JP5744049B2 - 光触媒塗装体およびそのための光触媒コーティング液 - Google Patents
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Description
本発明の一形態によれば、光触媒塗装体は、有機成分を含有する基材と、該基材上に設けられた透明な光触媒層とを備えてなる光触媒塗装体であって、前記光触媒層が、該光触媒層全体を100質量%としたときに、1質量%以上20質量%以下の光触媒粒子と、30質量%以上89質量%未満の無機酸化物粒子と、10質量%をこえ50質量%未満のシリコーンエマルションの乾燥物とを含んでなるものである。そして、このシリコーンエマルションが、平均組成式RaSiO(4−a)/2(但し、Rはアルキル基(好ましくは低級(C1−6)アルキル、より好ましくはメチルまたはエチル)又はフェニル基であり、2≦a<4である)で表わされるシリコーンからなるものである。さらに本発明の好ましい態様によれば、このシリコーンエマルションは60℃を超えるガラス転移点を有するものであることが好ましい。そして、本発明の好ましい態様によれば、本発明による光触媒塗装体は60℃未満の温度雰囲気下で用いられることが好ましい。
本発明に用いる機材は、有機成分を含有している。とりわけ、未硬化成分が存在する、またはその存在が懸念される、或いは使用中に有機成分が紫外線等の影響で劣化して低分子量成分を生成するまたはそうなることが懸念される、基材に好ましく適用される。
本発明の一形態によれば、光触媒層は、該光触媒層全体を100質量%としたときに、1質量%以上20質量%以下の光触媒粒子と、30質量%以上89質量%未満、の無機酸化物粒子と、10質量%をこえ50質量%未満の上記平均組成式のシリコーンエマルションの乾燥物と、を含んでなる。
より好ましくは、以下の5つの態様とするのが好ましい。すなわち、
(1)前記光触媒層が、該光触媒層全体を100質量%としたときに、1質量%以上20質量%以下の光触媒粒子と、40質量%以上89質量%未満の無機酸化物粒子と、10質量%をこえ40質量%以下のシリコーンエマルションの乾燥物とを含んでなるもの、
(2)前記光触媒層が、該光触媒層全体を100質量%としたときに、1質量%以上20質量%以下の光触媒粒子と、50質量%以上89質量%未満の無機酸化物粒子と、10質量%をこえ30質量%以下のシリコーンエマルションの乾燥物とを含んでなるもの、
(3)前記光触媒層が、該光触媒層全体を100質量%としたときに、1質量%以上15質量%以下の光触媒粒子と、35質量%以上89質量%未満の無機酸化物粒子と、10質量%をこえ50質量%未満のシリコーンエマルションの乾燥物とを含んでなるもの、
(4)前記光触媒層が、該光触媒層全体を100質量%としたときに、1質量%以上15質量%以下の光触媒粒子と、45質量%以上89質量%未満の無機酸化物粒子と、10質量%をこえ40質量%以下のシリコーンエマルションの乾燥物とを含んでなるもの、および
(5)前記光触媒層が、該光触媒層全体を100質量%としたときに、1質量%以上15質量%以下の光触媒粒子と、55質量%以上89質量%未満の無機酸化物粒子と、10質量%をこえ30質量%以下のシリコーンエマルションの乾燥物とを含んでなるものである。
本発明の他の形態によれば、光触媒コーティング液は、上述の本発明による光触媒塗装体を既存の基材上に現場で形成のために使用するものであり、基材に塗布し、60℃未満の温度で乾燥させて前記基材上に塗膜を形成するための光触媒コーティング液であって、水と、前記光触媒コーティング液の全固形分を100質量%としたときに、1質量%以上20質量%以下の光触媒粒子と、50質量%以上89質量%未満の無機酸化物粒子と、10質量%をこえ30質量%以下のシリコーンエマルションとを含んでなる。
本発明の光触媒塗装体は、本発明の光触媒コーティング液を基材上に塗布することにより製造することができる。塗装方法は、既存の基材に現場でコーティング液を塗布できればどのような方法でもよく、例えば、刷毛塗り、バーコート、ロールコート、スプレーコート、フローコート、スキージ塗り、こて塗り等一般に広く行われている方法を利用できる。コーティング液の基材への塗布後は、60℃未満の常温で乾燥させる。
膜厚:
日立製作所製走査型電子顕微鏡S−4100を用いて、研磨断面の膜厚を測定した。
水接触角:
協和界面科学製CA−X150型接触角計を用いて、屋外曝露1カ月後の接触角を測定した。
NOx分解:
JIS R1701−1「光触媒材料の空気浄化性能試験方法−第1部:窒素酸化物の除去性能」の試験法に従い行った。
流れ筋試験:
光触媒塗装体を作成後、室温で12時間養生したものに2mlのイオン交換水を流した。その後、室温で1日養生した塗膜上に流れ筋状の外観不良が生じたか否かを観察した。
耐候性試験1:
試験片を、60℃の温水に8時時間、次いで100℃乾燥1時間、その後に0.3mWの殺菌灯に15時間曝すことを1サイクルとして、これを3〜8サイクル行った。日本電色製の測色差計ZE2000にて、サイクル試験前後の試験片の色差ΔLを測定した。
耐候性試験2:
沖縄県宮古島にてJIS K 5600−7−6に規定される暴露架台を用い南面に向けて水平より20°の角度で屋外暴露を行った。5ヶ月後に試験片を取り出し、日本電色製の測色差計ZE2000にて、サイクル試験前後の色差ΔLを測定した。
(光触媒塗装体の作製)
アナターゼ型酸化チタン粒子(平均結晶子径10nm)10質量部、シリカ粒子70質量部、およびガラス転移点が60℃を超えるメチルフェニルシリル基を有するシリコーンエマルションを固形分として20質量部配合した固形分濃度5.5質量%の光触媒水性コーティング液を調製した。ガラス基材上にエポキシプライマーをエアスプレーにて塗装後、シリコーン変性アクリル樹脂と顔料からなる着色層を塗装した。さらにこの着色層の上に、上記のコーティング液を塗装して、室温で乾燥させて、光触媒層を有する光触媒塗装体を得た。
得られた光触媒塗装体の光触媒層を断面観察したところ、膜厚は約1μmであった。この光触媒塗装体のNOx分解量は0.96μmolと良好な結果を示し、流れ筋試験において、翌日に流れ筋状の外観不良は観察されなかった。
(光触媒塗装体の作製)
アナターゼ型酸化チタン粒子(平均結晶子径10nm)10質量部、シリカ粒子70質量部、およびガラス転移点が60℃を超えるジメチルシリル基を有するシリコーンエマルションを固形分として20質量部配合した固形分濃度5.5質量%の光触媒水性コーティング液を調製した。ガラス基材上にエポキシプライマーをエアスプレーにて塗装後、シリコーン変性アクリル樹脂と顔料からなる着色層を塗装した。さらにこの着色層の上に、上記のコーティング液を塗装して、室温で乾燥させて、光触媒層を有する光触媒塗装体を得た。
得られた光触媒塗装体の光触媒層を断面観察したところ、膜厚は約1μmであった。この光触媒塗装体のNOx分解量は0.93μmolと良好な結果を示し、流れ筋試験において、翌日に流れ筋状の外観不良は観察されなかった。
(光触媒塗装体の作製)
アナターゼ型酸化チタン粒子(平均結晶子径10nm)10質量部、シリカ粒子60質量部、およびガラス転移点が60℃を超えるメチルフェニルシリル基を有するシリコーンエマルションを固形分として30質量部配合した固形分濃度5.5質量%の光触媒水性コーティング液を調製した。ガラス基材上にエポキシプライマーをエアスプレーにて塗装後、シリコーン変性アクリル樹脂と顔料からなる着色層を塗装した。さらにこの着色層の上に、上記のコーティング液を塗装して、室温で乾燥させて、光触媒層を有する光触媒塗装体を得た。
得られた光触媒塗装体の光触媒層を断面観察したところ、膜厚は約1μmであった。この光触媒塗装体のNOx分解量は0.75μmolと良好な結果を示し、流れ筋試験において、翌日に流れ筋状の外観不良は観察されなかった。
(光触媒塗装体の作製)
アナターゼ型酸化チタン粒子(平均結晶子径10nm)10質量部、シリカ粒子60質量部、およびガラス転移点が60℃を超えるジメチルシリル基を有するシリコーンエマルションを固形分として30質量部配合した固形分濃度5.5質量%の光触媒水性コーティング液を調製した。ガラス基材上にエポキシプライマーをエアスプレーにて塗装後、シリコーン変性アクリル樹脂と顔料からなる着色層を塗装した。さらにこの着色層の上に、上記のコーティング液を塗装して、室温で乾燥させて、光触媒層を有する光触媒塗装体を得た。
得られた光触媒塗装体の光触媒層を断面観察したところ、膜厚は約1μmであった。の光触媒塗装体のNOx分解量は0.79μmolと良好な結果を示し、流れ筋試験において、翌日に流れ筋状の外観不良は観察されなかった。
(光触媒塗装体の作製)
アナターゼ型酸化チタン粒子(平均結晶子径10nm)10質量部、シリカ粒子80質量部、およびガラス転移点が60℃を超えるメチルフェニルシリル基を有するシリコーンエマルションを固形分として10質量部配合した固形分濃度5.5質量%の光触媒水性コーティング液を調製した。ガラス基材上にエポキシプライマーをエアスプレーにて塗装後、シリコーン変性アクリル樹脂と顔料からなる着色層を塗装した。さらにこの着色層の上に、上記のコーティング液を塗装して、室温で乾燥させて、光触媒層を有する光触媒塗装体を得た。
得られた光触媒塗装体の光触媒層を断面観察したところ、膜厚は約1μmであった。この光触媒塗装体のNOx分解量は1.02μmolと良好な結果を示したが、流れ筋試験において、翌日に流れ筋状の汚が観察された。
(光触媒塗装体の作製)
アナターゼ型酸化チタン粒子(平均結晶子径10nm)10質量部、シリカ粒子80質量部、およびガラス転移点が60℃を超えるジメチルシリル基を有するシリコーンエマルションを固形分として10質量部配合した固形分濃度5.5質量%の光触媒水性コーティング液を調製した。ガラス基材上にエポキシプライマーをエアスプレーにて塗装後、シリコーン変性アクリル樹脂と顔料からなる着色層を塗装した。さらにこの着色層の上に、上記のコーティング液を塗装して、室温で乾燥させて、光触媒層を有する光触媒塗装体を得た。
得られた光触媒塗装体の光触媒層を断面観察したところ、膜厚は約1μmであった。この光触媒塗装体のNOx分解量は0.96μmolと良好な結果を示したが、流れ筋試験において、翌日に流れ筋状の外観不良が観察された。
(光触媒塗装体の作製)
アナターゼ型酸化チタン粒子(平均結晶子径10nm)10質量部、シリカ粒子40質量部、およびガラス転移点が60℃を超えるシリコーンエマルションを固形分として50質量部配合した固形分濃度5.5質量%の光触媒水性コーティング液を調製した。ガラス基材上にエポキシプライマーをエアスプレーにて塗装後、シリコーン変性アクリル樹脂と顔料からなる着色層を塗装した。さらにこの着色層の上に、上記のコーティング液を塗装して、室温で乾燥させて、光触媒層を有する光触媒塗装体を得た。
得られた光触媒塗装体の光触媒層を断面観察したところ、膜厚は約1μmであった。この光触媒塗装体のNOx分解量は0.42μmolにとどまった。流れ筋試験において、翌日に流れ筋状の外観不良は観察されなかった。
(光触媒塗装体の作製)
アナターゼ型酸化チタン粒子(平均結晶子径10nm)10質量部、シリカ粒子60質量部、およびガラス転移点が60℃を超えないアクリルエマルションを固形分として30質量部配合した固形分濃度5.5質量%の光触媒水性コーティング液を調製した。ガラス基材上にエポキシプライマーをエアスプレーにて塗装後、シリコーン変性アクリル樹脂と顔料からなる着色層を塗装した。さらにこの着色層の上に、上記のコーティング液を塗装して、室温で乾燥させて、光触媒層を有する光触媒塗装体を得た。
得られた光触媒塗装体の光触媒層を断面観察したところ、膜厚は約1μmであった。この光触媒塗装体のNOx分解量は0.10μmolにとどまった。流れ筋試験において、翌日に流れ筋状の外観不良が観察された。
(光触媒塗装体の作製)
アナターゼ型酸化チタン粒子(平均結晶子径10nm)10質量部、シリカ粒子90質量部を配合した固形分濃度5.5質量%の光触媒水性コーティング液を調製した。ガラス基材上にエポキシプライマーをエアスプレーにて塗装後、シリコーン変性アクリル樹脂と顔料からなる着色層を塗装した。さらにこの着色層の上に、上記のコーティング液を塗装して、室温で乾燥させて、光触媒層を有する光触媒塗装体を得た。
(光触媒塗装体の評価)
得られた光触媒塗装体の光触媒層を断面観察したところ、膜厚は約1μmであった。
Claims (15)
- 有機成分を含有する基材と、該基材上に設けられた透明な光触媒層とを備えてなる光触媒塗装体であって、
前記光触媒層が、該光触媒層全体を100質量%としたときに、
1質量%以上20質量%以下の光触媒粒子と、
30質量%以上89質量%未満の無機酸化物粒子と、
10質量%をこえ50質量%未満のシリコーンエマルションの乾燥物とを含んでなり、
前記シリコーンエマルションが、平均組成式RaSiO(4−a)/2(但し、Rはメチル基又はフェニル基であり、2≦a<4である)で表わされるシリコーンからなるものであることを特徴とする、光触媒塗装体。 - 前記シリコーンエマルションが60℃を超えるガラス転移点を有するものである、請求項1に記載の光触媒塗装体。
- 前記光触媒粒子が酸化チタン粒子である、請求項1または2に記載の光触媒塗装体。
- 前記無機酸化物粒子がシリカ粒子である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光触媒塗装体。
- 前記光触媒粒子が、走査型電子顕微鏡により20万倍の視野に入る任意の100個の粒子の長さを測定することにより算出される、10nm以上100nm以下の個数平均粒子径を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の光触媒塗装体。
- 前記無機酸化物粒子が、走査型電子顕微鏡により20万倍の視野に入る任意の100個の粒子の長さを測定することにより算出される、5nmを超え100nm以下の個数平均粒径を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光触媒塗装体。
- 外装材として用いられる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の光触媒塗装体。
- 有機成分を含有する基材に塗布し、60℃未満の温度で乾燥させて前記基材上に塗膜を形成するための光触媒コーティング液であって、
水と、
前記光触媒コーティング液の全固形分を100質量%としたときに、
1質量%以上20質量%以下の光触媒粒子と、
30質量%以上89質量%未満の無機酸化物粒子と、
10質量%をこえ50質量%未満のシリコーンエマルションとを含んでなり、
前記シリコーンエマルションが、平均組成式RaSiO(4−a)/2(但し、Rはメチル基又はフェニル基であり、2≦a<4である)で表わされるシリコーンからなるものであることを特徴とする、光触媒コーティング液。 - 前記シリコーンエマルションが、60℃を超えるガラス転移点を有するものである、請求項8に記載の光触媒コーティング液。
- 前記光触媒コーティング液中の固形分質量が1質量%以上10質量%以下である、請求項8または9に記載の光触媒コーティング液。
- 前記光触媒粒子が酸化チタン粒子である、請求項8〜10のいずれか一項に記載の光触媒コーティング液。
- 前記無機酸化物粒子がシリカ粒子である、請求項8〜11のいずれか一項に記載の光触媒コーティング液。
- 前記光触媒粒子が、走査型電子顕微鏡により20万倍の視野に入る任意の100個の粒子の長さを測定することにより算出される、10nm以上100nm以下の個数平均粒子径を有する、請求項8〜12のいずれか一項に記載の光触媒コーティング液。
- 前記無機酸化物粒子が、走査型電子顕微鏡により20万倍の視野に入る任意の100個の粒子の長さを測定することにより算出される、5nmを超え100nm以下の個数平均粒径を有する、請求項8〜13のいずれか一項に記載の光触媒コーティング液。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の光触媒塗装体の製造方法であって、有機成分を含有する基材に、請求項8〜14のいずれか一項に記載の光触媒コーティング液を塗布し、60℃未満の温度で乾燥させることを少なくとも含んでなる、方法。
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