JP3707130B2 - Refrigerated showcase - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、野菜や果物のような保冷を必要とする食品を陳列するための保冷ショーケースに関する。
【0002】
【従来の技術】
野菜や果物を陳列するための保冷ショーケースにはガラスやアクリル樹脂などからなる透明な窓が設けてあり、陳列された食品が外部から見えるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、保冷ショーケースの透明窓は、湿分の凝縮により曇りやすいので、陳列された野菜や果物を外から見るのがしばしば困難になる。湿分の凝縮が進行し、細かい凝縮水滴が互いに融合してより大きな離散した水滴に成長したときには、水滴と窓ガラスとの界面並びに水滴と空気との界面における光の屈折により透視像が歪むので、やはり内部の野菜や果物が見えにくい。
更に、野菜や果物が自ら発散するエチレンやアセトアルデヒドによって野菜や果物の鮮度が急速に落ち、商品価値を低下させる。
【0004】
本発明の目的は、陳列された食品の視認性に優れ、かつ、食品の鮮度を長く保存させることの可能な保冷ショーケースを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、光触媒には、光酸化還元作用により物質を分解する作用の他に、表面を高度に親水化する作用があることを発見した。
【0006】
本発明は斯る発見に基づくもので、本発明は、透明な窓と内部照明灯を備えた保冷ショーケースにおいて、透明窓の内側表面を半導体光触媒を含む透明層で被覆したことを特徴とするものである。
光触媒含有層の光触媒は内部照明灯からの光によって光励起され、光触媒含有層の表面は水との接触角が10゜以下、より詳しくは5゜以下、特に約0゜になる程度に超親水化される。
【0007】
このように超親水化された内側表面に付着した凝縮水は、一様な水膜を形成しながら速やかに窓ガラスの内側表面に広がるので、曇りが発生することがない。湿分の凝縮が進行しても、凝縮水滴は直ちに水膜化され、内側表面に沿って流下する。従って、陳列食品の視認性が良好に確保される。
更に、光触媒の光励起に伴い電子−正孔対が生成し、生成した電子は表面酸素を還元してスーパーオキサイドイオン(O2 -)を生成し、正孔は表面水酸基を酸化して水酸ラジカル(・OH)を生成し、これらの高度に反応性の活性酸素種( O2 -や・OH )の酸化還元反応によってショーケース内のエチレンやアセトアルデヒドのようなガスは分解される。従って、野菜や果物の鮮度はより長く維持される。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1を参照するに、保冷ショーケース10は、断熱構造のハウジング12と、ガラス又はアクリル樹脂などからなる透明窓14を備え、適宜箇所に内部照明灯16が配置されている。保冷ショーケース10の内部は図示しない冷凍回路によって保冷されている。透明窓14の内側表面は半導体光触媒を含む透明層18によって被覆されている。
【0009】
光触媒としては、チタニア(TiO2)が最も好ましい。チタニアは、無害であり、化学的に安定であり、かつ、安価に入手可能である。更に、チタニアはバンドギャップエネルギが高く、従って、光励起には紫外線を必要とし、光励起の過程で可視光を吸収しないので、補色成分による発色が起こらない。
アナターゼ型チタニアとルチル型チタニアのいづれも使用することができる。アナターゼ型チタニアの利点は、非常に細かな微粒子を分散させたゾルを市場で容易に入手することができ、非常に薄い薄膜を容易に形成することができることである。他方、ルチル型チタニアは、高温で焼結することができ、強度と耐摩耗性に優れた被膜が得られるという利点がある。
透明窓14の内面を光触媒性チタニア含有層で被覆し、チタニアを内部照明灯16によって光励起すると、光触媒作用によって水が水酸基(OH-)の形で表面に化学吸着され、その結果、表面が超親水性になると考えられる。
使用可能な他の光触媒としては、ZnO、SnO2、SrTiO3、WO3、Bi2O3、Fe2O3のような金属酸化物がある。これらの金属酸化物は、チタニアと同様に、表面に金属元素と酸素が存在するので、表面水酸基(OH-)を吸着しすいと考えられる。
光触媒性チタニアの粒子を金属酸化物に配合することにより光触媒含有層を形成してもよい。特に、後述するようにシリカ又は酸化錫にアナターゼ型チタニアを配合した場合には、表面を高度に親水化することができる。
【0010】
光触媒含有層の膜厚は0.2μm以下にするのが好ましい。このような膜厚にすれば、光の干渉による発色を防止することができる。また、光触媒含有層が薄ければ薄いほど、光触媒含有層の透明度を確保することができる。更に、膜厚を薄くすれば光触媒含有層の耐摩耗性が向上する。
【0011】
透明窓14がガラスのような耐熱性の材料で形成されている場合には、水との接触角が0゜になる程度の超親水性を呈する耐摩耗性に優れた光触媒含有層を形成する好ましいやり方の1つは、先ず基材の表面を無定形チタニアで被覆し、次いで焼成により無定形チタニアを結晶性チタニア(アナターゼ又はルチル)に相変化させることである。無定形チタニアの形成には、次のいづれかの方法を採用することができる。
(1)有機チタン化合物の加水分解と脱水縮重合
チタンのアルコキシド、例えば、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラn−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタン、に塩酸又はエチルアミンのような加水分解抑制剤を添加し、エタノールやプロパノールのようなアルコールで希釈した後、部分的に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た後、混合物をスプレーコーティング、フローコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、ロールコーティングその他のコーティング法により、基材の表面に塗布し、常温から200℃の温度で乾燥させる。乾燥により、チタンのアルコキシドの加水分解が完遂して水酸化チタンが生成し、水酸化チタンの脱水縮重合により無定形チタニアの層が基材の表面に形成される。
チタンのアルコキシドに代えて、チタンのキレート又はチタンのアセテートのような他の有機チタン化合物を用いてもよい。
(2)無機チタン化合物による無定形チタニアの形成
無機チタン化合物、例えば、TiCl4又はTi(SO4)2の酸性水溶液をスプレーコーティング、フローコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、ロールコーティングにより、基材の表面に塗布する。次いで無機チタン化合物を約100℃〜200℃の温度で乾燥させることにより加水分解と脱水縮重合に付し、無定形チタニアの層を基材の表面に形成する。或いは、TiCl4の化学蒸着により基材の表面に無定形チタニアさせても良い。
(3)スパッタリングによる無定形チタニアの形成
金属チタンのターゲットに酸化雰囲気で電子ビームを照射することにより基材の表面に無定形チタニアを被着する。
(4)焼成温度
無定形チタニアの焼成は少なくともアナターゼの結晶化温度以上の温度で行う。400℃〜500℃以上の温度で焼成すれば、無定形チタニアをアナターゼ型チタニアに変換させることができる。600℃〜700℃以上の温度で焼成すれば、無定形チタニアをルチル型チタニアに変換させることができる。
(5)拡散防止層の形成
基材がナトリウムのようなアルカリ網目修飾イオンを含むガラスや施釉タイルの場合には、基材と無定形チタニア層との間に予めシリカ等の中間層を形成しておくのが良い。そうすれば、無定形チタニアの焼成中にアルカリ網目修飾イオンが基材から光触媒含有層中に拡散するのが防止され、水との接触角が0゜になる程度の超親水性が実現される。
【0012】
水との接触角が0゜になる程度の超親水性を呈する耐摩耗性に優れた光触媒含有層を形成する他の好ましいやり方は、チタニアとシリカとの混合物からなる光触媒含有層を基材の表面に形成することである。チタニアとシリカとの合計に対するシリカの割合は、5〜90モル%、好ましくは10〜70モル%、より好ましくは10〜50モル%にすることができる。シリカ配合チタニアからなる光触媒含有層の形成には、次のいづれかの方法を採用することができる。
(1)アナターゼ型又はルチル型チタニアの粒子とシリカの粒子とを含む懸濁液を基材の表面に塗布し、基材の軟化点以下の温度で焼結する。
(2)無定形シリカの前駆体(例えば、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン、等のテトラアルコキシシラン;それらの加水分解物であるシラノール; 又は平均分子量3000以下のポリシロキサン)と結晶性チタニアゾルとの混合物を基材の表面に塗布し、必要に応じて加水分解させてシラノールを形成した後、約100℃以上の温度で加熱してシラノールを脱水縮重合に付すことにより、チタニアが無定形シリカで結着された光触媒含有層を形成する。特に、シラノールの脱水縮重合を約200℃以上の温度で行えば、シラノールの重合度を増し、光触媒含有層の耐アルカリ性能を向上させることができる。このやり方は、プラスチックのような非耐熱性の基材に適用することができる。
(3)無定形チタニアの前駆体(チタンのアルコキシド、キレート、又はアセテートのような有機チタン化合物、又はTiCl4又はTi(SO4)2のような無機チタン化合物)の溶液にシリカの粒子を分散させてなる懸濁液を基材の表面に塗布し、チタン化合物を常温から200℃の温度で加水分解と脱水縮重合に付すことにより、シリカ粒子が分散された無定形チタニアの薄膜を形成する。次いで、チタニアの結晶化温度以上の温度、かつ、基材の軟化点以下の温度に加熱することにより、無定形チタニアを結晶性チタニアに相変化させる。
(4)無定形チタニアの前駆体(チタンのアルコキシド、キレート、又はアセテートのような有機チタン化合物、又はTiCl4又はTi(SO4)2のような無機チタン化合物)の溶液に無定形シリカの前駆体(例えば、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン、等のテトラアルコキシシラン;それらの加水分解物であるシラノール; 又は平均分子量3000以下のポリシロキサン)を混合し、基材の表面に塗布する。次いで、これらの前駆体を加水分解と脱水縮重合に付すことにより、無定形チタニアと無定形シリカの混合物からなる薄膜を形成する。次いで、チタニアの結晶化温度以上の温度、かつ、基材の軟化点以下の温度に加熱することにより、無定形チタニアを結晶性チタニアに相変化させる。
【0013】
水との接触角が0゜になる程度の超親水性を呈する耐摩耗性に優れた光触媒含有層を形成する更に他の好ましいやり方は、チタニアと酸化錫との混合物からなる光触媒含有層を基材の表面に形成することである。チタニアと酸化錫との合計に対する酸化錫の割合は、1〜95重量%、好ましくは1〜50重量%にすることができる。酸化錫配合チタニアからなる光触媒含有層の形成には、次のいづれかの方法を採用することができる。
(1)アナターゼ型又はルチル型チタニアの粒子と酸化錫の粒子とを含む懸濁液を基材の表面に塗布し、基材の軟化点以下の温度で焼結する。
(2)無定形チタニアの前駆体(チタンのアルコキシド、キレート、又はアセテートのような有機チタン化合物、又はTiCl4又はTi(SO4)2のような無機チタン化合物)の溶液に酸化錫の粒子を分散させてなる懸濁液を基材の表面に塗布し、チタン化合物を常温から200℃の温度で加水分解と脱水縮重合に付すことにより、酸化錫粒子が分散された無定形チタニアの薄膜を形成する。次いで、チタニアの結晶化温度以上の温度、かつ、基材の軟化点以下の温度に加熱することにより、無定形チタニアを結晶性チタニアに相変化させる。
【0014】
基材がアクリル樹脂のような非耐熱性の材料で形成されている場合には、水との接触角が0゜になる程度の超親水性を呈する光触媒含有層を形成する好ましいやり方は、未硬化の若しくは部分的に硬化したシリコーン又はシリコーンの前駆体からなる塗膜形成要素に光触媒の粒子を分散させてなる塗料用組成物を用いることである。
この塗料用組成物を基材の表面に塗布し、塗膜形成要素を硬化させた後、光触媒を光励起すると、シリコーン分子のケイ素原子に結合した有機基は光触媒の光触媒作用により水酸基に置換され、光触媒含有層の表面は超親水化される。
光触媒含有シリコーン塗料はシロキサン結合を有するので、光触媒の光酸化作用に対する充分な対抗性を有する。
【0015】
塗膜形成要素としては、メチルトリクロルシラン、メチルトリブロムシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリt−ブトキシシラン;エチルトリクロルシラン、エチルトリブロムシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリt−ブトキシシラン;n−プロピルトリクロルシラン、n−プロピルトリブロムシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリイソプロポキシシラン、n−プロピルトリt−ブトキシシラン;n−ヘキシルトリクロルシラン、n−ヘキシルトリブロムシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリイソプロポキシシラン、n−ヘキシルトリt−ブトキシシラン;n−デシルトリクロルシラン、n−デシルトリブロムシラン、n−デシルトリメトキシシラン、n−デシルトリエトキシシラン、n−デシルトリイソプロポキシシラン、n−デシルトリt−ブトキシシラン;n−オクタデシルトリクロルシラン、n−オクタデシルトリブロムシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリエトキシシラン、n−オクタデシルトリイソプロポキシシラン、n−オクタデシルトリt−ブトキシシラン;フェニルトリクロルシラン、フェニルトリブロムシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリt−ブトキシシラン;テトラクロルシラン、テトラブロムシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン;ジメチルジクロルシラン、ジメチルジブロムシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン;ジフェニルジクロルシラン、ジフェニルジブロムシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン;フェニルメチルジクロルシラン、フェニルメチルジブロムシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン;トリクロルヒドロシラン、トリブロムヒドロシラン、トリメトキシヒドロシラン、トリエトキシヒドロシラン、トリイソプロポキシヒドロシラン、トリt−ブトキシヒドロシラン;ビニルトリクロルシラン、ビニルトリブロムシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリt−ブトキシシラン;トリフルオロプロピルトリクロルシラン、トリフルオロプロピルトリブロムシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリt−ブトキシシラン;γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリt−ブトキシシラン;γ−メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリt−ブトキシシラン;γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルトリt−ブトキシシラン;γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリt−ブトキシシラン;β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン;および、それらの部分加水分解物;およびそれらの混合物を使用することができる。
【0016】
このように光触媒含有層18で被覆された透明窓14に内部照明灯16の光が照射されると、光触媒が光励起され、光触媒含有層の表面は超親水化される。更に、光触媒の酸化還元反応によってショーケース内のエチレンやアセトアルデヒドのようなガスは分解される。
内部照明灯16としては、白色蛍光灯や白熱電灯を使用することができる。白色蛍光灯や白熱電灯には、可視光の他に微弱な紫外線が含まれており、その微弱な紫外線でも光触媒を充分に光励起することができる。
【0017】
【実施例】
実施例1
エタノールの溶媒86重量部に、テトラエトキシシランSi(OC2H5)4(和光純薬)6重量部と純水6重量部とテトラエトキシシランの加水分解抑制剤として36%塩酸2重量部を加えて混合し、シリカコーティング溶液を調製した。混合により溶液は発熱するので、混合液を約1時間放置冷却した。この溶液をフローコーティング法により10cm四角のソーダライムガラス板の表面に塗布し、80℃の温度で乾燥させた。乾燥に伴い、テトラエトキシシランは加水分解を受けて先ずシラノールSi(OH)4になり、続いてシラノールの脱水縮重合により無定形シリカの薄膜がガラス板の表面に形成された。
次に、テトラエトキシチタンTi(OC2H5)4(Merck)1重量部とエタノール9重量部との混合物に加水分解抑制剤として36%塩酸を0.1重量部添加してチタニアコーティング溶液を調製し、この溶液を前記ガラス板の表面に乾燥空気中でフローコーティング法により塗布した。塗布量はチタニアに換算して45μg/cm2とした。テトラエトキシチタンの加水分解速度は極めて早いので、塗布の段階でテトラエトキシチタンの一部は加水分解され、水酸化チタンTi(OH)4が生成し始めた。
次に、このガラス板を1〜10分間約150℃の温度に保持することにより、テトラエトキシチタンの加水分解を完了させると共に、生成した水酸化チタンを脱水縮重合に付し、無定形チタニアを生成させた。こうして、無定形シリカの上に無定形チタニアがコーティングされたガラス板を得た。
この試料を500℃の温度で焼成して、無定形チタニアをアナターゼ型チタニアに変換させ、#1試料を得た。無定形チタニアコーティングの下層には無定形シリカのコーティングが施されているので、焼成の際中にガラス板中のナトリウムのようなアルカリ網目修飾イオンがガラス基材からチタニアコーティング中に拡散していないと考えられる。
#1試料を数日間暗所に放置した後、20Wのブラックライトブルー(BLB)蛍光灯(三共電気、FL20BLB)を用いて試料の表面に0.5mW/cm2の紫外線照度(アナターゼ型チタニアのバンドギャップエネルギより高いエネルギの紫外線−387nmより短い波長の紫外線−の照度)で約1時間紫外線を照射し、#2試料を得た。
比較のため、シリカおよびチタニアのコーティングを施さないガラス板を#3試料とした。
#2試料と#3試料の水との接触角を接触角測定器(協和界面科学社製、形式CA-X150)により測定した。この接触角測定器の低角度側検出限界は1゜であった。接触角は、マイクロシリンジから試料表面に水滴を滴下した後30秒後に測定した。#2試料の表面の水に対する測定器の読みは0゜であり、超親水性を示した。これに対し、#3試料の水との接触角は30〜40゜であった。
次に、#2試料と#3試料について、防曇性と付着水滴の広がりかたを評価した。防曇性の評価は、500mlのビーカーに約80℃の湯を300ml入れ、次いでビーカー上にコーティング面を下に向けて試料を約10秒間保持し、その直後の試料表面の曇りの有無で評価した。
#3試料では表面は湯気で曇ったが、#2試料では曇りは全く観察されなかった。
付着水滴の広がり状態の評価は、45゜に傾斜させた試料の表面にスポイドで上方から多数の水滴を滴下し、試料を一度垂直にした後の水滴の付着状態で評価した。
#3試料では、試料の表面に散らばった目障りな孤立した水滴が付着し、水滴による光の屈折により透視像が乱され、透視像を明瞭に観察するのが困難であった。これに対し、#2試料では、試料の表面に付着した水滴は孤立した水滴を形成することなく表面に広がって一様な水膜を形成した。水膜の存在により透視像には多少の歪みが観察されたが、透視像は充分明瞭に認識することができた。
【0018】
実施例2
テトラエトキシシラン(和光純薬)とアナターゼ型チタニアゾル(日産化学、TA-15 )とエタノールと純水を混合し、テトラエトキシシランとチタニアゾルとの配合比の異なる4種のコーティング溶液を調製した。テトラエトキシシランとチタニアゾルとの割合は、テトラエトキシシランを無定形シリカに変換した後のシリカとチタニアの合計に対するシリカの割合に換算して、10モル%、30モル%、50モル%、70モル%になるようにした。
これらのコーティング溶液を10cm四角のソーダライムガラス板の表面にスプレーコーティング法により塗布し、約20分間約150℃の温度に保持することにより、テトラエトキシシランを加水分解と脱水縮重合に付し、アナターゼ型チタニア粒子が無定形シリカのバインダーで結着されたコーティングをガラス板の表面に形成した。
これらの試料を1週間暗所に放置した後、BLB蛍光灯を用いて0.3mW/cm2の照度で約1時間紫外線を照射した。紫外線照射後のこれらの試料の表面の水との接触角を接触角測定器(CA-X150)で測定したところ、接触角はいづれも0゜であった。
次いで、これらの試料のうち、シリカの割合が30モル%および50モル%の試料に白色蛍光灯を用いて0.004mW/cm2の紫外線照度で3日間紫外線を照射し続けたところ、照射中は試料表面の接触角は3゜未満に維持された。
【0019】
実施例3
基材として10cm四角のアルミニウム基板を使用した。基板の表面を平滑化するため、予めシリコーン層で被覆した。このため、日本合成ゴムの塗料用組成物“グラスカ”のA液(シリカゾル)とB液(トリメトキシメチルシラン)を、シリカゾル重量とトリメトキシメチルシランの重量の比が3になるように混合し、この混合液をアルミニウム基板に塗布し、150℃の温度で硬化させ、膜厚3μmのシリコーンのベースコートで被覆されたアルミニウム基板(#1試料)を得た。
次に、光触媒を含有するシリコーンにより#1試料を被覆した。このため、アナターゼ型チタニアゾル(日産化学、TA-15)と前記“グラスカ”のA液(シリカゾル)を混合し、エタノールで希釈後、更に“グラスカ”の上記B液を添加し、チタニア含有塗料用組成物を調製した。この塗料用組成物の組成は、シリカゾル33重量部、トリメトキシメチルシラン11重量部、チタニアゾル56重量部であった。
この塗料用組成物を#1試料の表面に塗布し、150℃の温度で硬化させ、アナターゼ型チタニア粒子がシリコーン塗膜中に分散されたトップコートを形成し、#2試料を得た。
次に、#2試料にBLB蛍光灯を用いて0.5mW/cm2の照度で5日間紫外線を照射し、#3試料を得た。この試料の表面の水との接触角を接触角測定器(ERMA社製、形式G-I-1000、低角度側検出限界3゜)で測定したところ、接触角の読みは3゜未満であった。
紫外線照射前の#2試料の接触角を測定したところ、70゜であった。#1試料の接触角を測定したところ、90゜であった。更に、#1試料に#2試料と同じ条件で5日間紫外線を照射し、接触角を測定したところ、接触角は85゜であった。
以上から、シリコーンは本来かなり疎水性であるにも拘わらず、光触媒を含有させ、かつ、紫外線照射により光触媒を励起した場合には、高度に親水化されることが発見された。
#2試料に水銀灯を用いて22.8mW/cm2の紫外線照度で2時間紫外線を照射し、#4試料を得た。#4試料のラマン分光分析を行ったところ、この試料の表面にはC−H結合が存在せず、その代わりに、 O−H結合が存在することが確認された。このことから、シリコーン分子のケイ素原子に結合した有機基が光触媒の光触媒作用により水酸基に置換され、その結果、シリコーンの表面が超親水化されたものと考えられる。
【0020】
実施例4
実施例3と同様のやり方で、日本合成ゴムの“グラスカ”のA液とB液を、シリカゾル重量とトリメトキシメチルシランの重量の比が3になるように混合し、コーティング液を調製した。このコーティング液を10cm四角のアクリル樹脂板の表面に塗布し、100℃の温度で硬化させ、膜厚5μmのシリコーンのベースコートで被覆された複数のアクリル樹脂板(#1)を得た。
次に、アナターゼ型チタニアゾル(日産化学、TA-15)と前記“グラスカ”のA液を混合し、エタノールで希釈後、更に“グラスカ”のB液を添加し、組成の異なる4種のコーティング液を調製した。これらのコーティング液の組成は、チタニア重量とシリカ重量とトリメトキシメチルシラン重量との和に対するチタニアの重量の比が、夫々、5%、10%、50%、80%になるように調製した。
夫々のコーティング液をシリコーン層が被覆された前記アクリル樹脂板に塗布し、100℃の温度で硬化させ、アナターゼ型チタニア粒子がシリコーン塗膜中に分散されたトップコートを形成し、#2〜#5試料を得た。
#1〜#5試料にBLB蛍光灯を0.5mW/cm2の照度で最大200時間紫外線を照射しながら、異なる時間間隔でこれらの試料の表面の水との接触角を接触角測定器(ERMA社製)で測定し、接触角の時間的変化を観測した。結果を図2のグラフに示す。
図2のグラフから分かるように、チタニア含有層のない#1試料においては、紫外線を照射しても水との接触角には殆ど変化が見られない。
これに対して、チタニア含有トップコートを備えた#2〜#5試料においては、紫外線照射に応じて水との接触角が10゜未満になるまで親水化されることが分かる。
特に、チタニアの割合が10重量%以上の#3〜#5試料においては、水との接触角は3゜以下になることが分かる。
更に、チタニアの割合が夫々50重量%と80重量%の#4試料と#5試料においては、短時間の紫外線照射で水との接触角は3゜以下になることが注目される。
#4試料に息を吹きかけたところ、曇りは生じなかった。#4試料を2週間暗所に放置した後、接触角測定器(CA-X150)により水との接触角を測定したところ、水との接触角は3゜以下であった。
【0021】
【発明の効果】
本発明によれば、保冷ショーケースの透明窓の内側表面に付着した凝縮水は、一様な水膜を形成しながら広がるので、陳列食品の視認性を向上させることができる。また、光触媒の酸化還元反応によってショーケース内のエチレンやアセトアルデヒドのようなガスは分解されるので、野菜や果物の鮮度をより長く保存することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の保冷ショーケースの模式的断面図である。
【図2】実施例4における紫外線照射に伴う水との接触角の時間的変化を示すグラフである。
【符号の説明】
10: 保冷ショーケース
14: 透明窓
18: 光触媒含有層
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cold display case for displaying foods that require cold storage such as vegetables and fruits.
[0002]
[Prior art]
The cold display case for displaying vegetables and fruits is provided with a transparent window made of glass or acrylic resin so that the displayed food can be seen from the outside.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the transparent windows of the cold storage showcase are prone to cloudiness due to condensation of moisture, making it often difficult to see the displayed vegetables and fruits from the outside. When condensation of moisture progresses and fine condensed water droplets fuse together and grow into larger discrete water droplets, the perspective image is distorted by the refraction of light at the water droplet / window interface and water / air interface. After all, it is hard to see the vegetables and fruits inside.
In addition, the freshness of vegetables and fruits is rapidly reduced by ethylene and acetaldehyde that the vegetables and fruits themselves emit, and the commercial value is reduced.
[0004]
An object of the present invention is to provide a cold display case that is excellent in the visibility of displayed foods and that can preserve the freshness of foods for a long time.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has discovered that the photocatalyst has an action of highly hydrophilizing the surface in addition to an action of decomposing a substance by a photooxidation-reduction action.
[0006]
The present invention is based on such a discovery, and the present invention is characterized in that, in a cold insulation showcase provided with a transparent window and an internal illumination lamp, the inner surface of the transparent window is coated with a transparent layer containing a semiconductor photocatalyst. Is.
The photocatalyst of the photocatalyst-containing layer is photoexcited by light from the internal illumination lamp, and the surface of the photocatalyst-containing layer is superhydrophilic so that the contact angle with water is 10 ° or less, more specifically 5 ° or less, especially about 0 °. Is done.
[0007]
Condensed water adhering to the superhydrophilic inner surface in this way spreads quickly on the inner surface of the window glass while forming a uniform water film, so that cloudiness does not occur. Even when the condensation of moisture proceeds, the condensed water droplets immediately become a water film and flow down along the inner surface. Therefore, good visibility of the displayed food is ensured.
Furthermore, electron-hole pairs are generated by photoexcitation of the photocatalyst, and the generated electrons reduce surface oxygen to generate superoxide ions (O 2 ), and the holes oxidize surface hydroxyl groups to generate hydroxyl radicals. (· OH) is generated, and gases such as ethylene and acetaldehyde in the showcase are decomposed by the oxidation-reduction reaction of these highly reactive active oxygen species (O 2 - and · OH). Therefore, the freshness of vegetables and fruits is maintained longer.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Referring to FIG. 1, the cold showcase 10 includes a heat-insulating housing 12 and a transparent window 14 made of glass, acrylic resin, or the like, and an internal lamp 16 is disposed at an appropriate location. The inside of the cold storage showcase 10 is cooled by a refrigeration circuit (not shown). The inner surface of the transparent window 14 is covered with a transparent layer 18 containing a semiconductor photocatalyst.
[0009]
As the photocatalyst, titania (TiO 2 ) is most preferable. Titania is harmless, chemically stable, and available at low cost. Furthermore, titania has a high band gap energy, and therefore requires ultraviolet light for photoexcitation and does not absorb visible light in the process of photoexcitation, so that color formation by complementary color components does not occur.
Either anatase-type titania or rutile-type titania can be used. The advantage of anatase type titania is that a sol in which very fine particles are dispersed can be easily obtained on the market, and a very thin thin film can be easily formed. On the other hand, rutile type titania has the advantage that it can be sintered at a high temperature and a film excellent in strength and abrasion resistance can be obtained.
When the inner surface of the transparent window 14 is covered with a photocatalytic titania-containing layer and the titania is photoexcited by the internal illumination lamp 16, water is chemisorbed on the surface in the form of hydroxyl groups (OH ) by the photocatalytic action. It is thought to be hydrophilic.
Other photocatalysts which can be used include metal oxides such as ZnO, SnO 2, SrTiO 3, WO 3, Bi 2 O 3, Fe 2 O 3. Since these metal oxides, like titania, contain metal elements and oxygen on the surface, it is thought that surface hydroxyl groups (OH ) should be adsorbed.
You may form a photocatalyst content layer by mix | blending the particle of a photocatalytic titania with a metal oxide. In particular, when anatase titania is added to silica or tin oxide as described later, the surface can be highly hydrophilized.
[0010]
The film thickness of the photocatalyst containing layer is preferably 0.2 μm or less. With such a film thickness, color development due to light interference can be prevented. Moreover, the thinner the photocatalyst containing layer is, the more the transparency of the photocatalyst containing layer can be secured. Furthermore, if the film thickness is reduced, the wear resistance of the photocatalyst-containing layer is improved.
[0011]
When the transparent window 14 is formed of a heat-resistant material such as glass, a photocatalyst-containing layer excellent in abrasion resistance that exhibits super hydrophilicity with a contact angle with water of 0 ° is formed. One preferred way is to first coat the surface of the substrate with amorphous titania and then phase change the amorphous titania to crystalline titania (anatase or rutile) by firing. For the formation of amorphous titania, any of the following methods can be employed.
(1) Hydrolysis of organic titanium compound and dehydration condensation polymerization Titanium alkoxide, for example, tetraethoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetra n-propoxy titanium, tetrabutoxy titanium, tetramethoxy titanium, and water such as hydrochloric acid or ethylamine After adding a decomposition inhibitor and diluting with an alcohol such as ethanol or propanol, the mixture can be spray coated, flow coated, spin coated, partially hydrolyzed or fully hydrolyzed, It is applied to the surface of the substrate by dip coating, roll coating, or other coating method, and dried at a temperature from room temperature to 200 ° C. By drying, the hydrolysis of titanium alkoxide is completed to produce titanium hydroxide, and an amorphous titania layer is formed on the surface of the substrate by dehydration condensation polymerization of titanium hydroxide.
Instead of the titanium alkoxide, other organic titanium compounds such as titanium chelate or titanium acetate may be used.
(2) Formation of amorphous titania with inorganic titanium compound Inorganic titanium compound, for example, acidic aqueous solution of TiCl 4 or Ti (SO 4 ) 2 is spray coated, flow coated, spin coated, dip coated, roll coated, Apply to the surface. Next, the inorganic titanium compound is dried at a temperature of about 100 ° C. to 200 ° C. to be subjected to hydrolysis and dehydration condensation polymerization to form an amorphous titania layer on the surface of the substrate. Alternatively, amorphous titania may be formed on the surface of the substrate by chemical vapor deposition of TiCl 4 .
(3) Formation of amorphous titania by sputtering Amorphous titania is deposited on the surface of the substrate by irradiating a target of titanium with an electron beam in an oxidizing atmosphere.
(4) Firing temperature The amorphous titania is calcined at a temperature at least equal to or higher than the crystallization temperature of anatase. Amorphous titania can be converted to anatase titania by baking at a temperature of 400 ° C to 500 ° C or higher. Amorphous titania can be converted into rutile titania by baking at a temperature of 600 ° C. to 700 ° C. or higher.
(5) Formation of anti-diffusion layer When the base material is glass or glazed tile containing alkali network modifying ions such as sodium, an intermediate layer such as silica is formed in advance between the base material and the amorphous titania layer. It is good to keep. Then, during the firing of the amorphous titania, alkali network modification ions are prevented from diffusing from the base material into the photocatalyst containing layer, and super hydrophilicity is achieved so that the contact angle with water becomes 0 °. .
[0012]
Another preferred method of forming a photocatalyst-containing layer with excellent abrasion resistance that exhibits superhydrophilicity such that the contact angle with water is 0 ° is that a photocatalyst-containing layer composed of a mixture of titania and silica is used as a base material. It is to be formed on the surface. The ratio of silica to the total of titania and silica can be 5 to 90 mol%, preferably 10 to 70 mol%, more preferably 10 to 50 mol%. Any one of the following methods can be employed to form the photocatalyst-containing layer made of silica-containing titania.
(1) A suspension containing anatase-type or rutile-type titania particles and silica particles is applied to the surface of the substrate and sintered at a temperature below the softening point of the substrate.
(2) Amorphous silica precursors (for example, tetraalkoxysilanes such as tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra n-propoxysilane, tetrabutoxysilane, tetramethoxysilane; silanols that are hydrolysates thereof; Or a polysiloxane having an average molecular weight of 3000 or less) and a crystalline titania sol are coated on the surface of the substrate, and if necessary, hydrolyzed to form silanols, and then heated at a temperature of about 100 ° C. or higher to produce silanols. Is subjected to dehydration condensation polymerization to form a photocatalyst-containing layer in which titania is bound with amorphous silica. In particular, if dehydration condensation polymerization of silanol is carried out at a temperature of about 200 ° C. or higher, the degree of polymerization of silanol can be increased and the alkali resistance performance of the photocatalyst-containing layer can be improved. This approach can be applied to non-heat resistant substrates such as plastics.
(3) Disperse silica particles in a solution of amorphous titania precursor (organic titanium compound such as titanium alkoxide, chelate or acetate, or inorganic titanium compound such as TiCl 4 or Ti (SO 4 ) 2 ). The resulting suspension is applied to the surface of the substrate, and the titanium compound is subjected to hydrolysis and dehydration condensation polymerization at a temperature from room temperature to 200 ° C. to form an amorphous titania thin film in which silica particles are dispersed. . Next, amorphous titania is phase-changed to crystalline titania by heating to a temperature equal to or higher than the crystallization temperature of titania and to a temperature equal to or lower than the softening point of the substrate.
(4) Amorphous silica precursor in a solution of amorphous titania precursor (organic titanium compound such as titanium alkoxide, chelate or acetate, or inorganic titanium compound such as TiCl 4 or Ti (SO 4 ) 2 ). (E.g., tetraalkoxysilanes such as tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra n-propoxysilane, tetrabutoxysilane, tetramethoxysilane, etc .; hydrolyzed silanols thereof; or polysiloxanes having an average molecular weight of 3000 or less ) And apply to the surface of the substrate. Subsequently, these precursors are subjected to hydrolysis and dehydration condensation polymerization to form a thin film made of a mixture of amorphous titania and amorphous silica. Next, amorphous titania is phase-changed to crystalline titania by heating to a temperature equal to or higher than the crystallization temperature of titania and to a temperature equal to or lower than the softening point of the substrate.
[0013]
Still another preferred method for forming a photocatalyst-containing layer with excellent wear resistance that exhibits superhydrophilicity such that the contact angle with water is 0 ° is based on a photocatalyst-containing layer composed of a mixture of titania and tin oxide. It is to be formed on the surface of the material. The ratio of tin oxide to the total of titania and tin oxide can be 1 to 95% by weight, preferably 1 to 50% by weight. Any one of the following methods can be employed to form the photocatalyst-containing layer composed of tin oxide-containing titania.
(1) A suspension containing anatase-type or rutile-type titania particles and tin oxide particles is applied to the surface of the substrate and sintered at a temperature below the softening point of the substrate.
(2) Tin oxide particles in a solution of amorphous titania precursor (organic titanium compound such as titanium alkoxide, chelate or acetate, or inorganic titanium compound such as TiCl 4 or Ti (SO 4 ) 2 ) An amorphous titania thin film in which tin oxide particles are dispersed is obtained by applying the dispersed suspension to the surface of the base material and subjecting the titanium compound to hydrolysis and dehydration condensation polymerization at a temperature from room temperature to 200 ° C. Form. Next, amorphous titania is phase-changed to crystalline titania by heating to a temperature equal to or higher than the crystallization temperature of titania and to a temperature equal to or lower than the softening point of the substrate.
[0014]
When the substrate is formed of a non-heat-resistant material such as an acrylic resin, a preferable method for forming a photocatalyst-containing layer exhibiting super hydrophilicity with a contact angle with water of 0 ° is not yet available. It is to use a coating composition in which particles of photocatalyst are dispersed in a film-forming element made of cured or partially cured silicone or a precursor of silicone.
After coating the coating composition on the surface of the substrate and curing the coating film forming element, when the photocatalyst is photoexcited, the organic group bonded to the silicon atom of the silicone molecule is replaced with a hydroxyl group by the photocatalytic action of the photocatalyst, The surface of the photocatalyst containing layer is superhydrophilic.
Since the photocatalyst-containing silicone paint has a siloxane bond, it has sufficient resistance to the photooxidation action of the photocatalyst.
[0015]
Examples of the film-forming elements include methyltrichlorosilane, methyltribromosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltri-t-butoxysilane; ethyltrichlorosilane, ethyltribromosilane, ethyltrimethoxy Silane, ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltri-t-butoxysilane; n-propyltrichlorosilane, n-propyltribromosilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltri Isopropoxysilane, n-propyltri-t-butoxysilane; n-hexyltrichlorosilane, n-hexyltribromosilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane n-hexyltriisopropoxysilane, n-hexyltri-t-butoxysilane; n-decyltrichlorosilane, n-decyltribromosilane, n-decyltrimethoxysilane, n-decyltriethoxysilane, n-decyltriisopropoxysilane N-decyltri-t-butoxysilane; n-octadecyltrichlorosilane, n-octadecyltribromosilane, n-octadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltriethoxysilane, n-octadecyltriisopropoxysilane, n-octadecyltri-t- Butoxysilane; phenyltrichlorosilane, phenyltribromosilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, phenyltrit-butoxysilane; tetrac Silane, tetrabromosilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, dimethoxydiethoxysilane; dimethyldichlorosilane, dimethyldibromosilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane; diphenyldichlorosilane, diphenyldibromo Silane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane; phenylmethyldichlorosilane, phenylmethyldibromosilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane; trichlorohydrosilane, tribromohydrosilane, trimethoxyhydrosilane, triethoxyhydrosilane, tri Isopropoxyhydrosilane, tri-t-butoxyhydrosilane; vinyltrichlorosilane, vinyltribromosilane, Vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriisopropoxysilane, vinyltri-t-butoxysilane; trifluoropropyltrichlorosilane, trifluoropropyltribromosilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, trifluoropropyltriethoxysilane, tri Fluoropropyltriisopropoxysilane, trifluoropropyltri-t-butoxysilane; γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycyl Sidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriisopropoxysilane, γ-glycidoxypropyltri-t-butoxysilane; γ-methacryloxypropyl Tildimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriisopropoxysilane, γ-methacrylic Roxypropyltri-t-butoxysilane; γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriisopropoxysilane, γ-aminopropyltri-t-butoxysilane; γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropi Lutriethoxysilane, γ-mercaptopropyltriisopropoxysilane, γ-mercaptopropyltri-t-butoxysilane; β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltri Ethoxysilanes; and their partial hydrolysates; and mixtures thereof can be used.
[0016]
Thus, when the light of the internal illumination lamp 16 is irradiated to the transparent window 14 covered with the photocatalyst containing layer 18, the photocatalyst is photoexcited and the surface of the photocatalyst containing layer is made superhydrophilic. Furthermore, gases such as ethylene and acetaldehyde in the showcase are decomposed by the redox reaction of the photocatalyst.
As the internal illumination lamp 16, a white fluorescent lamp or an incandescent lamp can be used. White fluorescent lamps and incandescent lamps contain weak ultraviolet light in addition to visible light, and the photocatalyst can be sufficiently photoexcited by the weak ultraviolet light.
[0017]
【Example】
Example 1
86 parts by weight of ethanol, 6 parts by weight of tetraethoxysilane Si (OC 2 H 5 ) 4 (Wako Pure Chemical), 6 parts by weight of pure water, and 2 parts by weight of 36% hydrochloric acid as a hydrolysis inhibitor for tetraethoxysilane In addition, a silica coating solution was prepared by mixing. Since the solution generated heat by mixing, the mixture was allowed to cool for about 1 hour. This solution was applied to the surface of a 10 cm square soda lime glass plate by a flow coating method and dried at a temperature of 80 ° C. Along with drying, tetraethoxysilane was first hydrolyzed to become silanol Si (OH) 4 , and then an amorphous silica thin film was formed on the surface of the glass plate by dehydration condensation polymerization of silanol.
Next, 0.1 part by weight of 36% hydrochloric acid as a hydrolysis inhibitor was added to a mixture of 1 part by weight of tetraethoxytitanium Ti (OC 2 H 5 ) 4 (Merck) and 9 parts by weight of ethanol to obtain a titania coating solution. This solution was applied to the surface of the glass plate by a flow coating method in dry air. The coating amount was 45 μg / cm 2 in terms of titania. Since the hydrolysis rate of tetraethoxytitanium was extremely fast, a part of tetraethoxytitanium was hydrolyzed at the coating stage, and titanium hydroxide Ti (OH) 4 began to be produced.
Next, the glass plate is kept at a temperature of about 150 ° C. for 1 to 10 minutes to complete the hydrolysis of tetraethoxytitanium, and the produced titanium hydroxide is subjected to dehydration condensation polymerization to form amorphous titania. Generated. Thus, a glass plate in which amorphous titania was coated on amorphous silica was obtained.
This sample was baked at a temperature of 500 ° C. to convert amorphous titania into anatase titania to obtain # 1 sample. Amorphous silica coating is applied to the lower layer of the amorphous titania coating so that alkali network modifying ions such as sodium in the glass plate do not diffuse from the glass substrate into the titania coating during firing. it is conceivable that.
# 1 After leaving the sample in the dark for several days, using a 20W black light blue (BLB) fluorescent lamp (Sankyo Electric, FL20BLB), the surface of the sample was irradiated with UV light of 0.5 mW / cm 2 (of anatase titania). No. 2 sample was obtained by irradiating ultraviolet rays for about 1 hour with ultraviolet rays having an energy higher than the band gap energy (ultraviolet rays having a wavelength shorter than 387 nm).
For comparison, a glass plate not coated with silica and titania was designated as # 3 sample.
The contact angle between the # 2 sample and the # 3 sample with water was measured with a contact angle measuring instrument (Kyowa Interface Science Co., Ltd., model CA-X150). The detection limit of the low angle side of this contact angle measuring device was 1 °. The contact angle was measured 30 seconds after a water droplet was dropped from the microsyringe onto the sample surface. The measuring instrument reading for water on the surface of # 2 sample was 0 °, indicating super hydrophilicity. In contrast, the contact angle of the # 3 sample with water was 30 to 40 °.
Next, the antifogging property and the spread of attached water droplets were evaluated for the # 2 sample and the # 3 sample. Evaluation of anti-fogging property is performed by putting 300 ml of hot water at about 80 ° C into a 500 ml beaker, then holding the sample for about 10 seconds with the coating surface facing down on the beaker, and evaluating the presence or absence of fog on the sample surface immediately after that. did.
In the sample # 3, the surface was clouded with steam, but in the sample # 2, no fogging was observed.
Evaluation of the spread state of the attached water droplets was made by evaluating the adhesion state of the water droplets after dropping a large number of water droplets from above with a dropper on the surface of the sample inclined at 45 ° and once verticalizing the sample.
In the # 3 sample, annoying isolated water droplets scattered on the surface of the sample adhered, and the fluoroscopic image was disturbed by the refraction of light by the water droplet, and it was difficult to clearly observe the fluoroscopic image. On the other hand, in the # 2 sample, water droplets adhering to the surface of the sample spread on the surface without forming isolated water droplets and formed a uniform water film. Although some distortion was observed in the fluoroscopic image due to the presence of the water film, the fluoroscopic image could be recognized sufficiently clearly.
[0018]
Example 2
Tetraethoxysilane (Wako Pure Chemical Industries), anatase type titania sol (Nissan Chemical, TA-15), ethanol and pure water were mixed to prepare four coating solutions having different mixing ratios of tetraethoxysilane and titania sol. The ratio of tetraethoxysilane to titania sol is 10 mol%, 30 mol%, 50 mol%, 70 mol in terms of the ratio of silica to the total of silica and titania after conversion of tetraethoxysilane to amorphous silica. %.
These coating solutions are applied to the surface of a 10 cm square soda lime glass plate by a spray coating method and maintained at a temperature of about 150 ° C. for about 20 minutes to subject the tetraethoxysilane to hydrolysis and dehydration condensation polymerization. A coating in which anatase-type titania particles were bound with an amorphous silica binder was formed on the surface of a glass plate.
These samples were left in the dark for one week, and then irradiated with ultraviolet rays at an illuminance of 0.3 mW / cm 2 using a BLB fluorescent lamp for about 1 hour. When the contact angle between the surface of these samples after irradiation with ultraviolet light and water was measured with a contact angle measuring device (CA-X150), the contact angles were all 0 °.
Subsequently, among these samples, when the proportion of silica was 30 mol% and 50 mol%, the sample was continuously irradiated with ultraviolet rays for 3 days at an ultraviolet intensity of 0.004 mW / cm 2 using a white fluorescent lamp. The contact angle of the sample surface was kept below 3 °.
[0019]
Example 3
A 10 cm square aluminum substrate was used as the substrate. In order to smooth the surface of the substrate, it was previously coated with a silicone layer. For this reason, the liquid A (silica sol) and the liquid B (trimethoxymethylsilane) of the Japanese synthetic rubber coating composition “Glaska” were mixed so that the weight ratio of silica sol to trimethoxymethylsilane was 3. The mixed solution was applied to an aluminum substrate and cured at a temperature of 150 ° C. to obtain an aluminum substrate (# 1 sample) coated with a 3 μm-thick silicone base coat.
The # 1 sample was then coated with silicone containing photocatalyst. For this reason, anatase-type titania sol (Nissan Chemical, TA-15) and the above “Glaska” solution A (silica sol) are mixed, diluted with ethanol, and then added with “Glaska” solution B above for titania-containing paints A composition was prepared. The composition of the coating composition was 33 parts by weight of silica sol, 11 parts by weight of trimethoxymethylsilane, and 56 parts by weight of titania sol.
This coating composition was applied to the surface of sample # 1 and cured at a temperature of 150 ° C. to form a topcoat in which anatase-type titania particles were dispersed in a silicone coating film, thereby obtaining sample # 2.
Next, the # 2 sample was irradiated with ultraviolet rays at an illuminance of 0.5 mW / cm 2 for 5 days using a BLB fluorescent lamp to obtain a # 3 sample. When the contact angle between the surface of the sample and water was measured with a contact angle measuring device (ERMA, model GI-1000, low angle detection limit 3 °), the contact angle reading was less than 3 °.
The contact angle of sample # 2 before UV irradiation was measured and found to be 70 °. The contact angle of # 1 sample was measured and found to be 90 °. Furthermore, the # 1 sample was irradiated with ultraviolet rays for 5 days under the same conditions as the # 2 sample, and the contact angle was measured. The contact angle was 85 °.
From the above, it has been found that silicone is highly hydrophilic when it contains a photocatalyst and is excited by ultraviolet irradiation even though it is inherently hydrophobic.
A # 4 sample was obtained by irradiating the sample # 2 with ultraviolet light at a UV intensity of 22.8 mW / cm 2 for 2 hours using a mercury lamp. As a result of Raman spectroscopic analysis of the # 4 sample, it was confirmed that no C—H bond was present on the surface of this sample, and instead, an O—H bond was present. From this, it is considered that the organic group bonded to the silicon atom of the silicone molecule is substituted with a hydroxyl group by the photocatalytic action of the photocatalyst, and as a result, the surface of the silicone is superhydrophilic.
[0020]
Example 4
In the same manner as in Example 3, A solution and B solution of “Glaska” of Japanese synthetic rubber were mixed so that the ratio of the weight of silica sol to the weight of trimethoxymethylsilane was 3, to prepare a coating solution. This coating solution was applied to the surface of a 10 cm square acrylic resin plate and cured at a temperature of 100 ° C. to obtain a plurality of acrylic resin plates (# 1) coated with a 5 μm-thick silicone base coat.
Next, anatase-type titania sol (Nissan Chemical, TA-15) and the “Glaska” solution A were mixed, diluted with ethanol, then “Glaska” solution B was added, and four coating solutions having different compositions were added. Was prepared. The compositions of these coating solutions were prepared so that the ratio of the titania weight to the sum of the titania weight, the silica weight, and the trimethoxymethylsilane weight was 5%, 10%, 50%, and 80%, respectively.
Each coating solution is applied to the acrylic resin plate coated with a silicone layer and cured at a temperature of 100 ° C. to form a top coat in which anatase-type titania particles are dispersed in a silicone coating film. Five samples were obtained.
While irradiating the # 1 to # 5 samples with UV light at a illuminance of 0.5 mW / cm 2 for up to 200 hours, the contact angles of the surface of these samples with water at different time intervals ( ERMA) and the change in contact angle over time was observed. The results are shown in the graph of FIG.
As can be seen from the graph of FIG. 2, in the # 1 sample without the titania-containing layer, the contact angle with water hardly changes even when irradiated with ultraviolet rays.
In contrast, in the samples # 2 to # 5 provided with the titania-containing topcoat, it can be seen that the sample is hydrophilized until the contact angle with water becomes less than 10 ° in accordance with the ultraviolet irradiation.
In particular, it is understood that the contact angle with water is 3 ° or less in the # 3 to # 5 samples having a titania ratio of 10% by weight or more.
In addition, it is noted that the contact angle with water in a # 4 sample and a # 5 sample having a titania ratio of 50% by weight and 80% by weight, respectively, is 3 ° or less by short-time ultraviolet irradiation.
When # 4 sample was blown, no haze occurred. After the # 4 sample was left in the dark for 2 weeks, the contact angle with water was measured with a contact angle measuring device (CA-X150). The contact angle with water was 3 ° or less.
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, the condensed water adhering to the inner surface of the transparent window of the cold display case spreads while forming a uniform water film, so that the visibility of the displayed food can be improved. In addition, since gases such as ethylene and acetaldehyde in the showcase are decomposed by the oxidation-reduction reaction of the photocatalyst, the freshness of vegetables and fruits can be preserved for a longer time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a cold showcase of the present invention.
2 is a graph showing temporal changes in contact angle with water accompanying ultraviolet irradiation in Example 4. FIG.
[Explanation of symbols]
10: Cold display case 14: Transparent window 18: Photocatalyst containing layer

Claims (4)

透明な窓と内部照明灯を備え、前記窓の内側表面を半導体光触媒を含む透明層で被覆し、前記照明灯からの光を前記層に照射させて光触媒を光励起することにより、前記層の表面を水との接触角が10°以下に親水化させると共に光触媒の酸化還元作用によりショーケース内のガスを分解させるようにしたことを特徴とする防曇性保冷ショーケース。A transparent window and an internal illumination lamp are provided, the inner surface of the window is covered with a transparent layer containing a semiconductor photocatalyst, and the photocatalyst is photoexcited by irradiating the layer with light from the illumination lamp to thereby photoexcite the surface of the layer an antifogging cold showcase is characterized in that so as to decompose the gas in the showcase by the oxidation reduction action of the photocatalyst along with the contact angle with water is hydrophilized to 10 ° or less. 前記光触媒は結晶性チタニアであり、前記照明灯は可視光と紫外線の双方を含む光を発する形式の照明灯である請求項1に基づく防曇性保冷ショーケース。The anti-fogging cold-retaining showcase according to claim 1, wherein the photocatalyst is crystalline titania, and the illuminating lamp is an illuminating lamp that emits light including both visible light and ultraviolet light. 前記層は、さらにシリカ又は酸化錫を含む、請求項1に基づく防曇性保冷ショーケース。The anti-fogging cold storage showcase according to claim 1, wherein the layer further contains silica or tin oxide. 前記照明灯は、白色蛍光灯又は白熱電灯である、請求項1に基づく防曇性保冷ショーケース。The anti-fogging cold-holding showcase according to claim 1, wherein the illumination lamp is a white fluorescent lamp or an incandescent lamp.
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