JPH11156213A - 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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- JPH11156213A JPH11156213A JP9323690A JP32369097A JPH11156213A JP H11156213 A JPH11156213 A JP H11156213A JP 9323690 A JP9323690 A JP 9323690A JP 32369097 A JP32369097 A JP 32369097A JP H11156213 A JPH11156213 A JP H11156213A
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- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
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】 ポリビニルアルコールと、リン酸とを含
有する水性分散液からなる表面処理剤を、基材の表面に
塗布すると、基材の表面はある程度親水化せしめられ
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】 ポリビニルアルコールと、リン酸とを含
有する水性分散液からなる表面処理剤を、基材の表面に
塗布すると、基材の表面はある程度親水化せしめられ
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、この表面処理剤はポリビニルアルコ
ールと、リン酸とを含有する水性分散液からなる構成さ
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、この表面処理剤はポリビニルアルコ
ールと、リン酸とを含有する水性分散液からなる構成さ
れる。
【0007】リン酸の添加量はポリビニルアルコールに
対して重量比で、5〜50%とすることが好ましい。5
%未満では塗膜の強度が不足し、50%を超えると塗膜
に白い斑点が生じやすくなる。
対して重量比で、5〜50%とすることが好ましい。5
%未満では塗膜の強度が不足し、50%を超えると塗膜
に白い斑点が生じやすくなる。
【0008】ポリビニルアルコール(PVA)のケン化
度は50〜90モル%であることが好ましい。完全ケン
化型PVAとTiO2(光触媒性金属酸化物粒子)とを混
合する場合にはTiO2の比率が高い方が水との接触角が
小さくなり、部分ケン化型PVAとTiO2とを混合する
場合にはPVAの比率が高い方が水との接触角が小さく
なる傾向にあることが実験の結果判明した。そして、ケ
ン化度を上記の範囲にすることで、暗所や製造直後の水
との接触角が小さくなる。
度は50〜90モル%であることが好ましい。完全ケン
化型PVAとTiO2(光触媒性金属酸化物粒子)とを混
合する場合にはTiO2の比率が高い方が水との接触角が
小さくなり、部分ケン化型PVAとTiO2とを混合する
場合にはPVAの比率が高い方が水との接触角が小さく
なる傾向にあることが実験の結果判明した。そして、ケ
ン化度を上記の範囲にすることで、暗所や製造直後の水
との接触角が小さくなる。
【0009】また、本発明に係る光触媒被膜形成用表面
処理剤には、シリカ粒子やアルミナ粒子を添加すること
が可能である、これらシリカ粒子やアルミナ粒子を添加
することで、膜の強度が向上する。
処理剤には、シリカ粒子やアルミナ粒子を添加すること
が可能である、これらシリカ粒子やアルミナ粒子を添加
することで、膜の強度が向上する。
【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)重合度1700のポ
リビニルアルコールの5%水溶液50ccに85%燐酸
0.5ccを加えて表面処理剤とした。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。
リビニルアルコールの5%水溶液50ccに85%燐酸
0.5ccを加えて表面処理剤とした。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)重合度1400のポリビニル
アルコールの5%水溶液50ccに85%燐酸0.09
ccを加えて表面処理剤とした。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STK
01(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10
5m2/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。
アルコールの5%水溶液50ccに85%燐酸0.09
ccを加えて表面処理剤とした。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STK
01(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10
5m2/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。
【0013】(実施例3)重合度1700のポリビニル
アルコールの5%水溶液50ccに85%燐酸0.8c
cを加えて表面処理剤とした。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STK0
1(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105
m2/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。
アルコールの5%水溶液50ccに85%燐酸0.8c
cを加えて表面処理剤とした。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STK0
1(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105
m2/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。
【0014】(実施例4)重合度1400のポリビニル
アルコール2.5gを水25cc、メタノール25cc
の混合液に溶解し、更に85%燐酸0.5ccを加えて
表面処理剤とした。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。
アルコール2.5gを水25cc、メタノール25cc
の混合液に溶解し、更に85%燐酸0.5ccを加えて
表面処理剤とした。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。
【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、本発明によれば、
ポリビニルアルコールと、リン酸とを含有する水性分散
液からなる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
形成する場合に、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。
ポリビニルアルコールと、リン酸とを含有する水性分散
液からなる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
形成する場合に、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 C08K 3/32 C08K 3/32 3/36 3/36 C08L 29/04 C08L 29/04 A C09D 129/04 C09D 129/04 A
Claims (4)
- 【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、この表面処理剤はポリビニルアルコールと、
リン酸とを含有する水性分散液から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、この組成物にはシリカ粒子またはアル
ミナ粒子が添加されてい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に記載の光触媒
被膜形成用表面処理剤において、前記ポリビニルアルコ
ールのケン化度は50〜90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4】 請求項1乃至請求項3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 |
---|---|---|---|
JP9323690A JPH11156213A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 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 |
---|---|---|---|
JP9323690A JPH11156213A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 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 |
---|---|
JPH11156213A true JPH11156213A (ja) | 1999-06-15 |
Family
ID=18157518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9323690A Pending JPH11156213A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 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) | JPH11156213A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006335819A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Ehime Prefecture | 機能材料の積層方法及びシート状構造体 |
JP2009540109A (ja) * | 2006-06-12 | 2009-11-19 | ローディア インコーポレイティド | 親水化された基材及び基材の疎水性表面を親水化するための方法 |
CN116020432A (zh) * | 2021-10-27 | 2023-04-28 | 夏普株式会社 | 光催化剂涂层结构及光催化剂被覆构件 |
-
1997
- 1997-11-26 JP JP9323690A patent/JPH11156213A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006335819A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Ehime Prefecture | 機能材料の積層方法及びシート状構造体 |
JP2009540109A (ja) * | 2006-06-12 | 2009-11-19 | ローディア インコーポレイティド | 親水化された基材及び基材の疎水性表面を親水化するための方法 |
US8993506B2 (en) | 2006-06-12 | 2015-03-31 | Rhodia Operations | Hydrophilized substrate and method for hydrophilizing a hydrophobic surface of a substrate |
CN116020432A (zh) * | 2021-10-27 | 2023-04-28 | 夏普株式会社 | 光催化剂涂层结构及光催化剂被覆构件 |
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