JPH1191030A - 光触媒性親水性部材 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐摩耗性、硬度及び透明性に優れた光触媒性
親水性部材の提供。 【解決手段】 基材表面に、膜厚1〜10μmのシリコ
ン材料からなるハ−ドコ−ト層が形成されており、さら
にその上に膜厚1〜200nmの光触媒性酸化物を含有
する層が形成されており、前記光触媒の光励起に応じて
前記表面層が親水性を呈することを特徴とする光触媒性
親水性部材。
親水性部材の提供。 【解決手段】 基材表面に、膜厚1〜10μmのシリコ
ン材料からなるハ−ドコ−ト層が形成されており、さら
にその上に膜厚1〜200nmの光触媒性酸化物を含有
する層が形成されており、前記光触媒の光励起に応じて
前記表面層が親水性を呈することを特徴とする光触媒性
親水性部材。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、部材表面を高度の
親水性になし、かつ維持する技術に関する。より詳しく
は、本発明は、鏡、レンズ、ガラス、プリズムその他の
透明部材の表面を高度に親水化することにより、部材の
曇りや水滴形成を防止する防曇技術に関する。本発明
は、また、建物や窓ガラスや機械装置や物品の表面を高
度に親水化することにより、表面が汚れるのを防止し、
又は表面を自己浄化(セルフクリ−ニング)し若しくは
容易に清掃する技術に関する。
親水性になし、かつ維持する技術に関する。より詳しく
は、本発明は、鏡、レンズ、ガラス、プリズムその他の
透明部材の表面を高度に親水化することにより、部材の
曇りや水滴形成を防止する防曇技術に関する。本発明
は、また、建物や窓ガラスや機械装置や物品の表面を高
度に親水化することにより、表面が汚れるのを防止し、
又は表面を自己浄化(セルフクリ−ニング)し若しくは
容易に清掃する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】寒冷時に自動車その他の乗物の風防ガラ
スや窓ガラス、建物の窓ガラス、眼鏡のレンズ、および
各種計器盤のカバ−ガラスが凝縮湿分で曇るのはしばし
ば経験されることである。また、浴室や洗面所の鏡や眼
鏡のレンズが湯気で曇ることも良く遭遇される。更に、
車両の風防ガラスや窓ガラス、建物の窓ガラス、車両の
バックミラ−、眼鏡のレンズ、マスクやヘルメットのシ
−ルドが降雨や水しぶきを受け、離散した多数の水滴が
表面に付着すると、それらの表面は翳り、ぼやけ、斑模
様になり、或いは曇り、やはり可視性が失われる。言う
までもなく、上記“曇り”は安全性や種々の作業の能率
に深い影響を与える。例えば、車両の風防ガラスや窓ガ
ラス、車両のバックミラ−が、寒冷時や雨天に翳り或い
は曇ると、視界の確保が困難となり、交通の安全性が損
なわれる。内視鏡レンズや歯科用歯鏡が曇ると、的確な
診断、手術、処置の障害となる。計器盤のカバ−ガラス
が曇るとデ−タの読みが困難となる。
スや窓ガラス、建物の窓ガラス、眼鏡のレンズ、および
各種計器盤のカバ−ガラスが凝縮湿分で曇るのはしばし
ば経験されることである。また、浴室や洗面所の鏡や眼
鏡のレンズが湯気で曇ることも良く遭遇される。更に、
車両の風防ガラスや窓ガラス、建物の窓ガラス、車両の
バックミラ−、眼鏡のレンズ、マスクやヘルメットのシ
−ルドが降雨や水しぶきを受け、離散した多数の水滴が
表面に付着すると、それらの表面は翳り、ぼやけ、斑模
様になり、或いは曇り、やはり可視性が失われる。言う
までもなく、上記“曇り”は安全性や種々の作業の能率
に深い影響を与える。例えば、車両の風防ガラスや窓ガ
ラス、車両のバックミラ−が、寒冷時や雨天に翳り或い
は曇ると、視界の確保が困難となり、交通の安全性が損
なわれる。内視鏡レンズや歯科用歯鏡が曇ると、的確な
診断、手術、処置の障害となる。計器盤のカバ−ガラス
が曇るとデ−タの読みが困難となる。
【0003】上記“曇り”の解消のために、表面を親水
性にすることが提案されている。例えば、実開平3−1
29357号には、基材の表面にポリマ−層を設け、こ
の層に紫外線を照射した後アルカリ水溶液により処理す
ることにより高密度の酸性基を生成し、これによりポリ
マ−層の表面を親水性にすることからなる鏡の防曇方法
が開示されている。しかし、この方法で得られる程度の
酸性基では、表面極性が充分でなく、表面に付着する汚
染物質により時間が経つにつれて表面は親水性を失い、
防曇性能が次第に失われるものと考えられる。
性にすることが提案されている。例えば、実開平3−1
29357号には、基材の表面にポリマ−層を設け、こ
の層に紫外線を照射した後アルカリ水溶液により処理す
ることにより高密度の酸性基を生成し、これによりポリ
マ−層の表面を親水性にすることからなる鏡の防曇方法
が開示されている。しかし、この方法で得られる程度の
酸性基では、表面極性が充分でなく、表面に付着する汚
染物質により時間が経つにつれて表面は親水性を失い、
防曇性能が次第に失われるものと考えられる。
【0004】他方、建築及び塗料の分野においては、環
境汚染に伴い、建築外装材料や屋外建造物やその塗膜の
汚れが問題となっている。大気中に浮遊する煤塵や粒子
は晴天には建物の屋根や外壁に堆積する。堆積物は降雨
に伴い雨水により流され、建物の外壁を流下する。更
に、雨天には浮遊煤塵は雨によって持ち運ばれ、建物の
外壁や屋外建造物の表面を流下する。その結果、表面に
は、雨水の道筋に沿って汚染物質が付着する。表面が乾
燥すると、表面には縞状の汚れが現れる。建築外装材料
や塗膜の汚れは、カ−ボンブラックのような燃焼生成物
や、都市煤塵や、粘土粒子のような無機質物質の汚染物
質からなる。このような汚染物質の多様性が防汚対策を
複雑にしているものと考えられている(橘高義典著“外
壁仕上材料の汚染の促進試験方法”、日本建築学会構造
系論文報告集、第404号、1989年10月、p.1
5−24)。
境汚染に伴い、建築外装材料や屋外建造物やその塗膜の
汚れが問題となっている。大気中に浮遊する煤塵や粒子
は晴天には建物の屋根や外壁に堆積する。堆積物は降雨
に伴い雨水により流され、建物の外壁を流下する。更
に、雨天には浮遊煤塵は雨によって持ち運ばれ、建物の
外壁や屋外建造物の表面を流下する。その結果、表面に
は、雨水の道筋に沿って汚染物質が付着する。表面が乾
燥すると、表面には縞状の汚れが現れる。建築外装材料
や塗膜の汚れは、カ−ボンブラックのような燃焼生成物
や、都市煤塵や、粘土粒子のような無機質物質の汚染物
質からなる。このような汚染物質の多様性が防汚対策を
複雑にしているものと考えられている(橘高義典著“外
壁仕上材料の汚染の促進試験方法”、日本建築学会構造
系論文報告集、第404号、1989年10月、p.1
5−24)。
【0005】従来の通念では、上記建築外装などの汚れ
を防止するためにはポリテトラフルオロエチレン(PT
FE)のような撥水性の塗料が好ましいと考えられてい
たが、最近では、疎水性成分を多く含む都市煤塵に対し
ては、塗膜の表面を出来るだけ親水性にするのが望まし
いと考えられている(高分子、44巻、1995年5月
号、p.307)。そこで、親水性のグラフトポリマ−
で建物を塗装することが提案されている(新聞“化学工
業日報”、1995年1月30日)。報告によれば、こ
の塗膜は水との接触角に換算して30〜40゜の親水性
を呈する。しかしながら、粘土鉱物で代表される無機質
塵埃の水との接触角は20゜から50゜であり、水との
接触角が30〜40゜のグラフトポリマ−に対して親和
性を有しその表面に付着しやすいので、このグラフトポ
リマ−の塗膜は無機質塵埃による汚れを防止することが
できないと考えられる。
を防止するためにはポリテトラフルオロエチレン(PT
FE)のような撥水性の塗料が好ましいと考えられてい
たが、最近では、疎水性成分を多く含む都市煤塵に対し
ては、塗膜の表面を出来るだけ親水性にするのが望まし
いと考えられている(高分子、44巻、1995年5月
号、p.307)。そこで、親水性のグラフトポリマ−
で建物を塗装することが提案されている(新聞“化学工
業日報”、1995年1月30日)。報告によれば、こ
の塗膜は水との接触角に換算して30〜40゜の親水性
を呈する。しかしながら、粘土鉱物で代表される無機質
塵埃の水との接触角は20゜から50゜であり、水との
接触角が30〜40゜のグラフトポリマ−に対して親和
性を有しその表面に付着しやすいので、このグラフトポ
リマ−の塗膜は無機質塵埃による汚れを防止することが
できないと考えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く、部材表面
を親水性にすることにより、部材の曇りや水滴形成を防
止したり、また、建物や窓ガラスや機械装置や物品の表
面が汚れるのを防止し、又は表面を自己浄化(セルフク
リ−ニング)し若しくは容易に清掃することができる提
案は存在するものの、光触媒層の耐摩耗性や硬度が十分
でないために上記特性を活かしきれない場合があった。
また光触媒に酸化チタンを用いた場合、酸化チタンは高
屈折率を有するため、干渉、白濁が生じやすかった。従
って、例えば自動車のサイドガラスでは窓の上げ下げに
よる摩耗負荷が大きいため、光触媒層の剥離、脱落によ
る上記親水性能の喪失や、光触媒層及び/又はその下地
へ傷がつくことによる視界確保性の低下や、光触媒層の
干渉、白濁による視界確保性の低下が生じる場合があっ
た。そこで、本発明では、上記事情に鑑み、耐摩耗性、
硬度及び透明性が十分な光触媒性親水性部材を提供する
ことを目的とする。
を親水性にすることにより、部材の曇りや水滴形成を防
止したり、また、建物や窓ガラスや機械装置や物品の表
面が汚れるのを防止し、又は表面を自己浄化(セルフク
リ−ニング)し若しくは容易に清掃することができる提
案は存在するものの、光触媒層の耐摩耗性や硬度が十分
でないために上記特性を活かしきれない場合があった。
また光触媒に酸化チタンを用いた場合、酸化チタンは高
屈折率を有するため、干渉、白濁が生じやすかった。従
って、例えば自動車のサイドガラスでは窓の上げ下げに
よる摩耗負荷が大きいため、光触媒層の剥離、脱落によ
る上記親水性能の喪失や、光触媒層及び/又はその下地
へ傷がつくことによる視界確保性の低下や、光触媒層の
干渉、白濁による視界確保性の低下が生じる場合があっ
た。そこで、本発明では、上記事情に鑑み、耐摩耗性、
硬度及び透明性が十分な光触媒性親水性部材を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段、及び作用】本発明は、光
触媒を含有する表面層を形成した部材において、光触媒
を光励起すると、部材の表面が高度に親水化されるとい
う発見に基づく。この現象は以下に示す機構により進行
すると考えられる。すなわち、光触媒の価電子帯上端と
伝導電子帯下端とのエネルギ−ギャップ以上のエネルギ
−を有する光が光触媒性酸化物に照射されると、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が生成
し、表面欠陥が生成される。それにより、例えば、光触
媒が酸化チタンの場合には、+4価チタンが+3価チタ
ンに還元される。すると化学吸着水がより多量に吸着す
るようになり、それにより物理吸着水がより多量に吸着
し、超親水性を呈するに至る。
触媒を含有する表面層を形成した部材において、光触媒
を光励起すると、部材の表面が高度に親水化されるとい
う発見に基づく。この現象は以下に示す機構により進行
すると考えられる。すなわち、光触媒の価電子帯上端と
伝導電子帯下端とのエネルギ−ギャップ以上のエネルギ
−を有する光が光触媒性酸化物に照射されると、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が生成
し、表面欠陥が生成される。それにより、例えば、光触
媒が酸化チタンの場合には、+4価チタンが+3価チタ
ンに還元される。すると化学吸着水がより多量に吸着す
るようになり、それにより物理吸着水がより多量に吸着
し、超親水性を呈するに至る。
【0008】本発明では、基材表面に、膜厚1〜10μ
mのシリコン系材料からなるハ−ドコ−ト層が形成され
ており、さらにその上に膜厚1〜200nmの光触媒性
酸化物を含有する層が形成されており、前記光触媒の光
励起に応じて前記表面層が親水性を呈することを特徴と
する光触媒性親水性部材を提供する。膜厚1〜10μm
程度の比較的厚膜のハ−ドコ−ト層を形成すると硬度が
上昇し、膜厚1〜200nmの比較的薄膜の光触媒性酸
化物を含有する層を形成すると表面の透明性が確保され
る。従って、上記2つを同時に満たすようにすれば下地
へ傷がつくことによる透明性の低下や、表面層の白濁、
干渉による透明性の低下が生じなくなる。
mのシリコン系材料からなるハ−ドコ−ト層が形成され
ており、さらにその上に膜厚1〜200nmの光触媒性
酸化物を含有する層が形成されており、前記光触媒の光
励起に応じて前記表面層が親水性を呈することを特徴と
する光触媒性親水性部材を提供する。膜厚1〜10μm
程度の比較的厚膜のハ−ドコ−ト層を形成すると硬度が
上昇し、膜厚1〜200nmの比較的薄膜の光触媒性酸
化物を含有する層を形成すると表面の透明性が確保され
る。従って、上記2つを同時に満たすようにすれば下地
へ傷がつくことによる透明性の低下や、表面層の白濁、
干渉による透明性の低下が生じなくなる。
【0009】本発明の好ましい態様においては、上記光
触媒性親水性部材において、合成樹脂基材表面に、プラ
イマ−層が形成されており、さらにその上に膜厚1〜1
0μmのシリコン系材料からなるハ−ドコ−ト層が形成
されており、さらにその上に膜厚1〜200nmの光触
媒性酸化物を含有する層が形成されており、前記光触媒
の光励起に応じて前記表面層が親水性を呈するようにす
る。プライマ−層を介するようにすることで、シリコン
系材料からなるハ−ドコ−ト層の合成樹脂基材表面への
密着性が向上し、下地へ傷がつくことによる透明性の低
下がより生じにくくなる。
触媒性親水性部材において、合成樹脂基材表面に、プラ
イマ−層が形成されており、さらにその上に膜厚1〜1
0μmのシリコン系材料からなるハ−ドコ−ト層が形成
されており、さらにその上に膜厚1〜200nmの光触
媒性酸化物を含有する層が形成されており、前記光触媒
の光励起に応じて前記表面層が親水性を呈するようにす
る。プライマ−層を介するようにすることで、シリコン
系材料からなるハ−ドコ−ト層の合成樹脂基材表面への
密着性が向上し、下地へ傷がつくことによる透明性の低
下がより生じにくくなる。
【0010】本発明の好ましい態様においては、上記シ
リコン系材料は、シリコ−ン及び/又はシリカからなる
ようにする。上記物質はシロキサン結合を含むので、金
属酸化物からなる光触媒との密着性が良く、そのため
に、ハ−ドコ−ト層と光触媒層との密着性を向上させ
る。
リコン系材料は、シリコ−ン及び/又はシリカからなる
ようにする。上記物質はシロキサン結合を含むので、金
属酸化物からなる光触媒との密着性が良く、そのため
に、ハ−ドコ−ト層と光触媒層との密着性を向上させ
る。
【0011】本発明の好ましい態様においては、上記シ
リコン系材料は、一般式R2SiX2(式中、Rは炭素数
1〜18の一価の有機基、Xは塩素、臭素、又は炭素数
1〜4のアルコキシ基である、以下同様)で表される加
水分解性2官能シラン誘導体0〜60モル%と、一般式
RSiX3で表される加水分解性3官能シラン誘導体1
0〜100モル%と、一般式SiX4で表される加水分
解性4官能シラン誘導体0〜30モル%との混合物を加
水分解縮重合したものであるようにする。加水分解性3
官能シラン誘導体モノマ−単位(分子当り3個の加水分
解性基X(塩素、臭素、又はアルコキシ基)を有し、各
ケイ素原子に3つの酸素原子が結合した3官能シロキサ
ン結合を形成するモノマ−単位)は、シリコ−ン被膜を
形成する上で重要な成分であり、ハ−ドコ−ト層の硬
度、平滑性、成膜性を良好に保つには10モル%以上含
有させるのが好ましい。ハ−ドコ−ト層に可撓性を付与
するためには、加水分解性2官能シラン誘導体モノマ−
単位(分子当り2個の加水分解性基X(塩素、臭素、又
はアルコキシ基)を有し、各ケイ素原子に2つの酸素原
子が結合した2官能シロキサン結合を形成するモノマ−
単位)を含有させるのが好ましい。但し、架橋密度を大
きくし、充分な硬度の硬化被膜を得るためには、加水分
解性2官能シラン誘導体モノマ−単位の含有量は60モ
ル%以下であるのが好ましい。またハ−ドコ−ト層の硬
度を向上させるため、加水分解性4官能シラン誘導体モ
ノマ−単位(分子当り4個の加水分解性基X(塩素、臭
素、又はアルコキシ基)を有し、各ケイ素原子に4つの
酸素原子が結合した4官能シロキサン結合を形成するモ
ノマ−単位)を含有させるのが好ましい。
リコン系材料は、一般式R2SiX2(式中、Rは炭素数
1〜18の一価の有機基、Xは塩素、臭素、又は炭素数
1〜4のアルコキシ基である、以下同様)で表される加
水分解性2官能シラン誘導体0〜60モル%と、一般式
RSiX3で表される加水分解性3官能シラン誘導体1
0〜100モル%と、一般式SiX4で表される加水分
解性4官能シラン誘導体0〜30モル%との混合物を加
水分解縮重合したものであるようにする。加水分解性3
官能シラン誘導体モノマ−単位(分子当り3個の加水分
解性基X(塩素、臭素、又はアルコキシ基)を有し、各
ケイ素原子に3つの酸素原子が結合した3官能シロキサ
ン結合を形成するモノマ−単位)は、シリコ−ン被膜を
形成する上で重要な成分であり、ハ−ドコ−ト層の硬
度、平滑性、成膜性を良好に保つには10モル%以上含
有させるのが好ましい。ハ−ドコ−ト層に可撓性を付与
するためには、加水分解性2官能シラン誘導体モノマ−
単位(分子当り2個の加水分解性基X(塩素、臭素、又
はアルコキシ基)を有し、各ケイ素原子に2つの酸素原
子が結合した2官能シロキサン結合を形成するモノマ−
単位)を含有させるのが好ましい。但し、架橋密度を大
きくし、充分な硬度の硬化被膜を得るためには、加水分
解性2官能シラン誘導体モノマ−単位の含有量は60モ
ル%以下であるのが好ましい。またハ−ドコ−ト層の硬
度を向上させるため、加水分解性4官能シラン誘導体モ
ノマ−単位(分子当り4個の加水分解性基X(塩素、臭
素、又はアルコキシ基)を有し、各ケイ素原子に4つの
酸素原子が結合した4官能シロキサン結合を形成するモ
ノマ−単位)を含有させるのが好ましい。
【0012】本発明の好ましい態様においては、上記シ
リコン系材料はさらに充填剤としてシリカ粒子を含有す
るようにする。シリカ粒子を含有することでハ−ドコ−
ト層の硬度が向上する。
リコン系材料はさらに充填剤としてシリカ粒子を含有す
るようにする。シリカ粒子を含有することでハ−ドコ−
ト層の硬度が向上する。
【0013】本発明の好ましい態様においては、上記シ
リコン系材料は、γ−グリシドキシアルキルトリアルコ
キシシランの加水分解縮重合物等のエポキシ変性シリコ
−ンを含むようにする。エポキシ基を含むことで、ハ−
ドコ−ト層の可撓性が向上する。
リコン系材料は、γ−グリシドキシアルキルトリアルコ
キシシランの加水分解縮重合物等のエポキシ変性シリコ
−ンを含むようにする。エポキシ基を含むことで、ハ−
ドコ−ト層の可撓性が向上する。
【0014】本発明の好ましい態様においては、上記光
触媒性酸化物を含有する層には、さらにシリコン系結着
剤が含有されているようにする。シリコン系結着剤は、
光触媒による酸化劣化や紫外線劣化を生じにくく、かつ
光触媒性酸化物粒子同士を10〜150℃程度の低温で
固着させる。
触媒性酸化物を含有する層には、さらにシリコン系結着
剤が含有されているようにする。シリコン系結着剤は、
光触媒による酸化劣化や紫外線劣化を生じにくく、かつ
光触媒性酸化物粒子同士を10〜150℃程度の低温で
固着させる。
【0015】本発明の好ましい態様においては、上記シ
リコン系材料は、シリコ−ン及び/又はシリカからなる
ようにする。シリコ−ン、シリカは、光触媒による酸化
劣化や紫外線劣化を生じないシロキサン結合を主結合成
分としているので好ましい。さらに表面層にシリカが含
有されることにより、表面が水濡れ角0゜に近い高度の
親水性を呈しやすくなるとともに、暗所に保持したとき
の親水維持性が向上する。その理由はシリカは構造中に
水を蓄えることができることと関係していると思われ
る。また表面層にシリコ−ンが含有されることにより、
光触媒の光励起によってシリコ−ン中のシリコン原子に
結合する有機基の少なくとも一部が水酸基に置換され、
さらにその上に物理吸着水層が形成されることにより、
表面が水濡れ角0゜に近い高度の親水性を呈しやすくな
るとともに、暗所に保持したときの親水維持性が向上す
る。
リコン系材料は、シリコ−ン及び/又はシリカからなる
ようにする。シリコ−ン、シリカは、光触媒による酸化
劣化や紫外線劣化を生じないシロキサン結合を主結合成
分としているので好ましい。さらに表面層にシリカが含
有されることにより、表面が水濡れ角0゜に近い高度の
親水性を呈しやすくなるとともに、暗所に保持したとき
の親水維持性が向上する。その理由はシリカは構造中に
水を蓄えることができることと関係していると思われ
る。また表面層にシリコ−ンが含有されることにより、
光触媒の光励起によってシリコ−ン中のシリコン原子に
結合する有機基の少なくとも一部が水酸基に置換され、
さらにその上に物理吸着水層が形成されることにより、
表面が水濡れ角0゜に近い高度の親水性を呈しやすくな
るとともに、暗所に保持したときの親水維持性が向上す
る。
【0016】本発明の好ましい態様においては、前記光
触媒の光励起に応じて前記表面層は水との接触角に換算
して20゜以下程度の親水性を呈するようにする。水と
の接触角が20゜以下にされることにより、有機物付着
汚れを降雨又は水洗で洗い流せる傾向が顕著になる。ま
た、透明材や鏡等の表面に水滴が付着されたまま維持さ
れてしまうことがなくなる傾向が顕著になる。
触媒の光励起に応じて前記表面層は水との接触角に換算
して20゜以下程度の親水性を呈するようにする。水と
の接触角が20゜以下にされることにより、有機物付着
汚れを降雨又は水洗で洗い流せる傾向が顕著になる。ま
た、透明材や鏡等の表面に水滴が付着されたまま維持さ
れてしまうことがなくなる傾向が顕著になる。
【0017】本発明の好ましい態様においては、前記光
触媒の光励起に応じて前記表面層は水との接触角に換算
して10゜以下程度の親水性を呈するようにする。水と
の接触角が10゜以下にされることにより、凝結水が可
視光の波長の1/2以上の大きさの水滴に成長すること
による曇りの発生を防止する傾向が顕著になる。
触媒の光励起に応じて前記表面層は水との接触角に換算
して10゜以下程度の親水性を呈するようにする。水と
の接触角が10゜以下にされることにより、凝結水が可
視光の波長の1/2以上の大きさの水滴に成長すること
による曇りの発生を防止する傾向が顕著になる。
【0018】本発明の好ましい態様においては、前記光
触媒の光励起に応じて前記表面層は水との接触角に換算
して5゜以下程度の親水性を呈するようにする。水との
接触角が5゜以下にされることにより、有機物付着汚れ
のみではなく、粘土質の土壌汚れも降雨又は水洗で洗い
流せる傾向が顕著になる。
触媒の光励起に応じて前記表面層は水との接触角に換算
して5゜以下程度の親水性を呈するようにする。水との
接触角が5゜以下にされることにより、有機物付着汚れ
のみではなく、粘土質の土壌汚れも降雨又は水洗で洗い
流せる傾向が顕著になる。
【0019】
【発明の実施の形態】次に、本発明の具体的な構成につ
いて説明する。本発明においては、基材の表面には、図
1〜図3に示すように、膜厚1〜10μmのシリコン系
材料からなるハ−ドコ−ト層を介して、膜厚1〜200
nmの光触媒性酸化物を含有する層が形成されている。
図1は、表面層が光触媒性酸化物のみからなる場合であ
る。この場合光触媒に酸化物を使用するのは、酸化物は
環境中の汚染物質が吸着及び/又は付着していない状態
では親水性を示すので、光励起作用とそれに基づく吸着
水層の形成、増加によりその汚染物質を排斥できるの
で、親水性を呈しやすいためである。
いて説明する。本発明においては、基材の表面には、図
1〜図3に示すように、膜厚1〜10μmのシリコン系
材料からなるハ−ドコ−ト層を介して、膜厚1〜200
nmの光触媒性酸化物を含有する層が形成されている。
図1は、表面層が光触媒性酸化物のみからなる場合であ
る。この場合光触媒に酸化物を使用するのは、酸化物は
環境中の汚染物質が吸着及び/又は付着していない状態
では親水性を示すので、光励起作用とそれに基づく吸着
水層の形成、増加によりその汚染物質を排斥できるの
で、親水性を呈しやすいためである。
【0020】図2において、Mは金属元素を示す。Mの
金属元素は基本的に何でもよく、例えば、シリコン、ア
ルミニウム、タングステン、イットリウム、モリブデ
ン、プラチナ、ルテニウム、ジルコニウム、錫、イリジ
ウム、ゲルマニウム、カルシウム、マグネシウム、スト
ロンチウム、鉛、バリウム、セリウム、ハフニウム、ニ
オビウム、エルビウム、カドミウム、ガリウム、タリウ
ム、ビスマス、リン、銀、ボロン等利用できる。従っ
て、図2の場合、最表面は一般の無機酸化物からなる。
この場合も酸化物は環境中の汚染物質が吸着及び/又は
付着していない状態では親水性を示すので、光励起作用
とそれに基づく吸着水層の形成、増加によりその汚染物
質を排斥できるので、親水性を呈する。
金属元素は基本的に何でもよく、例えば、シリコン、ア
ルミニウム、タングステン、イットリウム、モリブデ
ン、プラチナ、ルテニウム、ジルコニウム、錫、イリジ
ウム、ゲルマニウム、カルシウム、マグネシウム、スト
ロンチウム、鉛、バリウム、セリウム、ハフニウム、ニ
オビウム、エルビウム、カドミウム、ガリウム、タリウ
ム、ビスマス、リン、銀、ボロン等利用できる。従っ
て、図2の場合、最表面は一般の無機酸化物からなる。
この場合も酸化物は環境中の汚染物質が吸着及び/又は
付着していない状態では親水性を示すので、光励起作用
とそれに基づく吸着水層の形成、増加によりその汚染物
質を排斥できるので、親水性を呈する。
【0021】図3において、Rは有機基を示す。このよ
うに、最表面にシリコ−ンがある場合には、親水化反応
は2段階で進行する。すなわち、まず、光触媒の光励起
によって、シリコ−ン中のシリコン原子に結合する有機
基の少なくとも一部が水酸基に置換される。次に、さら
に光触媒を光励起することにより、その上に物理吸着水
層が形成されて親水性を呈するようになる。
うに、最表面にシリコ−ンがある場合には、親水化反応
は2段階で進行する。すなわち、まず、光触媒の光励起
によって、シリコ−ン中のシリコン原子に結合する有機
基の少なくとも一部が水酸基に置換される。次に、さら
に光触媒を光励起することにより、その上に物理吸着水
層が形成されて親水性を呈するようになる。
【0022】本発明が適用可能な基材としては、上記防
曇、防滴効果を期待する場合には透明な部材であり、そ
の材質はガラス、プラスチック等が好適に利用できる。
適用可能な基材を用途でいえば、車両用バックミラ−、
浴室用鏡、洗面所用鏡、歯科用鏡、道路鏡のような鏡;
眼鏡レンズ、光学レンズ、写真機レンズ、内視鏡レン
ズ、照明用レンズ、半導体用レンズ、複写機用レンズの
ようなレンズ;プリズム;建物や監視塔の窓ガラス;自
動車、鉄道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、ロ−
プウエイのゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船のよう
な乗物の窓ガラス;自動車、鉄道車両、航空機、船舶、
潜水艇、雪上車、スノ−モ−ビル、オ−トバイ、ロ−プ
ウエイのゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船のような
乗物の風防ガラス;防護用ゴ−グル、スポ−ツ用ゴ−グ
ル、防護用マスクのシ−ルド、スポ−ツ用マスクのシ−
ルド、ヘルメットのシ−ルド、冷凍食品陳列ケ−スのガ
ラス;計測機器のカバ−ガラス、及び上記物品表面に貼
付させるためのフィルム、シ−ト、ワッペン、吸着盤等
が挙げられる。
曇、防滴効果を期待する場合には透明な部材であり、そ
の材質はガラス、プラスチック等が好適に利用できる。
適用可能な基材を用途でいえば、車両用バックミラ−、
浴室用鏡、洗面所用鏡、歯科用鏡、道路鏡のような鏡;
眼鏡レンズ、光学レンズ、写真機レンズ、内視鏡レン
ズ、照明用レンズ、半導体用レンズ、複写機用レンズの
ようなレンズ;プリズム;建物や監視塔の窓ガラス;自
動車、鉄道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、ロ−
プウエイのゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船のよう
な乗物の窓ガラス;自動車、鉄道車両、航空機、船舶、
潜水艇、雪上車、スノ−モ−ビル、オ−トバイ、ロ−プ
ウエイのゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船のような
乗物の風防ガラス;防護用ゴ−グル、スポ−ツ用ゴ−グ
ル、防護用マスクのシ−ルド、スポ−ツ用マスクのシ−
ルド、ヘルメットのシ−ルド、冷凍食品陳列ケ−スのガ
ラス;計測機器のカバ−ガラス、及び上記物品表面に貼
付させるためのフィルム、シ−ト、ワッペン、吸着盤等
が挙げられる。
【0023】本発明が適用可能な基材としては、上記表
面清浄化効果を期待する場合にはその材質は、例えば、
金属、セラミックス、ガラス、プラスチック、木、石、
セメント、コンクリ−ト、繊維、布帛、それらの組合
せ、それらの積層体が好適に利用できる。適用可能な基
材を用途でいえば、建材、建物外装、建物内装、窓枠、
窓ガラス、構造部材、乗物の外装及び塗装、機械装置や
物品の外装、防塵カバ−及び塗装、交通標識、各種表示
装置、広告塔、道路用防音壁、鉄道用防音壁、橋梁、ガ
−ドレ−ルの外装及び塗装、トンネル内装及び塗装、碍
子、太陽電池カバ−、太陽熱温水器集熱カバ−、ビニ−
ルハウス、車両用照明灯のカバ−、住宅設備、便器、浴
槽、洗面台、照明器具、照明カバ−、台所用品、食器、
食器洗浄器、食器乾燥器、流し、調理レンジ、キッチン
フ−ド、換気扇、及び上記物品表面に貼付させるための
フィルム、シ−ト、ワッペン、吸着盤等が挙げられる。
面清浄化効果を期待する場合にはその材質は、例えば、
金属、セラミックス、ガラス、プラスチック、木、石、
セメント、コンクリ−ト、繊維、布帛、それらの組合
せ、それらの積層体が好適に利用できる。適用可能な基
材を用途でいえば、建材、建物外装、建物内装、窓枠、
窓ガラス、構造部材、乗物の外装及び塗装、機械装置や
物品の外装、防塵カバ−及び塗装、交通標識、各種表示
装置、広告塔、道路用防音壁、鉄道用防音壁、橋梁、ガ
−ドレ−ルの外装及び塗装、トンネル内装及び塗装、碍
子、太陽電池カバ−、太陽熱温水器集熱カバ−、ビニ−
ルハウス、車両用照明灯のカバ−、住宅設備、便器、浴
槽、洗面台、照明器具、照明カバ−、台所用品、食器、
食器洗浄器、食器乾燥器、流し、調理レンジ、キッチン
フ−ド、換気扇、及び上記物品表面に貼付させるための
フィルム、シ−ト、ワッペン、吸着盤等が挙げられる。
【0024】部材表面が上記高度の親水性を維持できれ
ば、上記防曇効果、表面清浄化効果の他、帯電防止効果
(ほこり付着防止効果)、断熱効果、水中での気泡付着
防止効果、熱交換器における効率向上効果、生体親和性
効果等が発揮されるようになる。
ば、上記防曇効果、表面清浄化効果の他、帯電防止効果
(ほこり付着防止効果)、断熱効果、水中での気泡付着
防止効果、熱交換器における効率向上効果、生体親和性
効果等が発揮されるようになる。
【0025】本発明が適用可能な基材としては、上記帯
電防止効果を期待する場合にはその材質は、例えば、金
属、セラミックス、ガラス、プラスチック、木、石、セ
メント、コンクリ−ト、繊維、布帛、それらの組合せ、
それらの積層体が好適に利用できる。適用可能な基材を
用途でいえば、ブラウン管、磁気記録メディア、光記録
メディア、光磁気記録メディア、オ−ディオテ−プ、ビ
デオテ−プ、アナログレコ−ド、家庭用電気製品のハウ
ジングや部品や外装及び塗装、OA機器製品のハウジン
グや部品や外装及び塗装、建材、建物外装、建物内装、
窓枠、窓ガラス、構造部材、乗物の外装及び塗装、機械
装置や物品の外装、防塵カバ−及び塗装、及び上記物品
表面に貼付させるためのフィルム、シ−ト、ワッペン、
吸着盤等が挙げられる。
電防止効果を期待する場合にはその材質は、例えば、金
属、セラミックス、ガラス、プラスチック、木、石、セ
メント、コンクリ−ト、繊維、布帛、それらの組合せ、
それらの積層体が好適に利用できる。適用可能な基材を
用途でいえば、ブラウン管、磁気記録メディア、光記録
メディア、光磁気記録メディア、オ−ディオテ−プ、ビ
デオテ−プ、アナログレコ−ド、家庭用電気製品のハウ
ジングや部品や外装及び塗装、OA機器製品のハウジン
グや部品や外装及び塗装、建材、建物外装、建物内装、
窓枠、窓ガラス、構造部材、乗物の外装及び塗装、機械
装置や物品の外装、防塵カバ−及び塗装、及び上記物品
表面に貼付させるためのフィルム、シ−ト、ワッペン、
吸着盤等が挙げられる。
【0026】光触媒性酸化物とは、酸化物結晶の伝導電
子帯と価電子帯との間のエネルギ−ギャップよりも大き
なエネルギ−(すなわち短い波長)の光(励起光)を照
射したときに、価電子帯中の電子の励起(光励起)によ
って、伝導電子と正孔を生成しうる酸化物をいい、アナ
タ−ゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化錫、酸
化亜鉛、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、酸化
第二鉄、チタン酸ストロンチウム等が好適に利用でき
る。ここで光触媒性酸化物の光励起に用いる光源として
は、蛍光灯、白熱電灯、メタルハライドランプ、水銀ラ
ンプのような室内照明、太陽、それらの光源からの光を
低損失のファイバ−で誘導した光源等が好適に利用でき
る。光触媒性酸化物の光励起により、基材表面が高度に
親水化されるためには、励起光の照度は、0.001m
W/cm2 以上あればよいが、0.01mW/cm2 以
上だと好ましく、0.1mW/cm2 以上だとより好ま
しい。
子帯と価電子帯との間のエネルギ−ギャップよりも大き
なエネルギ−(すなわち短い波長)の光(励起光)を照
射したときに、価電子帯中の電子の励起(光励起)によ
って、伝導電子と正孔を生成しうる酸化物をいい、アナ
タ−ゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化錫、酸
化亜鉛、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、酸化
第二鉄、チタン酸ストロンチウム等が好適に利用でき
る。ここで光触媒性酸化物の光励起に用いる光源として
は、蛍光灯、白熱電灯、メタルハライドランプ、水銀ラ
ンプのような室内照明、太陽、それらの光源からの光を
低損失のファイバ−で誘導した光源等が好適に利用でき
る。光触媒性酸化物の光励起により、基材表面が高度に
親水化されるためには、励起光の照度は、0.001m
W/cm2 以上あればよいが、0.01mW/cm2 以
上だと好ましく、0.1mW/cm2 以上だとより好ま
しい。
【0027】上記光触媒含有層の表面に、更に、親水化
可能な耐摩耗性又は耐食性の保護層や他の機能膜を設け
てもよい。上記光触媒含有層は、基材と比較して屈折率
があまり高くないのが好ましい。好ましくは表面層の屈
折率は2以下であるのがよい。そうすれば、基材と表面
層との界面における光の反射を抑制できる。上記光触媒
含有層にはAg、Cu、Znのような金属を添加するこ
とができる。 前記金属を添加した表面層は、表面に付
着した細菌を死滅させることができる。更に、この表面
層は、黴、藻、苔のような微生物の成長を抑制する。従
って、微生物起因の部材表面の汚れ付着がより有効に抑
制されるようになる。上記光触媒含有層にはPt、P
d、Rh、Ru、Os、Irのような白金族金属を添加
することができる。前記金属を添加した表面層は、光触
媒による酸化活性を増強させることができ、部材表面に
付着した汚染物質の分解を促進する。
可能な耐摩耗性又は耐食性の保護層や他の機能膜を設け
てもよい。上記光触媒含有層は、基材と比較して屈折率
があまり高くないのが好ましい。好ましくは表面層の屈
折率は2以下であるのがよい。そうすれば、基材と表面
層との界面における光の反射を抑制できる。上記光触媒
含有層にはAg、Cu、Znのような金属を添加するこ
とができる。 前記金属を添加した表面層は、表面に付
着した細菌を死滅させることができる。更に、この表面
層は、黴、藻、苔のような微生物の成長を抑制する。従
って、微生物起因の部材表面の汚れ付着がより有効に抑
制されるようになる。上記光触媒含有層にはPt、P
d、Rh、Ru、Os、Irのような白金族金属を添加
することができる。前記金属を添加した表面層は、光触
媒による酸化活性を増強させることができ、部材表面に
付着した汚染物質の分解を促進する。
【0028】上記シリコ−ン系材料としては、アクリル
シリコン樹脂、シリカ微粒子、シリカ樹脂、シリコ−ン
樹脂等が挙げられる。
シリコン樹脂、シリカ微粒子、シリカ樹脂、シリコ−ン
樹脂等が挙げられる。
【0029】アクリルシリコン樹脂としては、シリコ−
ン樹脂とアクリル樹脂を複合化し、ブロック共重合させ
たもの、ポリメタクリレ−ト樹脂とシリコ−ン樹脂を複
合化させたもの等である。樹脂中のシリコン成分の含有
量は、光触媒による酸化劣化に対し強固であれば良い
が、シリコン含有量としては5%から80%が好まし
く、中でも10%から60%が特に好ましい。表面強度
を高めたり、柔軟性を高める目的で、アクリルシリコン
樹脂中にシリカを添加したり、アクリルシリコン樹脂を
2種以上混合したり、シリコン系樹脂を添加してもよ
い。ここでシリコン系樹脂には、シリコ−ン樹脂、アル
キド変性シリコ−ン樹脂、ウレタン変性シリコ−ン樹
脂、ポリエステル変性シリコ−ン樹脂、エポキシ変性シ
リコ−ン樹脂等が利用できる。アクリルシリコン樹脂に
光安定化剤を混合すると耐久性の向上に効果がある。光
安定化剤としては、ヒンダ−ドアミン系等が利用でき
る。その他トリアゾ−ル系等の紫外線吸収剤を混合して
もよい。
ン樹脂とアクリル樹脂を複合化し、ブロック共重合させ
たもの、ポリメタクリレ−ト樹脂とシリコ−ン樹脂を複
合化させたもの等である。樹脂中のシリコン成分の含有
量は、光触媒による酸化劣化に対し強固であれば良い
が、シリコン含有量としては5%から80%が好まし
く、中でも10%から60%が特に好ましい。表面強度
を高めたり、柔軟性を高める目的で、アクリルシリコン
樹脂中にシリカを添加したり、アクリルシリコン樹脂を
2種以上混合したり、シリコン系樹脂を添加してもよ
い。ここでシリコン系樹脂には、シリコ−ン樹脂、アル
キド変性シリコ−ン樹脂、ウレタン変性シリコ−ン樹
脂、ポリエステル変性シリコ−ン樹脂、エポキシ変性シ
リコ−ン樹脂等が利用できる。アクリルシリコン樹脂に
光安定化剤を混合すると耐久性の向上に効果がある。光
安定化剤としては、ヒンダ−ドアミン系等が利用でき
る。その他トリアゾ−ル系等の紫外線吸収剤を混合して
もよい。
【0030】本発明に係るシリコン系材料にはシリカ微
粒子も利用できる。本発明の好ましい態様によれば、シ
リカ微粒子の平均粒径は1〜100nmが好ましく、よ
り好ましくは5〜50nmであり、最も好ましくは8〜
20nmである。シリカ微粒子の平均粒径は例えば動的
レ−ザ−散乱法によって求めることができる。
粒子も利用できる。本発明の好ましい態様によれば、シ
リカ微粒子の平均粒径は1〜100nmが好ましく、よ
り好ましくは5〜50nmであり、最も好ましくは8〜
20nmである。シリカ微粒子の平均粒径は例えば動的
レ−ザ−散乱法によって求めることができる。
【0031】本発明に係るシリコン系材料には、シリカ
樹脂も利用できる。シリカ樹脂被膜はシリカ被膜前駆体
を基材に適用し、硬化重合させることにより得ることが
できる。ここで、シリカ被膜前駆体の好ましい例として
は、平均組成式SiXqO(4-q)/2(式中、Xはアルコキ
シ基、又は、ハロゲン原子であり、qは0<q<4を満
足する数である)で表されるシリケ−トが挙げられる。
また、シリカ被膜を形成可能なシリカ被膜前駆体の別の
好ましい例としては、一般式SiX4(式中、Xはアル
コキシ基、又は、ハロゲン原子である)で表される4官
能加水分解性シラン誘導体が挙げられる。
樹脂も利用できる。シリカ樹脂被膜はシリカ被膜前駆体
を基材に適用し、硬化重合させることにより得ることが
できる。ここで、シリカ被膜前駆体の好ましい例として
は、平均組成式SiXqO(4-q)/2(式中、Xはアルコキ
シ基、又は、ハロゲン原子であり、qは0<q<4を満
足する数である)で表されるシリケ−トが挙げられる。
また、シリカ被膜を形成可能なシリカ被膜前駆体の別の
好ましい例としては、一般式SiX4(式中、Xはアル
コキシ基、又は、ハロゲン原子である)で表される4官
能加水分解性シラン誘導体が挙げられる。
【0032】上記4官能加水分解性シラン誘導体の好ま
しい具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエ
トキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキ
シシラン、ジエトキシジメトキシシラン、シラノ−ル、
テトラクロロシラン、テトラブロモシラン等が挙げられ
る。また、上記シリケ−トの好ましい具体例としては、
上記4官能加水分解性シラン誘導体の部分加水分解物及
び脱水縮重合物などが挙げられる。
しい具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエ
トキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキ
シシラン、ジエトキシジメトキシシラン、シラノ−ル、
テトラクロロシラン、テトラブロモシラン等が挙げられ
る。また、上記シリケ−トの好ましい具体例としては、
上記4官能加水分解性シラン誘導体の部分加水分解物及
び脱水縮重合物などが挙げられる。
【0033】本発明に係るシリコン系材料にはシリコ−
ン樹脂も利用できる。シリコ−ン樹脂被膜はシリコ−ン
被膜前駆体を基材に適用し、硬化重合させることにより
得ることができる。ここで、シリコ−ン被膜を形成可能
なシリコ−ン被膜前駆体の好ましい例としては、平均組
成式RpSiXqO(4-p-q)/2(式中、Rは一価の有機基
の1種若しくは2種以上の基からなる群から選択される
基であり、Xはアルコキシ基またはハロゲン原子であ
り、pは0<p<2を、qは0<q<4をそれぞれ満足
する数である)で表されるシロキサンが挙げられる。ま
た、本発明による組成物に利用可能なシリコ−ン被膜を
形成可能なシリコ−ン被膜前駆体の別の好ましい例とし
ては、一般式RpSiX4-p(式中、Rは一価の有機基の
1種若しくは2種以上からなる基であり、Xはアルコキ
シ基又はハロゲン原子であり、pは1または2である)
で表される加水分解性シラン誘導体が挙げられる。
ン樹脂も利用できる。シリコ−ン樹脂被膜はシリコ−ン
被膜前駆体を基材に適用し、硬化重合させることにより
得ることができる。ここで、シリコ−ン被膜を形成可能
なシリコ−ン被膜前駆体の好ましい例としては、平均組
成式RpSiXqO(4-p-q)/2(式中、Rは一価の有機基
の1種若しくは2種以上の基からなる群から選択される
基であり、Xはアルコキシ基またはハロゲン原子であ
り、pは0<p<2を、qは0<q<4をそれぞれ満足
する数である)で表されるシロキサンが挙げられる。ま
た、本発明による組成物に利用可能なシリコ−ン被膜を
形成可能なシリコ−ン被膜前駆体の別の好ましい例とし
ては、一般式RpSiX4-p(式中、Rは一価の有機基の
1種若しくは2種以上からなる基であり、Xはアルコキ
シ基又はハロゲン原子であり、pは1または2である)
で表される加水分解性シラン誘導体が挙げられる。
【0034】上記加水分解性シラン誘導体の好ましい具
体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリ
エトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチル
トリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチ
ルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、
エチルトリブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラ
ン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポ
キシシラン、フェニルトリブトキシシラン、ジメチルジ
メトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチル
ジプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、ジエ
チルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ
エチルジプロポキシシラン、ジエチルジブトキシシラ
ン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチル
ジエトキシシラン、フェニルメチルジプロポキシシラ
ン、フェニルメチルジブトキシシラン、n−プロピルト
リメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、
n−プロピルトリプロポキシシラン、n−プロピルトリ
ブトキシシラン、γ−グリコキシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチ
ルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロ
ヘキシル)エチルトリエトキシシラン、γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエト
キシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、トリ
フルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプ
ロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリ
エトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチル
トリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチ
ルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、
エチルトリブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラ
ン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポ
キシシラン、フェニルトリブトキシシラン、ジメチルジ
メトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチル
ジプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、ジエ
チルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ
エチルジプロポキシシラン、ジエチルジブトキシシラ
ン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチル
ジエトキシシラン、フェニルメチルジプロポキシシラ
ン、フェニルメチルジブトキシシラン、n−プロピルト
リメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、
n−プロピルトリプロポキシシラン、n−プロピルトリ
ブトキシシラン、γ−グリコキシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチ
ルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロ
ヘキシル)エチルトリエトキシシラン、γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエト
キシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、トリ
フルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプ
ロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【0035】また上記シロキサンとしては、上記の加水
分解性シラン誘導体の部分加水分解物及び脱水縮重合
物、又は上記加水分解性シラン誘導体の部分加水分解物
と、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テ
トラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、ジエト
キシジメトキシシラン等の部分加水分解物との脱水縮重
合等により調製したものを利用できる。その平均分子量
は、ハ−ドコ−ト層及び光触媒層の成膜時の密度を高く
し、硬度や耐摩耗性を発揮させる観点から、ポリスチレ
ン換算で900以下であるのが好ましい。
分解性シラン誘導体の部分加水分解物及び脱水縮重合
物、又は上記加水分解性シラン誘導体の部分加水分解物
と、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テ
トラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、ジエト
キシジメトキシシラン等の部分加水分解物との脱水縮重
合等により調製したものを利用できる。その平均分子量
は、ハ−ドコ−ト層及び光触媒層の成膜時の密度を高く
し、硬度や耐摩耗性を発揮させる観点から、ポリスチレ
ン換算で900以下であるのが好ましい。
【0036】上記前駆体を加水分解又は脱水縮重合する
ことにより得られるシリコ−ン樹脂は、下記の平均組成
式で表されるものである。RpSiO(4-p)/2(式中、R
は一価の有機基の1種若しくは2種以上の基からなる群
から選択される基であり、Xはアルコキシ基またはハロ
ゲン原子であり、pは0<p<2を満足する数であ
る)。
ことにより得られるシリコ−ン樹脂は、下記の平均組成
式で表されるものである。RpSiO(4-p)/2(式中、R
は一価の有機基の1種若しくは2種以上の基からなる群
から選択される基であり、Xはアルコキシ基またはハロ
ゲン原子であり、pは0<p<2を満足する数であ
る)。
【0037】光触媒層における上記前駆体の添加量は適
宜決定されてよい。例えば光触媒粒子1重量部に対し
て、シリカ換算重量で10重量部以下が好ましく、より
好ましくは5重量部以下であり、最も好ましくは1重量
部以下である。また、0.05重量部以上が好ましく、
より好ましくは0.1重量部以上であり最も好ましくは
0.2重量部以上である。
宜決定されてよい。例えば光触媒粒子1重量部に対し
て、シリカ換算重量で10重量部以下が好ましく、より
好ましくは5重量部以下であり、最も好ましくは1重量
部以下である。また、0.05重量部以上が好ましく、
より好ましくは0.1重量部以上であり最も好ましくは
0.2重量部以上である。
【0038】本発明の光触媒性親水性部材を構成するハ
−ドコ−ト層及び光触媒層を形成するためのコ−ティン
グ組成物に含まれる溶媒は、上記光触媒粒子及び/又は
上記シリコン材料若しくはその前駆体を安定に分散さ
せ、最終的に親水化表面が得られる限り限定されない
が、例えば、水若しくは有機溶媒またはそれらの混合溶
媒がその例として挙げられる。特に水若しくはアルコ−
ル又はそれらの混合溶媒が好ましい。
−ドコ−ト層及び光触媒層を形成するためのコ−ティン
グ組成物に含まれる溶媒は、上記光触媒粒子及び/又は
上記シリコン材料若しくはその前駆体を安定に分散さ
せ、最終的に親水化表面が得られる限り限定されない
が、例えば、水若しくは有機溶媒またはそれらの混合溶
媒がその例として挙げられる。特に水若しくはアルコ−
ル又はそれらの混合溶媒が好ましい。
【0039】溶媒にアルコ−ルを用いる場合、例えば、
メタノ−ル。エタノ−ル、n−プロパノ−ル、イソプロ
パノ−ル、t−ブタノ−ル、イソブタノ−ル、n−ブタ
ノ−ル、2−メチルプロパノ−ル、ペンタノ−ル、エチ
レングリコ−ル、モノアセトンアルコ−ル、ジアセトン
アルコ−ル、エチレングリコ−ルモノメチルエ−テル、
4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、ジプロ
ピレングリコ−ル、プロピレングリコ−ル、トリプロピ
レングリコ−ル、1−エトキシ−2−プロパノ−ル、1
−ブトキシ−2−プロパノ−ル、1−プロポキシ−2−
プロパノ−ル、プロピレングリコ−ルモノメチルエ−テ
ル、ジプロピレングリコ−ルモノメチルエ−テル、ジプ
ロピレングリコ−ルモノエチルエ−テル、トリプロピレ
ングリコ−ルモノメチルエ−テル等が好適に利用でき
る。
メタノ−ル。エタノ−ル、n−プロパノ−ル、イソプロ
パノ−ル、t−ブタノ−ル、イソブタノ−ル、n−ブタ
ノ−ル、2−メチルプロパノ−ル、ペンタノ−ル、エチ
レングリコ−ル、モノアセトンアルコ−ル、ジアセトン
アルコ−ル、エチレングリコ−ルモノメチルエ−テル、
4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、ジプロ
ピレングリコ−ル、プロピレングリコ−ル、トリプロピ
レングリコ−ル、1−エトキシ−2−プロパノ−ル、1
−ブトキシ−2−プロパノ−ル、1−プロポキシ−2−
プロパノ−ル、プロピレングリコ−ルモノメチルエ−テ
ル、ジプロピレングリコ−ルモノメチルエ−テル、ジプ
ロピレングリコ−ルモノエチルエ−テル、トリプロピレ
ングリコ−ルモノメチルエ−テル等が好適に利用でき
る。
【0040】本発明の光触媒性親水性部材を構成する光
触媒層には、上記の外に任意の成分を含むことができ
る。本発明の好ましい態様によれば、光触媒層には、屈
折率2以下である物質を含むことができる。屈折率2以
下の物質の添加によって、適用された表面において可視
光の反射を有効に防止できるとの利点が得られる。本発
明による組成物に添加が可能な屈折率2以下の物質とし
ては、シリカ(屈折率1.5)、酸化錫(同1.9)、
炭酸カルシウム(同1.6)、水酸化カルシウム(同
1.6)、炭酸マグネシウム(同1.5)、炭酸ストロ
ンチウム(同1.5)、ドロマイト(同1.7)、フッ
化カルシウム(同1.4)、フッ化マグネシウム(同
1.4)、アルミナ(同1.6)、ケイ砂(同1.
6)、ゼオライト(同1.5)、モンモリロナイト(同
1.5)、カオリン(同1.6)、セリサイト(同1.
6)、酸化第二鉄(同1.8)、酸化イットリウム(同
1.9)等が挙げられる。
触媒層には、上記の外に任意の成分を含むことができ
る。本発明の好ましい態様によれば、光触媒層には、屈
折率2以下である物質を含むことができる。屈折率2以
下の物質の添加によって、適用された表面において可視
光の反射を有効に防止できるとの利点が得られる。本発
明による組成物に添加が可能な屈折率2以下の物質とし
ては、シリカ(屈折率1.5)、酸化錫(同1.9)、
炭酸カルシウム(同1.6)、水酸化カルシウム(同
1.6)、炭酸マグネシウム(同1.5)、炭酸ストロ
ンチウム(同1.5)、ドロマイト(同1.7)、フッ
化カルシウム(同1.4)、フッ化マグネシウム(同
1.4)、アルミナ(同1.6)、ケイ砂(同1.
6)、ゼオライト(同1.5)、モンモリロナイト(同
1.5)、カオリン(同1.6)、セリサイト(同1.
6)、酸化第二鉄(同1.8)、酸化イットリウム(同
1.9)等が挙げられる。
【0041】本発明の好ましい態様によれば、光触媒層
には、界面活性剤をさらに含むことができる。界面活性
剤は、光触媒粒子1重量部に対して、10重量部未満、
より好ましくは、0.1〜2重量部程度添加されるのが
好ましい。本発明による組成物に添加が可能な界面活性
剤の例としては、スルホン酸ポリオキシエチレンアルキ
ルフェニルエ−テルアンモニウム塩、スルホン酸ポリオ
キシエチレンアルキルフェニルエ−テルナトリウム塩、
脂肪酸カリセッケン、脂肪酸ナトリウムセッケン、ジオ
クチルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルサルフェ−
ト、アルキルエ−テルサルフェ−ト、アルキルサルフェ
−トソ−ダ塩、アルキルエ−テルサルフェ−トソ−ダ
塩、ポリオキシエチレンアルキルエ−テルサルフェ−
ト、ポリオキシエチレンアルキルエ−テルサルフェ−ト
ソ−ダ塩、アルキルサルフェ−トTEA塩、ポリオキシ
エチレンアルキルエ−テルサルフェ−トTEA塩、2−
エチルヘキシルアルキル硫酸エステルナトリウム塩、ア
シルメチルタウリン酸ナトリウム、ラウロイルメチルタ
ウリン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナト
リウム、スルホコハク酸ラウリル2ナトリウム、ポリオ
キシエチレンスルホコハク酸ラウリル2ナトリウム、ポ
リカルボン酸、オレオイルザルコシン、アミドエ−テル
サルフェ−ト、ラウロイルザルコシネ−ト、スルホFA
エステルナトリウム塩等のアニオン性界面活性剤;ポリ
オキシエチレンラウリルエ−テル、ポリオキシエチレン
トリデシルエ−テル、ポリオキシエチレンアセチルエ−
テル、ポリオキシエチレンステアリルエ−テル、ポリオ
キシエチレンオレイルエ−テル、ポリオキシエチレンア
ルキルエ−テル、ポリオキシエチレンアルキルエステ
ル、ポリオキシエチレンアルキルフェノ−ルエ−テル、
ポリオキシエチレンノニルフェニルエ−テル、ポリオキ
シエチレンオクチルフェニルエ−テル、ポリオキシエチ
レンラウラ−ト、ポリオキシエチレンステアレ−ト、ポ
リオキシエチレンアルキルフェニルエ−テル、ポリオキ
シエチレンオレエ−ト、ソルビタンアルキルエステル、
ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、ポリ
エ−テル変性シリコ−ン、ポリエステル変性シリコ−
ン、ソルビタンラウラ−ト、ソルビタンステアレ−ト、
ソルビタンパルミテ−ト、ソルビタンセスキオレエ−
ト、ソルビタンオレエ−ト、ポリオキシエチレンソルビ
タンラウラ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンステア
レ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンパルミテ−ト、
ポリオキシエチレンソルビタンオレエ−ト、グリセロ−
ルステアレ−ト、ポリグリセリン脂肪酸エステル、アル
キルアルキロ−ルアミド、ラウリン酸ジエタノ−ルアミ
ド、オレイン酸ジエタノ−ルアミド、オキシエチレンド
デシルアミン、ポリオキシエチレンドデシルアミン、ポ
リオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン
オクタデシルアミン、ポリオキシエチレンアルキルプロ
ピレンジアミン、ポリオキシエチレンオキシプロピレン
ブロックポリマ−、ポリオキシエチレンステアレ−ト等
のノニオン性界面活性剤;ジメチルアルキルベタイン、
アルキルグリシン、アミドベタイン、イミダゾリン等の
両性界面活性剤;オクタデシルジメチルベンジルアンモ
ニウムクロライド、アルキルジメチルベンジルアンモニ
ウムクロライド、テトラデシルジメチルベンジルアンモ
ニウムクロライド、ジオレイルジメチルアンモニウムク
ロライド、1−ヒドロキシ−2−アルキルイミダゾリン
4級塩、アルキルイソキノリニウムブロマイド、高分子
アミン、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライ
ド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデ
シルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシル
トリメチルアンモニウムクロライド、ベヘニルトリメチ
ルアンモニウムクロライド、アルキルイミダゾリン4級
塩、ジアルキルジメチルアンモニウムクロライド、オク
タデシルアミン酢酸塩、テトラデシルアミン酢酸塩、ア
ルキルプロピレンジアミン酢酸塩、ジデシルジメチルア
ンモニウムクロライド等のカチオン性界面活性剤等が挙
げられる。
には、界面活性剤をさらに含むことができる。界面活性
剤は、光触媒粒子1重量部に対して、10重量部未満、
より好ましくは、0.1〜2重量部程度添加されるのが
好ましい。本発明による組成物に添加が可能な界面活性
剤の例としては、スルホン酸ポリオキシエチレンアルキ
ルフェニルエ−テルアンモニウム塩、スルホン酸ポリオ
キシエチレンアルキルフェニルエ−テルナトリウム塩、
脂肪酸カリセッケン、脂肪酸ナトリウムセッケン、ジオ
クチルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルサルフェ−
ト、アルキルエ−テルサルフェ−ト、アルキルサルフェ
−トソ−ダ塩、アルキルエ−テルサルフェ−トソ−ダ
塩、ポリオキシエチレンアルキルエ−テルサルフェ−
ト、ポリオキシエチレンアルキルエ−テルサルフェ−ト
ソ−ダ塩、アルキルサルフェ−トTEA塩、ポリオキシ
エチレンアルキルエ−テルサルフェ−トTEA塩、2−
エチルヘキシルアルキル硫酸エステルナトリウム塩、ア
シルメチルタウリン酸ナトリウム、ラウロイルメチルタ
ウリン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナト
リウム、スルホコハク酸ラウリル2ナトリウム、ポリオ
キシエチレンスルホコハク酸ラウリル2ナトリウム、ポ
リカルボン酸、オレオイルザルコシン、アミドエ−テル
サルフェ−ト、ラウロイルザルコシネ−ト、スルホFA
エステルナトリウム塩等のアニオン性界面活性剤;ポリ
オキシエチレンラウリルエ−テル、ポリオキシエチレン
トリデシルエ−テル、ポリオキシエチレンアセチルエ−
テル、ポリオキシエチレンステアリルエ−テル、ポリオ
キシエチレンオレイルエ−テル、ポリオキシエチレンア
ルキルエ−テル、ポリオキシエチレンアルキルエステ
ル、ポリオキシエチレンアルキルフェノ−ルエ−テル、
ポリオキシエチレンノニルフェニルエ−テル、ポリオキ
シエチレンオクチルフェニルエ−テル、ポリオキシエチ
レンラウラ−ト、ポリオキシエチレンステアレ−ト、ポ
リオキシエチレンアルキルフェニルエ−テル、ポリオキ
シエチレンオレエ−ト、ソルビタンアルキルエステル、
ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、ポリ
エ−テル変性シリコ−ン、ポリエステル変性シリコ−
ン、ソルビタンラウラ−ト、ソルビタンステアレ−ト、
ソルビタンパルミテ−ト、ソルビタンセスキオレエ−
ト、ソルビタンオレエ−ト、ポリオキシエチレンソルビ
タンラウラ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンステア
レ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンパルミテ−ト、
ポリオキシエチレンソルビタンオレエ−ト、グリセロ−
ルステアレ−ト、ポリグリセリン脂肪酸エステル、アル
キルアルキロ−ルアミド、ラウリン酸ジエタノ−ルアミ
ド、オレイン酸ジエタノ−ルアミド、オキシエチレンド
デシルアミン、ポリオキシエチレンドデシルアミン、ポ
リオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン
オクタデシルアミン、ポリオキシエチレンアルキルプロ
ピレンジアミン、ポリオキシエチレンオキシプロピレン
ブロックポリマ−、ポリオキシエチレンステアレ−ト等
のノニオン性界面活性剤;ジメチルアルキルベタイン、
アルキルグリシン、アミドベタイン、イミダゾリン等の
両性界面活性剤;オクタデシルジメチルベンジルアンモ
ニウムクロライド、アルキルジメチルベンジルアンモニ
ウムクロライド、テトラデシルジメチルベンジルアンモ
ニウムクロライド、ジオレイルジメチルアンモニウムク
ロライド、1−ヒドロキシ−2−アルキルイミダゾリン
4級塩、アルキルイソキノリニウムブロマイド、高分子
アミン、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライ
ド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデ
シルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシル
トリメチルアンモニウムクロライド、ベヘニルトリメチ
ルアンモニウムクロライド、アルキルイミダゾリン4級
塩、ジアルキルジメチルアンモニウムクロライド、オク
タデシルアミン酢酸塩、テトラデシルアミン酢酸塩、ア
ルキルプロピレンジアミン酢酸塩、ジデシルジメチルア
ンモニウムクロライド等のカチオン性界面活性剤等が挙
げられる。
【0042】本発明の光触媒性親水性部材を構成するハ
−ドコ−ト層及び光触媒層を形成するためのコ−ティン
グ組成物の好ましい態様においては酸を含むことができ
る。この酸の添加によって、本発明による組成物が適用
された表面の極性が増加し、暗所における親水維持性が
より良好になる。本発明による組成物に添加が可能な酸
の例としては、硝酸、硫酸、塩酸、プロピオン酸、酢
酸、マレイン酸、アジピン酸、フマル酸、フタル酸、吉
草酸、クエン酸、乳酸、酪酸、リンゴ酸、ピクリン酸、
ギ酸、炭酸、フェノ−ル等が挙げられる。
−ドコ−ト層及び光触媒層を形成するためのコ−ティン
グ組成物の好ましい態様においては酸を含むことができ
る。この酸の添加によって、本発明による組成物が適用
された表面の極性が増加し、暗所における親水維持性が
より良好になる。本発明による組成物に添加が可能な酸
の例としては、硝酸、硫酸、塩酸、プロピオン酸、酢
酸、マレイン酸、アジピン酸、フマル酸、フタル酸、吉
草酸、クエン酸、乳酸、酪酸、リンゴ酸、ピクリン酸、
ギ酸、炭酸、フェノ−ル等が挙げられる。
【0043】本発明の光触媒性親水性部材を構成するハ
−ドコ−ト層及び光触媒層を形成するためのコ−ティン
グ組成物の好ましい態様においては、シランの加水分解
触媒を含むことができる。この触媒の存在によって、後
記する本発明による組成物の適用方法において、上記し
た前駆体としてのシラン化合物の加水分解が促進され
る。好ましい触媒の例としては、pH2〜5の硝酸、硫
酸、塩酸、プロピオン酸、酢酸、マレイン酸、アジピン
酸、フマル酸、フタル酸、吉草酸、クエン酸、乳酸、酪
酸、リンゴ酸、ピクリン酸、ギ酸、炭酸、フェノ−ル等
が挙げられる。
−ドコ−ト層及び光触媒層を形成するためのコ−ティン
グ組成物の好ましい態様においては、シランの加水分解
触媒を含むことができる。この触媒の存在によって、後
記する本発明による組成物の適用方法において、上記し
た前駆体としてのシラン化合物の加水分解が促進され
る。好ましい触媒の例としては、pH2〜5の硝酸、硫
酸、塩酸、プロピオン酸、酢酸、マレイン酸、アジピン
酸、フマル酸、フタル酸、吉草酸、クエン酸、乳酸、酪
酸、リンゴ酸、ピクリン酸、ギ酸、炭酸、フェノ−ル等
が挙げられる。
【0044】本発明の光触媒性親水性部材を構成するハ
−ドコ−ト層及び光触媒層を形成するためのコ−ティン
グ組成物の好ましい態様においては、重合硬化触媒を含
んでなることができる。好ましい重合硬化触媒の例とし
ては、アルミニウムキレ−ト、アルミニウムアセチルア
セトナ−ト、過塩素酸アルミニウム、塩化アルミニウ
ム、アルミニウムイソブトキシド、アルミニウムイソプ
ロポキシドのようなアルミニウム化合物;テトライソプ
ロピルチタネ−ト、テトラブチルチタネ−トのようなチ
タン化合物;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム、ナトリウムメチラ−ト、酢酸ナトリウム、
ギ酸ナトリウム、酢酸カリウム、ギ酸カリウム、プロピ
オン酸カリウム、テトラメチルアンモニウムクロライ
ド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドのような塩
基性化合物類;n−ヘキシルアミン、トリブチルアミ
ン、ジアザビクロウンデセン、エチレンジアミン、ヘキ
サンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラエチレン
ペンタミン、トリエチレンテトラミン、エタノ−ルアミ
ン類、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ア
ミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(2−アミ
ノエチル)−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−
(2−アミノエチル)−アミノプロピルメチルジメトキ
シシランのようなアミン化合物;錫アセチルアセトナ−
ト、ジブチル錫オクチレ−トのような錫化合物;コバル
トオクチレ−ト、コバルトアセチルアセトナ−ト、鉄ア
セチルアセトナ−トのような含金属化合物類;リン酸、
硝酸、フタル酸、p−トルエンスルホン酸、トリクロル
酢酸のような酸性化合物類;などが挙げられる。
−ドコ−ト層及び光触媒層を形成するためのコ−ティン
グ組成物の好ましい態様においては、重合硬化触媒を含
んでなることができる。好ましい重合硬化触媒の例とし
ては、アルミニウムキレ−ト、アルミニウムアセチルア
セトナ−ト、過塩素酸アルミニウム、塩化アルミニウ
ム、アルミニウムイソブトキシド、アルミニウムイソプ
ロポキシドのようなアルミニウム化合物;テトライソプ
ロピルチタネ−ト、テトラブチルチタネ−トのようなチ
タン化合物;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム、ナトリウムメチラ−ト、酢酸ナトリウム、
ギ酸ナトリウム、酢酸カリウム、ギ酸カリウム、プロピ
オン酸カリウム、テトラメチルアンモニウムクロライ
ド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドのような塩
基性化合物類;n−ヘキシルアミン、トリブチルアミ
ン、ジアザビクロウンデセン、エチレンジアミン、ヘキ
サンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラエチレン
ペンタミン、トリエチレンテトラミン、エタノ−ルアミ
ン類、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ア
ミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(2−アミ
ノエチル)−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−
(2−アミノエチル)−アミノプロピルメチルジメトキ
シシランのようなアミン化合物;錫アセチルアセトナ−
ト、ジブチル錫オクチレ−トのような錫化合物;コバル
トオクチレ−ト、コバルトアセチルアセトナ−ト、鉄ア
セチルアセトナ−トのような含金属化合物類;リン酸、
硝酸、フタル酸、p−トルエンスルホン酸、トリクロル
酢酸のような酸性化合物類;などが挙げられる。
【0045】本発明の光触媒性親水性部材を構成するハ
−ドコ−ト層及び光触媒層を形成するためのコ−ティン
グ組成物の好ましい態様においては、部材の表面に適用
されたとき平滑な表面を形成できるよう、レベリング剤
を含んでなることができる。レベリング剤の添加は、と
りわけ大型の物品に本発明による組成物を適用する場合
に有利である。エチレングリコ−ル、モノアセトンアル
コ−ル、ジアセトンアルコ−ル、エチレングリコ−ルモ
ノメチルエ−テル、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−
ペンタノン、ジプロピレングリコ−ル、プロピレングリ
コ−ル、トリプロピレングリコ−ル、1−エトキシ−2
−プロパノ−ル、1−ブトキシ−2−プロパノ−ル、1
−プロポキシ−2−プロパノ−ル、プロピレングリコ−
ルモノメチルエ−テル、ジプロピレングリコ−ルモノメ
チルエ−テル、ジプロピレングリコ−ルモノエチルエ−
テル、トリプロピレングリコ−ルモノメチルエ−テル、
ジアセトンアルコ−ル、セロソルブ等が好適に利用でき
る。
−ドコ−ト層及び光触媒層を形成するためのコ−ティン
グ組成物の好ましい態様においては、部材の表面に適用
されたとき平滑な表面を形成できるよう、レベリング剤
を含んでなることができる。レベリング剤の添加は、と
りわけ大型の物品に本発明による組成物を適用する場合
に有利である。エチレングリコ−ル、モノアセトンアル
コ−ル、ジアセトンアルコ−ル、エチレングリコ−ルモ
ノメチルエ−テル、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−
ペンタノン、ジプロピレングリコ−ル、プロピレングリ
コ−ル、トリプロピレングリコ−ル、1−エトキシ−2
−プロパノ−ル、1−ブトキシ−2−プロパノ−ル、1
−プロポキシ−2−プロパノ−ル、プロピレングリコ−
ルモノメチルエ−テル、ジプロピレングリコ−ルモノメ
チルエ−テル、ジプロピレングリコ−ルモノエチルエ−
テル、トリプロピレングリコ−ルモノメチルエ−テル、
ジアセトンアルコ−ル、セロソルブ等が好適に利用でき
る。
【0046】本発明の光触媒性親水性部材を構成するハ
−ドコ−ト層及び光触媒層を形成するためのコ−ティン
グ組成物は、含まれる固形成分の分散性を向上させ、ま
た保存性を向上させるために、酸又は塩基を適宜含むこ
とができる。さらに、場合により、顔料、染料、保存安
定剤、噴射剤等を添加することが可能である。
−ドコ−ト層及び光触媒層を形成するためのコ−ティン
グ組成物は、含まれる固形成分の分散性を向上させ、ま
た保存性を向上させるために、酸又は塩基を適宜含むこ
とができる。さらに、場合により、顔料、染料、保存安
定剤、噴射剤等を添加することが可能である。
【0047】本発明に用いることの合成樹脂は特に限定
されるものではなく、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリレ−ト、ポ
リメタクリレ−ト、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリ
カ−ボネ−ト、ABS樹脂、ポリスチレン、ポリアクリ
ロニトリル、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノ−ル
樹脂等広く利用できる。上記合成樹脂の多くは疎水表面
を有するため、ハ−ドコ−ト層を形成する前に基材にプ
ライマ−層を設けるのがよい。プライマ−層の素材も特
に限定されるものではなく、ポリエステル系、アクリル
系、アクリルシリコン系等基材の種類に合せて適宜利用
可能である。
されるものではなく、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリレ−ト、ポ
リメタクリレ−ト、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリ
カ−ボネ−ト、ABS樹脂、ポリスチレン、ポリアクリ
ロニトリル、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノ−ル
樹脂等広く利用できる。上記合成樹脂の多くは疎水表面
を有するため、ハ−ドコ−ト層を形成する前に基材にプ
ライマ−層を設けるのがよい。プライマ−層の素材も特
に限定されるものではなく、ポリエステル系、アクリル
系、アクリルシリコン系等基材の種類に合せて適宜利用
可能である。
【0048】本発明の光触媒性親水性部材を構成するハ
−ドコ−ト層及びプライマ−層を形成するためのコ−テ
ィング組成物には、紫外線吸収剤、紫外線反射剤、酸化
防止剤等を添加することも可能である。
−ドコ−ト層及びプライマ−層を形成するためのコ−テ
ィング組成物には、紫外線吸収剤、紫外線反射剤、酸化
防止剤等を添加することも可能である。
【0049】本発明の光触媒性親水性部材は、必要に応
じてプライマ−層を形成し、次いでハ−ドコ−ト層を形
成し、さらに光触媒含有層を形成することにより得るこ
とができる。必要に応じて、プライマ−層の形成後及び
/又はハ−ドコ−ト層の形成後に、コロナ放電処理を行
うようにしてもよい。
じてプライマ−層を形成し、次いでハ−ドコ−ト層を形
成し、さらに光触媒含有層を形成することにより得るこ
とができる。必要に応じて、プライマ−層の形成後及び
/又はハ−ドコ−ト層の形成後に、コロナ放電処理を行
うようにしてもよい。
【0050】上記各層の形成方法は適宜選択されてよい
が、上記各層を形成するためのコ−ティング組成物を例
えばスプレ−コ−ティング法、ディップコ−ティング
法、フロ−コ−ティング法、スピンコ−ティング法、ロ
−ルコ−ティング法、グラビアコ−ティング法、刷毛塗
り、スポンジ塗り等の方法で適用する。
が、上記各層を形成するためのコ−ティング組成物を例
えばスプレ−コ−ティング法、ディップコ−ティング
法、フロ−コ−ティング法、スピンコ−ティング法、ロ
−ルコ−ティング法、グラビアコ−ティング法、刷毛塗
り、スポンジ塗り等の方法で適用する。
【0051】ロ−ルコ−ティング法でフィルム状の基材
に適用する場合、ハ−ドコ−ト層及び光触媒層を形成す
るためのコ−ティング組成物中のシリコン材料としてシ
リカ前駆体又はシリコ−ン前駆体を用いたときには、硬
化時間が充分に取れない場合がある。このときには50
〜180℃程度の高温で養生処理するのが好ましい。
に適用する場合、ハ−ドコ−ト層及び光触媒層を形成す
るためのコ−ティング組成物中のシリコン材料としてシ
リカ前駆体又はシリコ−ン前駆体を用いたときには、硬
化時間が充分に取れない場合がある。このときには50
〜180℃程度の高温で養生処理するのが好ましい。
【0052】表面に適用された後組成物は乾燥又は硬化
され、薄膜とされる。ハ−ドコ−ト層及び光触媒層を形
成するためのコ−ティング組成物中のシリコン材料とし
てシリカ前駆体又はシリコ−ン前駆体を用いた場合、乾
燥又は硬化の過程でシリカ前駆体又はシリコ−ン前駆体
はシリカ又はシリコ−ンとなる。ここで乾燥は自然乾燥
又は加熱による乾燥のいずれであってもよく、さらに前
駆体がシリカ又はシリコ−ンになる限りにおいて紫外線
照射等による重合反応を生じさせてもよい。
され、薄膜とされる。ハ−ドコ−ト層及び光触媒層を形
成するためのコ−ティング組成物中のシリコン材料とし
てシリカ前駆体又はシリコ−ン前駆体を用いた場合、乾
燥又は硬化の過程でシリカ前駆体又はシリコ−ン前駆体
はシリカ又はシリコ−ンとなる。ここで乾燥は自然乾燥
又は加熱による乾燥のいずれであってもよく、さらに前
駆体がシリカ又はシリコ−ンになる限りにおいて紫外線
照射等による重合反応を生じさせてもよい。
【0053】上記方法で部材表面に光触媒含有層を形成
すると、部材表面は光触媒の光励起に応じて親水性を呈
するようになる。ここで、光触媒の光励起により、基材
表面が高度に親水化されるためには、励起光の照度は
0.001mW/cm2以上あればよいが、0.01m
W/cm2以上だと好ましく、0.1mW/cm2以上だ
とより好ましい。光触媒性酸化物が、アナタ−ゼ型酸化
チタン(励起波長387nm以下)、ルチル型酸化チタ
ン(同413nm以下)、酸化亜鉛(同387nm以
下)、チタン酸ストロンチウム(同387nm以下)の
場合には、光触媒の光励起に用いる光源としては、太陽
光、室内照明、蛍光灯、水銀灯、白熱電灯、キセノンラ
ンプ、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ、
BLBランプ、殺菌灯等が好適に利用できる。但し膜厚
0.1μm以下の薄膜にした場合には、薄膜においても
吸収性のよい250〜350nm程度(好ましくは30
0〜350nm程度)の短波長光が多く含まれるのが好
ましい。また、光触媒性酸化物が酸化錫(励起波長34
4nm以下)の場合には、殺菌灯、BLBランプ等が好
適に利用できる。
すると、部材表面は光触媒の光励起に応じて親水性を呈
するようになる。ここで、光触媒の光励起により、基材
表面が高度に親水化されるためには、励起光の照度は
0.001mW/cm2以上あればよいが、0.01m
W/cm2以上だと好ましく、0.1mW/cm2以上だ
とより好ましい。光触媒性酸化物が、アナタ−ゼ型酸化
チタン(励起波長387nm以下)、ルチル型酸化チタ
ン(同413nm以下)、酸化亜鉛(同387nm以
下)、チタン酸ストロンチウム(同387nm以下)の
場合には、光触媒の光励起に用いる光源としては、太陽
光、室内照明、蛍光灯、水銀灯、白熱電灯、キセノンラ
ンプ、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ、
BLBランプ、殺菌灯等が好適に利用できる。但し膜厚
0.1μm以下の薄膜にした場合には、薄膜においても
吸収性のよい250〜350nm程度(好ましくは30
0〜350nm程度)の短波長光が多く含まれるのが好
ましい。また、光触媒性酸化物が酸化錫(励起波長34
4nm以下)の場合には、殺菌灯、BLBランプ等が好
適に利用できる。
【0054】
実施例.まず、ロ−ルコ−ティング法により、表面にポ
リエステル系プライマ−が固定されたポリエチレンテレ
フタレ−トフィルム(東レ製、A4100)上にシリコ
−ン系ハ−ドコ−ト剤(信越化学製、KP−858)が
被覆され、さらにその上に光触媒性コ−ティング(石原
産業製光触媒コ−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−ト2重量部と硝酸水溶
液54.8重量部とメタノ−ル28重量部とプロパノ−
ル7.2重量部からなる組成物、固形分量10重量%)
と、石原産業製光触媒コ−ティング液STK−03(酸
化チタン粒子5重量部とアルキルシリケ−ト5重量部と
硝酸水溶液54.8重量部とメタノ−ル28重量部とプ
ロパノ−ル7.2重量部からなる組成物、固形分量10
重量%)と、エタノ−ルとを、重量比1:1:8で混合
したもの)が被覆された光触媒フィルム#1試料及び#
2試料を作製した。ここで#1試料はハ−ドコ−ト層の
膜厚を3μm、光触媒層の膜厚を100nmとし、#2
試料はハ−ドコ−ト層の膜厚を0.3μm、光触媒層の
膜厚を600nmとした。またロ−ルコ−トの処理温度
は120℃、ロ−ル速度は1〜100m/分、ロ−ルコ
−ト後の養生温度は室温〜120℃で行った。上記光触
媒フィルムを250×150のPMMA板に粘着剤を用
いて貼着し、#1A試料及び#2A試料を得た。一方、
上記光触媒フィルムを自動車のサイドウインドウに粘着
剤を用いて貼着し、#1B試料及び#2B試料を得た。
リエステル系プライマ−が固定されたポリエチレンテレ
フタレ−トフィルム(東レ製、A4100)上にシリコ
−ン系ハ−ドコ−ト剤(信越化学製、KP−858)が
被覆され、さらにその上に光触媒性コ−ティング(石原
産業製光触媒コ−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−ト2重量部と硝酸水溶
液54.8重量部とメタノ−ル28重量部とプロパノ−
ル7.2重量部からなる組成物、固形分量10重量%)
と、石原産業製光触媒コ−ティング液STK−03(酸
化チタン粒子5重量部とアルキルシリケ−ト5重量部と
硝酸水溶液54.8重量部とメタノ−ル28重量部とプ
ロパノ−ル7.2重量部からなる組成物、固形分量10
重量%)と、エタノ−ルとを、重量比1:1:8で混合
したもの)が被覆された光触媒フィルム#1試料及び#
2試料を作製した。ここで#1試料はハ−ドコ−ト層の
膜厚を3μm、光触媒層の膜厚を100nmとし、#2
試料はハ−ドコ−ト層の膜厚を0.3μm、光触媒層の
膜厚を600nmとした。またロ−ルコ−トの処理温度
は120℃、ロ−ル速度は1〜100m/分、ロ−ルコ
−ト後の養生温度は室温〜120℃で行った。上記光触
媒フィルムを250×150のPMMA板に粘着剤を用
いて貼着し、#1A試料及び#2A試料を得た。一方、
上記光触媒フィルムを自動車のサイドウインドウに粘着
剤を用いて貼着し、#1B試料及び#2B試料を得た。
【0055】#1A試料及び#2A試料について、紫外
線照度0.5mW/cm2のBLBランプ(三共電気、
中心波長360nm、波長域300−400nm)を2
4時間照射したところ、いずれも水との接触角で0゜と
なった。また#1B試料及び#2B試料について、窓あ
け100回後の視界確保性及び水滴残留性を調べた。そ
の結果、#2B試料では視界が確保されなかったのに対
し、#1B試料では視界が依然確保された。また#1B
試料及び#2B試料に、シャワ−をかけたところ、#2
B試料では水滴の残留が認められたのに対し、#1B試
料では水滴の残留は生じなかった。
線照度0.5mW/cm2のBLBランプ(三共電気、
中心波長360nm、波長域300−400nm)を2
4時間照射したところ、いずれも水との接触角で0゜と
なった。また#1B試料及び#2B試料について、窓あ
け100回後の視界確保性及び水滴残留性を調べた。そ
の結果、#2B試料では視界が確保されなかったのに対
し、#1B試料では視界が依然確保された。また#1B
試料及び#2B試料に、シャワ−をかけたところ、#2
B試料では水滴の残留が認められたのに対し、#1B試
料では水滴の残留は生じなかった。
【0056】
【発明の効果】本発明によれば、耐摩耗性、硬度及び透
明性に優れた光触媒性親水性部材が提供可能となる。
明性に優れた光触媒性親水性部材が提供可能となる。
【図1】 本発明の光触媒性親水性部材の一実施態様を
示す図。
示す図。
【図2】 本発明の光触媒性親水性部材の他の実施態様
を示す図。
を示す図。
【図3】 本発明の光触媒性親水性部材の他の実施態様
を示す図。
を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09K 3/00 C09K 3/00 R 3/18 3/18 G02B 1/10 G02B 1/10 Z
Claims (12)
- 【請求項1】 基材表面に、膜厚1〜10μmのシリコ
ン系材料からなるハ−ドコ−ト層が形成されており、さ
らにその上に膜厚1〜200nmの光触媒性酸化物を含
有する層が形成されており、前記光触媒の光励起に応じ
て前記表面層が親水性を呈することを特徴とする光触媒
性親水性部材。 - 【請求項2】 合成樹脂基材表面に、プライマ−層が形
成されており、さらにその上に膜厚1〜10μmのシリ
コン系材料からなるハ−ドコ−ト層が形成されており、
さらにその上に膜厚1〜200nmの光触媒性酸化物を
含有する層が形成されており、前記光触媒の光励起に応
じて前記表面層が親水性を呈することを特徴とする光触
媒性親水性部材。 - 【請求項3】 前記シリコン系材料は、シリコ−ン及び
/又はシリカからなることを特徴とする請求項1又は2
に記載の光触媒性親水性部材。 - 【請求項4】 前記シリコン系材料は、一般式R2Si
X2(式中、Rは炭素数1〜18の一価の有機基、Xは
塩素、臭素、又は炭素数1〜4のアルコキシ基である、
以下同様)で表される加水分解性2官能シラン誘導体0
〜60モル%と、一般式RSiX3で表される加水分解
性3官能シラン誘導体10〜100モル%と、一般式S
iX4で表される加水分解性4官能シラン誘導体0〜3
0モル%との混合物を加水分解縮重合したものであるこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の光触媒性親水性
部材。 - 【請求項5】 前記シリコン系材料は、さらに充填剤と
してシリカ粒子を含有することを特徴とする請求項1〜
4に記載の光触媒性親水性部材。 - 【請求項6】 前記シリコン系材料は、エポキシ変性シ
リコ−ンを含むことを特徴とする請求項1〜5に記載の
光触媒性親水性部材。 - 【請求項7】 前記エポキシ変性シリコン系材料は、γ
−グリシドキシアルキルトリアルコキシシランの加水分
解縮重合物を含むことを特徴とする請求項6に記載の光
触媒性親水性部材。 - 【請求項8】 前記光触媒性酸化物を含有する層には、
さらにシリコン系結着剤が含有されていることを特徴と
する請求項1〜7に記載の光触媒性親水性部材。 - 【請求項9】 前記シリコン系材料は、シリコ−ン及び
/又はシリカからなることを特徴とする請求項8に記載
の光触媒性親水性部材。 - 【請求項10】 前記光触媒の光励起に応じて前記表面
層は水との接触角に換算して20゜以下程度の親水性を
呈することを特徴とする請求項1〜9に記載の光触媒性
親水性部材。 - 【請求項11】 前記光触媒の光励起に応じて前記表面
層は水との接触角に換算して10゜以下程度の親水性を
呈することを特徴とする請求項1〜9に記載の光触媒性
親水性部材。 - 【請求項12】 前記光触媒の光励起に応じて前記表面
層は水との接触角に換算して5゜以下程度の親水性を呈
することを特徴とする請求項1〜9に記載の光触媒性親
水性部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9278135A JPH1191030A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 光触媒性親水性部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9278135A JPH1191030A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 光触媒性親水性部材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1191030A true JPH1191030A (ja) | 1999-04-06 |
Family
ID=17593088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9278135A Pending JPH1191030A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 光触媒性親水性部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1191030A (ja) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001259432A (ja) * | 2000-03-17 | 2001-09-25 | Nippon Soda Co Ltd | 光触媒担持構造体 |
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JP2001323189A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-20 | Showa Highpolymer Co Ltd | 酸化チタン光触媒コーティング膜接着保護層用組成物およびこれを用いた複合体 |
JP2003025479A (ja) * | 2001-07-18 | 2003-01-29 | Lintec Corp | 光触媒機能を有するハードコートフィルム |
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DE112010001964T5 (de) | 2009-05-11 | 2012-07-12 | Dic Corp. | Ein den Photokatalysator unterstützender Bogen und Primer für den den Photokatalysator unterstützenden Bogen |
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CN111628120A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-09-04 | 苏州凌威新能源科技有限公司 | 锂电池包装膜及其制备方法 |
-
1997
- 1997-09-25 JP JP9278135A patent/JPH1191030A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111628120A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-09-04 | 苏州凌威新能源科技有限公司 | 锂电池包装膜及其制备方法 |
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