agent containing a specific catalyst that exhibits oxidation and / or reduction action (catalysis) by heat is applied to a substrate, and the catalyst layer containing the catalyst (coating layer, coating) is applied. Film) is formed on the substrate.

[コーティング剤]
(触媒)
前記触媒は、熱の作用により、酸化及び/又は還元作用(触媒作用)を発揮可能な物質であればよい。このような触媒は、熱により酸化及び/又は還元作用を発揮することにより、基材において、汚染物質(又は汚染成分)の分解機能又は付着防止機能(又は抑制機能)を発現できる。
[Coating agent]
(catalyst)
The catalyst may be a substance that can exhibit an oxidation and / or reduction action (catalytic action) by the action of heat. Such a catalyst can exhibit a function of decomposing or preventing adhesion of contaminants (or contaminating components) or an anti-adhesion function (or suppression function) on the substrate by exhibiting an oxidation and / or reduction action by heat.

前記触媒は、熱により触媒活性を発揮できればよく、通常、電荷移動により酸化及び/又は還元可能な触媒(電荷移動触媒、電荷移動型触媒)であってもよい。このような電荷移動触媒(無機系の電荷移動触媒)は、例えば、電子供与元素と、電子受容元素と、前記電子供与元素から前記電子受容元素への電子の移動を促進する電子キャリアー元素と、前記電子受容元素に移動した電子により還元反応を行う還元中心元素及び/又は電子の移動により生じた前記電子供与元素の正孔により酸化反応を行う酸化中心元素とで少なくとも構成されていてもよい。前記触媒は、さらに必要に応じて、酸化還元反応を活性化させる活性化剤(酸化反応を活性化する酸化活性化剤及び/又は還元反応を活性化する還元活性化剤)を含んでいてもよい。   The catalyst may be a catalyst (charge transfer catalyst, charge transfer catalyst) that can be oxidized and / or reduced by charge transfer, as long as it can exhibit catalytic activity by heat. Such a charge transfer catalyst (inorganic charge transfer catalyst) includes, for example, an electron donor element, an electron acceptor element, an electron carrier element that promotes the transfer of electrons from the electron donor element to the electron acceptor element, You may comprise at least the reduction center element which performs a reduction reaction by the electron which moved to the electron-accepting element, and / or the oxidation center element which performs an oxidation reaction by the hole of the electron donor element generated by the movement of the electron. The catalyst may further contain, if necessary, an activator that activates the redox reaction (an oxidation activator that activates the oxidation reaction and / or a reduction activator that activates the reduction reaction). Good.

前記電荷移動触媒は、前記各元素(および活性化剤)を、原子又は化合物(例えば、酸化物、塩など)の形態で含有していてもよい。通常、電子供与元素と、電子受容元素と、電子キャリアー元素と、還元中心元素及び/又は酸化中心元素とは、複合物(通常、複酸化物)の形態で触媒に含まれていてもよい。例えば、前記触媒は、前記各元素を含む複酸化物の結晶と、この結晶の内外に含まれる前記活性化剤とで構成されていてもよい。なお、前記電荷移動触媒は、電荷移動に関与しない元素(すなわち、前記のような、電子供与機能、電子受容機能、酸化又は還元活性化機能などを有しない元素)を含んでいてもよく、このような元素は、前記と同様に化合物(酸化物など)などの形態で触媒に含有されていてもよい。   The charge transfer catalyst may contain the elements (and activators) in the form of atoms or compounds (for example, oxides, salts, etc.). Usually, the electron donating element, the electron accepting element, the electron carrier element, the reduction center element and / or the oxidation center element may be included in the catalyst in the form of a composite (usually a double oxide). For example, the catalyst may be composed of a double oxide crystal containing each element and the activator contained inside and outside the crystal. The charge transfer catalyst may contain an element that does not participate in charge transfer (that is, an element having no electron donating function, electron accepting function, oxidation or reduction activation function, etc.). Such an element may be contained in the catalyst in the form of a compound (such as an oxide) as described above.

なお、電荷移動触媒に関し、特開2002−1121号公報には、前記各元素および活性剤として機能する金属元素について具体的に開示されており、例えば、電子供与元素としてモリブデン、タングステン、ニッケル、及びコバルトからなる群から選ばれる一種以上の元素を、電子受容元素として、アルミニウム、ケイ素、錫、チタン、及び鉄からなる群から選ばれる一種以上の元素を、電子キャリアー元素としてジルコニウム、マンガン、及びバナジウムからなる群から選ばれる一種以上の元素を、酸化中心元素として銀、及び白金からなる群から選ばれる一種以上の元素を、還元中心元素としてパラジウム、及び亜鉛からなる群から選ばれる一種以上の元素を、酸化活性化剤として、IA、IIA族の元素(例えば、リチウム、ベリリウム、及びバリウムからなる群から選ばれる一種以上の元素)の酸化物を、還元活性化剤としてイットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、及び白金からなる群から選ばれる一種以上の元素の酸化物を、それぞれ例示している。   Regarding the charge transfer catalyst, JP-A No. 2002-1121 specifically discloses the above-mentioned elements and metal elements that function as activators. For example, molybdenum, tungsten, nickel, and One or more elements selected from the group consisting of cobalt as an electron accepting element, one or more elements selected from the group consisting of aluminum, silicon, tin, titanium, and iron as zirconium, manganese, and vanadium as electron carrier elements One or more elements selected from the group consisting of: one or more elements selected from the group consisting of silver and platinum as oxidation center elements; and one or more elements selected from the group consisting of palladium and zinc as reduction center elements As an oxidation activator, elements of group IA and IIA (for example, lithium, beryllium) Oxide selected from the group consisting of yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, technetium, ruthenium, rhodium, palladium, and platinum as a reduction activator. The oxides of the above elements are illustrated.

本発明では、前記触媒として、ケイ素(又はケイ素原子)、アルミニウム(又はアルミニウム原子)、チタン(又はチタン原子)、スズ(又はスズ原子)、および亜鉛(又は亜鉛原子)から選択された少なくとも1種の元素(又は原子)と、カリウム(又はカリウム元素又はカリウム原子)とを少なくとも含む触媒を使用する。本発明では、これらの特定の元素(又は原子)を含む触媒を使用することにより効率よく汚染物質の分解又は付着防止機能を基材に付与する。これらの元素(又は原子)及びカリウムは、電子供与元素、電子受容元素、電子キャリアー元素、還元中心元素及び/又は酸化中心元素、および活性化剤から選択されたいずれの機能を有していてもよく、必ずしもこれらの機能を有しない成分(元素)であってもよい。通常、前記触媒は、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、亜鉛、およびカリウムを少なくとも含んでいる場合が多い。特に、前記触媒は、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズおよび亜鉛を酸化物(複酸化物、複酸化物結晶を含む)の形態で含有し、かつカリウムをカリウム化合物[特にカリウム酸化物(複酸化物を含む)]の形態で含有していてもよい。   In the present invention, the catalyst is at least one selected from silicon (or silicon atoms), aluminum (or aluminum atoms), titanium (or titanium atoms), tin (or tin atoms), and zinc (or zinc atoms). And a catalyst containing at least potassium (or elemental potassium or potassium atom). In this invention, the decomposition | disassembly or adhesion prevention function of a pollutant is efficiently provided to a base material by using the catalyst containing these specific elements (or atoms). These elements (or atoms) and potassium may have any function selected from an electron donor element, an electron acceptor element, an electron carrier element, a reduction center element and / or an oxidation center element, and an activator. It may be a component (element) that does not necessarily have these functions. Usually, the catalyst often contains at least silicon, aluminum, titanium, tin, zinc, and potassium. In particular, the catalyst contains silicon, aluminum, titanium, tin and zinc in the form of oxides (including double oxides and double oxide crystals) and potassium as a potassium compound [especially potassium oxide (double oxide). It may be contained in the form of

前記触媒において、各成分の割合は、原子(又は元素)換算で、例えば、ケイ素/アルミニウム/チタン/スズ/亜鉛/カリウム(重量比)=1/0.01〜1.5/0.01〜3/0.001〜3/0.001〜0.5/0.001〜0.5、好ましくは1/0.05〜1/0.01〜2.5/0.001〜2/0.003〜0.3/0.003〜0.3、さらに好ましくは1/0.1〜0.8/0.1〜2/0.01〜1.6/0.005〜0.1/0.005〜0.1、特に1/0.1〜0.7/0.5〜1.8/0.3〜1.5/0.006〜0.08/0.006〜0.08であってもよく、通常1/0.2〜0.6/1〜1.6/0.8〜1.4/0.008〜0.05/0.008〜0.05程度であってもよい。   In the catalyst, the ratio of each component is, for example, silicon / aluminum / titanium / tin / zinc / potassium (weight ratio) = 1 / 0.01 to 1.5 / 0.01 to atomic (or element) conversion. 3 / 0.001 to 3 / 0.001 to 0.5 / 0.001 to 0.5, preferably 1 / 0.05 to 1 / 0.01 to 2.5 / 0.001 to 2/0. 003-0.3 / 0.003-0.3, more preferably 1 / 0.1-0.8 / 0.1 / 0.01-1.6 / 0.005-0.1 / 0 0.005 to 0.1, especially 1 / 0.1 to 0.7 / 0.5 to 1.8 / 0.3 to 1.5 / 0.006 to 0.08 / 0.006 to 0.08 It may be 1 / 0.2 to 0.6 / 1 to 1.6 / 0.8 to 1.4 / 0.008 to 0.05 / 0.008 to 0.05. Good.

なお、本発明で使用する前記触媒は、前記特開2002−1121号公報に記載の種々の機能を有する元素を含んでいてもよい。   The catalyst used in the present invention may contain elements having various functions described in JP-A-2002-1121.

コーティング剤において、触媒の形状は特に限定されないが、通常、粉末状(又は粉粒状)であってもよい。このような触媒粉末の平均粒径(平均直径)は、例えば、5nm以上(例えば、5〜600nm程度)、好ましくは10nm以上(例えば、10〜300nm程度)、さらに好ましくは10〜100nm程度であってもよい。   In the coating agent, the shape of the catalyst is not particularly limited, but may be usually powder (or powder). The average particle size (average diameter) of such catalyst powder is, for example, 5 nm or more (for example, about 5 to 600 nm), preferably 10 nm or more (for example, about 10 to 300 nm), and more preferably about 10 to 100 nm. May be.

なお、触媒粉末は、触媒層表面で効率よく触媒作用を発揮するという観点から、比較的小粒径の粒子(例えば、10〜100nm、好ましくは10〜30nm程度の粒子)を含んでいるのが好ましい。そのため、触媒粉末の最大粒径(最大直径)は、例えば、500nm以下(例えば、20〜400nm程度)、好ましくは300nm以下(例えば、30〜250nm程度)、さらに好ましくは200nm以下(例えば、50〜150nm程度)であってもよい。   The catalyst powder contains particles having a relatively small particle size (for example, particles of about 10 to 100 nm, preferably about 10 to 30 nm) from the viewpoint of efficiently exhibiting catalytic action on the surface of the catalyst layer. preferable. Therefore, the maximum particle diameter (maximum diameter) of the catalyst powder is, for example, 500 nm or less (for example, about 20 to 400 nm), preferably 300 nm or less (for example, about 30 to 250 nm), and more preferably 200 nm or less (for example, 50 to About 150 nm).

(バインダー)
コーティング剤は、少なくとも前記触媒を含んでいればよいが、通常、基材に対して効率よく前記触媒を付着させるため、バインダーを含んでいてもよい。バインダーは、基材の種類(又は材質)などに応じて適宜選択でき、種々の有機又は無機バインダー、例えば、樹脂(バインダー樹脂)、加水分解縮合性化合物(アルコキシシラン類など)、釉薬、塗料などが挙げられる。バインダーは、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
(binder)
Although the coating agent should just contain the said catalyst at least, Usually, in order to adhere the said catalyst with respect to a base material efficiently, you may contain the binder. The binder can be appropriately selected according to the type (or material) of the substrate, and various organic or inorganic binders such as resins (binder resins), hydrolytic condensable compounds (alkoxysilanes, etc.), glazes, paints, etc. Is mentioned. The binders may be used alone or in combination of two or more.

コーティング剤において、バインダーを使用する場合、触媒の割合は、バインダー100重量部に対して、例えば、3〜200重量部、好ましくは5〜150重量部、さらに好ましくは10〜100重量部程度であってもよい。   In the coating agent, when a binder is used, the ratio of the catalyst is, for example, about 3 to 200 parts by weight, preferably about 5 to 150 parts by weight, and more preferably about 10 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder. May be.

なお、コーティング剤は、コーティング方法に応じて、溶媒を含んでいてもよい。溶媒としては、炭化水素類(ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素類、シクロヘキサンなどの脂環族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類など)、アルコール類(メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルカノール類など)、エーテル類(例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテルなどの鎖状エーテル類、テトラヒドロフランなどの環状エーテル類など)、ケトン類(アセトン、エチルメチルケトンなどのジアルキルケトン類など)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル類など)、ジオール類(エチレングリコール、プロピレングリコールなどのアルカンジオール類、ポリオキシエチレングリコールなど)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど)、カルビトール類(カルビトールなど)、水などが挙げられる。これらの溶媒は、単独で又は二種以上組み合わせて用いてもよい。   The coating agent may contain a solvent according to the coating method. Solvents include hydrocarbons (aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane and heptane, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene), alcohols (methanol) , Alkanols such as ethanol and propanol), ethers (eg, chain ethers such as dimethyl ether and diethyl ether, cyclic ethers such as tetrahydrofuran), ketones (dialkyl ketones such as acetone and ethyl methyl ketone) ), Esters (for example, acetate esters such as methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate), diols (alkane diols such as ethylene glycol and propylene glycol, polyoxyethylene glycol, etc.), cellosolves (methyl celloso) Bed, such as ethyl cellosolve), etc. carbitol (carbitol), and water. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

また、コーティング剤は、バインダーの種類になどに応じて、慣用の添加剤を含んでいてもよい。   The coating agent may contain a conventional additive depending on the type of binder.

バインダーを含むコーティング剤は、前記触媒とバインダーと(必要に応じてバインダーの種類などに応じて他の成分と、さらに必要に応じて溶媒と)を混合することにより調製できる。通常、前記コーティング剤は、バインダー(又はバインダーを含む系)に前記触媒を分散させることにより調製できる。混合(および分散)には、慣用の混合機や分散機を使用してもよい。   The coating agent containing a binder can be prepared by mixing the catalyst and the binder (if necessary, other components according to the kind of the binder and further a solvent as necessary). Usually, the coating agent can be prepared by dispersing the catalyst in a binder (or a system containing a binder). For mixing (and dispersion), a conventional mixer or disperser may be used.

[触媒層の形成方法および汚染抑制方法]
本発明では、前記コーティング剤を基材に塗布(又はコーティング)することにより基材に前記触媒を含む触媒層(コーティング層)を形成する。
[Method for forming catalyst layer and method for suppressing contamination]
In the present invention, the catalyst layer containing the catalyst (coating layer) is formed on the substrate by applying (or coating) the coating agent to the substrate.

基材としては、前記コーティング剤をコーティング(塗布)できる限り特に限定されず、例えば、機器[例えば、コンロ(ガスコンロなど)、電磁調理器、レンジなどの調理機器、換気扇、レンジフード、冷蔵庫などの台所用機器、鍋、やかん、フライパンなどの調理器具など]、配管[例えば、水(冷却水、温水など)を流通させる配管]、日用品(例えば、コップ、皿など)、建材(壁又は壁材など)などが挙げられる。   The substrate is not particularly limited as long as the coating agent can be coated (applied), for example, a device [for example, a stove (gas stove, etc.), an electromagnetic cooker, a cooking device such as a range, a ventilator, a range hood, a refrigerator, etc. Kitchen equipment, cooking utensils such as pots, kettles, frying pans, etc.], piping [for example, piping for distributing water (cooling water, hot water, etc.)], daily necessities (for example, cups, dishes, etc.), building materials (walls or wall materials) Etc.).

また、基材のうち、前記コーティング剤をコーティングする部分の材質は、前記コーティング剤の形態やバインダーの種類などに応じて適宜選択でき、金属、ガラス、樹脂、セラミック、繊維、木材などのいずれであってもよい。   Moreover, the material of the part which coats the said coating agent among base materials can be suitably selected according to the form of the said coating agent, the kind of binder, etc., and any of metal, glass, resin, ceramic, fiber, wood, etc. There may be.

特に、本発明では、熱により酸化及び/又は還元作用を発揮する触媒を使用するので、光があたりにくい環境、例えば、屋内又は遮光下で使用される基材に前記コーティング層を形成しても、基材の汚染を効率よく抑制又は防止できる。このような屋内又は遮光下で使用される基材としては、前記例示の基材のうち屋内又は遮光下で使用する機材、例えば、屋内に配置又は設置する機器(例えば、ガスコンロなどの台所用機器)、機器などの内面又は内壁[例えば、配管の内面(又は内壁)、レンジの内壁など]、屋内の建材(屋内の壁材など)などが挙げられる。特に、コンロ(テーブルコンロ、ビルトインコンロなど)、配管の内面などに付着した汚染物質の洗浄や拭き取りに手間がかかる部分(箇所)に触媒層を形成すると、清掃や手入れ性を飛躍的に簡略化でき、基材の商品価値を向上できる。   In particular, in the present invention, since a catalyst that exhibits an oxidation and / or reduction action by heat is used, the coating layer may be formed on a substrate that is difficult to be exposed to light, for example, indoors or under light shielding. The contamination of the substrate can be efficiently suppressed or prevented. As the base material used indoors or under light shielding, among the above exemplified base materials, equipment used indoors or under light shielding, for example, equipment placed or installed indoors (for example, kitchen equipment such as a gas stove) ), Inner surfaces or inner walls of equipment (for example, inner surfaces of pipes (or inner walls), inner walls of ranges, etc.), indoor building materials (indoor wall materials, etc.), and the like. In particular, if a catalyst layer is formed on the stove (table stove, built-in stove, etc.), the part (location) where it is troublesome to clean and wipe off contaminants adhering to the inner surface of the piping, cleaning and careability are greatly simplified. And the commercial value of the substrate can be improved.

また、前記塗布方法では、特に、基材のうち、加熱源の近傍に触媒層を形成してもよい。前記触媒は、熱により酸化及び/又は還元作用を発揮するので、基材のうち、加熱源の近傍、すなわち、大きな熱エネルギーが作用しやすい箇所(又は部分)に前記触媒層を形成すると、前記触媒の触媒作用をより一層向上させて効率よく基材の汚染を抑制又は防止できる。具体的な態様としては、(i)加熱源を備えた基材(例えば、コンロなど)のうち、前記加熱源の近傍に触媒層を形成する態様(例えば、コンロの天板、コンロの受け皿(五徳又はバーナー周りの受け皿(汁受け皿)、グリルなど)、コンロの五徳などのコンロのバーナー近傍に触媒層を形成する態様など)、(ii)加熱源の近傍で(又は近傍に配置して)使用する基材のうち、前記加熱源の近傍に触媒層を形成する態様[例えば、鍋、フライパン、やかんなどのコンロのバーナー近傍で使用する調理器具(又はその外側面)などに触媒層を形成する態様など]などが挙げられる。   In the coating method, in particular, a catalyst layer may be formed in the vicinity of the heating source in the substrate. Since the catalyst exerts an oxidation and / or reduction action by heat, when the catalyst layer is formed in the vicinity of a heating source, that is, in a place (or part) where large thermal energy is likely to act, The catalytic action of the catalyst can be further improved, and contamination of the substrate can be efficiently suppressed or prevented. As a specific mode, (i) a mode in which a catalyst layer is formed in the vicinity of the heating source in a base material (for example, a stove) provided with a heating source (for example, a stove top plate, a stove pan ( 5) or a saucer around the burner (juice saucer, grill, etc.), a mode in which a catalyst layer is formed in the vicinity of the burner of the stove such as a stove, etc.), (ii) in the vicinity of (or in the vicinity of) the heating source A mode in which a catalyst layer is formed in the vicinity of the heating source among the substrates to be used [for example, a catalyst layer is formed in a cooking utensil (or its outer surface) used in the vicinity of a burner of a stove such as a pan, a frying pan, a kettle, etc. Etc.] and the like.

特に、基材としてのコンロのうち、加熱源としてのバーナーの近傍[例えば、コンロの天板、コンロの受け皿、コンロの五徳など)など]などの部位は、高温が作用しやすく、しかも汚染物質の除去に手間がかかる部位である。そのため、このようなバーナーの近傍に触媒層を形成すると、汚染物質の除去を効率よく行うことができる。なお、コンロの天板(又はそのコーティング)は、ガラス、ホーロー、ステンレスなどのいずれの材質であってもよい。   In particular, in the vicinity of the burner as the heating source among the stove as the base material (for example, the top plate of the stove, the stove pan, the virtues of the stove, etc.) This is a part that takes time to remove. Therefore, if a catalyst layer is formed in the vicinity of such a burner, contaminants can be removed efficiently. Note that the top plate of the stove (or its coating) may be made of any material such as glass, enamel and stainless steel.

前記コーティング剤を基材に塗布する方法としては、特に限定されず、コーティング剤の種類(バインダーの種類など)、コーティングする部分の形状や材質などに応じて、例えば、コーティング液の滴下、噴霧(スプレー)、浸漬などにより塗布してもよく、慣用の塗布法(例えば、ディップコート、スピンコート、フローコート、スプレーコートなど)を用いてもよい。   The method for applying the coating agent to the substrate is not particularly limited, and, for example, depending on the type of coating agent (type of binder, etc.) and the shape and material of the part to be coated, Spray), dipping, or the like, or a conventional coating method (for example, dip coating, spin coating, flow coating, spray coating, etc.) may be used.

塗布は、一回で行ってもよく、必要に応じて所望の厚みを有する触媒層を形成するため複数回行ってもよい。また、塗布後の基材には、必要に応じて適当な温度(例えば、40〜150℃、好ましくは60〜120℃程度)で乾燥処理を施してもよい。   The application may be performed once, or may be performed a plurality of times as necessary to form a catalyst layer having a desired thickness. Moreover, you may perform a drying process to the base material after application | coating as needed at appropriate temperature (for example, 40-150 degreeC, Preferably about 60-120 degreeC).

触媒層を効率よく基材表面に密着又は固定させるため、加熱処理を施してもよい。加熱処理において、加熱温度および加熱時間は、バインダーや基材の種類などに応じて適宜選択できる。   Heat treatment may be applied to efficiently adhere or fix the catalyst layer to the substrate surface. In the heat treatment, the heating temperature and the heating time can be appropriately selected according to the type of the binder and the substrate.

前記方法により基材に形成する触媒層の厚み(平均厚み)は、基材の種類や触媒層中の触媒の含有割合などに応じて選択でき、例えば、1μm〜5mm、好ましくは10μm〜1mm、さらに好ましくは50〜500μm程度であってもよい。   The thickness (average thickness) of the catalyst layer formed on the substrate by the above method can be selected according to the type of the substrate, the content ratio of the catalyst in the catalyst layer, etc., for example, 1 μm to 5 mm, preferably 10 μm to 1 mm, More preferably, it may be about 50 to 500 μm.

本発明の方法により触媒層が形成された基材では、熱により前記触媒が酸化及び/又は還元作用を発揮することにより、汚染物質の分解機能又は付着防止機能(又は抑制機能)を発揮できる。なお、汚染物質は、基材(又は基材表面)に付着して基材を汚染する成分であれば特に限定されず、例えば、有機物質(例えば、コンロに付着する油、調味料、薬剤など)、微生物(例えば、大腸菌、レジオネラ菌、サルモネラ菌などの細菌など)などであってもよい。すなわち、前記触媒(又は触媒層)は、付着した汚染物質(例えば、有機物質など)を分解したり、汚染物質の付着を防止(又は抑制)する機能を有していればよく、このような機能を発揮することにより、防汚、抗菌、消臭作用などを基材に発現できる。なお、前記有機物質(調味料など)などの汚染物質は、人為的に付着する汚染物質であるが、本発明では、基材(触媒層)に付着しても、拭き取りなどにより極めて簡便に除去可能である。   In the base material on which the catalyst layer is formed by the method of the present invention, the catalyst can exhibit an oxidizing and / or reducing action by heat, thereby exhibiting a function of decomposing or preventing adhesion (or suppressing function) of contaminants. The contaminant is not particularly limited as long as it is a component that adheres to the substrate (or the substrate surface) and contaminates the substrate. For example, an organic substance (for example, oil, seasoning, drug, etc. attached to the stove) ), Microorganisms (for example, bacteria such as Escherichia coli, Legionella, Salmonella, etc.). That is, the catalyst (or catalyst layer) only needs to have a function of decomposing attached contaminants (for example, organic substances) or preventing (or suppressing) the attachment of contaminants. By exhibiting the function, antifouling, antibacterial, deodorizing and the like can be expressed on the base material. In addition, although contaminants such as the organic substances (such as seasonings) are artificially attached contaminants, in the present invention, even if they adhere to the base material (catalyst layer), they can be removed very easily by wiping or the like. Is possible.

そのため、本発明には、前記触媒層(前記触媒を含む触媒層)を基材に形成し、基材の汚染を抑制又は防止する方法も含まれる。なお、前記触媒の触媒作用を発揮するためには、前記基材(又は触媒層)に熱(又は熱エネルギー)を作用させる必要があるが、このような熱は、環境温度(例えば、10〜40℃、好ましくは15〜30℃程度)において基材に作用するエネルギー程度の熱エネルギーであればよいため、触媒作用を発揮させるために新たに加熱するなどの操作を必ずしも要しない。すなわち、前記基材に触媒層を形成すると、通常の環境温度(室温)において、汚染物質の分解又は付着防止機能を発揮する。   Therefore, the present invention also includes a method of forming or forming the catalyst layer (a catalyst layer containing the catalyst) on a substrate to suppress or prevent contamination of the substrate. In order to exert the catalytic action of the catalyst, it is necessary to apply heat (or thermal energy) to the base material (or the catalyst layer). The heat energy may be about the energy that acts on the substrate at 40 ° C., preferably about 15 to 30 ° C., and therefore, an operation such as a new heating is not necessarily required to exert the catalytic action. That is, when the catalyst layer is formed on the substrate, the function of preventing the decomposition or adhesion of contaminants is exhibited at a normal environmental temperature (room temperature).

特に、基材の汚染をより一層効率よく抑制又は防止するため、汚染物質が付着した触媒層を加熱処理してもよい。加熱処理により、付着した汚染物質をより効率よく除去できる。加熱処理において、加熱温度および加熱時間は、基材に付着した汚染物質の種類や量、基材の材質やバインダーの種類などに応じて適宜選択できる。なお、加熱処理は、基材を直接的に又は間接的に加熱(又は加温)することにより行うことができ、例えば、前記のように加熱源からの熱により直接的又は間接的に触媒層を加熱することもできる。   In particular, in order to more efficiently suppress or prevent the contamination of the base material, the catalyst layer to which the contaminant is attached may be heat-treated. By the heat treatment, attached contaminants can be removed more efficiently. In the heat treatment, the heating temperature and the heating time can be appropriately selected according to the type and amount of contaminants attached to the substrate, the material of the substrate, the type of binder, and the like. The heat treatment can be performed by heating (or heating) the substrate directly or indirectly, for example, directly or indirectly by the heat from the heating source as described above. Can also be heated.

以下、代表的なバインダーに関して、コーティング剤および触媒層の形成方法について詳述する。   Hereinafter, the formation method of a coating agent and a catalyst layer is explained in full detail regarding a typical binder.

(バインダー樹脂を含むコーティング剤および触媒層の形成方法)
バインダー樹脂としては、特に限定されず、種々の樹脂(熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂など)が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、オレフィン系樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体など)、スチレン系樹脂(例えば、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂など)、ポリエステル系樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリアルキレンアリレート又はこれらのコポリエステルなど)、ポリカーボネート系樹脂(ビスフェノールA型ポリカーボネートなど)、アクリル系樹脂(ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体など)、ハロゲン含有ビニル系樹脂(ポリ塩化ビニルなど)、ポリアミド系樹脂(ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド11、ポリアミド12など)、ポリアセタール系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリ(チオ)エーテル系樹脂(ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィドなど)、熱可塑性エラストマー(例えば、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性樹脂エラストマーなど)などが挙げられる。
(Coating agent containing binder resin and method for forming catalyst layer)
The binder resin is not particularly limited, and various resins (such as a thermoplastic resin and a thermosetting resin) can be used. Examples of the thermoplastic resin include olefin resins (for example, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene- (meth) acrylate copolymer), and styrene resin. (Eg, polystyrene, AS resin, ABS resin, etc.), polyester resins (eg, polyalkylene arylates such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, or copolyesters thereof), polycarbonate resins (eg, bisphenol A polycarbonate), acrylic Resin (polymethyl methacrylate, methyl methacrylate-styrene copolymer, etc.), halogen-containing vinyl resin (polyvinyl chloride, etc.), polyamide resin (polyamide 6, polyamide 66, polyamide) 10, polyamide 612, polyamide 11, polyamide 12, etc.), polyacetal resin, polysulfone resin, poly (thio) ether resin (polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, etc.), thermoplastic elastomer (for example, polyolefin thermoplastic elastomer, polystyrene) Based thermoplastic elastomers, polyvinyl chloride based thermoplastic elastomers, polyurethane based thermoplastic elastomers, polyester based thermoplastic elastomers, polyamide based thermoplastic resin elastomers, etc.).

熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、フラン樹脂、アミノ樹脂[尿素樹脂、メラミン樹脂など]、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などが例示できる。熱硬化性樹脂は初期縮合物であってもよい。   Examples of the thermosetting resin include phenol resin, furan resin, amino resin [urea resin, melamine resin, etc.], unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, epoxy resin, vinyl ester resin, polyurethane resin, silicone resin, polyimide resin. Etc. can be exemplified. The thermosetting resin may be an initial condensate.

これらの樹脂は、単独で又は二種以上を組み合わせてもよく、複数の樹脂で構成されたポリマーアロイ(高分子多成分系)であってもよい。   These resins may be used alone or in combination of two or more, and may be a polymer alloy (polymer multicomponent system) composed of a plurality of resins.

前記触媒とバインダー樹脂とを含むコーティング剤は、固体状であってもよく、液状であってもよい。通常、このようなコーティング剤は、触媒とバインダー樹脂と溶媒とで構成する場合が多い。溶媒としては、前記例示の溶媒などが挙げられる。   The coating agent containing the catalyst and the binder resin may be solid or liquid. Usually, such a coating agent is often composed of a catalyst, a binder resin, and a solvent. Examples of the solvent include those exemplified above.

バインダー樹脂を含むコーティング剤は、前記触媒とバインダー樹脂と(必要に応じて溶媒と)を混合することにより調製でき、例えば、バインダー樹脂を溶媒に溶解又は分散させ、得られた溶液又は分散液に前記触媒を分散させて調製してもよい。なお、溶液又は分散液は、スターラーなどを使用して攪拌しつつ調製してもよい。   The coating agent containing the binder resin can be prepared by mixing the catalyst, the binder resin, and (if necessary, a solvent). For example, the binder resin is dissolved or dispersed in the solvent, and the resulting solution or dispersion is used. The catalyst may be prepared by dispersing. In addition, you may prepare a solution or a dispersion liquid, stirring using a stirrer etc.

前記触媒の割合は、バインダー樹脂100重量部に対して、例えば、5〜150重量部、好ましくは10〜100重量部、さらに好ましくは20〜80重量部程度であってもよい。このような割合でコーティング剤を構成すると、基材表面に、触媒を効率よく析出及び固定させることができる。   The ratio of the catalyst may be, for example, 5 to 150 parts by weight, preferably 10 to 100 parts by weight, and more preferably about 20 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. If a coating agent is comprised in such a ratio, a catalyst can be efficiently deposited and fixed on the substrate surface.

バインダー樹脂を含むコーティング剤のコーティングには、慣用のコーティング法、例えば、ロールコーティング法、ディップコーティング法、バーコーティング法、ノズルコーティング法、ダイコーティング法、スプレーコーティング法、スピンコーティング法、カーテンコーティング法、フローコーティング法、スクリーン印刷、グラビア印刷、曲面印刷などを採用できる。   For coating of a coating agent containing a binder resin, conventional coating methods such as roll coating method, dip coating method, bar coating method, nozzle coating method, die coating method, spray coating method, spin coating method, curtain coating method, Flow coating, screen printing, gravure printing, curved surface printing, etc. can be employed.

なお、コーティング後、通常、適当な温度(例えば、50〜150℃、好ましくは80〜120℃程度)で乾燥することにより溶媒を除去(脱溶媒)して基材に触媒層を形成できる。   After the coating, the catalyst layer can be usually formed on the substrate by removing (desolving) the solvent by drying at an appropriate temperature (for example, about 50 to 150 ° C., preferably about 80 to 120 ° C.).

(加水分解縮合性化合物を含むコーティング剤および触媒層の形成方法)
加水分解縮合性化合物としては、例えば、ケイ素アルコキシド類(アルコキシシラン類)、アルミニウムアルコキシド類(例えば、トリメトキシアルミネートなどのトリC1-4アルコキシアルミネートなど)、チタンアルコキシド類(例えば、テトラメトキシチタネート、テトラエトキシチタネート、テトラプロポキシチタネートなどのジ乃至テトラC1-4アルコキシチタネート類)などが挙げられる。
(Method of forming coating agent and catalyst layer containing hydrolytic condensable compound)
Examples of the hydrolytic condensable compound include silicon alkoxides (alkoxysilanes), aluminum alkoxides (for example, tri-C 1-4 alkoxyaluminates such as trimethoxyaluminate), titanium alkoxides (for example, tetramethoxy). And di- to tetra-C 1-4 alkoxy titanates such as titanate, tetraethoxy titanate and tetrapropoxy titanate).

好ましい加水分解縮合性化合物には、アルコキシシラン類が挙げられる。アルコキシシラン類としては、例えば、ジアルコキシシラン類[例えば、ジアルキルジC1-4アルコキシシラン(例えば、ジメチルジメトキシシランなど)、ジアリールジC1-4アルコキシシラン(例えば、ジフェニルジメトキシシランなど)、官能基を有するジC1-4アルコキシシラン(例えば、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルジメトキシメチルシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシランなど)など]、トリアルコキシシラン類[例えば、トリC1-4アルコキシシラン(例えば、トリメトキシシランなど)、アルキルトリC1-4アルコキシシラン(例えば、メチルトリメトキシシランなど)、アリールトリC1-4アルコキシシラン(例えば、フェニルトリメトキシシランなど)、官能基を有するトリC1-4アルコキシシラン(例えば、2−アミノエチルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシランなど)など]、テトラアルコキシシラン類[例えば、テトラC1-4アルコキシシラン(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、テトラブトキシシランなど)など]、これらのアルコキシシランが縮合した縮合物(部分縮合物)又はオリゴマー(例えば、テトラアルコキシシラン類のオリゴマー(例えば、2〜10量体)など)などが挙げられる。加水分解縮合性化合物は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。 Preferred hydrolytic condensable compounds include alkoxysilanes. Examples of alkoxysilanes include dialkoxysilanes [eg, dialkyldiC 1-4 alkoxysilanes (eg, dimethyldimethoxysilane), diaryldiC 1-4 alkoxysilanes (eg, diphenyldimethoxysilane), and functional groups. Having di-C 1-4 alkoxysilane (for example, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, vinyldimethoxymethylsilane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, etc.)], trialkoxy silanes [e.g., tri C 1-4 alkoxy silane (e.g., trimethoxysilane, etc.), alkyl tri C 1-4 alkoxy silane (e.g., methyl trimethoxy silane), Arirutori C 1-4 alkoxysilane (e.g., phenylene Such as trimethoxysilane), tri C 1-4 alkoxysilane having a functional group (e.g., 2-aminoethyl trimethoxy silane, 3-mercaptopropyl trimethoxysilane, vinyl trimethoxysilane, 3- (meth) acryloxy propyl trimethoxy Methoxysilane, etc.], tetraalkoxysilanes [eg, tetra C 1-4 alkoxysilane (tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, etc.), etc., condensation resulting from condensation of these alkoxysilanes Products (partial condensates) or oligomers (eg, oligomers of tetraalkoxysilanes (eg, 2-10 mer)). The hydrolytic condensable compounds may be used alone or in combination of two or more.

加水分解縮合性化合物を含むコーティング剤は、加水分解縮合によるゾル・ゲル法により基材表面にコーティング層を形成する。そのため、前記コーティング剤は、加水分解縮合性化合物に加えて、通常、他の成分[例えば、水、均質なコーティング液を調製するための溶媒(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類;エチレングリコールなどのグリコール類;エチレンオキシド、トリエタノールアミン、キシレンなどの有機溶媒)、加水分解を促進するための触媒(例えば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ素酸などの酸触媒;アンモニアなどの塩基触媒など)、重縮合物を安定化(重合停止)させるための安定化剤(例えば、アセチルアセトン、アセトン、酢酸エチルなど)など]を含んでいてもよい。これらの他の成分は、単独で又は2種以上組みあわせてもよい。このような成分と加水分解縮合性化合物とを混合すると、加水分解縮合性化合物の加水分解および縮合反応により、加水分解縮合性化合物の重縮合物(予備縮合物)がゾル溶液として得られる。   The coating agent containing a hydrolytic condensable compound forms a coating layer on the substrate surface by a sol-gel method by hydrolytic condensation. Therefore, in addition to the hydrolytic condensable compound, the coating agent usually contains other components [for example, water, a solvent for preparing a homogeneous coating solution (for example, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol). Glycols such as ethylene glycol; organic solvents such as ethylene oxide, triethanolamine and xylene), catalysts for promoting hydrolysis (for example, acid catalysts such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and fluoric acid); base catalysts such as ammonia Etc.) and a stabilizer (eg, acetylacetone, acetone, ethyl acetate, etc.) for stabilizing (polymerization termination) the polycondensate may be included. These other components may be used alone or in combination of two or more. When such a component and the hydrolytic condensable compound are mixed, a polycondensate (precondensate) of the hydrolytic condensable compound is obtained as a sol solution by hydrolysis and condensation reaction of the hydrolytic condensable compound.

前記コーティング液は、触媒と、加水分解縮合性化合物と[通常、他の成分(水、アルコール類、酸触媒など)と]を混合することにより調製でき、例えば、加水分解縮合性化合物と他の成分(水、アルコール類、酸触媒など)とを混合して予備縮合物を含むゾル溶液を調製し、このゾル溶液と前記触媒とを混合(及び分散)することにより調製してもよい。前記ゾル溶液と触媒との混合は、ゾル溶液と前記触媒を他の溶媒に混合することにより行ってもよい。なお、ゾル溶液と触媒との混合及び分散は、慣用の混合機又は分散機(例えば、スターラ、マグネチックスターラ、ペイントシェーカー、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、サンドミル、3本ロール、ニーダーなど)を用いて行うことができる。混合時間は、混合機又は分散機の種類などに応じて適宜調整できる。   The coating liquid can be prepared by mixing a catalyst, a hydrolytic condensable compound, and [usually other components (water, alcohols, acid catalyst, etc.)]. It may be prepared by mixing components (water, alcohols, acid catalyst, etc.) to prepare a sol solution containing a precondensate, and mixing (and dispersing) the sol solution and the catalyst. The sol solution and the catalyst may be mixed by mixing the sol solution and the catalyst with another solvent. In addition, mixing and dispersion | distribution of a sol solution and a catalyst are performed using a conventional mixer or disperser (for example, a stirrer, a magnetic stirrer, a paint shaker, a homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a sand mill, a three roll, a kneader, etc.). It can be carried out. The mixing time can be appropriately adjusted according to the type of the mixer or disperser.

前記触媒の割合は、加水分解縮合性化合物100重量部に対して、例えば、5〜150重量部、好ましくは10〜100重量部、さらに好ましくは20〜80重量部程度であってもよい。このような割合でコーティング剤を構成すると、基材表面に、触媒を効率よく析出及び固定させることができる。   The ratio of the catalyst may be, for example, 5 to 150 parts by weight, preferably 10 to 100 parts by weight, and more preferably about 20 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the hydrolytic condensable compound. If a coating agent is comprised in such a ratio, a catalyst can be efficiently deposited and fixed on the substrate surface.

前記コーティング液のコーティング方法としては、前記と同様の慣用の方法が利用できる。そして、コーティング後、適当な温度(例えば、室温)下で加水分解縮合を進行させ、加水分解縮合性化合物の縮合物を含む触媒層を基材に形成できる。なお、加水分解縮合反応を促進するため、コーティング後の基板に加熱処理を施してもよい。加熱処理において、加熱処理温度は、例えば、80〜800℃、好ましくは150〜700℃、さらに好ましくは300〜600℃程度であってもよく、加熱時間は、例えば、5分以上(例えば、10分〜5時間)程度、好ましくは20分以上(例えば、30分〜3時間程度)であってもよい。   As the coating method of the coating liquid, the same conventional method as described above can be used. Then, after coating, hydrolytic condensation proceeds at an appropriate temperature (for example, room temperature), and a catalyst layer containing a condensate of the hydrolytic condensable compound can be formed on the substrate. In addition, in order to accelerate | stimulate a hydrolysis condensation reaction, you may heat-process the board | substrate after coating. In the heat treatment, the heat treatment temperature may be, for example, about 80 to 800 ° C., preferably about 150 to 700 ° C., more preferably about 300 to 600 ° C., and the heating time may be, for example, 5 minutes or more (for example, 10 Minutes to 5 hours), preferably 20 minutes or more (for example, about 30 minutes to 3 hours).

(釉薬を含むコーティング剤および触媒層の形成方法)
釉薬とは、陶磁器、金属などの表面にガラス層を形成するために用いられるガラス成分(又はその組成物)である。ガラス成分としては、基材の種類に応じて適宜選択でき、例えば、ケイ酸質成分(二酸化ケイ素)、アルミナ質成分(Al23)、カルシウム成分(CaOなど)、ナトリウム成分(Na2Oなど)、ホウ素成分(B23など)、カリウム成分(K2Oなど)などが挙げられる。釉薬は、ガラス成分を含む鉱物(例えば、ケイ石、長石など)の形態でこれらのガラス成分を含んでいてもよい。これらのガラス成分は、単独で又は2種以上組みあわせてもよい。なお、釉薬は、着色釉薬であってもよい。釉薬は、ガラス質成分に加えて、釉薬に添加される慣用の成分、例えば、粘土、炭酸アンモニウム、密着剤(酸化コバルトなど)、水などを含んでいてもよい。
(Coating agent containing glaze and method for forming catalyst layer)
A glaze is a glass component (or a composition thereof) used to form a glass layer on the surface of ceramics, metal or the like. As the glass component can be appropriately selected depending on the type of substrate, for example, siliceous component (silicon dioxide), alumina component (Al 2 O 3), calcium component (CaO, etc.), sodium component (Na 2 O Etc.), boron components (such as B 2 O 3 ), potassium components (such as K 2 O) and the like. The glaze may contain these glass components in the form of minerals containing glass components (eg, silica, feldspar, etc.). These glass components may be used alone or in combination of two or more. The glaze may be a colored glaze. The glaze may contain, in addition to the vitreous component, conventional components added to the glaze, such as clay, ammonium carbonate, an adhesive (such as cobalt oxide), and water.

ガラス成分の形状は、粉粒状などであってもよく、フリット状であってもよい。通常、前記コーティング液を基材(例えば、基材のうち、コンロの天板、コンロの五徳など)にホーローコーティング(ホーローびき)する場合、釉薬(ホーローぐすり)は、フリット状のガラス成分で構成する場合が多い。   The glass component may be in the form of powder or frit. Usually, when enamel coating is applied to the base material (for example, the top plate of a stove, the virtues of a stove among the base materials), the glaze is a frit-like glass component. Often configured.

釉薬を含むコーティング剤は、前記触媒と釉薬(ガラス成分および粘土などの他の成分など)とを混合することにより調製できる。混合は、慣用の釉薬調製方法に準じて行うことができ、例えば、ホーローコーティング用のコーティング液は、溶媒(例えば、水)と、前記触媒と、フリット状の釉薬とをスターラーなどを用いて攪拌しつつ混合することにより調製できる。   The coating agent containing glaze can be prepared by mixing the catalyst and glaze (such as glass components and other components such as clay). Mixing can be carried out in accordance with a conventional glaze preparation method. For example, a coating liquid for enamel coating stirs a solvent (for example, water), the catalyst, and a fritted glaze using a stirrer or the like. However, it can be prepared by mixing.

前記触媒の割合は、釉薬(又はガラス成分又は釉薬の固形分)100重量部に対して、例えば、3〜50重量部、好ましくは5〜40重量部、さらに好ましくは10〜30重量部程度であってもよい。このような割合でコーティング剤を構成すると、基材表面に、触媒を効率よく析出及び固定させることができる。   The ratio of the catalyst is, for example, 3 to 50 parts by weight, preferably 5 to 40 parts by weight, and more preferably about 10 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the glaze (or the solid content of the glass component or glaze). There may be. If a coating agent is comprised in such a ratio, a catalyst can be efficiently deposited and fixed on the substrate surface.

釉薬を含むコーティング液のコーティング方法としては、特に限定されず慣用の方法が利用できる。このようなコーティング剤をコーティングする基材の部分としては、例えば、鋼(ステンレスなど)などの金属、ガラスなどが挙げられ、具体的な基材(又は基材のコーティング箇所)としては、例えば、調理機器の金属部分(例えば、コンロの天板、コンロの五徳など)などが挙げられる。また、釉薬を含むコーティング液を複数回コーティングしてもよく、例えば、基材にしたぐすりとして触媒層を形成した後、さらにうわぐすりとして触媒層を形成してもよい。また、釉薬を含むコーティング剤をコーティングしたのち、通常、焼成処理(加熱処理)により釉薬の焼き付けを行って、触媒層を形成する。焼成処理において、焼成温度(加熱温度)は、ガラス成分の種類などに応じて、例えば、300〜1500℃、好ましくは500〜1200℃、さらに好ましくは700〜1000℃(例えば、770〜850℃)程度であってもよく、加熱時間は、例えば、10秒以上(例えば、20秒〜1時間)、好ましくは30秒以上(例えば、1〜30分程度)であってもよい。なお、焼成に先立って、コーティング後の基材を乾燥(通常、脱水)してもよい。脱水は、所定の時間(例えば、1〜2時間程度)、加温下(例えば、40〜100℃程度)で行ってもよい。   A coating method for the coating liquid containing the glaze is not particularly limited, and a conventional method can be used. Examples of the part of the base material to be coated with such a coating agent include metals such as steel (such as stainless steel), glass, and the like. Specific examples of the base material (or coating part of the base material) include, for example, A metal part of a cooking appliance (for example, a top plate of a stove, a virtues of a stove, etc.) can be used. Moreover, the coating liquid containing the glaze may be coated a plurality of times. For example, after forming the catalyst layer as a paste on the substrate, the catalyst layer may be further formed as a glaze. Moreover, after coating the coating agent containing a glaze, normally, a glaze is baked by baking processing (heat processing), and a catalyst layer is formed. In the firing treatment, the firing temperature (heating temperature) is, for example, 300 to 1500 ° C., preferably 500 to 1200 ° C., more preferably 700 to 1000 ° C. (for example, 770 to 850 ° C.), depending on the type of glass component. The heating time may be, for example, 10 seconds or longer (for example, 20 seconds to 1 hour), preferably 30 seconds or longer (for example, about 1 to 30 minutes). Prior to firing, the coated substrate may be dried (usually dehydrated). The dehydration may be performed for a predetermined time (for example, about 1 to 2 hours) under heating (for example, about 40 to 100 ° C.).

(塗料を含むコーティング剤および触媒層の形成方法)
塗料としては、例えば、油性塗料(例えば、油性ペイント、油性エナメルなど)、合成樹脂塗料(例えば、アルキド樹脂塗料、アミノ樹脂塗料、フェノール樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、ポリウレタン樹脂塗料、不飽和ポリエステル樹脂塗料、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂塗料、ポリビニルブチラール樹脂塗料、アクリル樹脂塗料など)、セルロース誘導体塗料(例えば、ニトロセルロースを塗膜成分とする塗料など)、酒精塗料(例えば、ロジンなどの天然樹脂の溶剤溶解物をビヒクルとする塗料など)、水性塗料(例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体などの樹脂粒子が水に懸濁したエマルジョン塗料)などが挙げられる。これらの塗料は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。なお、塗料は、粉体塗料であってもよい。
(Coating agent containing paint and method for forming catalyst layer)
Examples of the paint include oil-based paints (for example, oil-based paints, oil-based enamels), synthetic resin paints (for example, alkyd resin paints, amino resin paints, phenol resin paints, epoxy resin paints, polyurethane resin paints, unsaturated polyester resin paints). , Vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin paint, polyvinyl butyral resin paint, acrylic resin paint, etc.), cellulose derivative paint (eg, paint containing nitrocellulose as a coating component), alcoholic paint (eg, natural resin such as rosin) And a water-based paint (for example, an emulsion paint in which resin particles such as polyvinyl acetate, polystyrene, and styrene-butadiene copolymer are suspended in water). These paints may be used alone or in combination of two or more. The paint may be a powder paint.

なお、塗料は、塗膜形成成分(乾性油、合成樹脂、天然樹脂、セルロース誘導体など)に加えて、塗料に添加される慣用の成分、例えば、添加剤(顔料、可塑剤、顔料分散剤、乳化剤、増粘剤など)、溶剤(前記例示の溶媒など)などを含んでいてもよい。   In addition to coating film forming components (drying oil, synthetic resin, natural resin, cellulose derivative, etc.), the paint is a conventional component added to the paint, for example, additives (pigments, plasticizers, pigment dispersants, Emulsifiers, thickeners, etc.), solvents (such as the solvents exemplified above) and the like.

前記触媒の割合は、塗料の塗膜形成成分(又は塗料の固形分)100重量部に対して、例えば、5〜150重量部、好ましくは10〜100重量部、さらに好ましくは20〜80重量部程度であってもよい。このような割合でコーティング剤を構成すると、基材に対する塗膜の密着性および塗膜の平滑性を保持しつつ、基材表面に、触媒を効率よく析出及び固定させることができる。   The ratio of the catalyst is, for example, 5 to 150 parts by weight, preferably 10 to 100 parts by weight, and more preferably 20 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the coating film forming component (or the solid content of the paint). It may be a degree. If a coating agent is comprised in such a ratio, a catalyst can be efficiently deposited and fixed on the substrate surface while maintaining the adhesion of the coating film to the substrate and the smoothness of the coating film.

塗料を含むコーティング剤は、前記触媒と塗料(塗膜形成成分、添加剤および溶剤など)とを混合することにより調製できる。混合は、ペイントシェーカーなどの分散又は混合機を用いて前記触媒を分散させることにより行ってもよい。   The coating agent containing the paint can be prepared by mixing the catalyst and the paint (coating film forming component, additive, solvent, etc.). The mixing may be performed by dispersing the catalyst using a dispersion such as a paint shaker or a mixer.

なお、塗料を含むコーティング剤のコーティング方法としては、慣用の方法(前記バインダー樹脂の項で例示の方法など)が利用できる。なお、コーティング剤をコーティングする基材としては、例えば、鋼板(ダル鋼板など)などの金属板などが挙げられる。コーティング後の基材には、塗料の硬化を促進して強固な塗膜を形成するため加熱処理を施してもよい。   In addition, as a coating method of the coating agent containing a paint, a conventional method (such as the method exemplified in the section of the binder resin) can be used. In addition, as a base material which coats a coating agent, metal plates, such as a steel plate (Dal steel plate etc.), etc. are mentioned, for example. The substrate after coating may be subjected to heat treatment in order to accelerate the curing of the paint and form a strong coating film.

本発明では、熱により、酸化及び/又は還元作用を発揮する触媒を利用することにより、光の有無にかかわらず、基材に抗菌、消臭、防汚効果を付与できる。例えば、汚染物質が付着しやすく、かつ汚染物質の除去に手間がかかる機器(例えば、ガスコンロなど)に本発明のコーティング方法を適用すると、汚染物質が付着した後であっても、前記触媒の酸化及び/又は還元作用に伴う分解機能により、拭き取りなどで容易に汚染物質を除去でき、効率よく汚染を抑制又は防止できる。また、水(温水、冷却水など)を流通させる配管(配管系統)の内面に本発明の方法を適用すると、触媒の酸化/及び還元作用により配管に対する微生物(レジオネラ菌など)の付着を抑制又は防止でき、優れた抗菌作用を配管に付与でき、配管系統のメンテナンスを著しく簡略化できる。   In the present invention, an antibacterial, deodorant, and antifouling effect can be imparted to a substrate regardless of the presence or absence of light by using a catalyst that exhibits an oxidizing and / or reducing action by heat. For example, when the coating method of the present invention is applied to an apparatus (for example, a gas stove) that easily adheres to pollutants and takes time to remove the pollutants, the catalyst is oxidized even after the pollutants are attached. In addition, due to the decomposition function associated with the reducing action, the contaminants can be easily removed by wiping, etc., and the contamination can be efficiently suppressed or prevented. Further, when the method of the present invention is applied to the inner surface of a pipe (pipe system) through which water (warm water, cooling water, etc.) flows, the oxidation / reduction action of the catalyst suppresses the adhesion of microorganisms (Legionella bacteria, etc.) to the pipe. It can prevent, and can give an excellent antibacterial action to the piping, and can greatly simplify the maintenance of the piping system.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
器物用下釉に使用されるフリット90重量部と、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、亜鉛およびカリウムを含む触媒粉末(ケイ素/アルミニウム/チタン/スズ/亜鉛/カリウム(重量比)=1/0.4/1.4/1.1/0.01/0.01、粒径10〜100nm程度の粉末状)10重量部と、水とをスターラーを用いて混合し、コーティング液(分散液)を調製した。このコーティング液を五徳に滴下することにより塗布し、60℃で1時間乾燥して脱水し、840℃で3分間熱処理(焼成)することにより、五徳と同じ材質(低炭素鋼)のテストピースにホーローコーティングを施した。
Example 1
A catalyst powder containing silicon, aluminum, titanium, tin, zinc and potassium (silicon / aluminum / titanium / tin / zinc / potassium (weight ratio) = 1 / 0.0. 4 / 1.4 / 1.1 / 0.01 / 0.01, powder having a particle size of about 10 to 100 nm) and 10 parts by weight of water are mixed using a stirrer, and a coating liquid (dispersion) is prepared. Prepared. This coating solution is applied by dripping onto the virtues, dried at 60 ° C for 1 hour, dehydrated, and heat-treated (fired) at 840 ° C for 3 minutes, to a test piece of the same material (low carbon steel) as the virtues. Enamel coating was applied.

さらに、ホーローコーティングを施したテストピースに、五徳用途で予想される汚れ成分(調味料、および油の混合物)を滴下して付着させたのち、250℃で熱処理した。   Further, a soil component (a mixture of a seasoning and an oil) expected to be used in Gotoku was dropped onto a test piece that had been subjected to enamel coating, and then heat treated at 250 ° C.

そして、先端に金属ヘラをつけた置針式テンションゲージ(大場計器(株)製、商品名「AG3060」)を使用し、汚れ成分の取れやすさを評価した。すなわち、前記金属ヘラを、テストピースに付着した汚れ成分に接触させて、徐々に荷重を増加させていったところ、5Nで汚れ成分がほぼ除去された。図1に、金属ヘラを接触させる前のテストピースの写真(評価前)および汚れ成分が除去された後のテストピースの写真(評価後)をあわせて示す。   Then, using an in-place type tension gauge (made by Oba Keiki Co., Ltd., trade name “AG3060”) with a metal spatula attached to the tip, the ease of removal of dirt components was evaluated. That is, when the load was gradually increased by bringing the metal spatula into contact with the dirt component adhering to the test piece, the dirt component was almost removed at 5N. FIG. 1 shows a photograph of a test piece before contact with a metal spatula (before evaluation) and a photograph of a test piece after removal of dirt components (after evaluation).

(実施例2)
器物用下釉に使用されるフリット80重量部と、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、亜鉛およびカリウムを含む触媒粉末(ケイ素/アルミニウム/チタン/スズ/亜鉛/カリウム(重量比)=1/0.4/1.4/1.1/0.01/0.01、粒径10〜100nm程度の粉末状)20重量部と、水とをスターラーを用いて混合し、コーティング液(分散液)を調製した。このコーティング液を五徳に滴下することにより塗布し、60℃で1時間乾燥して脱水し、780℃で3分間熱処理(焼成)することにより、五徳と同じ材質(低炭素鋼)のテストピースにホーローコーティングを施した。
(Example 2)
80 parts by weight of a frit used for a container for a container and a catalyst powder containing silicon, aluminum, titanium, tin, zinc and potassium (silicon / aluminum / titanium / tin / zinc / potassium (weight ratio) = 1/0. 4 / 1.4 / 1.1 / 0.01 / 0.01, powder having a particle size of about 10 to 100 nm) and 20 parts by weight are mixed with water using a stirrer, and a coating liquid (dispersion) is prepared. Prepared. This coating solution is applied by dripping onto the virtues, dried at 60 ° C for 1 hour, dehydrated, and heat-treated (fired) at 780 ° C for 3 minutes to form a test piece of the same material (low carbon steel) as the virtues. Enamel coating was applied.

そして、実施例1と同様にしてテストピースに汚れ成分を付着させ、熱処理し、汚れ成分のとれやすさを評価したところと、荷重5Nで汚れ成分がほぼ除去された。   Then, in the same manner as in Example 1, the soil component was adhered to the test piece, heat-treated, and the ease of removal of the soil component was evaluated. The soil component was almost removed with a load of 5N.

(比較例1)
触媒粉末を使用しないこと以外は、実施例1と同条件で汚れ成分を付着させ、汚れ成分のとれやすさを評価したところ、20Nまで荷重を増加させても汚れ成分を除去することはできなかった。図2に、金属ヘラを接触させる前のテストピースの写真(評価前)および20Nの荷重を作用させた後のテストピースの写真(評価後)をあわせて示す。
(Comparative Example 1)
Except for not using catalyst powder, the dirt component was adhered under the same conditions as in Example 1, and the ease of removal of the dirt component was evaluated. The dirt component could not be removed even when the load was increased to 20N. It was. FIG. 2 also shows a photograph of the test piece before contact with the metal spatula (before evaluation) and a photograph of the test piece after the load of 20 N is applied (after evaluation).

(実施例3)
テトラアルコキシシランの縮合物(日本曹達(株)製、)50重量部と、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、亜鉛およびカリウムを含む触媒粉末(ケイ素/アルミニウム/チタン/スズ/亜鉛/カリウム(重量比)=1/0.4/1.4/1.1/0.01/0.01、粒径10〜100nm程度の粉末状)50重量部と、水とをスターラーを用いて混合し、コーティング液(分散液)を調製した。このコーティング液をガスガラストップコンロの天板表面に塗布し、500℃で1時間熱処理することにより、天板表面に触媒層を形成した。
(Example 3)
50 parts by weight of a tetraalkoxysilane condensate (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) and catalyst powder containing silicon, aluminum, titanium, tin, zinc and potassium (silicon / aluminum / titanium / tin / zinc / potassium (weight ratio) ) = 1 / 0.4 / 1.4 / 1.1 / 0.01 / 0.01, powder form having a particle size of about 10 to 100 nm) 50 parts by weight and water are mixed using a stirrer and coated. A liquid (dispersion) was prepared. This coating solution was applied to the top surface of the gas glass top stove and heat-treated at 500 ° C. for 1 hour to form a catalyst layer on the top surface.

さらに、天板表面の触媒層を形成した部分に、汚れ成分(調味料、および油の混合物)を滴下して付着させたのち、汚れ成分が付着した部分を温度250℃で熱処理した。   Further, after the soil component (mixture of seasoning and oil) was dropped onto the portion of the top plate where the catalyst layer was formed, the portion to which the soil component was adhered was heat-treated at a temperature of 250 ° C.

そして、熱処理後のガスガラストップコンロを、暗所に一週間放置した後、濡れタオルで天板表面に付着した汚れ成分を拭き取ったところ、容易に汚れを除去することができた。   And after leaving the heat-treated gas glass top stove in a dark place for one week and then wiping off the dirt component adhering to the top plate surface with a wet towel, the dirt could be easily removed.

(比較例2)
天板表面に触媒層を形成しなかった以外は、実施例3と同様にして、汚れ成分を付着させて熱処理し、暗所に一週間放置した後、濡れタオルで汚れを拭き取ったところ、容易に汚れを除去することができず、汚れ成分が表面に残った状態であった。
(Comparative Example 2)
Except that the catalyst layer was not formed on the top surface, the soil component was adhered and heat-treated in the same manner as in Example 3, and after leaving it in the dark for one week, the stain was wiped off with a wet towel. In this case, the dirt could not be removed, and the dirt component remained on the surface.

(実施例4)
ポリカーボネート(帝人化成(株)製、商品名「パンライトL−1225−L」)50重量部を、ジクロロメタンに溶解させ、得られた溶液に、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、亜鉛およびカリウムを含む触媒粉末(ケイ素/アルミニウム/チタン/スズ/亜鉛/カリウム(重量比)=1/0.4/1.4/1.1/0.01/0.01、粒径10〜100nm程度の粉末状)50重量部を混合し、コーティング液(分散液)を調製した。このコーティング液を、100冷凍トンの吸収式冷温水機の冷却水配管系統の配管内面(配管内壁)に塗布したのち、乾燥して溶媒を除去(脱溶媒)することにより、配管内面に触媒層を形成した。
Example 4
50 parts by weight of polycarbonate (manufactured by Teijin Chemicals Ltd., trade name “Panlite L-1225-L”) is dissolved in dichloromethane, and the resulting solution contains silicon, aluminum, titanium, tin, zinc and potassium. Catalyst powder (silicon / aluminum / titanium / tin / zinc / potassium (weight ratio) = 1 / 0.4 / 1.4 / 1.1 / 0.01 / 0.01, powder form having a particle size of about 10 to 100 nm ) 50 parts by weight were mixed to prepare a coating liquid (dispersion). The coating liquid is applied to the inner surface (inner wall of the piping) of the cooling water piping system of the absorption chiller / heater of 100 refrigeration tons, and then dried to remove the solvent (desolvent), thereby removing the catalyst layer on the inner surface of the piping. Formed.

触媒層を形成したのち、前記吸収式冷温水機を運転させ、前記触媒層を形成した配管に1年間水を流通し続けたのち、配管内面を観察したところ、配管内面へのスライム形成は肉眼では確認できなかった。   After forming the catalyst layer, the absorption chiller / heater was operated, and water was circulated through the piping on which the catalyst layer was formed for one year. After observing the inner surface of the piping, slime formation on the inner surface of the piping was visually observed. It was not possible to confirm.

(比較例3)
配管内面に触媒層を形成しなかった以外は、実施例4と同様にして吸収式冷温水機を1年間運転し、配管内面を観察したところ、配管内面に肉眼ではっきりと確認できる程度にスライムが形成されていた。
(Comparative Example 3)
Except that no catalyst layer was formed on the inner surface of the pipe, the absorption chiller / heater was operated for one year in the same manner as in Example 4 and the inner surface of the pipe was observed. Was formed.

図1は、実施例1において、金属ヘラを接触させる前のテストピースの写真(評価前)および汚れ成分が除去された後のテストピースの写真(評価後)である。FIG. 1 is a photograph of a test piece before contact with a metal spatula (before evaluation) and a photograph of a test piece after removal of dirt components (after evaluation) in Example 1. 図2は、比較例1において、金属ヘラを接触させる前のテストピースの写真(評価前)および20Nの荷重を作用させた後のテストピースの写真(評価後)である。FIG. 2 is a photograph of a test piece before contact with a metal spatula (before evaluation) and a photograph of a test piece after a load of 20 N is applied (after evaluation) in Comparative Example 1.

Claims (9)

熱により酸化及び/又は還元作用を発揮する触媒を含むコーティング剤を基材に塗布し、前記触媒を含む触媒層を基材に形成する方法であって、前記触媒が、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、および亜鉛から選択された少なくとも1種の元素と、カリウムとを少なくとも含む触媒である触媒層の形成方法。   A method of applying a coating agent containing a catalyst that exhibits oxidation and / or reduction action by heat to a substrate, and forming a catalyst layer containing the catalyst on the substrate, wherein the catalyst is silicon, aluminum, titanium, A method for forming a catalyst layer, which is a catalyst containing at least one element selected from tin and zinc and potassium. 触媒が、原子換算で、ケイ素/アルミニウム/チタン/スズ/亜鉛/カリウム(重量比)=1/0.05〜1/0.01〜2.5/0.001〜2/0.003〜0.3/0.003〜0.3の割合でケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、亜鉛、およびカリウムを含む触媒である請求項1記載の方法。   The catalyst is, in terms of atoms, silicon / aluminum / titanium / tin / zinc / potassium (weight ratio) = 1 / 0.05 to 1 / 0.01 to 2.5 / 0.001 to 2 / 0.003 to 0. The process of claim 1 which is a catalyst comprising silicon, aluminum, titanium, tin, zinc, and potassium in a ratio of .3 / 0.003-0.3. コーティング剤が、触媒と、バインダー樹脂、加水分解縮合性化合物、釉薬および塗料から選択された少なくとも1種のバインダーとで構成されている請求項1又は2記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the coating agent comprises a catalyst and at least one binder selected from binder resins, hydrolytic condensable compounds, glazes and paints. コーティング剤における触媒の割合が、バインダー100重量部に対して10〜100重量部である請求項3記載の方法。   The method according to claim 3, wherein the ratio of the catalyst in the coating agent is 10 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder. 屋内又は遮光下で使用される基材に触媒層を形成する請求項1〜4のいずれか1項記載の方法。   The method of any one of Claims 1-4 which forms a catalyst layer in the base material used indoors or under light-shielding. 基材のうち、加熱源の近傍に触媒層を形成する請求項1〜5のいずれか1項記載の方法。   The method of any one of Claims 1-5 which forms a catalyst layer in the vicinity of a heat source among base materials. 基材としてのコンロのうち、コンロの天板、コンロの受け皿及び五徳から選択された少なくとも1つの部位に触媒層を形成する請求項1〜6のいずれか1項記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 6, wherein a catalyst layer is formed in at least one portion selected from a stove top plate, a stove pan and five virtues. 請求項1〜7のいずれか1項記載の方法により触媒層が形成された基材。   The base material with which the catalyst layer was formed by the method of any one of Claims 1-7. 請求項1〜7のいずれか1項記載の触媒層を基材に形成し、基材の汚染を抑制又は防止する方法。

A method for suppressing or preventing contamination of a substrate by forming the catalyst layer according to any one of claims 1 to 7 on a substrate.

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JP2019108565A (en) * 2017-12-15 2019-07-04 大阪瓦斯株式会社 Surface treatment method of metal member, and heat-resistant sintered coating

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