KR20170032834A

KR20170032834A - 광촉매층을 갖는 위생도기

Info

Publication number: KR20170032834A
Application number: KR1020160093349A
Authority: KR
Inventors: 타카히로 히노; 토모야스 이치키; 신이치 야기; 사토시 타카노; 미토키 히가시
Original assignee: 토토 가부시키가이샤
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2017-03-23
Also published as: KR101865598B1; JP2017057131A; TWI650247B; TW201716235A; JP6750348B2

Abstract

(과제) 산과 알칼리에 교대로 노출되는 환경에 있어도 내구성이 우수한 광촉매층을 갖는 위생도기의 제공.
(해결수단) 유약층과, 이 유약층 상에 형성된 중간층과, 이 중간층 상에 형성된 광촉매층을 구비해서 이루어지는 위생도기에 있어서, 광촉매층이 산화티탄과 산화지르코늄을 포함해서 이루어지고, 중간층을 실리카와 산화티탄 및/또는 산화지르코늄을 각각 98질량%∼85질량%, 및 2질량%∼15질량% 포함해서 이루어지는 조성으로 함으로써 광촉매층의 내구성을 크게 개선할 수 있다. 특히, 산과 알칼리라고 하는 액성이 다른 조건 하에서의 반복의 세정에 대하여도 내구성을 구비한다.

Description

광촉매층을 갖는 위생도기{SANITARY WARE HAVING PHOTOCATALYST LAYER}

본 발명은, 내구성이 우수한 광촉매층을 갖는 위생도기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 본 발명은 산과 알칼리라고 하는 액성이 다른 조건 하에서의 반복의 세정에 대하여도 내구성을 구비하는 광촉매층을 갖는 위생도기에 관한 것이다.

유약층을 갖는 기재의 유약층 표면에 광촉매층을 형성하고, 그 광촉매의 분해 활성 또는 친수 활성을 이용한 기능성 부재가 여러 가지 용도에 있어서 사용되고 있다. 예를 들면, 위생도기 표면에 광촉매 표면층을 형성한 위생도기가 알려져 있다. 이러한 위생도기는 그 광촉매층에 광, 바람직하게는 자외선을 조사함으로써 발휘하는 친수성에 의한 오물 부착 억제와 함께, 광촉매에 의한 분해 작용에 의해 균의 번식도 억제할 수 있다. 이에 따라 그 청소 부하가 경감된다.

이러한 유약층 표면에 형성되는 광촉매층으로서, 산화티탄과 지르코니아 화합물을 포함하는 층이 양호한 광촉매 활성을 유지하면서, 양호한 막강도, 내수성,또는 내마모성을 갖는다고 제안되어 있다(일본 특허공개 2012-206907호 공보(특허문헌 1), 일본 특허공개 2014-69098호 공보(특허문헌 2)).

광촉매층의 존재에 의해 청소 부하가 경감된다고는 해도, 위생도기는 정기적으로 청소되고, 그 때에 산성 또는 알칼리성의 액성의 세제를 사용하는 것이 일반적이며, 또한 오염을 떨어뜨리기 위해서 브러시 등으로 슬라이딩되어 물리적인 응력이 가해진다. 광촉매층에는 이러한 청소시의 부하에 장기간 견딜 수 있는 성능, 특히 광촉매의 활성을 잃어버리지 않고, 박리되지 않는 등의 성능이 요구된다.

한편으로, 강고한 광촉매막을 형성하기 위해서, 통상 500∼1000℃의 고온 소성이 필요하지만, 이러한 고온 하에 위생도기의 유약 중의 알칼리 이온이 확산하고, 이에 따라 광촉매 활성이 저하하는 것이 알려져 있다. 그 대책으로서, 기재와 광촉매층의 사이에 실리카 등을 주성분으로 하여 알칼리 이온의 확산을 억제하는 중간층을 형성하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 일본 특허공개 평 10-235201호 공보(특허문헌 3), 일본 특허공개 평 11-228865호 공보(특허문헌 4), 일본 특허공개 2001-152051호 공보(특허문헌 5), 일본 특허공개 2003-277056호 공보(특허문헌 6)). 그러나, 이들 중간층은 알칼리 확산 방지를 주된 목적으로 하는 것이며, 또한 본 발명자들이 행한 실험에 의하면, 산화티탄과, 지르코니아 화합물을 포함하는 광촉매층의 내구성은 본 발명과 비교해서 떨어지는 것이었다.

일본 특허공개 2012-206907호 공보 일본 특허공개 2014-69098호 공보 일본 특허공개 평 10-235201호 공보 일본 특허공개 평 11-228865호 공보 일본 특허공개 2001-152051호 공보 일본 특허공개 2003-277056호 공보

광촉매층의 내구성의 평가에 있어서, 산성의 액 단독에 노출된 후, 또는 알칼리성의 액 단독에 노출된 후의 광촉매층을 시험하는 것은 지금까지 일반적으로 행해지고 있었다. 그리고, 산성 또는 알칼리성의 액성에 각각 단독으로 노출된 후에 있어서도 양호한 광촉매 활성을 유지하거나 또는 박리하기 어려우면, 양호한 내구성을 갖는다고 평가했다. 그러나, 이번 본 발명자들이 얻은 지견에 의하면, 실제의 사용 환경에 있어서, 예를 들면 산성의 액성의 세정액에 의한 청소가 행하여지고, 그 후 알칼리성의 액성의 세정액에 의한 청소가 행하여질 경우가 있고, 그러한 경우, 종래 제안되어 있는 광촉매층의 내구성이 충분하지 않은 것이 있었다.

본 발명자들은 이번, 산화티탄과 산화지르코늄을 포함해서 이루어지는 광촉매층을 유약층 상에 형성할 때, 그 사이에 실리카를 주성분으로 하고, 산화티탄 및/또는 산화지르코늄을 특정의 비율로 포함하는 층을 형성함으로써, 광촉매층의 내구성을 크게 향상할 수 있다라는 지견을 얻었다. 특히, 산과 알칼리에 교대로 노출되는 청소가 반복하여 이루어지는 상황에 있어서도 뛰어난 내구성을 나타낸다고 하는 지견을 얻었다. 본 발명은 이러한 지견에 의거한 것이다.

따라서, 본 발명은 내구성이 우수한 광촉매층을 갖는 위생도기의 제공을 목적으로 하고 있다. 특히, 본 발명은 산과 알칼리에 교대로 노출되는 환경에 있어도, 내구성이 우수한 광촉매층을 갖는 위생도기의 제공을 그 목적으로 하고 있다.

그리고, 본 발명에 의한 위생도기는, 유약층과, 이 유약층 상에 형성된 중간층과, 이 중간층 상에 형성된 광촉매층을 구비해서 이루어지는 위생도기로서,

상기 광촉매층이 산화티탄과 산화지르코늄을 각각 95질량%∼75질량% 및 5∼25질량%의 양으로 포함해서 이루어지고,

상기 중간층이 실리카와, 산화티탄 및/또는 산화지르코늄을 각각 98질량%∼85질량%, 및 (산화티탄과 산화지르코늄의 양쪽을 포함할 경우 그 합계로서)2질량%∼15질량% 포함해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

정의

본 발명에 있어서 「위생도기」란, 화장실 및 세면실 주위에서 사용되는 도기 제품을 의미하고, 구체적으로는 대변기, 소변기, 변기의 트랩, 변기 탱크, 세면대의 세면기, 세면기 등을 의미한다. 또한, 「도기」란 도자기 중 소지의 치밀화가 약간 흡수성이 있는 정도이고, 또한 표면에 유약을 실시한 것을 의미한다.

본 발명에 있어서 광촉매층의 「내구성」이란, 광촉매층이 박리하기 어려운 것, 광촉매 활성의 경시적 열화가 적은 것을 개별적으로 또는 종합적으로 나타내는 어구로서 사용하지만, 특히 산과 알칼리의 액성에 교대로 노출되었을 때에 광촉매층이 박리하기 어렵고, 또한 광촉매 활성의 열화가 적은 것을 개별적으로 또는 종합적으로 나타내는 어구로서 사용한다.

산성이란 약산성부터 강산성까지를 의미하고, 구체적으로는 pH5 이하의 범위에 있는 것을 의미하고, 또한 알칼리성이란 약알칼리성부터 강알칼리성까지를 의미하고, 구체적으로는 pH8 이상의 범위에 있는 것을 의미한다.

본 발명에 의한 위생도기

본 발명에 의한 위생도기는 기체와, 그 표면의 유약층과, 이 유약층 상에 형성된 중간층과, 이 중간층 상에 형성된 광촉매층을 구비해서 이루어지는 기본 구조를 갖는다. 그리고, 중간층과 광촉매층이 뒤에 기재하는 특정의 조성으로 구성된다.

본 발명에 의한 위생도기는 광촉매층의 내구성이 우수하다. 특히, 산성과 알칼리성에 교대로 노출되는 환경에 놓여도 광촉매층은 뛰어난 내구성을 나타낸다. 상기와 같이, 광촉매층의 내구성의 평가에 있어서 산성의 액 단독에 노출된 후, 또는 알칼리성의 액 단독에 노출된 후의 광촉매층을 시험하는 것은 지금까지 일반적으로 행해지고 있었다. 그러나, 산 또는 알칼리 단독의 평가에서 충분한 내구성을 나타내는 종래의 광촉매층이여도, 산성과 알칼리성에 교대로 노출되는 환경에 놓이면 예상외로 짧은 시간에 광촉매층의 박리 또는 광촉매 활성의 열화가 관찰되었다. 본 발명에 있어서는 이러한 산성과 알칼리성에 교대로 노출되는 환경에 놓여도 개선된 내구성을 나타내는 광촉매층을 구비한 위생도기가 제공된다.

특정한 이론에 구속되는 것을 기대하는 것은 아니지만, 본 발명에 의한 위생도기의 광촉매층의 내구성이 우수한 이유는 다음과 같이 생각된다. 즉, 산화티탄과 산화지르코늄을 포함해서 이루어지는 광촉매층은 매우 약간의 물 투과성을 갖고 있고, 이것에 의해 위생도기의 유약층 표면에 물이 이르는 경우가 있다. 이 물의 액성이 산성 및 알칼리성으로 교대로 바뀌면 다음과 같은 반응이 촉진된다. 우선, 산성의 물에 의해 유약 중의 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 아연 등의 금속 원소가 용출하고, 알칼리성의 물이 이 용출 개소 이르면 그 근방의 규소-규소 결합을 절단한다. 이 반복에 의해 유약층과 광촉매층 사이의 결합이 약해지고, 최악일 경우 광촉매층이 박리되어 버린다. 본 발명에 있어서 중간층은 이 약간의 물의 침입을 저해하면서 유약 표면과 광촉매층을 강고하게 결합시키는 것이라고 생각된다. 이상의 설명은 어디까지나 가정이며, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

광촉매층

본 발명을 의한 위생도기의 광촉매층은 산화티탄과 산화지르코늄을 각각 95질량%∼75질량% 및 5∼25질량%의 양으로 포함해서 이루어진다. 산화티탄의 함유량은, 그 바람직한 하한은 80질량%이며, 그 바람직한 상한은 90질량%이다. 또한 산화지르코늄의 함유량은, 그 바람직한 하한은 10질량%이며, 그 바람직한 상한은 20질량%이다.

본 발명에 있어서 산화티탄은 광촉매 활성을 갖는 것이면 특별하게 한정되지 않고, 아나타제형, 루틸형의 어느 것이라도 좋지만, 아나타제형이 바람직하다.

본 발명에 있어서 광촉매층의 막두께는 요구되는 광촉매 활성, 그 밖의 모든 특성을 감안해서 적당하게 결정되면 되지만, 50㎚∼150㎚ 정도인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 상한은 120㎚이다.

중간층

본 발명에 의한 위생도기에 있어서 중간층은 위생도기의 유약층과 광촉매층의 사이에 형성되어서 이루어지고, 실리카와, 산화티탄 및/또는 산화지르코늄을 포함해서 이루어진다. 실리카의 함유량은 98질량%∼85질량%의 범위이고, 그 바람직한 상한은 95질량%이며, 바람직한 하한은 90질량%이다. 또한, 산화티탄 및 산화지르코늄의 함유량은 그 양쪽을 포함할 경우 그 합계로서 2질량%∼15질량%의 범위이고, 그 바람직한 상한은 10질량%이며, 바람직한 하한은 5질량%이다.

본 발명에 있어서 중간층의 막두께는 광촉매층의 내구성을 높이는 범위에서 적당하게 결정되면 되지만, 50㎚∼150㎚ 정도인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 상한은 120㎚이다.

위생도기

위생도기 소지

본 발명에 의한 위생도기의 도기 소지는 특별하게 한정되지 않고, 통상의 위생도기 소지이면 된다. 또한, 최표층의 상기 표면 성상을 가진 유약층 밑에, 중간층이 되는 유약층이 형성되어 있어도 된다.

제조 방법

본 발명에 의한 위생도기는 이하와 같은 방법에 의해 바람직하게 제조할 수 있다. 즉, 우선 도기 소지를 규사, 장석, 점토 등을 원료로 해서 조제한 위생도기 소지 슬립을, 흡수성의 형태를 이용한 주입 성형을 이용하여 적당한 형상으로 성형한다. 그 후에 건조시킨 성형체 표면에 상기 유약 원료를 스프레이 코팅, 딥 코팅, 스핀 코팅, 롤 코팅 등의 일반적인 방법을 적절히 선택해서 도포한다. 얻어진 표면 유약층의 전구층이 형성된 성형체를 이어서 소성한다. 소성 온도는 도기 소지가 소결되고, 또한 유약이 연화되는 1,000℃ 이상 1,300℃ 이하의 온도가 바람직하다.

유약

본 발명에 의한 위생도기의 유약층을 생성하는 유약은, 상기한 표면 성상을 실현할 수 있는 한 그 조성은 한정되지 않는다. 본 발명에 있어서, 일반적으로는 유약 원료란 규사, 장석, 석회석 등의 천연 광물 입자의 혼합물로 정의한다. 또한 안료란, 예를 들면 코발트 화합물, 철 화합물 등이며, 유탁제란 예를 들면 규산 지르코늄, 산화주석 등이다. 비정질 유약이란 상기와 같은 천연 광물 입자 등의 혼합물로 이루어지는 유약 원료를 고온에서 용융한 후, 급냉해서 유리화시킨 유약을 말하고, 예를 들면 프릿 유약이 적합하게 이용 가능하다.

본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 바람직한 유약 조성은 예를 들면 장석이 10wt%∼30wt%, 규사가 15wt%∼40wt%, 탄산 칼슘이 10wt%∼25wt%, 커런덤, 탤크, 도로마이트, 아연화가, 각각 10wt% 이하, 유탁제 및 안료가 합계 15wt% 이하인 것이다.

본 발명에 의한 위생도기의 제조법

본 발명에 의한 위생도기는 위생도기의 유약층 상에, 중간층, 그리고 광촉매층을 형성해서 제조된다. 중간층 및 광촉매층은 기본적으로 실리카와, 산화티탄 및/또는 산화지르코늄과, 또는 그것들의 전구체를 유약층 상에 있어서 소성하고, 또 산화티탄과 산화지르코늄과, 또는 그것들의 전구체를 중간층 상에 있어서 소성함으로써 형성된다. 여기에서, 중간층과 광촉매층의 형성을 위한 소성은, 때마다 행하여져도 좋고, 또 동시에 소성해서 형성해도 좋다. 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 중간층 및 광촉매층은 상기 성분을 포함하는 코팅액으로서 준비되어, 그것을 도포하고, 그 후 소성함으로써 형성된다.

본 발명의 하나의 형태에 의하면, 광촉매층은 산화티탄과 산화지르코늄을 포함하거니, 또한 그 전구체를 포함해서 이루어지는 코팅액을 적용, 바람직하게는 도포해서, 그 후에 소성함으로써 제조할 수 있다. 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 산화티탄의 전구체 및 산화지르코늄의 전구체로서 티탄알콕시드 및 지르코늄알콕시드를 포함해서 이루어지는 코팅액을 사용하고, 이것을 소성해서 광촉매층을 얻는다.

본 발명에 있어서 산화티탄의 전구체로서는 티탄알콕시드 및 티탄킬레이트가 적합하게 이용할 수 있다. 티탄알콕시드는, 일반식:Ti(OR)₄로 기본적으로 나타내어지는 것이며, 가수분해에 의해 광촉매성 산화티탄을 발생시키는 것이면 한정되지 않는다. 식 중의 (OR)의 일부가 아세틸아세토네이트(C₅H₇O₂)나 에틸아세토아세테이트(C₆H₉O₃)로 치환되어 있어도 된다. 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 티탄알콕시드는 알콕시드(RO-)의 유기기 R부분이 저급(바람직하게는 C_1-6) 알킬기인 것이다. 그 바람직한 구체예로서는 테트라에톡시티탄, 테트라이소프로폭시티탄, 테트라n-프로폭시티탄, 테트라부톡시티탄, 테트라메톡시티탄, 티탄디이소프로폭시비스(아세틸아세토네이트), 티탄디이소프로폭시비스(에틸아세토아세테이트) 및 그것들의 혼합물을 들 수 있다. 또한, 티탄킬레이트로서는, 예를 들면 티탄테트라아세틸아세토네이트를 들 수 있다.

또한, 산화지르코늄의 전구체로서는 지르코늄알콕시드 및 지르코늄킬레이트가 적합하게 이용할 수 있다. 지르코늄알콕시드는 일반식:Zr(OR)₄로 기본적으로 나타내어지는 것이며, 가수분해에 의해 산화지르코늄을 발생시키는 것이면 한정되지 않는다. 식 중의 (OR)의 일부가 아세틸아세토네이트(C₅H₇O₂)나 에틸아세토아세테이트(C₆H₉O₃)로 치환되어 있어도 된다. 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 알콕시드(RO-)의 유기기 R부분이 지르코늄알콕시드는, 알콕시드(RO-)의 유기기 R부분이 저급(바람직하게는 C_2-6) 알킬기인 것이다. 그 바람직한 구체예로서는, 지르코늄테트라에톡시드, 지르코늄테트라이소프로폭시드, 지르코늄테트라부톡시드, 지르코늄트리부톡시모노아세틸아세토네이트, 지르코늄디부톡시비스(에틸아세토아세테이트), 지르코늄모노부톡시아세틸아세토네이트비스(에틸아세토아세테이트) 및 그것들의 혼합물을 들 수 있다. 또한, 지르코늄킬레이트로서는, 예를 들면 지르코늄테트라아세틸아세토네이트를 들 수 있다.

본 발명에 있어서 중간층은 실리카 및 산화티탄 및/또는 산화지르코늄을 포함하거나, 또한 그 전구체를 포함해서 이루어지는 코팅액을 적용, 바람직하게는 도포하여, 그 후에 소성함으로써 제조할 수 있다. 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 실리카 전구체로서는 메틸실리케이트, 에틸실리케이트 등의 알킬실리케이트, 그것들의 중합체를 들 수 있다. 또한 산화티탄의 전구체 및 산화지르코늄의 전구체로서는 광촉매에 대해서 예시한 것을 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 코팅액의 용매로서는 에탄올, 이소프로판올, 노말부탄올 등의 알콜류, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등의 셀로솔브류, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류나, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸 등의 에스테르류를 들 수 있지만, 티탄알콕시드 및 지르코늄알콕시드가 용해되는 용매이면 특별하게 한정되지 않는다.

코팅액에는 상기 성분에 추가해, 예를 들면 도포층의 균일성을 높이기 위해서 레벨링제 등의 계면활성제를 첨가할 수 있다.

코팅액의 위생도기로의 적용은, 바람직하게는 브러시 도포, 롤러, 스프레이, 롤 코터, 플로우 코터, 딥 코트, 플로우 코팅, 스크린 인쇄 등, 일반적으로 널리 행해지고 있는 방법에 의해 행하여져도 좋다.

상기 중간층 및 광촉매층을 형성하기 위한 코팅액이 적용된 위생도기는 소성 공정에 제공된다. 소성은 중간층, 그 후 광촉매층과 행하여져도 좋지만, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 동시에 소성된다. 소성 조건은 적당하게 결정되어도 좋지만, 예를 들면 700∼900℃의 온도에서 5시간 정도 행하여지면 좋고, 바람직하게는 750∼850℃의 온도에서 0.5∼3시간 정도이다.

이상으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 본 발명에 의한 위생도기의 제조 방법이 제공된다. 이 방법은 위생도기의 유약층 상에 규소알콕시드 또는 그 가수분해물 및 티탄알콕시드 및/또는 지르코늄알콕시드를 혼합한 코팅액을 도포하고, 또한 그 산화티탄의 전구체 및 산화지르코늄의 전구체를 포함하는 코팅액을 도포하며, 그 후에 750∼850℃의 온도에서 소성하는 공정을 포함해서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

본 발명을 이하의 예에 의거하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것들의 예에 한정되는 것은 아니다.

중간층 형성을 위한 코팅액의 조제

실리카알콕시드(알콕시실란 가수분해액, 콜코트 가부시키가이샤제)와, 티탄알콕시드(티탄디이소프로폭시비스(아세틸아세토네이트), NDH-510C, 니폰소다 가부시키가이샤제) 또는 지르코늄알콕시드(화합물명: 지르코늄트리부톡시모노아세틸아세토네이트 상품명: 오르가틱스 ZC-540, 마츠모토 파인 케미컬 가부시키가이샤제)를, 소성 후의 고형분의 중량비가 하기의 표에 기재되는 비율이 되도록 혼합했다. 이어서, 이 혼합물을 2-프로판올(80%)과 메틸셀로솔브(20%)의 혼합 용매로, 소성 후의 고형분이 0.5%가 되도록 희석하고, 희석액을 교반기로 혼합했다. 얻어진 혼합액을 1시간 이상 방치하고, 이것을 중간층 형성을 위한 코팅액으로 했다.

광촉매층 형성을 위한 코팅액의 조제

티탄알콕시드(화합물명: 티탄디이소프로폭시비스(아세틸아세토네이트) 상품명: NDH-510C, 니폰소다 가부시키가이샤제)와, 지르코늄알콕시드(화합물명: 지르코늄트리부톡시모노아세틸아세토네이트 상품명: 오르가틱스 ZC-540, 마츠모토 파인 케미컬 가부시키가이샤제)를, 소성 후의 산화티탄/산화지르코늄의 고형분의 중량비가 하기의 표에 기재되는 비율이 되도록 혼합했다. 이어서, 이 혼합물을 2-프로판올(80%)과 메틸셀로솔브(20%)의 혼합 용매로, 소성 후의 고형분이 0.5%가 되도록 희석하고, 희석액을 교반기로 혼합했다. 얻어진 혼합액을 1시간 이상 방치하고, 이것을 코팅액으로 했다.

도기 타일의 작성

도기 원료를 주입 성형해서 소지를 얻고, 이 소지의 표면에 핸드스프레이건(F100 메이지 기카이 세이사쿠쇼 가부시키가이샤제)을 사용해서 유약을 도포했다. 계속해서, 서서히 승온 및 강온하면서 최고 온도 1180℃로 설정된 터널가마를 24시간 통과시켜서 소성하여 도기 타일을 얻었다. 또한, 유약은 이하의 범위의 조성의 것을 사용했다.

유약 조성

SiO₂ 55∼80중량%

Al₂O₃ 5∼13중량%

Fe₂O₃ 0.1∼0.4중량%

MgO 0.8∼3중량%

CaO 8∼17중량%

ZnO 3∼8중량%

K₂O 1∼4중량%

Na₂O 0.5∼2.5중량%

ZrO 0.1∼15중량%

안료 0.01∼5중량%

중간층의 형성

위에서 얻어진 도기 타일 표면에 핸드스프레이건(F100 메이지 기카이 세이사쿠쇼 가부시키가이샤제)을 이용하여, 위에서 얻은 중간층 형성용 코팅액을 소성 후의 막두께가 50㎚가 되도록 도포량을 제어해서 도포했다.

광촉매층의 형성 및 소성

위에서 얻어진 중간층 형성용 코팅액을 도포한 도기 타일 표면에 핸드스프레이건(F100 메이지 기카이 세이사쿠쇼 가부시키가이샤제)을 이용하여, 위에서 얻은 광촉매층 형성용 코팅액을 소성 후의 막두께가 50㎚가 되도록 도포량을 제어해서 코팅했다.

이어서, 서서히 승온 및 강온하면서 최고 온도 800℃로 설정된 고온전기로(FUH732DA ADVANTEC 가부시키가이샤제)에서 24시간 걸쳐서 소성하여 광촉매 코팅 타일을 얻었다.

광촉매 활성

광촉매 코팅 타일의 광촉매 활성을, JIS R1703-2에 준한 메틸렌블루 분해 지수로 평가했다. 그 결과를 이하의 기준으로 평가했다.

분해 지수가 7 이상 : ○

5 이상 7 미만 : △

분해 지수가 5 미만 : ×

그 결과는 이하의 표 에 나타나 있는 바와 같았다.

산성 알칼리성 내구성 시험

산성수(pH3.5)와 알칼리수(pH9.5)를 2분 간격으로 교대로 10초간 유출하는 시험 장치를 준비하고, 이 장치의 유수 하에 광촉매 코팅 타일을 설치했다. 이 때, 산성수와 알칼리수를 쌍방 적용하여 이것을 1사이클로 했다.

소정 사이클 경과 후, JISK5600-5-6에 의거해 테이프 박리시험을 실시했다. 그 결과를 이하의 기준으로 평가했다.

14000사이클로 박리 없음 : ◎

10000사이클을 초과 14000사이클까지 박리가 발생 : ○

6000사이클을 초과 10000사이클까지 박리가 발생 : △

6000사이클까지 박리가 발생 : ×

그 결과는 이하의 표에 나타나 있는 바와 같았다.

내슬라이딩성 시험

러빙 테스터(타이헤이 리카 고교 가부시키가이샤제)를 사용하여 광촉매 코팅 타일의 내슬라이딩성 시험을 실시했다. 우레탄 스폰지(스카치 브라이트(SS-72K 스미토모 3M 가부시키가이샤제))를 2.24㎝×2.24㎝로 절단한 것을, 양면 테이프를 이용하여 부직포의 부분이 슬라이딩면에 닿도록 헤드에 접착한 뒤, 증류수로 적셨다. 이어서, 250g의 추를 실어서(하중 조건 : 5㎪) 소정 횟수 슬라이딩하고, 표면의 상처의 유무를 육안으로 확인했다. 우레탄 스폰지는 1000회 슬라이딩마다 새로운 것으로 바꾸었다. 결과를 이하의 기준으로 평가했다.

20000회의 슬라이딩 후에 시인할 수 있는 상처 없음 : ◎

10000회를 초과 20000회까지의 슬라이딩에서 시인할 수 있는 상처 있음 : ○

2000회를 초과 10000회까지의 슬라이딩에서 시인할 수 있는 상처 있음 : △

2000회까지의 슬라이딩에서 시인할 수 있는 상처 있음 : ×

그 결과는 이하의 표에 나타나 있는 바와 같았다.

또한, 표 중 수치는 질량% 또는 그것을 기준으로 하는 값이다.

Claims

유약층과, 이 유약층 상에 형성된 중간층과, 이 중간층 상에 형성된 광촉매층을 구비해서 이루어지는 위생도기로서,
상기 광촉매층은 산화티탄과 산화지르코늄을 각각 95질량%∼75질량% 및 5∼25질량%의 양으로 포함해서 이루어지고,
상기 중간층은 실리카와, 산화티탄 및/또는 산화지르코늄을 각각 98질량%∼85질량%, 및 (산화티탄과 산화지르코늄의 양쪽을 포함할 경우 그 합계로서)2질량%∼15질량% 포함해서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 위생도기.
제 1 항에 있어서,
상기 중간층은 실리카와 산화티탄을 포함해서 이루어지고, 실리카 함유량이 90∼98질량%이며, 또한 산화티탄 함유량이 2∼10질량%인, 위생도기.
제 2 항에 있어서,
상기 실리카 함유량이 90∼95질량%이며, 또한 상기 산화티탄 함유량이 5∼10질량%인, 위생도기.
제 1 항에 있어서,
상기 중간층은 실리카와 산화지르코늄을 포함해서 이루어지고, 실리카 함유량이 90∼98질량%이며, 또한 산화지르코늄 함유량이 2∼10질량%인, 위생도기.
제 4 항에 있어서,
상기 실리카 함유량이 90∼95질량%이며, 또한 상기 산화지르코늄 함유량이 5∼10질량%인, 위생도기.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광촉매층의 산화티탄 함유량이 90∼80질량%이며, 또한 산화지르코늄 함유량이 10질량%∼20질량%인, 위생도기.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간층은 50∼150㎚의 막두께를 갖는 것인, 위생도기.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광촉매층은 50∼150㎚의 막두께를 갖는 것인, 위생도기.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 위생도기의 제조 방법으로서,
위생도기의 유약층 상에 규소알콕시드 또는 그 가수분해물 및 티탄알콕시드 및/또는 지르코늄알콕시드를 혼합한 코팅액을 도포하고,
또한 그 산화티탄의 전구체 및 산화지르코늄의 전구체를 포함하는 코팅액을 도포하며,
그 후, 750∼850℃의 온도에서 소성하는 공정을 포함해서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 위생도기의 제조 방법.