JP3140377U

JP3140377U - 汚れが付きにくく取れ易い親水性陶磁器

Info

Publication number: JP3140377U
Application number: JP2007008460U
Authority: JP
Inventors: 基文時田; 俊郎齋藤
Original assignee: 有限会社総合技研; 俊郎齋藤
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2007-11-02
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2017-11-02

Abstract

【課題】親水性表面層を構成することにより、汚れが付きにくく取れ易い親水性陶磁器の提供。
【解決手段】基材の一部または全部にケイ酸アルカリの濃度が０．１〜３０重量％の水溶液を塗布し親水性表面層を構成してなる親水性陶磁器。該水溶液にジルコニウム化合物を添加してなる複合溶液を塗布すること、また、該ケイ酸アルカリはＭ２Ｏ・ｎＳＩＯ２の一般式で表されＭがＮａ、Ｌｉ、Ｋ、Ｃｓのいずれかであり、ｎが１〜５であることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本考案は、飲食および料理用器具などに多用されている陶磁器の基材表面に親水性皮膜を形成し、且つ維持する技術であり、基材表面に汚れの付着を抑止または自己浄化もしくは簡単洗浄できる機能を付与することによる汚れが付きにくく取れ易い陶磁器の技術に関する。

飲食および料理用器具の陶磁器は食物汚れ、油汚れが固着するため、多量の洗剤や水を用いて洗浄しており、その排水が環境汚染の一因になっている。そこで、基材表面に光触媒性酸化物とシリコーンと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層を形成する方法が開示されている。しかし、この方法では、常に光照射が必要であり、それなりの設備と費用が必要となる。
特開平１０−１３７０９８号公報

さらに、光触媒作用による親水性機能に期待する方法として、大気中に浮遊する煤塵や黄砂は建築物や構造物の屋根や外壁に堆積し、それらの堆積物は降雨により外装タイルや窓ガラスの表面を流れ落ちる。その結果、雨水の道筋に沿って汚染物質が付着し、乾燥後には縞状の汚れが現れ美観を害している対策も開示されている。やはり光触媒作用による親水性機能の活用であり光照射が絶対条件である。
特公開２００１−２９４８４９号公報

上記のごとく、基材表面を親水化することにより、基材と光触媒性材料とシリカを含む光触媒皮膜からなり、皮膜の表面が光励起に応じて親水性を有する複合材が提案されているものの、光触媒性材料により基材表面を高度の親水性に長期間維持するためには、十分な光照射が必要であり、光の当たらない部分等に於いては、その効果は余り期待できない。そこで、本考案は、上記事情を鑑みて光の有無に関係なく、汚れが付きにくく取れ易い陶磁器に関する手段を提供することが目的である。

本考案は、親水性皮膜が水酸化ケイ素、シリカ、シリコーン、又はシリコーンの前躯体に適量な水又は水とアルコールの混合液と必要に応じ酢酸を加えて加水分解を進行させながら又は完全に加水分解を進行させて得られる複合物からなり、シリコーン分子中のケイ素原子に結合した有機基の一部を水酸基に置換し、その表面上に物理吸着水層を形成することにより基材表面と汚染物との摩擦抵抗値を減少させて汚染物の洗浄を容易にしてなることを最も主要な特徴とする。

複合物に光触媒性酸化物であるアナターゼ型二酸化チタンを添加することで、親水性皮膜が光触媒性酸化物の光励起に応じ防汚性を呈することにより基材表面は低摩擦抵抗値を保持し汚染物の洗浄を容易にする。

基材表面に水酸化ケイ素、シリカ、シリコーン、又はシリコーンの前躯体に適量な水又は水とアルコールの混合液と必要に応じ酢酸を加えて加水分解を進行させながら又は完全に加水分解を進行させて得られる複合物からなる親水性皮膜を形成する工程と、若しくは、水酸化ケイ素、シリカ、シリコーン、光触媒性酸化物、又はシリコーンの前躯体に適量な水又は水とアルコールの混合液と必要に応じ酢酸を加えて加水分解を進行させながら又は完全に加水分解を進行させて得られる複合物からなる親水性皮膜を形成する工程と、２００〜７００℃の温度で乾燥固化する工程を含むことにより親水性皮膜の表面層は恒久的に維持できる。

親水性の付与物質である水酸化ケイ素、シリカ、シリコーンおよび光触媒性酸化物、又はシリコーンの前躯体に適量な水又は水とアルコールの混合液と必要に応じ酢酸を加えて加水分解を進行させながら又は完全に加水分解を進行させて得られる複合物は、ＳｉＯＨ基および吸着水による濡れ性の向上並びに帯電防止性を発揮、乾燥又は焼結による固いゲルの形成、粉末素材の結合、硬化、成形能を有しており、セラミックス、タイル、ガラスなどの表面改質に適合する。

水酸化ケイ素、シリカ、シリコーン、又はシリコーンの前躯体に適量な水又は水とアルコールの混合液と必要に応じ酢酸を加えて加水分解を進行させながら又は完全に加水分解を進行させて得られる複合物で表面層を形成することにより、表面に水を置くと普通は水滴になるが、水は疎水性部分と親水性部分とに微細く市松模様のように分散し、あたかも一面に水の膜が出来ているように見える親水膜を形成する現象によるものと考えられる。

本考案は、飲食および料理用器具などに多用されている陶磁器の基材表面は、空気中の水分子を吸着し薄い水膜が形成された状態になり、食品や口紅などの汚染物は器の表面に直接ではなく、この薄い水膜の上から付着するため水を流すことにより汚染物は流水と共に簡単に洗い流すことが可能となり洗浄に伴う環境汚染と洗浄経費が削減できる。

本考案による親水性皮膜を形成することにより表面が改質されて、大気中に浮遊する煤塵や黄砂が建築物や構造物の屋根や外壁に堆積し、それらの堆積物は降雨によりセラミックス、タイル、ガラスなどの外装建材表面を流れ落ちる。その結果、多くの場合に発生する雨水の道筋に沿って汚染物質が付着して乾燥後には縞状の汚れが現れて美観を害するなどの事案を防止する。

乾燥して得られる表面層を形成する固形分は無機質の金属酸化物であり、帯電防止性、耐水性、耐候性、防水性、防藻・防カビ性、凍結融解障害の防止性、耐熱性、耐薬品性、不燃性など数多くの機能が付与される。

吸水性が改善されるため、陶磁器以外にセラミックス、石材製品、コンクリート製品、発泡セメント製品など天候による湿気/乾燥および寒冷地における凍結/融解のサイクルによって発生するクラックや損傷を抑制する。

以下、本考案の汚れが付きにくく取れ易い陶磁器を実施例によって更に詳しく説明するが、本考案はこれらの実施例によって、なんら制限されるものではない。

本考案の第１実施態様は図１に示すように、基材表面に水酸化ケイ素、シリカ、シリコーン、又はシリコーンの前躯体を含有する複合物からなる親水性皮膜を施す。親水性皮膜を施した基材表面上に水を流すと、その流水は基材表面と汚染物との間を流れることで摩擦抵抗値が減少して汚染物自重と流水の相乗効果があいまって汚染物は簡単に流れて除去される。

本考案の親水性皮膜とは、水との接触角に換算して４０°以下、好ましくは２０°以下、より好ましくは１０°以下の水濡れ性を呈することをいう。

本考案の第２実施態様は図２に示すように、基材表面に水酸化ケイ素、シリカ、シリコーン、光触媒性酸化物、又はシリコーンの前躯体を含有する複合物からなる親水性皮膜を施す。親水性皮膜を施した基材表面上に水を流すと、その流水は基材表面と汚染物との間を流れることで摩擦抵抗値が減少して汚染物自重と流水の相乗効果とあいまって汚染物は簡単に流れて除去される。

精製水（和光純薬工業）６５ｇ、イソプロピルアルコール（三井化学）３０ｇ、酢酸（和光純薬工業）１ｇの混合液を撹拌しながらシリコーンの前躯体（信越化学工業）４ｇを滴下し、混合液がほぼ透明になるまで加水分解を進行させてコーティング複合物を得た。
次に、陶器製で直径２０ｃｍ皿の表面に油脂、埃がないようにクリーナーで浄化した後、上記コーティング複合物を低圧温風塗装機・クリアックスターボ（総合技研）を用いて１０ｇを塗布して親水性皮膜を形成し、６００℃で乾燥して＃１試料を得た。
なを、比較のために陶器製で直径２０ｃｍ皿の表面に油脂、埃がないようにクリーナーで浄化した後、イソプロピルアルコール（三井化学）を低圧温風塗装機・クリアックスターボ（総合技研）を用いて１０ｇ塗布し、６００℃で乾燥して＃２試料を得た。
続いて、＃１試料の水との接触角を接触角測定器（協和界面科学・ＣＡ−×１５０）により、マイクロシリンジから＃１試料表面に水滴を滴下した後、１０秒後に測定した。その結果、＃１試料は６°であった。より好ましい１０°以下の水濡れ性を呈したことで基材表面上に親水性皮膜が発現することを確認できた。更に、＃２試料の水との接触角を接触角測定器（協和界面科学・ＣＡ−×１５０）により、マイクロシリンジから＃２試料表面に水滴を滴下した後、１０秒後に測定した。その結果、＃２試料は４３°であり、親水性皮膜は形成されていなかった。
そして、＃１試料６°の接触角が光照射の影響を受けているか否かを確認するため、遮光性の収納庫に１カ月格納してから、再度、＃１試料の水との接触角を接触角測定器（協和界面科学・ＣＡ−×１５０）により、マイクロシリンジから＃１試料表面に水滴を滴下した後、１０秒後に測定した。その結果、＃１試料は８°であり誤差の範囲で親水性皮膜が保持されているのが確認できた。

精製水（和光純薬工業）６４ｇ、イソプロピルアルコール（三井化学）３０ｇ、酢酸（和光純薬工業）１ｇ及び、光触媒性酸化物（住友化学）１ｇの混合液を撹拌しながらシリコーンの前躯体（信越化学工業）４ｇを滴下し、加水分解を進行させてコーティング複合物を得た。
次に、陶器製で直径２０ｃｍ皿の表面に油脂、埃がないようにクリーナーで浄化した後、上記コーティング複合物を低圧温風塗装機・クリアックスターボ（総合技研）を用いて１０ｇを塗布して親水性皮膜を形成し、６００℃で乾燥して＃３試料を得た。
なを、比較のために陶器製で直径２０ｃｍ皿の表面に油脂、埃がないようにクリーナーで浄化した後、イソプロピルアルコール（三井化学）を低圧温風塗装機・クリアックスターボ（総合技研）を用いて１０ｇ塗布し、６００℃で乾燥して＃４試料を得た。
続いて、＃１試料の水との接触角を接触角測定器（協和界面科学・ＣＡ−×１５０）により、マイクロシリンジから＃３試料表面に水滴を滴下した後、１０秒後に測定した。その結果、＃１試料は１°であった。より好ましい１０°以下の水濡れ性を呈したことで基材表面上に親水性皮膜が発現することを確認できた。更に、＃４試料の水との接触角を接触角測定器（協和界面科学・ＣＡ−×１５０）により、マイクロシリンジから＃２試料表面に水滴を滴下した後、１０秒後に測定した。その結果、＃２試料は４８°であり、親水性皮膜は形成されていなかった。
そして、光触媒性酸化物による防汚性能を確認するため、＃３試料上にメチレンブルー希釈液３ｍｌを滴下した後、紫外線光源（三共電気、ＢＬＢ蛍光灯）を用いて、照度０．５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を２４時間照射した。その結果、＃３試料表面上のメチレンブルー希釈液は全く視認できない状態に退色分解され光触媒性酸化物による防汚性機能の有効性を確認することができた。

陶磁器からなる基材表面に親水性皮膜を施すことにより、飲食、料理用器具などに付着する汚染物を水で流す程度の簡単操作にて洗浄できることで、洗剤や水の使用量は大幅に削減することができ、環境負荷を減らし洗浄に関わる経費が軽減できるほか、外装建材などの汚れ防止作用は広い利用可能性を有している。

本発明における第1実施態様を示す図。本発明における第２実施態様を示す図。

Claims

親水性皮膜が水酸化ケイ素、シリカ、シリコーン、又はシリコーンの前躯体に適量な水又は水とアルコールの混合液と必要に応じ酢酸を加えて加水分解を進行させながら又は完全に加水分解を進行させて得られる複合物からなり、シリコーン分子中のケイ素原子に結合した有機基の一部を水酸基に置換し、その表面上に物理吸着水層を形成することにより基材表面と汚染物との摩擦抵抗値を減少させて汚染物の洗浄を容易にしてなることを特徴とする汚れが付きにくく取れ易い陶磁器。
複合物が光触媒性酸化物を含有してなり、親水性皮膜が光触媒性酸化物の光励起に応じて防汚性を呈することにより低摩擦抵抗値を保持してなることを特徴とする請求項１記載の汚れが付きにくく取れ易い陶磁器。
基材表面に水酸化ケイ素、シリカ、シリコーン、又はシリコーンの前躯体に適量な水又は水とアルコールの混合液と必要に応じ酢酸を加えて加水分解を進行させながら又は完全に加水分解を進行させて得られる複合物からなる親水性皮膜を形成する工程と、若しくは、水酸化ケイ素、シリカ、シリコーン、光触媒性酸化物、又はシリコーンの前躯体に適量な水又は水とアルコールの混合液と必要に応じ酢酸を加えて加水分解を進行させながら又は完全に加水分解を進行させて得られる複合物からなる親水性皮膜を形成する工程と、２００〜７００℃の温度で乾燥固化する工程を含む請求項１〜２記載の汚れが付きにくく取れ易い陶磁器。