JP2008222853A - Photocatalytic coating composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光触媒コーティング組成物に関するものである。 The present invention relates to a photocatalytic coating composition.
最近では、耐汚染性や抗菌性に優れた光触媒機能を有する金属酸化物を配合した光触媒塗料が注目されている。 Recently, a photocatalyst coating containing a metal oxide having a photocatalytic function excellent in stain resistance and antibacterial properties has attracted attention.
また、建築物外壁や車体鋼板やテント地等の塗装に使用される塗料には、外観が良好で、雨筋汚れ等の汚れが付着し難い性質、つまり耐汚染性（環境汚染）を有していることが望まれている。 In addition, the paint used for the coating of building exterior walls, body steel plates, tents, etc. has a good appearance and is resistant to dirt such as rain-stain stains, that is, contamination resistance (environmental pollution). It is hoped that
そのために、耐汚染性や抗菌性を発現すると共に親水性に優れた光触媒機能を有する塗装材や表面処理材（以後まとめて塗料と称する）を有効に利用する方法が模索されている。一般に、光触媒機能を有する金属酸化物を塗料として配合する際には、環境汚れに対する光触媒機能を十分発揮するために、通常、親水性の樹脂バインダ（親水性ポリマー）が用いられている。 Therefore, a method for effectively using a coating material or a surface treatment material (hereinafter collectively referred to as a paint) having a photocatalytic function that exhibits stain resistance and antibacterial properties and is excellent in hydrophilicity is being sought. Generally, when a metal oxide having a photocatalytic function is blended as a paint, a hydrophilic resin binder (hydrophilic polymer) is usually used in order to sufficiently exhibit a photocatalytic function against environmental dirt.
また、光触媒機能は、激烈な酸化還元反応を励起して有機物を分解するために、塗料として配合する有機樹脂バインダをも分解し、塗膜が劣化して耐久性が劣るという問題があった。 Further, the photocatalytic function has a problem that the organic resin binder to be blended as a paint is also decomposed to excite a severe oxidation-reduction reaction and the coating film is deteriorated and durability is inferior.
そのために、光触媒塗料を配合する際には、シリカゾルあるいはシリケートと称されるガラス質の無機バインダが専ら用いられており、シリカゾルあるいはシリケートを含むと共に分散安定性に優れた光触媒塗料が既に出願されている（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, when blending a photocatalyst paint, a glassy inorganic binder called silica sol or silicate is exclusively used, and a photocatalyst paint containing silica sol or silicate and having excellent dispersion stability has already been filed. (For example, refer to Patent Document 1).
さらに、光触媒作用により分解されないと共に乾燥硬化後に柔軟性を有する有機樹脂バインダとしてナフィオン（デュポン社の登録商標）を用いた光触媒塗料が既に本出願人から出願されている（例えば、特許文献２参照）。
光触媒機能を有する金属酸化物を配合すると共に、劣化しないバインダとしてシリカゾルを用いた塗料では、硬化するのに長時間を要するという問題がある。 A paint using a silica sol as a binder that does not deteriorate while blending a metal oxide having a photocatalytic function has a problem that it takes a long time to cure.
また、硬化したあとの塗膜に柔軟性を持たせるためにナフィオン（デュポン社の登録商標）を配合した光触媒塗料であっても、ナフィオン（デュポン社の登録商標）と光触媒とを組み合わせただけでは、塗膜の耐摩耗性に課題を残し、金属や無機系下地への接着性が不十分であった。 Moreover, even if it is a photocatalyst paint blended with Nafion (registered trademark of DuPont) in order to give flexibility to the cured coating film, it is only possible to combine Nafion (registered trademark of DuPont) with a photocatalyst. The problem with the abrasion resistance of the coating film remained, and the adhesion to metals and inorganic bases was insufficient.
本発明の目的は、上記問題点を解消するために、所定の光触媒機能を備え、塗布した後の硬化時間を短縮し、さらに硬化した塗膜が光触媒作用により分解されず柔軟性を有すると共に、下地との接着性を向上し、塗膜の耐摩耗性を向上する光触媒コーティング組成物を提供することである。 The purpose of the present invention is to provide a predetermined photocatalytic function in order to eliminate the above problems, shorten the curing time after coating, and further, the cured coating film has flexibility without being decomposed by photocatalytic action, An object of the present invention is to provide a photocatalyst coating composition that improves the adhesion to the substrate and improves the abrasion resistance of the coating film.
上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、スルホン酸基がグラフト重合されたポリ４フッ化エチレンであるナフィオン（登録商標）を樹脂バインダとし、光触媒機能を有する金属酸化物と、ＰＶＤＦ、ＰＶＦ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ−ＨＦＰ、ＰＣＴＦＥ、３フッ化塩化エチレンーアルキルビニルエーテル共重合体、４フッ化エチレンーアルキルビニルエーテル共重合体、３フッ化塩化エチレンーアルキルビニルエーテルーアルキルビニルエステル共重合体のフッ素樹脂の中から１種または２種以上を配合した光触媒コーティング組成物としたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a metal oxide having a photocatalytic function, using Nafion (registered trademark), which is polytetrafluoroethylene in which a sulfonic acid group is graft-polymerized, as a resin binder, PVDF, PVF, PTFE, ETFE, PVDF-HFP, PCTFE, trifluorochloroethylene-alkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-alkyl vinyl ether copolymer, trifluorinated ethylene-alkyl vinyl ether-alkyl vinyl ester It is characterized in that it is a photocatalytic coating composition in which one or two or more kinds of polymer fluororesins are blended.
上記の構成を有する請求項１に係る発明によれば、樹脂バインダとしてナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ：デュポン社の登録商標）を用いているので、光触媒機能により分解されないだけでなく、乾燥硬化後に超親水性も柔軟性も発揮する。さらに、所定のフッ素樹脂を配合することで、下地との接着性が向上し、塗膜の耐摩耗性も向上させることができる。 According to the invention according to claim 1 having the above-described configuration, since Nafion (registered trademark of DuPont) is used as a resin binder, not only is it not decomposed by the photocatalytic function but also super hydrophilicity after drying and curing. Also exhibits flexibility. Furthermore, by blending a predetermined fluororesin, the adhesion with the base can be improved and the abrasion resistance of the coating film can be improved.
請求項２に係る発明は、前記フッ素樹脂が、微粒子状であって、前記ナフィオン（登録商標）中に分散されていることを特徴としている。 The invention according to claim 2 is characterized in that the fluororesin is in the form of fine particles and is dispersed in the Nafion (registered trademark).
上記の構成を有する請求項２に係る発明によれば、微粒子状のフッ素樹脂をナフィオン（登録商標）中に分散した光触媒コーティング組成物とすることで、所定の下地上に焼付け塗装し、塗膜の接着性と耐磨耗性を向上させることができる。 According to the invention according to claim 2 having the above-described configuration, a photocatalytic coating composition in which fine particle fluororesin is dispersed in Nafion (registered trademark) is baked and applied on a predetermined ground. It is possible to improve the adhesion and wear resistance.
請求項３に係る発明は、前記フッ素樹脂が、水性エマルジョンとして前記ナフィオン（登録商標）に混合されていることを特徴としている。 The invention according to claim 3 is characterized in that the fluororesin is mixed with the Nafion (registered trademark) as an aqueous emulsion.
上記の構成を有する請求項３に係る発明によれば、塗装後の塗膜を常温で乾燥硬化可能な光触媒コーティング組成物を得ることができる。 According to the invention which concerns on Claim 3 which has said structure, the photocatalyst coating composition which can dry-harden the coating film after coating at normal temperature can be obtained.
請求項４に係る発明は、前記金属酸化物が多孔質の酸化チタンであることを特徴としている。 The invention according to claim 4 is characterized in that the metal oxide is porous titanium oxide.
上記の構成を有する請求項４に係る発明によれば、酸化チタンが多孔質であるため、耐汚染機能だけでなく、消臭機能も十分発揮可能な塗膜を形成することができる。 According to the invention which concerns on Claim 4 which has said structure, since a titanium oxide is porous, the coating film which can fully exhibit not only a pollution-resistant function but a deodorizing function can be formed.
上記したように本発明によれば、ナフィオン（登録商標）にフッ素樹脂を配合した光触媒コーティング組成物としているので、光触媒機能により劣化されないだけでなく、乾燥硬化後の塗膜が柔軟性を有していると共に超親水性も発揮すると共に、塗膜の接着性と耐磨耗性が向上する光触媒コーティング組成物を得ることができる。 As described above, according to the present invention, since it is a photocatalytic coating composition in which a fluororesin is blended with Nafion (registered trademark), not only is it not deteriorated by the photocatalytic function, but also the coating film after drying and curing has flexibility. In addition, it is possible to obtain a photocatalyst coating composition that exhibits super hydrophilicity and improves adhesion and abrasion resistance of the coating film.
以下、本発明に係る光触媒コーティング組成物の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the photocatalyst coating composition according to the present invention will be described in detail.
本発明に係る光触媒コーティング組成物は、スルホン酸基がグラフト重合されたポリ４フッ化エチレンであるナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ：デュポン社の登録商標）を樹脂バインダとして、光触媒金属酸化物を配合した塗料である。また、さらに、ＰＶＤＦ、ＰＶＦ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ−ＨＦＰ、ＰＣＴＦＥ、３フッ化塩化エチレンーアルキルビニルエーテル共重合体、４フッ化エチレンーアルキルビニルエーテル共重合体、３フッ化塩化エチレンーアルキルビニルエーテルーアルキルビニルエステル共重合体のフッ素樹脂の中から１種または２種以上を配合した光触媒コーティング組成物としている。 The photocatalyst coating composition according to the present invention is a paint in which a photocatalytic metal oxide is blended using Nafion (registered trademark of DuPont), which is polytetrafluoroethylene having grafted sulfonic acid groups, as a resin binder. . Furthermore, PVDF, PVF, PTFE, ETFE, PVDF-HFP, PCTFE, trifluorochloroethylene-alkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-alkyl vinyl ether copolymer, trifluorochloroethylene-alkyl vinyl ether It is set as the photocatalyst coating composition which mix | blended 1 type (s) or 2 or more types from the fluororesin of the alkyl vinyl ester copolymer.
上記ナフィオン（デュポン社の登録商標）は高分子固体型燃料電池の固体電解質として一般的に使用されている有機ポリマーであって、電気化学反応に対して高度に安定している樹脂である。 The Nafion (registered trademark of DuPont) is an organic polymer that is generally used as a solid electrolyte of a polymer solid fuel cell, and is a resin that is highly stable to electrochemical reactions.
また、そのために、電気化学反応の一種である光触媒反応に対しても、非常に安定していることが本発明者により確認された。 For this reason, the present inventor has confirmed that the photocatalytic reaction, which is a kind of electrochemical reaction, is very stable.
光触媒機能を有する金属酸化物としては、酸化チタンや酸化亜鉛や酸化錫等が存在しているが、特に光触媒機能が安定し、さらに、簡単に入手可能な酸化チタンが好適に使用される。前記酸化チタンは微細な粒子状のものが市販されており、これを適当な樹脂バインダと有機溶剤や水などに所定量配合し攪拌混合して、所定の光触媒塗料を製造する。 As the metal oxide having a photocatalytic function, titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, and the like are present. In particular, titanium oxide that has a stable photocatalytic function and is easily available is preferably used. The titanium oxide is in the form of fine particles, and a predetermined amount of the titanium oxide is mixed in an appropriate resin binder, an organic solvent, water, and the like, and stirred to produce a predetermined photocatalyst paint.
また、一般に酸化チタン等の光触媒金属酸化物を分散させる樹脂バインダとしては、光触媒の反応を促進するため、また、光触媒特性の一つである超親水性を活用して塗布表面を清浄化するために、親水性樹脂バインダが採用されている。 In general, as a resin binder that disperses photocatalytic metal oxides such as titanium oxide, in order to promote the reaction of the photocatalyst, and to clean the coating surface by utilizing superhydrophilicity, which is one of the photocatalytic properties. In addition, a hydrophilic resin binder is employed.
しかし、親水性樹脂バインダに光触媒金属酸化物を配合すると、光触媒作用による激烈な酸化還元反応でバインダ分解（バインダの自己崩壊）が生じて、耐久性が短くなるという問題がある。 However, when a photocatalytic metal oxide is blended with a hydrophilic resin binder, there is a problem that durability is shortened because binder decomposition (self-collapse of the binder) occurs due to an intense redox reaction due to photocatalytic action.
そのために、現在はシリカゾルと称されるガラス質の無機バインダが用いられている。このシリカゾルはガラスと概ね同じ性質を示すため、光触媒作用に対しては安定であるが、柔軟性が全くなく、また、硬化反応に長時間を要するという二つの致命的な欠陥を持っている。 Therefore, a glassy inorganic binder called silica sol is currently used. Since this silica sol exhibits almost the same properties as glass, it is stable to photocatalysis, but has no flexibility, and has two fatal defects that require a long time for the curing reaction.
そして、柔軟性がないために、一旦塗装した部材を折り曲げると、塗膜に亀裂が発生したり、剥離が生じたりする。また、硬化反応に長時間要するために、カラー鋼板等の高速連続生産には不適であった。 And since there is no softness | flexibility, if the member once painted is bent, a crack will generate | occur | produce in a coating film or peeling will arise. In addition, since the curing reaction takes a long time, it is unsuitable for high-speed continuous production of colored steel sheets.
しかし、本発明者が、高分子固体型燃料電池の固体電解質として一般的に使用されている有機ポリマーである前記ナフィオン（デュポン社の登録商標）をバインダとして、光触媒金属酸化物である酸化チタンを配合した組成物を生成したところ、この組成物を構成するバインダは親水性は発揮するが、光触媒作用を受けずに劣化しないことが明らかとなった。 However, the present inventor uses the above-mentioned Nafion (registered trademark of DuPont), which is an organic polymer generally used as a solid electrolyte of a polymer solid fuel cell, as a binder to produce titanium oxide, which is a photocatalytic metal oxide. When the blended composition was generated, it was revealed that the binder constituting the composition exhibits hydrophilicity but does not deteriorate without receiving a photocatalytic action.
また、上記の組成物に溶剤（例えばエタノール）を配合して生成した塗料は、塗装後の乾燥時間が非常に短いことが明らかとなった。 Moreover, it became clear that the coating material produced | generated by mix | blending a solvent (for example, ethanol) with said composition was very short in the drying time after coating.
そのために、前記ナフィオン（デュポン社の登録商標）と酸化チタンとエタノールや水等の適当な溶剤を所定量配合して攪拌混合して得られる光触媒塗料は、従来の光触媒機能や超親水性を発現すると共に、樹脂バインダが劣化せず乾燥時間も短い塗料となる。 Therefore, the photocatalyst paint obtained by mixing a predetermined amount of Nafion (registered trademark of DuPont), titanium oxide and a suitable solvent such as ethanol and water and mixing them, exhibits the conventional photocatalytic function and super hydrophilicity. In addition, the resin binder does not deteriorate and the paint has a short drying time.
また、前記ナフィオン（デュポン社の登録商標）をバインダとした光触媒塗料は、塗装した後の塗膜が非常に柔軟であることも明らかとなった。 It was also revealed that the photocatalyst paint using Nafion (registered trademark of DuPont) as a binder has a very flexible coating film.
さらに、ナフィオン（登録商標）と光触媒に加えて公知のフッ素樹脂を配合した光触媒コーティング組成物とすることで、金属や無機系下地に対する接着性が向上し、塗膜の耐摩耗性が向上することが明らかとなった。 Furthermore, by using a photocatalyst coating composition containing a known fluororesin in addition to Nafion (registered trademark) and a photocatalyst, adhesion to metals and inorganic substrates is improved, and wear resistance of the coating is improved. Became clear.
配合するフッ素樹脂としては、ＰＶＤＦ、ＰＶＦ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ−ＨＦＰ、ＰＣＴＦＥ、３フッ化塩化エチレンーアルキルビニルエーテル共重合体、４フッ化エチレンーアルキルビニルエーテル共重合体、３フッ化塩化エチレンーアルキルビニルエーテルーアルキルビニルエステル共重合体の少なくとも１種を用いることができる。また、２種以上のフッ素樹脂を配合することも可能である。 Fluororesin to be blended includes PVDF, PVF, PTFE, ETFE, PVDF-HFP, PCTFE, trifluorochloroethylene-alkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-alkyl vinyl ether copolymer, trifluoroethylene chloride At least one kind of alkyl vinyl ether-alkyl vinyl ester copolymer can be used. Moreover, it is also possible to mix | blend 2 or more types of fluororesins.
フッ素樹脂は、微粒子状として前記ナフィオン（登録商標）中に分散して、焼付け塗装することができる。焼付け塗装することで、微粒子状のフッ素樹脂を加熱溶解しながらナフィオン（登録商標）と一体化した塗膜を形成することができる。 The fluororesin can be dispersed in the Nafion (registered trademark) as fine particles and baked. By baking, a coating film integrated with Nafion (registered trademark) can be formed while heating and dissolving the fine particle fluororesin.
この構成であれば、フッ素樹脂を含む塗膜となるので、塗膜の接着性と耐磨耗性を向上させることができる。 If it is this structure, since it will become a coating film containing a fluororesin, the adhesiveness and abrasion resistance of a coating film can be improved.
また、前記フッ素樹脂を水性エマルジョンとして前記ナフィオン（登録商標）に混合することも可能であって、この構成であれば、塗装後の塗膜を常温で乾燥硬化可能な光触媒コーティング組成物を得ることができる。 In addition, the fluororesin can be mixed with the Nafion (registered trademark) as an aqueous emulsion. With this configuration, a photocatalytic coating composition capable of drying and curing a coated film at room temperature can be obtained. Can do.
ナフィオン（登録商標）は、水と一部のアルコール（例えばエタノール）にしか溶解しないので、上記した、配合するフッ素樹脂を、微粒子状としてナフィオン（登録商標）中に分散して焼付け塗装を行なう方法と、水性エマルジョンとしてナフィオン（登録商標）と混合する方法とが採用可能となる。 Since Nafion (registered trademark) is soluble only in water and a part of alcohol (for example, ethanol), the above-mentioned fluororesin to be blended is dispersed in Nafion (registered trademark) as fine particles and subjected to baking coating And a method of mixing with Nafion (registered trademark) as an aqueous emulsion.
ナフィオン（登録商標）は、スルホン酸基がグラフト重合されたポリ４フッ化エチレンであって、下記に示す化学式で表される。 Nafion (registered trademark) is polytetrafluoroethylene in which a sulfonic acid group is graft-polymerized, and is represented by the following chemical formula.
上記の化学式で表されるように、前記ナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ：デュポン社の登録商標）は、パーフルオロスルホン酸を側鎖に有する高分子４フッ化エチレンの繰り返し単位からなるグラフトポリマー（スルホン酸基がグラフト重合されたポリ４フッ化エチレン）であり、Ｃ−Ｈ結合は有しておらず、電気化学反応に対して高度に安定なＣ−Ｆ結合であるので、光触媒作用を受け難い構造であるといえる。 As represented by the above chemical formula, the Nafion (registered trademark of DuPont) is a graft polymer (a sulfonic acid group having a perfluorosulfonic acid side chain containing a repeating unit of polymer tetrafluoroethylene having a side chain. Graft-polymerized poly (tetrafluoroethylene), which has no C—H bond and is a highly stable C—F bond with respect to an electrochemical reaction, and is therefore not susceptible to photocatalysis. It can be said.
Ｃ−Ｆ結合の結合エネルギーは、大きくて非常に緻密で安定した分子鎖を形成しているために、結晶化度が高く、耐薬品性、耐候性を示し、電気化学反応に対して高度に安定であり、さらには、Ｆ原子のもつ小さな原子半径と低い分極性から、分子間凝集力が低くなり、低表面張力、低摩擦係数という性質を示し外からの力に変形しやすくなるためと考え
られる。（プラスチック・機能性高分子材料事典：産業調査会事典出版センター発行（２００４年）の３０６ページ目参照）。
The bond energy of C—F bond is large and forms a very dense and stable molecular chain. Therefore, it has high crystallinity, chemical resistance and weather resistance, and is highly resistant to electrochemical reaction. In addition, the small atomic radius and low polarizability of the F atom reduce the intermolecular cohesive force, and the properties of low surface tension and low friction coefficient make it easy to deform to external force. Conceivable. (Refer to page 306 of Encyclopedia of Plastics / Functional Polymer Materials: Issued by Industry Research Association Encyclopedia Publishing Center (2004)).
塗料の樹脂バインダとしてナフィオン（登録商標）を用いているので、バインダの自己崩壊が生じず、配合する光触媒金属酸化物の配合量を大きくしても、バインダが劣化しない。そのために、塗料として塗布可能な範囲まで金属酸化物の濃度を大きくすることが可能である。 Since Nafion (registered trademark) is used as the resin binder for the paint, the binder does not self-destruct, and the binder does not deteriorate even if the blending amount of the photocatalytic metal oxide is increased. Therefore, it is possible to increase the concentration of the metal oxide to the extent that it can be applied as a paint.
光触媒金属酸化物を含む塗料であれば、超親水性を発揮して環境汚染を受け難くなる。さらに、その他の光触媒機能である消臭機能や抗菌機能を発揮することも可能である。 If it is a coating material containing a photocatalytic metal oxide, it exhibits super hydrophilicity and is less susceptible to environmental pollution. Furthermore, it is also possible to exert other deodorizing functions and antibacterial functions, which are other photocatalytic functions.
前述した消臭機能や抗菌機能を十分発揮するには、塗膜自体に十分なガス吸着能力が必要であるが、そのためには塗膜の吸着表面積を大きくしてやればよい。また、塗膜の吸着表面積を大きくするには、塗料に配合する酸化チタン等の金属酸化物の比表面積が大きなものを採用すればよく、例えば、石原産業（株）製の多孔質な酸化チタンＳＴ−０１を用いることができる。 In order to sufficiently exhibit the deodorizing function and antibacterial function described above, the coating film itself needs to have a sufficient gas adsorption capacity. To that end, the adsorption surface area of the coating film may be increased. Further, in order to increase the adsorption surface area of the coating film, a metal oxide such as titanium oxide blended in the coating material having a large specific surface area may be employed. For example, porous titanium oxide manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. ST-01 can be used.
さらには、所定の厚み以上の塗膜（例えば５μｍ以上）とすることで、塗布した表面だけでなく、塗膜の厚み方向の内部にも吸着機能を担持させることができる。また、そのために、内部に吸着するガスや液体に対しても消臭機能を十分発揮可能となる。 Furthermore, by setting it as the coating film more than predetermined thickness (for example, 5 micrometers or more), an adsorption | suction function can be carry | supported not only on the apply | coated surface but the inside of the coating film thickness direction. For this reason, the deodorizing function can be sufficiently exerted even on the gas or liquid adsorbed inside.
次に具体的な光触媒コーティング組成物の例について詳細に説明するが、本発明は下記に示す実施例に限定されるものではない。 Next, although the example of a specific photocatalyst coating composition is demonstrated in detail, this invention is not limited to the Example shown below.
実施例Ａ１：デュポン社製品ナフィオンＤＥ２０２１の２０％溶液（和光純薬工業調製）３５重量部と多孔質光触媒酸化チタンＳＴ−０１（石原産業（株）製：吸着表面積３００ｍ2／ｇ）３重量部とイソピロピルアルコール４２重量部とを配合してペイントシェーカーで強分散し、さらに、３フッ化塩化エチレンーアルキルビニルエーテル共重合体の水性エマルジョンであるルミフロンＦＥ４４００（旭硝子社製品）を２０重量部加えてよく攪拌し調製された本発明に係わる光触媒コーティング組成物。 Example A1: 35 parts by weight of a DuPont product Nafion DE2021 (prepared by Wako Pure Chemical Industries) 35 parts by weight and porous photocatalytic titanium oxide ST-01 (Ishihara Sangyo Co., Ltd .: adsorption surface area 300 m 2 / g) 3 parts by weight And 42 parts by weight of isopropyl alcohol are strongly dispersed with a paint shaker, and 20 parts by weight of Lumiflon FE4400 (Asahi Glass Co., Ltd.), an aqueous emulsion of ethylene trifluoride chloride-alkyl vinyl ether copolymer, is added. A photocatalyst coating composition according to the present invention prepared by thoroughly stirring.
比較例Ｂ１：前記ルミフロンＦＥ４４００（旭硝子社製品）を加えていないデュポン社製品ナフィオンＤＥ２０２１の２０％溶液（和光純薬工業調製）と多孔質光触媒酸化チタンＳＴ−０１（石原産業（株）製：吸着表面積３００ｍ2／ｇ）とイソピロピルアルコールとを配合しただけの光触媒コーティング組成物。 Comparative Example B1: 20% solution (prepared by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) of DuPont product Nafion DE2021 to which Lumiflon FE4400 (Asahi Glass Co., Ltd.) is not added and porous photocatalytic titanium oxide ST-01 (Ishihara Sangyo Co., Ltd .: Adsorption) A photocatalytic coating composition comprising only a surface area of 300 m 2 / g) and isopropyl alcohol.
前記の実施例Ａ１と比較例Ｂ１とを用いて、花崗岩を基材とし、その表面に光触媒コーティング組成物をそれぞれ乾燥塗布量１ｇ／ｍ2となるように塗布し、常温で２４時間乾燥させて接着性と耐磨耗性の試験を行なった。 Using Example A1 and Comparative Example B1, granite is used as the base material, and the photocatalyst coating composition is applied to the surface so that the dry coating amount is 1 g / m 2, and dried at room temperature for 24 hours. Adhesion and abrasion resistance tests were performed.
接着性試験はＪＩＳＫ５４００に準拠した碁盤目テープ剥離試験で行い、耐摩耗性試験は簡易試験として１０円硬貨の角で塗面を擦るコインスクラッチ試験を行なった。その結果を表１に示す。 The adhesion test was performed by a cross-cut tape peeling test in accordance with JISK5400, and the wear resistance test was a coin scratch test in which the coated surface was rubbed at the corner of a 10-yen coin as a simple test. The results are shown in Table 1.
表１から明らかなように、本発明に係わる実施例Ａ１は、剥がれが全く生じておらず強固な接着性を発揮している。ナフィオン（登録商標）以外にフッ素樹脂を配合していない比較例Ｂ１では塗膜が全て剥離しており、接着不良であることは明らかである。この結果から、ナフィオン（登録商標）にさらにフッ素樹脂を配合した本発明に係わる実施例Ａ１は、石材に対する接着性と耐磨耗性が格段に向上していることが判る。 As is clear from Table 1, Example A1 according to the present invention exhibits no peeling and exhibits strong adhesiveness. In Comparative Example B1 in which no fluororesin is blended other than Nafion (registered trademark), all the coating films are peeled off, and it is clear that the adhesion is poor. From this result, it can be seen that Example A1 according to the present invention in which a fluororesin is further blended with Nafion (registered trademark) has significantly improved adhesion to stone and wear resistance.
次に、ナフィオン（登録商標）と酸化チタンの混合物にフッ素樹脂粒子を混合してＰＶＤＦフッ素樹脂テント地への適用で接着性と耐磨耗性を向上させた例について説明する。 Next, an example in which adhesion and wear resistance are improved by mixing fluororesin particles in a mixture of Nafion (registered trademark) and titanium oxide and applying it to a PVDF fluororesin tent is described.
実施例Ａ２：デュポン社製品ナフィオンＤＥ２０２１の２０％溶液（和光純薬工業調製）３５重量部と多孔質光触媒酸化チタンＳＴ−０１（石原産業（株）製：吸着表面積３００ｍ2／ｇ）３重量部とイソピロピルアルコール４２重量部とを配合してペイントシェーカーで強分散し、さらに、ＰＶＤＦの粉末としてＫＦポリマーＣ＃１０００（クレハ社製品）を２０重量部加えてよく攪拌し調製された本発明に係わる光触媒コーティング組成物。 Example A2: 35 parts by weight of Nafion DE2021 20% solution (prepared by Wako Pure Chemical Industries) and 3 parts by weight of porous photocatalytic titanium oxide ST-01 (Ishihara Sangyo Co., Ltd .: adsorption surface area 300 m 2 / g) And 42 parts by weight of isopropyl alcohol are strongly dispersed with a paint shaker. Further, 20 parts by weight of KF polymer C # 1000 (Kureha Co., Ltd.) is added as PVDF powder. The photocatalyst coating composition concerning.
比較例Ｂ１：前記ＫＦポリマーＣ＃１０００（クレハ社製品）を加えていないデュポン社製品ナフィオンＤＥ２０２１の２０％溶液（和光純薬工業調製）と多孔質光触媒酸化チタンＳＴ−０１（石原産業（株）製：吸着表面積３００ｍ2／ｇ）とイソピロピルアルコールとを配合しただけの光触媒コーティング組成物。 Comparative Example B1: 20% solution (prepared by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) of DuPont product Nafion DE2021 to which KF polymer C # 1000 (Kureha product) was not added and porous photocatalytic titanium oxide ST-01 (Ishihara Sangyo Co., Ltd.) Manufactured: a photocatalytic coating composition comprising only an adsorption surface area of 300 m 2 / g) and isopropyl alcohol.
前記の実施例Ａ２と比較例Ｂ１とを用いて、ＰＶＤＦテント地を基材とし、その表面に光触媒コーティング組成物をそれぞれ乾燥塗布量１ｇ／ｍ2となるように塗布し、２３０℃で３０分乾燥させて接着性と耐磨耗性の試験を行なった。 Using Example A2 and Comparative Example B1, the PVDF tent was used as a base material, and the photocatalyst coating composition was applied to the surface so that the dry coating amount was 1 g / m 2 , respectively, and at 230 ° C. for 30 minutes. It was dried and tested for adhesion and abrasion resistance.
接着性試験は前述したＪＩＳＫ５４００に準拠した碁盤目テープ剥離試験で行い、耐摩耗性試験は簡易試験として１０円硬貨の角で塗面を擦るコインスクラッチ試験を行なった。その結果を表２に示す。 The adhesion test was performed by the cross-cut tape peeling test in accordance with the above-mentioned JISK5400, and the wear resistance test was a coin scratch test in which the coated surface was rubbed at the corner of a 10-yen coin as a simple test. The results are shown in Table 2.
表２から明らかなように、本発明に係わる実施例Ａ２は、剥離が全く生じず傷付きも生じていない。ナフィオン（登録商標）以外にフッ素樹脂を配合していない比較例Ｂ１では６０％が剥離していないので、接着性はやや不良となる。またコインスクラッチ試験で剥離が生じているので、塗膜の耐摩耗性も不良である。この結果から、ナフィオン（登録商標）にさらにフッ素樹脂を配合した本発明に係わる実施例Ａ２は、テント地に対する接着性と耐磨耗性が格段に向上していることが判る。 As is clear from Table 2, in Example A2 according to the present invention, no peeling occurred and no damage was caused. In Comparative Example B1 in which a fluororesin is not blended other than Nafion (registered trademark), 60% is not peeled off, so the adhesiveness is slightly poor. Moreover, since peeling has occurred in the coin scratch test, the abrasion resistance of the coating film is also poor. From this result, it can be seen that Example A2 according to the present invention, in which a fluororesin is further blended with Nafion (registered trademark), has significantly improved adhesion to a tent and wear resistance.
上記したように、本発明に係わる光触媒コーティング組成物は、光触媒機能を有する金属酸化物（例えば酸化チタン）を、光触媒機能により分解されないと共に乾燥後に柔軟性を有する有機樹脂バインダに配合したものである。 As described above, the photocatalytic coating composition according to the present invention is obtained by blending a metal oxide having a photocatalytic function (for example, titanium oxide) into an organic resin binder that is not decomposed by the photocatalytic function and has flexibility after drying. .
そのために、樹脂バインダとして、上記の性質（光触媒作用により劣化しない、塗膜が柔軟性を有する）を備えるものを用いればよい。しかし、通常の樹脂バインダは、炭素と
水素との結合Ｃ−Ｈ結合のために、光触媒作用を受けて分解されるので、Ｃ−Ｈ結合を有しておらず、前述した結合エネルギーの大きいＣ−Ｆ結合を有するナフィオン（デュポン社の登録商標）を用いることが好ましい。
Therefore, what has the above-mentioned property (it does not deteriorate by a photocatalytic action and a coat has flexibility) should just be used as a resin binder. However, a normal resin binder is decomposed by photocatalysis because of the bond C—H bond between carbon and hydrogen, and therefore does not have a C—H bond, and has a large bond energy as described above. It is preferable to use Nafion (registered trademark of DuPont) having -F bond.
さらに、ナフィオン（登録商標）と光触媒に加えて公知のフッ素樹脂を配合した光触媒コーティング組成物とすることで、金属や無機系下地に対する接着性が向上し、塗膜の耐摩耗性が向上することが判った。 Furthermore, by using a photocatalyst coating composition containing a known fluororesin in addition to Nafion (registered trademark) and a photocatalyst, adhesion to metals and inorganic substrates is improved, and wear resistance of the coating is improved. I understood.
上記したように、本発明によれば、光触媒作用により劣化されないだけでなく、乾燥硬化後の塗膜が柔軟性を有していると共に超親水性も発揮して、環境汚染に対して非常に有効な防汚染効果を有すると共に高寿命な光触媒コーティング組成物とすることができる。さらに、乾燥硬化時間を非常に短くすることができるので、高速焼付けを行いながら連続生産するカラー鋼板の生産ラインにも適用することができる。 As described above, according to the present invention, not only is it not deteriorated by the photocatalytic action, but also the coating film after drying and curing has flexibility and also exhibits super hydrophilicity, which is extremely resistant to environmental pollution. A photocatalytic coating composition having an effective antifouling effect and having a long life can be obtained. Furthermore, since the drying and curing time can be very short, it can also be applied to a color steel plate production line that is continuously produced while performing high-speed baking.
また、塗装後に曲げ加工を行う薄板鋼板や、折り畳みと組み立てを繰り返すテント地等にも塗布可能な光触媒コーティング組成物を得ることができる。 Moreover, the photocatalyst coating composition which can be apply | coated also to the thin plate steel plate which carries out a bending process after coating, the tent place which repeats folding and an assembly, etc. can be obtained.
そのために、防汚染機能や消臭機能を備えると共に寿命の長い塗膜が塗布された、折り曲げ可能な鋼板やテント地を得ることも可能となる。 Therefore, it is also possible to obtain a foldable steel sheet or tent that has a contamination prevention function and a deodorization function and is coated with a long-life coating film.
Claims (4)
ＰＶＤＦ、ＰＶＦ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ−ＨＦＰ、ＰＣＴＦＥ、３フッ化塩化エチレンーアルキルビニルエーテル共重合体、４フッ化エチレンーアルキルビニルエーテル共重合体、３フッ化塩化エチレンーアルキルビニルエーテルーアルキルビニルエステル共重合体のフッ素樹脂の中から１種または２種以上を配合したことを特徴とする光触媒コーティング組成物。 A metal oxide having a photocatalytic function, using Nafion (registered trademark), which is polytetrafluoroethylene graft-polymerized with sulfonic acid groups, as a resin binder,
PVDF, PVF, PTFE, ETFE, PVDF-HFP, PCTFE, trifluorochloroethylene-alkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-alkyl vinyl ether copolymer, trifluorinated ethylene-alkyl vinyl ether-alkyl vinyl ester A photocatalyst coating composition comprising one or two or more polymer fluororesins.
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