JPH11156214A - 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

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JPH11156214A
JPH11156214A JP9322632A JP32263297A JPH11156214A JP H11156214 A JPH11156214 A JP H11156214A JP 9322632 A JP9322632 A JP 9322632A JP 32263297 A JP32263297 A JP 32263297A JP H11156214 A JPH11156214 A JP H11156214A
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JP
Japan
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water
forming
coating film
treatment agent
photocatalytic coating
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JP9322632A
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English (en)
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Makoto Hayakawa
信 早川
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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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】 アルミニウム陽イオンを表面に結合して
正荷電を与えられたコロイド状シリカを、湿潤剤ととも
に水に分散させた表面処理剤を、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

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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、この表面処理剤はアルミニウム陽イ
オンを表面に結合して正荷電を与えられたコロイド状シ
リカを、湿潤剤とともに水に分散させて構成される。
【0007】前記湿潤剤の濃度は0.0001〜0.5
重量%とし、シリカ表面に結合するアルミニウム量はシ
リカ表面積100m2に対して1.0×10-2g以上と
するのが好ましい。
【0008】湿潤剤の濃度が上記範囲よりも少ないと、
湿潤力が弱く、上記範囲以上すると被膜がベトつく。ま
た、シリカ表面に結合するアルミニウム量が上記範囲よ
りも少ないと、コロイド状シリカ表面に与えられる正荷
電が十分ではなく、上記範囲以上に添加してもそれ以上
の効果は認められない。
【0009】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。
【0010】
【発明の実施の形態】(実施例1)炭酸ソーダ15.6
gを水738gに溶解し、これにコロイド状シリカ(キ
ャタロイドSI・50:触媒化学工業株式会社製、シリ
カ含有量48重量%)69.2gを攪拌しながら加え
た。次に、10%塩化アルミニウム水溶液178g中に
上記混合物を攪拌しながら滴下し30分間熟成した。こ
の反応液を100gになるまで濃縮し、メタノール20
0gを加えた後ガラスフィルターで濾過した。この濾液
に水100gを加えた後メタノールを除去し、次いで水
を加えて200gにした。この水分散液は正荷電を有す
る変性コロイドシリカを分散質として、固形分(4.3
×10-2gAl/100m2シリカ)22%を含有する
が、チクソトロピー性がなく粘度は25℃で5cpと低
い液体である。上記で調製したアルミニウム陽イオンを
表面に結合して正荷電を与えられたコロイド状シリカの
溶液を水で100倍に希釈し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。
【0011】(実施例2)炭酸ソーダ2.0gを水14
9gに溶解し、これにコロイド状シリカ(キャタロイド
SI・30:触媒化学工業株式会社製、シリカ含有量3
0重量%)6.1gを攪拌しながら加えた。次に、10
%硝酸アルミニウム水溶液43g中に上記混合物を攪拌
しながら滴下し30分間熟成した。この反応液を100
gになるまで濃縮し、メタノール200gを加えた後ガ
ラスフィルターで濾過した。この濾液に水100gを加
えた後メタノールを除去し、次いで水を加えて200g
にした。この水分散液は正荷電を有する変性コロイドシ
リカを分散質として、固形分(1.0×10-2gAl/
100m2シリカ)2.4%を含有する。上記で調製し
たアルミニウム陽イオンを表面に結合して正荷電を与え
られたコロイド状シリカの溶液を水で3倍に希釈して表
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3)炭酸ソーダ0.6gを水61
gに溶解し、これにコロイド状シリカ(キャタロイドS
I・50:触媒化学工業株式会社製、シリカ含有量48
重量%)16.5gを攪拌しながら加えた。次に、5%
塩化アルミニウム水溶液22g中に上記混合物を攪拌
し、水分散液を調製した。この水分散液は正荷電を有す
る変性コロイドシリカを分散質として、固形分(1.1
×10-2gAl/100m2シリカ)9%を含有する。上
記で調製したアルミニウム陽イオンを表面に結合して正
荷電を与えられたコロイド状シリカの溶液にソルビタン
ラウリル酸エステル3.0g、ソジウムラウリルサルフ
ェート0.05gを加え濃厚液を調製し、この濃厚液を
水で30倍に希釈し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。
【0013】(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。
【0014】
【発明の効果】以上に説明した如く、本発明によれば、
アルミニウム陽イオンを表面に結合して正荷電を与えら
れたコロイド状シリカを、湿潤剤とともに水に分散させ
た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。
【図面の簡単な説明】
【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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C23C 22/00 C23C 22/00 Z 22/68 22/68 // C08J 7/06 C08J 7/06 Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、この表面処理剤はアルミニウム陽イオンを表
    面に結合して正荷電を与えられたコロイド状シリカを、
    湿潤剤とともに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。
  2. 【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、水に分散する前の状態で、前記湿潤剤
    の濃度は0.0001〜0.5重量%、また、シリカ表
    面に結合するアルミニウム量はシリカ表面積100m2
    に対して1.0×10-2g以上であることを特徴とする
    光触媒被膜形成用表面処理剤。
  3. 【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。
JP9322632A 1997-11-25 1997-11-25 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 Pending JPH11156214A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100353242B1 (ko) * 2000-02-28 2002-09-18 극동화학 주식회사 실리카겔을 지지체로 하는 신규한 형태의 광촉매 및 그제조방법
KR20200019109A (ko) * 2016-12-22 2020-02-21 엘렉트리씨트 드 프랑스 금속 기판 상에 부식 방지 코팅을 제조하기 위한 졸-겔 방법

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US11519072B2 (en) 2016-12-22 2022-12-06 Electricite De France Sol-gel method for producing an anti-corrosion coating on a metal substrate

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