JPH0977535A - 基材表面の親水化処理方法 - Google Patents

基材表面の親水化処理方法

Info

Publication number
JPH0977535A
JPH0977535A JP8150169A JP15016996A JPH0977535A JP H0977535 A JPH0977535 A JP H0977535A JP 8150169 A JP8150169 A JP 8150169A JP 15016996 A JP15016996 A JP 15016996A JP H0977535 A JPH0977535 A JP H0977535A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photocatalyst
substrate
base material
contact
hydrophilizing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8150169A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Chikuni
真 千国
Makoto Hayakawa
信 早川
Atsushi Kitamura
厚 北村
Toshiya Watabe
俊也 渡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toto Ltd filed Critical Toto Ltd
Priority to JP8150169A priority Critical patent/JPH0977535A/ja
Publication of JPH0977535A publication Critical patent/JPH0977535A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y02T30/34

Landscapes

  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Prevention Of Fouling (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 種々の素材からなる基材の表面を親水化する
ことにより、基材表面の防汚性、防曇性、洗浄性、およ
び/又は生体親和性を向上させる。 【構成】 基材の表面に光触媒を塗布し、光触媒を紫外
線で光励起する。光触媒の作用により基材の表面に水が
水酸基の形で化学吸着され、表面が親水化される。処理
後は光触媒は洗い落とす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無機又は有機材料
からなる基材の表面を親水化する方法に関する。本発明
は、種々の基材の表面の防汚性、防曇性、洗浄性、およ
び/又は生体親和性を向上させるために利用することが
できる。
【0002】
【従来の技術】建築および塗装の分野においては、環境
汚染に伴い、建築外装材料や屋外建造物やその塗膜の汚
れが問題となっている。大気中に浮遊する煤塵や粒子は
晴天には建物の屋根や外壁に堆積し或いは静電的に付着
する。堆積物は降雨に伴い雨水により流され、建物の外
壁を流下する。更に、雨天には浮遊煤塵は雨によって持
ち運ばれ、建物の外壁や屋外建造物の表面を流下する。
その結果、表面には、雨水の道筋に沿って汚染物質が付
着する。表面が乾燥すると、表面には縞状の汚れが現れ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】建築外装や塗膜の汚れ
は、カーボンブラックのような燃焼生成物や、都市煤塵
や、粘土粒子のような無機質物質の汚染物質からなる。
このような汚染物質の多様性が防汚対策を複雑にしてい
るものと考えられている(橘高義典著“外壁仕上材料の
汚染の促進試験方法”、日本建築学会構造系論文報告
集、第404号、1989年10月、p. 15−24)。従来の通念で
は、建築外装などの汚れを防止するためには、ポリテト
ラフルオロエチレン(PTFE)のような撥水性の塗料でコ
ーティングするのが好ましいと考えられていた。しかし
ながら、最近では、親油性成分を多く含む都市煤塵に対
しては、塗膜の表面を出来るだけ親水性にするのが望ま
しいと考えられている(高分子、44巻、1995年5月号、
p. 307)。
【0004】従って、本発明の目的は、建造物や建築外
装やその塗装や種々の物品の汚れを防止するため、それ
らの表面を親水化する方法を提供することである。
【0005】他方、寒冷時に自動車その他の乗物の風防
ガラスや窓ガラス、建物の窓ガラス、眼鏡のレンズ、お
よび各種計器盤のカバーガラスが凝縮湿分で曇るのはし
ばしば経験されることである。また、浴室や洗面所の鏡
や眼鏡のレンズが湯気で曇ることも良く遭遇される。物
品の表面に曇りが生じるのは、表面が雰囲気の露点以下
の温度に置かれると雰囲気中の湿分が凝縮して表面に結
露するからである。
【0006】凝縮水滴が充分に細かく、それらの直径が
可視光の波長の1/2程度であれば、水滴は光を散乱
し、ガラスや鏡は見かけ上不透明となり、可視性が失わ
れる。湿分の凝縮が更に進行し、細かい凝縮水滴が互い
に融合してより大きな離散した水滴に成長すれば、水滴
と表面との界面並びに水滴と空気との界面における光の
屈折により、表面は翳り、ぼやけ、斑模様になり、或い
は曇る。その結果、ガラスのような透明物品では透視像
が歪んで透視性が低下し、鏡では反射像が乱される。
【0007】更に、車両の風防ガラスや窓ガラス、建物
の窓ガラス、車両のバックミラー、眼鏡のレンズ、マス
クやヘルメットのシールドが降雨や水しぶきを受け、離
散した多数の水滴が表面に付着すると、それらの表面は
翳り、ぼやけ、斑模様になり、或いは曇り、やはり可視
性が失われる。本明細書および添付の請求の範囲で用い
る“防曇”の用語は、このような曇りや凝縮水滴の成長
や水滴の付着による光学的障害を防止する技術を広く意
味する。言うまでもなく、防曇技術は安全性や種々の作
業の能率に深い影響を与える。例えば、車両の風防ガラ
スや窓ガラスやバックミラーが曇り或いは翳ると車両や
交通の安全性が損なわれる。内視鏡レンズや歯科用歯鏡
が曇ると、的確な診断、手術、処置の障害となる。計器
盤のカバーガラスが曇るとデータの読みが困難となる。
【0008】従って、本発明の他の目的は、窓ガラス、
乗物用風防ガラス、計測機器のカバーガラス、鏡、その
他種々の物品の防曇性を向上させるため、それらの表面
を親水化する方法を提供することである。
【0009】本発明の他の目的は、種々の物品の表面を
親水化し、表面の生体親和性を向上させる方法を提供す
ることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者は、光触媒には
物質を親水化する作用があることを発見した。本発明は
斯る発見に基づくもので、本発明の表面処理方法は、種
々の材料で形成された基材の表面に半導体光触媒を接触
させながら光触媒を光励起し、光触媒作用により基材の
表面を親水化することを特徴とする。
【0011】光励起された光触媒による物質表面の親水
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。光触媒による親水化作用は、光触媒の分野にお
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(即ち、 O2 -や・OH )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。
【0012】しかしながら、光触媒による親水化現象
は、物質の光触媒的分解に関する従来の知見とは必ずし
も合致しない。本発明者の見解によれば、光励起された
光触媒の作用によって基材の表面に水が水酸基(OH-
の形で化学吸着されることにより、表面が親水化される
ものと考えられる。
【0013】半導体光触媒としては、TiO2、ZnO、Sn
O2、SrTiO3、WO3、Bi2O3、Fe2O3、その他の光触媒、お
よびそれらの混合物を使用することができる。中でもチ
タニア(TiO2)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ので、最も好ましい。アナタ
ーゼ型チタニアとルチル型チタニアのいづれも使用する
ことができる。
【0014】光触媒を基材の表面に接触させるには、懸
濁液の形の光触媒を使用するのが好都合である。このた
めには、光触媒の微粒子を分散させた懸濁液(例えば、
アナターゼ型チタニアのゾル)を基材の表面に塗布する
か、基材を懸濁液に浸漬すればよい。
【0015】光触媒を光励起するためには、光触媒のバ
ンドギャップエネルギより高いエネルギの波長をもった
任意の光源を利用することができる。例えば、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413
nm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。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触媒の場合には、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
利用するのが好ましい。建造物、建築外装材、屋外に設
置された機械、それらの塗装、シーリング材などの表面
を親水化する場合には、その表面に光触媒含有懸濁液を
塗布して放置しておけば、光触媒は太陽光によって光励
起される。屋内や夜間には、メタルハライドランプ、水
銀ランプ、キセノンランプ、その他の光源を使用するこ
とができる。アナターゼ型チタニアからなる光触媒は蛍
光灯や白熱電灯に含まれる微弱な紫外線でも励起するこ
とができる。
【0016】光触媒の励起に伴い、基材の表面は親水化
される。光触媒の光励起は、基材の表面が水との接触角
に換算して約35゜以下、好ましくは約10゜以下に親
水化されるまで行う。太陽光を利用する場合には、晴天
下では数日で水との接触角が約35゜以下になるまで基
材表面を親水化することができる。
【0017】基材の表面を所望の程度に親水化した後に
は、水洗や超音波洗浄などにより光触媒を基材表面から
除去し、回収するのが好ましい。基材がプラスチックや
樹脂塗装からなる場合には、このように基材表面から光
触媒を除去することにより、光触媒の光酸化作用によっ
て基材が劣化するのを回避することができる。
【0018】本発明の親水化処理方法は、種々の目的を
もって種々の基材に適用することができる。基材はガラ
ス、セラミックス、プラスチックス、ゴム、石、又はセ
メントで形成されたものであり得る。
【0019】例えば、建造物、建築外装材、機械、製造
物品、それらの塗装、シーリング材などの表面を親水化
した場合には、それらの防汚性を向上させることができ
る。即ち、親水化された表面は帯電しにくいので、煤塵
が静電付着しにくい。泥や土のような無機物質の水との
接触角は20゜から50゜であるので、水との接触角が
約10゜になる程度に親水化された表面には泥や土のよ
うな無機塵埃は付着しにくい。降雨の際には、親水化さ
れた表面では雨水は一様な水膜を形成しながら流下し、
従って雨筋が生じないので、雨筋による汚れが発生する
ことがない。更に、親水化された表面の水に対する親和
力は燃焼生成物のような疎水性物質に対する親和力より
も大きいので、基材の表面に付着した汚れは雨水により
表面から釈放され、降雨の都度雨水によって洗い流さ
れ、セルフクリーニングされる。
【0020】本発明の方法により窓ガラス、乗物用風防
ガラス、ゴグル又はマスクのシールド、計測機器のカバ
ーガラス、鏡、車両用バックミラー、歯科用歯鏡、眼鏡
レンズ、内視鏡レンズ、又はその他のレンズを親水化し
た場合には、凝縮湿分が光散乱性の凝縮水滴を形成する
のを防止し、防曇性を向上させることができる。また、
車両の風防ガラスや窓ガラスやバックミラーや眼鏡レン
ズなどが降雨や水しぶきを受けても、付着した水滴は水
膜化されるので、視界が確保される。
【0021】本発明の方法により食器、流し、調理レン
ジ、キッチンフード、換気扇のような台所用品の表面を
親水化した場合には、油で汚れたこれらの物品を水に浸
し、水で濡らし、又は水で濯ぐと、油汚れは親水化され
た表面から釈放され、容易に除去される。従って、洗剤
を使用することなく洗浄することができる。
【0022】本発明の方法を熱交換器の放熱フィンに適
用し、その表面を親水化した場合には、放熱フィンの表
面に付着した湿分凝縮水は表面に一様に広がり、放熱フ
ィンが凝縮水によって目詰まりするのが防止されるの
で、熱交換効率を増加させることができる。
【0023】本発明の方法によりコンタクトレンズ、補
綴物、人工臓器、人工血管、人工皮膚、又はカテーテル
の表面を親水化した場合には、生体親和性を向上させる
ことができる。本発明の方法を布帛又は繊維に適用する
場合には、防汚性を向上させることができる。
【0024】
【実施例】10cm四角のアルミニウム基板にシリコーン
塗料(日本合成ゴムの“グラスカ”のB液=トリメトキ
シメチルシラン)を塗布し、150℃の温度で硬化させ、
膜厚3μmのシリコーン塗膜で被覆されたアルミニウム
基板を得た。シリコーン塗膜の表面の水との接触角を接
触角測定器(協和界面科学社製、形式CA-X150)により
測定したところ、水との接触角は80゜であり、表面は
かなりの疎水性を示した。
【0025】次に、シリコーン塗膜の上にアナターゼ型
チタニアゾル(日産化学、TA-15)を塗布し、20Wのブラ
ックライトブルー蛍光灯(三共電気、FL20BLB)を用い
て試料の表面に0.5mW/cm2の紫外線照度で1週間紫外
線を照射した。
【0026】1週間後にこの試料の表面のチタニア粒子
を超音波洗浄により除去し、試料を乾燥させた後、シリ
コーン塗膜の表面の水との接触角を測定した。シリコー
ン塗膜の表面の水との接触角は35゜であり、光触媒の
作用によりシリコーン塗膜の表面が親水化されたことが
確認された。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、種々の素材からなる基
材の表面を親水化し、基材表面の防汚性、防曇性、洗浄
性、および/又は生体親和性を向上させることができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体光触媒を基材の表面に接触させな
    がら光触媒を光励起し、もって、基材の表面を親水化す
    ることを特徴とする基材表面の親水化処理方法。
  2. 【請求項2】 光触媒を懸濁液の形で基材の表面に接触
    させることを特徴とする請求項1に基づく方法。
  3. 【請求項3】 前記懸濁液を基材の表面に塗布すること
    により光触媒を基材の表面に接触させることを特徴とす
    る請求項2に基づく方法。
  4. 【請求項4】 基材を前記懸濁液に浸漬することにより
    光触媒を基材の表面に接触させることを特徴とする請求
    項2に基づく方法。
  5. 【請求項5】 光触媒の励起は太陽光により行うことを
    特徴とする請求項1から4のいづれかに基づく方法。
  6. 【請求項6】 基材の表面を親水化した後、光触媒を基
    材表面から除去する工程を更に含む請求項1から5のい
    づれかに基づく方法。
  7. 【請求項7】 光触媒を基材表面から除去する工程は、
    基材の表面を水との接触角に換算して約35゜以下に親
    水化した後に行うことを特徴とする請求項6に基づく方
    法。
  8. 【請求項8】 光触媒を基材表面から除去する工程は、
    基材の表面を水との接触角に換算して約10゜以下に親
    水化した後に行うことを特徴とする請求項7に基づく方
    法。
  9. 【請求項9】 前記基材はガラス、セラミックス、プラ
    スチックス、ゴム、石、およびセメントからなる群から
    選ばれた1種の材料で形成されている請求項1から8の
    いづれかに基づく方法。
  10. 【請求項10】 前記基材は建造物、建築外装材、機
    械、製造物品、又はそれらの塗装である請求項1から8
    のいづれかに基づく方法。
  11. 【請求項11】 前記基材はシーリング材である請求項
    1から8のいづれかに基づく方法。
  12. 【請求項12】 前記基材は布帛又は繊維である請求項
    1から8のいづれかに基づく方法。
  13. 【請求項13】 前記基材は、窓ガラス、乗物用風防ガ
    ラス、ゴグル又はマスクのシールド、計測機器のカバー
    ガラス、鏡、車両用バックミラー、歯科用歯鏡、眼鏡レ
    ンズ、内視鏡レンズ、その他のレンズ、および台所用品
    からなる群から選ばれた物品である請求項1から8のい
    づれかに基づく方法。
  14. 【請求項14】 前記基材は熱交換器の放熱フィンであ
    る請求項1から8のいづれかに基づく方法。
  15. 【請求項15】 前記基材は生体に接触させて使用され
    る物品である請求項1から8のいづれかに基づく方法。
  16. 【請求項16】 前記物品はコンタクトレンズ、補綴
    物、人工臓器、人工血管、人工皮膚、又はカテーテルで
    ある請求項15に基づく方法。
  17. 【請求項17】 光触媒はTiO2、ZnO、SnO2、SrTiO3、W
    O3、Bi2O3、Fe2O3、およびそれらの組み合わせからなる
    群から選ばれた1種からなる請求項1から16のいづれ
    かに基づく方法。
JP8150169A 1995-07-08 1996-05-22 基材表面の親水化処理方法 Pending JPH0977535A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8150169A JPH0977535A (ja) 1995-07-08 1996-05-22 基材表面の親水化処理方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20501995 1995-07-08
JP7-205019 1995-07-08
JP8150169A JPH0977535A (ja) 1995-07-08 1996-05-22 基材表面の親水化処理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0977535A true JPH0977535A (ja) 1997-03-25

Family

ID=26479855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8150169A Pending JPH0977535A (ja) 1995-07-08 1996-05-22 基材表面の親水化処理方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0977535A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001190644A (ja) * 1999-11-01 2001-07-17 Menicon Co Ltd コンタクトレンズの消毒方法及びそのための消毒液
JP2002112925A (ja) * 2000-10-05 2002-04-16 Takenaka Komuten Co Ltd 逆勾配のために雨のかかることのない窓ガラスの洗浄方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001190644A (ja) * 1999-11-01 2001-07-17 Menicon Co Ltd コンタクトレンズの消毒方法及びそのための消毒液
JP4481470B2 (ja) * 1999-11-01 2010-06-16 株式会社メニコン コンタクトレンズの消毒方法及びそのための消毒液
JP2002112925A (ja) * 2000-10-05 2002-04-16 Takenaka Komuten Co Ltd 逆勾配のために雨のかかることのない窓ガラスの洗浄方法
JP4605324B2 (ja) * 2000-10-05 2011-01-05 株式会社竹中工務店 逆勾配のために雨のかかることのない窓ガラスの洗浄方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3613085B2 (ja) 光触媒性親水性部材
JP3786365B2 (ja) 親水性表面を備えた部材
JPH10114546A (ja) 光触媒性親水性部材、及びその製造方法
JP3264317B2 (ja) 光触媒性親水性部材及びその製造方法
JP3255346B2 (ja) 光触媒性親水性部材の形成方法、及び光触媒性親水性部材
JP3266535B2 (ja) 光触媒性親水性部材及びその製造方法、並びに光触媒性親水性コ−ティング組成物
JP3266526B2 (ja) 光触媒性親水性部材、及びその製造方法
JPH0977535A (ja) 基材表面の親水化処理方法
JP3298440B2 (ja) 光触媒性親水性コ−ティング液
JP2001098187A (ja) 光触媒性親水性コーティング組成物、及び光触媒性親水性部材の製造方法
JPH10235204A (ja) 光触媒性親水性部材
JPH10237357A (ja) コ−ティング組成物
JPH10152346A (ja) 光触媒性親水性部材及びその製造方法、並びに光触媒性親水性コ−ティング組成物
JP2004306036A (ja) 光触媒性親水性部材
JPH1085609A (ja) 光触媒性親水性部材、及びその製造方法