JPH11156201A - 光触媒被膜形成用表面処理剤及びこの表面処理剤を用いた光触媒被膜の形成方法 - Google Patents
光触媒被膜形成用表面処理剤及びこの表面処理剤を用いた光触媒被膜の形成方法Info
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- JPH11156201A JPH11156201A JP9321391A JP32139197A JPH11156201A JP H11156201 A JPH11156201 A JP H11156201A JP 9321391 A JP9321391 A JP 9321391A JP 32139197 A JP32139197 A JP 32139197A JP H11156201 A JPH11156201 A JP H11156201A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 汚れが付着している既存の基材や合成樹脂か
らなる基材の表面に、親水性を発揮する光触媒被膜を形
成する。 【解決手段】 コロイダルシリカと水溶性アルミニウム
塩とを水に分散させてなる表面処理剤を、基材の表面に
塗布すると、基材の表面にはシリカ粒子が沈着して親水
化せしめられる。そこで、この親水化された表面に光触
媒コーティング液を塗布することで、基材表面に対する
結合力に優れた光触媒層が得られる。
らなる基材の表面に、親水性を発揮する光触媒被膜を形
成する。 【解決手段】 コロイダルシリカと水溶性アルミニウム
塩とを水に分散させてなる表面処理剤を、基材の表面に
塗布すると、基材の表面にはシリカ粒子が沈着して親水
化せしめられる。そこで、この親水化された表面に光触
媒コーティング液を塗布することで、基材表面に対する
結合力に優れた光触媒層が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は既存の窓ガラス、窓
枠、外壁のように、既に表面に汚染物質が付着している
基材や合成樹脂等のように表面が塗料をハジく傾向のあ
る基材の表面に光触媒性親水性被膜を形成するための表
面処理剤と、この表面処理剤を用いた光触媒被膜の形成
方法に関する。
枠、外壁のように、既に表面に汚染物質が付着している
基材や合成樹脂等のように表面が塗料をハジく傾向のあ
る基材の表面に光触媒性親水性被膜を形成するための表
面処理剤と、この表面処理剤を用いた光触媒被膜の形成
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明者らは、ＰＣＴ／ＷＯ９６／２９
３７５号に開示したように、基材表面に光触媒層を形成
すると、光触媒の光励起に応じて前記層表面が、水との
接触角に換算して１０°以下という高度の親水性を呈す
ることを見出し、さらにそれによりガラス、レンズ、鏡
等の透明部材の防曇・視界確保性向上、物品表面の水洗
浄性・降雨洗浄性向上などの効果が得られることを見出
した。
３７５号に開示したように、基材表面に光触媒層を形成
すると、光触媒の光励起に応じて前記層表面が、水との
接触角に換算して１０°以下という高度の親水性を呈す
ることを見出し、さらにそれによりガラス、レンズ、鏡
等の透明部材の防曇・視界確保性向上、物品表面の水洗
浄性・降雨洗浄性向上などの効果が得られることを見出
した。
【０００３】また、光触媒層に紫外線を照射すると、価
電子帯にあった電子（ｅ-）が伝導帯に励起され、価電
子帯には正孔（ｈ+）が生じ、これら電子（ｅ-）及び正
孔（ｈ+）が酸化還元反応を促進することで、汚れ成分
を分解する作用があることは従来から知られている。
電子帯にあった電子（ｅ-）が伝導帯に励起され、価電
子帯には正孔（ｈ+）が生じ、これら電子（ｅ-）及び正
孔（ｈ+）が酸化還元反応を促進することで、汚れ成分
を分解する作用があることは従来から知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、既存の
基材表面に光触媒層を形成しようとすると、既存の部材
表面には既に汚染物質が付着している場合が多く、その
汚染物質の影響で親水性を発揮する光触媒含有層を形成
するためのコーティング剤が弾かれたり、うまく固着し
なかったりして光触媒含有層の光励起による表面の親水
化機能や汚れ成分の分解機能が損なわれることがある。
また、表面に汚染物質が付着していなくとも合成樹脂の
表面等は表面エネルギーが低いためハジキ現象が起きて
しまい、薄く均一な光触媒被膜を形成することができな
い。
基材表面に光触媒層を形成しようとすると、既存の部材
表面には既に汚染物質が付着している場合が多く、その
汚染物質の影響で親水性を発揮する光触媒含有層を形成
するためのコーティング剤が弾かれたり、うまく固着し
なかったりして光触媒含有層の光励起による表面の親水
化機能や汚れ成分の分解機能が損なわれることがある。
また、表面に汚染物質が付着していなくとも合成樹脂の
表面等は表面エネルギーが低いためハジキ現象が起きて
しまい、薄く均一な光触媒被膜を形成することができな
い。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記事情に鑑
みてなされたものであり、基材の表面に、光触媒含有層
を形成する前に、予め基材の表面に塗布され、基材の表
面を親水化して、最外側となる光触媒層の基材表面への
結合強度を向上させる表面処理剤を提供することを目的
とする。
みてなされたものであり、基材の表面に、光触媒含有層
を形成する前に、予め基材の表面に塗布され、基材の表
面を親水化して、最外側となる光触媒層の基材表面への
結合強度を向上させる表面処理剤を提供することを目的
とする。
【０００６】上記課題を解決すべく本発明に係る光触媒
被膜形成用表面処理剤は、基材の表面に光触媒被膜を形
成する前に、当該表面の前処理を行うために塗布する表
面処理剤であって、この表面処理剤はコロイダルシリカ
と水溶性アルミニウム塩とを水に分散させて構成され
る。
被膜形成用表面処理剤は、基材の表面に光触媒被膜を形
成する前に、当該表面の前処理を行うために塗布する表
面処理剤であって、この表面処理剤はコロイダルシリカ
と水溶性アルミニウム塩とを水に分散させて構成され
る。
【０００７】前記コロイダルシリカとしては、市販のも
のを使用する。例えば、日産化学社製のスノーテックス
４０、スノーテックスＯ、スノーテックスＣ、触媒化成
工業社製カタロイドＳＨ−３０等が挙げられる。
のを使用する。例えば、日産化学社製のスノーテックス
４０、スノーテックスＯ、スノーテックスＣ、触媒化成
工業社製カタロイドＳＨ−３０等が挙げられる。
【０００８】水溶性アルミニウム塩としては、例えば、
硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウ
ム、各種明ばん、酢酸アルミニウム等が挙げられる。
硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウ
ム、各種明ばん、酢酸アルミニウム等が挙げられる。
【０００９】また、前記コロイダルシリカの割合は０．
０５〜２０重量％、前記水溶性アルミニウム塩の割合は
１００ｍｌ当り０．０００２〜０．１モルとするのが好
ましい。
０５〜２０重量％、前記水溶性アルミニウム塩の割合は
１００ｍｌ当り０．０００２〜０．１モルとするのが好
ましい。
【００１０】光触媒被膜の形成方法としては、図１に示
すように、基材の表面を洗浄した後、当該表面に上記構
成の表面処理剤を塗布する。すると、基材の表面がある
程度親水化せしめられる。そこで、このある程度親水化
された表面に光触媒コーティング液を塗布し乾燥せしめ
ることで、基材表面に対する結合力に優れた光触媒層が
得られる。
すように、基材の表面を洗浄した後、当該表面に上記構
成の表面処理剤を塗布する。すると、基材の表面がある
程度親水化せしめられる。そこで、このある程度親水化
された表面に光触媒コーティング液を塗布し乾燥せしめ
ることで、基材表面に対する結合力に優れた光触媒層が
得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】（実施例１）シリカゾル（日産化
学社製：スノーテックス４０）を１重量％、ＡlＣl3・6
Ｈ2Ｏを水性液１００ｍｌ当り０．０００２モル秤量
し、これらを水に分散させて表面処理剤を調製した。こ
の表面処理剤を既に使用されている合成樹脂製品の表面
にスポンジ拭きにより塗布した後、石原産業製光触媒コ
ーティング液ＳＴＫ０１（酸化チタン粒子８重量部とア
ルキルシリケート２重量部と硝酸水溶液５４．８重量部
とメタノール２８重量部とプロパノール７．２重量部か
らなる組成物）を溶媒（２−プロパノール９重量部とジ
アセトンアルコール１重量部との混合液）で１００倍に
希釈して得た光触媒コーティング液を、直径８ｍｍのエ
アガンを用いて１０５ｍ2／ｇスプレーコーティング法
により塗布後、２０℃で２０分乾燥させることにより、
光触媒層を硬化させて試料を得た。上記試料について、
光触媒層形成後、３時間太陽光に晒すことにより、紫外
線が照射されるようにした後、水を噴霧したところ、水
滴が形成されず、水が一様に広がる様子が観察された。
また、上記試料を暗所に置いて水との接触角が３０°に
なった後、再び紫外線を照射したところ、水との接触角
は５°未満に回復した。
学社製：スノーテックス４０）を１重量％、ＡlＣl3・6
Ｈ2Ｏを水性液１００ｍｌ当り０．０００２モル秤量
し、これらを水に分散させて表面処理剤を調製した。こ
の表面処理剤を既に使用されている合成樹脂製品の表面
にスポンジ拭きにより塗布した後、石原産業製光触媒コ
ーティング液ＳＴＫ０１（酸化チタン粒子８重量部とア
ルキルシリケート２重量部と硝酸水溶液５４．８重量部
とメタノール２８重量部とプロパノール７．２重量部か
らなる組成物）を溶媒（２−プロパノール９重量部とジ
アセトンアルコール１重量部との混合液）で１００倍に
希釈して得た光触媒コーティング液を、直径８ｍｍのエ
アガンを用いて１０５ｍ2／ｇスプレーコーティング法
により塗布後、２０℃で２０分乾燥させることにより、
光触媒層を硬化させて試料を得た。上記試料について、
光触媒層形成後、３時間太陽光に晒すことにより、紫外
線が照射されるようにした後、水を噴霧したところ、水
滴が形成されず、水が一様に広がる様子が観察された。
また、上記試料を暗所に置いて水との接触角が３０°に
なった後、再び紫外線を照射したところ、水との接触角
は５°未満に回復した。
【００１２】（実施例２）シリカゾル（日産化学社製：
スノーテックス４０）を２重量％、Ａl2（ＳＯ4）3を水
性液１００ｍｌ当り０．０２モル秤量し、これらを水に
分散させて表面処理剤を調製した。この表面処理剤を既
に使用されている窓ガラスに塗布した後、前記実施例１
と同様に光触媒コーティング液を塗布・乾燥させること
により、光触媒層を硬化させて試料を得た。上記試料に
ついて、前記実施例１と同様に、３時間太陽光に晒すこ
とにより、紫外線が照射されるようにした後、水を噴霧
したところ、水滴が形成されず、水が一様に広がる様子
が観察された。また、上記試料を暗所に置いて水との接
触角が３０°になった後、再び紫外線を照射したとこ
ろ、水との接触角は５°未満に回復した。
スノーテックス４０）を２重量％、Ａl2（ＳＯ4）3を水
性液１００ｍｌ当り０．０２モル秤量し、これらを水に
分散させて表面処理剤を調製した。この表面処理剤を既
に使用されている窓ガラスに塗布した後、前記実施例１
と同様に光触媒コーティング液を塗布・乾燥させること
により、光触媒層を硬化させて試料を得た。上記試料に
ついて、前記実施例１と同様に、３時間太陽光に晒すこ
とにより、紫外線が照射されるようにした後、水を噴霧
したところ、水滴が形成されず、水が一様に広がる様子
が観察された。また、上記試料を暗所に置いて水との接
触角が３０°になった後、再び紫外線を照射したとこ
ろ、水との接触角は５°未満に回復した。
【００１３】（実施例３）シリカゾル（日産化学社製：
スノーテックス４０）を５重量％、Ａl（ＮＯ2）3・9Ｈ2
Ｏを水性液１００ｍｌ当り０．０５モル秤量し、これら
を水に分散させて表面処理剤を調製した。この表面処理
剤を既に使用されている窓ガラスに塗布した後、前記実
施例１と同様に光触媒コーティング液を塗布・乾燥させ
ることにより、光触媒層を硬化させて試料を得た。上記
試料について、前記実施例１と同様に、３時間太陽光に
晒すことにより、紫外線が照射されるようにした後、水
を噴霧したところ、水滴が形成されず、水が一様に広が
る様子が観察された。また、上記試料を暗所に置いて水
との接触角が３０°になった後、再び紫外線を照射した
ところ、水との接触角は５°未満に回復した。
スノーテックス４０）を５重量％、Ａl（ＮＯ2）3・9Ｈ2
Ｏを水性液１００ｍｌ当り０．０５モル秤量し、これら
を水に分散させて表面処理剤を調製した。この表面処理
剤を既に使用されている窓ガラスに塗布した後、前記実
施例１と同様に光触媒コーティング液を塗布・乾燥させ
ることにより、光触媒層を硬化させて試料を得た。上記
試料について、前記実施例１と同様に、３時間太陽光に
晒すことにより、紫外線が照射されるようにした後、水
を噴霧したところ、水滴が形成されず、水が一様に広が
る様子が観察された。また、上記試料を暗所に置いて水
との接触角が３０°になった後、再び紫外線を照射した
ところ、水との接触角は５°未満に回復した。
【００１４】（実施例４）シリカゾル（日産化学社製：
スノーテックス４０）を１重量％、Ａl2（ＣＨ3ＣＯ
Ｏ）4・4Ｈ2Ｏを水性液１００ｍｌ当り０．０２モル秤量
し、これらを水に分散させて表面処理剤を調製した。こ
の表面処理剤を既に使用されている窓ガラスに塗布した
後、前記実施例１と同様に光触媒コーティング液を塗布
・乾燥させることにより、光触媒層を硬化させて試料を
得た。上記試料について、前記実施例１と同様に、３時
間太陽光に晒すことにより、紫外線が照射されるように
した後、水を噴霧したところ、水滴が形成されず、水が
一様に広がる様子が観察された。また、上記試料を暗所
に置いて水との接触角が３０°になった後、再び紫外線
を照射したところ、水との接触角は５°未満に回復し
た。
スノーテックス４０）を１重量％、Ａl2（ＣＨ3ＣＯ
Ｏ）4・4Ｈ2Ｏを水性液１００ｍｌ当り０．０２モル秤量
し、これらを水に分散させて表面処理剤を調製した。こ
の表面処理剤を既に使用されている窓ガラスに塗布した
後、前記実施例１と同様に光触媒コーティング液を塗布
・乾燥させることにより、光触媒層を硬化させて試料を
得た。上記試料について、前記実施例１と同様に、３時
間太陽光に晒すことにより、紫外線が照射されるように
した後、水を噴霧したところ、水滴が形成されず、水が
一様に広がる様子が観察された。また、上記試料を暗所
に置いて水との接触角が３０°になった後、再び紫外線
を照射したところ、水との接触角は５°未満に回復し
た。
【００１５】（比較例）既に使用されている合成樹脂製
品の表面に、洗浄処理をせずに、石原産業製光触媒コー
ティング液ＳＴＫ０１（酸化チタン粒子８重量部とアル
キルシリケート２重量部と硝酸水溶液５４．８重量部と
メタノール２８重量部とプロパノール７．２重量部から
なる組成物）を溶媒（２−プロパノール９重量部とジア
セトンアルコール１重量部との混合液）で１００倍に希
釈して得た光触媒コーティング液を、直径８ｍｍのエア
ガンを用いて１０５ｍ2／ｇスプレーコーティング法に
より塗布後、２０℃で２０分乾燥させることにより、光
触媒層を硬化させて試料を得た。上記試料について、光
触媒層形成後、３時間太陽光に晒すことにより、紫外線
が照射されるようにした後、水を噴霧してみたが、所々
水滴が弾かれたり付着してしまい、充分に親水化されて
いない様子が観察された。これは、光触媒が均一に塗布
されていないためと考えられる。
品の表面に、洗浄処理をせずに、石原産業製光触媒コー
ティング液ＳＴＫ０１（酸化チタン粒子８重量部とアル
キルシリケート２重量部と硝酸水溶液５４．８重量部と
メタノール２８重量部とプロパノール７．２重量部から
なる組成物）を溶媒（２−プロパノール９重量部とジア
セトンアルコール１重量部との混合液）で１００倍に希
釈して得た光触媒コーティング液を、直径８ｍｍのエア
ガンを用いて１０５ｍ2／ｇスプレーコーティング法に
より塗布後、２０℃で２０分乾燥させることにより、光
触媒層を硬化させて試料を得た。上記試料について、光
触媒層形成後、３時間太陽光に晒すことにより、紫外線
が照射されるようにした後、水を噴霧してみたが、所々
水滴が弾かれたり付着してしまい、充分に親水化されて
いない様子が観察された。これは、光触媒が均一に塗布
されていないためと考えられる。
【００１６】
【発明の効果】以上に説明した如く、本発明の表面処理
剤を用いることにより、既存の基材や合成樹脂からなる
基材の表面に光触媒性親水性被膜を形成した場合に、安
定的に光触媒の光励起に応じた親水化効果が発現される
ようになる。
剤を用いることにより、既存の基材や合成樹脂からなる
基材の表面に光触媒性親水性被膜を形成した場合に、安
定的に光触媒の光励起に応じた親水化効果が発現される
ようになる。
【図１】基材表面に光触媒被膜を形成する方法の一例を
示すブロック図
示すブロック図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｊ 7/06 Ｃ０８Ｊ 7/06 Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】 基材の表面に光触媒被膜を形成する前
に、当該表面の前処理を行うために塗布する表面処理剤
であって、この表面処理剤はコロイダルシリカと水溶性
アルミニウム塩とを水に分散させてなることを特徴とす
る光触媒被膜形成用表面処理剤。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光触媒被膜形成用表面
処理剤において、前記コロイダルシリカの割合は０．０
５〜２０重量％、前記水溶性アルミニウム塩の割合は１
００ｍｌ当り０．０００２〜０．１モルであることを特
徴とする光触媒被膜形成用表面処理剤。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の表面処
理剤を基材の表面に塗布し、基材の表面を親水化した後
に、当該基材の表面に光触媒コーティング液を塗布する
ようにしたことを特徴とする光触媒被膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9321391A JPH11156201A (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 光触媒被膜形成用表面処理剤及びこの表面処理剤を用いた光触媒被膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9321391A JPH11156201A (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 光触媒被膜形成用表面処理剤及びこの表面処理剤を用いた光触媒被膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11156201A true JPH11156201A (ja) | 1999-06-15 |
Family
ID=18132035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9321391A Pending JPH11156201A (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 光触媒被膜形成用表面処理剤及びこの表面処理剤を用いた光触媒被膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11156201A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101142369B1 (ko) * | 2010-01-18 | 2012-05-18 | 강원대학교산학협력단 | 무기 실리카 바인더로 고정된 광촉매층을 갖는 플라스틱 성형체 및 그의 제조방법 |
-
1997
- 1997-11-21 JP JP9321391A patent/JPH11156201A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101142369B1 (ko) * | 2010-01-18 | 2012-05-18 | 강원대학교산학협력단 | 무기 실리카 바인더로 고정된 광촉매층을 갖는 플라스틱 성형체 및 그의 제조방법 |
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