JP2007051263A - 超撥水・防汚・抗菌材料 - Google Patents
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Abstract
【課題】 可視光照射で防汚・抗菌機能を発現する長期耐久性超はっ水・防汚・抗菌材料の実現。
【解決手段】 ポリテトラフルオロエチレン粒子および可視光応答型窒素ドープ酸化チタン光触媒性粒子およびパーフルオロエチレンをフッ素樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはシリコン樹脂の中に分散させることにより、超はっ水性、防汚・抗菌性ならびに長期耐久性を実現させる。
【解決手段】 ポリテトラフルオロエチレン粒子および可視光応答型窒素ドープ酸化チタン光触媒性粒子およびパーフルオロエチレンをフッ素樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはシリコン樹脂の中に分散させることにより、超はっ水性、防汚・抗菌性ならびに長期耐久性を実現させる。
Description
本発明は、屋外や屋内で種々物品に付着する水をはじき表面の汚れや細菌を分解する超はっ水・防汚・抗菌材料に関する。
光触媒を用いた防汚材料に関しては、光触媒性酸化チタンを焼き付けたタイルやガラスが商品化され、良好な防汚性が報告されている。特開平１１−２５６１３４号公報には、この光触媒性酸化チタンを超はっ水材料中に分散させることにより、通常予想される光触媒酸化チタン添加量よりもはるかに少量の添加料で、超はっ水性と防汚性が実現できることが報告さてれている。しかしながら、この光触媒酸化チタンが光触媒性機能を発揮するためには、波長３８０ｎｍ以下の紫外線を照射する必要があるが、屋外での紫外線源である太陽光、屋内での紫外線源である蛍光灯においては、波長３８０ｎｍ以下の紫外線が含まれる割合は約３％程度にすぎず、照射した光の大部分が光触媒機能発揮に貢献しない、という欠点があった。
公開特許公報平１１−２５６１３４
本発明の目的は、可視光の照射により、超はっ水・防汚・抗菌機能を発現する複合材料を提供することにある。
本発明を概説すれば、本発明は、ポリテトラフルオロエチレン粒子および可視光応答型窒素ドープ酸化チタン光触媒性粒子およびパーフルオロエチレンをフッ素樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはシリコン樹脂の中に分散させることにより、超はっ水性、防汚・抗菌性ならびに長期耐久性を実現させたことを特徴とする複合材料に関するものである。ここでポリテトラフルオロエチレン粒子は、その低い表面エネルギーと表面凹凸効果により超はっ水性を実現する。フッ素樹脂、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂は、実用上不可欠な基盤との密着性を高める。パーフルオロエチレンは、通常のはっ水生材料の欠点である一旦水に浸水させればはっ水性が低下することを防ぐ。
可視光応答型窒素ドープ酸化チタン光触媒性粒子は、紫外線は無論のこと可視光照射によって光触媒機能を発現させ防汚・抗菌性を発揮する。これらの効果が相乗し、長期耐久性超はっ水・防汚・抗菌材料が実現する。
可視光応答型窒素ドープ酸化チタン光触媒性粒子は、紫外線は無論のこと可視光照射によって光触媒機能を発現させ防汚・抗菌性を発揮する。これらの効果が相乗し、長期耐久性超はっ水・防汚・抗菌材料が実現する。
本発明によれば、超はっ水材料に可視光光触媒を添加することにより、長期耐久性超はっ水・防汚・抗菌材料を提供することができる。本発明は屋内外の種々の建築物の内外装材、更には自動車、車両等の移動体の内外装材への適用に際しても高い超はっ水・防汚・抗菌効果を発現することができる。
例えば、マンションの室内の壁に付着する汚れは、壁表面を本発明の長期耐久性超はっ水・防汚・抗菌材料で被覆すれば、付着した汚れは、表面エネルギーの小さな超はっ水生表面を重力等によって表面を徐々に移動する。この時、汚れが移動する範囲内に油汚れを吸着する性質のある光触媒を最小限配置すれば、移動してきた汚れを分解除去することができる。さらにこの場合、光が紫外線である必要はなく蛍光灯の光によって光触媒機能が作動し、可視光光触媒酸化チタンに接触した汚れが分解する。このようにして、料理作成や喫煙などによって壁に付着した汚れは分解除去できる。
病院の病室、手術室、集中治療室あるいは病気に対する抵抗力や免疫機能の弱い老人が居住する老人ホームなどでは、汚れのみでなく病原菌の駆除が重要なことである。本発明の超はっ水・防汚・抗菌材料で、これらの建物の部屋の壁面を被覆すれば、病原菌の増殖原因である水分を除去できるのみでなく、仮に病原菌が壁面に生成しても、蛍光灯などの可視光により光触媒機能が作動し、病原菌が分解する。
以上の方法により、可視光光触媒の添加により、可視光照射下であっても防汚効果を発現することが可能となる。この場合は汚れの可能な範囲内に可視光光触媒粒子を必要最小限配置することが重要であるから、微細な可視光光触媒粒子が均一に分散している必要がある。光触媒粒子は平均粒径１００ｎｍ以下のものを用いるのが望ましい。同じ添加量で粒径を大きくするにつれて分散がまばらになることから汚れが移動しなくてはならない距離が増し、汚れ防止効果が低下する関係となる。
平均分子量８５００、平均粒径１μｍの四フッ化エチレン樹脂粉末８０ｗｔ％とフッ化ビニリデン樹脂にフッ化オイル（パーフルオロポリエーテル）を２ｗｔ％を加えた樹脂成分に、可視光応答型窒素ドープ酸化チタン光触媒性粒子を２．０ｗｔ％加えて酢酸ブチルで希釈し、ボールミルを用いて攪拌作製した。ここで、可視光応答型窒素ドープ酸化チタン光触媒性粒子は、三塩化チタンにアンモニア水を滴下することによって生成した沈殿物をろ過、蒸留水により洗浄後、８０℃で乾燥し、乳鉢により粉砕後、大気中で４００℃、１時間焼成することにより作成した。これらのフッ素樹脂塗料をエポキシ樹脂を主材料とするＦＲＰ板にスプレー塗装した。
実施例と同様の樹脂成分に可視光応答型窒素ドープ酸化チタン光触媒性粒子を添加しないで混合し塗料を作製し、ＦＲＰ板にスプレー塗装した。上記のサンプルについて初期接触角を測定したところ、実施例、比較例共に１５１°であった。またサラダオイルの接触角を計ったところ、いずれも１３９°であり、初期状態においては可視光応答型窒素ドープ酸化チタン光触媒性粒子の添加の有無に関わらず、いずれのサンプルもはっ水・はつ油性を発現していることがわかった。次に実施例、比較例の屋内暴露による表面の汚れの評価を行った。サンプルの暴露場所はビルの居室屋内１０μＷ／ｃｍ２の蛍光灯照射下で傾斜角４５°で行った。屋内暴露後３００日経過後、サンプルを目視観察すると酸化チタン無添加の比較例のサンプルは、汚れが認められたが、実施例１のサンプルでは可視光応答型窒素ドープ酸化チタン光触媒性粒子の添加により汚れが全く観測されなかった。
１：可視光照射によって光触媒機能を発現させ防汚・抗菌性を発現する可視光応答型窒素ドープ酸化チタン光触媒性粒子
２：超はっ水性を発現するポリテトラフルオロエチレン粒子
３：耐親水性を高め長期耐久性を実現するパーフルオロエチレン
４：密着性を高めるフッ素樹脂、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂
５：基盤
２：超はっ水性を発現するポリテトラフルオロエチレン粒子
３：耐親水性を高め長期耐久性を実現するパーフルオロエチレン
４：密着性を高めるフッ素樹脂、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂
５：基盤
Claims (1)
- ポリテトラフルオロエチレン粒子および可視光応答型窒素ドープ酸化チタン光触媒性粒子およびパーフルオロエチレンをフッ素樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはシリコン樹脂の中に分散させることにより、超はっ水性、防汚・抗菌性ならびに長期耐久性を実現させたことを特徴とする複合材料。
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