JP5108222B2 - Amorphous titanium oxide-containing composite film-forming coating composition, its production method and use - Google Patents

Amorphous titanium oxide-containing composite film-forming coating composition, its production method and use Download PDF

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Description

本発明は、非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物、その製造方法および用途に関する。さらに詳しくは、本発明は、長期間にわたって非晶質状態を維持し、塗膜化が容易な、非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物、このものを効率よく製造する方法、前記組成物を用いて得られた複合塗膜、該複合塗膜を有する物品、およびチタンアルコキシド加水分解縮合物の結晶化阻害方法に関するものである。   The present invention relates to a coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film, a method for producing the same, and a use thereof. More specifically, the present invention relates to a coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film that maintains an amorphous state for a long period of time and is easily formed into a coating film, a method for efficiently producing the same, The present invention relates to a composite coating obtained using the composition, an article having the composite coating, and a method for inhibiting crystallization of a titanium alkoxide hydrolysis condensate.

金属アルコキシドの加水分解縮合物は、低温合成が可能で、かつ耐熱性を有することから、コーティング液などとして、各種塗膜の形成に用いられている。特に、シランアルコキシドは、その反応性に由来する取り扱いやすさ、コスト、アルコキシドの種類の豊富さなどの点から、最も広く用いられている。   The hydrolyzed condensate of metal alkoxide can be synthesized at low temperature and has heat resistance, and is therefore used as a coating liquid for forming various coating films. In particular, silane alkoxides are most widely used in terms of ease of handling, cost, abundant types of alkoxides, and the like derived from their reactivity.

しかしながら、シランアルコキシドの加水分解縮合物からなる塗膜は、耐水性に劣り、水分により塗膜からシリカ成分が流出しやすく、耐水性を必要とする用途には、使用しにくいという問題がある。したがって、耐水性を必要とする用途には、チタンアルコキシドの加水分解縮合物の使用が試みられている。   However, a coating film made of a hydrolyzed condensate of silane alkoxide has poor water resistance, and the silica component tends to flow out of the coating film due to moisture, which makes it difficult to use in applications that require water resistance. Therefore, the use of a hydrolysis condensate of titanium alkoxide has been attempted for applications requiring water resistance.

このチタンアルコキシドおよび/またはその部分加水分解縮合物は、一般に極めて反応性が高く、反応溶媒として通常使用されるメタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール系溶媒を使用する場合では反応制御が困難であり、白沈やゲル化を起し易く、コーティング剤成分として用いるには不適である場合が多い。この問題に対し、本出願人は、先にチタンアルコキシドの加水分解縮合反応の溶媒として炭素数3以上のエーテル系酸素を有するアルコール類を使用することにより、比較的安定で経時変化の少ない加水分解縮合液の製造を可能とし、このチタンアルコキシド加水分解縮合物を利用した非晶質酸化チタン系塗膜を提案した。   This titanium alkoxide and / or its partially hydrolyzed condensate is generally extremely reactive, and it is difficult to control the reaction when using an alcohol solvent such as methanol, ethanol, isopropanol or the like that is usually used as a reaction solvent. It tends to cause white precipitation and gelation and is often unsuitable for use as a coating agent component. In order to solve this problem, the present applicant previously used an alcohol having an ether oxygen having 3 or more carbon atoms as a solvent for the hydrolysis and condensation reaction of titanium alkoxide, so that the hydrolysis is relatively stable and has little change with time. An amorphous titanium oxide coating film using the titanium alkoxide hydrolyzed condensate was proposed, which enabled the production of a condensate.

しかしながら、この方法で得られたチタンアルコキシド加水分解縮合物の安定性は、炭素数3以上のエーテル系酸素を有するアルコール類とチタンアルコキシドのアルコキシル基とのエステル交換反応および/またはチタン原子への配位−脱離の準平衡効果のみに頼るものであるため、安定化という点では、必ずしも充分であるとはいえなかった。   However, the stability of the hydrolyzed titanium alkoxide condensate obtained by this method is the transesterification reaction between the alcohol having an ether oxygen having 3 or more carbon atoms and the alkoxyl group of the titanium alkoxide and / or the coordination to the titanium atom. Since it relies only on the quasi-equilibrium effect of position-elimination, it was not necessarily sufficient in terms of stabilization.

また、チタンアルコキシドの加水分解縮合物は非晶質性を有するが、外部環境によって結晶化しやすい上、シランアルコキシドなどと比較して反応性(高分子化)や凝集性が高いことから、コーティング液のポットライフが短い、塗膜はクラックや白化が生じやすい、他の成分との複合化が困難である、などの問題を有している。   In addition, although the hydrolysis condensate of titanium alkoxide is amorphous, it is easily crystallized by the external environment and has higher reactivity (polymerization) and cohesion than silane alkoxide, etc. The pot life is short, the coating film is prone to cracking and whitening, and it is difficult to combine with other components.

一方、特許文献1においては、金属アルコキシドをアルミニウム塩の存在下、有機溶媒中で加水分解縮合し、更にはアルミニウム塩の析出防止剤を含むコーティング剤が提案されている。この技術においては、金属アルコキシドにチタンアルコキシドを使用する場合、チタンアルコキシド成分の安定性を向上させる目的でアルキレングリコール又はそのモノエーテル類を混合しているが、必須成分として挙げられているアルミニウム塩は、もともと被膜を形成した場合の膜の硬度や密着性といった機械的物性の向上を目的として用いられているものであって、被膜の結晶化阻害効果を狙ったものではなく、ましてや、チタンアルコキシド自身の反応性制御を主たる目的としたものでもない。
また、この技術は、金属アルコキシドの加水分解・縮合を、アルミニウム塩の存在下に行うことを必須としている。
On the other hand, Patent Document 1 proposes a coating agent in which a metal alkoxide is hydrolytically condensed in an organic solvent in the presence of an aluminum salt, and further contains an aluminum salt precipitation inhibitor. In this technique, when titanium alkoxide is used as the metal alkoxide, alkylene glycol or a monoether thereof is mixed for the purpose of improving the stability of the titanium alkoxide component. Originally used for the purpose of improving mechanical properties such as film hardness and adhesion when a film is formed, not intended to inhibit the crystallization of the film. It is not intended for the main purpose of controlling reactivity.
In addition, this technique requires that the metal alkoxide is hydrolyzed and condensed in the presence of an aluminum salt.

特開平2−258646号公報JP-A-2-258646

本発明は、このような事情のもとで、長期間にわたって非晶質状態を維持し、塗膜化が容易な、非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物、このものを効率よく製造する方法、前記コーティング組成物を用いて得られた複合塗膜、該複合塗膜を有する物品、およびチタンアルコキシド加水分解縮合物の結晶化阻害方法を提供することを目的とするものである。   Under such circumstances, the present invention provides a coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film that maintains an amorphous state for a long period of time and can be easily formed into a coating film. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method, a composite coating film obtained by using the coating composition, an article having the composite coating film, and a method for inhibiting crystallization of a titanium alkoxide hydrolysis condensate.

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、(A)チタンアルコキシドの加水分解縮合物、および(B)前記(A)成分と相互作用し得る金属系化合物を含むコーティング液が、非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物として、前記目的に適合し得ること、そして、このコーティング組成物は、チタンアルコキシドを加水分解してチタンアルコキシドの加水分解縮合物含有液を調製したのち、この加水分解縮合物含有液と、該加水分解縮合物と相互作用し得る金属系化合物とを混合することにより、効率よく製造し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors include (A) a hydrolytic condensate of titanium alkoxide, and (B) a metal compound that can interact with the component (A). The coating liquid can meet the above-mentioned purpose as a coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film, and this coating composition contains a hydrolysis condensate of titanium alkoxide by hydrolyzing titanium alkoxide. After preparing the liquid, it was found that the hydrolyzed condensate-containing liquid and a metal compound capable of interacting with the hydrolyzed condensate can be efficiently manufactured. The invention has been completed.

すなわち、本発明は、
(1) シランアルコキシドの加水分解物を含まずに、(A)一般式(I)
TiR (OR4−x …(I)
(式中、Rはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基またはアシル基、Rは炭素数1〜6のアルキル基、xは0〜2の整数を示す。)
で表されるチタンアルコキシドの加水分解縮合物、(B)硝酸アルミニウム、および(C)金属化合物系微粒子を含むことを特徴とする非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物、
(2)(A)成分と(B)成分を、下記の関係式(II)
5≦{(B)成分中のアルミニウム原子/[(B)成分中のアルミニウム原子+(A)成分中のチタン原子]}×100≦60 …(II)
を満たす割合で含む上記(1)項に記載の非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物、
(3)(C)成分の金属化合物系微粒子が、光触媒機能を有する微粒子および/またはシリカ微粒子である上記(1)に記載の非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物、
(4)さらに、(D)非晶質酸化チタンと化学結合し得る有機成分を含み、かつ非晶質酸化チタン成分の含有率が、表面から基材に向かって傾斜する、自己傾斜性を有する塗膜を形成する上記(1)〜(3)項のいずれか1項に記載の非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物、
(5)(a)有機溶媒中において、前記一般式(I)で表されるチタンアルコキシドを加水分解し、チタンアルコキシドの加水分解縮合物含有液を調製する工程、
(b)前記(a)工程で得られたチタンアルコキシドの加水分解縮合物含有液と、硝酸アルミニウムを混合する工程、および
(c)前記(b)工程で得られた混合液に金属化合物系微粒子を含有させる工程、
を含むことを特徴とする上記(1)〜(4)項のいずれか1項に記載の非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物の製造方法、
(6)上記(1)〜(4)項のいずれか1項に記載の非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物を用いて得られたことを特徴とする非晶質酸化チタン複合塗膜、
(7)基材上に上記(6)項に記載の非晶質酸化チタン複合塗膜を有することを特徴とする物品、
(8)非晶質酸化チタン複合塗膜が、有機系化合物層と、無機系または金属系化合物層の中間層として形成されている上記(7)項に記載の物品、
(9)非晶質酸化チタン複合塗膜が最表面層にあり、かつ光触媒機能を発現する上記(7)項に記載の物品、
(10)非晶質酸化チタン複合塗膜が最表面層にあり、かつ光触媒機能を発現すると共に、固体酸性を示す上記(7)項に記載の物品、および
(11)中間層として、自己傾斜性を有する非晶質酸化チタン複合塗膜が設けられている上記(9)または(10)項に記載の物品、
を提供するものである。
That is, the present invention
(1) Without containing hydrolyzate of silane alkoxide, (A) General formula (I)
TiR 1 x (OR 2 ) 4-x (I)
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, aralkyl group or acyl group, R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and x represents an integer of 0 to 2)
A coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film, comprising a hydrolyzed condensate of titanium alkoxide represented by: (B) aluminum nitrate, and (C) metal compound-based fine particles,
(2) The components (A) and (B) are represented by the following relational formula (II)
5 ≦ {aluminum atom in component (B) / [aluminum atom in component (B) + titanium atom in component (A)]} × 100 ≦ 60 (II)
A coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film according to the above item (1),
(3) The coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film according to the above (1), wherein the metal compound-based fine particles of component (C) are fine particles having a photocatalytic function and / or silica fine particles,
(4) Furthermore, (D) it contains an organic component that can be chemically bonded to amorphous titanium oxide, and the content of the amorphous titanium oxide component is inclined from the surface toward the substrate, and has a self-gradient property. The coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film according to any one of (1) to (3) above, which forms a coating film,
(5) (a) a step of hydrolyzing the titanium alkoxide represented by the general formula (I) in an organic solvent to prepare a hydrolyzed condensate-containing liquid of titanium alkoxide,
(B) a step of mixing the hydrolysis condensate-containing liquid of titanium alkoxide obtained in the step (a) and aluminum nitrate; and (c) a metal compound-based fine particle in the mixture obtained in the step (b). A step of containing,
The method for producing a coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film according to any one of the above items (1) to (4) , comprising:
(6) Amorphous titanium oxide composite obtained by using the coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film according to any one of (1) to (4) above Coating,
(7) An article having the amorphous titanium oxide composite coating film described in (6) above on a substrate,
(8) The article according to (7) above, wherein the amorphous titanium oxide composite coating film is formed as an intermediate layer between an organic compound layer and an inorganic or metal compound layer,
(9) The article according to (7) above, wherein the amorphous titanium oxide composite coating film is on the outermost surface layer and exhibits a photocatalytic function,
(10) The amorphous titanium oxide composite coating film is on the outermost surface layer and exhibits a photocatalytic function, and also exhibits the solid acidity, and (11) a self-tilt as an intermediate layer The article according to (9) or (10), wherein an amorphous titanium oxide composite coating film having a property is provided,
Is to provide.

本発明によれば、長期間にわたって非晶質状態を維持し、塗膜化が容易な、非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物、およびこのものを効率よく製造する方法を提供することができる。また、前記コーティング組成物を用いて得られた複合塗膜、該複合塗膜を有する物品、およびチタンアルコキシド加水分解縮合物の結晶化阻害方法を提供することができる。   According to the present invention, there are provided a coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film that maintains an amorphous state for a long period of time and can be easily formed into a coating film, and a method for efficiently producing the same. be able to. Moreover, the composite coating film obtained using the said coating composition, the articles | goods which have this composite coating film, and the crystallization inhibition method of a titanium alkoxide hydrolysis-condensation product can be provided.

本発明の非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物(以下、単にコーティング組成物と称することがある。)は、(A)一般式(I)
TiR (OR4−x …(I)
で表されるチタンアルコキシドの加水分解縮合物、および(B)無機塩、有機塩およびアルコキシド類の中から選ばれる少なくとも1種からなり、かつ前記(A)成分と相互作用し得る金属系化合物を含むことを特徴とする。
The coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as a coating composition) comprises (A) the general formula (I)
TiR 1 x (OR 2 ) 4-x (I)
And (B) a metal-based compound capable of interacting with the component (A), comprising a hydrolysis condensate of titanium alkoxide represented by: and (B) at least one selected from inorganic salts, organic salts and alkoxides. It is characterized by including.

本発明のコーティング組成物においては、(A)成分として、前記一般式(I)で表されるチタンアルコキシドの加水分解縮合物を含有する。該一般式(I)において、Rはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基またはアシル基、Rは炭素数1〜6のアルキル基、xは0〜2の整数を示す。Rは非加水分解性基であって、そのうちのアルキル基は、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、また、アルケニル基およびアルキニル基は、炭素数2〜20のものが好ましい。アリール基は、炭素数6〜20、アラルキル基は、炭素数7〜20のものが好ましい。さらに、アシル基としては、炭素数2〜20の脂肪族アシル基や、炭素数7〜20の芳香族アシル基(アロイル基)を好ましく挙げることができる。 In the coating composition of this invention, the hydrolysis condensate of the titanium alkoxide represented by the said general formula (I) is contained as (A) component. In the general formula (I), R 1 is an alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, aralkyl group or acyl group, R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and x is an integer of 0 to 2. . R 1 is a non-hydrolyzable group, in which the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and the alkenyl group and the alkynyl group are preferably those having 2 to 20 carbon atoms. The aryl group preferably has 6 to 20 carbon atoms, and the aralkyl group preferably has 7 to 20 carbon atoms. Furthermore, as an acyl group, a C2-C20 aliphatic acyl group and a C7-C20 aromatic acyl group (aroyl group) can be mentioned preferably.

一方、ORは加水分解性基であって、Rで示される炭素数1〜6のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、その例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。xは0〜2の整数であり、Rが複数ある場合、各Rはたがいに同一であってもよいし、異なっていてもよく、またORが複数ある場合、各ORはたがいに同一でもよいし、異なっていてもよい。 On the other hand, OR 2 is a hydrolyzable group, and the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 2 may be linear, branched or cyclic. Examples thereof include methyl Group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like. x is an integer of 0 to 2, when R 1 are a plurality, each R 1 may be mutually identical or different and, where OR 2 there are a plurality, each OR 2 is another May be the same or different.

この一般式(I)で表されるチタンアルコキシドの中ではチタンテトラアルコキシドが好ましく、該チタンテトラアルコキシドの例としては、チタンテトラメトキシド、チタンテトラエトキシド、チタンテトラ−n−プロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラ−n−ブトキシド、チタンテトライソブトキシド、チタンテトラ−sec−ブトキシドおよびチタンテトラ−tert−ブトキシドなどが好ましく挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Among the titanium alkoxides represented by the general formula (I), titanium tetraalkoxide is preferable. Examples of the titanium tetraalkoxide include titanium tetramethoxide, titanium tetraethoxide, titanium tetra-n-propoxide, titanium tetraalkoxide. Preferable examples include isopropoxide, titanium tetra-n-butoxide, titanium tetraisobutoxide, titanium tetra-sec-butoxide, and titanium tetra-tert-butoxide. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.

本発明のコーティング組成物には、有機溶媒が用いられる。この有機溶媒としては、アルコール類が好ましく、炭素数3以上のエーテル系酸素を有するアルコール類が、加水分解−縮合反応の制御および縮合物の安定化の点からさらに好ましい。この炭素数3以上のエーテル系酸素を有するアルコール類としては、チタンアルコキシドに対して相互作用を有する溶剤、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルなどのセロソルブ系溶剤、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルなどを挙げることができる。これらの中で、特にセロソルブ系溶剤が好ましい。これらの溶剤は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   An organic solvent is used in the coating composition of the present invention. As the organic solvent, alcohols are preferable, and alcohols having an etheric oxygen having 3 or more carbon atoms are more preferable from the viewpoint of controlling the hydrolysis-condensation reaction and stabilizing the condensate. Examples of alcohols having ether oxygen having 3 or more carbon atoms include solvents having an interaction with titanium alkoxide, such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, and the like. Cellosolve solvents such as diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether . Among these, cellosolve solvents are particularly preferable. These solvents may be used singly or in combination of two or more.

チタンテトラアルコキシドの加水分解−縮合反応は、チタンテトラアルコキシドに対し、好ましくは4〜20倍モル、より好ましくは5〜12倍モルの前記アルコール類と、好ましくは0.5以上4倍モル未満、より好ましくは1〜3.0倍モルの水を用い、塩酸、硫酸、硝酸などの酸性触媒の存在下、通常0〜70℃、好ましくは20〜50℃の範囲の温度において行われる。酸性触媒は、チタンテトラアルコキシドに対し、通常0.1〜1.0倍モル、好ましくは0.2〜0.7倍モルの範囲で用いられる。   The hydrolysis-condensation reaction of titanium tetraalkoxide is preferably 4 to 20 times mol, more preferably 5 to 12 times mol of the alcohol, and preferably 0.5 or more and less than 4 times mol of titanium tetraalkoxide. More preferably, it is carried out at a temperature in the range of usually 0 to 70 ° C., preferably 20 to 50 ° C. in the presence of an acidic catalyst such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid, using 1 to 3.0 moles of water. An acidic catalyst is 0.1-1.0 times mole normally with respect to titanium tetraalkoxide, Preferably it is used in 0.2-0.7 times mole.

本発明のコーティング組成物においては、(B)成分として、無機塩、有機塩およびアルコキシド類の中から選ばれる少なくとも1種からなり、かつ前記(A)成分と相互作用し得る金属系化合物を含有する。この(B)成分の金属系化合物は、前記(A)成分であるチタンアルコキシドの加水分解縮合物の反応抑制や結晶化阻害作用を発現させるために含有される成分である。   In the coating composition of the present invention, the component (B) contains at least one selected from inorganic salts, organic salts and alkoxides and contains a metal compound capable of interacting with the component (A). To do. This metal compound of component (B) is a component contained in order to express the reaction suppression and crystallization inhibitory action of the hydrolysis condensate of titanium alkoxide as component (A).

当該金属系化合物の具体例としては、硝酸、酢酸、硫酸、塩化アルミニウムならびにジルコニウムの各塩類、ならびに、これら無機塩類の水和物、アルミニウムトリアセチルアセトナートなどのアルミニウムキレート類、テトラ−n−プロポキシジルコニウム、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシランなどの金属アルコキシド類、ならびにこれら化合物の加水分解物、あるいは、その縮合物を挙げることができる。これらの中で、アルミニウム化合物が好ましく、特に硝酸アルミニウムおよびその水和物が好適である。当該金属系化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Specific examples of the metal compound include salts of nitric acid, acetic acid, sulfuric acid, aluminum chloride and zirconium, hydrates of these inorganic salts, aluminum chelates such as aluminum triacetylacetonate, tetra-n-propoxy, and the like. Examples thereof include metal alkoxides such as zirconium, tetraethoxysilane, and phenyltrimethoxysilane, hydrolysates of these compounds, and condensates thereof. Of these, aluminum compounds are preferable, and aluminum nitrate and hydrates thereof are particularly preferable. The said metal type compound may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

当該金属系化合物は、はじめからある程度の大きさをもった板状、棒状、粒子状のゾルでは、前記作用が発現されにくく、分子レベルのものが効果的に作用を発現することができる。   In the metal-based compound, a plate-like, rod-like, or particle-like sol having a certain size from the beginning is unlikely to exhibit the above action, and a molecular-level compound can effectively express the action.

当該金属系化合物は、チタンアルコキシドの加水分解縮合物を生成させておいたのちに加える。チタンアルコキシドを当該金属系化合物の存在下で加水分解縮合反応させる場合、チタンアルコキシドの加水分解縮合反応の進行が大きく妨げられ、所望の分子量まで反応させるために多くの時間が必要となる。   The metal compound is added after the hydrolysis condensate of titanium alkoxide has been generated. When a titanium alkoxide is subjected to a hydrolytic condensation reaction in the presence of the metal compound, the progress of the hydrolytic condensation reaction of the titanium alkoxide is greatly hindered, and a long time is required to cause the reaction to a desired molecular weight.

本発明のコーティング組成物における、前記(A)成分と(B)成分との含有割合としては、例えば(B)成分として、硝酸アルミニウムなどのアルミニウム化合物を用いた場合、下記の関係式(II)
5≦{(B)成分中のアルミニウム原子/[(B)成分中のアルミニウム原子+(A)成分中のチタン原子]}×100≦60 …(II)
を満たす割合であることが好ましい。
In the coating composition of the present invention, as the content ratio of the component (A) and the component (B), for example, when an aluminum compound such as aluminum nitrate is used as the component (B), the following relational formula (II)
5 ≦ {aluminum atom in component (B) / [aluminum atom in component (B) + titanium atom in component (A)]} × 100 ≦ 60 (II)
It is preferable that it is the ratio which satisfy | fills.

前記(II)式の値が5未満では、チタンアルコキシド加水分解縮合物の反応抑制効果や結晶化阻害効果が得られにくく、一方、60を超えると、非晶質酸化チタンが本来有する性質が損なわれるおそれが生じる。前記割合のより好ましい値は、10〜50の範囲である。   When the value of the formula (II) is less than 5, it is difficult to obtain the reaction suppressing effect and crystallization inhibiting effect of the titanium alkoxide hydrolysis condensate. On the other hand, when it exceeds 60, the inherent properties of amorphous titanium oxide are impaired. May occur. A more preferable value of the ratio is in the range of 10-50.

本発明のコーティング組成物においては、必要に応じ、(C)成分として、金属化合物系微粒子を含有させることができる。具体的には、この金属化合物系微粒子としては、化学的に安定、入手容易であり、かつ安価であることなど、実用上使用に耐えうるものであれば特に制限はないが、TiO、SiO、Al、WO、ZnO、SrTiO、CdS、GaP、InP、In、GaAs、BaTiO、KNbO、Fe、Ta、SnO、Bi、NiO,CuO、SiC、MoS、InPbなどを例示することができる。 In the coating composition of this invention, a metal compound type fine particle can be contained as (C) component as needed. Specifically, the metal compound-based fine particles are not particularly limited as long as they can withstand practical use, such as being chemically stable, readily available, and inexpensive, but TiO 2 , SiO 2 2 , Al 2 O 3 , WO 3 , ZnO, SrTiO 3 , CdS, GaP, InP, In 2 O 3 , GaAs, BaTiO 3 , KNbO 3 , Fe 2 O 3 , Ta 2 O 5 , SnO 2 , Bi 2 O 3 , NiO, CuO, SiC, MoS 2 , InPb, and the like.

また、これらは、pH=7の水中におけるゼータ電位がアニオン性を示すものを固体酸性、カチオン性を示すものを固体塩基性に大類することができる。具体的には、固体酸性を示すものとして、SiO、WO、TiOなどが挙げられ、固体塩基性を示すものとしては、Alなどが挙げられる。 These can be broadly classified into those having an anionic zeta potential in water with a pH of 7 as solid acidity and those showing a cationic property as solid basicity. Specifically, SiO 2 , WO 3 , TiO 2 and the like are listed as those showing solid acidity, and Al 2 O 3 and the like are shown as showing solid basicity.

特に本発明においては、金属化合物系微粒子としては、光触媒機能を有する微粒子および/またはシリカ微粒子、特にコロイダルシリカが挙げられる。その含有率は、光触媒機能を有する微粒子が5〜50質量%、コロイダルシリカが25〜75質量%の範囲が好ましい。光触媒機能を有する微粒子の含有率が5質量%未満では、光触媒膜としての有機物の分解能力や超親水化能力が十分に発揮できず、一方、50質量%を超えると光触媒活性は向上するものの、他の金属化合物系微粒子を併用した場合においてはその含有率が相対的に低くなるために、例えば、コロイダルシリカを併用する場合などにおいて、塩基性物質の吸着による除去能力が小さくなり、光触媒粒子の分解能力が十分に生かされなかったり、保水性が小さくなるために暗所における超親水性維持能力が低くなる可能性があるため、実用上、有用ではない。
前記光触媒機能を有する微粒子としては、好ましくは、アナターゼ型結晶を主成分とする酸化チタン粒子を用いることができる。
Particularly in the present invention, the metal compound-based fine particles include fine particles having a photocatalytic function and / or silica fine particles, particularly colloidal silica. The content is preferably in the range of 5 to 50% by mass of fine particles having a photocatalytic function and 25 to 75% by mass of colloidal silica. If the content of fine particles having a photocatalytic function is less than 5% by mass, the ability to decompose organic substances as a photocatalyst film and the ability to superhydrophilize cannot be sufficiently exhibited. On the other hand, if the content exceeds 50% by mass, the photocatalytic activity is improved. When other metal compound fine particles are used in combination, the content is relatively low. For example, in the case of using colloidal silica together, the removal ability by adsorption of basic substances is reduced, and the photocatalyst particles This is not practically useful because the ability to decompose is not fully utilized, or the ability to maintain superhydrophilicity in a dark place is likely to be low because water retention is reduced.
As the fine particles having a photocatalytic function, titanium oxide particles mainly composed of anatase type crystals can be preferably used.

前記アナターゼ型結晶を主成分とする酸化チタン微粒子(以下、アナターゼ結晶酸化チタン粒子と称すことがある。)は、光触媒粒子であり、少量のルチル型結晶が混在していてもよく、表面がシリカなどで部分的あるいは全体的に被覆されているものでも良い。また、窒化チタンや低次酸化チタン等を一部含む可視光応答型の光触媒粒子も使用することができる。このアナターゼ結晶酸化チタン粒子の平均粒子径は、1〜500nmの範囲が好ましく、1〜100nmの範囲がより好ましく、1〜50nmの範囲が優れた光触媒機能を有するために最も好ましい。上記平均粒子径は、レーザー光を利用した散乱法によって測定することができる。   The titanium oxide fine particles containing the anatase crystal as a main component (hereinafter sometimes referred to as anatase crystal titanium oxide particles) are photocatalyst particles, and may contain a small amount of rutile crystals and have a silica surface. For example, it may be partially or wholly covered. Further, visible light responsive photocatalyst particles partially including titanium nitride, low-order titanium oxide, and the like can also be used. The average particle diameter of the anatase crystalline titanium oxide particles is preferably in the range of 1 to 500 nm, more preferably in the range of 1 to 100 nm, and most preferably in the range of 1 to 50 nm because of having an excellent photocatalytic function. The average particle diameter can be measured by a scattering method using laser light.

また、当該酸化チタン粒子の内部および/またはその表面に、第二成分として、V、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ru、Rh、Pd、Ag、PtおよびAuの中から選ばれる少なくとも1種の金属および/または金属化合物を含有させると、一層高い光触媒機能を有するため好ましい。前記の金属化合物としては、例えば、金属の酸化物、水酸化物、オキシ水酸化物、硫酸塩、ハロゲン化物、硝酸塩、さらには金属イオンなどが挙げられる。第二成分の含有量はその物質の種類に応じて適宜選定される。   Further, at least one selected from the group consisting of V, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, and Au as the second component inside and / or on the surface of the titanium oxide particles. It is preferable to include a seed metal and / or metal compound because it has a higher photocatalytic function. Examples of the metal compound include metal oxides, hydroxides, oxyhydroxides, sulfates, halides, nitrates, and metal ions. The content of the second component is appropriately selected according to the type of the substance.

このアナターゼ結晶酸化チタン粒子は、従来公知の方法によって製造することができるが、塗工液中に均質に分散させるために酸化チタンゾルの形態で用いるのが有利である。該酸化チタンゾルを製造するには、例えば粉末状のアナターゼ結晶酸化チタンを酸やアルカリの存在下で解こうさせてもよいし、粉砕によって粒子径を制御してもよい。また、硫酸チタンや塩化チタンを熱分解あるいは中和分解して得られる含水酸化チタンを物理的、化学的な方法で結晶子径、粒子径の制御を行ってもよい。さらにゾル液中での分散安定性を付与するために、分散安定剤を使用することができる。   The anatase crystalline titanium oxide particles can be produced by a conventionally known method, but it is advantageous to use the titanium oxide sol in the form of a titanium oxide sol so as to be homogeneously dispersed in the coating liquid. In order to produce the titanium oxide sol, for example, powdered anatase crystalline titanium oxide may be dissolved in the presence of an acid or alkali, or the particle diameter may be controlled by pulverization. In addition, the hydrous or neutralized decomposition of titanium sulfate or titanium chloride may be used to control the crystallite size and particle size by physical and chemical methods. Furthermore, a dispersion stabilizer can be used to impart dispersion stability in the sol solution.

一方、コロイダルシリカは光触媒膜に、暗所保持時においても超親水維持性能を発現させる作用を有している。   On the other hand, colloidal silica has a function of causing the photocatalytic film to exhibit superhydrophilicity maintaining performance even in a dark place.

光触媒は、紫外線などの光の照射によって、その表面に存在する有機物質を分解する性質や、超親水化を発現するが、暗所では、一般にこのような光触媒機能が発現されない。しかし、本発明のように、光触媒膜中にコロイダルシリカを含有させることにより、該光触媒膜は、暗所でも超親水維持性能を発現する。   A photocatalyst exhibits the property of decomposing an organic substance existing on the surface thereof by irradiation with light such as ultraviolet rays and superhydrophilicity, but generally does not exhibit such a photocatalytic function in a dark place. However, by incorporating colloidal silica in the photocatalyst film as in the present invention, the photocatalyst film exhibits superhydrophilic maintenance performance even in a dark place.

また、本発明のコーティング組成物が、(C)成分として、アナターゼ型酸化チタン微粒子およびコロイダルシリカを含み、その光触媒機能を利用して、特に、塩基性物質の吸着による除去を目的とする廃液浄化用途等に使用される場合は、コロイダルシリカは中性領域でゼータ電位が−20mV未満が好ましく、より好ましくは−40mV未満である。一方、中性領域でのゼータ電位が−20mV以上のものは、すなわち表面エネルギーが低いと解することができる。これらは、同じく表面エネルギーが低い有機溶媒中に対する濡れ性は良好であり、また、表面電荷が小さいため、チタンアルコキシドの加水分解縮合物との相互作用も弱く、有機溶媒系コーティング液中では比較的安定性は高いと考えられる。しかし、その一方で、表面電荷が小さいために、塗膜化した後の塩基性物質の除去能力に劣るという問題が生じる。   In addition, the coating composition of the present invention contains anatase-type titanium oxide fine particles and colloidal silica as the component (C), and uses its photocatalytic function to purify waste liquid particularly for the purpose of removal by adsorption of basic substances. When used for applications or the like, colloidal silica preferably has a zeta potential of less than −20 mV, more preferably less than −40 mV in the neutral region. On the other hand, a zeta potential in the neutral region of −20 mV or higher can be understood as having a low surface energy. These also have good wettability in organic solvents with low surface energy, and since the surface charge is small, the interaction with the hydrolysis condensate of titanium alkoxide is weak, and it is relatively difficult in organic solvent coating liquids. Stability is considered high. However, on the other hand, since the surface charge is small, there arises a problem that the ability to remove the basic substance after coating is poor.

なお、超親水化機能を利用した防汚性付与を目的とする場合には、コロイダルシリカのゼータ電位が−20mV以上でも保水性は十分に有しており特に問題はなく、加えて、後述する金属化合物系微粒子の含有率が塗膜の表面から深さ方向に連続的に変化する成分傾斜構造を有する複合塗膜を得る場合には、ゼータ電位が−20mV以上のコロイダルシリカなどチタンアルコキシド加水分解縮合物との相互作用が小さいものを選ぶことで容易に該複合塗膜を作製することができる。   In addition, when aiming at imparting antifouling properties utilizing the superhydrophilic function, there is no particular problem since the water retention is sufficient even when the zeta potential of the colloidal silica is -20 mV or higher. When obtaining a composite coating film having a component gradient structure in which the content of the metal compound fine particles continuously changes in the depth direction from the surface of the coating film, titanium alkoxide hydrolysis such as colloidal silica having a zeta potential of -20 mV or more. The composite coating film can be easily produced by selecting one having a small interaction with the condensate.

このコロイダルシリカは、高純度の二酸化ケイ素(SiO)を水またはアルコール系溶剤に分散させてコロイド状にした製品であって、平均粒子径は、通常1〜200nm、好ましくは5〜50nmの範囲である。シリコンアルコキシドの加水分解縮合物では、反応が終結していないので、水で溶出されやすく、それを含む光触媒膜は耐水性に劣る。一方、コロイダルシリカは、反応終結微粒子であるため、水で溶出されにくく、それを含む光触媒膜は、耐水性が良好なものとなる。 This colloidal silica is a product in which high-purity silicon dioxide (SiO 2 ) is dispersed in water or an alcohol solvent to form a colloid, and the average particle size is usually in the range of 1 to 200 nm, preferably 5 to 50 nm. It is. In the hydrolysis condensate of silicon alkoxide, since the reaction is not terminated, it is easily eluted with water, and the photocatalytic film containing it is inferior in water resistance. On the other hand, colloidal silica is a reaction-terminated fine particle, so it is difficult to elute with water, and a photocatalyst film containing it has good water resistance.

このコロイダルシリカは、その他に塗膜の強度や硬度を向上させる作用の他に、表面を凹凸化させる作用も発現させる場合がある。   In addition to the effect of improving the strength and hardness of the coating film, this colloidal silica may also exhibit the effect of making the surface uneven.

本発明のコーティング組成物に光触媒機能を付与する場合には、前記(A)成分であるチタンアルコキシドの加水分解縮合物と(B)成分である金属系化合物を含む液に、(C)成分として、所定量のアナターゼ結晶酸化チタンゾルと場合によりコロイダルシリカを加え、均質に分散させることにより、調製することができる。   When the photocatalytic function is imparted to the coating composition of the present invention, the liquid containing the hydrolysis condensate of titanium alkoxide (A) and the metal compound (B) is added as the component (C). It can be prepared by adding a predetermined amount of anatase crystalline titanium oxide sol and optionally colloidal silica and uniformly dispersing.

このようにして調製された光触媒機能を有するコーティング組成物を適当な基材上に、公知の方法、例えばディップコート法、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法などにより塗布し、成膜したのち、自然乾燥または加熱乾燥することにより、所望の光触媒膜が得られる。加熱乾燥する場合は、200℃以下の温度を採用することができる。このように、成膜したのち、低温での保持処理により、形成された光触媒膜は、十分な光触媒機能を発現し得るので、基材としては、例えばセラミックス、ガラス、金属、合金などの耐熱性に優れる無機基材の他に、耐熱性に劣る有機基材も好適に用いることができる。   The coating composition having the photocatalytic function prepared in this manner is applied to a suitable substrate by a known method such as dip coating, spin coating, spray coating, bar coating, knife coating, roll coating. The desired photocatalyst film can be obtained by coating by a blade coating method, a die coating method, a gravure coating method, and the like, followed by natural drying or heat drying. In the case of heat drying, a temperature of 200 ° C. or lower can be adopted. Thus, after the film formation, the formed photocatalyst film can exhibit a sufficient photocatalytic function by holding treatment at a low temperature, and as a substrate, for example, heat resistance of ceramics, glass, metal, alloy, etc. In addition to an inorganic base material excellent in heat resistance, an organic base material inferior in heat resistance can also be suitably used.

このように、光触媒膜のバインダー成分として、非晶質酸化チタンを用いることにより、促進耐候試験下に曝露されても、バインダー成分の結晶化が抑えられるため、機械的特性の低下、クラックの発生および透明性の低下などが抑制される。   In this way, by using amorphous titanium oxide as the binder component of the photocatalyst film, the crystallization of the binder component is suppressed even when exposed to the accelerated weathering test, resulting in a decrease in mechanical properties and generation of cracks. In addition, a decrease in transparency is suppressed.

本発明のコーティング組成物は、さらに、(D)非晶質酸化チタンと化学結合し得る有機成分を含み、かつ非晶質酸化チタン成分の含有率が、表面から基材に向かって傾斜する、自己傾斜性を有する塗膜を形成し得る組成物とすることができる。   The coating composition of the present invention further includes (D) an organic component that can chemically bond with amorphous titanium oxide, and the content of the amorphous titanium oxide component is inclined from the surface toward the substrate. It can be set as the composition which can form the coating film which has a self-inclination property.

この(D)成分である非晶質酸化チタンと化学結合し得る有機成分としては、例えば(a)金属を含まないエチレン性不飽和単量体と、(b)カップリング性ケイ素含有基を有するエチレン性不飽和単量体とを共重合させることにより得られる有機高分子化合物を好ましく挙げることができる。   Examples of the organic component that can be chemically bonded to the amorphous titanium oxide (D) include (a) an ethylenically unsaturated monomer containing no metal and (b) a coupling silicon-containing group. Preferable examples include organic polymer compounds obtained by copolymerizing with ethylenically unsaturated monomers.

上記(D)(a)成分である金属を含まないエチレン性不飽和単量体としては、例えば一般式(III)   Examples of the ethylenically unsaturated monomer containing no metal as the component (D) (a) include, for example, the general formula (III)

Figure 0005108222
(式中、Rは水素原子またはメチル基、Xは一価の有機基である。)
で表されるエチレン性不飽和単量体、好ましくは一般式(III−a)
Figure 0005108222
(In the formula, R 3 is a hydrogen atom or a methyl group, and X is a monovalent organic group.)
An ethylenically unsaturated monomer represented by the formula (III-a)

Figure 0005108222
(式中、Rは水素原子またはメチル基、Rは一価の炭化水素基またはエポキシ基、ハロゲン原子若しくはエーテル結合を有する炭化水素基を示す。)
で表されるエチレン性不飽和単量体を一種または二種以上混合して使用しても良い。
Figure 0005108222
(In the formula, R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 4 represents a monovalent hydrocarbon group, an epoxy group, a halogen atom or a hydrocarbon group having an ether bond.)
One or a mixture of two or more ethylenically unsaturated monomers represented by

上記一般式(III−a)で表されるエチレン性不飽和単量体において、Rで示される炭化水素基としては、炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜10のアラルキル基を好ましく挙げることができる。炭素数1〜10のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、および各種のブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基などが挙げられる。炭素数3〜10のシクロアルキル基の例としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、シクロオクチル基などが、炭素数6〜10のアリール基の例としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、メチルナフチル基などが、炭素数7〜10のアラルキル基の例としては、ベンジル基、メチルベンジル基、フェネチチル基、ナフチルメチル基などが挙げられる。エポキシ基、ハロゲン原子若しくはエーテル結合を有する炭化水素基としては、これらの基、原子若しくは結合を有する炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜10のアラルキル基を好ましく挙げることができる。上記置換基のハロゲン原子としては、塩素原子等が挙げられる。 In the ethylenically unsaturated monomer represented by the general formula (III-a), the hydrocarbon group represented by R 4 includes a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, carbon number Preferable examples include 3 to 10 cycloalkyl groups, aryl groups having 6 to 10 carbon atoms, and aralkyl groups having 7 to 10 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and various butyl groups, pentyl groups, hexyl groups, octyl groups, and decyl groups. Examples of the cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a methylcyclohexyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include a phenyl group, a tolyl group, and a xylyl group. Examples of the aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, such as a group, a naphthyl group, and a methylnaphthyl group, include a benzyl group, a methylbenzyl group, a phenethylyl group, and a naphthylmethyl group. Examples of the hydrocarbon group having an epoxy group, a halogen atom or an ether bond include a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms having an atom or a bond. Preferred examples include an aryl group having 6 to 10 carbon atoms and an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms. A chlorine atom etc. are mentioned as a halogen atom of the said substituent.

この一般式(III−a)で表されるエチレン性不飽和単量体の例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、3−グリシドキシプロピル(メタ)アクリレート、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、2−クロロエチル(メタ)アクリレート、2−ブロモエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the ethylenically unsaturated monomer represented by the general formula (III-a) include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, hexyl ( (Meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, 3-glycidoxypropyl (meth) acrylate, 2- ( 3,4-epoxycyclohexyl) ethyl (meth) acrylate, 2-chloroethyl (meth) acrylate, 2-bromoethyl (meth) acrylate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

また、前記一般式(III)で表されるエチレン性不飽和単量体としては、これら以外にもスチレン、α−メチルスチレン、α−アセトキシスチレン、m−、o−またはp−ブロモスチレン、m−、o−またはp−クロロスチレン、m−、o−またはp−ビニルフェノール、1−または2−ビニルナフタレンなど、さらにはエチレン性不飽和基を有する重合性高分子用安定剤、例えばエチレン性不飽和基を有する、酸化防止剤、紫外線吸収剤および光安定剤なども用いることができる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   In addition to these, the ethylenically unsaturated monomer represented by the general formula (III) includes styrene, α-methylstyrene, α-acetoxystyrene, m-, o- or p-bromostyrene, m -, O- or p-chlorostyrene, m-, o- or p-vinylphenol, 1- or 2-vinylnaphthalene and the like, and stabilizers for polymerizable polymers having an ethylenically unsaturated group, for example, ethylenic Antioxidants, ultraviolet absorbers and light stabilizers having an unsaturated group can also be used. These may be used alone or in combination of two or more.

一方、(D)(b)成分であるカップリング性ケイ素含有基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば一般式(IV)   On the other hand, as the ethylenically unsaturated monomer having a coupling silicon-containing group as component (D) (b), for example, the general formula (IV)

Figure 0005108222
(式中、Rは水素原子またはメチル基、Aは炭素数1〜4のアルキレン基、Rはメチル基又はエチル基を示す。)
で表される化合物を好ましく挙げることができる。前記一般式(IV)において、3つのRはたがいに同一でも異なっていてもよい。
Figure 0005108222
(In the formula, R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group, A represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and R 6 represents a methyl group or an ethyl group.)
Preferred examples include compounds represented by: In the general formula (IV), three R 6 may be the same or different.

この一般式(IV)で表されるエチレン性不飽和単量体の例としては、2−(メタ)アクリロキシエチルトリメトキシシラン、2−(メタ)アクリロキシエチ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などが挙げられる。
この(b)成分のカップリング性ケイ素含有基を有するエチレン性不飽和単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the ethylenically unsaturated monomer represented by the general formula (IV) include 2- (meth) acryloxyethyltrimethoxysilane, 2- (meth) acryloxyethyltriethoxysilane, γ- (meta ) Acryloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, and the like.
The ethylenically unsaturated monomer having a coupling silicon-containing group as component (b) may be used alone or in combination of two or more.

前記(a)成分の金属を含まないエチレン性不飽和単量体と、(b)成分のカップリング性ケイ素含有基を有するエチレン性不飽和単量体とを、ラジカル重合開始剤の存在下、ラジカル重合させることにより、(D)成分の成分として用いられるカップリング性ケイ素含有基を有する有機高分子化合物が得られる。   In the presence of a radical polymerization initiator, the ethylenically unsaturated monomer containing no metal of the component (a) and the ethylenically unsaturated monomer having a coupling silicon-containing group of the component (b), By radical polymerization, an organic polymer compound having a coupling silicon-containing group used as a component of the component (D) can be obtained.

本発明においては、このようにして得られた(D)成分であるカップリング性ケイ素含有基を有する有機高分子化合物をアルコール、ケトン、エーテルなどの適当な溶剤中に溶解させた溶液と、前述の(A)成分であるチタンアルコキシドの加水分解縮合物と、(B)成分である金属系化合物と、必要により(C)成分である金属化合物系微粒子を含む液とを混合することにより、前記有機高分子化合物中のカップリング性ケイ素含有基が加水分解し、(A)成分の反応液におけるチタンアルコキシドの加水分解縮合物と選択的に反応し、自己傾斜性を有する塗膜形成用のコーティング組成物が得られる。なお、この際、用いるチタンアルコキシドの加水分解縮合物を含む反応液の希釈溶媒としては、前述した理由により炭素数3以上のエーテル系酸素を有するアルコール類を含む溶媒を使用することが望ましい。   In the present invention, a solution obtained by dissolving the organic polymer compound having a coupling silicon-containing group as component (D) thus obtained in an appropriate solvent such as alcohol, ketone, ether, and the like, By mixing the hydrolyzed condensate of the titanium alkoxide as the component (A), the metal compound as the component (B), and a liquid containing the metal compound fine particles as the component (C) if necessary. Coupling silicon-containing group in organic polymer compound hydrolyzes, reacts selectively with hydrolysis condensate of titanium alkoxide in reaction liquid of component (A), and coating for coating film formation having self-gradient property A composition is obtained. In this case, as a diluting solvent for the reaction solution containing the hydrolysis condensate of titanium alkoxide used, it is desirable to use a solvent containing an alcohol having an ether oxygen having 3 or more carbon atoms for the reason described above.

このようなコーティング組成物を用いることにより、有機基材に塗布、乾燥した際に、実質上有機基材側が有機高分子化合物成分で、その反対側が非晶質酸化チタン成分であって、両者の含有割合が膜厚方向に連続的に変化する良好な成分傾斜構造を有する塗膜を、安定して形成することができる。   By using such a coating composition, when applied to an organic substrate and dried, the organic substrate side is substantially an organic polymer compound component and the opposite side is an amorphous titanium oxide component. A coating film having a good component gradient structure in which the content ratio continuously changes in the film thickness direction can be stably formed.

この自己傾斜性を有する塗膜は無機成分として非晶質酸化チタン成分を含むことにより、促進耐候試験下に曝露されても、無機成分の結晶化が抑えられるため、機械的特性の低下、クラックの発生、透明性の低下などが抑制される。   This self-grading coating film contains an amorphous titanium oxide component as an inorganic component, so that crystallization of the inorganic component is suppressed even when exposed under an accelerated weathering test, resulting in a decrease in mechanical properties, cracks, and the like. Occurrence of, and a decrease in transparency are suppressed.

有機基材上に、自己傾斜性を有する塗膜を形成させるには、このようにして得られた本発明のコーティング組成物を、乾燥塗膜の厚さが、通常5μm以下、好ましくは0.01〜1.0μm、より好ましくは0.02〜0.7μmの範囲になるように、ディップコート法、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法などの公知の手段により塗布し、溶媒を揮散させて塗膜を形成させる。   In order to form a coating film having a self-gradient property on an organic substrate, the coating composition of the present invention thus obtained has a dry coating thickness of usually 5 μm or less, preferably 0. Dip coating method, spin coating method, spray coating method, bar coating method, knife coating method, roll coating method, blade coating method so as to be in the range of 01 to 1.0 μm, more preferably 0.02 to 0.7 μm. It is applied by a known means such as a die coating method or a gravure coating method, and the solvent is evaporated to form a coating film.

上記有機基材としては、例えばポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹脂、ポリスチレンやABS樹脂などのスチレン系樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂、6−ナイロンや6,6−ナイロンなどのポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、セルロースアセテートなどのセルロース系樹脂などからなる基材を挙げることができる。   Examples of the organic base material include acrylic resins such as polymethyl methacrylate, styrene resins such as polystyrene and ABS resins, olefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, and 6-nylon. Examples include substrates made of polyamide resins such as 1,6,6-nylon, polyvinyl chloride resins, polycarbonate resins, polyphenylene sulfide resins, polyphenylene ether resins, polyimide resins, and cellulose resins such as cellulose acetate. be able to.

これらの有機基材は、本発明に係る自己傾斜性を有する塗膜との密着性をさらに向上させるために、所望により、酸化法や凹凸化法などにより表面処理を施すことができる。上記酸化法としては、例えばコロナ放電処理、クロム酸処理(湿式)、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理などが挙げられ、また、凹凸化法としては、例えばサンドブラスト法、溶剤処理法などが挙げられる。これらの表面処理法は基材の種類に応じて適宜選ばれる。   These organic base materials can be subjected to surface treatment by an oxidation method, an unevenness method, or the like, if desired, in order to further improve the adhesion with the coating film having a self-gradient according to the present invention. Examples of the oxidation method include corona discharge treatment, chromic acid treatment (wet), flame treatment, hot air treatment, ozone / ultraviolet irradiation treatment and the like, and examples of the unevenness method include sand blast method and solvent treatment method. Is mentioned. These surface treatment methods are appropriately selected according to the type of substrate.

なお、本発明における有機基材は、有機系材料以外の材料、例えば金属系材料、ガラスやセラミックス系材料、その他各種無機系または金属系材料からなる基材の表面に、有機系塗膜を有するものも包含する。   In addition, the organic base material in this invention has an organic coating film on the surface of the base material which consists of materials other than organic type materials, for example, metal-type material, glass, ceramics-type material, and other various inorganic type or metal-type materials. Also included.

また、塗膜の傾斜構造の確認は、例えば塗膜表面にスパッタリングを施して膜を削っていき、経時的に膜表面の炭素原子とチタン原子の含有率を、X線光電子分光法などにより測定することによって、行うことができる。   In addition, confirmation of the inclined structure of the coating film can be achieved by, for example, sputtering the coating film surface to scrape the film and measuring the carbon atom and titanium atom content on the film surface over time by X-ray photoelectron spectroscopy. Can be done.

この自己傾斜性を有する塗膜における金属成分の含有量としては特に制限はないが、金属酸化物換算で、通常5〜98重量%、好ましくは20〜98重量%、特に好ましくは50〜95重量%の範囲である。有機高分子化合物の重合度や分子量としては、製膜化しうるものであればよく特に制限されず、高分子化合物の種類や所望の塗膜物性などに応じて適宜選定すればよい。   Although there is no restriction | limiting in particular as content of the metal component in the coating film which has this self-gradient property, Usually 5 to 98 weight% in conversion of a metal oxide, Preferably it is 20 to 98 weight%, Most preferably, it is 50 to 95 weight%. % Range. The degree of polymerization and the molecular weight of the organic polymer compound are not particularly limited as long as they can be formed into a film, and may be appropriately selected according to the kind of polymer compound and desired coating film properties.

次に、本発明の非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物の製造方法は、
(a)有機溶媒中において、一般式(I)で表されるチタンアルコキシドを加水分解し、チタンアルコキシドの加水分解縮合物含有液を調製する工程、および
(b)前記(a)工程で得られたチタンアルコキシドの加水分解縮合物含有液と、無機塩、有機塩およびアルコキシド類の中から選ばれる少なくとも1種からなり、かつ前記チタンアルコキシドの加水分解縮合物と相互作用し得る金属系化合物とを混合する工程、
を含むことを特徴とする。
Next, the method for producing a coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film of the present invention comprises:
(A) a step of hydrolyzing the titanium alkoxide represented by the general formula (I) in an organic solvent to prepare a hydrolyzed condensate-containing liquid of titanium alkoxide; and (b) obtained in the step (a). A liquid containing a hydrolyzed condensate of titanium alkoxide and a metal compound comprising at least one selected from inorganic salts, organic salts and alkoxides and capable of interacting with the hydrolyzed condensate of titanium alkoxide. Mixing,
It is characterized by including.

前記(a)工程において、チタンアルコキシドの加水分解−縮合反応に用いる有機溶媒としては、前述で例示した炭素数3以上のエーテル系酸素を有するアルコール類が好適である。また、加水分解−縮合条件としては、前述で示したとおりである。   In the step (a), as the organic solvent used for the hydrolysis-condensation reaction of titanium alkoxide, alcohols having ether-based oxygen having 3 or more carbon atoms exemplified above are suitable. The hydrolysis-condensation conditions are as described above.

本発明の方法においては、次の(b)工程において、前記(a)工程で得られたチタンアルコキシドの加水分解縮合物含有液と、該加水分解縮合物と相互作用し得る金属系化合物、好ましくは硝酸アルミニウムなどのアルミニウム化合物とを混合する。   In the method of the present invention, in the next step (b), the titanium alkoxide hydrolyzed condensate-containing liquid obtained in the step (a) and a metal compound capable of interacting with the hydrolyzed condensate, preferably Is mixed with an aluminum compound such as aluminum nitrate.

前記(a)工程において、前記金属系化合物の存在下に、チタンアルコキシドの加水分解−縮合反応をさせる場合、該チタンアルコキシドの加水分解−縮合反応の進行が大きく妨げられ、所望の分子量まで反応させるために、長時間が必要となる。   In the step (a), when the hydrolysis-condensation reaction of the titanium alkoxide is performed in the presence of the metal compound, the progress of the hydrolysis-condensation reaction of the titanium alkoxide is largely hindered, and the reaction is performed to a desired molecular weight. Therefore, a long time is required.

本発明の方法においては、このようにして得られたコーティング組成物に、必要に応じて、前記(C)成分として説明した金属化合物系微粒子および/または(D)成分として説明した非晶質酸化チタンと化学結合し得る有機成分を含有させることができる。   In the method of the present invention, the coating composition obtained as described above is optionally added to the metal compound fine particles described as the component (C) and / or the amorphous oxide described as the component (D). An organic component that can be chemically bonded to titanium can be contained.

本発明はまた、前述の本発明の非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物を用いて得られた非晶質酸化チタン複合塗膜、および基材上に前記非晶質酸化チタン複合塗膜を有する物品をも提供する。   The present invention also provides an amorphous titanium oxide composite coating film obtained using the above-described coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film of the present invention, and the amorphous titanium oxide composite on a substrate. Articles having a coating are also provided.

前記物品としては、非晶質酸化チタン複合塗膜が、有機系化合物層と、無機系または金属系化合物層の中間層として形成されているものが好ましい。   The article preferably has an amorphous titanium oxide composite coating film formed as an intermediate layer between an organic compound layer and an inorganic or metal compound layer.

また、非晶質酸化チタン複合塗膜が最表面層にあり、かつ光触媒機能を発現する物品が好ましく、特に、非晶質酸化チタン複合塗膜が最表面層にあり、かつ光触媒機能を発現すると共に、固体酸性を示す物品が、例えば廃液浄化用途などの面から、好適である。   Further, an article having an amorphous titanium oxide composite coating film on the outermost surface layer and exhibiting a photocatalytic function is preferable, and in particular, an amorphous titanium oxide composite coating film is present on the outermost surface layer and exhibiting a photocatalytic function. In addition, an article exhibiting solid acidity is suitable from the viewpoint of, for example, waste liquid purification use.

さらに、最表面層が光触媒機能を有する物品においては、中間層として、自己傾斜性を有する非晶質酸化チタン複合塗膜が設けられていることが好ましい。   Furthermore, in an article in which the outermost surface layer has a photocatalytic function, it is preferable that an amorphous titanium oxide composite coating film having a self-gradient property is provided as an intermediate layer.

この場合、本発明のコーティング組成物を用いて形成された自己傾斜性を有する複合塗膜上に、前述の光触媒機能を有する本発明のコーティング組成物を塗布、成膜したのち、200℃以下の温度で保持処理して、光触媒層を設けることができる。この光触媒層の厚みは、通常10nm〜5μmの範囲で選定される。この厚みが10nm未満では光触媒機能が十分に発揮されないし、5μmを超えると厚みの割には光触媒機能の向上効果が認められず、むしろクラックが生じたりする原因となる。好ましい厚みは20nm〜2μmであり、特に20nm〜1μmの範囲が好ましい。   In this case, the coating composition of the present invention having the photocatalytic function described above is applied on the composite coating film having the self-gradient property formed using the coating composition of the present invention, and the film is formed at a temperature of 200 ° C. or lower. A photocatalyst layer can be provided by holding treatment at temperature. The thickness of this photocatalyst layer is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm. If the thickness is less than 10 nm, the photocatalytic function is not sufficiently exerted, and if it exceeds 5 μm, the effect of improving the photocatalytic function is not recognized for the thickness, but rather causes cracking. A preferred thickness is 20 nm to 2 μm, and a range of 20 nm to 1 μm is particularly preferable.

このようにして形成された光触媒層は、特に超親水性、暗所での超親水性維持性能などの光触媒機能に優れると共に、耐水性や機械的強度が良好であって、上記機能を長期間にわたって保持し得る良好な耐久性を有している。   The photocatalyst layer formed in this way is particularly excellent in photocatalytic functions such as superhydrophilicity and superhydrophilicity maintenance performance in a dark place, and has good water resistance and mechanical strength. It has good durability that can be held over.

本発明において、自己傾斜性を有する複合塗膜の無機成分や、光触媒層のバインダー成分に、当該非晶質酸化チタンを用いることにより、促進耐候試験下に曝露されても、前記無機成分やバインダー成分の結晶化が抑えられるため、機械的特性の低下を大幅に抑制することができる。また、亀裂発生が抑えられ、長期透明性を維持することができる。   In the present invention, by using the amorphous titanium oxide as an inorganic component of a composite coating film having a self-gradient property or a binder component of a photocatalyst layer, the inorganic component or binder is exposed even under an accelerated weathering test. Since the crystallization of the component is suppressed, it is possible to greatly suppress the deterioration of mechanical properties. Moreover, generation | occurrence | production of a crack is suppressed and long-term transparency can be maintained.

本発明の物品において用いられる基材の種類に特に制限はなく、有機基材および無機基材のいずれも用いることができるが、自己傾斜性を有する複合塗膜を設ける場合には、前述したように有機基材を用いる。   There are no particular restrictions on the type of substrate used in the article of the present invention, and both organic and inorganic substrates can be used. However, when providing a composite coating film having self-gradient properties, as described above. An organic substrate is used.

本発明はまた、(A)前記一般式(I)で表されるチタンアルコキシドの加水分解縮合物に、(B)無機塩、有機塩およびアルコキシド類の中から選ばれる少なくとも1種からなり、かつ前記(A)成分と相互作用し得る金属系化合物を混合することを特徴とする、チタンアルコキシドの加水分解縮合物の結晶化阻害方法をも提供する。   The present invention also comprises (A) the hydrolysis condensate of titanium alkoxide represented by the general formula (I), comprising (B) at least one selected from inorganic salts, organic salts and alkoxides, and There is also provided a method for inhibiting crystallization of a hydrolysis condensate of titanium alkoxide, which comprises mixing a metal compound capable of interacting with the component (A).

この(A)成分と相互作用し得る金属系化合物を混合することによって、本発明は下記の効果を奏する。
(1)チタンアルコキシドの加水分解縮合物が結晶化しにくくなり、非晶質状態を維持できる。
(2)チタンアルコキシドの加水分解縮合物が高分子化しにくくなる。
(3)上記(2)によって、コーティング液を成膜した後に塗膜に発生する急激な収縮が防止され、クラックが発生しにくくなり、安定的に膜化が可能なコーティング剤となる。
(4)上記(2)によって、コーティング液中のチタンアルコキシドの加水分解縮合物が安定化し、液のポットライフが長くなる。
(5)上記(2)によって、コーティング液中にチタンアルコキシドの加水分解縮合物と反応するような第三成分を複合しても、反応して一体化しにくくなる。
(6)上記(5)によって、シリカなどの金属酸化物微粒子を添加して膜化した場合に、金属酸化物微粒子表面がチタンアルコキシドの加水分解縮合物に覆われることなく、該金属酸化物微粒子を膜の最表面に存在させることができる。
By mixing a metal compound capable of interacting with the component (A), the present invention has the following effects.
(1) The hydrolysis condensate of titanium alkoxide becomes difficult to crystallize and can maintain an amorphous state.
(2) The hydrolysis condensate of titanium alkoxide becomes difficult to be polymerized.
(3) By the above (2), the rapid contraction generated in the coating film after forming the coating liquid is prevented, cracks are hardly generated, and the coating agent can be stably formed into a film.
(4) By the above (2), the hydrolysis condensate of titanium alkoxide in the coating liquid is stabilized, and the pot life of the liquid is prolonged.
(5) According to the above (2), even if a third component that reacts with the hydrolysis condensate of titanium alkoxide is combined in the coating solution, it becomes difficult to react and integrate.
(6) According to the above (5), when a metal oxide fine particle such as silica is added to form a film, the metal oxide fine particle surface is not covered with a hydrolysis condensate of titanium alkoxide. Can be present on the outermost surface of the membrane.

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.

なお、諸特性は以下に示す方法に従って求めた。
(1)チタンアルコキシド加水分解縮合物の光散乱強度測定
大塚電子(株)製のゼータ電位測定機「ELS−8000」を用いて、チタンアルコキシド加水分解縮合物の光散乱強度を測定した。
なお、光散乱強度は以下の式(a)で表され(I=光散乱強度、I=入射光強度、n=溶媒の屈折率、M=溶質の重量平均分子量、c=溶質濃度、(dn/dc)=溶質の濃度増あたりの屈折率増分、λ=入射光波長、r=試料から検出器までの距離、N=アボガドロ数)、Mに相当する分子サイズ、つまりゾルの成長に比例した値が観測される。
Various characteristics were determined according to the following methods.
(1) Light Scattering Intensity Measurement of Titanium Alkoxide Hydrolysis Condensate The light scattering intensity of the titanium alkoxide hydrolysis condensate was measured using a zeta potential measuring device “ELS-8000” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
The light scattering intensity is represented by the following formula (a) (I S = light scattering intensity, I O = incident light intensity, n = refractive index of solvent, M W = weight average molecular weight of solute, c = solute concentration) , (dn / dc) = refractive index increment per increase the concentration of the solute, lambda O = incident light wavelength, the distance from r = sample to the detector, N a = Avogadro's number), molecular size corresponding to M W, i.e. A value proportional to the growth of the sol is observed.

Figure 0005108222
Figure 0005108222

(2)金属化合物系微粒子のZ電位
金属化合物系微粒子分散液を純水にて100倍希釈したのち、0.01モル/Lの塩酸水溶液あるいは0.01モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液でpH=7に調整した。その後、ゼータ電位測定機(大塚電子(株)製「ELS−8000」)を用いて、微粒子の表面電位を測定した。
(2) Z potential of metal compound-based fine particles After diluting a metal compound-based fine particle dispersion 100 times with pure water, pH is adjusted with 0.01 mol / L hydrochloric acid aqueous solution or 0.01 mol / L sodium hydroxide aqueous solution. = 7. Thereafter, the surface potential of the fine particles was measured using a zeta potential measuring device (“ELS-8000” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

(3)塗工液の安定性
塗工液を作製したのち、室温(15〜20℃)で放置し、3日後の塗工液の状態を観察し、沈殿、ゲル化が生じている場合は×、沈殿、ゲル化は生じていないが白濁、あるいは色目が強くなっている場合は△、僅かに白濁、あるいは色目が強くなっている場合は○、ほとんど変化が認められない場合は◎として評価した。
(3) Stability of coating solution After preparing the coating solution, leave it at room temperature (15-20 ° C), observe the state of the coating solution after 3 days, and if precipitation or gelation occurs X: No precipitation or gelation, but white turbidity or chromaticity is evaluated as △, slight turbidity or chromaticity is evaluated as ◯, and evaluation is evaluated as ◎ when almost no change is observed. did.

(4)光触媒含有被膜のメチレンブルーの吸着特性
塩基性染料のメチレンブルーを使用して、光触媒含有被膜の塩基性物質に対する吸着特性の評価を行った。
具体的には、作製した光触媒含有担持ガラスマットを直径8cmのシャーレに入れ、濃度100ppmのメチレンブルー水溶液を50mL加えた後、蓋をして攪拌しながら暗所下で3日間静置した。その後シャーレ内の水溶液を取り出してメチレンブルー水溶液の濃度CをABS法で測定した。得られた結果を元に、以下の式(b)に従って分配係数Kを求めた。被検体のメチレンブルーに対する吸着特性が強ければ、分配係数Kが大きくなり、K≧10で優れた吸着特性を示す。
分配係数K=(100ppm−濃度Cppm)/濃度Cppm …(b)
(4) Adsorption characteristic of methylene blue of photocatalyst-containing film Using the basic dye methylene blue, the adsorption characteristic of the photocatalyst-containing film to a basic substance was evaluated.
Specifically, the prepared photocatalyst-containing supported glass mat was put in a petri dish having a diameter of 8 cm, 50 mL of a 100 ppm concentration of methylene blue aqueous solution was added, and the mixture was allowed to stand in the dark for 3 days while being covered and stirred. Thereafter, the aqueous solution in the petri dish was taken out, and the concentration C of the methylene blue aqueous solution was measured by the ABS method. Based on the obtained results, the distribution coefficient K was determined according to the following equation (b). If the analyte has a strong adsorption characteristic for methylene blue, the partition coefficient K increases, and an excellent adsorption characteristic is exhibited when K ≧ 10.
Partition coefficient K = (100 ppm−concentration Cppm) / concentration Cppm (b)

(5)光触媒含有被膜のサンセットイエローの吸着特性
酸性染料のサンセットイエローを使用して、光触媒含有被膜の酸性物質に対する吸着特性の評価を行った。
具体的には、作製した光触媒含有担持ガラスマットを直径8cmのシャーレに入れ、濃度100ppmのサンセットイエロー水溶液を50mL加えた後、蓋をして攪拌しながら暗所下で3日間静置した。その後シャーレ内の水溶液を取り出してサンセットイエロー水溶液の濃度CをABS法で測定した。得られた結果を元に、以下の式(c)に従って分配係数Kを求めた。被検体のサンセットイエローに対する吸着特性が強ければ、分配係数Kが大きくなり、K≧10で優れた吸着特性を示す。
分配係数K=(100ppm−濃度Cppm)/濃度Cppm …(c)
(5) Adsorption characteristics of sunset yellow of photocatalyst-containing film Using the acid dye Sunset Yellow, the adsorption characteristics of the photocatalyst-containing film to acidic substances were evaluated.
Specifically, the prepared photocatalyst-containing supported glass mat was put in a petri dish having a diameter of 8 cm, 50 mL of a sunset yellow aqueous solution having a concentration of 100 ppm was added, and the mixture was allowed to stand in the dark for 3 days while being covered and stirred. Thereafter, the aqueous solution in the petri dish was taken out, and the concentration C of the sunset yellow aqueous solution was measured by the ABS method. Based on the obtained results, the distribution coefficient K was determined according to the following equation (c). If the analyte has a strong adsorption characteristic for sunset yellow, the distribution coefficient K increases, and an excellent adsorption characteristic is exhibited when K ≧ 10.
Partition coefficient K = (100 ppm-concentration Cppm) / concentration Cppm (c)

(6)傾斜性
成分傾斜膜の傾斜構造については、XPS(アルバック・ファイ(株)製「PHI−5600」)を用い、アルゴンスパッタリング4kVを3分間隔で施して膜を削り、膜表面の炭素原子と金属原子の含有率をX線電子分光法により測定することにより調べた。
(6) Gradient About the gradient structure of the component gradient film, using XPS (“PHI-5600” manufactured by ULVAC-PHI Co., Ltd.), argon sputtering 4 kV is applied at intervals of 3 minutes, and the film surface is carbonized. The content of atoms and metal atoms was examined by measuring by X-ray electron spectroscopy.

(7)耐候性評価
成分傾斜膜と光触媒含有被膜を順次積層させたPETフィルムをカーボンアーク式サンシャインウエザーメーター(SWM)による促進耐候試験を1500時間実施したのち、促進耐候試験前後のフィルムのヘイズ値(JISK7361に準拠)の上昇度を調べた。SWM試験条件を以下に示す。なお、通常、塗膜のクラックの発生の度合いとヘイズ値には比例的な相関関係が認められる。クラックは主に非晶質酸化チタンの反応に伴う面方向の収縮によって引き起こされると考えられる。
(7) Weather resistance evaluation After a 1500-hour accelerated weather resistance test using a carbon arc sunshine weather meter (SWM) was performed on a PET film in which a component gradient film and a photocatalyst-containing film were sequentially laminated, the haze value of the film before and after the accelerated weather resistance test The degree of increase (according to JISK 7361) was examined. The SWM test conditions are shown below. In general, a proportional correlation is recognized between the degree of occurrence of cracks in the coating film and the haze value. It is thought that cracks are mainly caused by shrinkage in the surface direction accompanying the reaction of amorphous titanium oxide.

<SWM試験条件>
(装置名)スガ試験機(株)「サンシャインウエザーメーターS300」
(測定条件)照度:255±25W/m、サイクル:照射102分間、照射+降雨18分間の2時間1サイクル、BPT:63±3℃、相対湿度:55±5%RH
<SWM test conditions>
(Device name) Suga Test Instruments Co., Ltd. “Sunshine Weather Meter S300”
(Measurement conditions) Illuminance: 255 ± 25 W / m 2 , cycle: 102 minutes of irradiation, 2 hours and 1 cycle of irradiation + rainfall 18 minutes, BPT: 63 ± 3 ° C., relative humidity: 55 ± 5% RH

合成例1 チタンアルコキシドの加水分解縮合液の合成
エチルセロソルブ149gに、チタンテトライソプロポキシド(商品名:A−1、日本曹達(株)製)75.7gを攪拌しながらゆっくりと滴下し溶液(A)を得た。この溶液(A)にエチルセロソルブ58.3g、蒸留水4.55g、60質量%濃硝酸12.6gの混合溶液を攪拌しながら滴下し溶液(B)を得た。溶液(B)をその後、30℃で4時間攪拌を行うことによってチタンアルコキシドの加水分解縮合液(C)を得た。
この溶液の光散乱強度を測定したところ約13000cpsであった。
Synthesis Example 1 Synthesis of Titanium Alkoxide Hydrolysis Condensate To 149 g of ethyl cellosolve, 75.7 g of titanium tetraisopropoxide (trade name: A-1, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) was slowly added dropwise with stirring to a solution ( A) was obtained. To this solution (A), a mixed solution of 58.3 g of ethyl cellosolve, 4.55 g of distilled water and 12.6 g of 60 mass% concentrated nitric acid was added dropwise with stirring to obtain a solution (B). The solution (B) was then stirred at 30 ° C. for 4 hours to obtain a titanium alkoxide hydrolysis-condensation liquid (C).
The light scattering intensity of this solution was measured and found to be about 13000 cps.

合成例2 有機成分の合成
1Lセパラブルフラスコに窒素雰囲気下でメチルイソブチルケトン424.0g、メタクリル酸メチル200.0g、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン25.3gを添加し、60℃まで昇温した。この混合溶液にアゾビスイソブチロニトリル1.9gを溶かしたメチルイソブチルケトン溶液を滴下し重合反応を開始し、30時間攪拌して有機成分溶液(G)を得た。
Synthesis Example 2 Synthesis of Organic Components To a 1 L separable flask, 424.0 g of methyl isobutyl ketone, 200.0 g of methyl methacrylate, and 25.3 g of methacryloxypropyltrimethoxysilane were added in a nitrogen atmosphere, and the temperature was raised to 60 ° C. A methyl isobutyl ketone solution in which 1.9 g of azobisisobutyronitrile was dissolved was dropped into this mixed solution to start the polymerization reaction, and the mixture was stirred for 30 hours to obtain an organic component solution (G).

参考例1 硝酸アルミニウム・九水和物を混合したチタンアルコキシドの加水分解縮合液の光散乱強度測定
合成例1で作製した加水分解縮合液(C)と硝酸アルミニウム・九水和物(純度99%、和光純薬工業(株)製)を用いて、前者から得られる固形分をTiO、後者から得られる固形分をAl(NOと見なし、それぞれ質量換算で表1の濃度になるようにエチルセロソルブで希釈した液を準備し、室温下で70時間攪拌した後の光散乱強度を測定した。
Reference Example 1 Measurement of Light Scattering Intensity of Hydrolysis Condensation Solution of Titanium Alkoxide Mixed with Aluminum Nitrate / Nohydrate Hydrolysis Condensation Solution (C) Prepared in Synthesis Example 1 and Aluminum Nitrate / Ninehydrate (Purity 99% , Manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), the solid content obtained from the former is regarded as TiO 2 , and the solid content obtained from the latter is regarded as Al (NO 3 ) 3. Thus, the liquid diluted with ethyl cellosolve was prepared, and the light scattering intensity after stirring at room temperature for 70 hours was measured.

その結果は表1の試験例No.1〜7に示すように、硝酸アルミニウム・九水和物の添加によって、チタンアルコキシドの加水分解縮合物の光散乱強度の増加(≒ゾルの成長)が抑えられることが判明した。ここに試験例No.4〜6は、チタンアルコキシドの加水分解縮合物と硝酸アルミニウム・九水和物を含む系であるので、本発明の実施例に相当するものである。   The results are shown in Test Example No. 1 in Table 1. As shown in 1 to 7, it was found that the addition of aluminum nitrate nonahydrate suppresses the increase in light scattering intensity (≈sol growth) of the hydrolysis condensate of titanium alkoxide. Here, Test Example No. Since Nos. 4 to 6 are systems containing a hydrolysis condensate of titanium alkoxide and aluminum nitrate nonahydrate, they correspond to the examples of the present invention.

なお、硝酸アルミニウム・九水和物のみが含まれる系(試験例7)において、光散乱強度は1000cps以下の値を示し、値の増加もほとんど観測されなかった。なお、通常、清浄な溶媒のみを測定した場合でも、その光散乱強度は1000cps以下を示す。つまり、硝酸アルミニウム・九水和物は当該測定では観測されていないと解釈できる。言い換えれば、光散乱強度の増加はチタンアルコキシドの加水分解縮合物の成長のみを捉えていると考えられる。   In the system containing only aluminum nitrate nonahydrate (Test Example 7), the light scattering intensity showed a value of 1000 cps or less, and almost no increase in the value was observed. Normally, even when only a clean solvent is measured, the light scattering intensity is 1000 cps or less. That is, it can be interpreted that aluminum nitrate nonahydrate is not observed in the measurement. In other words, it is considered that the increase in the light scattering intensity captures only the growth of the hydrolysis condensate of titanium alkoxide.

Figure 0005108222
Figure 0005108222

<チタンアルコキシド加水分解縮合時の水添加量の影響調査>
参考例2
エチルセロソルブ453gに、チタンテトライソプロポキシド(商品名:A−1、日本曹達(株)製)230gを攪拌しながらゆっくりと滴下し溶液を得た。この溶液を30℃の温浴中で攪拌しているところに、エチルセロソルブ177g、蒸留水13.8g、60質量%濃硝酸38.4gの混合溶液を滴下し溶液(S1)を得た。
この溶液の光散乱強度を測定したところ、調製直後は約9000cps、4時間攪拌後の溶液(S1’)は約14500cpsの値を示し、光散乱強度上昇度は1375cps/hであった。
<Investigation of the effect of water addition during titanium alkoxide hydrolysis condensation>
Reference example 2
To 453 g of ethyl cellosolve, 230 g of titanium tetraisopropoxide (trade name: A-1, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) was slowly added dropwise with stirring to obtain a solution. While this solution was stirred in a 30 ° C. warm bath, a mixed solution of 177 g of ethyl cellosolve, 13.8 g of distilled water and 38.4 g of 60% by mass concentrated nitric acid was added dropwise to obtain a solution (S1).
When the light scattering intensity of this solution was measured, the value immediately after preparation was about 9000 cps, and the solution (S1 ′) after stirring for 4 hours showed a value of about 14500 cps, and the increase in light scattering intensity was 1375 cps / h.

参考例3
蒸留水を20.7gにした以外は参考例2と同様にしてチタンアルコキシドの加水分解縮合液(S2)を得た。
この溶液の光散乱強度を測定したところ、調製直後は約9500cps、4時間攪拌後の溶液(S2’)は約23500cpsの値を示し、光散乱強度上昇度は3500cps/hであった。
参考例2および参考例3の結果から、チタンアルコキシドの加水分解縮合反応に水の添加率が大きく影響することが明らかである。
よって、以下の参考例4、5では水の添加量を両者で同一になるようにして、得られる反応物の光散乱強度の比較を行った。なお、ここで使用した硝酸アルミニウムは九水和物であり、この含水分も反応に関与すると考えられるため、含水分も考慮して水の添加量を調整した。
Reference example 3
A titanium alkoxide hydrolytic condensate (S2) was obtained in the same manner as in Reference Example 2 except that the distilled water was changed to 20.7 g.
When the light scattering intensity of this solution was measured, the value immediately after preparation was about 9500 cps, and the solution after stirring for 4 hours (S2 ′) showed a value of about 23500 cps, and the increase in light scattering intensity was 3500 cps / h.
From the results of Reference Example 2 and Reference Example 3, it is clear that the addition rate of water greatly affects the hydrolysis condensation reaction of titanium alkoxide.
Therefore, in the following Reference Examples 4 and 5, the amount of water added was the same for both, and the light scattering intensity of the obtained reaction products was compared. In addition, since the aluminum nitrate used here is a nonahydrate and it is thought that this moisture content is also concerned in reaction, the addition amount of water was adjusted also considering the moisture content.

<硝酸アルミニウムの添加のタイミングの影響>
参考例4
参考例2で得た溶液(S1’)にエチルセロソルブ30gに硝酸アルミニウム・九水和物16gを溶解させたものを加え、さらに11時間攪拌して、トータルで15時間の攪拌を実施し、溶液(T3)を得た。(この場合の最終的な水の添加量は20.7gとなる)。
この溶液の光散乱強度を測定したところ、約16500cpsであった。さらに攪拌を続け、トータル30時間の攪拌を実施したところ、18000cpsであった。
<Influence of timing of addition of aluminum nitrate>
Reference example 4
A solution obtained by dissolving 16 g of aluminum nitrate nonahydrate in 30 g of ethyl cellosolve was added to the solution (S1 ′) obtained in Reference Example 2, and the mixture was further stirred for 11 hours, and stirred for a total of 15 hours. (T3) was obtained. (The final amount of water added in this case is 20.7 g).
The light scattering intensity of this solution was measured and found to be about 16500 cps. Stirring was further continued, and stirring was carried out for a total of 30 hours. As a result, it was 18000 cps.

参考例5
エチルセロソルブ453gに、チタンテトライソプロポキシド(商品名:A−1、日本曹達(株)製)230gを攪拌しながらゆっくりと滴下し溶液を得た。この溶液を30℃の温浴中で攪拌しているところに、エチルセロソルブ177g、蒸留水6.9g、60質量%濃硝酸38.4g、硝酸アルミニウム・九水和物16gの混合溶液を滴下し溶液(S4)を得た。(この段階での水の添加量は13.8gとなる)。
この溶液の光散乱強度を測定したところ、調製直後は約9000cps、4時間攪拌したあとの溶液(S4’)の光散乱強度を測定したところ約12400cpsであった。
Reference Example 5
To 453 g of ethyl cellosolve, 230 g of titanium tetraisopropoxide (trade name: A-1, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) was slowly added dropwise with stirring to obtain a solution. While this solution was stirred in a 30 ° C. warm bath, a mixed solution of 177 g of ethyl cellosolve, 6.9 g of distilled water, 38.4 g of 60 mass% concentrated nitric acid, and 16 g of aluminum nitrate nonahydrate was added dropwise. (S4) was obtained. (The amount of water added at this stage is 13.8 g).
When the light scattering intensity of this solution was measured, it was about 9000 cps immediately after the preparation, and the light scattering intensity of the solution (S4 ′) after stirring for 4 hours was about 12400 cps.

さらにこの溶液にエチルセロソルブ30gと蒸留水6.9gを滴下したのち、さらに11時間攪拌して、トータル15時間の攪拌を実施し、溶液(T4)を得た。(この場合の最終的な水の添加量は20.7gとなる)。
この溶液の光散乱強度を測定したところ、約15000cpsであった。さらに攪拌を続け、トータル30時間の攪拌を実施したところ、17800cpsであった。
Further, 30 g of ethyl cellosolve and 6.9 g of distilled water were added dropwise to this solution, and the mixture was further stirred for 11 hours, and stirred for a total of 15 hours to obtain a solution (T4). (The final amount of water added in this case is 20.7 g).
The light scattering intensity of this solution was measured and found to be about 15000 cps. Stirring was further continued, and stirring was carried out for a total of 30 hours. As a result, it was 17800 cps.

参考例4、5の結果を表2に示す。
以上の結果から、硝酸アルミニウム存在下でチタンアルコキシドの加水分解−縮合反応をさせる場合、一定の大きさまで成長させるために多くの時間が必要となる。参考例4および5の硝酸アルミニウムの含有率を(II)式に従い算出するといずれも5mol%であるが、言うまでもなく、これよりも含有率が高い場合は、より一層の反応時間が必要となってくる。
The results of Reference Examples 4 and 5 are shown in Table 2.
From the above results, when the hydrolysis-condensation reaction of titanium alkoxide is carried out in the presence of aluminum nitrate, it takes a lot of time to grow to a certain size. When the content of aluminum nitrate in Reference Examples 4 and 5 is calculated according to the formula (II), both are 5 mol%, but it goes without saying that if the content is higher than this, more reaction time is required. come.

Figure 0005108222
Figure 0005108222

実施例1
(1)塗工液の調製
エチルセロソルブ35.1gに硝酸アルミニウム・九水和物(純度99%、和光純薬工業(株)製)1.22gを溶解させ、続いて合成例1で作製した合成液(C)を3.66g加えてよく攪拌し溶液(D−1)を得た。
エチルセロソルブ332gと1−プロパノール365gの混合溶媒に、溶液(D−1)を34g加えてよく攪拌した。次に蒸留水7.56g、60質量%濃硝酸3.36gを加えてよく攪拌し、続いてアナターゼ型光触媒酸化チタンゾル(商品名PC−203、濃度20質量%、チタン工業(株)製)を14.3g加えてよく攪拌し溶液(E−1)を得た。
溶液(E−1)にpH=7.0におけるZ電位特性が約−50mVであるシリカゾル(商品名スノーテックスOXS、濃度10質量%、日産化学工業(株)製)を43.8g加えてよく攪拌し、光触媒含有塗工液(F−1)を作製した。
該塗工液(F−1)を室温下で3日間放置したものは、僅かに白濁が強くなっていた以外は特に異常は見られなかった。
Example 1
(1) Preparation of coating solution 1.23 g of aluminum nitrate nonahydrate (purity 99%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 35.1 g of ethyl cellosolve, and then prepared in Synthesis Example 1. 3.66 g of the synthesis liquid (C) was added and stirred well to obtain a solution (D-1).
34 g of the solution (D-1) was added to a mixed solvent of 332 g of ethyl cellosolve and 365 g of 1-propanol and stirred well. Next, 7.56 g of distilled water and 3.36 g of 60 mass% concentrated nitric acid were added and stirred well, followed by anatase type photocatalytic titanium oxide sol (trade name PC-203, concentration 20 mass%, manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.). 14.3 g was added and stirred well to obtain a solution (E-1).
43.8 g of silica sol (trade name Snowtex OXS, concentration 10 mass%, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having a Z potential characteristic of about −50 mV at pH = 7.0 may be added to the solution (E-1). The mixture was stirred to prepare a photocatalyst-containing coating liquid (F-1).
When the coating liquid (F-1) was allowed to stand at room temperature for 3 days, no abnormality was observed except that the cloudiness was slightly increased.

(2)光触媒含有被膜担持ガラスマットの作製と評価
ニードルパンチ法で作製したガラスマット(目付け750g/m・厚み12mm、中部工業(株)製)を縦5cm横5cmの正方形に裁断し(質量約2g)、400℃で1日間処理した。熱処理後、室温まで冷却したガラスマットを、光触媒含有塗工液(F−1)に10分間浸漬させ、塗工液を含有した状態のガラスマットが8gになるようにローラーで絞った。
このガラスマットを120℃・12時間で乾燥させた後、温度80℃・湿度80%RHの雰囲気下で24時間曝し、続けて120℃・15時間で再び乾燥させてサンプルを得た。
作製した光触媒含有被膜担持ガラスマットのメチレンブルー吸着特性を調べた結果、分配係数Kは16であった。
(2) Production and Evaluation of Photocatalyst-Containing Film-Supporting Glass Mat Glass mat produced by the needle punch method (weight per unit of 750 g / m 2 , thickness 12 mm, manufactured by Chubu Kogyo Co., Ltd.) is cut into a square 5 cm long and 5 cm wide (mass) About 2 g) and treated at 400 ° C. for 1 day. After the heat treatment, the glass mat cooled to room temperature was immersed in the photocatalyst-containing coating liquid (F-1) for 10 minutes, and squeezed with a roller so that the glass mat containing the coating liquid became 8 g.
The glass mat was dried at 120 ° C. for 12 hours, then exposed to an atmosphere of 80 ° C. and 80% humidity for 24 hours, and then dried again at 120 ° C. for 15 hours to obtain a sample.
As a result of examining methylene blue adsorption characteristics of the produced photocatalyst-containing film-supported glass mat, the distribution coefficient K was 16.

実施例2
(1)塗工液の調製
エチルセロソルブ23.5gに硝酸アルミニウム・九水和物(純度99%、和光純薬工業(株)製)0.50gを溶解させ、続いて合成例1で作製した合成液(C)を6.04g加えてよく攪拌し溶液(D−2)を得た。
エチルセロソルブ342gと1−プロパノール365gの混合溶媒に、溶液(D−2)を23.7g加えてよく攪拌した。次に蒸留水7.84g、60質量%濃硝酸3.29gを加えてよく攪拌し、続いてアナターゼ型光触媒酸化チタンゾル(商品名PC−203、濃度20質量%、チタン工業(株)製)を14.3g加えてよく攪拌し溶液(E−2)を得た。
溶液(E−2)にpH=7.0におけるZ電位特性が約−50mVであるシリカゾル(商品名スノーテックスOXS、濃度10質量%、日産化学工業(株)製)を43.8g加えてよく攪拌し、光触媒含有塗工液(F−2)を作製した。
該塗工液(F−2)を室温下で3日間放置したものは、僅かに白濁が強くなっていた以外は特に異常は見られなかった。
Example 2
(1) Preparation of coating solution 0.50 g of aluminum nitrate nonahydrate (purity 99%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 23.5 g of ethyl cellosolve, and then prepared in Synthesis Example 1. 6.04 g of the synthesis solution (C) was added and stirred well to obtain a solution (D-2).
To a mixed solvent of 342 g of ethyl cellosolve and 365 g of 1-propanol, 23.7 g of the solution (D-2) was added and stirred well. Next, 7.84 g of distilled water and 3.29 g of 60 mass% concentrated nitric acid were added and stirred well, followed by anatase type photocatalytic titanium oxide sol (trade name PC-203, concentration 20 mass%, manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.). 14.3 g was added and stirred well to obtain a solution (E-2).
To the solution (E-2), 43.8 g of silica sol (trade name Snowtex OXS, concentration 10 mass%, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having a Z potential characteristic of about −50 mV at pH = 7.0 may be added. The mixture was stirred to prepare a photocatalyst-containing coating liquid (F-2).
When the coating liquid (F-2) was allowed to stand at room temperature for 3 days, no abnormality was observed except that the cloudiness was slightly increased.

(2)光触媒含有被膜担持ガラスマットの作製と評価
作製した光触媒含有塗工液(F−2)を使い、実施例1と同じ方法で作製した光触媒含有被膜担持ガラスマットのメチレンブルー吸着特性を調べた結果、分配係数Kは11であった。
(2) Production and Evaluation of Photocatalyst-Containing Film-Supported Glass Mat Using the produced photocatalyst-containing coating liquid (F-2), the methylene blue adsorption characteristics of the photocatalyst-containing film-supported glass mat produced by the same method as in Example 1 were examined. As a result, the distribution coefficient K was 11.

実施例3
(1)塗工液の調製
エチルセロソルブ45.9gに硝酸アルミニウム・九水和物1.80gを溶解させ、合成液(C)を2.32g加えてよく攪拌し、溶液(D−3)を得た。
エチルセロソルブ326gと1−プロパノール365gの混合溶媒に、溶液(D−3)を40.8g加えてよく攪拌した。次に蒸留水7.32g、60質量%
濃硝酸3.42gを加えてよく攪拌し、続いて酸化チタンゾル(商品名PC−203、チタン工業(株)製)を14.3g加えてよく攪拌し、溶液(E−3)を得た。
溶液(E−3)にpH=7.0におけるZ電位特性が約−50mVであるシリカゾル(商品名スノーテックスOXS、濃度10質量%、日産化学工業(株)製)を43.8g加えてよく攪拌し、光触媒含有塗工液(F−3)を作製した。
該塗工液(F−3)を室温下で3日間放置したものは、僅かに白濁が強くなっていた以外は異常は見られなかった。
Example 3
(1) Preparation of coating solution 1.80 g of aluminum nitrate nonahydrate was dissolved in 45.9 g of ethyl cellosolve, and 2.32 g of synthetic solution (C) was added and stirred well to prepare solution (D-3). Obtained.
40.8 g of the solution (D-3) was added to a mixed solvent of 326 g of ethyl cellosolve and 365 g of 1-propanol, and stirred well. Next, 7.32 g of distilled water, 60% by mass
Concentrated nitric acid 3.42g was added and stirred well, then 14.3g of titanium oxide sol (trade name PC-203, manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.) was added and stirred well to obtain a solution (E-3).
To the solution (E-3), 43.8 g of silica sol (trade name Snowtex OXS, concentration 10 mass%, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having a Z potential characteristic of about −50 mV at pH = 7.0 may be added. The mixture was stirred to prepare a photocatalyst-containing coating liquid (F-3).
No abnormality was observed in the coating solution (F-3) which was allowed to stand at room temperature for 3 days, except that the cloudiness was slightly increased.

(2)光触媒含有被膜担持ガラスマットの作製と評価
調製した光触媒含有塗工液(F−3)を用い、実施例1と同じ方法で作製した光触媒含有被膜担持ガラスマットのメチレンブルー吸着特性を調べた結果、分配係数Kは3であった。
(2) Production and Evaluation of Photocatalyst-Containing Film-Supported Glass Mat Using the prepared photocatalyst-containing coating liquid (F-3), the methylene blue adsorption characteristics of the photocatalyst-containing film-supported glass mat produced by the same method as in Example 1 were examined. As a result, the distribution coefficient K was 3.

実施例4
(1)塗工液の調製
エチルセロソルブ42.9gに硝酸アルミニウム・九水和物(純度99%、和光純薬工業(株)製)6.12gを溶解させ、続いて合成例1で作製した合成液(C)を55.2g加えてよく攪拌し溶液(D−4)を得た。続いて、合成例2で作製した有機成分溶液(G)1.46g、メチルイソブチルケトン47.15g、エチルセロソルブ27.8g、上記記載の溶液(D−4)20.82g、およびpH=7.0におけるZ電位特性が約−20mVであるシリカゾル(商品名スノーテックスIPA−ST、濃度30質量%、日産化学工業(株)製)2.78gの順で混合し成分傾斜塗工液(F−4)を作製した。
該塗工液(F−4)を室温下で3日間放置してもほとんど変化は認められなかった。
Example 4
(1) Preparation of coating solution 6.12 g of aluminum nitrate nonahydrate (purity 99%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 42.9 g of ethyl cellosolve, and then prepared in Synthesis Example 1. 55.2 g of the synthesis solution (C) was added and stirred well to obtain a solution (D-4). Subsequently, 1.46 g of the organic component solution (G) prepared in Synthesis Example 2, 47.15 g of methyl isobutyl ketone, 27.8 g of ethyl cellosolve, 20.82 g of the solution (D-4) described above, and pH = 7. Silica sol (trade name Snowtex IPA-ST, concentration 30% by mass, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) 2.78 g in which Z potential characteristic at 0 is approximately −20 mV was mixed in the order of component gradient coating liquid (F− 4) was produced.
Even when the coating solution (F-4) was allowed to stand at room temperature for 3 days, almost no change was observed.

(2)成分傾斜膜の傾斜性評価
室温で3日間放置した成分傾斜塗工液(F−4)を用い、耐候剤層付きのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(商品名TP−60、東レ(株)製)にマイヤーバーにて厚みが約100nmになるように成膜したのち、XPSにより成分傾斜性を調べたところ、SiとTiの成分傾斜ならびにTiと有機の成分傾斜性は良好であった。
図1に、スパッタ時間と各元素の含有率との関係をグラフで示す。
(2) Evaluation of gradient of component gradient film Using component gradient coating liquid (F-4) which was allowed to stand at room temperature for 3 days, a polyethylene terephthalate (PET) film with a weathering agent layer (trade name TP-60, Toray Industries, Inc. After the film was formed with a Meyer bar to a thickness of about 100 nm, the component gradient was examined by XPS. The component gradient between Si and Ti and the component gradient between Ti and organic were good. .
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the sputtering time and the content of each element.

実施例5
(1)塗工液の調製
エチルセロソルブ42.9gに硝酸アルミニウム・九水和物(純度99%、和光純薬工業(株)製)6.12gを溶解させ、続いて合成例1で作製した合成液(C)を55.2g加えてよく攪拌し溶液(D−5)を得た。続いて、合成例2で作製した有機成分溶液(G)1.46g、メチルイソブチルケトン47.08g、エチルセロソルブ22.2g、上記記載の溶液(D−5)20.82g、およびpH=7.0におけるZ電位特性が約−50mVであるシリカゾル(商品名スノーテックスOXS、濃度10質量%、日産化学工業(株)製)8.34gの順で混合し成分傾斜塗工液(F−5)を作製した。
該塗工液(F−5)を室温下で3日間放置したものは、僅かに黄色味が強くなっていた以外は特に異常は見られなかった。
Example 5
(1) Preparation of coating solution 6.12 g of aluminum nitrate nonahydrate (purity 99%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 42.9 g of ethyl cellosolve, and then prepared in Synthesis Example 1. 55.2 g of the synthesis solution (C) was added and stirred well to obtain a solution (D-5). Subsequently, 1.46 g of the organic component solution (G) prepared in Synthesis Example 2, 47.08 g of methyl isobutyl ketone, 22.2 g of ethyl cellosolve, 20.82 g of the solution (D-5) described above, and pH = 7. Silica sol having a Z potential characteristic at 0 of about -50 mV (trade name Snowtex OXS, concentration 10% by mass, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) 8.34 g in order and mixed with a component gradient coating liquid (F-5) Was made.
When the coating liquid (F-5) was allowed to stand at room temperature for 3 days, no abnormality was observed except that the yellowish color was slightly increased.

(2)成分傾斜膜の傾斜性評価
室温で3日間放置した成分傾斜塗工液(F−5)を用い、耐候剤層付きのPETフィルム(商品名TP−60、東レ(株)製)にマイヤーバーにて厚みが約100nmになるように成膜したのち、XPSにより成分傾斜性を調べたところ、Tiと有機の成分傾斜性は良好であったが、SiとTiはやや均質に混じりあっていた。
図2に、スパッタ時間と各元素の含有率との関係をグラフで示す。
(2) Evaluation of gradient of component gradient film Using component gradient coating liquid (F-5) which was allowed to stand at room temperature for 3 days, a PET film with a weathering agent layer (trade name TP-60, manufactured by Toray Industries, Inc.) After forming a film with a Meyer bar to a thickness of about 100 nm, the component gradient was examined by XPS. Ti and organic component gradients were good, but Si and Ti were mixed somewhat homogeneously. It was.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the sputtering time and the content of each element.

実施例6
エチルセロソルブ62.6gに硝酸アルミニウム・九水和物(純度99%、和光純薬工業(株)製)1.34gを溶解させ、続いて合成例1で作製した合成液(C)を16.1g加えてよく攪拌し溶液(D−6)を得た。
エチルセロソルブ297gと1−プロパノール357gの混合溶媒に、溶液(D−6)を67g加えてよく攪拌した。次に蒸留水51.8g、60質量%濃硝酸2.78gを加えてよく攪拌し、続いてアナターゼ型光触媒酸化チタンゾル(商品名PC−203、濃度20質量%、チタン工業(株)製)を7.7g加えてよく攪拌し溶液(E−6)を得た。
溶液(E−6)にpH=7.0におけるZ電位特性が約−20mVであるシリカゾル(商品名スノーテックスIPA−ST、濃度30質量%、日産化学工業(株)製)を16.0g加えてよく攪拌し、光触媒含有塗工液(F−6)を作製した。
該塗工液(F−6)を室温下で3日間放置したものは、僅かに白濁が強くなっていた以外は特に異常は見られなかった。
実施例4で作製した成分傾斜膜付き耐候PETに、上記の光触媒含有塗工液(F−6)をマイヤーバーにて乾燥後の膜の厚みが約40nmになるように積層させることによって、光触媒フィルムを作製し、SWM試験を実施した。
SWM1500h後のヘイズ上昇度(ΔHz)は、1.5%であった。
Example 6
In 62.6 g of ethyl cellosolve, 1.34 g of aluminum nitrate nonahydrate (purity 99%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved, and then the synthetic solution (C) prepared in Synthesis Example 1 was 16. 1 g was added and stirred well to obtain a solution (D-6).
67 g of the solution (D-6) was added to a mixed solvent of 297 g of ethyl cellosolve and 357 g of 1-propanol and stirred well. Next, 51.8 g of distilled water and 2.78 g of 60% by mass concentrated nitric acid were added and stirred well, followed by anatase type photocatalytic titanium oxide sol (trade name PC-203, concentration 20% by mass, manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.). 7.7 g was added and stirred well to obtain a solution (E-6).
16.0 g of silica sol (trade name Snowtex IPA-ST, concentration 30 mass%, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having a Z potential characteristic of about −20 mV at pH = 7.0 is added to the solution (E-6). The mixture was thoroughly stirred to prepare a photocatalyst-containing coating liquid (F-6).
When the coating liquid (F-6) was allowed to stand at room temperature for 3 days, no abnormality was observed except that the cloudiness was slightly increased.
By laminating the photocatalyst-containing coating solution (F-6) on the weathered PET with the component gradient film prepared in Example 4 so that the thickness of the film after drying with a Meyer bar is about 40 nm, A film was prepared and a SWM test was performed.
The degree of haze increase (ΔHz) after SWM 1500 h was 1.5%.

実施例7
(1)塗工液の調製
実施例1において、pH=7.0におけるZ電位特性が約−50mVであるシリカゾル(商品名スノーテックスOXS、濃度10質量%、日産化学工業(株)製)の代わりに、pH=7.0におけるZ電位特性が約−40mVである酸化タングステン微粒子(純正化学(株)製)4.39gと蒸留水39.4gを加えてよく攪拌し、光触媒含有塗工液(F−7)を作製した以外は、実施例1と同じ方法で光触媒含有塗工液(F−7)を作製した。
該塗工液(F−7)を室温下で3日間放置したものは、僅かに黄白濁が強くなっていた以外は特に異常は見られなかった。
Example 7
(1) Preparation of coating solution In Example 1, silica sol (trade name Snowtex OXS, concentration: 10% by mass, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having a Z potential characteristic of about −50 mV at pH = 7.0. Instead, 4.39 g of tungsten oxide fine particles (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.) having a Z potential characteristic of about −40 mV at pH = 7.0 and 39.4 g of distilled water were added and stirred well, and the photocatalyst-containing coating solution was added. A photocatalyst-containing coating solution (F-7) was prepared in the same manner as in Example 1 except that (F-7) was prepared.
The coating liquid (F-7) which was allowed to stand at room temperature for 3 days showed no particular abnormality except that the cloudiness was slightly increased.

(2)光触媒含有被膜担持ガラスマットの作製と評価
作製した光触媒含有塗工液(F−7)を使い、実施例1と同じ方法で作製した光触媒含有被膜担持ガラスマットのメチレンブルー吸着特性を調べた結果、分配係数Kは14であった。
(2) Production and Evaluation of Photocatalyst-Containing Film-Supporting Glass Mat Using the produced photocatalyst-containing coating liquid (F-7), the methylene blue adsorption characteristics of the photocatalyst-containing film-supporting glass mat produced by the same method as in Example 1 were examined. As a result, the distribution coefficient K was 14.

実施例8
(1)塗工液の調製
実施例1において、pH=7.0におけるZ電位特性が約−50mVであるシリカゾル(商品名スノーテックスOXS、濃度10質量%、日産化学工業(株)製)の代わりに、pH=7.0におけるZ電位特性が約+35mVであるアルミナゾル(商品名:アルミナゾル−520、濃度20質量%、日産化学(株)製)を純水で2倍に希釈した液を43.8gを加えてよく攪拌し、光触媒含有塗工液(F−8)を作製した以外は、実施例1と同じ方法で光触媒含有塗工液(F−8)を作製した。
該塗工液(F−8)を室温下で3日間放置したものは、僅かに白濁が強くなっていた以外は特に異常は見られなかった。
Example 8
(1) Preparation of coating solution In Example 1, silica sol (trade name Snowtex OXS, concentration: 10% by mass, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having a Z potential characteristic of about −50 mV at pH = 7.0. Instead, a solution obtained by diluting alumina sol (trade name: Alumina Sol-520, concentration 20% by mass, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) having a Z potential characteristic of about +35 mV at pH = 7.0 with pure water by 43 times was used. A photocatalyst-containing coating solution (F-8) was prepared in the same manner as in Example 1, except that .8 g was added and stirred well to prepare a photocatalyst-containing coating solution (F-8).
When the coating liquid (F-8) was allowed to stand at room temperature for 3 days, no abnormality was observed except that the cloudiness was slightly increased.

(2)光触媒含有被膜担持ガラスマットの作製と評価
作製した光触媒含有塗工液(F−8)を使い、実施例1と同じ方法で作製した光触媒含有被膜担持ガラスマットのサンセットイエロー吸着特性を調べた結果、分配係数Kは11であった。
(2) Production and Evaluation of Photocatalyst-Containing Film-Supporting Glass Mat Using the produced photocatalyst-containing coating liquid (F-8), sunset yellow adsorption characteristics of the photocatalyst-containing film-supporting glass mat produced by the same method as in Example 1 As a result of the examination, the distribution coefficient K was 11.

比較例1
(1)塗工液の調製
エチルセロソルブ19.9gに合成例1で作製した合成液(C)を10.1g加えてよく攪拌し溶液(d−1)を得た。
エチルセロソルブ349gと1−プロパノール364gの混合溶媒に、溶液(d−1)を16.8g加えてよく攪拌した。次に蒸留水7.56g、60質量%濃硝酸3.36gを加えてよく攪拌し、続いてアナターゼ型光触媒酸化チタンゾル(商品名PC−203、濃度20質量%、チタン工業(株)製)を14.3g加えてよく攪拌し溶液(e−1)を得た。
溶液(e−1)にpH=7.0におけるZ電位特性が約−50mVであるシリカゾル(商品名スノーテックスOXS、濃度10質量%、日産化学工業(株)製)を43.8g加えてよく攪拌し、光触媒含有塗工液(f−1)を作製した。
該塗工液(f−1)を室温下で3日間放置したものは、沈殿を生じていた。
Comparative Example 1
(1) Preparation of coating liquid 10.1 g of the synthetic liquid (C) prepared in Synthesis Example 1 was added to 19.9 g of ethyl cellosolve and stirred well to obtain a solution (d-1).
To a mixed solvent of 349 g of ethyl cellosolve and 364 g of 1-propanol, 16.8 g of the solution (d-1) was added and stirred well. Next, 7.56 g of distilled water and 3.36 g of 60 mass% concentrated nitric acid were added and stirred well, followed by anatase type photocatalytic titanium oxide sol (trade name PC-203, concentration 20 mass%, manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.). 14.3 g was added and stirred well to obtain a solution (e-1).
To the solution (e-1), 43.8 g of silica sol (trade name Snowtex OXS, concentration 10 mass%, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having a Z potential characteristic of about −50 mV at pH = 7.0 may be added. The mixture was stirred to prepare a photocatalyst-containing coating liquid (f-1).
When the coating liquid (f-1) was allowed to stand at room temperature for 3 days, precipitation occurred.

比較例2
(1)塗工液の調製
合成例2で作製した有機成分溶液(G)1.46g、メチルイソブチルケトン47.15g、エチルセロソルブ27.8g、合成例1で作製した合成液(C)20.8g、およびpH=7.0におけるZ電位特性が約−20mVであるシリカゾル(商品名スノーテックスIPA−ST、濃度30質量%、日産化学工業(株)製)を2.78gの順で混合し成分傾斜塗工液(f−2)を作製した。
該塗工液(f−2)を室温下で3日間放置したものは、沈殿、ゲル化は生じていないが黄色味が強くなっていた。
Comparative Example 2
(1) Preparation of coating solution 1.46 g of organic component solution (G) prepared in Synthesis Example 2, 47.15 g of methyl isobutyl ketone, 27.8 g of ethyl cellosolve, and synthesis solution (C) prepared in Synthesis Example 1 20. 8 g and silica sol (trade name Snowtex IPA-ST, concentration 30 mass%, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having a Z potential characteristic of about −20 mV at pH = 7.0 were mixed in the order of 2.78 g. The component inclination coating liquid (f-2) was produced.
When the coating liquid (f-2) was allowed to stand at room temperature for 3 days, precipitation and gelation did not occur, but the yellowness was strong.

(2)成分傾斜膜の傾斜性評価
室温で3日間放置した成分傾斜塗工液(f−2)を用い、耐候剤層付きのPETフィルム(商品名TP−60、東レ(株)製)にマイヤーバーにて厚みが約100nmになるように成膜したのち、XPSにより成分傾斜性を調べたところ、SiとTiの成分傾斜ならびにTiと有機の成分傾斜性は良好であった。
図3に、スパッタ時間と各元素の含有率との関係をグラフで示す。
(2) Evaluation of gradient of component gradient film Using component gradient coating liquid (f-2) which was allowed to stand at room temperature for 3 days, a PET film with a weathering agent layer (trade name TP-60, manufactured by Toray Industries, Inc.) After forming a film with a Meyer bar to a thickness of about 100 nm, the component gradient was examined by XPS. The component gradient between Si and Ti and the component gradient between Ti and organic were good.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the sputtering time and the content of each element.

比較例3
合成例2で作製した有機成分溶液(G)1.46g、メチルイソブチルケトン47.15g、エチルセロソルブ22.2g、合成例1で作製した合成液(C)20.8g、およびpH=7.0におけるZ電位特性が約−50mVであるシリカゾル(商品名スノーテックスOXS、濃度10質量%、日産化学工業(株)製)8.34gの順で混合し成分傾斜塗工液(f−3)を作製した。
該塗工液(f−3)を室温下で3日間放置したものは、ゲル化を生じていた。
Comparative Example 3
1.46 g of the organic component solution (G) prepared in Synthesis Example 2, 47.15 g of methyl isobutyl ketone, 22.2 g of ethyl cellosolve, 20.8 g of the synthesis solution (C) prepared in Synthesis Example 1, and pH = 7.0 Silica sol (trade name Snowtex OXS, concentration 10% by mass, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) 8.34 g in this order was mixed in the order of Z-potential property at about -50 mV and the component gradient coating liquid (f-3) was added. Produced.
When the coating liquid (f-3) was allowed to stand at room temperature for 3 days, gelation occurred.

比較例4
比較例2で作製した成分傾斜膜付き耐候PETに、実施例6で作成した光触媒含有塗工液(F−6)をマイヤーバーにて乾燥後の膜の厚みが約40nmになるように積層させることによって、光触媒フィルムを作製し、SWM試験を実施した。
SWM1500h後のヘイズ上昇度(ΔHz)は、25%であった。
Comparative Example 4
The photocatalyst-containing coating liquid (F-6) prepared in Example 6 is laminated on the weathered PET with a component gradient film prepared in Comparative Example 2 so that the film thickness after drying with a Meyer bar is about 40 nm. As a result, a photocatalytic film was prepared and a SWM test was performed.
The degree of haze increase (ΔHz) after SWM 1500 h was 25%.

比較例5
エチルセロソルブ53.2gに合成例1で作製した合成液(C)を26.8g加えてよく攪拌し、溶液(d−5)を得た。
エチルセロソルブ297gと1−プロパノール357gの混合溶媒に、溶液(d−5)を67g加えてよく攪拌した。次に蒸留水51.8g、60質量%濃硝酸2.78gを加えてよく攪拌し、続いてアナターゼ型光触媒酸化チタンゾル(商品名PC−203、濃度20質量%、チタン工業(株)製)を7.7g加えてよく攪拌し、溶液(e−5)を得た。
溶液(e−5)にpH=7.0におけるZ電位特性が約−20mVであるシリカゾル(商品名スノーテックスIPA−ST、濃度30質量%、日産化学工業(株)製)を16.0g加えてよく攪拌し、光触媒含有塗工液(f−5)を作製した。
該塗工液(f−5)を室温下で3日間放置したものは、沈殿は生じていないが白濁が強くなっていた。
比較例2で作製した成分傾斜膜付き耐候PETに、上記の光触媒含有塗工液(f−5)をマイヤーバーにて乾燥後の膜の厚みが約40nmになるように積層させることによって、光触媒フィルムを作製し、SWM試験を実施した。
SWM1500h後のヘイズ上昇度(ΔHz)は、30%であった。
Comparative Example 5
26.8 g of the synthesis solution (C) prepared in Synthesis Example 1 was added to 53.2 g of ethyl cellosolve, and the mixture was stirred well to obtain a solution (d-5).
67 g of the solution (d-5) was added to a mixed solvent of 297 g of ethyl cellosolve and 357 g of 1-propanol and stirred well. Next, 51.8 g of distilled water and 2.78 g of 60% by mass concentrated nitric acid were added and stirred well, followed by anatase type photocatalytic titanium oxide sol (trade name PC-203, concentration 20% by mass, manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.). 7.7 g was added and stirred well to obtain a solution (e-5).
16.0 g of silica sol (trade name Snowtex IPA-ST, concentration 30 mass%, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having a Z potential characteristic of about −20 mV at pH = 7.0 is added to the solution (e-5). The mixture was thoroughly stirred to prepare a photocatalyst-containing coating solution (f-5).
When the coating liquid (f-5) was allowed to stand at room temperature for 3 days, precipitation did not occur but white turbidity was strong.
By laminating the above-mentioned photocatalyst-containing coating liquid (f-5) on the weathered PET with the component gradient film prepared in Comparative Example 2 so that the film thickness after drying with a Meyer bar is about 40 nm, the photocatalyst A film was prepared and a SWM test was performed.
The degree of haze increase (ΔHz) after SWM 1500 h was 30%.

比較例6
比較例1において、pH=7.0におけるZ電位特性が約−50mVであるシリカゾル(商品名スノーテックスOXS、濃度10質量%、日産化学工業(株)製)の代わりに、pH=7.0におけるZ電位特性が約−40mVである酸化タングステン微粒子(純正化学(株)製)4.38gと蒸留水39.4gを加えてよく攪拌し、光触媒含有塗工液(f−6)を作製した以外は、比較例1と同じ方法で光触媒含有塗工液(f−6)を作製した。
該塗工液(f−6)を室温下で3日間放置したものは、沈殿を生じていた。
Comparative Example 6
In Comparative Example 1, instead of silica sol (trade name Snowtex OXS, concentration 10 mass%, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having a Z potential characteristic of about −50 mV at pH = 7.0, pH = 7.0 4.38 g of tungsten oxide fine particles (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.) having a Z potential characteristic of about −40 mV and 39.4 g of distilled water were added and stirred well to prepare a photocatalyst-containing coating liquid (f-6). Except for the above, a photocatalyst-containing coating solution (f-6) was produced in the same manner as in Comparative Example 1.
When the coating liquid (f-6) was allowed to stand at room temperature for 3 days, precipitation occurred.

比較例7
(1)塗工液の調製
比較例1において、pH=7.0におけるZ電位特性が約−50mVであるシリカゾル(商品名スノーテックスOXS、濃度10質量%、日産化学工業(株)製)の代わりに、pH=7.0におけるZ電位特性が約+35mVであるアルミナゾル(商品名:アルミナゾル−520、濃度20質量%、日産化学(株)製)を純水で2倍に希釈した液を43.8gを加えてよく攪拌し、光触媒含有塗工液(f−7)を作製した以外は、比較例1と同じ方法で光触媒含有塗工液(f−7)を作製した。
該塗工液(f−7)を室温下で3日間放置したものは、沈殿、ゲル化は生じていないが白濁が強くなっていた。
Comparative Example 7
(1) Preparation of coating solution In Comparative Example 1, silica sol (trade name Snowtex OXS, concentration: 10 mass%, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having a Z potential characteristic of about −50 mV at pH = 7.0. Instead, a solution obtained by diluting alumina sol (trade name: Alumina Sol-520, concentration 20% by mass, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) having a Z potential characteristic of about +35 mV at pH = 7.0 with pure water by 43 times was used. A photocatalyst-containing coating solution (f-7) was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that .8 g was added and stirred well to prepare a photocatalyst-containing coating solution (f-7).
When the coating liquid (f-7) was allowed to stand at room temperature for 3 days, precipitation and gelation did not occur, but white turbidity was strong.

(2)光触媒含有被膜担持ガラスマットの作製と評価
作製した光触媒含有塗工液(f−7)を使い、実施例1と同じ方法で作製した光触媒含有被膜担持ガラスマットのサンセットイエロー吸着特性を調べた結果、分配係数Kは7であった。
(2) Production and Evaluation of Photocatalyst-Containing Film-Supported Glass Mat Using the produced photocatalyst-containing coating liquid (f-7), sunset yellow adsorption characteristics of the photocatalyst-containing film-supported glass mat produced by the same method as in Example 1 As a result of the examination, the distribution coefficient K was 7.

実施例9
実施例4で作製した成分傾斜膜付き耐候PETに、比較例5の光触媒含有塗工液(f−5)をマイヤーバーにて乾燥後の膜の厚みが約40nmになるように積層させることによって、光触媒フィルムを作製し、SWM試験を実施した。
SWM1500h後のヘイズ上昇度(ΔHz)は、3.1%であった。
実施例および比較例の結果を表3および表4に示す。また、表4記載の光触媒液の組成の内容を表5に示す。
Example 9
By laminating the photocatalyst-containing coating solution (f-5) of Comparative Example 5 on the weathered PET with the component gradient film prepared in Example 4 so that the film thickness after drying with a Meyer bar is about 40 nm. A photocatalytic film was prepared and a SWM test was performed.
The degree of haze increase (ΔHz) after SWM 1500 h was 3.1%.
The results of Examples and Comparative Examples are shown in Table 3 and Table 4. Table 5 shows the contents of the composition of the photocatalyst liquid described in Table 4.

Figure 0005108222
Figure 0005108222

Figure 0005108222
Figure 0005108222

Figure 0005108222
Figure 0005108222

本発明の非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物は、長期間にわたって非晶質状態を維持し、例えば光触媒膜形成用コーティング剤や、自動傾斜性を有する塗膜形成用コーティング剤などとして利用することができる。   The coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film of the present invention maintains an amorphous state for a long period of time. For example, a coating agent for forming a photocatalytic film, a coating agent for forming a coating film having an automatic gradient, etc. Can be used as

実施例4で形成された成分傾斜膜における、スパッタ時間と各元素の含有率との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the sputtering time and the content of each element in the component gradient film formed in Example 4. 実施例5で形成された成分傾斜膜における、スパッタ時間と各元素の含有率との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the sputtering time and the content of each element in the component gradient film formed in Example 5. 比較例2で形成された成分傾斜膜における、スパッタ時間と各元素の含有率との関係を示すグラフである。10 is a graph showing the relationship between the sputtering time and the content of each element in the component gradient film formed in Comparative Example 2.

Claims (11)

シランアルコキシドの加水分解物を含まずに、(A)一般式(I)
TiR (OR4−x …(I)
(式中、Rはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基またはアシル基、Rは炭素数1〜6のアルキル基、xは0〜2の整数を示す。)
で表されるチタンアルコキシドの加水分解縮合物、(B)硝酸アルミニウム、および(C)金属化合物系微粒子を含むことを特徴とする非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物。
Without containing the hydrolyzate of silane alkoxide, (A) General formula (I)
TiR 1 x (OR 2 ) 4-x (I)
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, aralkyl group or acyl group, R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and x represents an integer of 0 to 2)
A coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film, comprising: a hydrolysis condensate of titanium alkoxide represented by formula (B): aluminum nitrate; and (C) metal compound-based fine particles.
(A)成分と(B)成分を、下記の関係式(II)
5≦{(B)成分中のアルミニウム原子/[(B)成分中のアルミニウム原子+(A)成分中のチタン原子]}×100≦60 …(II)
を満たす割合で含む請求項1に記載の非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物。
The component (A) and the component (B) are represented by the following relational formula (II)
5 ≦ {aluminum atom in component (B) / [aluminum atom in component (B) + titanium atom in component (A)]} × 100 ≦ 60 (II)
The coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film according to claim 1, which is contained in a ratio satisfying the above.
(C)成分の金属化合物系微粒子が、光触媒機能を有する微粒子および/またはシリカ微粒子である請求項1に記載の非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物。 The coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film according to claim 1, wherein the metal compound-based fine particles of component (C) are fine particles having a photocatalytic function and / or silica fine particles. さらに、(D)非晶質酸化チタンと化学結合し得る有機成分を含み、かつ非晶質酸化チタン成分の含有率が、表面から基材に向かって傾斜する、自己傾斜性を有する塗膜を形成する請求項1〜3のいずれか1項に記載の非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物。 Further, (D) a coating film having a self-tilting property, which contains an organic component that can chemically bond with amorphous titanium oxide, and the content of the amorphous titanium oxide component is tilted from the surface toward the substrate. The coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film according to any one of claims 1 to 3. (a)有機溶媒中において、一般式(I)
TiR (OR4−x …(I)
(式中、Rはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基またはアシル基、Rは炭素数1〜6のアルキル基、xは0〜2の整数を示す。)
で表されるチタンアルコキシドを加水分解し、チタンアルコキシドの加水分解縮合物含有液を調製する工程、
(b)前記(a)工程で得られたチタンアルコキシドの加水分解縮合物含有液と、硝酸アルミニウムを混合する工程、および
(c)前記(b)工程で得られた混合液に金属化合物系微粒子を含有させる工程、
を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物の製造方法。
(A) In an organic solvent, the general formula (I)
TiR 1 x (OR 2 ) 4-x (I)
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, aralkyl group or acyl group, R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and x represents an integer of 0 to 2)
Hydrolyzing the titanium alkoxide represented by the step of preparing a liquid containing a hydrolyzed condensate of titanium alkoxide,
(B) a step of mixing the hydrolysis condensate-containing liquid of titanium alkoxide obtained in the step (a) and aluminum nitrate; and (c) a metal compound-based fine particle in the mixture obtained in the step (b). A step of containing,
The manufacturing method of the coating composition for amorphous | non-crystalline titanium oxide containing composite film formation of any one of Claims 1-4 characterized by the above - mentioned .
請求項1〜4のいずれか1項に記載の非晶質酸化チタン含有複合膜形成用コーティング組成物を用いて得られたことを特徴とする非晶質酸化チタン複合塗膜。 An amorphous titanium oxide composite coating film obtained by using the coating composition for forming an amorphous titanium oxide-containing composite film according to any one of claims 1 to 4. 基材上に請求項6に記載の非晶質酸化チタン複合塗膜を有することを特徴とする物品。 An article comprising the amorphous titanium oxide composite coating film according to claim 6 on a substrate. 非晶質酸化チタン複合塗膜が、有機系化合物層と、無機系または金属系化合物層の中間層として形成されている請求項7に記載の物品。 The article according to claim 7, wherein the amorphous titanium oxide composite coating film is formed as an intermediate layer between an organic compound layer and an inorganic or metal compound layer. 非晶質酸化チタン複合塗膜が最表面層にあり、かつ光触媒機能を発現する請求項7に記載の物品。 The article according to claim 7, wherein the amorphous titanium oxide composite coating film is on the outermost surface layer and exhibits a photocatalytic function. 非晶質酸化チタン複合塗膜が最表面層にあり、かつ光触媒機能を発現すると共に、固体酸性を示す請求項7に記載の物品。 The article according to claim 7, wherein the amorphous titanium oxide composite coating film is on the outermost surface layer, exhibits a photocatalytic function, and exhibits solid acidity. 中間層として、自己傾斜性を有する非晶質酸化チタン複合塗膜が設けられている請求項9または10に記載の物品。 The article according to claim 9 or 10, wherein an amorphous titanium oxide composite coating film having a self-gradient property is provided as an intermediate layer.
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