JPH0975243A - Stainproof plate - Google Patents

Stainproof plate

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JPH0975243A
JPH0975243A JP8156299A JP15629996A JPH0975243A JP H0975243 A JPH0975243 A JP H0975243A JP 8156299 A JP8156299 A JP 8156299A JP 15629996 A JP15629996 A JP 15629996A JP H0975243 A JPH0975243 A JP H0975243A
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JP
Japan
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titania
optical semiconductor
antifouling plate
photo
semiconductor
Prior art date
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JP8156299A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsumasa Sugano
充誠 菅野
Makoto Hayakawa
信 早川
Eiichi Kojima
栄一 小島
Toshiya Watabe
俊也 渡部
Atsushi Kitamura
厚 北村
Makoto Chikuni
真 千国
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Publication date
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    • Y02T30/34

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  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Devices For Warming Or Keeping Food Or Tableware Hot (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antifoulant plate on which oily staining is sticked can be easily cleaned. SOLUTION: An antifoulant plate which is arranged on the surrounding of an apparatus which is a cause for scattering staining and receives the staining is provided. The antifoulant plate has a surface layer contg. a photo- semiconductor and the surface exhibits hydrophilic properties in accordance with photo-excitation of the photo-semiconductor. When the surface of the antifoulant plate exhibits enough hydrophilic properties, the staining sticked on the surface becomes easy to remove.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、台所のコンロの周
囲に配置されてコンロ上の調理品から飛散する油汚れを
受けるキッチンバック等の防汚板に関する。特には、付
着した汚れを落としやすい防汚板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antifouling plate such as a kitchen bag which is arranged around a kitchen stove and receives oil stains scattered from cooked food on the stove. In particular, it relates to an antifouling plate that easily removes the attached dirt.

【0002】[0002]

【従来の技術】台所のコンロでは、フライパンなどを用
いて調理を行う際に、油に代表される汚れが周囲に飛び
散る。この飛び散る汚れの当るコンロの周囲の壁面は、
付着した汚れを落としやすい(清掃しやすい)材料で作
られる。あるいは、コンロの周囲に衝立を立てて汚れの
飛散を受け止めている。本明細書では、これらの壁面や
衝立のような、汚れ発生原因となる装置(コンロ)の周
囲に配置されてその汚れを受ける部材を防汚板と呼ぶ。
防汚板は、付着した汚れを落としやすい性質であること
が望ましいので、タイルなどでできている。
2. Description of the Related Art In a kitchen stove, when cooking using a frying pan or the like, dirt represented by oil is scattered around. The wall surface around the stove where this scattered dirt hits is
It is made of a material that easily removes adhered dirt (easy to clean). Alternatively, a partition is set up around the stove to catch the scattering of dirt. In the present specification, a member, such as a wall surface or a partition, that is arranged around a device (stove) that causes stains and receives the stains is referred to as an antifouling plate.
The antifouling plate is preferably made of tiles or the like, because it is desirable that the antifouling plate has a property of easily removing attached dirt.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、タイル製の防
汚板でも、強固な油汚れはなかなか落としにくい。特に
付着した油分が重合・固化してにかわ状になると、この
汚れを落とすのは困難な作業となる。本発明は、付着し
た油汚れ等を落としやすい防汚板を提供することを目的
とする。さらには、付着した油汚れ等を分解する作用を
も有する防汚板を提供することを目的とする。
However, even with a tile antifouling plate, strong oil stains are difficult to remove. Especially, when the adhered oil is polymerized and solidified to form a glue, it is difficult to remove the dirt. An object of the present invention is to provide an antifouling plate that easily removes oil stains and the like that have adhered. Furthermore, it aims at providing the antifouling plate which also has the effect | action which decomposes the oil stain etc. which adhered.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の防汚板は、汚れ発散原因となる装置の周囲
に配置されてその汚れを受ける防汚板であって; 光半
導体を含む表面層を有し、該光半導体の光励起に対応し
て表面が親水性を示すことを特徴とする。防汚板の表面
が十分な親水性を示せば、その表面に付着した汚れが落
ちやすくなる。
In order to solve the above-mentioned problems, an antifouling plate of the present invention is an antifouling plate which is arranged around a device which causes dirt emission and receives the dirt; It is characterized in that it has a surface layer containing, and the surface exhibits hydrophilicity in response to photoexcitation of the optical semiconductor. If the surface of the antifouling plate exhibits sufficient hydrophilicity, dirt attached to the surface will be easily removed.

【0005】本発明においては、さらに、上記光半導体
が、その光酸化作用により上記防汚板に付着した汚れを
酸化分解することが好ましい。油分が重合・固化してに
かわ状になるのを防止することができる。
In the present invention, it is preferable that the photo-semiconductor oxidize and decompose stains adhering to the antifouling plate by its photo-oxidation effect. It is possible to prevent the oil from polymerizing and solidifying to form a glue.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明の防汚板においては、上記
光半導体を含む表面層が、アナターゼ型酸化チタン及び
シリカ、又は、アナターゼ型酸化チタン及び少なくとも
一部がシラノール化されたシリコーンを含むことが好ま
しい。これらは親水化の程度がきわめて高度な親水性面
が得られる。その親水化の程度は、水との接触角が10
°あるいは3°以下という際立ったものである。また、
アナターゼ型酸化チタンはバンドギャップエネルギーが
高いため、汚れの酸化分解作用が強い。ここで、該表面
層中の酸化チタンの含有率は体積%で5〜90%が望ま
しい。親水性及び酸化還元反応の活発性がこの範囲で良
好だからである。また、さらにAg、Pt、Pd、R
u、Os、Irのいずれかの金属を添加すると、親水性
能を損うことなく酸化還元性をより活発化できるので好
ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the antifouling plate of the present invention, the surface layer containing the above-mentioned optical semiconductor contains anatase type titanium oxide and silica, or anatase type titanium oxide and at least a part of silanolated silicone. It is preferable. These provide a hydrophilic surface with a very high degree of hydrophilicity. The degree of hydrophilicity is such that the contact angle with water is 10
It stands out in the range of ° or 3 ° or less. Also,
Since anatase type titanium oxide has a high band gap energy, it has a strong oxidative decomposition effect on dirt. Here, the content of titanium oxide in the surface layer is preferably 5 to 90% by volume. This is because the hydrophilicity and the activity of the redox reaction are good in this range. Further, Ag, Pt, Pd, R
It is preferable to add any one metal of u, Os, and Ir because the redox property can be more activated without impairing the hydrophilic property.

【0007】次に、親水性と光半導体との関係について
述べる。本発明者は、光半導体を光励起すると光半導体
の表面が高度に親水化されることを発見した。すなわ
ち、光半導性チタニアを紫外線で光励起したところ、水
との接触角が10°以下、より詳しくは5°以下、特に
約0°になる程度に表面が高度に親水化されること、及
び、光の照射により高度の親水性が維持・回復されるこ
と、さらには特定条件下では一旦高度に親水化された状
態が3週間以上暗所にあっても維持されることを発見し
た。
Next, the relationship between hydrophilicity and optical semiconductor will be described. The present inventor discovered that the surface of an optical semiconductor is highly hydrophilized when the optical semiconductor is photoexcited. That is, when the photo-semiconductive titania is photoexcited with ultraviolet rays, the surface is highly hydrophilized so that the contact angle with water is 10 ° or less, more specifically 5 ° or less, and particularly about 0 °, and It was discovered that irradiation with light maintains and restores a high degree of hydrophilicity, and that under certain conditions, a highly hydrophilized state is maintained even in a dark place for 3 weeks or longer.

【0008】光半導体のバンドギャップエネルギーより
高いエネルギーの波長をもった光を充分な照度で充分な
時間照射すると、光半導体含有層の表面は親水性を呈す
るに至る。光半導体の光励起によって起こる表面の親水
化現象は、現在のところ、必ずしも明確に説明すること
はできない。光半導体による親水化現象は、光半導体の
化学反応への応用に関する分野において従来知られてい
る光触媒的酸化還元反応による物質の光分解とは必ずし
も同じではないように見受けられる。この点に関し、光
触媒的酸化還元反応に関する従来の定説は、光励起によ
り電子−正孔対が生成し、生成した電子は表面酸素を還
元してスーパーオキサイドイオン(O2 -)を生成し、正
孔は表面水酸基を酸化して水酸ラジカル(・OH)を生
成し、これらの高度に反応性の活性酸素種(O2 -や・O
H)の酸化還元反応によって物質が分解されるというも
のであった。
When the light having a wavelength of energy higher than the band gap energy of the photosemiconductor is irradiated with sufficient illuminance for a sufficient time, the surface of the photosemiconductor-containing layer becomes hydrophilic. At present, the surface hydrophilization phenomenon caused by photoexcitation of an optical semiconductor cannot always be clearly explained. It seems that the hydrophilization phenomenon by the photo-semiconductor is not necessarily the same as the photo-decomposition of a substance by the photocatalytic redox reaction conventionally known in the field related to the application to the chemical reaction of the photo-semiconductor. In this regard, conventional dogma regarding the photocatalytic redox reaction is photoexcited by electron - hole pairs are generated, the generated electrons are superoxide ions by reducing surface oxygen (O 2 -) to generate the hole by oxidizing the surface hydroxyl groups to produce the hydroxyl radical (· OH), these highly reactive oxygen species (O 2 - and · O
The substance was decomposed by the redox reaction of H).

【0009】しかしながら、光半導体による親水化現象
は、少なくとも2つの点において、物質の光触媒的分解
に関する従来の知見と合致しない。第一に、従来の定説
では、ルチルや酸化錫のような光半導体は、伝導体のエ
ネルギー準位が十分に高くないため、還元反応が進行せ
ず、その結果、伝導体に光励起された電子が過剰とな
り、光励起により生成した電子−正孔対が酸化還元反応
に関与することなく再結合すると考えられていた。これ
に対して、光半導体による親水化現象は、ルチルや酸化
錫のような光半導体でも起こることが確認された。
However, the hydrophilization phenomenon due to the photo-semiconductor is inconsistent with the conventional findings regarding the photocatalytic decomposition of substances in at least two respects. First, according to the conventional theory, in photo semiconductors such as rutile and tin oxide, the energy level of the conductor is not sufficiently high, so the reduction reaction does not proceed, and as a result, the electrons photoexcited by the conductor are not excited. It was thought that the electron-hole pairs generated by photoexcitation recombine without participating in the redox reaction. On the other hand, it was confirmed that the hydrophilization phenomenon caused by the optical semiconductor also occurs in the optical semiconductors such as rutile and tin oxide.

【0010】第二に、従来、光触媒性酸化還元反応によ
る物質の分解は光半導体層の膜厚が少なくとも100nm
以上でないと起こらないと考えられている。これに対し
て、光半導体による親水化は、光触媒含有層の膜厚が数
nmのオーダーでも起こることが観察された。
Secondly, conventionally, the decomposition of a substance by a photocatalytic oxidation-reduction reaction requires that the thickness of the optical semiconductor layer be at least 100 nm
It is thought that it will not happen unless it is above. On the other hand, hydrophilization with an optical semiconductor requires that the film thickness of the photocatalyst containing layer be several
It has been observed that it also occurs on the order of nm.

【0011】したがって、明確には結論できないが、光
半導体による親水化現象は、光触媒的酸化還元反応によ
る物質の光分解とはやや異なる現象であると考えられ
る。しかしながら、光半導体のバンドギャップエネルギ
ーより高いエネルギーの光を照射しなければ表面の親水
化は起こらないことが確認された。おそらくは、光半導
体の励起により生成した伝導電子と正孔によって光半導
体含有層の表面に極性が付与され水が水酸基(OH-
の形で化学吸着され、さらにその上に物理吸着水層が形
成されて、表面が親水性になると考えられる。
Therefore, although it cannot be clearly concluded, it is considered that the hydrophilization phenomenon by the photo-semiconductor is a phenomenon which is slightly different from the photodecomposition of the substance by the photocatalytic redox reaction. However, it was confirmed that the surface is not hydrophilized unless the light having an energy higher than the band gap energy of the optical semiconductor is irradiated. Possibly, polarity is applied to the surface of the optical semiconductor-containing layer by the generated conduction electrons and holes by the excitation of the optical semiconductor water hydroxyl (OH -)
It is considered that the surface is chemically adsorbed in the form of, and a physically adsorbed water layer is further formed thereon, and the surface becomes hydrophilic.

【0012】光励起により光半導体含有層の表面が一旦
高度に親水化されたならば、基材を暗所に保持しても、
表面の親水性はある程度の期間持続する。時間の経過に
伴い表面水酸基に汚染物質が吸着され、表面が次第に親
水性を失った時には、再び光励起すれば親水性は回復す
る。
Once the surface of the photo-semiconductor-containing layer has been made highly hydrophilic by photoexcitation, even if the substrate is kept in a dark place,
The hydrophilicity of the surface lasts for some time. When contaminants are adsorbed on the surface hydroxyl groups with the lapse of time and the surface gradually loses hydrophilicity, hydrophilicity is restored by photoexcitation again.

【0013】光半導体含有層を最初に親水化するために
は、光半導体のバンドギャップエネルギーより高いエネ
ルギーの波長をもった任意の光源を利用することができ
る。チタニアのように光励起波長が紫外線領域に位置す
る光半導体の場合には、光半導体含有層で被覆された基
材に太陽光が当たるような条件では、太陽光に含まれる
紫外線を好適に利用することができる。屋内や夜間に
は、人工光源により光半導体を光励起することができ
る。後述するように、光半導体含有層がシリカ配合チタ
ニアからなる場合には、蛍光灯に含まれる微弱な紫外線
でも容易に親水化することができる。
To initially hydrophilize the photosemiconductor-containing layer, any light source having a wavelength of energy higher than the bandgap energy of the photosemiconductor can be utilized. In the case of an optical semiconductor in which the photoexcitation wavelength is located in the ultraviolet region such as titania, under the condition that sunlight hits the substrate coated with the optical semiconductor-containing layer, the ultraviolet rays contained in the sunlight are preferably used. be able to. An optical semiconductor can be optically excited by an artificial light source indoors or at night. As will be described later, when the optical-semiconductor-containing layer is made of silica-containing titania, it can be easily made hydrophilic even with weak ultraviolet rays contained in a fluorescent lamp.

【0014】光半導体含有層の表面が一旦親水化された
後には、比較的微弱な光によって親水性を維持し、或い
は、回復させることができる。例えば、チタニアの場合
には、親水性の維持と回復は、蛍光灯のような室内照明
灯に含まれる微弱な紫外線でも充分に行うことができ
る。
After the surface of the photosemiconductor-containing layer is once made hydrophilic, the hydrophilicity can be maintained or restored by relatively weak light. For example, in the case of titania, the hydrophilicity can be sufficiently maintained and restored even with weak ultraviolet rays contained in an interior illumination lamp such as a fluorescent lamp.

【0015】光半導体含有層は非常に薄くしても親水性
を発現し、特に金属酸化物からなる光触媒半導体材料は
充分な硬度を有するので、光半導体含有層は充分な耐久
性と耐摩耗性を有する。
The photo-semiconductor-containing layer exhibits hydrophilicity even if it is very thin, and in particular, the photo-catalytic semiconductor material made of a metal oxide has a sufficient hardness, so that the photo-semiconductor-containing layer has a sufficient durability and abrasion resistance. Have.

【0016】基材 本発明においては、基材は、例えば、金属、セラミック
ス、ガラス、プラスチックス、木、石、セメント、コン
クリート、それらの組合せ、それらの積層体、及びそれ
らへの塗装を含む。基材の表面は光半導体含有層により
被覆される。
Substrate In the present invention, the substrate includes, for example, metal, ceramics, glass, plastics, wood, stone, cement, concrete, combinations thereof, laminates thereof, and coating to them. The surface of the base material is covered with the optical semiconductor-containing layer.

【0017】基材がプラスチックスのような非耐熱性の
材料で形成されている場合や基材が塗料で塗装されてい
る場合には、後述するように光半導体を含有する耐光酸
化性塗料を表面に塗布し硬化させることにより、光半導
体含有層を形成することができる。
When the base material is made of a non-heat resistant material such as plastics or when the base material is coated with a paint, a photo-oxidation resistant paint containing an optical semiconductor is used as described later. The optical semiconductor-containing layer can be formed by applying it to the surface and curing it.

【0018】光半導体 本発明において使用する光半導体としては、チタニア
(TiO2 )が最も好ましい。チタニアは、無害であ
り、化学的に安定であり、かつ、安価に入手可能であ
る。さらに、チタニアはバンドギャップエネルギーが高
く、従って、光励起には紫外線を必要とし、光励起の過
程で可視光を吸収しないので、補色成分による発色が起
こらない。
Examples of the optical semiconductor used in the optical semiconductor present invention, titania (TiO 2) is most preferred. Titania is harmless, chemically stable, and available at low cost. Furthermore, since titania has a high band gap energy and therefore requires ultraviolet light for photoexcitation and does not absorb visible light in the process of photoexcitation, color development by a complementary color component does not occur.

【0019】チタニアとしてはアナターゼとルチルのい
ずれも使用することができる。アナターゼ型チタニアの
利点は、非常に細かな微粒子を分散させたゾルを市場で
容易に入手することができ、非常に薄い薄膜を容易に形
成することができることである。ルチル型チタニアはア
ナターゼ型よりも伝導帯準位が低いが、光半導体による
親水化の目的に使用することができる。基材をチタニア
からなる光半導体含有層で被覆し、チタニアを紫外線に
よって光励起すると、水が水酸基(OH- )の形で表面
に化学吸着され、さらにその上に物理吸着水層が形成さ
れて、その結果、表面が親水性になると考えられる。
As titania, both anatase and rutile can be used. The advantage of the anatase type titania is that a sol in which very fine particles are dispersed can be easily obtained on the market, and a very thin thin film can be easily formed. Rutile-type titania has a lower conduction band level than anatase-type titania, but can be used for the purpose of hydrophilization by an optical semiconductor. The substrate coated with the optical semiconductor-containing layer made of titania, the titania photoexcited by UV light, water is a hydroxyl group (OH -) are chemisorbed on the surface in the form of, formed more physically adsorbed water layer thereon, As a result, it is considered that the surface becomes hydrophilic.

【0020】本発明の使用可能な他の光半導体として
は、ZnO、SnO2 、SrTiO3、WO3 、Bi2
3 、Fe23 のような金属酸化物がある。これらの
金属酸化物は、チタニアと同様に、表面に金属元素と酸
素が存在するので、表面水酸基(OH- )を吸着しやす
いと考えられる。また、光半導体の粒子をシリカ等の光
半導体でない金属酸化物と混合してもよい。特に、シリ
カ又は酸化錫に光半導体を配合した場合には、表面を高
度に親水化することができる。
Other photo-semiconductors usable in the present invention include ZnO, SnO 2 , SrTiO 3 , WO 3 and Bi 2.
There are metal oxides such as O 3 and Fe 2 O 3 . It is considered that these metal oxides are likely to adsorb the surface hydroxyl group (OH ) because the metal element and oxygen are present on the surface similarly to titania. Also, particles of an optical semiconductor may be mixed with a metal oxide that is not an optical semiconductor, such as silica. In particular, when an optical semiconductor is mixed with silica or tin oxide, the surface can be highly hydrophilized.

【0021】そのようなシリカ配合チタニアからなる光
半導体層の作製方法の一例として、無定型シリカの前駆
体(例えば、テトラエトキシシラン、テトライソプロポ
キシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトラブト
キシシラン、テトラメトキシシラン、等のテトラアルコ
キシシラン;それらの加水分解物であるシラノール;又
は平均分子量3,000以下のポリシロキサン)と結晶
性チタニアゾルとの混合物を基材の表面に塗布し、必要
に応じて加水分解させてシラノールを形成した後、室温
又は必要に応じて加熱してシラノールを脱水縮重合に付
すことにより、チタニアが無定型シリカで結着された光
半導体層を形成する。
As an example of the method for producing an optical semiconductor layer made of such titania containing silica, a precursor of amorphous silica (eg, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetrabutoxysilane, tetra A mixture of tetraalkoxysilane such as methoxysilane; silanol which is a hydrolyzate thereof; or polysiloxane having an average molecular weight of 3,000 or less) and crystalline titania sol is applied to the surface of the substrate, and hydrolyzed as necessary. After decomposing to form silanol, the silanol is subjected to dehydration polycondensation by heating at room temperature or if necessary, to form an optical semiconductor layer in which titania is bound with amorphous silica.

【0022】無定形チタニアの焼成による光触媒層の形
基材が金属、セラミックス、ガラスのような耐熱性の材
料で形成されている場合には、水との接触角が0°にな
る程度の高度の親水性を呈する耐摩耗性に優れた光半導
体含有層を形成する好ましいやり方の1つは、先ず基材
の表面を無定形チタニアで被覆し、次いで焼成により無
定形チタニアを結晶性チタニア(アナターゼ又はルチ
ル)に相変化させることである。無定形チタニアの形成
には、次のいずれかの方法を採用することができる。
Shape of photocatalyst layer by firing of amorphous titania
Light forming substrate is a metal, ceramic, if it is formed of a heat resistant material such as glass, which is excellent in wear resistance exhibiting a high degree of hydrophilicity to the extent that the contact angle with water becomes 0 ° One of the preferred ways of forming the semiconductor-containing layer is to first coat the surface of the substrate with amorphous titania and then phase change the amorphous titania to crystalline titania (anatase or rutile) by firing. Any of the following methods can be adopted for forming amorphous titania.

【0023】(1)有機チタン化合物の加水分解と脱水
縮重合 チタンのアルコキシド、例えば、テトラエトキシチタ
ン、テトライソプロポキシチタン、テトラn−プロポキ
シチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタ
ン、に塩酸又はエチルアミンのような加水分解抑制剤を
添加し、エタノールやプロパノールのようなアルコール
で希釈した後、部分的に加水分解を進行させながら又は
完全に加水分解を進行させた後、混合物をスプレーコー
ティング、フローコーティング、スピンコーティング、
ディップコーティング、ロールコーティングその他のコ
ーティング法により、基材の表面に塗布し、常温から2
00℃の温度で乾燥させる。乾燥により、チタンのアル
コキシドの加水分解が完遂して水酸化チタンが生成し、
水酸化チタンの脱水縮重合により無定形チタニアの層が
基材の表面に形成される。チタンのアルコキシドに代え
て、チタンのキレート又はチタンのアセテートのような
他の有機チタン化合物を用いてもよい。
(1) Hydrolysis and Dehydration Polycondensation of Organic Titanium Compounds Titanium alkoxides such as tetraethoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetra n-propoxy titanium, tetrabutoxy titanium, tetramethoxy titanium, hydrochloric acid or ethyl amine. After adding such a hydrolysis inhibitor and diluting it with an alcohol such as ethanol or propanol, the mixture is spray-coated, flow-coated, while the hydrolysis is partially or completely allowed to proceed. Spin coating,
Apply dip coating, roll coating, or other coating method to the surface of the substrate, and
Dry at a temperature of 00 ° C. Drying completes the hydrolysis of titanium alkoxide to produce titanium hydroxide,
A layer of amorphous titania is formed on the surface of the substrate by dehydration polycondensation of titanium hydroxide. Instead of titanium alkoxide, other organotitanium compounds such as titanium chelate or titanium acetate may be used.

【0024】(2)無機チタン化合物による無定形チタ
ニアの形成 無機チタン化合物、例えば、TiCl4 又はTi(SO
4)2 の酸性水溶液をスプレーコーティング、フローコー
ティング、スピンコーティング、ディップコーティン
グ、ロールコーティングにより、基材の表面に塗布す
る。次いで無機チタン化合物を約100〜200℃の温
度で乾燥させることにより加水分解と脱水縮重合に付
し、無定形チタニアの層を基材の表面に形成する。或い
は TiCl4の化学蒸着により基材の表面に無定形チ
タニアさせてもよい。
(2) Formation of amorphous titania from an inorganic titanium compound An inorganic titanium compound such as TiCl 4 or Ti (SO
4 ) Apply the acidic aqueous solution of 2 to the surface of the substrate by spray coating, flow coating, spin coating, dip coating, or roll coating. Then, the inorganic titanium compound is subjected to hydrolysis and dehydration polycondensation by drying at a temperature of about 100 to 200 ° C. to form a layer of amorphous titania on the surface of the substrate. Alternatively, amorphous titania may be applied to the surface of the substrate by chemical vapor deposition of TiCl 4 .

【0025】(3)スパッタリングによる無定形チタニ
アの形成 金属チタン又はTiO2 のターゲットに酸化雰囲気で電
子ビームを照射することにより基材の表面に無定形チタ
ニアを被着する。
(3) Formation of amorphous titania by sputtering Amorphous titania is deposited on the surface of a substrate by irradiating a target of metallic titanium or TiO 2 with an electron beam in an oxidizing atmosphere.

【0026】(4)焼成温度 無定形チタニアの焼成は少なくともアナターゼの結晶化
温度以上の温度で行う。400〜500℃以上の温度で
焼成すれば、無定形チタニアをアナターゼ型チタニアに
変換させることができる。600〜700℃以上の温度
で焼成すれば、無定形チタニアをルチル型チタニアに変
換させることができる。
(4) Firing Temperature Amorphous titania is fired at a temperature of at least the crystallization temperature of anatase. By firing at a temperature of 400 to 500 ° C. or higher, amorphous titania can be converted to anatase type titania. By firing at a temperature of 600 to 700 ° C. or higher, amorphous titania can be converted to rutile type titania.

【0027】シリカ配合チタニアからなる光触媒層 水との接触角が0°になる程度の高度の親水性を呈する
耐摩耗性に優れた光半導体含有層を形成する他の好まし
いやり方は、チタニアとシリカとの混合物からなる光半
導体含有層を基材の表面に形成することである。チタニ
アとシリカとの合計に対するシリカの割合は、5〜90
モル%、好ましくは10〜70モル%、より好ましくは
10〜50モル%にすることができる。シリカ配合チタ
ニアからなる光半導体含有層の形成には、次のいずれか
の方法を採用することができる。
Photocatalyst layer composed of silica-containing titania Another preferable method for forming a photo-semiconductor-containing layer having a high degree of hydrophilicity such that the contact angle with water is 0 ° and excellent in abrasion resistance is titania and silica. Is to form an optical semiconductor-containing layer made of a mixture thereof with the surface of the base material. The ratio of silica to the total of titania and silica is 5-90.
Mol%, preferably 10 to 70 mol%, more preferably 10 to 50 mol%. Any of the following methods can be adopted to form the optical semiconductor-containing layer made of silica-containing titania.

【0028】(1)アナターゼ型又はルチル型チタニア
の粒子とシリカの粒子とを含む懸濁液を基材の表面に塗
布し、基材の軟化点以下の温度で焼結する。 (2)無定形シリカの前駆体(例えば、テトラエトキシ
シラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−プロ
ポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシ
シラン、等のテトラアルコキシシラン;それらの加水分
解物であるシラノール;又は平均分子量3,000以下
のポリシロキサン)と結晶性チタニアゾルとの混合物を
基材の表面に塗布し、必要に応じて加水分解させてシラ
ノールを形成した後、約100℃以上の温度で加熱して
シラノールを脱水縮重合に付すことにより、チタニアが
無定形シリカで結着された光半導体含有層を形成する。
特に、シラノールの脱水縮重合温度を約200℃以上の
温度で行えば、シラノールの重合度を増し、光半導体含
有層の耐アルカリ性能を向上させることができる。
(1) A suspension containing particles of anatase-type or rutile-type titania and silica particles is applied to the surface of a base material and sintered at a temperature below the softening point of the base material. (2) Amorphous silica precursor (for example, tetraalkoxysilane such as tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetrabutoxysilane, tetramethoxysilane, etc .; silanol which is a hydrolyzate thereof; Alternatively, a mixture of polysiloxane having an average molecular weight of 3,000 or less) and crystalline titania sol is applied to the surface of the base material, and if necessary, hydrolyzed to form silanol, and then heated at a temperature of about 100 ° C. or higher. By subjecting silanol to dehydration polycondensation, an optical semiconductor-containing layer in which titania is bound with amorphous silica is formed.
In particular, when the dehydration condensation polymerization temperature of silanol is carried out at a temperature of about 200 ° C. or higher, the degree of polymerization of silanol can be increased and the alkali resistance performance of the photosemiconductor-containing layer can be improved.

【0029】(3)無定形チタニアの前駆体(チタンの
アルコキシド、キレート、又はアセテートのような有機
チタン化合物、又はTiCl4 又はTi(SO4)2 のよ
うな無機チタン化合物)の溶液にシリカの粒子を分散さ
せてなる懸濁液を基材の表面に塗布し、チタン化合物を
常温から200℃の温度で加水分解と脱水縮重合に付す
ことにより、シリカ粒子が分散された無定形チタニアの
薄膜を形成する。次いで、チタニアの結晶化温度以上の
温度、かつ、基材の軟化点以下の温度に加熱することに
より、無定形チタニアを結晶性チタニアに相変化させ
る。
(3) Amorphous titania precursor (organic titanium compound such as titanium alkoxide, chelate or acetate, or inorganic titanium compound such as TiCl 4 or Ti (SO 4 ) 2 ) is added to a solution of silica. Amorphous titania thin film in which silica particles are dispersed by applying a suspension of particles dispersed on the surface of a substrate and subjecting a titanium compound to hydrolysis and dehydration polycondensation at a temperature from room temperature to 200 ° C. To form. Then, the amorphous titania is phase-changed into crystalline titania by heating the titania to a temperature above the crystallization temperature and below the softening point of the substrate.

【0030】(4)無定形チタニアの前駆体(チタンの
アルコキシド、キレート、又はアセテートのような有機
チタン化合物、又はTiCl4 又はTi(SO4)2 のよ
うな無機チタン化合物)の溶液に無定形シリカの前駆体
(例えば、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキ
シシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトラブトキ
シシラン、テトラメトキシシラン、等のテトラアルコキ
シシラン;それらの加水分解物であるシラノール;又は
平均分子量3,000以下のポリシロキサン)を混合
し、基材の表面に塗布する。次いで、これらの前駆体を
加水分解と脱水縮重合に付すことにより、無定形チタニ
アと無定形シリカの混合物からなる薄膜を形成する。次
いで、チタニアの結晶化温度以上の温度、かつ、基材の
軟化点以下の温度に加熱することにより、無定形チタニ
アを結晶性チタニアに相変化させる。
(4) Amorphous in a solution of a precursor of amorphous titania (organic titanium compound such as titanium alkoxide, chelate or acetate, or inorganic titanium compound such as TiCl 4 or Ti (SO 4 ) 2 ). Precursors of silica (eg, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetrabutoxysilane, tetramethoxysilane, and other tetraalkoxysilanes; silanols that are hydrolysates thereof; or average molecular weight 3, 000 or less polysiloxane) is mixed and applied to the surface of the base material. Then, these precursors are subjected to hydrolysis and dehydration polycondensation to form a thin film composed of a mixture of amorphous titania and amorphous silica. Then, the amorphous titania is phase-changed into crystalline titania by heating the titania to a temperature above the crystallization temperature and below the softening point of the substrate.

【0031】酸化錫配合チタニアからなる光半導体層 水との接触角が0°になる程度の高度の親水性を呈する
耐摩耗性に優れた光半導体含有層を形成する更に他の好
ましいやり方は、チタニアと酸化錫との混合物からなる
光半導体含有層を基材の表面に形成することである。チ
タニアと酸化錫との合計に対する酸化錫の割合は、1〜
95重量%、好ましくは1〜50重量%にすることがで
きる。酸化錫配合チタニアからなる光半導体含有層の形
成には、次のいずれかの方法を採用することができる。
Still another preferred method for forming a photo-semiconductor-containing layer having a high degree of hydrophilicity such that the contact angle with water of the photo-semiconductor layer made of titania containing tin oxide is 0 ° is excellent. That is, an optical semiconductor-containing layer made of a mixture of titania and tin oxide is formed on the surface of the base material. The ratio of tin oxide to the total of titania and tin oxide is 1 to
It can be 95% by weight, preferably 1 to 50% by weight. Any of the following methods can be adopted for forming the optical semiconductor-containing layer made of tin oxide-containing titania.

【0032】(1)アナターゼ型又はルチル型チタニア
の粒子と酸化錫の粒子とを含む懸濁液を基材の表面に塗
布し、基材の軟化点以下の温度で焼結する。 (2)無定形チタニアの前駆体(チタンのアルコキシ
ド、キレート、又はアセテートのような有機チタン化合
物、又はTiCl4 又はTi(SO4)2 のような無機チ
タン化合物)の溶液に酸化錫の粒子を分散させてなる懸
濁液を基材の表面に塗布し、チタン化合物を常温から2
00℃の温度で加水分解と脱水縮重合に付すことによ
り、酸化錫粒子が分散された無定形チタニアの薄膜を形
成する。次いで、チタニアの結晶化温度以上の温度、か
つ、基材の軟化点以下の温度に加熱することにより、無
定形チタニアを結晶性チタニアに相変化させる。
(1) A suspension containing particles of anatase type or rutile type titania and tin oxide particles is applied to the surface of a base material and sintered at a temperature below the softening point of the base material. (2) Tin oxide particles are added to a solution of an amorphous titania precursor (organic titanium compound such as titanium alkoxide, chelate, or acetate, or an inorganic titanium compound such as TiCl 4 or Ti (SO 4 ) 2 ). Apply the dispersed suspension to the surface of the base material and apply the titanium compound from room temperature to 2
By subjecting to hydrolysis and dehydration polycondensation at a temperature of 00 ° C., a thin film of amorphous titania in which tin oxide particles are dispersed is formed. Then, the amorphous titania is phase-changed into crystalline titania by heating the titania to a temperature above the crystallization temperature and below the softening point of the substrate.

【0033】光半導体含有シリコーン塗料 水との接触角が0°になる程度の高度の親水性を呈する
光半導体層を形成する更に他の好ましいやり方は、未硬
化の若しくは部分的に硬化したシリコーン(オルガノポ
リシロキサン)又はシリコーンの前駆体からなる塗膜形
成要素に光半導体の粒子を分散させてなる組成物を用い
ることである。この組成物を基材の表面に塗布し、塗膜
形成要素を硬化させた後、光半導体を光励起すると、シ
リコーン分子のケイ素原子に結合した有機基は光半導体
の作用により水酸基に置換され、光半導体含有層の表面
は親水化される。
Still another preferred method of forming a photosemiconductor layer exhibiting a high degree of hydrophilicity such that the contact angle with water of the silicone paint containing the photosemiconductor is 0 ° is uncured or partially cured silicone ( It is to use a composition in which photo-semiconductor particles are dispersed in a film-forming element composed of an organopolysiloxane) or a silicone precursor. When this composition is applied to the surface of a base material and the film-forming element is cured, and then the photo-semiconductor is photoexcited, the organic group bonded to the silicon atom of the silicone molecule is replaced with a hydroxyl group by the action of the photo-semiconductor, The surface of the semiconductor-containing layer is made hydrophilic.

【0034】このやり方には、幾つかの利点がある。光
半導体含有シリコーン塗料は常温又は比較的低温で硬化
させることができるので、プラスチックスや有機物のよ
うな非耐熱性の材料にも適用することができる。光半導
体を含有したこのコーティング組成物は、表面の親水化
を要する既存の基材に、ディッピング、刷毛塗り、スプ
レーコーティング、ロールコーティング等により必要に
応じ何時でも塗布することができる。光半導体の光励起
による親水化は、太陽光のような光源でも容易に行うこ
とができる。
There are several advantages to this approach. Since the photo-semiconductor-containing silicone coating can be cured at room temperature or a relatively low temperature, it can be applied to non-heat resistant materials such as plastics and organic materials. This coating composition containing an optical semiconductor can be applied to an existing base material whose surface needs to be hydrophilized by dipping, brush coating, spray coating, roll coating or the like at any time, if necessary. Hydrophilization of an optical semiconductor by photoexcitation can be easily performed with a light source such as sunlight.

【0035】さらに、鋼板のような塑性加工可能な基材
に塗膜を形成した場合には、塗膜を硬化させた後、光励
起する前に、鋼板を必要に応じ容易に塑性加工すること
ができる。光励起前には、シリコーン分子のケイ素原子
には有機基が結合しており、従って塗膜は充分な可撓性
を備えているので、塗膜を損傷させることなく容易に鋼
板を塑性加工することができる。塑性加工後には、光半
導体を光励起すればシリコーン分子のケイ素原子に結合
した有機基は光半導体作用により水酸基に置換され、塗
膜の表面は親水化される。
Furthermore, when a coating film is formed on a plastically workable base material such as a steel plate, it is possible to easily plastically process the steel plate as necessary after curing the coating film and before photoexcitation. it can. Before photo-excitation, the organic group is bonded to the silicon atom of the silicone molecule, so the coating film has sufficient flexibility, so it is possible to easily plastically process the steel sheet without damaging the coating film. You can After the plastic working, when the photo-semiconductor is photoexcited, the organic group bonded to the silicon atom of the silicone molecule is replaced with a hydroxyl group by the photo-semiconductor action, and the surface of the coating film is made hydrophilic.

【0036】光半導体含有シリコーン組成物はシロキサ
ン結合を有するので、光半導体(光半導体)の光酸化作
用に対する充分な対抗性を有する。光半導体含有シリコ
ーン塗料からなる光半導体含有層の更に他の利点は、表
面が一旦親水化された後には、暗所に保持しても長期間
親水性を維持し、かつ、蛍光灯のような室内照明灯の光
でも親水性を回復することである。
Since the photo-semiconductor-containing silicone composition has a siloxane bond, it has sufficient resistance to the photo-oxidation action of the photo-semiconductor (photo-semiconductor). Still another advantage of the photo-semiconductor-containing layer made of a photo-semiconductor-containing silicone coating is that after the surface is once hydrophilized, the photo-semiconductor-containing layer maintains hydrophilicity for a long period of time even if kept in a dark place, and it has a property like a fluorescent lamp. It is to recover the hydrophilicity even with the light of the interior lighting.

【0037】塗膜形成要素としては、メチルトリクロル
シラン、メチルトリブロムシラン、メチルトリメトキシ
シラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプ
ロポキシシラン、メチルトリt−ブトキシシラン;エチ
ルトリクロルシラン、エチルトリブロムシラン、エチル
トリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチ
ルトリイソプロポキシシラン、エチルトリt−ブトキシ
シラン;n−プロピルトリクロルシラン、n−プロピル
トリブロムシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、
n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリイ
ソプロポキシシラン、n−プロピルトリt−ブトキシシ
ラン;n−ヘキシルトリクロルシラン、n−ヘキシルト
リブロムシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n
−ヘキシルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリイソ
プロポキシシラン、n−ヘキシルトリt−ブトキシシラ
ン;n−デシルトリクロルシラン、n−デシルトリブロ
ムシラン、n−デシルトリメトキシシラン、n−デシル
トリエトキシシラン、n−デシルトリイソプロポキシシ
ラン、n−デシルトリt−ブトキシシラン;n−オクタ
デシルトリクロルシラン、n−オクタデシルトリブロム
シラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン、n−オ
クタデシルトリエトキシシラン、n−オクタデシルトリ
イソプロポキシシラン、n−オクタデシルトリt−ブト
キシシラン;フェニルトリクロルシラン、フェニルトリ
ブロムシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニル
トリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラ
ン、フェニルトリt−ブトキシシラン;テトラクロルシ
ラン、テトラブロムシラン、テトラメトキシシラン、テ
トラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキ
シジエトキシシラン;ジメチルジクロルシラン、ジメチ
ルジブロムシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチ
ルジエトキシシラン;ジフェニルジクロルシラン、ジフ
ェニルジブロムシラン、ジフェニルジメトキシシラン、
ジフェニルジエトキシシラン;フェニルメチルジクロル
シラン、フェニルメチルジブロムシラン、フェニルメチ
ルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラ
ン;トリクロルヒドロシラン、トリブロムヒドロシラ
ン、トリメトキシヒドロシラン、トリエトキシヒドロシ
ラン、トリイソプロポキシヒドロシラン、トリt−ブト
キシヒドロシラン;ビニルトリクロルシラン、ビニルト
リブロムシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルト
リエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、
ビニルトリt−ブトキシシラン;トリフルオロプロピル
トリクロルシラン、トリフルオロプロピルトリブロムシ
ラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリ
フルオロプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプ
ロピルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピ
ルトリt−ブトキシシラン;γ−グリシドキシプロピル
メチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメ
チルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリt−ブトキシ
シラン;γ−メタアクリロキシプロピルメチルジメトキ
シシラン、γ−メタアクリロキシプロピルメチルジエト
キシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリエトキシ
シラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリイソプロポ
キシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリt−ブ
トキシシラン;γ−アミノプロピルメチルジメトキシシ
ラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソ
プロポキシシラン、γ−アミノプロピルトリt−ブトキ
シシラン;γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシ
ラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−
メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプ
トプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メルカプト
プロピルトリt−ブトキシシラン;β−(3,4−エポ
キシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキ
シシラン;及び、それらの部分加水分解物;及びそれら
の混合物を使用することができる。
As the film forming element, methyltrichlorosilane, methyltribromosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltri-t-butoxysilane; ethyltrichlorosilane, ethyltribromosilane, Ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltri-t-butoxysilane; n-propyltrichlorosilane, n-propyltribromosilane, n-propyltrimethoxysilane,
n-propyltriethoxysilane, n-propyltriisopropoxysilane, n-propyltri-t-butoxysilane; n-hexyltrichlorosilane, n-hexyltribromosilane, n-hexyltrimethoxysilane, n
-Hexyltriethoxysilane, n-hexyltriisopropoxysilane, n-hexyltrit-butoxysilane; n-decyltrichlorosilane, n-decyltribromosilane, n-decyltrimethoxysilane, n-decyltriethoxysilane, n -Decyltriisopropoxysilane, n-decyltri-t-butoxysilane; n-octadecyltrichlorosilane, n-octadecyltribromosilane, n-octadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltriethoxysilane, n-octadecyltriisopropoxysilane, n-octadecyltri-t-butoxysilane; phenyltrichlorosilane, phenyltribromosilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, phenyltrisilane -Butoxysilane; tetrachlorosilane, tetrabromosilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, dimethoxydiethoxysilane; dimethyldichlorosilane, dimethyldibromosilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane; diphenyldisilane Chlorosilane, diphenyldibromosilane, diphenyldimethoxysilane,
Diphenyldiethoxysilane; phenylmethyldichlorosilane, phenylmethyldibromosilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane; trichlorohydrosilane, tribromohydrosilane, trimethoxyhydrosilane, triethoxyhydrosilane, triisopropoxyhydrosilane, tri-t -Butoxyhydrosilane; vinyltrichlorosilane, vinyltribromosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriisopropoxysilane,
Vinyltri-t-butoxysilane; trifluoropropyltrichlorosilane, trifluoropropyltribromosilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, trifluoropropyltriethoxysilane, trifluoropropyltriisopropoxysilane, trifluoropropyltrit-butoxysilane; γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriisopropoxy Silane, γ-glycidoxypropyltri-t-butoxysilane; γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryl Riloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriisopropoxysilane, γ-methacryloxypropyltri-t-butoxysilane; γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- Aminopropylmethyldiethoxysilane, γ
-Aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriisopropoxysilane, γ-aminopropyltri-t-butoxysilane; γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane , Γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-
Mercaptopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltriisopropoxysilane, γ-mercaptopropyltri-t-butoxysilane; β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β-
(3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane; and their partial hydrolysates; and mixtures thereof can be used.

【0038】シリコーン塗膜の良好な硬度と平滑性を確
保するためには、3次元架橋型シロキサンを10モル%
以上含有させるのが好ましい。さらに、良好な硬度と平
滑性を確保しながら塗膜の充分な可撓性を提供するため
には、2次元架橋型シロキサンを60モル%以下含有さ
せるのが好ましい。また、シリコーン分子のケイ素原子
に結合した有機基が光励起により水酸基に置換される速
度を速めるには、シリコーン分子のケイ素原子に結合す
る有機基がn−プロピル基若しくはフェニル基からなる
シリコーンを使用するのが好ましい。シロキサン結合を
有するシリコーンに替えて、シラザン結合を有するオル
ガノポリシラザン化合物を使用することも可能である。
In order to ensure good hardness and smoothness of the silicone coating, 10 mol% of three-dimensional cross-linking siloxane is used.
It is preferable to contain the above. Further, in order to provide sufficient flexibility of the coating film while ensuring good hardness and smoothness, it is preferable to contain the two-dimensional crosslinked siloxane in an amount of 60 mol% or less. Further, in order to increase the rate at which the organic group bonded to the silicon atom of the silicone molecule is replaced with a hydroxyl group by photoexcitation, use a silicone in which the organic group bonded to the silicon atom of the silicone molecule is an n-propyl group or a phenyl group. Is preferred. Instead of the silicone having a siloxane bond, an organopolysilazane compound having a silazane bond can be used.

【0039】抗菌増強剤の添加 光半導体含有層にはAg、Cu、Znのような金属をド
ーピングすることができる。光半導体にAg、Cu、又
はZnをドーピングするためには、光半導体粒子の懸濁
液にこれらの金属の可溶性塩を添加し、得られた溶液を
用いて光半導体含有層を形成することができる。或い
は、光半導体含有層を形成後、これらの金属の可溶性塩
を塗布し、光照射により光還元析出させてもよい。
Addition of antibacterial enhancer The photo-semiconductor-containing layer can be doped with a metal such as Ag, Cu or Zn. In order to dope an optical semiconductor with Ag, Cu, or Zn, soluble salts of these metals are added to a suspension of optical semiconductor particles, and the resulting solution is used to form an optical semiconductor-containing layer. it can. Alternatively, after forming the photo-semiconductor-containing layer, soluble salts of these metals may be applied and photo-reduced to be precipitated by light irradiation.

【0040】Ag、Cu、又はZnでドーピングされた
光半導体含有層は、表面に付着した細菌を死滅させるこ
とができる。さらに、この光半導体含有層は、黴、藻、
苔のような微生物の成長を抑制する。従って、部材の表
面を長期間にわたって清浄に維持することができる。
The photo-semiconductor-containing layer doped with Ag, Cu, or Zn can kill bacteria adhering to the surface. Further, this optical semiconductor-containing layer is a mold, algae,
Inhibits the growth of moss-like microorganisms. Therefore, the surface of the member can be kept clean for a long period of time.

【0041】光活性増強剤の添加 光半導体含有層には、さらに、Pt、Pd、Rh、R
u、Os、Irのような白金族金属をドーピングするこ
とができる。これらの金属も、同様に、光還元析出や可
溶性塩の添加により光半導体にドーピングすることがで
きる。光半導体を白金族金属でドーピングすると、光半
導体の酸化還元活性を増強させることができ、表面に付
着した汚染物質を分解することができる。
[0041] doped optical semiconductor-containing layer of the optical activity enhancer further, Pt, Pd, Rh, R
It can be doped with platinum group metals such as u, Os, Ir. Similarly, these metals can be doped into the optical semiconductor by photoreduction precipitation or addition of a soluble salt. When the optical semiconductor is doped with a platinum group metal, the redox activity of the optical semiconductor can be enhanced, and contaminants attached to the surface can be decomposed.

【0042】光励起・紫外線照射 本発明においては、チタニアのように高いバンドギャッ
プエネルギーを有し紫外線によってのみ光励起される光
半導体で光半導体含有層を形成するのが好ましい。そう
すれば、可視光が光半導体含有層に吸収されることがな
く、部材が補色成分によって発色することがない。アナ
ターゼ型チタニアは波長387nm以下、ルチル型チタニ
アは431nm以下、酸化錫は344nm以下、酸化亜鉛は
387nm以下の紫外線で光励起することができる。
Photoexcitation / Ultraviolet Irradiation In the present invention, it is preferable that the optical semiconductor-containing layer is formed of an optical semiconductor such as titania which has a high band gap energy and is photoexcited only by ultraviolet rays. By doing so, visible light is not absorbed by the optical semiconductor-containing layer, and the member does not develop color due to the complementary color component. Anatase-type titania can be photoexcited with ultraviolet rays having a wavelength of 387 nm or less, rutile-type titania of 431 nm or less, tin oxide of 344 nm or less, and zinc oxide of 387 nm or less.

【0043】紫外線光源としては、蛍光灯、白熱電灯、
メタルハライドランプ、水銀ランプのような室内照明灯
を使用することができる。太陽光にさらされる条件で
は、有利なことに太陽光に含まれる紫外線により光半導
体は自然に光励起される。
As the ultraviolet light source, a fluorescent lamp, an incandescent lamp,
Interior lighting such as metal halide lamps and mercury lamps can be used. Under the conditions of exposure to sunlight, the photosemiconductor is naturally spontaneously photoexcited by the ultraviolet rays contained in sunlight.

【0044】光励起は、表面の水との接触角が約10°
以下、好ましくは約5°以下、特に約0°になるまで行
い、或いは行わせることができる。一般には、0.00
1mW/cm2の紫外線照度で光励起すれば、数日で水との接
触角が約0°になるまで親水化することができる。地表
に降り注ぐ太陽光に含まれる紫外線の照度は約0.1〜
1mW/cm2であるから、太陽光にさらせばより短時間で表
面を親水化することができる。
Photoexcitation has a contact angle with water on the surface of about 10 °.
The following can be performed or can be performed until the temperature is preferably about 5 ° or less, particularly about 0 °. In general, 0.00
Photoexcitation with an ultraviolet illuminance of 1 mW / cm 2 can make hydrophilic until the contact angle with water becomes about 0 ° in a few days. The illuminance of ultraviolet rays contained in the sunlight pouring on the surface of the earth is about 0.1
Since it is 1 mW / cm 2 , the surface can be made hydrophilic in a shorter time by exposing it to sunlight.

【0045】光半導体含有層がチタニア含有シリコーン
で形成されている場合には、シリコーン分子のケイ素原
子に結合した表面有機基が充分な量だけ水酸基に置換さ
れるに充分な照度で光触媒を光励起するのが好ましい。
このための最も有利な方法は、太陽光を利用することで
ある。表面が一旦高度に親水化された後は、親水性は夜
間でも持続する。再び太陽光にさらされる度に親水性は
回復され、維持される。
When the photo-semiconductor-containing layer is formed of titania-containing silicone, the photocatalyst is photoexcited with sufficient illuminance so that the surface organic group bonded to the silicon atom of the silicone molecule is replaced with a hydroxyl group in a sufficient amount. Is preferred.
The most advantageous way to do this is to use sunlight. Once the surface is highly hydrophilized, the hydrophilicity persists at night. Each time it is exposed to sunlight again, the hydrophilicity is restored and maintained.

【0046】本発明の部材を使用者に提供するに際して
は、部材を予め親水化しておくことが望ましい。
When the member of the present invention is provided to the user, it is desirable to hydrophilize the member in advance.

【0047】本発明において基材と光半導体含有層との
間に中間層を設けてもよい。それにより基材との密着性
が増加し、耐摩耗性が向上する。
In the present invention, an intermediate layer may be provided between the base material and the photosemiconductor-containing layer. This increases the adhesion to the base material and improves the wear resistance.

【0048】[0048]

【実施例】本発明の実施例を説明する。実施例1 以下の方法により、基材タイル上にアナターゼ型酸化チ
タン70部とシリカ30部と白金1部からなる表面層を
形成した。まずアナターゼ型チタニアゾル(大阪の石原
産業、STS−11)とコロイダルシリカゾル(日産化
学、スノーテックスO)と塩化白金酸六水和塩を混合
し、15cm四角の施釉タイル(東陶機器、AB02E0
1)の表面にスプレーコーティング法により塗布し、8
00℃の温度で1時間焼成し、チタニアとシリカからな
る被膜で被覆された試料を得た。被膜の膜厚は0.5μ
m であった。焼成直後の水との接触角は5°であった。
試料を1週間暗所に放置した後の水との接触角は依然5
°であった。BLB蛍光灯を用いて試料の表面に0.0
3mW/cm2の紫外線照度で1日間紫外線を照射したとこ
ろ、水との接触角は0°になった。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described. Example 1 A surface layer consisting of 70 parts of anatase type titanium oxide, 30 parts of silica and 1 part of platinum was formed on a substrate tile by the following method. First, anatase type titania sol (Ishihara Sangyo of Osaka, STS-11), colloidal silica sol (Nissan Kagaku, Snowtex O) and chloroplatinic acid hexahydrate are mixed, and a 15 cm square glazed tile (Totoki, AB02E0).
Apply to the surface of 1) by spray coating method, and
The sample was baked at a temperature of 00 ° C. for 1 hour to obtain a sample coated with a film made of titania and silica. Film thickness is 0.5μ
It was m. The contact angle with water immediately after firing was 5 °.
The contact angle with water after leaving the sample in the dark for 1 week is still 5
°. 0.0 on the surface of the sample using a BLB fluorescent lamp
When ultraviolet rays were irradiated for 1 day at an ultraviolet illuminance of 3 mW / cm 2 , the contact angle with water became 0 °.

【0049】実施例2 以下の方法により、基材タイル上にアナターゼ型酸化チ
タン50部とシリカ50部とパラジウム1部からなる表
面層を形成した。TiO2 (日産化学、TA−15)と
テトラエトキシシランと塩化パラジウム水溶液を混合
後、15cm角施釉タイル表面に塗布し、150℃で加熱
して試料を得た。被膜の膜厚は0.5μmであった。試
料を1週間暗所放置後、0.03mW/cm2のBLBランプ
を照射したところ水との接触角は0°となった。
Example 2 A surface layer consisting of 50 parts of anatase type titanium oxide, 50 parts of silica and 1 part of palladium was formed on a substrate tile by the following method. A mixture of TiO 2 (TA-15, Nissan Chemical Co., Ltd.), tetraethoxysilane and an aqueous solution of palladium chloride was applied on the surface of a glazed tile having a 15 cm square and heated at 150 ° C. to obtain a sample. The film thickness of the coating was 0.5 μm. After the sample was left in the dark for 1 week and irradiated with a BLB lamp of 0.03 mW / cm 2 , the contact angle with water was 0 °.

【0050】比較例 上述のタイルをそのまま使用した。 Comparative Example The tile described above was used as is.

【0051】水との接触角評価 次に、この試料にBLB蛍光灯を用いて0.5mW/cm2
照度で1日間紫外線を照射した。この試料の表面の水と
の接触角を接触角測定器(CA−X150)で測定し
た。実施例1及び2は接触角0°であった。一方、比較
例は接触角30°であった。
Evaluation of Contact Angle with Water Next, this sample was irradiated with ultraviolet rays for 1 day using a BLB fluorescent lamp at an illuminance of 0.5 mW / cm 2 . The contact angle of the surface of this sample with water was measured with a contact angle measuring device (CA-X150). In Examples 1 and 2, the contact angle was 0 °. On the other hand, the contact angle of the comparative example was 30 °.

【0052】オレイン酸水中釈放試験 実施例及び比較例の試料の表面にオレイン酸を塗布し、
試料表面を水平姿勢に保持しながらそれぞれの試料を水
槽に満たした水の中に浸漬した。比較例の試料では、オ
レイン酸は試料の表面に付着したままであった。これに
対し、実施例の試料では、オレイン酸は丸まって油滴と
なり、試料の表面から釈放されて浮上した。このよう
に、基材の表面が光触媒性トップコートにより被覆され
ていると、基材の表面が親水性に維持され、油性汚れが
水中で表面から容易に釈放され表面が清浄化されること
が確認された。この実施例は、例えば、部材の表面に光
半導体コーティングを設け、紫外線により光半導体を励
起すれば、油で汚れた部材表面を洗剤を使用することな
く水で流すだけで簡単に清浄化できることを示してい
る。
Oleic acid in water release test The surface of the samples of Examples and Comparative Examples was coated with oleic acid,
While holding the sample surface in a horizontal position, each sample was immersed in water filled in a water tank. In the comparative sample, oleic acid remained attached to the surface of the sample. On the other hand, in the sample of the example, the oleic acid rolled up into an oil droplet, which was released from the surface of the sample and floated. Thus, when the surface of the base material is covered with the photocatalytic top coat, the surface of the base material is kept hydrophilic, and oily stains can be easily released from the surface in water to clean the surface. confirmed. In this embodiment, for example, if a photo-semiconductor coating is provided on the surface of a member and the photo-semiconductor is excited by ultraviolet rays, the member surface soiled with oil can be easily cleaned by flushing it with water without using a detergent. Shows.

【0053】トリオレイン酸グリセリド塗布後BLB照
基材表面にトリオレイン酸グリセリドを2.5mg塗布
し、0.5mW/cm2のBLBランプを湿度70%で1週間
照射した後の重量減少を測定したところ、実施例試料
1、2では2.5mg減少した。塗布したトリオレイン酸
グリセリドは完全にCO2 とH2 Oに分解したと考えら
れる。他方比較例では重量減少はほとんど認められなか
った。
After application of trioleic acid glyceride BLB illumination
Morphism trioleate glycerides 2.5mg applied to the substrate surface, by measurement of weight loss after irradiation 1 week BLB lamp 0.5 mW / cm 2 at 70% humidity, in Examples Samples 1 and 2 Reduced by 2.5 mg. It is considered that the applied trioleic acid glyceride was completely decomposed into CO 2 and H 2 O. On the other hand, in Comparative Example, almost no weight reduction was observed.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、付着した油汚れ等を落としやすい防汚板を提供する
ことができる。さらには、付着した油汚れ等を分解する
作用をも有する防汚板を提供するができる。
As is apparent from the above description, the present invention can provide an antifouling plate that easily removes oil stains and the like attached thereto. Furthermore, it is possible to provide an antifouling plate that also has a function of decomposing adhered oil stains and the like.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B32B 27/18 B32B 27/18 Z 27/30 27/30 D // C08J 7/04 C08J 7/04 T (72)発明者 小島 栄一 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 渡部 俊也 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 北村 厚 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 千国 真 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location B32B 27/18 B32B 27/18 Z 27/30 27/30 D // C08J 7/04 C08J 7 / 04 T (72) Inventor Eiichi Kojima 2-1-1 Nakajima, Kokurakita-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture Totoki Equipment Co., Ltd. (72) Toshiya Watanabe 2-1-1 Nakajima, Kitakyushu, Kitakyushu, Fukuoka In Totoki Co., Ltd. (72) Inventor Atsushi Kitamura 2-1, 1-1 Nakajima, Kokurakita-ku, Kitakyushu, Fukuoka Prefecture In Totoki Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Senkoku, Nakajima, Kitakyushu, Kitakyushu, Fukuoka 1st-1st Totoki Equipment Co., Ltd.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 汚れ発散原因となる装置の周囲に配置さ
れてその汚れを受ける防汚板であって;光半導体を含む
表面層を有し、該光半導体の光励起に対応して表面が親
水性を示すことを特徴とする防汚板。
1. An antifouling plate, which is arranged around a device that causes dirt emission and receives the dirt; a surface layer containing an optical semiconductor, the surface of which is hydrophilic in response to photoexcitation of the optical semiconductor. Antifouling plate characterized by exhibiting properties.
【請求項2】 さらに、上記光半導体が、その光酸化作
用により上記防汚板に付着した汚れを酸化分解する請求
項1記載の防汚板。
2. The antifouling plate according to claim 1, wherein the photosemiconductor oxidizes and decomposes stains attached to the antifouling plate by its photooxidation effect.
【請求項3】 上記光半導体を含む表面層が、アナター
ゼ型酸化チタン及びシリカを含む請求項1又は2記載の
防汚板。
3. The antifouling plate according to claim 1, wherein the surface layer containing the optical semiconductor contains anatase type titanium oxide and silica.
【請求項4】 上記光半導体を含む表面層が、アナター
ゼ型酸化チタン及び少なくとも一部がシラノール化され
たシリコーンを含む請求項1又は2記載の防汚板。
4. The antifouling plate according to claim 1, wherein the surface layer containing the optical semiconductor contains anatase type titanium oxide and at least a part of silanolized silicone.
【請求項5】 上記表面層がさらにAg、Pt、Pd、
Ru、Os、及びIrからなる群より選ばれた1又は2
以上を含む請求項3又は4記載の防汚板。
5. The surface layer further comprises Ag, Pt, Pd,
1 or 2 selected from the group consisting of Ru, Os, and Ir
The antifouling plate according to claim 3 or 4, including the above.
【請求項6】 上記表面層がさらに抗菌性金属を含む請
求項1〜5いずれか1項記載の防汚板。
6. The antifouling plate according to claim 1, wherein the surface layer further contains an antibacterial metal.
【請求項7】 上記防汚板が、厨房のコンロの周囲に配
置されるキッチンバックである請求項1〜6いずれか1
項記載の防汚板。
7. The antifouling plate is a kitchen bag arranged around a stove in a kitchen.
Antifouling plate as described in the item.
【請求項8】 上記防汚板の基材がセラミックス、金
属、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の耐熱材料からなる
請求項1〜7いずれか1項記載の防汚板。
8. The antifouling plate according to claim 1, wherein a base material of the antifouling plate is made of a heat-resistant material such as ceramics, metal, silicone resin, and fluororesin.
JP8156299A 1995-06-14 1996-05-29 Stainproof plate Pending JPH0975243A (en)

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JP20501995 1995-07-08
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JP7-205019 1995-12-22
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09230105A (en) * 1995-12-22 1997-09-05 Toto Ltd Antifogging method and facility applied with the method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09230105A (en) * 1995-12-22 1997-09-05 Toto Ltd Antifogging method and facility applied with the method

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