JPH11123333A - 光触媒性親水性組成物 - Google Patents

光触媒性親水性組成物

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JPH11123333A
JPH11123333A JP9290756A JP29075697A JPH11123333A JP H11123333 A JPH11123333 A JP H11123333A JP 9290756 A JP9290756 A JP 9290756A JP 29075697 A JP29075697 A JP 29075697A JP H11123333 A JPH11123333 A JP H11123333A
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JP
Japan
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acrylic acid
water
contact angle
weight
photocatalytic
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Pending
Application number
JP9290756A
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English (en)
Inventor
Makoto Hayakawa
信 早川
Mitsuhide Shimobukikoshi
光秀 下吹越
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Publication date
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  • Catalysts (AREA)
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  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 合成樹脂製品の表面にも、弾き現象を起こす
ことなく均一に塗布できる光触媒性親水性組成物を提供
する。 【解決手段】 例えば、アナターゼ型チタニアを1.0
重量%、酸化アルミニウムを0.5重量%、ポリビニル
アルコールを0.1重量%、ポリアクリル酸アンモニウ
ムを0.1重量%、残部を水とした水性液から光触媒性
親水性組成物を調製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は合成樹脂製品等の物
質の表面を長期間に亘って親水性に維持するための光触
媒性親水性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】多くの合成樹脂は表面エネルギーが小
で、疎水性を呈する。しかしながら、表面が疎水性であ
ると、合成樹脂製品の表面に結露したり、曇りが生じ
る。また、汚れに対する自浄効果がない。そこで、合成
樹脂の表面を親水性にする提案が特開昭51−8187
7号公報になされている。
【0003】特開昭51−81877号公報には、合成
樹脂表面を親水性にする水性液として、0.2〜2重量
%のコロイド状アルミナ、0.01〜2重量%の非イオ
ン性界面活性剤、0.1〜0.5重量%のアクリル酸重
合体若しくはアクリル酸含有共重合体とからなるものが
提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の親水性
を付与する水性液にあっては、第1に親水性の度合いが
水との接触角に換算して30°以上となり、充分な親水
性を発揮することができない。第2に、数10μm以上
の厚みで水性液を塗布しないと親水性を発揮しないた
め、原料コストが嵩むとともにその厚みで塗布すると、
膜厚のばらつき制御なしでは、光の乱反射による白濁が
生じたり、光の干渉による発色が生じる場合がある。第
3に、従来の水性液を塗布・乾燥せしめ、合成樹脂表面
に親水性が付与されても、長期間親水性を維持するのは
困難で、一旦親水性を失うと、再度塗布しない限り、親
水性は回復しない。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係る光触媒性親水性組成物は、光触媒性金属酸化
物粒子と、コロイド状アルミナと、非イオン性界面活性
剤と、アクリル酸重合体及び/又はアクリル酸含有共重
合体とを含む水性液から構成される。
【0006】ここで、前記光触媒性金属酸化物粒子の割
合は0.01〜10重量%、コロイド状アルミナの割合
は0.2〜2重量%、非イオン性界面活性剤の割合は
0.01〜2重量%、アクリル酸重合体及び/又はアク
リル酸含有共重合体の割合は0.1〜0.5重量%とす
るのが好ましい。
【0007】光触媒性金属酸化物粒子としては、例え
ば、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、ブ
ルカイト型酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化第二
鉄、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、チタン酸
ストロンチウム等が挙げられる。コロイド状アルミナと
しては、例えば、酸化アルミニウム(Al23)、ベー
マイトアルミナ(AlO(OH))、水酸化アルミナ
(Al(OH)2)が挙げられる。非イオン性界面活性剤
としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセル
ロース、エチルセルロース、ポリエチレンオキシド、ポ
リグリセリンが挙げられる。アクリル酸重合体及びアク
リル酸含有共重合体としては、分子中にアクリル酸根、
例えば、−(CH2-C(COO)H)n−を含有する重
合体もしくは共重合体として、アクリル酸重合体、ポリ
アクリル酸アルカリ塩、部分鹸化ポリアクリル酸エステ
ル、ポリシロキサン変性アクリル酸エステル部分鹸化
物、エチレン−アクリル酸共重合物が挙げられる。
【0008】コロイド状アルミナ、非イオン性界面活性
剤、アクリル酸重合体及び/又はアクリル酸含有共重合
体とを含む水性液を合成樹脂表面に塗布してもある程度
の親水性は発揮されるが、光触媒性金属酸化物粒子に光
が照射されると、以下の機構により水との接触角で30
°以下、好条件下では実質的に10°以下になるまで親
水化される。
【0009】親水化現象は、光触媒の価電子帯上端と伝
導帯下端とのエネルギーギャップ以上のエネルギーを有
する光が光触媒に照射されると、光触媒の価電子帯中の
電子が励起されて伝導電子と正孔とが生成する。それに
より金属酸化物からなる光触媒の金属原子が部分的に還
元されて、表面に極性(おそらくは電子吸引性)が付与
される。それにより、表面に雰囲気との平衡以上の量の
水が化学吸着する。すると、その表面の水素結合に基づ
く表面自由エネルギーが増加し、その表面自由エネルギ
ーの増加に応じた量の水分子がさらに物理吸着し、表面
に固定される。ところで、表面自由エネルギーが近い物
質同士は互いに接着しやすいことから、水分子が物理吸
着した表面は水になじみやすいものとなる。即ち、その
ような表面は親水化されることになる。
【0010】このように、本発明による親水性は、コロ
イド状アルミナ、非イオン性界面活性剤、アクリル酸重
合体及び/又はアクリル酸含有共重合体とを含む水性液
に由来するよりも、光触媒の親水化作用によるものと考
えられる。このことは、コロイド状アルミナ、非イオン
性界面活性剤、アクリル酸重合体及び/又はアクリル酸
含有共重合体とを含む水性液によって親水性を発揮する
には数10μm以上の厚みで塗布しなければならなかっ
たが、本発明による組成物の場合には0.4μm以下で
も親水性を発揮することからも首肯できる。ここで、
0.4μm以下の厚みにすることで、光の乱反射による
白濁を防止することができ、更に0.2μm以下の厚み
にすることで、光の干渉による表面相の発色を防止する
ことができる。尚、表面層中の光触媒性金属酸化物粒子
の量は、1×10-7〜1×10-3g/cm2、好ましく
は5×10-7〜5×10-4g/cm2、更に好ましくは
1×10-6〜1×10-4g/cm2である。
【0011】
【発明の実施の形態】
(実施例1)アナターゼ型チタニアを1.0重量%、酸
化アルミニウムを0.5重量%、ポリビニルアルコール
を0.1重量%、ポリアクリル酸アンモニウムを0.1
重量%、残部を水とした水性液からなる光触媒性親水性
組成物を調製し、この組成物を合成樹脂製品の表面に塗
布した。その結果、合成樹脂製品の表面の親水性は水と
の接触角に換算して5°以下になった。また、暗所に当
該製品を1ヵ月放置したところ、水との接触角は約20
°になった。そこで、紫外線を照射したところ1時間後
に水との接触角は再び5°以下になった。
【0012】(比較例1)上記実施例1の組成からアナ
ターゼ型チタニアを除いた水性液を調製し、これを合成
樹脂製品の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の
表面の親水性は水との接触角に換算して30°になっ
た。また、当該製品を1ヵ月放置したところ、水との接
触角は約50°になった。これに紫外線を照射しても水
との接触角に変化はなかった。
【0013】(実施例2)ルチル型チタニアを1.0重
量%、水酸化アルミナを1.0重量%、メチルセルロー
スを0.5重量%、アクリル酸メチル部分ケン化物を
0.3重量%、残部を水とした水性液からなる光触媒性
親水性組成物を調製し、この組成物を合成樹脂製品の表
面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の表面の親水性
は水との接触角に換算して5°以下になった。また、暗
所に当該製品を1ヵ月放置したところ、水との接触角は
約20°になった。そこで、紫外線を照射したところ1
時間後に水との接触角は再び5°以下になった。
【0014】(比較例2)上記実施例1の組成からルチ
ル型チタニアを除いた水性液を調製し、これを合成樹脂
製品の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の表面
の親水性は水との接触角に換算して30°になった。ま
た、当該製品を1ヵ月放置したところ、水との接触角は
約50°になった。これに紫外線を照射しても水との接
触角に変化はなかった。
【0015】(実施例3)ブルカイト型チタニアを1.
0重量%、ベーマイトアルミナを2.0重量%、メチル
セルロースを1.0重量%、エチレンアクリル酸共重合
物を0.5重量%、残部を水とした水性液からなる光触
媒性親水性組成物を調製し、この組成物を合成樹脂製品
の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の表面の親
水性は水との接触角に換算して5°以下になった。ま
た、暗所に当該製品を1ヵ月放置したところ、水との接
触角は約20°になった。そこで、紫外線を照射したと
ころ1時間後に水との接触角は再び5°以下になった。
【0016】(比較例3)上記実施例1の組成からブル
カイト型チタニアを除いた水性液を調製し、これを合成
樹脂製品の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の
表面の親水性は水との接触角に換算して30°になっ
た。また、当該製品を1ヵ月放置したところ、水との接
触角は約50°になった。これに紫外線を照射しても水
との接触角に変化はなかった。
【0017】(実施例4)アナターゼ型チタニアを5.
0重量%、水酸化アルミナを0.2重量%、ポリエチレ
ンオキシドを0.1重量%、ポリシロキサン変性アクリ
ル酸エステル部分ケン化物を0.1重量%、残部を水と
した水性液からなる光触媒性親水性組成物を調製し、こ
の組成物を合成樹脂製品の表面に塗布した。その結果、
合成樹脂製品の表面の親水性は水との接触角に換算して
5°以下になった。また、暗所に当該製品を1ヵ月放置
したところ、水との接触角は約20°になった。そこ
で、紫外線を照射したところ1時間後に水との接触角は
再び5°以下になった。
【0018】(比較例4)上記実施例1の組成からアナ
ターゼ型チタニアを除いた水性液を調製し、これを合成
樹脂製品の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の
表面の親水性は水との接触角に換算して30°になっ
た。また、当該製品を1ヵ月放置したところ、水との接
触角は約50°になった。これに紫外線を照射しても水
との接触角に変化はなかった。
【0019】(実施例5)ルチル型チタニアを5.0重
量%、ベーマイトアルミナを0.5重量%、水酸化アル
ミナを0.5重量%、ポリビニルアルコールを1.0重
量%、ポリエチレンオキシドを1.0重量%、ポリアク
リル酸ナトリウムを0.1重量%、ポリアクリル酸メチ
ル部分ケン化物を0.1重量%、残部を水とした水性液
からなる光触媒性親水性組成物を調製し、この組成物を
合成樹脂製品の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製
品の表面の親水性は水との接触角に換算して5°以下に
なった。また、暗所に当該製品を1ヵ月放置したとこ
ろ、水との接触角は約20°になった。そこで、紫外線
を照射したところ1時間後に水との接触角は再び5°以
下になった。
【0020】(比較例5)上記実施例1の組成からルチ
ル型チタニアを除いた水性液を調製し、これを合成樹脂
製品の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の表面
の親水性は水との接触角に換算して30°になった。ま
た、当該製品を1ヵ月放置したところ、水との接触角は
約50°になった。これに紫外線を照射しても水との接
触角に変化はなかった。
【0021】(実施例6)ブルカイト型チタニアを5.
0重量%、ベーマイトアルミナを1.0重量%、メチル
セルロースを0.3重量%、ポリアクリル酸アンモニウ
ムを0.2重量%、残部をメタノールと水(メタノール
20:水80)とした水性液からなる光触媒性親水性組
成物を調製し、この組成物を合成樹脂製品の表面に塗布
した。その結果、合成樹脂製品の表面の親水性は水との
接触角に換算して5°以下になった。また、暗所に当該
製品を1ヵ月放置したところ、水との接触角は約20°
になった。そこで、紫外線を照射したところ1時間後に
水との接触角は再び5°以下になった。
【0022】(比較例6)上記実施例1の組成からブル
カイト型チタニアを除いた水性液を調製し、これを合成
樹脂製品の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の
表面の親水性は水との接触角に換算して30°になっ
た。また、当該製品を1ヵ月放置したところ、水との接
触角は約50°になった。これに紫外線を照射しても水
との接触角に変化はなかった。
【0023】
【発明の効果】以上に説明した如く本発明によれば、コ
ロイド状アルミナと、非イオン性界面活性剤と、アクリ
ル酸重合体及び/又はアクリル酸含有共重合体を含む水
性液に、更に光触媒性金属酸化物粒子を添加すること
で、塗布の際には、合成樹脂製品等の被塗装物表面に弾
かれることなく、均一に且つ薄い光触媒性親水性被膜を
形成することができ、また、一旦形成された光触媒性親
水性被膜は高度に親水化した表面を長期に亘って維持で
き、しかも被膜の厚みを薄くできるので、白濁や発色な
どの問題も生じない。更に、水性組成物であるので、溶
剤臭がなく、取り扱い性にも優れる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 33/02 C08L 33/02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光触媒性金属酸化物粒子と、コロイド状
    アルミナと、非イオン性界面活性剤と、アクリル酸重合
    体及び/又はアクリル酸含有共重合体とを含む水性液か
    らなる光触媒性親水性組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光触媒性親水性組成物
    において、前記光触媒性金属酸化物粒子の割合は0.0
    1〜10重量%、コロイド状アルミナの割合は0.2〜
    2重量%、非イオン性界面活性剤の割合は0.01〜2
    重量%、アクリル酸重合体及び/又はアクリル酸含有共
    重合体の割合は0.1〜0.5重量%であることを特徴
    とする光触媒性親水性組成物。
JP9290756A 1997-10-23 1997-10-23 光触媒性親水性組成物 Pending JPH11123333A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115246970A (zh) * 2021-04-28 2022-10-28 中国石油化工股份有限公司 一种亲水pvc组合材料及制备方法
CN115246973A (zh) * 2021-04-28 2022-10-28 中国石油化工股份有限公司 一种pvc亲水功能助剂的制备方法

Cited By (3)

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CN115246970A (zh) * 2021-04-28 2022-10-28 中国石油化工股份有限公司 一种亲水pvc组合材料及制备方法
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