JPH11158456A - 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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JPH11158456A
JPH11158456A JP9325523A JP32552397A JPH11158456A JP H11158456 A JPH11158456 A JP H11158456A JP 9325523 A JP9325523 A JP 9325523A JP 32552397 A JP32552397 A JP 32552397A JP H11158456 A JPH11158456 A JP H11158456A
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JP
Japan
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weight
forming
substrate
parts
water
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JP9325523A
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English (en)
Inventor
Makoto Hayakawa
信 早川
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Publication date
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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】 ヒドロキシアルコキシセルロースと、コ
ロイドを形成する無機酸化物とを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、この表面処理剤はヒドロキシアルコ
キシセルロースと、コロイドを形成する無機酸化物とを
水に分散させて構成される。
【0007】前記ヒドロキシアルコキシセルロースとし
ては、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシ
プロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロース等が挙げられ、前記
コロイドを形成する無機酸化物としては、シリカ及び/
又はアルミナ等が挙げられる。
【0008】また、前記ヒドロキシアルコキシセルロー
スの割合は0.05〜15重量%、コロイドを形成する
無機酸化物の割合は1〜40重量%とするのが好まし
い。ヒドロキシアルコキシセルロースの割合が上記範囲
よりも少ないと、分散安定性が悪くなり、上記範囲以上
すると親水性が悪くなる。また、コロイドを形成する無
機酸化物の割合が上記範囲よりも少ないと、充分な親水
性を発揮できず、上記範囲以上すると粘度が高くなりす
ぎて、取扱いが難しくなる。
【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)ヒドロキシエチルメ
チルセルロース(2%水溶液の粘度(25℃)=5c
p)3重量%、平均粒径が20μmのアルミナゾル20
重量%及びシリコーンエマルジョン0.1重量%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ST
K01(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1
05m2/gスプレーコーティング法により塗布後、2
0℃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)ヒドロキシプロピルメチルセ
ルロース(2%水溶液の粘度(25℃)=15cp)2重
量%、平均粒径が15μmの負電荷を帯びたシリカゾル
15重量%及びシリコーンエマルジョン0.1重量%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3)ヒドロキシエチルセルロース
(2%水溶液の粘度(25℃)=25cp)5重量%、平
均粒径が20μmのアルミナゾル20重量%及びシリコ
ーンエマルジョン0.1重量%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。
【0013】(実施例4)ヒドロキシプロピルセルロー
ス(2%水溶液の粘度(25℃)=7cp)1重量%、
平均粒径が20μmのアルミナゾル20重量%及びシリ
コーンエマルジョン0.1重量%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。
【0014】(実施例5)ヒドロキシエチルメチルセル
ロース(2%水溶液の粘度(25℃)=5cp)2重量
%、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(2%水溶液
の粘度(25℃)=15cp)1重量%、平均粒径が20
μmのアルミナゾル20重量%及びシリコーンエマルジ
ョン0.1重量%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10
0倍に希釈して得た光触媒コーティング液を、直径8m
m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。
【0016】
【発明の効果】以上に説明した如く、本発明によれば、
ヒドロキシアルコキシセルロースと、コロイドを形成す
る無機酸化物とを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 // C08J 7/04 C08J 7/04 T 7/06 7/06 Z

Claims (5)

    【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、この表面処理剤はヒドロキシアルコキシセル
    ロースと、コロイドを形成する無機酸化物とを水に分散
    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。
  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、前記ヒドロキシアルコキシセルロース
    は、炭素原子数が2以上のアルコキシ基を有することを
    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、前記コロイドを形成する無機酸化物
    は、シリカ及び/又はアルミナであることを特徴とする
    光触媒被膜形成用表面処理剤。
  4. 【請求項4】 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、前記ヒドロキシアルコキシセルロース
    の割合は0.05〜15重量%、コロイドを形成する無
    機酸化物の割合は1〜40重量%であることを特徴とす
    る光触媒被膜形成用表面処理剤。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至請求項4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。
JP9325523A 1997-11-27 1997-11-27 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 JPH11158456A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999063011A1 (fr) * 1998-06-04 1999-12-09 Toto Ltd. Agent de couche intermediaire permettant de former un film de revetement photo-emetteur ou un film de revetement photocatalytique et hydrophile
JP2013516638A (ja) * 2009-12-31 2013-05-13 エシロール アテルナジオナール カンパニー ジェネラーレ デ オプティック 改善された耐久性を備える一時的防曇被覆を含む光学物品

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