JP7074556B2 - Coating film and water-based composition - Google Patents
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Description
本発明は、塗膜及び水系組成物に関する。 The present invention relates to a coating film and an aqueous composition.
各種基材へコーティング材を用いて塗膜を形成することにより、各基材単体では発現しない物性を付与することができ、従来から、様々な高付加価値な製品として販売や開発がなされている。
特に、親水性塗膜をコーティングすることにより、防汚性、防曇性等を付与することができるため、建材や窓ガラスといった建築用途、自動車の車体やヘッドランプカバー等の自動車用途等の幅広い分野で、当該塗膜による機能の発現が期待されている。
By forming a coating film on various base materials using a coating material, it is possible to impart physical properties that cannot be expressed by each base material alone, and it has been sold and developed as various high value-added products. ..
In particular, by coating with a hydrophilic coating, antifouling and anti-fog properties can be imparted, so that it can be used in a wide range of applications such as building materials and window glass, and automobile bodies such as automobile bodies and headlamp covers. In the field, it is expected that the coating film will exhibit its function.
しかし、親水性を有する塗膜は、通常、細菌やカビ、藻などの微生物が繁殖しやすく、塗膜の外観不良や劣化を招くだけでなく、細菌等によって悪臭を生じるおそれがあり、細菌等の繁殖による汚染は解決すべき課題として注目されており、各種技術の提案がなされている。 However, in a coating film having hydrophilicity, microorganisms such as bacteria, molds, and algae usually easily propagate, which not only causes poor appearance and deterioration of the coating film, but also may cause a foul odor due to bacteria, etc. Contamination due to reproduction of algae is attracting attention as a problem to be solved, and various techniques have been proposed.
例えば、親水性ポリマー中に防カビ性を発揮する化合物を添加することで、防カビ性を付与した親水性塗膜が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、防汚性を発揮する光触媒塗膜においても、さらに、抗菌性金属と組み合わせた光触媒を配合した塗膜が提案されている(例えば、特許文献2及び3参照)。
For example, a hydrophilic coating film having antifungal properties has been proposed by adding a compound exhibiting antifungal properties to a hydrophilic polymer (see, for example, Patent Document 1).
Further, as a photocatalytic coating film exhibiting antifouling property, a coating film containing a photocatalyst combined with an antibacterial metal has been further proposed (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
しかしながら、特許文献1で提案されている親水性塗膜は、当該塗膜のバインダー成分としてのポリマーが屋外環境下での紫外線によって劣化しやすいため、当該塗膜の親水性や防汚性が低下やすく、また、防カビ剤が分解や雨水により流出し、効果が長期間持続しないおそれがあるという問題点を有している。 However, in the hydrophilic coating film proposed in Patent Document 1, the polymer as a binder component of the coating film is easily deteriorated by ultraviolet rays in an outdoor environment, so that the hydrophilicity and antifouling property of the coating film are lowered. It is easy to use, and there is a problem that the antifungal agent may be decomposed or flow out due to rainwater, and the effect may not last for a long period of time.
また、特許文献2や特許文献3に開示されている光触媒塗膜においては、難水溶性の抗菌性金属含有化合物を用いることにより分解や雨水による流出を抑制しているが、酸化チタンと当該抗菌性金属含有化合物との相互作用はファンデルワールス力等の微弱なものであるため、塗膜表面に露出した抗菌性金属含有化合物の脱離を長期的に抑制することは困難であり、結果として細菌等への効果が長時間持続しないおそれがあるという問題点を有している。 Further, in the photocatalyst coating film disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3, decomposition and outflow due to rainwater are suppressed by using a poorly water-soluble antibacterial metal-containing compound, but titanium oxide and the antibacterial thereof are suppressed. Since the interaction with the sex metal-containing compound is weak such as van der Waals force, it is difficult to suppress the detachment of the antibacterial metal-containing compound exposed on the surface of the coating film for a long period of time, and as a result, it is difficult to suppress the detachment. It has a problem that the effect on bacteria and the like may not last for a long time.
そこで本発明においては、紫外光や雨水等、屋外環境下に曝される場合おいても、長期間に亘って、防汚性、防藻性、及び防カビ性が持続する塗膜、及びこの塗膜を形成する水系組成物を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, a coating film that maintains antifouling, algae-proof, and antifungal properties for a long period of time even when exposed to an outdoor environment such as ultraviolet light or rainwater, and a coating film thereof. It is an object of the present invention to provide an aqueous composition for forming a coating film.
本発明者らは、上記従来技術の課題を解決すべく鋭意検討した結果、抗菌性金属含有化合物が促進耐候性試験後において特定量以上残留しており、かつ塗膜中に特定範囲の比率で空隙を有する塗膜により上述した従来技術の課題の解決が図られること、及び抗菌性金属粒子とコロイダルシリカと特定の化合物を含む水系組成物により当該塗膜を提供できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
As a result of diligent studies to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present inventors have found that the antibacterial metal-containing compound remains in a specific amount or more after the accelerated weather resistance test and in a specific range ratio in the coating film. The present invention has been completed by finding that the above-mentioned problems of the prior art can be solved by the coating film having voids and that the coating film can be provided by an aqueous composition containing antibacterial metal particles, colloidal silica and a specific compound. I came to let you.
That is, the present invention is as follows.
〔1〕
抗菌性金属含有化合物を含有する塗膜であって、
前記塗膜を形成する水系組成物が、
水と、
抗菌性金属粒子Aと、
分子中に前記抗菌性金属粒子Aと相互作用する官能基B1と、シラノール基及びシロキ
サン結合と相互作用する官能基からなる群より選ばれる少なくともいずれかである官能基
B2を含む化合物Bと、
コロイダルシリカCと、
を、含有し、
前記抗菌性金属粒子Aの質量の、前記コロイダルシリカCの質量に対する比率が0.0
1~10.0%であり、
前記化合物Bの質量の、抗菌性金属粒子Aの質量に対する比率〔(化合物Bの質量)/(抗菌性金属粒子Aの質量)〕×100(%)が1~300%であり、
前記化合物Bが、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、及び3-アミノプロピルトリエトキシシランからなる群より選択される化合物の加水分解物、又はこれらが一部縮合した化合物からなる群より選択される少なくとも1つであり、
JIS K 5600-7-7に準拠した曝露試験で2500時間経過した後の前記塗
膜中における前記抗菌性金属含有化合物の全含有質量が、
前記曝露試験前の前記塗膜中における前記抗菌性金属含有化合物の全含有質量に対して
5%以上であり、
前記塗膜中に空隙が存在し、
前記塗膜の空隙率が1~30%である、
塗膜。
〔2〕
前記水系組成物における前記抗菌性金属粒子Aの平均粒子径と、前記コロイダルシリカCの平均粒子径の比、(抗菌性金属粒子Aの平均粒子径)/(コロイダルシリカCの平均粒子径)が、0.01~10である、前記〔1〕に記載の塗膜。
〔3〕
前記水系組成物における前記コロイダルシリカCの含有量が、前記水系組成物に含まれる全固形分に対して50~99%である、前記〔1〕又は〔2〕に記載の塗膜。
〔4〕
前記抗菌性金属粒子Aが、金、銀、及び銅、並びにこれらの化合物からなる群から選択
される少なくとも1種である、前記〔1〕乃至〔3〕のいずれか一に記載の塗膜。
〔5〕
前記水系組成物が、光触媒活性を有する粒子Dを、さらに含む、前記〔1〕乃至〔4〕のいずれか一に記載の塗膜。
〔6〕
前記光触媒活性を有する粒子Dが、酸化チタン、酸化タングステン、及びシリカ被覆酸
化チタンからなる群より選択される少なくとも1種である、前記〔5〕に記載の塗膜。
[1]
A coating film containing an antibacterial metal-containing compound,
The aqueous composition forming the coating film is
water and,
Antibacterial metal particles A and
A functional group B1 that interacts with the antibacterial metal particles A in the molecule, a silanol group, and a shiroki.
A functional group that is at least one selected from the group consisting of functional groups that interact with a sun bond.
Compound B containing B2 and
Colloidal silica C and
, Containing,
The ratio of the mass of the antibacterial metal particles A to the mass of the colloidal silica C is 0.0.
It is 1 to 10.0%,
The ratio of the mass of the compound B to the mass of the antibacterial metal particles A [(mass of compound B) / (mass of antibacterial metal particles A)] × 100 (%) is 1 to 300%.
The compound B is 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, and 3-aminopropyl. A hydrolyzate of a compound selected from the group consisting of triethoxysilane, or at least one selected from the group consisting of a compound in which these are partially condensed.
The total mass of the antibacterial metal-containing compound in the coating film after 2500 hours in the exposure test conforming to JIS K 5600-7-7 is the total mass.
It is 5% or more with respect to the total mass of the antibacterial metal-containing compound in the coating film before the exposure test.
There are voids in the coating film,
The porosity of the coating film is 1 to 30%.
Coating film.
[2]
The ratio of the average particle size of the antibacterial metal particles A to the average particle size of the colloidal silica C in the aqueous composition , (average particle size of the antibacterial metal particles A) / (average particle size of the colloidal silica C) is , 0.01 to 10, the coating film according to the above [1] .
[3]
The coating film according to the above [1] or [2] , wherein the content of the colloidal silica C in the water-based composition is 50 to 99% with respect to the total solid content contained in the water-based composition.
[4]
The coating film according to any one of [1] to [3] above, wherein the antibacterial metal particles A are at least one selected from the group consisting of gold, silver, and copper, and compounds thereof.
[5]
The coating film according to any one of the above [1] to [4] , wherein the aqueous composition further contains particles D having photocatalytic activity.
[6]
The coating film according to the above [5] , wherein the particles D having photocatalytic activity are at least one selected from the group consisting of titanium oxide, tungsten oxide, and silica-coated titanium oxide.
本発明によれば、紫外光や雨水等、屋外環境下に曝される場合おいても、長期間に亘って、防汚性、防藻性、及び防カビ性が持続する塗膜、及びこの塗膜を形成する水系組成物を提供することができる。 According to the present invention, a coating film that maintains antifouling, algae-proof, and antifungal properties for a long period of time even when exposed to an outdoor environment such as ultraviolet light or rainwater, and a coating film thereof. It is possible to provide an aqueous composition that forms a coating film.
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter, simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents. The present invention can be appropriately modified and carried out within the scope of the gist thereof.
〔塗膜〕
本実施形態の塗膜は、抗菌性金属含有化合物を含有する塗膜であって、JIS K 5600-7-7に準拠した曝露試験で2500時間経過した後の前記塗膜中における前記抗菌性金属含有化合物の全含有質量が、前記曝露試験前の前記塗膜中における前記抗菌性金属含有化合物の全含有質量に対して5%以上であり、前記塗膜中に空隙が存在し、前記塗膜の空隙率が1~30%である。
[Coating film]
The coating film of the present embodiment is a coating film containing an antibacterial metal-containing compound, and the antibacterial metal in the coating film after 2500 hours have passed in an exposure test according to JIS K 5600-7-7. The total content mass of the contained compound is 5% or more with respect to the total content mass of the antibacterial metal-containing compound in the coating film before the exposure test, voids are present in the coating film, and the coating film is present. The void ratio is 1 to 30%.
(抗菌性金属含有化合物)
本実施形態の塗膜は、抗菌性金属含有化合物を含有する。
抗菌性金属含有化合物とは、大腸菌細胞に対して発育阻止機能を有する金属を含有する化合物をいい、当該抗菌性金属含有化合物としては、公知の金属単体、その塩、その酸化物、及びその窒化物等の抗菌性金属含有化合物、並びに金属錯体等が挙げられる。
抗菌性金属含有化合物に用いられる元素としては、大腸菌細胞に対する金属イオンの最小発育阻止濃度(MIC)が20mM以下の金属元素が挙げられ、具体的には、金、銀、銅、亜鉛等の元素が挙げられる。
これらの金属元素を用いた化合物としては、例えば、塩化金酸、硝酸銀、塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀、硫酸銅五水和物、硝酸銅、窒化銅、ヨウ化銅、水酸化銅、酸化銅、亜酸化銅、アクリル酸銅、硝酸亜鉛等の塩や、銅ピリチオン、銅フタロシアニン、ジンクピリチオン等の錯体、さらにはポルフィリンやクラウンエーテル等の環状化合物と金属イオンの組み合わせ等が挙げられる。
これらの抗菌性金属含有化合物の中でも、後述する抗菌性金属粒子Aが含まれることにより、抗菌性金属含有化合物自身の劣化や雨水等による流出が少ないため好ましい。
(Antibacterial metal-containing compound)
The coating film of the present embodiment contains an antibacterial metal-containing compound.
The antibacterial metal-containing compound means a compound containing a metal having a growth-inhibiting function against Escherichia coli cells, and the antibacterial metal-containing compound includes a known metal simple substance, a salt thereof, an oxide thereof, and a nitride thereof. Examples thereof include antibacterial metal-containing compounds such as substances, and metal complexes.
Examples of the element used for the antibacterial metal-containing compound include metal elements having a minimum growth inhibition concentration (MIC) of 20 mM or less for Escherichia coli cells, and specifically, elements such as gold, silver, copper, and zinc. Can be mentioned.
Compounds using these metal elements include, for example, gold chloride acid, silver nitrate, silver chloride, silver bromide, silver iodide, copper sulfate pentahydrate, copper nitrate, copper nitride, copper iodide, and copper hydroxide. , Salts such as copper oxide, cuprous oxide, copper acrylate, zinc nitrate, complexes such as copper pyrithione, copper phthalocyanine, zinc pyrithione, and combinations of cyclic compounds such as porphyrin and crown ether and metal ions.
Among these antibacterial metal-containing compounds, the inclusion of the antibacterial metal particles A described later is preferable because the deterioration of the antibacterial metal-containing compound itself and the outflow due to rainwater or the like are small.
本実施形態の塗膜においては、前記抗菌性金属含有化合物が、所定の曝露試験後において、特定の残存率を示すことを特徴としている。
すなわち、本実施形態の塗膜は、JIS K 5600-7-7に準拠した曝露試験で2500時間の試験を行い、試験後の塗膜中の抗菌性金属含有化合物の含有量が、試験前の抗菌性金属含有化合物に対する比率として、5%以上である。
JIS K 5600-7-7に準拠した曝露試験は、塗膜の長期耐久性試験に用いられる規格であるため、当該試験は、より塗膜の防藻性、防カビ性が長期間持続するか検証するための促進試験として好ましい。また、2500時間の曝露時間は、JIS A 6909で定められている建築仕上げ塗材用の規格において耐候性を評価する判断時間であり、塗膜の耐久性を判断する時間として好ましい。
The coating film of the present embodiment is characterized in that the antibacterial metal-containing compound exhibits a specific residual rate after a predetermined exposure test.
That is, the coating film of the present embodiment was tested for 2500 hours in an exposure test based on JIS K 5600-7-7, and the content of the antibacterial metal-containing compound in the coating film after the test was before the test. The ratio to the antibacterial metal-containing compound is 5% or more.
Since the exposure test based on JIS K 5600-7-7 is a standard used for the long-term durability test of the coating film, does the test show whether the coating film has more algae-proof and antifungal properties for a long period of time? It is preferable as an accelerated test for verification. Further, the exposure time of 2500 hours is a determination time for evaluating the weather resistance in the standard for building finish coating materials defined in JIS A 6909, and is preferable as a time for determining the durability of the coating film.
前記抗菌性金属含有化合物は、塗膜樹脂の劣化や、溶解性の高い金属塩等が雨水等により抽出され、長期間経過することで塗膜中の含有量が容易に低下してしまうという問題を有している。
そのため、本実施形態においては、上記曝露試験後の抗菌性金属含有化合物の残存率を5%以上に特定した。
かかる抗菌性金属含有化合物の残存量を調整する方法、具体的に塗膜中の残存量を増加させる方法としては、例えば、予めアクリル樹脂等の有機樹脂中に抗菌性金属含有化合物を含ませたり、高分子の側鎖の官能基と抗菌性金属含有化合物を反応させた状態で、塗膜を形成するための水系組成物中に配合させる方法、ゼオライトやメソポーラスシリカ等の無機粒子中に金属イオン等を含ませる方法、後述する抗菌性金属粒子Aと化合物BとコロイダルシリカCを用いて水系組成物を調製する方法が有効である。
The antibacterial metal-containing compound has a problem that the coating film resin is deteriorated and a highly soluble metal salt or the like is extracted by rainwater or the like, and the content in the coating film easily decreases after a long period of time. have.
Therefore, in the present embodiment, the residual rate of the antibacterial metal-containing compound after the exposure test is specified to be 5% or more.
As a method for adjusting the residual amount of the antibacterial metal-containing compound, specifically, as a method for increasing the residual amount in the coating film, for example, an organic resin such as an acrylic resin may be previously contained with the antibacterial metal-containing compound. , A method of blending a polymer side chain functional group with an antibacterial metal-containing compound in an aqueous composition for forming a coating film, metal ions in inorganic particles such as zeolite and mesoporous silica. Etc., and a method of preparing an aqueous composition using the antibacterial metal particles A, the compound B, and the colloidal silica C, which will be described later, are effective.
本実施形態の塗膜は、前記曝露試験後における塗膜中の抗菌性金属含有化合物の全含有質量を、曝露試験前の塗膜中における抗菌性金属含有化合物の全含有質量で除算し、%表示で表したもの、〔(曝露試験後の抗菌性金属含有化合物の全含有質量)/(曝露試験前の抗菌性金属含有化合物の全含有質量)〕×100、すなわち曝露試験後の残存率が5%以上である。
全含有質量とは、複数種の抗菌性金属含有化合物が含まれる場合、その合計量であることを意味する。
抗菌性金属含有化合物の残存率が5%以上であることにより、防藻性、防カビ性が持続される。好ましくは10%以上、より好ましくは20%以上である。上限は特に限定は無いが、好ましくは100%である。
In the coating film of the present embodiment, the total mass of the antibacterial metal-containing compound in the coating film after the exposure test is divided by the total mass of the antibacterial metal-containing compound in the coating film before the exposure test. Indication, [(total content of antibacterial metal-containing compound after exposure test) / (total content of antibacterial metal-containing compound before exposure test)] × 100, that is, residual rate after exposure test 5% or more.
The total content mass means the total amount of a plurality of antibacterial metal-containing compounds when they are contained.
When the residual rate of the antibacterial metal-containing compound is 5% or more, the algae-proof and antifungal properties are maintained. It is preferably 10% or more, more preferably 20% or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 100%.
(空隙)
本実施形態の塗膜は、塗膜中に空隙を有する。
本実施形態の塗膜は、空隙率が1~30%である。
空隙率とは塗膜中に含まれる空気の占める体積分率であり、後述する実施例に記載する方法により測定することができる。
当該空隙は塗膜が形成された直後から存在することが好ましく、上述したJIS K 5600-7-7に準拠した曝露試験後においても空隙を有することが好ましい。
(Gap)
The coating film of the present embodiment has voids in the coating film.
The coating film of the present embodiment has a porosity of 1 to 30%.
The porosity is the volume fraction occupied by the air contained in the coating film, and can be measured by the method described in Examples described later.
It is preferable that the voids exist immediately after the coating film is formed, and it is preferable that the voids are present even after the exposure test according to JIS K 5600-7-7 described above.
塗膜中に1%以上の空隙が存在することにより、塗膜中に占める空隙の比表面積が十分に確保され、これにより、抗菌性金属含有化合物から放出される金属イオンや、複層塗膜の場合には本実施形態の塗膜下層からの薬剤等が空隙中を拡散して塗膜表面に抽出されやすく、より防藻性、防カビ性が向上するため好ましい。
また、1%以上の空隙が存在することにより、塗膜の熱や水分の膨張収縮による歪みが吸収されクラックが軽減されるため好ましい。
空隙率が30%以下であることにより、塗膜中に占める空隙の比表面積が適切に抑制され、これにより、塗膜中の構成成分同士が接触しない空間の割合が抑えられ、塗膜に含有される各固形物同士、あるいは下層の基材や塗膜と本実施形態の塗膜構成成分との結合や相互作用が十分に発揮でき、塗膜の密着性が向上するため好ましい。
The presence of 1% or more voids in the coating film ensures a sufficient specific surface area of the voids in the coating film, thereby causing metal ions released from the antibacterial metal-containing compound and the multi-layer coating film. In this case, the chemicals and the like from the lower layer of the coating film of the present embodiment diffuse in the voids and are easily extracted on the surface of the coating film, which is preferable because the algae-proof and antifungal properties are further improved.
Further, the presence of 1% or more of voids is preferable because distortion due to expansion and contraction of heat and moisture of the coating film is absorbed and cracks are reduced.
When the porosity is 30% or less, the specific surface area of the voids in the coating film is appropriately suppressed, whereby the proportion of the space in the coating film where the constituents do not come into contact with each other is suppressed and contained in the coating film. It is preferable because the bonds and interactions between the solids to be formed or between the underlying base material and the coating film and the coating film constituent components of the present embodiment can be sufficiently exhibited and the adhesion of the coating film is improved.
塗膜中の空隙率は、塗膜中に複数含まれる粒子の形状を選択したり、粒子径比率やその混合比を調整したり、成膜条件を調整したりすることにより制御することができる。
具体的には、パール状や直鎖状等の球形以外のモルフォロジーを有する粒子を配合すること、配合する有機樹脂のガラス転移温度や最低成膜温度及び樹脂の配合比率を調整すること、さらには水系組成物を乾燥して得られる塗膜を焼結して有機物を意図的に分解する操作等により所定の数値範囲に制御することができる。
The porosity in the coating film can be controlled by selecting the shape of a plurality of particles contained in the coating film, adjusting the particle size ratio and its mixing ratio, and adjusting the film forming conditions. ..
Specifically, particles having non-spherical morphology such as pearly or linear are blended, the glass transition temperature and the minimum film forming temperature of the organic resin to be blended, and the blending ratio of the resin are adjusted, and further. The temperature can be controlled within a predetermined numerical range by an operation of sintering a coating film obtained by drying an aqueous composition and intentionally decomposing an organic substance.
本実施形態の塗膜は、空隙率が1~30%であり、好ましくは5~28%、さらに好ましくは10~25%である。 The coating film of the present embodiment has a porosity of 1 to 30%, preferably 5 to 28%, and more preferably 10 to 25%.
〔水系組成物〕
本実施形態の水系組成物は、上述した本実施形態の塗膜を形成する水系組成物であり、
水と、
抗菌性金属粒子Aと、
分子中に前記抗菌性金属粒子Aと相互作用する官能基B1と、シラノール基及びシロキサン結合と相互作用する官能基からなる群より選ばれる少なくともいずれかである官能基B2を含む化合物Bと、
コロイダルシリカCと、
を、含有し、
前記抗菌性金属粒子Aの質量の、前記コロイダルシリカCの質量に対する比率が0.01~10.0%である。
[Aqueous composition]
The water-based composition of the present embodiment is the water-based composition for forming the coating film of the present embodiment described above.
water and,
Antibacterial metal particles A and
A compound B having a functional group B1 in the molecule that interacts with the antibacterial metal particles A and a functional group B2 that is at least one selected from the group consisting of a silanol group and a functional group that interacts with a siloxane bond.
Colloidal silica C and
, Containing,
The ratio of the mass of the antibacterial metal particles A to the mass of the colloidal silica C is 0.01 to 10.0%.
本実施形態における塗膜は、本実施形態の水系組成物を用い、公知の塗装塗布方法によって得ることができる。
また、基材や当該塗膜の下層における塗膜の種類等により、加熱やコロナ処理等の前処理を実施してもよい。さらには、本実施形態の水系組成物を複数回塗布して塗膜を複層塗膜としてもよく、塗膜表面へ、他の組成物からなる塗膜を形成してもよい。
The coating film in the present embodiment can be obtained by a known coating method using the aqueous composition of the present embodiment.
Further, depending on the type of the coating film in the base material and the lower layer of the coating film, pretreatment such as heating or corona treatment may be carried out. Further, the aqueous composition of the present embodiment may be applied a plurality of times to form a coating film as a multi-layer coating film, or a coating film composed of another composition may be formed on the surface of the coating film.
(抗菌性金属粒子A)
抗菌性金属粒子Aは、例えば、大腸菌細胞に対する金属イオンの最小発育阻止濃度(MIC)が20mM以下の金属の粒子を指す。
最小発育阻止濃度(MIC)とは、菌の増殖を阻止するために必要な薬剤(ここでは金属イオンを指す)の最小濃度のことである。
(Antibacterial metal particles A)
The antibacterial metal particle A refers to, for example, a metal particle having a minimum inhibitory concentration (MIC) of 20 mM or less of a metal ion with respect to Escherichia coli cells.
The minimum inhibitory concentration (MIC) is the minimum concentration of a drug (here, a metal ion) required to inhibit the growth of bacteria.
本実施形態の水系組成物において、抗菌性金属粒子Aの質量の、コロイダルシリカCの質量に対する比率、〔(抗菌性金属粒子Aの質量)/(コロイダルシリカCの質量)〕×100(%)、すなわち抗菌性金属粒子Aの質量をコロイダルシリカCの質量で除算し、%表示とした値は、0.01~10.0%であることが好ましい。
抗菌性金属粒子Aの質量割合が0.01%以上であると、防藻性、防カビ性を発揮することができ、10%以下であると、抗菌性金属含有化合物由来の塗膜の着色が軽減されるため好ましい。
In the aqueous composition of the present embodiment, the ratio of the mass of the antibacterial metal particles A to the mass of colloidal silica C, [(mass of antibacterial metal particles A) / (mass of colloidal silica C)] × 100 (%). That is, the mass of the antibacterial metal particles A is divided by the mass of colloidal silica C, and the value expressed in% is preferably 0.01 to 10.0%.
When the mass ratio of the antibacterial metal particles A is 0.01% or more, algae-proof and antifungal properties can be exhibited, and when it is 10% or less, the coating film derived from the antibacterial metal-containing compound is colored. Is preferable because it reduces.
本実施形態の水系組成物における、抗菌性金属粒子Aの質量の、コロイダルシリカCの質量に対する比率は、より好ましくは、0.01%以上、0.05%以上、0.1%以上、0.5%以上、1.0%以上、1.5%以上、2.0%以上、2.5%以上、3.0%以上、3.5%以上であり、10.0%以下、9.5%以下、9.0%以下、8.5%以下、8.0%以下、7.5%以下、7.0%以下、6.5%以下、6.0%以下、5.5%以下、5.0%以下である。
具体的な数値範囲としては、防藻性、防カビ性、及び塗膜の着色性のバランスの観点から、0.01~10.0%であることが好ましく、より好ましくは0.05%~8.0%、さらに好ましくは0.1~5.0%の範囲である。
The ratio of the mass of the antibacterial metal particles A to the mass of colloidal silica C in the aqueous composition of the present embodiment is more preferably 0.01% or more, 0.05% or more, 0.1% or more, 0. .5% or more, 1.0% or more, 1.5% or more, 2.0% or more, 2.5% or more, 3.0% or more, 3.5% or more, 10.0% or less, 9 5.5% or less, 9.0% or less, 8.5% or less, 8.0% or less, 7.5% or less, 7.0% or less, 6.5% or less, 6.0% or less, 5.5 % Or less, 5.0% or less.
The specific numerical range is preferably 0.01 to 10.0%, more preferably 0.05% to 0.05% from the viewpoint of the balance between algae resistance, mold resistance, and coloration of the coating film. It is in the range of 8.0%, more preferably 0.1 to 5.0%.
本実施形態の水系組成物において、抗菌性金属粒子Aの平均粒子径は、コロイダルシリカCの平均粒子径との比、(抗菌性金属粒子Aの平均粒子径)/(コロイダルシリカCの平均粒子径)において、0.01~10.0であることが好ましい。
この平均粒子径の比が0.01以上であること、例えば抗菌性金属粒子Aの平均粒子径が一定でコロイダルシリカCの平均粒子径を小さく抑えて0.01以上とすることで塗膜中のコロイダルシリカCの比表面積が確保されるため、塗膜の親水性、すなわち防汚性が良好となり好ましい。
また、平均粒子径比が、10.0以下であること、例えばコロイダルシリカCの粒子径が一定であり抗菌性金属粒子Aの粒子径を抑え10.0以下とすることで塗膜の透明性や、金属由来の着色性が抑えられるため好ましい。
In the aqueous composition of the present embodiment, the average particle size of the antibacterial metal particles A is the ratio of the average particle size of the colloidal silica C to (the average particle size of the antibacterial metal particles A) / (the average particle size of the colloidal silica C). The diameter) is preferably 0.01 to 10.0.
The ratio of the average particle diameter is 0.01 or more, for example, the average particle diameter of the antibacterial metal particles A is constant and the average particle diameter of colloidal silica C is kept small to 0.01 or more in the coating film. Since the specific surface area of the colloidal silica C is secured, the hydrophilicity of the coating film, that is, the antifouling property is good, which is preferable.
Further, the transparency of the coating film is made by setting the average particle size ratio to 10.0 or less, for example, the particle size of colloidal silica C is constant and the particle size of the antibacterial metal particles A is suppressed to 10.0 or less. It is preferable because the coloring property derived from metal is suppressed.
この平均粒子径の比(抗菌性金属粒子Aの平均粒子径)/(コロイダルシリカCの平均粒子径)は、0.01以上、0.02以上、0.03以上、0.04以上、0.05以上、1.0以上、2.0以上が好ましく、10.0以下、9.0以下、8.0以下、7.0以下、6.0以下、5.0以下、4.0以下、3.0以下が好ましい。
この比(抗菌性金属粒子Aの平均粒子径)/(コロイダルシリカCの平均粒子径)の具体的数値範囲は、塗膜の透明性や着色性、親水性のバランスの観点から、0.01~10.0であることが好ましく、より好ましくは0.01~5.0、さらに好ましくは0.02~3.0である。
The ratio of the average particle diameters (average particle diameter of antibacterial metal particles A) / (average particle diameter of colloidal silica C) is 0.01 or more, 0.02 or more, 0.03 or more, 0.04 or more, 0. 0.05 or more, 1.0 or more, 2.0 or more are preferable, 10.0 or less, 9.0 or less, 8.0 or less, 7.0 or less, 6.0 or less, 5.0 or less, 4.0 or less. , 3.0 or less is preferable.
The specific numerical range of this ratio (average particle size of antibacterial metal particles A) / (average particle size of colloidal silica C) is 0.01 from the viewpoint of the balance between transparency, colorability, and hydrophilicity of the coating film. It is preferably ~ 10.0, more preferably 0.01 to 5.0, still more preferably 0.02 to 3.0.
抗菌性金属粒子Aとしては、例えば、銀、金、パラジウム、白金、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、鉛、及びマンガン等の重金属が挙げられる。
抗菌性金属粒子Aとしては、これらの中でも、安全性及び実用性の観点から、好ましくは、金、銀、銅、白金、及び亜鉛を挙げることができ、より好ましくは、金、銀、及び銅を挙げることができる。これらの重金属は、1種であってもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
Examples of the antibacterial metal particles A include heavy metals such as silver, gold, palladium, platinum, cobalt, nickel, copper, zinc, lead, and manganese.
Among these, the antibacterial metal particles A preferably include gold, silver, copper, platinum, and zinc, and more preferably gold, silver, and copper, from the viewpoint of safety and practicality. Can be mentioned. These heavy metals may be one kind or a combination of two or more kinds.
抗菌性金属粒子Aの存在形態としては、前記金属単体の形態、金属化合物の形態、イオン状態の形態、又は他の化合物と錯体化している状態の形態等が挙げられるが、これらの中でも金属単体の形態、特に水に難溶性の金属単体又は金属化合物の形態が好ましい。
これは、金属単体又は抗菌性金属含有化合物が水に難溶性であることにより、金属の溶解により生じた金属イオン自身が光を吸収することで還元され、結果として、塗膜の色が経時で変化する可能性を低減できるからである。また、金属単体又は抗菌性金属含有化合物が水に難溶性である場合には、屋外環境下において、これらが雨等の水分で流出することを抑制し、これによって、本願発明の効果を持続させることができる。
Examples of the existing form of the antibacterial metal particles A include the form of the single metal, the form of the metal compound, the form of an ionic state, the form of being complexed with another compound, and the like. Among these, the single metal. In particular, the form of a metal simple substance or a metal compound that is sparingly soluble in water is preferable.
This is because the simple substance of the metal or the antibacterial metal-containing compound is sparingly soluble in water, so that the metal ions themselves generated by the dissolution of the metal are reduced by absorbing light, and as a result, the color of the coating film changes over time. This is because the possibility of change can be reduced. Further, when the metal simple substance or the antibacterial metal-containing compound is sparingly soluble in water, it is suppressed from flowing out due to moisture such as rain in an outdoor environment, thereby sustaining the effect of the present invention. be able to.
抗菌性金属粒子Aの成分は、金、銀、銅、金化合物、銀化合物及び銅化合物からなる群より選択される1種以上であることが好ましい。
抗菌性金属粒子Aの成分の例としては、金の場合には、例えば、金単体等、銀の場合には、銀単体及びその化合物、例えば、酸化銀及び塩化銀等、銅の場合には、銅単体及びその化合物、例えば、酸化銅及び水酸化銅等が挙げられる。
The component of the antibacterial metal particles A is preferably one or more selected from the group consisting of gold, silver, copper, gold compounds, silver compounds and copper compounds.
Examples of the components of the antibacterial metal particles A include, in the case of gold, for example, gold alone, in the case of silver, silver alone and its compounds, for example, silver oxide and silver chloride, and in the case of copper. , Copper alone and its compounds, such as copper oxide and copper hydroxide.
抗菌性金属粒子Aの生成方法としては、種々の化学反応を用いることができるが、中でも前駆体として金属イオンを含む水溶性の抗菌性金属含有化合物を水に溶解させて金属イオンが存在する条件下で、水溶性還元剤を添加して還元反応によって抗菌性金属粒子Aを生成させる方法は、高収率を達成可能であり、かつ反応時間を短くすることができるため好ましい。 Various chemical reactions can be used as a method for producing the antibacterial metal particles A, and among them, a condition in which a water-soluble antibacterial metal-containing compound containing a metal ion as a precursor is dissolved in water and the metal ion is present. Below, a method of adding a water-soluble reducing agent to generate antibacterial metal particles A by a reduction reaction is preferable because a high yield can be achieved and the reaction time can be shortened.
(化合物B)
本実施形態の水系組成物は、分子内に前記抗菌性金属粒子Aと相互作用する官能基B1と、シラノール基及びシロキサン結合と相互作用する官能基からなる群より選ばれる少なくともいずれかである官能基B2を含む化合物Bを含有する。
(Compound B)
The aqueous composition of the present embodiment is at least one of the functional groups selected from the group consisting of a functional group B1 that interacts with the antibacterial metal particles A in the molecule, a silanol group, and a functional group that interacts with a siloxane bond. Contains compound B containing the group B2.
化合物Bを含むことにより、塗膜が形成された際に、抗菌性金属粒子Aと官能基B1が相互作用し、かつ官能基B2が後述するコロイダルシリカC等と相互作用し、抗菌性金属粒子Aを塗膜中に固定化する作用が向上する。したがって、雨水や塗膜の膨張収縮等の外的要因によって塗膜表面やクラック断面等から抗菌性金属粒子Aが脱落することが抑制され、結果として防藻性、防カビ性が長期間持続する。
また、無機化合物で形成される塗膜に関して、この化合物Bを含有することにより、無機化合物と抗菌性金属粒子Aとの間の相互作用が向上し、塗膜の靭性が向上する効果もあり、塗膜の耐クラック性が良好となる。
By containing the compound B, when the coating film is formed, the antibacterial metal particles A and the functional group B1 interact with each other, and the functional group B2 interacts with colloidal silica C or the like described later, and the antibacterial metal particles. The action of immobilizing A in the coating film is improved. Therefore, it is suppressed that the antibacterial metal particles A fall off from the surface of the coating film, the cross section of the crack, etc. due to external factors such as rainwater and expansion and contraction of the coating film, and as a result, the algae-proof and antifungal properties are maintained for a long period of time. ..
Further, with respect to a coating film formed of an inorganic compound, the inclusion of this compound B has the effect of improving the interaction between the inorganic compound and the antibacterial metal particles A and improving the toughness of the coating film. The crack resistance of the coating film is improved.
化合物Bにおいて、抗菌性金属粒子Aと相互作用する官能基B1としては、例えば、芳香族基や極性基が挙げられ、芳香族基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、イミダゾール基等が挙げられる。極性基としては、例えば、エポキシ基、チオール基、及びアミノ基等が挙げられる。
特に、金属との相互作用が強いチオール基、もしくはアミノ基を用いることで、抗菌性金属粒子Aを塗膜へ固定化させる効果が高まるため好ましい。
In the compound B, examples of the functional group B1 that interacts with the antibacterial metal particles A include an aromatic group and a polar group, and examples of the aromatic group include a phenyl group, a naphthyl group, an imidazole group and the like. Be done. Examples of the polar group include an epoxy group, a thiol group, an amino group and the like.
In particular, it is preferable to use a thiol group or an amino group having a strong interaction with a metal because the effect of immobilizing the antibacterial metal particles A on the coating film is enhanced.
また、化合物Bは、その分子中に、シラノール基及びシロキサン結合と相互作用する官能基からなる群より選ばれる少なくともいずれかである官能基B2を含む。
官能基B2としては、例えば、シラノール基、アミド基等が挙げられる。特に、コロイダルシリカのシラノール基との水素結合が強く、水との相性も良く溶解性や分散性の観点から、シラノール基が好ましい。
なお、シラノール基は加水分解前のアルコキシシラン基、あるいは縮合してシロキサン結合であってもよい。特に、抗菌性金属粒子AとコロイダルシリカCと双方に相互作用することで上述の固定化効果をより高める観点から、化合物Bは官能基B1としてチオール基、又はアミノ基を含み、官能基B2としてシラノール基及びシロキサン結合と相互作用する官能基からなる群より選ばれる少なくともいずれかを含むシラン化合物であることが好ましい。
Further, the compound B contains, in its molecule, a functional group B2 which is at least one selected from the group consisting of a silanol group and a functional group that interacts with a siloxane bond.
Examples of the functional group B2 include a silanol group and an amide group. In particular, the silanol group is preferable from the viewpoint of strong hydrogen bond with the silanol group of colloidal silica, good compatibility with water, and solubility and dispersibility.
The silanol group may be an alkoxysilane group before hydrolysis or may be condensed to form a siloxane bond. In particular, from the viewpoint of further enhancing the above-mentioned immobilization effect by interacting with both the antibacterial metal particles A and the colloidal silica C, the compound B contains a thiol group or an amino group as the functional group B1 and is used as the functional group B2. It is preferably a silane compound containing at least one selected from the group consisting of a silanol group and a functional group that interacts with a siloxane bond.
チオール基、又はアミノ基を有し、かつシラノール基を有する化合物Bとしては、例えば3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン等の加水分解物、又はそれらが一部縮合した化合物が挙げられる。 Examples of Compound B having a thiol group or an amino group and having a silanol group include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, and 3-aminopropyltri. Hydrolyzates such as methoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, or compounds in which they are partially condensed can be mentioned.
本実施形態の水系組成物における、化合物Bの質量の、抗菌性金属粒子Aの質量に対する比率〔(化合物Bの質量)/(抗菌性金属粒子Aの質量)〕×100(%)、すなわち、化合物Bの質量を抗菌性金属粒子Aの質量で除算し、%表示とした値は、1~300%の範囲であることが好ましい。
1%以上であることにより、抗菌性金属粒子Aの塗膜への固定化効果や耐クラック性が発現するため好ましく、300%以下であることにより、抗菌性金属粒子Aと相互作用しない余剰分の化合物Bが低減され、水系組成物の貯蔵安定性の向上や塗膜の空隙率低下を防ぐため好ましい。
The ratio of the mass of compound B to the mass of antibacterial metal particles A in the aqueous composition of the present embodiment [(mass of compound B) / (mass of antibacterial metal particles A)] × 100 (%), that is, The mass of the compound B is divided by the mass of the antibacterial metal particles A, and the value expressed in% is preferably in the range of 1 to 300%.
When it is 1% or more, it is preferable because the immobilization effect of the antibacterial metal particles A on the coating film and the crack resistance are exhibited, and when it is 300% or less, the surplus that does not interact with the antibacterial metal particles A is exhibited. Compound B is reduced, which is preferable because the storage stability of the aqueous composition is improved and the void ratio of the coating film is prevented from being lowered.
前記化合物Bの質量の、抗菌性金属粒子Aの質量に対する比率は、1%以上、2%以上、3%以上、4%以上、5%以上が好ましく、300%以下、290%以下、280%以下、270%以下、260%以下、250%以下、230%以下、210%以下、200%以下が好ましい。
具体的な数値範囲としては、塗膜中への抗菌性金属粒子Aの固定化効果や、水系組成物の貯蔵安定性などのバランスの観点から、1~300%の範囲であることが好ましく、より好ましくは2~280%、さらに好ましくは4~250%である。
The ratio of the mass of the compound B to the mass of the antibacterial metal particles A is preferably 1% or more, 2% or more, 3% or more, 4% or more, 5% or more, preferably 300% or less, 290% or less, and 280%. Below, 270% or less, 260% or less, 250% or less, 230% or less, 210% or less, 200% or less are preferable.
The specific numerical range is preferably 1 to 300% from the viewpoint of the balance between the effect of immobilizing the antibacterial metal particles A in the coating film and the storage stability of the aqueous composition. It is more preferably 2 to 280%, still more preferably 4 to 250%.
(コロイダルシリカC)
コロイダルシリカCとしては、例えば、水を分散媒体とする、酸性のコロイダルシリカ、及び塩基性のコロイダルシリカ等が挙げられる。
(Coloidal Silica C)
Examples of the colloidal silica C include acidic colloidal silica using water as a dispersion medium, basic colloidal silica, and the like.
酸性のコロイダルシリカとしては、例えば、市販品として日産化学工業社製スノーテックス(登録商標)-O、スノーテックス-OS、旭電化工業社製アデライト(登録商標)AT-20Q、クラリアントジャパン社製クレボゾール(登録商標)20H12、クレボゾール30CAL25等を挙げることができる。 Examples of acidic colloidal silica include Snowtex (registered trademark) -O manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., Snowtex-OS manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., Adeleite (registered trademark) AT-20Q manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., and Clevosol manufactured by Clariant Japan. (Registered trademark) 20H12, Clevosol 30CAL25 and the like can be mentioned.
塩基性のコロイダルシリカとしては、例えば、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、アミン等の添加により安定化したシリカ等が挙げられ、具体的には、日産化学工業社製スノーテックス-NS、スノーテックス-20、スノーテックス-30、スノーテックス-C、スノーテックス-C30、スノーテックス-CM40、スノーテックス-N、スノーテックス-N30、スノーテックス-K、スノーテックス-XL、スノーテックス-YL、;旭電化工業社製アデライトAT-20、アデライトAT-30、アデライトAT-20N、アデライトAT-30N、アデライトAT-20A、アデライトAT-30A、アデライトAT-40等を挙げることができる。 Examples of the basic colloidal silica include silica stabilized by adding alkali metal ion, ammonium ion, amine and the like, and specifically, Snowtex-NS and Snowtex-20 manufactured by Nissan Chemical Industry Co., Ltd. , Snowtex-30, Snowtex-C, Snowtex-C30, Snowtex-CM40, Snowtex-N, Snowtex-N30, Snowtex-K, Snowtex-XL, Snowtex-YL ,; Asahi Denka Kogyo Examples thereof include Adelite AT-20, Adelite AT-30, Adelite AT-20N, Adelite AT-30N, Adelite AT-20A, Adelite AT-30A, and Adelite AT-40 manufactured by the same company.
コロイダルシリカとしては、これらの中の1種、又は2種類以上を組み合わせたものを用いてもよい。 As the colloidal silica, one of these or a combination of two or more thereof may be used.
水系組成物における、コロイダルシリカCの含有量は、水系組成物中に含まれる全固形分の質量に対して、50~99%であることが好ましい。
50%以上であることにより、親水性を発揮し防汚性が良好となるだけでなく、前述の化合物Bとの相互作用が向上して抗菌性金属粒子Aが塗膜中に固定化されやすくなるため、長期の防藻性、防カビ性が向上する。
また、99%以下であることにより、抗菌性金属粒子Aやその他合成樹脂や界面活性剤などの成分の含有量が相対的に増加し、長期防藻性や防カビ性が発揮されるだけでなく、塗膜を形成する上で有利なため好ましい。
The content of colloidal silica C in the aqueous composition is preferably 50 to 99% with respect to the mass of the total solid content contained in the aqueous composition.
When it is 50% or more, not only the hydrophilicity is exhibited and the antifouling property is improved, but also the interaction with the above-mentioned compound B is improved and the antibacterial metal particles A are easily immobilized in the coating film. Therefore, long-term algae resistance and mold resistance are improved.
Further, when it is 99% or less, the content of the antibacterial metal particles A and other components such as synthetic resin and surfactant is relatively increased, and only long-term algae resistance and antifungal property are exhibited. This is preferable because it is advantageous in forming a coating film.
水系組成物中のコロイダルシリカCの質量の水系組成物中に含まれる全固形分の質量に対する割合は、50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上が好ましく、99%以下、95%以下、90%以下、85%以下、80%以下が好ましい。
具体的な数値範囲としては、親水性や防藻性、防カビ性、成膜性のバランスの観点から、50~99%であることが好ましく、より好ましくは55~98%、さらに好ましくは60~95%である。
The ratio of the mass of colloidal silica C in the aqueous composition to the mass of the total solid content contained in the aqueous composition is preferably 50% or more, 55% or more, 60% or more, 65% or more, 70% or more, 99. % Or less, 95% or less, 90% or less, 85% or less, 80% or less are preferable.
The specific numerical range is preferably 50 to 99%, more preferably 55 to 98%, still more preferably 60, from the viewpoint of the balance between hydrophilicity, algae resistance, mold resistance, and film formation property. It is ~ 95%.
なお、本願明細書において「全固形分量」とは水系組成物中に含まれる不揮発分の合計質量を意味している。また、不揮発分の測定はJIS K 5601-1-2に準拠した方法を用いる。 In the specification of the present application, the "total solid content" means the total mass of the non-volatile components contained in the aqueous composition. In addition, the non-volatile content is measured by using a method based on JIS K 5601-1-2.
(光触媒活性を有する粒子D)
本実施形態における水系組成物は、光触媒活性を有する光触媒粒子Dを、さらに含有してもよい。
光触媒粒子Dを含むことで光触媒作用として知られる有機物分解や超親水性を利用し、防汚性をさらに向上させることができる。
(Particle D having photocatalytic activity)
The aqueous composition in the present embodiment may further contain photocatalytic particles D having photocatalytic activity.
By including the photocatalytic particles D, it is possible to further improve the antifouling property by utilizing the organic matter decomposition and superhydrophilicity known as photocatalytic action.
光触媒活性を有する粒子Dとしては、例えば、酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、リン化ガリウム(GaP)、チタン酸バリウム(例えば、BaTiO3、BaTiO4、又はBaTi4O9等)、ニオブ酸カリウム(K2NbO3)、五酸化ニオブ(Nb2O5)、酸化鉄(例えば、Fe2O3)、酸化タングステン(例えば、WO3)、酸化スズ(例えば、SnO2)、酸化銅(例えば、Cu2O)等が挙げられる。
また、分散媒中の分散安定性を向上させる目的で、上記の粒子を二酸化ケイ素(シリカ)や、酸化アルミニウム(アルミナ)等で表面を修飾、被覆して用いることもできる。
Examples of the particles D having photocatalytic activity include titanium oxide (TIO 2 ), zinc oxide (ZnO), strontium titanate (SrTiO 3 ), gallium phosphate (GaP), and barium titanate (eg, BaTIO 3 , BaTIO 4 ). , BaTi 4 O 9 etc.), potassium niobate (K 2 NbO 3 ), niobide pentoxide (Nb 2 O 5 ), iron oxide (eg Fe 2 O 3 ), tungsten oxide (eg WO 3 ), oxidation Examples thereof include tin (for example, SnO 2 ) and copper oxide (for example, Cu 2 O).
Further, for the purpose of improving the dispersion stability in the dispersion medium, the above particles can be used by modifying and coating the surface with silicon dioxide (silica), aluminum oxide (alumina) or the like.
これら中でも、光触媒活性を有する光触媒粒子Dとしては、安全性及びコストの観点から、酸化チタン、酸化タングステン、シリカ被覆酸化チタンのいずれから少なくとも1種以上用いることが好ましい。酸化チタンの結晶構造には、例えば、アナターゼ型、ルチル型、又はブルッカイト型等の結晶構造のものがあるが、いずれを使用してもよい。 Among these, as the photocatalyst particles D having photocatalytic activity, it is preferable to use at least one of titanium oxide, tungsten oxide, and silica-coated titanium oxide from the viewpoint of safety and cost. The crystal structure of titanium oxide includes, for example, anatase type, rutile type, brookite type and the like, and any of them may be used.
光触媒活性を有する粒子Dの表面には、抗菌性金属粒子Aを担持させてもよい。
抗菌性金属粒子Aの中には光触媒化合物と相互作用して可視光応答性などの物性を示すことが知られており、紫外光の少ない屋内環境等でも抗菌性等の効果を発揮する。
Antibacterial metal particles A may be supported on the surface of the particles D having photocatalytic activity.
It is known that some of the antibacterial metal particles A interact with a photocatalytic compound to exhibit physical properties such as visible light responsiveness, and exhibit antibacterial properties even in an indoor environment where there is little ultraviolet light.
(その他の成分)
本実施形態の水系組成物には、その効果を逸しない範囲で合成樹脂、エマルジョン粒子、消泡剤、着色剤、カップリング剤、増粘剤、チクソ化剤、凍結安定剤、艶消し剤、架橋反応触媒、顔料、硬化触媒、架橋剤、充填剤、皮張り防止剤、分散剤、湿潤剤、光安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、レオロジーコントロール剤、消泡剤、成膜助剤、防錆剤、染料、可塑剤、潤滑剤、還元剤、防腐剤、防黴剤、消臭剤、黄変防止剤、静電防止剤又は帯電調製剤等のその他の成分が含まれていてもよい。
(Other ingredients)
The aqueous composition of the present embodiment contains synthetic resins, emulsion particles, defoaming agents, coloring agents, coupling agents, thickening agents, crosslinking agents, freeze stabilizers, matting agents, and the like, as long as the effects are not lost. Cross-linking reaction catalysts, pigments, curing catalysts, cross-linking agents, fillers, anti-skinning agents, dispersants, wetting agents, light stabilizers, antioxidants, UV absorbers, rhology control agents, defoaming agents, film-forming aids. Contains other ingredients such as rust preventives, dyes, plastics, lubricants, reducing agents, preservatives, antifungal agents, deodorants, anti-yellowing agents, antistatic agents or antistatic agents. May be good.
本実施形態の塗膜及び水系組成物は基材上、もしくは塗膜上へ形成させることができ、その基材や塗膜は種々の素材に適用できる。 The coating film and the aqueous composition of the present embodiment can be formed on a base material or a coating film, and the base material and the coating film can be applied to various materials.
以下の、製造例、実施例、及び比較例により本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
各種の物性は以下に示す方法で測定した。
The present invention will be specifically described with reference to the following Production Examples, Examples, and Comparative Examples, but these do not limit the scope of the present invention.
Various physical properties were measured by the methods shown below.
1.JIS K 5600-7-7試験後における塗膜中の抗菌性金属含有化合物における、抗菌性金属の定量と抗菌性金属の残存率の算出
JIS K 5600-7-7試験後における、各実施例中の塗膜中の、抗菌性金属含有化合物の、抗菌性金属の定量は、以下のようにして行った。なお、各実施例で分析した金属元素は各塗膜中に含有される抗菌性金属粒子Aの元素、すなわち金、銀の銅のいずれかの元素を分析対象とした。
ポリプロピレン板(タキロン社製 P310A、2×70×150ミリ)基体上に、市販の白色エナメル塗料(エスケー化研社製 水性セラミシリコン)をスプレーを用いて塗布し、常温で2日間乾燥させて0.15gの塗膜を形成した。
その後、各水系組成物を、スプレーを用いて前記白色エナメル塗膜上へ塗布し、常温で7日間乾燥及び養生を行い、5mgの塗膜を形成し、試験体を2枚作製した。
そのうち1枚の試験体について、ポリプロピレン基体上から白色エナメル塗膜及び各水系組成物を含む塗膜を剥がしてその質量を秤量し、酸及び超音波を用いて溶解処理を行ったのち、誘導結合プラズマ質量分析計(島津製作所社製 ICPMS-2030)を用いて当該塗膜中に含有されている金属量を分析することにより、抗菌性金属含有化合物量を定量し、得られた値(μg/g)を試験前の抗菌性金属含有化合物量M0とした。
また、上記分析を行わなかった他の1枚試験体について、JIS K 5600-7-7に準拠し、2500時間曝露試験を行った。その後、前述した測定方法、機器を用いて、抗菌性金属含有化合物量を定量し、得られた値(μg/g)を、試験後の抗菌性金属含有化合物量M1とし、以下の数式(1)を用いて、塗膜中の抗菌性金属含有化合物の残存率(%)を算出した。
1. 1. Quantification of antibacterial metal and calculation of residual rate of antibacterial metal in antibacterial metal-containing compound in coating film after JIS K 5600-7-7 test In each example after JIS K 5600-7-7 test The quantification of the antibacterial metal of the antibacterial metal-containing compound in the coating film of No. 1 was carried out as follows. As the metal element analyzed in each example, the element of the antibacterial metal particle A contained in each coating film, that is, any element of gold or silver copper was analyzed.
A commercially available white enamel paint (water-based ceramic silicon manufactured by SK KAKEN Co., Ltd.) is applied on a polypropylene plate (P310A manufactured by Takiron Co., Ltd., 2 x 70 x 150 mm) using a spray, and dried at room temperature for 2 days. A coating of .15 g was formed.
Then, each aqueous composition was applied onto the white enamel coating film using a spray, dried and cured at room temperature for 7 days to form a 5 mg coating film, and two test pieces were prepared.
For one of the specimens, the white enamel coating and the coating containing each aqueous composition were peeled off from the polypropylene substrate, the mass thereof was weighed, and the mixture was dissolved by acid and ultrasonic waves, and then inductively coupled. The amount of antibacterial metal-containing compound was quantified by analyzing the amount of metal contained in the coating film using a plasma mass spectrometer (ICPMS-2030 manufactured by Shimadzu Corporation), and the obtained value (μg /). g) was defined as the antibacterial metal-containing compound content M0 before the test.
In addition, the other single test piece not subjected to the above analysis was subjected to a 2500-hour exposure test in accordance with JIS K 5600-7-7. Then, the amount of the antibacterial metal-containing compound was quantified using the above-mentioned measuring method and equipment, and the obtained value (μg / g) was defined as the amount of the antibacterial metal-containing compound M1 after the test, and the following formula (1) was used. ) Was used to calculate the residual ratio (%) of the antibacterial metal-containing compound in the coating film.
2.塗膜中の空隙率の測定
塗膜中の空隙率(空気の占める体積分率)は、以下のようにして求めた。
ガラス基板(5×5cm)上へ、各水系組成物をスピンコートし、常温で乾燥することで塗膜を形成した。
その後、反射分光膜厚計(大塚電子製 FE-3000)を用い、230~800nmの波長ごとの反射率を測定し、ガラス基材の裏側に対して、前記反射分光膜厚計を用いてガラス基材の屈折率を測定した。
次に、塗膜側の230~800nm間を2nm間隔でのガラス基材と塗膜とで干渉している反射した光の強度を測定し、測定した波長ごとのガラス基材の屈折率及び干渉している反射した光の強度を用い、塗膜の屈折率及び膜厚を計算上サーチすることで最小二乗法により測定値のフィッティングを行い、塗膜の屈折率α1(nm)を求めた。
さらに、以下の式(2)を用いて、塗膜中に空隙が存在しないと想定した屈折率α2を求めた。
なお、各実施例中で用いた各化合物の理論屈折率は以下の値を求めた。
粒子A:金=0.34、銀=0.12、酸化銅=2.71
化合物B:3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン=1.44、3-アミノプロピルトリメトキシシラン=1.42、フェニルトリメトキシシラン=1.46
シリカC:コロイダルシリカ=1.45
粒子D:酸化チタン=2.25
2. 2. Measurement of Porosity in Coating Film The porosity in coating film (volume fraction occupied by air) was determined as follows.
Each aqueous composition was spin-coated on a glass substrate (5 × 5 cm) and dried at room temperature to form a coating film.
After that, the refractive index for each wavelength of 230 to 800 nm was measured using a reflection spectroscopic film thickness meter (FE-3000 manufactured by Otsuka Denshi), and the glass was measured on the back side of the glass substrate using the reflection spectroscopic film thickness meter. The refractive index of the substrate was measured.
Next, the intensity of the reflected light interfering between the glass substrate and the coating film at intervals of 2 nm between 230 and 800 nm on the coating film side is measured, and the refractive index and interference of the glass substrate for each measured wavelength are measured. Using the intensity of the reflected light, the refractive index and film thickness of the coating film were calculated and searched to fit the measured values by the minimum square method, and the refractive index α1 (nm) of the coating film was obtained.
Furthermore, using the following formula (2), the refractive index α2 assuming that no voids exist in the coating film was obtained.
The following values were obtained for the theoretical refractive index of each compound used in each example.
Particle A: Gold = 0.34, Silver = 0.12, Copper oxide = 2.71
Compound B: 3-mercaptopropyltrimethoxysilane = 1.44, 3-aminopropyltrimethoxysilane = 1.42, phenyltrimethoxysilane = 1.46
Silica C: Colloidal silica = 1.45
Particle D: Titanium oxide = 2.25
上記で求められたα1、及びα2を以下の数式(3)を用いて、塗膜中の空隙率α3を求めた。 The porosity α3 in the coating film was obtained by using the following mathematical formula (3) for α1 and α2 obtained above.
3.平均粒子径の測定
(抗菌性金属粒子Aの平均粒子径)
抗菌性金属粒子Aの平均粒子径は、以下の方法で求めた。抗菌性金属粒子Aを含む各水系組成物をコロジオン膜上へ滴下した。
その後、真空条件下で1時間乾燥させた後、走査透過電子顕微鏡により表面を観察し、観察された任意の抗菌性金属粒子Aを50個選択し、それらの数平均粒子径を算出した。
(コロイダルシリカCの平均粒子径)
コロイダルシリカCの平均粒子径は、試料中の固形分含有量が0.1~20質量%となるよう水を加えて希釈し、湿式粒度分析計(マイクロトラック・ベル社製 NanotracWave-EX150)を用いて測定し、体積分布で表示した場合の累積50%径を平均粒子径とした。
3. 3. Measurement of average particle size (average particle size of antibacterial metal particles A)
The average particle size of the antibacterial metal particles A was determined by the following method. Each aqueous composition containing the antibacterial metal particles A was dropped onto the collodion membrane.
Then, after drying under vacuum conditions for 1 hour, the surface was observed with a scanning transmission electron microscope, 50 arbitrary antibacterial metal particles A observed were selected, and their number average particle diameters were calculated.
(Average particle size of colloidal silica C)
The average particle size of colloidal silica C is diluted by adding water so that the solid content in the sample is 0.1 to 20% by mass, and a wet particle size analyzer (NanotracWave-EX150 manufactured by Microtrac Bell) is used. The cumulative 50% diameter when measured using and displayed as a volume distribution was taken as the average particle diameter.
4.防汚性
塗膜の防汚性は以下のようにして評価した。
硫酸アルマイト基材(テストピース社製 JIS H 4000(A1100P) 1×70×150mm)上に、外壁用白色エナメル仕上げ材(エスケー化研社製 水性セラミシリコン)を乾燥後膜厚100μmとなるよう塗布し、2日間室温で養生させた。その塗膜上へ各実施例の組成物をスプレーで塗装し、7日間室温で乾燥及び養生させ約5mgの塗膜を得て、試験体を作製した。
得られた試験体の塗装前後での色差を測定し、塗装前の色差を標準としてΔEとして評価した。
色差ΔEが低いほど、外観変化が少ない、すなわち耐候性に優れることを意味する。なお、色差は、カラーガイド(BYK Gardner社製)を用いて標準板からの色差を求めた。
[評価基準]
○ :色差ΔEが1.6未満であった。
△ :色差ΔEが1.6~3.0未満であった。
× :色差ΔEが3.0以上であった。
4. Antifouling property The antifouling property of the coating film was evaluated as follows.
A white enamel finishing material for outer walls (water-based ceramic silicone manufactured by SK KAKEN Co., Ltd.) is applied on an alumite sulfate base material (JIS H 4000 (A1100P) 1 x 70 x 150 mm manufactured by Testpiece Co., Ltd.) so that the film thickness becomes 100 μm after drying. Then, it was cured at room temperature for 2 days. The composition of each example was spray-coated on the coating film, dried and cured at room temperature for 7 days to obtain a coating film of about 5 mg, and a test piece was prepared.
The color difference of the obtained test piece before and after painting was measured, and the color difference before painting was used as a standard and evaluated as ΔE.
The lower the color difference ΔE, the less the change in appearance, that is, the better the weather resistance. As for the color difference, the color difference from the standard plate was determined using a color guide (manufactured by BYK Gardener).
[Evaluation criteria]
◯: The color difference ΔE was less than 1.6.
Δ: The color difference ΔE was less than 1.6 to 3.0.
X: The color difference ΔE was 3.0 or more.
5. 低着色性
塗膜の低着色性は以下のようにして評価した。
硫酸アルマイト基材(テストピース社製 JIS H 4000(A1100P) 1×70×150mm)上に、外壁用白色エナメル仕上げ材(エスケー化研社製 水性セラミシリコン)を乾燥後膜厚100μmとなるよう塗布し、2日間室温で養生させた。養生後、塗装前の色差を測定し、その塗膜上へ各実施例の組成物をスプレーで塗装し、7日間室温で乾燥及び養生させ約5mgの塗膜を得て、試験体を作製した。
得られた試験体の色差を測定し、塗装前の色差を標準とし、塗装前後の状態変化をΔEとして評価した。
色差ΔEが低いほど、外観変化が少ない、すなわち耐候性に優れることを意味する。なお、色差は、カラーガイド(BYK Gardner社製)を用いて標準板からの色差を求めた。
[評価基準]
○ :色差ΔEが1.6未満であった。
△ :色差ΔEが1.6~3.0未満であった。
× :色差ΔEが3.0以上であった。
5. Low colorability The low colorability of the coating film was evaluated as follows.
A white enamel finishing material for outer walls (water-based ceramic silicone manufactured by SK KAKEN Co., Ltd.) is applied on an alumite sulfate base material (JIS H 4000 (A1100P) 1 x 70 x 150 mm manufactured by Testpiece Co., Ltd.) so that the film thickness becomes 100 μm after drying. Then, it was cured at room temperature for 2 days. After curing, the color difference before painting was measured, the composition of each example was spray-coated on the coating film, dried and cured at room temperature for 7 days to obtain a coating film of about 5 mg, and a test piece was prepared. ..
The color difference of the obtained test piece was measured, the color difference before painting was used as a standard, and the state change before and after painting was evaluated as ΔE.
The lower the color difference ΔE, the less the change in appearance, that is, the better the weather resistance. As for the color difference, the color difference from the standard plate was determined using a color guide (manufactured by BYK Gardener).
[Evaluation criteria]
◯: The color difference ΔE was less than 1.6.
Δ: The color difference ΔE was less than 1.6 to 3.0.
X: The color difference ΔE was 3.0 or more.
6.防藻性・防カビ性(長期)
硫酸アルマイト基材(テストピース社製 JIS H 4000(A1100P) 1×70×150mm)上に、外壁用白色エナメル仕上げ材(エスケー化研社製 水性セラミシリコン)を乾燥後膜厚100μmとなるよう塗布し、2日間室温で養生させた。
その塗膜上へ各実施例の水系組成物をスプレーで塗装し、7日間室温で乾燥及び養生させ約5mgの塗膜を得て、試験体を作製した。
その後、JIS K 5600-7-7に準拠し、2500時間曝露試験を行った後、千葉県銚子市の近隣に森林があり、芝生の生えている土地に試験体を北面90°にて屋外曝露試験を実施した。
判定は曝露後1年で判定した。
[評価基準]
○ :目視観察で藻、カビの生育は見られなかった。
△ :目視観察で藻、カビの生育はみられないが、拡大倍率7倍のルーペ観察では生育が見られた。
× :目視観察で藻、カビの生育が見られた。
6. Anti-algae and anti-fungal (long-term)
A white enamel finishing material for outer walls (water-based ceramic silicone manufactured by SK KAKEN Co., Ltd.) is applied on an alumite sulfate base material (JIS H 4000 (A1100P) 1 x 70 x 150 mm manufactured by Testpiece Co., Ltd.) so that the film thickness becomes 100 μm after drying. Then, it was cured at room temperature for 2 days.
The aqueous composition of each example was spray-coated on the coating film, dried and cured at room temperature for 7 days to obtain a coating film of about 5 mg, and a test piece was prepared.
After that, after conducting a 2500-hour exposure test in accordance with JIS K 5600-7-7, the test piece was exposed outdoors at 90 ° north surface on the land where there was a forest in the vicinity of Choshi City, Chiba Prefecture, and the lawn was growing. The test was carried out.
Judgment was made one year after exposure.
[Evaluation criteria]
◯: No growth of algae or mold was observed by visual observation.
Δ: No growth of algae and mold was observed by visual observation, but growth was observed by loupe observation at a magnification of 7 times.
X: Growth of algae and mold was observed by visual observation.
7.塗膜の耐クラック性
塗膜の防汚性は以下のようにして評価した。硫酸アルマイト基材(テストピース社製 JIS H 4000(A1100P) 1×70×150mm)上に、外壁用白色エナメル仕上げ材(エスケー化研社製 水性セラミシリコン)を乾燥後膜厚100μmとなるよう塗布し、2日間室温で養生させた。
その塗膜上へ各実施例の水系組成物をスプレーで塗装し、7日間室温で乾燥及び養生させ約5mgの塗膜を得て、試験体を作製した。
得られた試験体を川崎市川崎区の屋外にて、塗膜が南面に、かつ地面に対して垂直になるよう設置し、1年間曝露した。
1年後、マイクロスコープ(キーエンス社製 VHX-5000)にて100倍拡大観察を実施し、以下の判定基準で評価した。
[評価基準]
○ :視野中に見られるクラックの最大幅が1.5μm未満であった。
△ :視野中に見られるクラックの最大幅が1.5~3.0μm未満の範囲であった。
× :視野中に見られるクラックの最大幅が3.0μm以上であった。
7. Crack resistance of the coating film The stain resistance of the coating film was evaluated as follows. A white enamel finishing material for outer walls (water-based ceramic silicone manufactured by SK KAKEN Co., Ltd.) is applied on an alumite sulfate base material (JIS H 4000 (A1100P) 1 x 70 x 150 mm manufactured by Testpiece Co., Ltd.) so that the film thickness becomes 100 μm after drying. Then, it was cured at room temperature for 2 days.
The aqueous composition of each example was spray-coated on the coating film, dried and cured at room temperature for 7 days to obtain a coating film of about 5 mg, and a test piece was prepared.
The obtained test piece was placed outdoors in Kawasaki Ward, Kawasaki City, with the coating film on the south surface and perpendicular to the ground, and exposed for one year.
One year later, a 100-fold magnified observation was carried out with a microscope (VHX-5000 manufactured by KEYENCE CORPORATION), and the evaluation was made according to the following criteria.
[Evaluation criteria]
◯: The maximum width of cracks observed in the visual field was less than 1.5 μm.
Δ: The maximum width of cracks observed in the visual field was in the range of 1.5 to less than 3.0 μm.
X: The maximum width of cracks observed in the visual field was 3.0 μm or more.
8.光触媒活性を有する粒子Dの合成(シリカ修飾ルチル型二酸化チタン)
後述する製造例で使用する光触媒活性を有する粒子D(光触媒粒子D)は、以下のようにして合成した。
TiO2として200g/Lの濃度の四塩化チタン水溶液700mLと、Na2Oとして100g/Lの濃度の水酸化ナトリウム水溶液を、系のpHを5~9に維持するように水中に並行添加した。
その後、系のpHを7に調整した後、濾過し、濾液の導電率が100μS/cmとなるまで洗浄し、固形分濃度28.3質量%の酸化チタン湿ケーキ1を得た。
この酸化チタン湿ケーキ1は、ルチル型構造を有し、その平均粒径は8nmであった。
得られたルチル型酸化チタン湿ケーキ1を純水で希釈して、1モル/Lのスラリーを調製した。このスラリー1Lを3Lのフラスコに仕込み、さらに、酸化チタンと硝酸とのモル比(酸化チタン/硝酸)が1となるよう、1規定の硝酸を1L添加し、95℃の温度に加熱し、この温度で2時間保持して、酸加熱処理を行った。
次いで、酸加熱処理後のスラリーを室温まで冷却し、28%アンモニア水を用いて中和(pH=6.7)して、濾過した後、濾液の導電率が100μS/cmとなるまで洗浄し、固形分濃度25質量%の酸化チタン湿ケーキ2を得た。
得られた酸化チタン湿ケーキ2に、10質量%の水酸化ナトリウム水溶液を添加し、リパルプし、その後、超音波洗浄機で3時間分散させ、pH=10.5、固形分濃度10質量%のアルカリ性酸化チタンゾルを得た。
このアルカリ性酸化チタンゾル2Lを3Lのフラスコに仕込み、70℃の温度に昇温し、SiO2として432g/Lの濃度のケイ酸ナトリウム水溶液69.4mLを添加し、その後90℃に昇温して、1時間熟成した後、10%の硫酸を添加してpHを6に調整して、酸化チタンの表面をケイ素の含水酸化物で表面処理した。
得られた酸化チタンゾルを室温まで冷却し、5.4Lの純水を添加し、脱塩濃縮装置を用いて、不純物の除去、及び濃縮を行い、pH=7.3、固形分濃度29質量%の中性ルチル型酸化チタンゾルを得た。
TiO2に対してSiO2基準で15質量%のケイ素の含水酸化物を含有していた。
このゾル中の酸化チタンの平均粒子径は50nmであった。
8. Synthesis of particles D with photocatalytic activity (silica-modified rutile-type titanium dioxide)
The particles D having photocatalytic activity (photocatalytic particles D) used in the production examples described later were synthesized as follows.
700 mL of an aqueous solution of titanium tetrachloride having a concentration of 200 g / L as TiO 2 and an aqueous solution of sodium hydroxide having a concentration of 100 g / L as Na 2 O were added in parallel into water so as to maintain the pH of the system at 5-9.
Then, after adjusting the pH of the system to 7, it was filtered and washed until the conductivity of the filtrate became 100 μS / cm to obtain titanium oxide wet cake 1 having a solid content concentration of 28.3% by mass.
The titanium oxide wet cake 1 had a rutile-type structure, and the average particle size thereof was 8 nm.
The obtained rutile-type titanium oxide wet cake 1 was diluted with pure water to prepare a 1 mol / L slurry. 1 L of this slurry is placed in a 3 L flask, 1 L of 1N nitric acid is added so that the molar ratio of titanium oxide to nitric acid (titanium oxide / nitric acid) is 1, and the mixture is heated to a temperature of 95 ° C. The temperature was maintained for 2 hours for acid heat treatment.
Next, the slurry after the acid heat treatment was cooled to room temperature, neutralized (pH = 6.7) with 28% aqueous ammonia, filtered, and then washed until the conductivity of the filtrate became 100 μS / cm. , Titanium oxide wet cake 2 having a solid content concentration of 25% by mass was obtained.
A 10% by mass sodium hydroxide aqueous solution was added to the obtained titanium oxide wet cake 2, repulped, and then dispersed in an ultrasonic cleaner for 3 hours to have a pH of 10.5 and a solid content concentration of 10% by mass. An alkaline titanium oxide sol was obtained.
2 L of this alkaline titanium oxide sol was placed in a 3 L flask, heated to a temperature of 70 ° C., 69.4 mL of a sodium silicate aqueous solution having a concentration of 432 g / L was added as SiO 2 , and then the temperature was raised to 90 ° C. After aging for 1 hour, 10% sulfuric acid was added to adjust the pH to 6, and the surface of titanium oxide was surface-treated with a hydrous oxide of silicon.
The obtained titanium oxide sol was cooled to room temperature, 5.4 L of pure water was added, impurities were removed and concentrated using a desalting and concentrating device, and the pH was 7.3 and the solid content concentration was 29% by mass. A neutral rutile type titanium oxide sol was obtained.
It contained 15% by mass of silicon hydrous oxide with respect to TiO 2 based on SiO 2 .
The average particle size of titanium oxide in this sol was 50 nm.
〔製造例1〕金担持酸化チタン(A-1)
上記8に記載した方法で合成した光触媒粒子Dの水分散体(固形分:2質量%)400gを、500mLフラスコに仕込み、65℃に加温した。
65℃に達したとき、四塩化金酸四水和物水溶液(濃度:1質量%)を、3.83g添加し、10分間撹拌した。その後、タンニン酸水溶液(濃度:1質量%)を0.79g添加した。添加後65℃で維持したまま1時間撹拌した後80℃まで昇温し、80℃に到達後に3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学製 KBM-803)を0.12g添加し、6時間撹拌した。
6時間後、室温まで冷却して金担持酸化チタン(A-1)を得た。
得られた合成物中の抗菌性金属粒子の平均粒子径は8nmであった。
[Production Example 1] Gold-supported titanium oxide (A-1)
400 g of an aqueous dispersion (solid content: 2% by mass) of the photocatalyst particles D synthesized by the method described in 8 above was placed in a 500 mL flask and heated to 65 ° C.
When the temperature reached 65 ° C., 3.83 g of an aqueous solution of chloroauric acid tetrahydrate (concentration: 1% by mass) was added, and the mixture was stirred for 10 minutes. Then, 0.79 g of an aqueous tannic acid solution (concentration: 1% by mass) was added. After the addition, the mixture was stirred for 1 hour while being maintained at 65 ° C., then heated to 80 ° C., and after reaching 80 ° C., 0.12 g of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (KBM-803 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added and stirred for 6 hours. did.
After 6 hours, the mixture was cooled to room temperature to obtain gold-supported titanium oxide (A-1).
The average particle size of the antibacterial metal particles in the obtained composite was 8 nm.
〔製造例2〕銀担持酸化チタン(A-2)
前記〔製造例1〕で用いた四塩化金酸四水和物水溶液(濃度:1質量%)を硝酸銀水溶液(濃度:5質量%)3.78gとし、タンニン酸水溶液(濃度:1質量%)の添加量を10.5gとし、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランを0.24gとした以外は、〔製造例1〕と同じ方法にて合成し、銀担持酸化チタン(A-2)を得た。得られた合成物中の抗菌性金属担粒子の平均粒子径は4nmであった。
[Production Example 2] Silver-supported titanium oxide (A-2)
The aqueous solution of gold tetrachloride tetrahydrate (concentration: 1% by mass) used in the above [Production Example 1] was adjusted to 3.78 g of an aqueous solution of silver nitrate (concentration: 5% by mass), and an aqueous solution of tannic acid (concentration: 1% by mass). Was synthesized by the same method as in [Production Example 1] except that the amount of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane was 0.24 g, and silver-supported titanium oxide (A-2) was obtained. .. The average particle size of the antibacterial metal-bearing particles in the obtained composite was 4 nm.
〔製造例3〕酸化銅担持酸化チタン(A-3)
前記〔製造例2〕で用いた硝酸銀水溶液(濃度:5質量%)を硫酸銅五水和物(濃度:5質量%)6.24gとし、タンニン酸水溶液(濃度:1質量%)の添加量を10.60gとし、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランを0.16gとした以外は、〔製造例2〕と同じ方法にて合成し、酸化銅担持酸化チタン(A-3)を得た。得られた合成物中の抗菌性金属粒子の平均粒子径は5nmであった。
[Production Example 3] Copper oxide-supported titanium oxide (A-3)
The silver nitrate aqueous solution (concentration: 5% by mass) used in the above [Production Example 2] was 6.24 g of copper sulfate pentahydrate (concentration: 5% by mass), and the amount of the tannic acid aqueous solution (concentration: 1% by mass) added. Was synthesized in the same manner as in [Production Example 2] except that the concentration was 10.60 g and the amount of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane was 0.16 g to obtain copper oxide-supported titanium oxide (A-3). The average particle size of the antibacterial metal particles in the obtained composite was 5 nm.
〔製造例4〕銀コロイド(A-4)
イオン交換水400gを、500mLフラスコに仕込み、80℃に加温した。80℃に達したとき、硝酸銀水溶液(濃度:5質量%)を、1.25g添加し、5分間撹拌した。その後、タンニン酸水溶液(濃度:1質量%)1.04g、及びクエン酸ナトリウム二水和物水溶液(濃度:10質量%)1.75gを同時に添加した。
添加後80℃で維持したまま1時間撹拌した後25℃まで冷却し、25℃に到達後にアンモニア水溶液(濃度:1質量%)を1.02g添加し、5分間撹拌した。
その後、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学製 KBM-803)を4.0mg添加し、6時間撹拌して銀コロイド(A-4)を得た。
得られた合成物中の抗菌性金属粒子の平均粒子径は8nmであった。
[Production Example 4] Silver colloid (A-4)
400 g of ion-exchanged water was placed in a 500 mL flask and heated to 80 ° C. When the temperature reached 80 ° C., 1.25 g of an aqueous silver nitrate solution (concentration: 5% by mass) was added, and the mixture was stirred for 5 minutes. Then, 1.04 g of an aqueous tannic acid solution (concentration: 1% by mass) and 1.75 g of an aqueous solution of sodium citrate dihydrate (concentration: 10% by mass) were added at the same time.
After the addition, the mixture was stirred for 1 hour while being maintained at 80 ° C., cooled to 25 ° C., and after reaching 25 ° C., 1.02 g of an aqueous ammonia solution (concentration: 1% by mass) was added and stirred for 5 minutes.
Then, 4.0 mg of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (KBM-803 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added, and the mixture was stirred for 6 hours to obtain a silver colloid (A-4).
The average particle size of the antibacterial metal particles in the obtained composite was 8 nm.
〔製造例5〕酸化銅コロイド(A-5)
イオン交換水400g、及びクエン酸ナトリウム二水和物水溶液(濃度:10質量%)2.96gを500mLフラスコに仕込み、80℃に加温した。
80℃に達したとき、アンモニア水溶液(濃度:5質量%)を23.20g添加し、5分間撹拌した。その後、硫酸銅五水和物水溶液(濃度:5質量%)を3.20g添加し5分間撹拌後、タンニン酸水溶液(濃度:1質量%)16.37g添加した。
添加後80℃で維持したまま1時間撹拌した後25℃まで冷却し、25℃に到達後に5分間撹拌した。その後、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学製 KBM-803)を2.0mg添加し、6時間撹拌して酸化銅コロイド(A-5)を得た。
得られた合成物中の抗菌性金属粒子の平均粒子径は11nmであった。
[Production Example 5] Copper oxide colloid (A-5)
400 g of ion-exchanged water and 2.96 g of an aqueous solution of sodium citrate dihydrate (concentration: 10% by mass) were placed in a 500 mL flask and heated to 80 ° C.
When the temperature reached 80 ° C., 23.20 g of an aqueous ammonia solution (concentration: 5% by mass) was added, and the mixture was stirred for 5 minutes. Then, 3.20 g of an aqueous solution of copper sulfate pentahydrate (concentration: 5% by mass) was added, and after stirring for 5 minutes, 16.37 g of an aqueous solution of tannic acid (concentration: 1% by mass) was added.
After the addition, the mixture was stirred for 1 hour while being maintained at 80 ° C., cooled to 25 ° C., and after reaching 25 ° C., the mixture was stirred for 5 minutes. Then, 2.0 mg of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (KBM-803 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added, and the mixture was stirred for 6 hours to obtain a copper oxide colloid (A-5).
The average particle size of the antibacterial metal particles in the obtained composite was 11 nm.
〔製造例6〕銀コロイド(A-6)
前記〔製造例4〕の3-メルカプトプロピルトリメトキシシランを3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学製 KBM-903)とした以外は、前記〔製造例4〕と同じ方法にて合成し、銀コロイド(A-6)を得た。
得られた合成物中の抗菌性金属粒子の平均粒子径は8nmであった。
[Production Example 6] Silver colloid (A-6)
Silver was synthesized by the same method as in [Production Example 4] except that 3-Aminopropyltrimethoxysilane (KBM-903 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane in [Production Example 4]. A colloid (A-6) was obtained.
The average particle size of the antibacterial metal particles in the obtained composite was 8 nm.
〔製造例7〕銀コロイド(A-7)
イオン交換水400gを、500mLフラスコに仕込み、80℃に加温した。
80℃に達したとき、硝酸銀水溶液(濃度:5質量%)を、1.25g添加し、5分間撹拌した。
その後、タンニン酸水溶液(濃度:1質量%)1.04g、及びクエン酸ナトリウム二水和物水溶液(濃度:10質量%)1.75gを同時に添加した。
添加後80℃で維持したまま1時間撹拌した後、室温まで冷却して銀コロイド(A-7)を得た。
得られた合成物中の抗菌性金属粒子の平均粒子径は4nmであった。
[Production Example 7] Silver colloid (A-7)
400 g of ion-exchanged water was placed in a 500 mL flask and heated to 80 ° C.
When the temperature reached 80 ° C., 1.25 g of an aqueous silver nitrate solution (concentration: 5% by mass) was added, and the mixture was stirred for 5 minutes.
Then, 1.04 g of an aqueous tannic acid solution (concentration: 1% by mass) and 1.75 g of an aqueous solution of sodium citrate dihydrate (concentration: 10% by mass) were added at the same time.
After the addition, the mixture was stirred for 1 hour while being maintained at 80 ° C., and then cooled to room temperature to obtain a silver colloid (A-7).
The average particle size of the antibacterial metal particles in the obtained composite was 4 nm.
〔製造例8〕銀コロイド(A-8)
前記〔製造例4〕の3-メルカプトプロピルトリメトキシシランをフェニルトリメトキシシラン(信越化学製 KBM-103)とした以外は、前記〔製造例4〕と同じ方法にて合成し、銀コロイド(A-8)を得た。
得られた合成物中の抗菌性金属粒子の平均粒子径は8nmであった。
[Production Example 8] Silver colloid (A-8)
The silver colloid (A) was synthesized by the same method as in [Production Example 4] except that 3-mercaptopropyltrimethoxysilane in [Production Example 4] was changed to phenyltrimethoxysilane (KBM-103 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). -8) was obtained.
The average particle size of the antibacterial metal particles in the obtained composite was 8 nm.
〔製造例9〕銀コロイド(A-9)
前記〔製造例4〕の3-メルカプトプロピルトリメトキシシランの添加量を0.32mgとした以外は、前記〔製造例4〕と同じ方法にて合成し、銀コロイド(A-9)を得た。
得られた合成物中の抗菌性金属粒子の平均粒子径は4nmであった。
[Production Example 9] Silver colloid (A-9)
A silver colloid (A-9) was obtained by synthesizing in the same manner as in [Production Example 4] except that the amount of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane added in [Production Example 4] was 0.32 mg. ..
The average particle size of the antibacterial metal particles in the obtained composite was 4 nm.
〔実施例1〕
製造例1で作製した金担持酸化チタン(A-1)137.1gと、塩基性のコロイダルシリカである、平均粒子径10nmの水分散コロイダルシリカ(日産化学工業社製 スノーテックスNS、固形分20質量%)123.4gと、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物である、フルオロカーボン界面活性剤(DIC社製、メガファックF-444)1.5gと、イオン交換水により固形分量を0.1質量%に調整した退色性色素(キシダ化学社製 メチレンブルー)140gとを配合し、全量が1000gとなるようイオン交換水と加えて撹拌することにより、水系組成物を作製した。
この水系組成物を上記の各方法に従って光触媒塗膜を作製し、各種評価結果を表3に示す。
[Example 1]
137.1 g of gold-supported titanium oxide (A-1) produced in Production Example 1 and water-dispersed colloidal silica having an average particle diameter of 10 nm, which is a basic colloidal silica (Snowtex NS manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., solid content 20). Weight%) 123.4 g, 1.5 g of fluorocarbon surfactant (Megafuck F-444 manufactured by DIC), which is a perfluoroalkylethylene oxide adduct, and ion-exchanged water to reduce the solid content to 0.1% by mass. An aqueous composition was prepared by blending 140 g of the adjusted fading dye (methylene blue manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.), adding it to ion-exchanged water so that the total mass became 1000 g, and stirring the mixture.
A photocatalytic coating film was prepared from this aqueous composition according to each of the above methods, and various evaluation results are shown in Table 3.
〔実施例2〕
前記〔実施例1〕において金担持酸化チタン(A-1)を、製造例2で作製した銀担持酸化チタン(A-2)とした以外は、前記〔実施例1〕と同様にして水系組成物を作製した。
この水系組成物を上記の各方法に従って光触媒塗膜を作製し、各種評価結果を表3に示す。
[Example 2]
The water-based composition is the same as in [Example 1] except that the gold-supported titanium oxide (A-1) in [Example 1] is the silver-supported titanium oxide (A-2) produced in Production Example 2. I made a thing.
A photocatalytic coating film was prepared from this aqueous composition according to each of the above methods, and various evaluation results are shown in Table 3.
〔実施例3〕
前記〔実施例1〕において金担持酸化チタン(A-1)を、製造例3で作製した酸化銅担持酸化チタン(A-3)とした以外は、前記〔実施例1〕と同様にして水系組成物を作製した。
この水系組成物を上記の各方法に従って光触媒塗膜を作製し、各種評価結果を表3に示す。
[Example 3]
Water-based in the same manner as in [Example 1], except that the gold-supported titanium oxide (A-1) in [Example 1] was replaced with the copper-supported titanium oxide (A-3) produced in Production Example 3. A composition was prepared.
A photocatalytic coating film was prepared from this aqueous composition according to each of the above methods, and various evaluation results are shown in Table 3.
〔実施例4〕
製造例4で作製した銀コロイド(A-4)550gと、塩基性のコロイダルシリカである、平均粒子径10nmの水分散コロイダルシリカ(日産化学工業社製 スノーテックスNS、固形分20質量%)123.53gと、イオン交換水で濃度を30質量%へ希釈したアクリル-シリコーンエマルジョン(旭化成社製 G639S)8.97gと、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物である、(AGCセイミケミカル社製 サーフロンS-232)10.33gと、イオン交換水により固形分量を0.1質量%に調整した退色性色素(キシダ化学社製 メチレンブルー)140gとを配合し、全量が1000gとなるようイオン交換水と加えて撹拌することにより、水系組成物を作製した。
この水系組成物を上記の各方法に従って塗膜を作成し、各種評価結果を表3に示す。
[Example 4]
550 g of silver colloid (A-4) produced in Production Example 4 and water-dispersed colloidal silica having an average particle diameter of 10 nm, which is a basic colloidal silica (Snowtex NS manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., solid content 20% by mass) 123 .53 g, acrylic-silicone emulsion (G639S manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) diluted to 30% by mass with ion-exchanged water, 8.97 g, and perfluoroalkylethylene oxide adduct (Surflon S-232 manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.). ) 10.33 g and 140 g of a fading dye (methylene blue manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) whose solid content is adjusted to 0.1% by mass with ion-exchanged water are mixed, and the mixture is added with ion-exchanged water so that the total amount becomes 1000 g and stirred. By doing so, an aqueous composition was prepared.
A coating film of this aqueous composition was prepared according to each of the above methods, and various evaluation results are shown in Table 3.
〔実施例5〕
前記〔実施例4〕において銀コロイド(A-4)を、製造例5で作製した銀コロイド(A-5)とした以外は、前記〔実施例4〕と同様にして水系組成物を作製した。
この水系組成物を上記の各方法に従って塗膜を作製し、各種評価結果を表3に示す。
[Example 5]
An aqueous composition was prepared in the same manner as in [Example 4], except that the silver colloid (A-4) in [Example 4] was the silver colloid (A-5) prepared in Production Example 5. ..
A coating film of this aqueous composition was prepared according to each of the above methods, and various evaluation results are shown in Table 3.
〔実施例6〕
前記〔実施例4〕において銀コロイド(A-4)を、製造例6で作製した銀コロイド(A-6)とした以外は、前記〔実施例4〕と同様にして水系組成物を作製した。
この水系組成物を上記の各方法に従って塗膜を作製し、各種評価結果を表3に示す。
[Example 6]
An aqueous composition was prepared in the same manner as in [Example 4], except that the silver colloid (A-4) in [Example 4] was the silver colloid (A-6) prepared in Production Example 6. ..
A coating film of this aqueous composition was prepared according to each of the above methods, and various evaluation results are shown in Table 3.
〔実施例7〕
製造例5で作製した酸化銅コロイド(A-5)550gと、塩基性のコロイダルシリカである、平均粒子径10nmの水分散コロイダルシリカ(日産化学工業社製 スノーテックスNS、固形分20質量%)96.08gと、イオン交換水で濃度を30質量%へ希釈したアクリル-シリコーンエマルジョン(旭化成社製 G612)27.27gと、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物である、(AGCセイミケミカル社製 サーフロンS-232)10.33gと、イオン交換水により固形分量を0.1質量%に調整した退色性色素(キシダ化学社製 メチレンブルー)140gとを配合し、全量が1000gとなるようイオン交換水と加えて撹拌することにより、水系組成物を作製した。
この水系組成物を上記の各方法に従って塗膜を作製し、各種評価結果を表3に示す。
[Example 7]
550 g of copper oxide colloid (A-5) produced in Production Example 5 and water-dispersed colloidal silica having an average particle diameter of 10 nm, which is a basic colloidal silica (Snowtex NS manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., solid content 20% by mass). 96.08 g, 27.27 g of acrylic-silicone emulsion (G612 manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) diluted to 30% by mass with ion-exchanged water, and a perfluoroalkylethylene oxide adduct (Surflon S-manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.). 232) Add 10.33 g and 140 g of a fading dye (methylene blue manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) whose solid content is adjusted to 0.1% by mass with ion-exchanged water, and add with ion-exchanged water so that the total amount becomes 1000 g. An aqueous composition was prepared by stirring.
A coating film of this aqueous composition was prepared according to each of the above methods, and various evaluation results are shown in Table 3.
〔実施例8〕
前記〔実施例7〕においてコロイダルシリカを109.80g、アクリル-シリコーンエマルジョンを18.12gとした以外は、前記〔実施例7〕と同様にして水系組成物を作製した。
この水系組成物を上記の各方法に従って塗膜を作製し、各種評価結果を表3に示す。
[Example 8]
An aqueous composition was prepared in the same manner as in [Example 7] except that the amount of colloidal silica was 109.80 g and the amount of acrylic-silicone emulsion was 18.12 g in [Example 7].
A coating film of this aqueous composition was prepared according to each of the above methods, and various evaluation results are shown in Table 3.
〔実施例9〕
製造例5で作製した酸化銅コロイド(A-5)550gと、塩基性のコロイダルシリカである、平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(日産化学工業社製 スノーテックスNXS、固形分15質量%)36.60gと、塩基性のコロイダルシリカである、平均粒子径22nmの水分散コロイダルシリカ(日産化学工業社製 スノーテックスN40、固形分40質量%)48.04gと、イオン交換水で濃度を30質量%へ希釈したアクリル-シリコーンエマルジョン(旭化成社製 G639S)8.97gと、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物である、(AGCセイミケミカル社製 サーフロンS-232)10.33gと、イオン交換水により固形分量を0.1質量%に調整した退色性色素(キシダ化学社製 メチレンブルー)140gとを配合し、全量が1000gとなるようイオン交換水と加えて撹拌することにより、水系組成物を作製した。
この水系組成物を上記の各方法に従って塗膜を作製し、各種評価結果を表3に示す。
[Example 9]
550 g of copper oxide colloid (A-5) produced in Production Example 5 and water-dispersed colloidal silica having an average particle diameter of 5 nm, which is a basic colloidal silica (Snowtex NXS manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., solid content 15% by mass). 36.60 g, water-dispersed colloidal silica with an average particle diameter of 22 nm (Snowtex N40 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., solid content 40% by mass) 48.04 g, which is a basic colloidal silica, and ion-exchanged water have a concentration of 30. 8.97 g of acrylic-silicone emulsion (G639S manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) diluted to mass%, 10.33 g of (Surflon S-232 manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.), which is a perfluoroalkylethylene oxide adduct, and solid with ion-exchanged water. An aqueous composition was prepared by blending 140 g of a fading dye (methylene blue manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) whose amount was adjusted to 0.1% by mass, adding it to ion-exchanged water so that the total amount became 1000 g, and stirring the mixture.
A coating film of this aqueous composition was prepared according to each of the above methods, and various evaluation results are shown in Table 3.
〔参考例10〕
前記〔実施例4〕において銀コロイド(A-4)を、製造例7で作製した銀コロイド(
A-7)とした以外は、前記〔実施例4〕と同様にして水系組成物を作製した。
この水系組成物を上記の各方法に従って塗膜を作製し、各種評価結果を表3に示す。
[ Reference Example 10]
The silver colloid (A-4) produced in Production Example 7 was prepared from the silver colloid (A-4) in [Example 4].
An aqueous composition was prepared in the same manner as in [Example 4] except that A-7).
A coating film of this aqueous composition was prepared according to each of the above methods, and various evaluation results are shown in Table 3.
〔参考例11〕
前記〔実施例4〕において銀コロイド(A-4)を、製造例8で作製した銀コロイド(A-8)とした以外は、前記〔実施例4〕と同様にして水系組成物を作製した。
この水系組成物を上記の各方法に従って塗膜を作成し、各種評価結果を表3に示す。
[ Reference Example 11]
An aqueous composition was prepared in the same manner as in [Example 4], except that the silver colloid (A-4) in [Example 4] was the silver colloid (A-8) prepared in Production Example 8 . ..
A coating film of this aqueous composition was prepared according to each of the above methods, and various evaluation results are shown in Table 3.
〔参考例12〕
前記〔実施例4〕において銀コロイド(A-4)を、製造例9で作製した銀コロイド(A-9)とした以外は、前記〔実施例4〕と同様にして水系組成物を作製した。
この水系組成物を上記の各方法に従って塗膜を作製し、各種評価結果を表3に示す。
[ Reference Example 12]
An aqueous composition was prepared in the same manner as in [Example 4], except that the silver colloid (A-4) in [Example 4] was the silver colloid (A-9) prepared in Production Example 9 . ..
A coating film of this aqueous composition was prepared according to each of the above methods, and various evaluation results are shown in Table 3.
〔比較例1〕
製造例4で作製した銀コロイド(A-4)を減圧蒸留により10倍に濃縮した。
この10倍に濃縮したコロイド溶液549gへポリビニルアルコール粉末(クラレ社製 PVA217)を撹拌しながらゆっくり添加した。
添加後、平均粒子径12nmの水分散コロイダルシリカ(日産化学工業社製 スノーテックスNS、固形分:20質量%)13.73gと、フルオロカーボン界面活性剤(AGCセイミケミカル社製 サーフロンS-232)10.33gと、イオン交換水により固形分量を1.0質量%に調整した退色性色素(キシダ化学社製、「メチレンブルー」)140gを混合し、全量が1000gとなるようイオン交換水と加えて撹拌することにより、水系組成物を作製した。
この水系組成物を上記の各方法に従って塗膜を作製し、各種評価結果を表3に示す。
[Comparative Example 1]
The silver colloid (A-4) produced in Production Example 4 was concentrated 10-fold by vacuum distillation.
Polyvinyl alcohol powder (PVA217 manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was slowly added to 549 g of this 10-fold concentrated colloidal solution with stirring.
After addition, 13.73 g of water-dispersed colloidal silica (Snowtex NS manufactured by Nissan Chemical Industry Co., Ltd., solid content: 20% by mass) having an average particle diameter of 12 nm and a fluorocarbon surfactant (Surflon S-232 manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.) 10 Mix .33 g and 140 g of fading dye (“Methylene Blue” manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) whose solid content is adjusted to 1.0% by mass with ion-exchanged water, add to ion-exchanged water so that the total amount becomes 1000 g, and stir. By doing so, an aqueous composition was prepared.
A coating film of this aqueous composition was prepared according to each of the above methods, and various evaluation results are shown in Table 3.
〔比較例2〕
前記〔実施例4〕において、銀コロイド(A-4)を硫酸銅五水和物水溶液(濃度:100ppm)とした以外は、前記〔実施例4〕と同様にして水系組成物を作製した。
この水系組成物を上記の各方法に従って塗膜を作製し、各種評価結果を表3に示す。
[Comparative Example 2]
An aqueous composition was prepared in the same manner as in [Example 4], except that the silver colloid (A-4) was an aqueous solution of copper sulfate pentahydrate (concentration: 100 ppm) in [Example 4].
A coating film of this aqueous composition was prepared according to each of the above methods, and various evaluation results are shown in Table 3.
本発明の塗膜、及び水系組成物は、建築外装、内装材、外装表示用途、自動車、ディスプレイ等への塗装の材料として、産業上の利用可能性を有する。 The coating film and the water-based composition of the present invention have industrial applicability as a coating material for building exteriors, interior materials, exterior display applications, automobiles, displays and the like.
Claims (6)
前記塗膜を形成する水系組成物が、
水と、
抗菌性金属粒子Aと、
分子中に前記抗菌性金属粒子Aと相互作用する官能基B1と、シラノール基及びシロキ
サン結合と相互作用する官能基からなる群より選ばれる少なくともいずれかである官能基
B2を含む化合物Bと、
コロイダルシリカCと、
を、含有し、
前記抗菌性金属粒子Aの質量の、前記コロイダルシリカCの質量に対する比率が0.0
1~10.0%であり、
前記化合物Bの質量の、抗菌性金属粒子Aの質量に対する比率〔(化合物Bの質量)/(抗菌性金属粒子Aの質量)〕×100(%)が1~300%であり、
前記化合物Bが、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、及び3-アミノプロピルトリエトキシシランからなる群より選択される化合物の加水分解物、又はこれらが一部縮合した化合物からなる群より選択される少なくとも1つであり、
JIS K 5600-7-7に準拠した曝露試験で2500時間経過した後の前記塗
膜中における前記抗菌性金属含有化合物の全含有質量が、
前記曝露試験前の前記塗膜中における前記抗菌性金属含有化合物の全含有質量に対して
5%以上であり、
前記塗膜中に空隙が存在し、
前記塗膜の空隙率が1~30%である、
塗膜。 A coating film containing an antibacterial metal-containing compound,
The aqueous composition forming the coating film is
water and,
Antibacterial metal particles A and
A functional group B1 that interacts with the antibacterial metal particles A in the molecule, a silanol group, and a shiroki.
A functional group that is at least one selected from the group consisting of functional groups that interact with a sun bond.
Compound B containing B2 and
Colloidal silica C and
, Containing,
The ratio of the mass of the antibacterial metal particles A to the mass of the colloidal silica C is 0.0.
It is 1 to 10.0%,
The ratio of the mass of the compound B to the mass of the antibacterial metal particles A [(mass of compound B) / (mass of antibacterial metal particles A)] × 100 (%) is 1 to 300%.
The compound B is 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, and 3-aminopropyl. A hydrolyzate of a compound selected from the group consisting of triethoxysilane, or at least one selected from the group consisting of a compound in which these are partially condensed.
The total mass of the antibacterial metal-containing compound in the coating film after 2500 hours in the exposure test conforming to JIS K 5600-7-7 is the total mass.
It is 5% or more with respect to the total mass of the antibacterial metal-containing compound in the coating film before the exposure test.
There are voids in the coating film,
The porosity of the coating film is 1 to 30%.
Coating film.
される少なくとも1種である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の塗膜。 The coating film according to any one of claims 1 to 3 , wherein the antibacterial metal particles A are at least one selected from the group consisting of gold, silver, and copper, and compounds thereof.
化チタンからなる群より選択される少なくとも1種である、請求項5に記載の塗膜。 The coating film according to claim 5 , wherein the particles D having photocatalytic activity are at least one selected from the group consisting of titanium oxide, tungsten oxide, and silica-coated titanium oxide.
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