WO2000030747A1 - Sol photocatalyseur modifie - Google Patents

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WO2000030747A1
WO2000030747A1 PCT/JP1999/006522 JP9906522W WO0030747A1 WO 2000030747 A1 WO2000030747 A1 WO 2000030747A1 JP 9906522 W JP9906522 W JP 9906522W WO 0030747 A1 WO0030747 A1 WO 0030747A1
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modified
modified photocatalyst
compound
sol
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PCT/JP1999/006522
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Akira Nakabayashi
Original Assignee
Asahi Kasei Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to a modified photocatalytic sol. More specifically, the present invention relates to a modified photocatalyst sol comprising modified photocatalyst particles dispersed in a liquid medium, wherein the modified photocatalyst particles are obtained by converting a photocatalyst particle into a monooxydiorganosilane unit or a dioxyorganosilane. And at least one denaturing compound selected from the group consisting of compounds containing at least one structural unit selected from the group consisting of units and difluoromethylene units.
  • the present invention also relates to a modified photocatalyst sol, wherein the modified photocatalyst particles have a specific average particle diameter, and a modified photocatalyst composition containing the modified photocatalyst sol and a functional substance.
  • a film containing a modified photocatalyst is formed on the surface of a substrate using the above modified photocatalyst sol or modified photocatalyst composition
  • the modified photocatalyst can be used under mild conditions without damaging its activity.
  • the formed film and the substrate coated with the above-mentioned film are not deteriorated by the action of the modified photocatalyst. That said, the above film is transparent, durable, Excellent in stain resistance, hardness, etc., it is extremely useful in preventing the adhesion of dirt to the surface of various substrates and the prevention of fogging.
  • the present invention provides a film formed using the above modified photocatalyst sol or modified photocatalyst composition, a functional composite comprising the film and a substrate coated with the film, and the above modified photocatalyst
  • the present invention also relates to a molded article formed using the composition.
  • the above substances can be used like a catalyst under irradiation of excitation light. Therefore, such substances are called photocatalysts, and titanium oxide is known as the most typical example.
  • Examples of the chemical reaction promoted by the photocatalyst include oxidative decomposition reactions of various organic substances. Therefore, if this photocatalyst is immobilized on the surface of various substrates, Various organic substances attached to the surface can be oxidatively decomposed using light energy.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-44053 discloses a method of immobilizing a photocatalyst in a thin film on the surface of a base material by a sputtering method.
  • One of these methods is particularly useful, in which the surface of the substrate is coated with a composition containing the photocatalyst to form a film containing the photocatalyst. Attention is being paid to the method of fixing to
  • the photocatalyst can be firmly fixed to the surface of the base material without impairing the activity of the photocatalyst
  • the formed film is excellent in transparency, durability, stain resistance, hardness, etc.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-118182 / 1986 discloses that a precursor of a photocatalyst, for example, a sol containing organic titanate is applied to the surface of a substrate and then calcined, followed by firing.
  • a method has been proposed in which the gel is converted into a photocatalyst and the generated photocatalyst is immobilized on the surface of the substrate.
  • this method includes a step of generating fine particles of the photocatalyst on the surface of the substrate, and this step requires firing at a high temperature. Therefore, when the surface area of the substrate is large, it is difficult to fix the photocatalyst.
  • a method has been proposed in which the surface of a substrate is coated using a resin paint mixed with a photocatalyst.
  • a resin paint mixed with a photocatalyst such as fluorine resin and silicone resin.
  • a method has been proposed in which a photocatalyst is mixed with a resin paint containing a resin which is hardly decomposed by the action as a film-forming element, and the surface of the base material is coated using the resin paint. I have.
  • the dispersibility of the photocatalyst in the resin paint is poor, and the resin paint becomes cloudy.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-314502 discloses a resin coating and photocatalyst particles having adjusted wettability to a solvent constituting the resin coating.
  • a method to use them together has been proposed. That is, first, a resin coating is applied to the surface of the base material, and then the resin coating is cured before the resin coating is cured.
  • a method of applying photocatalytic particles thereon has been proposed.
  • this method has disadvantages in that the process is complicated and a uniform and transparent coating film cannot be obtained.
  • this patent gazette for the purpose of simplifying the process, a mixture of photocatalyst particles having adjusted wettability to a solvent mixed in a resin paint is applied. Coating methods have also been proposed.
  • the present inventors have conducted intensive research to develop a method for fixing a photocatalyst to the surface of a substrate, which satisfies all of the above conditions (1) to (4).
  • a modified photocatalyst sol comprising modified photocatalyst particles dispersed in a liquid medium, wherein the modified photocatalyst particles convert the photocatalyst particles into monooxydiorganosilane units And at least one structural unit selected from the group consisting of dioxyorganosilane units and difluoromethylene units.
  • At least one kind of modifier compound selected from the group consisting of compounds containing a modified photocatalyst, and the modified photocatalyst particles have a specific average particle diameter.
  • a modified photocatalyst sol characterized by having a modified photocatalyst sol or a modified photocatalyst composition including the modified photocatalyst sol and a functional substance, to form a film containing a modified photocatalyst on the surface of a substrate; It was found that all of the above conditions (1) to (4) were satisfied, and that the modified photocatalyst did not become buried in the film and showed a sufficient effect on the surface of the film.
  • a film formed using the modified photocatalyst sol or the modified photocatalyst composition, a functional composite comprising the film and a substrate coated with the film, and the modified photocatalyst composition described above are used. It has been found that the molded article formed by the above method has a sufficient effect of the modified photocatalyst on the surface thereof, so that adhesion of dirt on the surface and fogging can be effectively prevented.
  • a main object of the present invention is to form a film containing a modified photocatalyst on the surface of a substrate, and to form the modified photocatalyst under mild conditions without damaging its activity.
  • An object of the present invention is to provide a modified photocatalyst sol capable of being firmly fixed to the surface of a material, and a modified photocatalyst composition including the modified photocatalyst sol and a functional substance.
  • Another object of the present invention is to provide a film capable of effectively preventing the adhesion or fogging of dirt on a surface, and a film coated with the film and the film.
  • An object of the present invention is to provide a functional composite composed of a base material and a molded article in which the adhesion of dirt to the surface and fogging are effectively prevented.
  • Figure 1 is a graph showing the spectral energy distribution of light from a FL20S.N—SDLNU-type fluorescent lamp manufactured by Toshiba Litetech, Japan.
  • Figure 2 shows the energy-dispersive X-ray spectroscopy of the distribution of titanium atoms in the cross section of the film formed on the surface of an overhead projector (OHP) film using the modified photocatalyst composition produced in Example 17. This is a graph showing the result measured using a measuring instrument.
  • OHP overhead projector
  • Fig. 3 shows the distribution of titanium atoms in the cross section of the film formed on the surface of the HP film using the modified photocatalyst composition produced in Example 18 using an energy dispersive X-ray spectrometer.
  • a modified photocatalyst sol comprising modified photocatalyst particles dispersed in a liquid medium
  • the modified photocatalyst particles are a photocatalyst particle comprising: a monooxydiorganosilane unit represented by the formula (1); a dioxyorganosilane unit represented by the formula (2); and a formula (3)
  • a modified photocatalyst sol wherein the modified photocatalyst particles have an average particle diameter of 800 nm or less in volume average particle diameter.
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or 6 unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 20 carbon atoms, or a halogen atom
  • a modified photocatalytic sol comprising modified photocatalytic particles dispersed in a liquid medium
  • the modified photocatalyst particles are obtained by converting the photocatalyst particles into a monooxydiorganosilane unit represented by the formula (1), a dioxyorganosilane unit represented by the formula (2), and a formula (3).
  • a denaturing compound selected from the group consisting of compounds having at least one structural unit selected from the group consisting of difluoromethylen units Obtained by denaturing
  • the modified photocatalyst sol wherein the average particle diameter of the modified photocatalyst particles is 800 nm or less in volume average particle diameter.
  • R 1 R 2 are each independently a hydrogen atom, a linear or Is a branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or an unsubstituted or alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, Represents an alkoxy group having up to 20 or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted with a halogen atom),
  • modified photocatalyst particles have an average particle size of 800 nm or less in terms of volume average particle size when stored at 100 ° C. for 100 days. 4.
  • the modifier compound is an epoxy group, an acrylolyl group, a methacrylolyl group, an acid anhydride group, a keto group, a carboxyl group, a hydrazine residue, an isocyanate group.
  • the above-mentioned characterized in that it contains at least one reactive group selected from the group consisting of a thiol group, an isothiocyanate group, a hydroxyl group, an amino group, a cyclic carbonate group and an ester group.
  • the modified photocatalytic sol according to any one of 1 to 5.
  • the modification treatment of the photocatalyst particles with the modifying agent compound is performed in the presence of a dehydrocondensation catalyst having dehydrocondensation activity on the hydrogen atom bonded to the silicon atom.
  • R is a linear or branched alkyl having 1 to 30 carbon atoms. Substituted with a kill group, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, and an unsubstituted or alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom Represents at least one hydrocarbon group selected from the group consisting of aryl groups having 6 to 20 carbon atoms;
  • At least one functionalizing group selected from the group consisting of represents a group containing
  • X represents an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, a hydrocyanine group, an enoxy group, an amino group, an amide group, and a carbon group having 1 to 20 carbon atoms.
  • a is an integer of 1 or more
  • b and c are 0 or an integer of 1 or more
  • a modified photocatalyst composition comprising the modified photocatalyst sol according to any one of the above items 1 to 13 and a functional substance.
  • One compound 14 The modified photocatalyst composition according to the item 14, wherein the composition is a product.
  • Modified photocatalytic particles having an average particle diameter of 800 nm or less, obtained by removing the liquid medium from the modified photocatalytic sol according to any one of the above items 1 to 13, and having a volume average particle diameter of 800 nm or less;
  • a modified photocatalyst composition comprising a functional substance and.
  • the functional substance is a compound having a larger surface energy than the modified photocatalyst particles, and the distribution of the modified photocatalyst is self-graded.
  • the above item 22 wherein the functional substance is a coating composition containing a resin having a surface energy larger than that of the modified photocatalyst particles, and has a self-grading property in the distribution of the modified photocatalyst.
  • a functional composite comprising a film containing the modified photocatalyst composition according to any one of the above items 14 to 19 formed on a substrate.
  • a functional composite obtained by forming a film containing the photocatalyst composition according to the above item 20 or 21 on a substrate, wherein the film has anisotropy in distribution of the modified photocatalyst.
  • a functional complex characterized by having.
  • a functional composite comprising a substrate and a film containing the modified photocatalyst composition described in 22 above.
  • a functional composite obtained by forming a film containing the photocatalyst composition according to the above item 23 or 24 on a substrate, wherein the film has anisotropy in distribution of the modified photocatalyst.
  • a functional complex characterized by and.
  • 35 A molded article obtained by molding the modified photocatalyst-resin composite composition described in 25 above.
  • 36 A functional composite formed by forming a film containing the modified photocatalyst-resin composite composition according to 25 above on a substrate.
  • the modified photocatalyst particles in the modified photocatalytic sol of the present invention can be obtained by subjecting the photocatalyst particles to a modification treatment using at least one type of modifier compound described below.
  • the term “modification” means that at least one type of modifier compound described below is immobilized on the surface of the photocatalyst particles. It is considered that the above modifier compound is immobilized on the surface of the photocatalyst particles by van der Waalska (physical adsorption), Coulomb force or chemical bonding. In particular, the modification using a chemical bond is preferable because the interaction between the modifier compound and the photocatalyst is strong and the modifier compound is firmly fixed to the surface of the photocatalyst particles.
  • At least one selected from Ti, Nb, Ta, and V Layered oxides containing the following elements Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-74452, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-175275, Japanese Patent Application Laid-open No. Japanese Patent Publication No. 9, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8 — 89979, Japanese Patent Publication No. Hei 8 — 89800, Japanese Patent Publication No. Hei 8 — 89804, Japanese Patent Publication No. Kaihei 8 — 1998061, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 9-248465, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 10-99964, Japanese Patent Application Hei 10-10 — 2 No. 4,416,655) can also be used.
  • photocatalysts metals such as Pt, Rh, Ru, Nb, Cu, Sn, Ni, Fe and Z or oxides thereof are added or immobilized.
  • metals such as Pt, Rh, Ru, Nb, Cu, Sn, Ni, Fe and Z or oxides thereof are added or immobilized.
  • a photocatalyst coated with porous calcium phosphate or the like see Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-244166) can be used.
  • the photocatalyst preferably has a crystal particle diameter (primary particle diameter) of 1 to 200 nm, more preferably 1 to 5 nm.
  • the properties of the photocatalyst used are important factors for the dispersion stability of the modified photocatalyst sol, film formability, and expression of various functions.
  • the light source is used for the following reasons.
  • the use of a photocatalytic sol rather than a photocatalytic powder as the medium is the most preferred method for obtaining a modified photocatalytic sol.
  • powder composed of fine particles forms secondary particles in which single crystal particles (primary particles) are strongly agglomerated, and thus wastes a large amount of surface characteristics. Very difficult.
  • the photocatalytic particles exist in a form close to the primary particles without dissolving, so that the surface characteristics can be effectively used, and the resulting modified photocatalytic sol is dispersed. It not only excels in stability and film formability, etc., but also exhibits various functions effectively, so that it can be preferably used.
  • the photocatalyst particles may be present as primary particles or as a mixture of primary particles and secondary particles, but are usually primary particles. It exists as a mixture of particles and secondary particles.
  • a photocatalyst sol having an average particle diameter of not more than 400 nm in volume average particle diameter is desirable because the surface properties of the modified photocatalyst can be effectively used.
  • a photocatalytic sol having an average particle diameter of not more than 200 nm in volume average particle diameter when used, a transparent film can be obtained from the resulting modified photocatalytic sol, which is very preferable. More preferably, a photocatalytic sol having an average particle diameter of 1 to 100 nm, more preferably 3 to 20 nm in terms of a volume average particle diameter is suitably used.
  • Titanium oxide sol is taken as an example of the photocatalytic sol.
  • titanium oxide hydrosol in which water is substantially used as a dispersion medium and titanium oxide particles are peptized therein can be used.
  • substantially using water as a dispersion medium means that about 80% or more of water is contained in the dispersion medium.
  • the preparation of such a sol is known. It can be easily manufactured (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-172172, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-819, Japanese Patent Application Laid-Open No. (See Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-143327).
  • metatitanic acid produced by heating and hydrolyzing an aqueous solution of titanium sulfate or titanium tetrachloride is neutralized with ammonia water, and the precipitated hydrous titanium oxide is filtered, washed, and dehydrated.
  • an aggregate of titanium oxide particles is obtained.
  • This aggregate is peptized under the action of nitric acid, hydrochloric acid, or ammonia, and subjected to hydrothermal treatment or the like, whereby a titanium oxide hydrosol can be obtained.
  • the titanium oxide hydrosol is obtained by peptizing titanium oxide particles under the action of an acid or alkaline metal, and does not use acid or alkaline metal.
  • sols that are dispersed in water under strong shear using a dispersion stabilizer such as sodium polyacrylate.
  • a dispersion stabilizer such as sodium polyacrylate.
  • an anase type titanium oxide sol having excellent dispersion stability even in an aqueous solution having a pH near neutrality and having a particle surface modified with a peroxo group is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-67551. It can be easily obtained by the method proposed in Publication No. 6.
  • the titanium oxide hydrosol described above is commercially available as titania sol It has been done.
  • the solid content in the titanium oxide hydrosol is 50% by weight. %, Preferably not more than 30% by weight. More preferably, it is 30% by weight or less and 0.1% by weight or more.
  • the viscosity of such hydrosols (20 ° C) is relatively low. In the present invention, the viscosity of the hydrosol may be in the range of about 2000 cps to about 0.5 cps. It is preferably 100 cps to lcps, and more preferably (500 cps to lcps.
  • the modified photocatalytic sol of the present invention can be directly obtained by modifying the photocatalytic sol as it is with the above-mentioned modifier compound.
  • At least one modifier compound used in the present invention comprises a monooxydiorganosilane unit represented by the following formula (1), a dioxyorganosilane unit represented by the following formula (2), And at least one selected from the group consisting of compounds having at least one type of structural unit, which is selected from the group consisting of difluoromethylene units represented by the following formula (3).
  • R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, Or an unsubstituted or C1-C20 alkyl group, a C20 alkoxy group, or a C6-C20 aryl substituted with a halogen atom Represents a group)
  • R 1 is as defined in equation (1)]
  • (CF,) 1-1 (3) As a denaturing compound, a monooxyzide represented by the formula (1) When a compound having a luganosilane unit and Z or a dioxylorganosilane unit represented by the formula (2) is used, the modified photocatalyst sol of the present invention or the modified photocatalyst composition of the present invention described later is used. When a molded article is formed by using the modified photocatalyst composition of the present invention or by using the modified photocatalyst composition of the present invention, the modified photocatalyst excited by irradiation with excitation light is exposed to the surface of the formed film or molded article. Exhibit various activities.
  • R 2 is substituted with a hydroxyl group by the action of a modified photocatalyst.
  • the surface of the above-mentioned film or molded body becomes more hydrophilic, and the dehydration condensation reaction between the generated hydroxyl groups proceeds. It will be higher.
  • the modified photocatalyst sol of the present invention or the modified photocatalyst composition of the present invention to be described later gives a photocatalytic activity. It is possible to obtain a film and a molded article having a very high hydrophobicity.
  • the modifier compound used in the present invention preferably contains a spectral sensitizing group.
  • the spectral sensitizing group means a group derived from various metal complexes / organic dyes (ie, sensitizing dyes) having absorption in the visible light region and the Z or infrared light region.
  • a modifier compound having a spectral sensitizing group thus, the modified photocatalytic sol of the present invention can exhibit a catalytic activity and a photoelectric conversion function by irradiation of light in the visible light region and the Z or infrared light region as well as in the ultraviolet region. it can.
  • sensitizing dyes include xanthene dyes, oxonol dyes, cyanine dyes, melocyanin dyes, rhodocyanin dyes, styrile dyes, and hemicyanine.
  • the complex include ruthenium, osmium, iron, and zinc complexes described in Japanese Patent Publication No. 5—504023, and other metal complexes such as ruthenium red.
  • sensitizing dyes they have absorption in the wavelength region of 40 O nm or more, and the energy level of the lowest unoccupied orbit (the oxidation-reduction potential in the excited state) is higher than the energy level of the conduction band of the photocatalyst. It is preferable that the material has a higher characteristic.
  • the characteristics of such sensitizing dyes include the measurement of light absorption spectrum in the infrared, visible, and ultraviolet regions, and the measurement of oxidation-reduction potential by electrochemical methods (T. Tani, Photogr.
  • Examples of the sensitizing dye having the above characteristics include a compound having a 91-phenylxanthene skeleton, a ruthenium complex containing a 2,2′-biviridine derivative as a ligand, and a perylene compound.
  • Examples thereof include compounds having a len skeleton, phthalocyanine-based metal complexes, and porphyrin-based metal complexes.
  • the modifying agent compound having a spectral sensitizing group derived from the above-described sensitizing dye there is no particular limitation on the method for obtaining the modifying agent compound having a spectral sensitizing group derived from the above-described sensitizing dye, but the modifying agent compound having a reactive group described below and the reactive group and the reactive group Can be obtained by reacting a sensitizing dye having
  • the modifier compound used in the present invention includes an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, an acid anhydride group, a keto group, a carboxyl group, a hydrazine residue, an isocyanate group. It is preferable that at least one reactive group selected from the group consisting of a thio group, an isothiocyanate group, a hydroxyl group, an amino group, a cyclic carbonate group and an ester group is contained.
  • the modified photocatalytic sol obtained by using the modifier compound having a reactive group is preferable since it has a cross-linking property and can form a film having excellent durability and the like.
  • the modified photocatalytic sol of the present invention has a low-temperature curability. Hydrazone (semicarbazone) cross-linking, which is useful for forming a coating excellent in water resistance, stain resistance, hardness, and the like, is particularly preferred because it has both excellent storage stability and storage stability.
  • R 12 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the modifier compound used in the present invention is preferably a compound that exhibits self-emulsifiability or solubility in water.
  • a modifying compound can be obtained by introducing a hydrophilic group.
  • the hydrophilic group include a carboxyl group or a salt thereof, a phosphate group or a salt thereof, a sulfonate group or a salt thereof, and a polyoxyalkylene group.
  • the resulting modified photocatalyst has very good dispersion stability in water, so that the volume average particle diameter of the present invention is 800 nm or less. This is preferred because a modified photocatalytic sol (hydrosol) can be easily obtained.
  • hydrophilic group examples include, for example, a polyoxyethylene group represented by the formula (7) and a polyoxyethylene group represented by the formula (8).
  • examples thereof include a sulfonate group or a salt thereof, and a carboxyl group represented by the formula (9) or a salt thereof.
  • R 7 (7) (in the formula, m represents an integer of 1100.
  • R 7 is a hydrogen atom or a linear or branched atom Represents an alkyl group having 130 carbon atoms.
  • n represents an integer of 110.
  • R 8 represents a linear or branched alkyl group having 130 carbon atoms.
  • B represents a hydrogen atom, an alkali metal, an ammonium represented by the following formula, or a substituted ammonium.
  • R 9 R 1 G R 11 is each independently a hydrogen atom or a linear group which is unsubstituted or substituted with a hydroxyl group. Or a branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. )]
  • B independently represents a hydrogen atom, an alkali metal, an ammonium represented by the following formula, or a substituted ammonium.
  • the modifying compound having a structural unit represented by the above formulas (1) and Z or the above formula (2) used for obtaining the modified photocatalyst sol of the present invention includes: For example, Si—H groups and hydrolyzable silyl groups (alkoxysilyl groups, hydroxysilyl groups, phenols, silogenated silyl groups, acetoxysilyl groups, aminoxysilyl groups) ), Epoxy group, acetoacetyl group, thiol group, acid anhydride group, etc.
  • a silicon compound having a reactive group that can be expected to form a chemical bond with the photocatalyst particles of the present invention, and a silicon compound having a hydrophilic group that can be expected to have an affinity for photocatalyst particles such as a polyalkylene group. Can be listed.
  • Examples of such compounds include compounds containing at least one silicon atom bonded to at least one hydrogen atom represented by the average composition formula (4) (hereinafter often referred to as “S i-H group-containing silicon compound ”) ⁇ A product obtained by reacting the Si-IH group-containing silicon compound with a vinyl silicone compound represented by the following formula (5 '), and Is a hydrolyzable silyl group-containing silicon compound represented by the average composition formula (10).
  • R is a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, and an unsubstituted or alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. And at least one carbon selected from the group consisting of an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted with a halogen atom. Represents a hydrogen group,
  • X represents an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, a hydrido oximino group, an enoxy group, an amino group, an amide group, or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 1 is a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, unsubstituted or substituted
  • e represents an integer of 1 or more and 10000 or less.
  • R is a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, and unsubstituted or 1 to 30 carbon atoms
  • X ′ is an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, an enoxy group, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aminoxy group, or a C 1 to C 20 group.
  • Examples of the compound having a structural unit represented by the above formula (3) used for obtaining the modified photocatalyst sol of the present invention include, for example,
  • Si—H group hydrolyzable silyl group (alkoxysilyl group, hydroxysilyl group, phenol, silogenated silyl group, acetyloxysilyl group, aminoxysilyl
  • Photocatalytic particles such as epoxy group, acetoacetyl group, thiol group, and acid anhydride group, and photocatalytic particles such as reactive group and polyoxyalkylene group which can be expected to form a chemical bond.
  • a fluoroalkyl compound having a hydrophilic group that can be expected to have an affinity for and having 1 to 30 carbon atoms and a number average molecular weight of 100 to 1
  • Fluoroalkylene compounds of 0000 and 0000 can be mentioned.
  • Specific examples include a fluoroalkyl compound represented by the formula (11), and a fluoroolefin polymer represented by the formula (12).
  • Y represents a w-valent organic group having a molecular weight of 14 to 50, 000.
  • w is an integer from 1 to 20.
  • V is a group consisting of an epoxy group, a hydroxyl group, an acetoacetyl group, a thiol group, an acid anhydride group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a polyoxyalkylene group, and a group represented by the following formula: Represents at least one functional group selected from them.
  • W is an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, an ethoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a halogen atom, a hydrogen atom, an oxime group having 1 to 20 carbon atoms, an enoxy group Represents at least one group selected from a group, an amino group, and an amide group.
  • R represents a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, and an unsubstituted or alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • Group or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or at least one hydrocarbon group selected from an aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted with a halogen atom represents
  • X is an integer of 1 or more and 3 or less
  • y is an integer of 0 or more and 2 or less.
  • n is an integer of 0 or more, 1, 0000, 0000 or less.
  • Y represents a w-valent organic group having a molecular weight of 14 to 50, 000.
  • w is an integer from 1 to 20.
  • V is as defined in equation (11).
  • fluoroalkylsilanes such as 2-perfluorooctylethyltrimethoxysilane, nafion resin, and black mouth trifluorethylene.
  • the structure represented by the above formulas (1) and Z or the formulas (2) and (3) used to obtain the modified photocatalyst sol of the present invention examples include a fluoroalkyl group and a Si-IH group, a hydrolyzable silyl group (alkoxysilyl group, hydroxysilyl group, phenol, Photocatalyst particles such as silyl group, acetyloxy group, aminoxyl group, etc.), epoxy group, acetoacetyl group, thiol group, and acid anhydride group. Silicon compounds having a reactive group that can be expected to form a chemical bond can be cited.
  • the modified photocatalyst sol of the present invention comprises the above-mentioned photocatalyst (A) and the above-mentioned modifier compound (B) in water and / or an organic solvent, and a solid content weight ratio (A) ( B) 0. 0 0
  • the mixture is mixed at a ratio of 1,000, heated at 0 to 200 ° C., preferably 10 to 80 ° C., or the solvent composition of the mixture is reduced by (reduced pressure) distillation or the like. It can be obtained by performing operations such as changing.
  • usable organic solvents include, for example, dioxane, tetrahydrofuran, dimethylacetamide, acetate, methylethylketone, ethylene glycol, and ethylene glycol.
  • examples include hydrophilic organic solvents such as sorbitol, ethanol, ethanol, and methanol, and hydrophobic organic solvents, such as toluene, xylene, and hexane.
  • the modified photocatalyst sol of the present invention is obtained by modifying a photocatalyst powder with the above-described modifier compound in the absence of water, Z or an organic solvent. After that, the force that can also be obtained by dispersing in water and Z or an organic solvent, in this case, it is very difficult to modify the photocatalyst in the state of primary particles, The volume average dispersed particle diameter of the modified photocatalyst sol is too small to be stable, which is not preferable.
  • a preferred method for obtaining the modified photocatalytic sol of the present invention is a photocatalyst containing photocatalyst (A) particles having a volume average particle diameter of 200 nm or less, preferably a volume average particle diameter of 1 to 100 nm.
  • A photocatalyst containing photocatalyst particles having a volume average particle diameter of 200 nm or less, preferably a volume average particle diameter of 1 to 100 nm.
  • This is a method in which a sol is used and denaturation is carried out with a modifier compound by the method described above.
  • Such a photocatalyst sol containing photocatalyst particles having a relatively small volume average particle diameter is, for example, when titanium oxide is used as a photocatalyst, hydrous titanium oxide is converted to hydrochloric acid, nitric acid, ammonia, etc.
  • a photocatalytic sol When a photocatalytic sol is obtained by pulverizing in the presence of water and performing hydrothermal treatment, it can be obtained, for example, by adjusting the time of hydrothermal treatment. At that time, the shorter the hydrothermal treatment time, the smaller the volume average particle diameter.
  • modification by which the aggregation of the photocatalyst portion by the above-described modification operation is small is particularly preferred.
  • modification can be carried out, for example, by using the above-mentioned compound containing a Si-1H group as a modifier compound.
  • the preferred form of the modified photocatalyst sol of the present invention is that the dispersed particles having a volume average particle size of 800 nm or less are photocatalysts.
  • the photocatalyst portion has a volume average particle diameter of 200 nm or less. (Such a form can be confirmed, for example, by TEM observation of a sample prepared from a modified photocatalyst sol diluted to 0.01% by weight or less.) Furthermore, such a form is long.
  • the photocatalytic sol that lasts for a long period of time (for example, the volume average particle diameter is kept at 800 nm or less even after storage at 100 ° C for 100 days) is the film obtained from it.
  • the physical properties of the material are stable, and are very preferable.
  • Examples of the modifier compound useful for obtaining such a modified photocatalyst sol include the aforementioned Si—H group-containing silicon compound.
  • the Si—H group-containing silicon compound represented by the above average composition formula (4) is selected as the modifier compound used for the modification of the photocatalyst.
  • hydrogen gas is generated from the mixed solution, and an increase in the volume average particle diameter due to the denaturation of the photocatalyst particles (an increase in the volume average particle diameter due to immobilization of the modifier compound on the surface of the photocatalyst particles) is observed.
  • titanium oxide is used as a photocatalyst
  • the above modification operation causes a decrease in the TiH group to be 3630 to 3640 cm—in the IR spectrum. Observed as a decrease in the absorption of 1 .
  • the modified photocatalyst sol of the present invention comprises a photocatalyst and a Si—H group-containing silicon compound. Not just a mixture
  • the modified photocatalytic sol obtained in this way has extremely excellent dispersion stability, chemical stability, durability and the like.
  • Si—H group-containing silicon compound represented by the above average composition formula (4) examples include, for example, a Si—H group-containing compound represented by the following formula (5). It can be.
  • R 1 is as defined in equation (1)
  • Q is as defined in equation (4)
  • a is an integer of 1 or more
  • b and c are 0 or an integer of 1 or more;
  • Si-H group-containing silicon compound of the above average composition formula (4) a repeating unit represented by the following general formula (4 ') in a molecule, and a repeating unit represented by the following general formula (4') '') Repeat unit, end Silicone compounds each having a terminal group A, wherein the terminal group A is bonded to the silicon atom in the repeating unit via one oxygen atom, and the like can also be mentioned.
  • R 3 is hydrogen shed
  • Atom linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or unsubstituted or 1 to 30 carbon atoms
  • 20 alkyl groups or alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms, or halogen At least one hydrophobic group selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 20 carbon atoms and a fluoroalkyl group having 1 to 30 carbon atoms substituted by an atom; Base.
  • At least one spectral sensitizing group At least one spectral sensitizing group.
  • represents one Si R 4 R 5 R 6 (R 4 , R 5 and R 6 may be the same or different, and have a hydrogen atom or a linear or branched carbon atom of 1 To 30 alkyl groups, cycloalkyl groups having 5 to 20 carbon atoms, or unsubstituted or alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms or alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms Or a hydrocarbon group selected from aryl groups having 6 to 20 carbon atoms replaced by a halogen atom.), A hydrogen atom, a linear or branched Alkyl group with 1 to 30 carbon atoms, 5 to 5 carbon atoms A cycloalkyl group of 20 or unsubstituted or an alkyl group of 1 to 20 carbon atoms or a carbon atom of 1 to 20
  • the compound having a repeating unit represented by the formula (4 ′) and the formula (4 ′ ′′) has at least one Si—H group.
  • the molecule has a repeating unit represented by the formula (4 '), a repeating unit represented by the formula (4' ''), and a terminal group A in the molecule, each of which has one terminal group A.
  • the silicone compound bonded to the silicon atom in the repeating unit via an oxygen atom can be used in a solvent such as dioxane, for example, in a solvent such as dioxane.
  • Rosilane (and, if necessary, diorileganocyclochlorosilane) is further reacted with water to undergo hydrolytic polycondensation, and then represented by alcohol and Z or by the formula (13). After reacting with a silylating agent, a functional group can be introduced by a hydrosilylation reaction described below, if necessary.
  • R 4 , R 5 and R 6 may be the same or different and each have a hydrogen atom or a linear or branched carbon number of 1 to 30 carbon atoms.
  • Z represents a halogen atom or a hydroxyl group.
  • the Si—H group-containing silicon compound represented by the average composition formula (4) of the present invention is an essential functional group for modifying the photocatalyst under mild conditions with good selectivity.
  • the hydrolyzable group X in the average composition formula (4) can be used for the modification of the photocatalyst similarly, but has many side reactions and the stability of the resulting modified photocatalyst sol. It is preferable that the content is low, so as to deteriorate the quality.
  • a more preferred form of the above average composition formula (4) is a system substantially free of the hydrolyzable group X.
  • the Si—H group-containing silicon compound represented by the above average composition formula (4) is selected to have a functional group-providing group-containing group (Q), the modified compound obtained by the present invention can be obtained. It is preferable because various functions can be imparted to the photocatalytic sol.
  • the functional group-containing group (Q) is preferably a group represented by the following formula.
  • Y represents a W-valent organic group having a molecular weight of 14 to 50, 000
  • Z is a small number selected from the group consisting of the above functional groups ⁇ ⁇ to ⁇ ⁇ . At least one,
  • the functional group-providing group-containing group (Q) may be a carboxyl group or a salt thereof, a phosphoric acid group or a salt thereof, a sulfonic acid group or a salt thereof, or a polyoxyalkylene group.
  • the resulting modified photocatalyst has very good dispersion stability in water. Therefore, a modified photocatalyst sol (hydrosol) having a volume average dispersed particle diameter of 800 nm or less according to the present invention can be easily obtained, which is preferable.
  • hydrophilic group examples include, for example, a polyoxyethylene group represented by the above formula (7) and a sulfonate group represented by the above formula (8). Or a salt thereof, and a carboxyl group represented by the above formula (9) or a salt thereof.
  • a group having a fluoroalkyl group having 1 to 30 carbon atoms which is a hydrophobic group is selected (in this case, the average composition formula (4) ) Is a compound having the structural units of the formulas (1) and / or (2) and the formula (3)), and the resulting modified photocatalyst has a very small surface energy. It is possible to obtain a very hydrophobic film as well as to increase the self-grading property described later. It becomes.
  • Examples of the functional group-providing group-containing group (Q) include an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, an acid anhydride group, a keto group, a carboxyl group, and an amino group. At least one reactive group selected from the group consisting of a drazine residue, an isocyanate group, an isothiocyanate group, a hydroxyl group, an amino group, a cyclic carbonate group, and an ester group ( It is preferable to select a group containing (3) in the formula (4) because the modified photocatalytic sol of the present invention has a cross-linking property and can form a film having excellent durability and the like.
  • the modified photocatalytic sol of the present invention has both low-temperature curability and storage stability, and is useful for forming a film having excellent water resistance, stain resistance, hardness, and the like. Particularly preferred because it allows cross-linking.
  • the modified photocatalytic sol of the present invention has only the ultraviolet region. Instead, the catalytic activity and the photoelectric conversion function can be exhibited by irradiation with light in the visible light region and the Z or infrared light region.
  • the functional group-providing group-containing group (Q) can be selected from at least one of the above-mentioned groups and used.
  • a photocatalyst hydrosol is selected as the photocatalyst to be denatured
  • the combination of a group (2 in the formula (4)) and another functional group (1, 3, 4 in the formula (4)) can stabilize the modified photocatalyst sol having the functional group to be formed. It is preferable because the property is good.
  • a Si—H group-containing silicon compound represented by the above average composition formula (4) which has a functional group-providing group-containing group (Q) (the following average composition formula: (4 a))
  • a carbon-carbon unsaturated bond compound having a Si-H group-containing compound represented by the following average composition formula (14) and a functional group ((to ⁇ in formula (4)) Is a method of reacting to a hydrosilylation.
  • a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms as a functional group is added to the Si—H group-containing compound represented by the above formula (14).
  • a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom As a carbon-carbon unsaturated bond compound used for introducing a hydrophobic group selected from aryl groups having 6 to 20 carbon atoms substituted with atoms, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, isobutene, 2—methyl-1-butene, 2—hexenecyclohexene, 5—norbornane
  • Aryl esters such as olefins, aryl acetate, aryl propionate, 2-ethylhexyl acrylate, and ary
  • (meth) ethyl acrylate, (meth) butyl acrylate, (meth) acrylic acid-2-ethylhexyl, and (meth) cyclohexyl acrylate (Meth) acrylic acid esters such as xyl and phenyl (meth) acrylate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl stearate, and vinyl benzoate
  • Vinyl ethers such as carboxylic acid vinyl esters, methyl vinyl ether, methyl vinyl ether, butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, and hexyl vinyl ether; styrene; (meta) acrylonitrile And carbon-carbon unsaturated bond compounds such as crotonic acid esters.
  • terminal olefins, 5-norbornanes, aryl esters, and aryl ethers are preferred in terms of reactivity, and Si represented by the above formula (14) is preferred.
  • Si represented by the above formula (14) is preferred.
  • the compound represented by the formula (15) Olefins, aryl ethers, aryl esters, vinyl esters having a perfluoroalkyl group represented by ⁇ 1
  • g represents an integer of 0 to 29.
  • Examples include olefins, aryl ethers, vinyl ethers, vinyl esters, (meth) acrylic acid esters, and styrene derivatives.
  • the carbon-carbon unsaturated bond compound having a hydrophilic group include, for example, a polyoxyethylene group-containing aryl ether represented by the formula (16) and a formula (17).
  • An aryl ether having a monovalent group including a sulfonate group represented by the formula or a salt thereof, and an anhydride of 5—norbornene-12,3—dicarboxylic acid, etc. may be mentioned. it can.
  • n represents an integer of 1 to 100.
  • R 8 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
  • B represents a hydrogen atom, an alkali metal, an ammonium represented by the following formula, or a substituted ammonium.
  • R 9 , R 1Q , and R 11 are each independently a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which is unsubstituted or substituted with a hydroxyl group. )
  • the carbon-carbon unsaturated bond compound used for introducing a reactive group into the Si—H group-containing compound represented by the above formula (14) is an epoxy group.
  • Preferred specific examples of the carbon-carbon unsaturated bond compound having the reactive group include, for example, aryl glycidyl ether, (meth) glycidyl acrylate, and (meth) acryl. Acid, diaryl ether, diaryl phthalate, (meth) vinyl acrylate, vinyl crotonate, ethylene glycol di (meth) acrylate, Maleic anhydride, 5—norbornane-1,2,3—Dicarbonic anhydride, 5—hexen-2-one, aryl succinate, aryl alcohol, ethylene glycol Noaryl ether, arylamine, aryleysothiosinate, arylesemicaribalizide, (meta) acrylic acid hydrazide, 4-aryloxymethyl 2- (oxo) One one , 3 — dioxolan and the like.
  • the carbon-carbon unsaturated bond compound used for introducing the spectral sensitizing group into the Si—H group-containing compound represented by the above formula (14) is the same as the spectral sensitizing group described above.
  • the compound can be easily obtained by a reaction between a carbon-carbon unsaturated bond compound having a sensitizing dye having a reactivity with the reactive group.
  • the reactive group of a carbon-carbon unsaturated bond compound having a reactive group may be an epoxy group, a (cyclic) acid anhydride, an isocyanate group, an isothiocyanate group, a cyclic carbonate group, an ester group, And a (meth) acryloyl group, a group consisting of an amino group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a hydrazine residue, and a (meth) acryloyl group.
  • the reaction between the carbon-carbon unsaturated bond compound having a reactive group and the sensitizing dye having reactivity with the compound is performed under the reaction conditions such as a reaction temperature, a reaction pressure, and a solvent corresponding to each type of the reactive group. Can be selected and implemented.
  • the reaction temperature is preferably 300 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or lower and 0 or higher.
  • platinum group catalysts that is, compounds of ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, and platinum are suitable. Particularly, a compound of platinum and a compound of palladium are preferable. Examples of the platinum compound include platinum chloride ( ⁇ ), tetrachloroplatinic acid ( ⁇ ), platinum chloride (IV), hexachloroplatinic acid (IV), and hexachloride.
  • the palladium compound include palladium chloride ((), ammonium tetratamine chloride ( ⁇ ), ammonium hydroxide, and palladium oxide ( ⁇ ).
  • Organic solvents that can be used in the hydrosilylation reaction include, for example, aromatic hydrocarbons such as toluene-xylene, and aliphatic hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, and heptane.
  • Ethyl acetate Ethyl acetate
  • esters such as n-butyl acetate, acetate, methylethyl Ketones such as leuketon and methylisobutylketone
  • ethers such as tetrahydrofuran and dioxane
  • amides such as dimethylacetamide and dimethylformamide
  • halogen compounds such as black form, methylene chloride and carbon tetrachloride, dimethyl sulfoxide, nitrobenzene and the like, and a mixture of two or more of these.
  • Q 3 is an epoxy group, an acrylolyl group, a metaacryloyl group, an acid anhydride group, a keto group, a hydrazine residue, an isocyanate group, or an isothiocyanate.
  • the functional group-containing compound having reactivity with the Si—H group-containing silicon compound having a reactive group [average composition formula (18)]
  • the reactive group may be an epoxy group, an acid anhydride, an isocyanate group, an isothiocyanate group, a cyclic carbonate group, an ester group, or a keto group.
  • a (meth) acryloyl group it is selected from the group consisting of an amino group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a hydrazine residue, and a (meth) acryloyl group.
  • a functional group-containing compound having at least one functional group and conversely, the reactive group is an amino group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a hydrazine residue, (Meta) In the case of acrylic group, epoxy group, acid anhydride, Shiane DOO group, Lee Sochioshiane - Bok group, cyclic mosquito Bone preparative group, S. ether groups, keto groups, (main E) A functional group-containing compound having at least one functional group selected from the group consisting of acryloyl groups.
  • the functional group-containing group is the same as the functional group-containing group (Q) in the above average composition formula (4).
  • the reaction between the Si-IH group-containing silicon compound having a reactive group represented by the above average composition formula (18) and the functional group-containing compound having reactivity with the compound is carried out by the reaction of each reactive group.
  • the reaction can be carried out by selecting reaction conditions such as reaction temperature, reaction pressure, and solvent according to the type.
  • the reaction temperature is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower and 0 ° C. or higher.
  • the method for obtaining the modified photocatalyst sol having the above-described functional group is as follows.
  • the reaction between the photocatalyst sol modified with the Si—H group-containing silicon compound having a reactive group and the functional group-containing compound having a reactivity with the reactive group in the method (ii) is described below.
  • the aforementioned (B) The method can be carried out in the same manner as in the reaction between the Si—H group-containing silicon compound having a reactive group and the functional group-containing compound having reactivity with the reactive group. it can.
  • the modification of the photocatalyst by the Si—H group-containing silicon compound represented by the average composition formula (4) described above is a substance that acts as a dehydrocondensation catalyst for the 51-11 group. More preferably, it is carried out at 0 to 100 ° C. in a state in which is fixed to the photocatalyst.
  • a substance that acts as a dehydrocondensation catalyst may be fixed to the photocatalyst by a method such as a photoreduction method in advance, and may be modified with a Si—H group-containing silicon compound.
  • the photocatalyst may be modified with a Si-H group-containing silicon compound in the presence of a substance that acts as a dehydrocondensation catalyst.
  • the substance acting as a dehydrocondensation catalyst is immobilized on the photocatalyst by physical adsorption or photoreduction and is modified by the Si-H-containing silicon compound.
  • the substance acting as a dehydrocondensation catalyst for the Si-1H group is the Si-1H group and the hydroxyl group (Ti-OH group in the case of titanium oxide) present on the photocatalyst surface.
  • Active hydrogen group such as amino group, amino group, carboxyl group, and a substance that accelerates the dehydrocondensation reaction with water and the like.
  • a substance that acts as the dehydrocondensation catalyst is fixed to the photocatalyst. This makes it possible to selectively modify the photocatalyst surface under mild conditions.
  • Examples of the substance acting as a dehydrocondensation catalyst for the Si—H group include platinum group catalysts, ie, ruthenium, rhodium, Examples include simple substances and compounds of radium, osmium, iridium, and platinum, and simple substances such as silver, iron, copper, cobalt, nickel, and tin, and compounds thereof. Of these, platinum group catalysts are preferred, and platinum alone and its compounds are particularly preferred.
  • a platinum solution is added to a photocatalytic sol solution as a solid content.
  • the pH of the platinum solution is made substantially the same as that of the photocatalytic sol solution, and the monodispersity of the photocatalytic sol is reduced by keeping the potential of the photocatalytic sol in the solution as small as possible. It is preferable to maintain
  • the platinum solution refers to a solution comprising a salt containing platinum and a solvent.
  • the salt containing platinum include platinum chloride ( ⁇ ), tetrachloroplatinic acid ( ⁇ ), platinum chloride (IV), and hexachloroplatinic acid.
  • the concentration of the salt containing platinum in the platinum solution is preferably 0.001 to 80% by weight.
  • the photocatalyst is irradiated with light having a wavelength capable of generating electrons and holes (preferably, light containing ultraviolet rays).
  • the light source for irradiating the light includes, for example, an ultraviolet lamp, a BLB lamp, a xenon lamp, a mercury lamp, and a fluorescent lamp.
  • the method of irradiating light does not matter basically, but it is better to irradiate light from the opening of the container even if a transparent container is used because the wall of the container absorbs light. .
  • the distance between the light source and the container is preferably several cm to several 10 cm. If too close, the heat generated from the light source may cause the upper surface of the sample solution to dry, and if too far, the illuminance will decrease.
  • the irradiation time varies depending on the illuminance of the light source, but if the irradiation is performed for several seconds to several ten minutes, platinum will adhere firmly to the photocatalyst particles.
  • the modified photocatalyst sol of the present invention is a modified photocatalyst in which the modified photocatalyst is dispersed in water, organic solvent, or an organic solvent with good stability.
  • the average particle diameter of the modified photocatalyst particles is 800 nm or less in terms of volume average particle diameter.
  • the average particle diameter refers to the average particle diameter in a state of being dispersed in the modified photocatalyst sol of the present invention, and is not the average particle diameter in a state of being separated from the modified photocatalyst sol.
  • the modified photocatalyst sol is used.
  • the average particle diameter is preferably not more than 400 nm in volume average particle diameter, more preferably not more than 200 nm, more preferably not less than lnm.
  • the numerical value simply indicated as the particle size in titanium dioxide or the like is, in many cases, the primary particle size and not a numerical value in consideration of the secondary particle size due to aggregation.
  • the modified photocatalyst sol of the present invention is a sol in which the above-described modified photocatalyst particles are dispersed in a liquid medium.
  • the content of the modified photocatalytic particles is preferably from 0.01 to 70% by weight, more preferably from 0.1 to 70% by weight, based on the weight of the modified photocatalytic sol. 50% by weight.
  • the type of the liquid medium is not particularly limited, but water and organic solvents can be used.
  • Organic solvents that can be used include, for example, dioxane, tetrahydrofuran, dimethylacetamide, acetone, methylethylketone, ethylenglycol, sorbenyl sorbitol, ethanol, and the like.
  • Examples include hydrophilic organic solvents such as methanol, and hydrophobic organic solvents such as toluene, xylene, and hexane.
  • the photocatalytic hydrosol [actual Qualitatively, water is used as a dispersion medium, and the photocatalyst particles are deflocculated therein. (Here, “substantially water is used as a dispersion medium” means that water is contained in the dispersion medium. It means that it is contained at about 0% or more.)], An aqueous modified photocatalytic sol can be obtained.
  • the aqueous modified photocatalyst sol thus obtained is subjected to solvent replacement of the dispersion medium with an organic solvent, whereby the modified photocatalyst organosol [substantially the organic solvent is used as the dispersion medium]
  • the modified photocatalyst organosol substantially the organic solvent is used as the dispersion medium
  • it means a sol in which the modified photocatalyst particles are stably dispersed.
  • substantially using an organic solvent as a dispersion medium means a liquid containing an organic solvent of about 80% or more.
  • examples of the organic solvent used for the solvent replacement include aromatic hydrocarbons such as toluene dixylene, alcohols such as ethanol, and n-butanol.
  • aromatic hydrocarbons such as toluene dixylene, alcohols such as ethanol, and n-butanol.
  • Alcohols ethylene glycol, polypropylene alcohol, etc., butyl cellulose
  • Dolcoyl derivatives such as rubbu, ethyl sorbe, butyl butyl, solvent acetate, pulp pyrene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, hexane, and silicone
  • Aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane
  • esters such as ethyl acetate and ⁇ -butyl acetate
  • ketones such as acetate, methylethylketone and methylisobutylketone
  • Ethers such as lahydrofuran and
  • solvent replacement in (i) for example, sorbitol, solvent, propylene glycol, monoethylene, dioxane, tetrahydrofuran, dimethylacetamide, methylethylketone, It is preferable to use a hydrophilic organic solvent such as ethyl alcohol and ethanol.
  • a hydrophobic organic solvent such as toluene, xylen, hexane and butyl acetate is used.
  • the use of a neutral organic solvent is preferred.
  • modified photocatalyst sol of the present invention may be used as it is as a modified photocatalyst coating agent, or may be used as a photocatalyst composition comprising a functional substance described later.
  • the resin that can be used in the photocatalyst composition of the present invention all synthetic resins and natural resins can be used.
  • the form may be a pellet or a form dissolved or dispersed in a solvent.
  • the resin paint that can be used in the present invention is not particularly limited, and a known paint can be used.
  • resin paints include oil-based paints, lacquers, and solvent-based synthetic resin paints (acrylic resin, epoxy resin, urethane resin, fluorine resin, silicone, etc.). Acrylic resin, alkyd resin, amino alkyd resin, vinyl resin, unsaturated polyester resin, chlorinated rubber, etc., water-based synthetic resin paint (emulsion, water-based) Resin-based paints), solvent-free synthetic resin paints (powder paints, etc.), inorganic paints, and electrically insulating paints.
  • silicone-based resins and fluorine-based resins which are hardly decomposable to photocatalysts, and a combination of silicone-based and fluorine-based resins
  • the resin paint is preferably used.
  • silicone resins include, for example, alkoxysilanes and Z or organoalkoxysilanes and their hydrolysis products (polysiloxanes) and / or copolysiloxanes.
  • silicone resins as well as acrylic silicone resins with a silicone content of 1-80% by weight, epoxy-silicon resins, urethane-silicon resins And alkoxyoxysilane and Z or organoalkoxysilane, a hydrolysis product thereof (polysiloxane), and a resin containing 1 to 80% by weight of Z or colloidal silica.
  • These silicone resins may be any of a solvent-soluble type, a dispersion type, and a powder type, and may contain additives such as a crosslinking agent and a catalyst. good.
  • alkoxysilanes and Z or organoalkoxysilanes include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-fluorooxysilane, tetratetrasiloxane La i-Propoxy silane, Tetra n-Tetra alkoxy silanes such as butoxy silane; methyl trimethoxy silane, methyl triethoxy silane, ethyl silane Limethoxysilane, ethyl triethoxy silane, n — propyl triethoxy silane, n — propyl triethoxy silane, i — propyl trimethoxy silane, i-propyl Liethoxysilane, n-butyl trimethoxysilane, n—butyliletriethoxysilane, n—pentyltrimethyltrisilane, n—silyl n
  • trialkoxysilanes and dialkoxysilanes are preferred, and trialkoxysilanes include methyltrimethoxysilane and methyltriethoxysilane.
  • dialkoxysilanes dimethyldimethoxysilane and dimethylethylethoxysilane are preferred. These alkoxysilanes and Z or organoalkoxysilanes may be used alone or in combination of two or more. Monkey
  • the polycondensed weight average molecular weight (hereinafter referred to as polystyrene) of the partial condensate is used.
  • M w is preferably from 400 to 100,000, more preferably from 800 to 500,000.
  • fluorine-based resin examples include PTFE and polyfluorovinylidene, and furthermore, an acryl-fluorine resin having a fluorine content of 1 to 80% by weight, an epoxy resin, and an epoxy resin.
  • Monofluorocarbon resin, urethane Monofluorocarbon resin and fluoroolefin and carbon-carbon unsaturated compounds vinyl ethers, vinyl esters, aryl compounds, (meth) acrylic acid (E.g., esters).
  • These fluorine-based resins may be any of a type dissolved in a solvent, a dispersion type, and a powder type, and may contain additives such as a crosslinking agent and a catalyst. .
  • the modified photocatalytic sol of the present invention comprises an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, an acid anhydride group, a keto group, a carboxyl group, and a hydrazine residue. Modified with a compound containing at least one reactive group selected from the group consisting of, an isocyanate group, an isothiocyanate group, a hydroxyl group, an amino group, a cyclic carbonate group, and an ester group.
  • the photocatalyst composition is used, it is mixed with a compound or a resin containing a reactive group having the reactive group and the reactive group of the modified photocatalyst sol, and used as a photocatalyst composition.
  • the resulting photocatalyst composition contains a force that may cause a partial reaction between the reactive group contained in the modified photocatalyst sol and the functional group of the compound or resin (at a temperature of 40 ° C or less and for 8 hours). Most of the photocatalyst composition consists of a mixture of the modified photocatalyst sol and the above compound or resin.
  • the modified photocatalyst sol of the present invention having a hydrazine residue and a Z or keto group as the reactive group, a polyhydrazine compound as the functional substance and
  • the photocatalyst composition containing Z or a polycarbonyl compound has both low-temperature curability and storage stability, and is formed by hydrazone bond or semicarbazone bond having excellent water resistance, stain resistance, and hardness. It is particularly preferable because it forms a crosslinked film.
  • Examples of the above-mentioned polyhydrazine compound include a polyhydrazide compound, a polysemicarbazide compound, and a polyhydrazide carbonate.
  • dihydrazide adipic acid dihydrazide adipic acid and International Patent Publication No.W096 / No. 1252 are proposed. Polysemicarbazide derivatives that have been used.
  • Examples of the above-mentioned polycarbonyl compound include copolymers containing a carboxy group, and hydroxyacetate as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H2-238015. Power from mono or polyalcohol with luponyl group as raw material Polyurethanes containing a ruponyl group, acetate acetylated polyvinyl alcohol, acetate acetylated hydroxyalkyl cell ports, and the like, and combinations thereof.
  • preferred polycarbonyl compounds are a carboxy-containing ethylenically unsaturated monomer (i) and an ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with the monomer (ii). It is a copolymer containing a carbonyl group obtained by copolymerizing a saturated monomer (mouth), and more preferably, a carbonyl compound is a carbonyl compound.
  • (Mouth) is a copolymer containing a carbonyl group, which is obtained by copolymerizing 70 to 99.9% by weight.
  • Examples of the carbonyl group-containing ethylenically unsaturated monomer (a) include diaceton acrylamide, diacetone methyl acrylamide, acrolein, vinyl methyl ketone, Examples include acetate acetate methyl acrylate, acetate acetate acrylate, formylstyrene, and the like, and combinations thereof.
  • (Mouths) include acrylates, methyl acrylates, ethylenically unsaturated monomers having a carboxyl group, and ethylenically unsaturated monomers having an epoxy group.
  • Monomers, acrylamide monomers, methacrylamide monomers, vinyl cyanides, etc., and examples of (meth) acrylic acid esters As a result, Alkyl acid alkyl esters of 1 to 18 (meth) acrylic acid alkyl esters, alkyl groups of 1 to 18 carbon atoms.
  • the power of the lenoxide group 1 to 100 (poly) oxyethylene (meta) acrylates, the power of the propylene oxide group 1 to 100 (poly) ) Oxypropylene (meta) acrylate, the number of ethylene oxide groups from 1 to 100 (poly) oxyethylene (meta) acrylates, etc. Is received.
  • Specific examples of (meth) acrylic acid ester include (meth) methyl acrylate, (meth) ethyl acrylate, and (meth) acrylic acid.
  • (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester examples include (meth) acrylic acid 2—hydroxyxetil and (meth) acrylic acid 2—hydric acid. Doxypropyl, (meth) acrylic acid 2—Hydroxycyclohexyl, dodecyl (meth) acrylate, and the like.
  • (poly) oxyethylene (meta) acrylate examples include (meth) acrylic acid ethylene glycol and (meta) acrylic acid Ethylene glycol monomethyl ether, (meth) ethylene glycol (meth) acrylate, (methyl) ethylene glycol (methyl) glycol monomethyl ether, (methyl) A) acrylic acid tetraethyl alcohol, methacrylic acid (meta) acrylic Acid tetraethyl alcohol and the like.
  • (poly) oxypropylene (meta) acrylates are (meth) propylene glycol acrylate, and (meta) Acrylic acid propylene glycol monomethyl ether, (meta) acrylic acid dipropylene glycol, (meta) acrylic acid dipropylene ester Glycol monomethyl ether, (meth) acrylic acid tetrapropyl glycol, (meth) acrylic acid tetrapropyl glycol monomethyl ether And the like.
  • Examples of (poly) oxyethylene (meta) acrylate include ethylene glycol di (meth) acrylate and diethylene (meth) acrylylate. Examples include lenglycol, methoxy (meth) ethylene glycol acrylate, and tetra (ethylene glycol) di (meth) acrylate.
  • ethylenically unsaturated monomers having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, and maleic acid. There are acids, half esters of maleic acid, crotonic acid and the like.
  • (Meth) acrylamide monomers include, for example, (meth) acrylamide And N—methylol (meth) acrylamide, N—butoxymethyl (meta) acrylamide, and the like.
  • ethylenically unsaturated monomers having an epoxy group include glycidyl (meth) acrylate and (meth) acrylic acid. 2,3-cyclohexene oxide, arylglycidyl ether and the like.
  • olefins such as ethylene, propylene, and isobutylene
  • genes such as butadiene, vinyl chloride, and vinylidene chloride.
  • Halo refins vinyl acetate, vinyl propionate, n-vinyl butyrate, vinyl benzoate, p-t-vinyl vinyl benzoate, vinyl pivalate, 2-ethyl vinyl hexanoate , Vinyl carboxylate, vinyl laurate, etc .
  • carboxylic acid isopropenyl esters such as isopropenyl acetate, isopropenyl acetate, etc .
  • ethyl Vinyl ethers such as vinyl ether, isobutyl vinyl ether, and hexyl vinyl ether
  • aromatic vinyl compounds such as styrene and vinyl toluene
  • Aryl esters such as aryl benzoate, aryl ethers such as aryl ethyl ether and
  • the polycarbonyl compound is preferably produced by suspension polymerization, emulsion polymerization or solution polymerization, and is more preferably a latex obtained by emulsion polymerization. I like it.
  • a reactive emulsifier as the emulsifier, since the obtained latex and the film formed from the modified photocatalyst composition of the present invention have good water resistance.
  • radical decomposition is performed by heat or a reducing substance to cause addition polymerization of the ethylenically unsaturated monomer.
  • a radical polymerization catalyst for this purpose, water-soluble or oil-soluble persulfates, peroxides, azobis compounds and the like are used.
  • Examples include potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, t-butyl hydropropoxide, t-butyl peroxybenzoate, 2,2 — Azobisisobutyronitrile, 2, 2 — azobis (2 — diaminoprono), chloride at the inlet, 2,2 — azobis (2, 4 — dimethylvaleroni And the amount is usually 0.1 to 1% by weight based on the amount of the ethylenically unsaturated monomer.
  • the polymerization it is preferable to carry out the polymerization at a polymerization temperature of 65 to 90 ° C under normal pressure, but it is also possible to carry out the polymerization at a high pressure according to the characteristics such as the vapor pressure at the polymerization temperature of the monomer. it can. If it is desired to accelerate the polymerization rate and to polymerize at a low temperature of 70 ° C or lower, for example, sodium bisulfite, It is advantageous to use a reducing agent such as ferrous iron, ascorbinate, or lingalite in combination with the radical polymerization catalyst. In order to further control the molecular weight, a chain transfer agent such as dodecyl mercaptan can be arbitrarily added.
  • the photocatalyst composition comprising the modified photocatalyst sol of the present invention has very good weather resistance. It is preferable because a large film can be obtained.
  • the photocatalyst composition of the present invention can be obtained by mixing the modified photocatalyst sol of the present invention with the above-mentioned functional material such as a resin, and further, ethylene is present in the presence of the modified photocatalytic sol.
  • / or a hydrolyzable silane compound such as the above-mentioned alkoxyl monomer
  • a hydrolyzable silane compound such as the above-mentioned alkoxyl monomer
  • Silane and Z or organoalkoxysilane and their hydrolysis products can be obtained by radical polymerization or polycondensation.
  • the modified photocatalyst sol of the present invention contains a group reactive with an ethylenically unsaturated monomer such as a (meth) acryloyl group and / or a hydroxysilyl group.
  • an ethylenically unsaturated monomer such as a (meth) acryloyl group and / or a hydroxysilyl group.
  • the modified photocatalyst composition contains a group reactive with the hydrolyzable silane compound
  • the resulting modified photocatalyst composition is This is preferable because the modified photocatalyst-resin composite composition in which the resin and the resin are combined through a chemical bond.
  • a compound having a larger surface energy than the modified photocatalyst particles in the modified photocatalyst sol is preferable to use as the functional substance.
  • a photocatalyst composition containing such a compound has a self-grading property with respect to the distribution of the modified photocatalyst (hereinafter, often referred to as “self-grading photocatalyst composition”). Accordingly, a molded article such as a substrate having a film formed therefrom or a structural material formed therefrom has an anisotropy with respect to the distribution of the modified catalyst.
  • the self-gradient modified photocatalyst composition has a concentration gradient such that the amount of the modified photocatalyst increases from the inside of the film or the molded body toward the surface in the process of forming the film or the molded body.
  • the structure can be formed autonomously (such a function is often referred to as “self-tilting function” hereinafter).
  • the content of the modified photocatalyst on the surface of a film or molded article obtained from the self-graded type modified photocatalyst composition is 5 to 100% by weight, preferably 5 to 100% by weight, based on the total content of the modified photocatalyst. 0 to 1 0
  • 0 to 50% by weight preferably 0 to 50% by weight in the inside (for example, the contact surface with the substrate in the case of a coating or the center in the case of a molded body)
  • the volume average particle diameter of the modified photocatalyst sol is 800 nm or less.
  • the volume average particle diameter of the modified photocatalyst sol becomes larger than 800 nm, the self-grading function of the modified photocatalyst in the modified photocatalyst sol becomes very small.
  • a sol having a volume average particle diameter of 200 nm or less has a self-grading function. Desirable. More preferably, it is 100 11 1] or less and 1 11 17 or more, and further preferably 50 nm or less and 5 nm or more.
  • one of the factors that exerts the self-graded function of the modified photocatalyst of the present invention is the low surface energy derived from the structural units (1) to (3) described above. It is believed that there is. Therefore, the functional substance used in the self-graded modified photocatalyst composition of the present invention needs to be a compound whose surface energy is larger than that of the modified photocatalyst. However, it is preferable that the size is 2 dynes Z cm or more larger than that of the modified photocatalyst.
  • the surface energy can be measured, for example, by the following method. That is, from the modified photocatalyst sol and the compound other than the modified photocatalyst constituting the self-graded modified photocatalyst composition, members such as a base material having respective coatings and a structural material are prepared, and deionized water is prepared. Is dropped and the contact angle ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) at 20 is measured, and the respective surface energies can be obtained from the following S 11 and Neumann's empirical formulas. (0.015 rs ⁇ 2) x J rsxr 1 + r 1
  • the high surface energy compound that can be used for the self-graded type modified photocatalyst composition is not particularly limited as long as it has a surface energy satisfying the above conditions.
  • examples include various monomers, synthetic resins, natural resins, and the like, and examples include those that are cured by drying, heating, moisture absorption, light irradiation, or the like after the formation of a film or a molded body.
  • the high surface energy compound that can be used in the self-graded modified photocatalyst composition of the present invention is a composition itself, and the modified photocatalyst of the composition is itself.
  • Z or a fluorine-based resin composition is preferably used.
  • silicone resin composition and / or fluorine resin composition examples thereof include alkoxysilane and Z or organoalkoxysilane and their hydrolysis products as proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-72569.
  • Polysiloxane in an amount of 0.1 to 50% by weight, such as a fluorine-based resin composition and a Z- or acryl-based resin composition.
  • These resin compositions may contain additives such as a crosslinking agent and a catalyst.
  • the form of the self-graded modified photocatalyst composition may be either a pellet or a form dissolved or dispersed in a solvent, and is not particularly limited. Most preferred is the form of the resin paint used.
  • the modified photocatalytic sol obtained by removing the liquid medium from the modified photocatalytic sol is mixed with a modified photocatalyst particle having an average particle diameter of 800 nm or less and the high surface energy compound described above.
  • a modified photocatalyst composition having a self-grading property in the distribution of the modified photocatalyst may be obtained.
  • Such a composition is easy to handle mainly in the form of a pellet, and it is possible to obtain a molded article having a structure having a concentration gradient such that the surface of the modified photocatalyst is increased. Very suitable for.
  • the modified photocatalyst sol the modified photocatalyst composition comprising the modified photocatalyst sol and a functional substance, or the modified photocatalyst in the modified photocatalyst sol and a compound having a higher surface energy than the modified photocatalyst sol
  • a method for obtaining a skin or a molded article from the self-grading type modified photocatalyst composition for example, when the form is a paint, apply it to a base material, dry it, and then perform heat treatment as necessary. By doing so, it is possible to obtain a functional complex having hydrophobicity or hydrophilicity and Z or photocatalytic activity by light irradiation, and further having a photoelectric conversion function.
  • the coating method examples include a spraying method, a flow coating method, a roll coating method, a brush coating method, a dip coating method, a spin coating method, a screen printing method, and a casting method. Gravure printing, flexographic printing and the like.
  • the modified photocatalyst composition including the self-tilting type
  • it can be made hydrophobic or light-irradiated by extrusion molding, injection molding, press molding, or the like.
  • a molded article having hydrophilicity and Z or modified photocatalytic activity and further having a photoelectric conversion function can be obtained.
  • the film or molded product obtained from the modified photocatalyst sol or the modified photocatalyst composition (including the self-graded type) of the present invention has a light (energy) higher than the bandgap energy of the photocatalyst contained therein.
  • the modified photocatalyst has a sensitizing dye, it is hydrophobic or hydrophilic and Z or photocatalytic activity by irradiating light containing light absorbed by the sensitizing dye, and furthermore, a photoelectric conversion function. Is shown.
  • a film or a molded product obtained from the modified photocatalyst sol or the modified photocatalyst composition (including a self-graded type) of the present invention has a photocatalyst decomposed around the modified photocatalyst of the modified photocatalyst contained therein.
  • Structural unit whose molecular skeleton is not decomposed by the action (the above formula (1))
  • the binder or the resin as a structural material does not deteriorate by photocatalysis.
  • the modified photocatalyst sol or the modified photocatalyst composition (including the self-graded type) has a very low value. It is also possible to obtain highly hydrophobic films and structural materials.
  • the photocatalytic band gap energy is Light sources that include high-energy photons and light absorbed by sensitizing dyes include light that can be obtained in general residential environments such as sunlight and indoor lighting, as well as black light and xenon lamps. Light from mercury lamps, etc. can be used.
  • the modified photocatalyst sol or modified photocatalyst composition (including the self-graded type) of the present invention may contain, if necessary, components usually added to paints and the like, for example, pigments, fillers, dispersants, Light stabilizers, moisturizers, thickeners, rheology control agents, defoamers, plasticizers, film-forming aids, antioxidants, dyes, preservatives, etc., are selected according to their respective purposes. They can be combined and combined.
  • a functional complex obtained by forming a polymer on a substrate is capable of exhibiting hydrophobic or hydrophilic properties and Z or photocatalytic activity by light irradiation, as well as exhibiting a photoelectric conversion function It is.
  • a molded article formed from the modified photocatalyst sol / modified photocatalyst composition including a self-graded type
  • a modified photocatalytic sol / modified photocatalyst composition self-graded type
  • the molded article or the functional composite provided by the present invention which has photocatalytic activity such as decomposition of organic substances, exhibits various functions such as antibacterial, antifouling, deodorant, and NOx decomposition, Atmosphere, water It can be used for applications such as environmental purification.
  • molded article or functional composite provided by the present invention, wherein a contact angle with water at 20 ° C by light irradiation is 60 ° or less (preferably 10 ° or less).
  • a contact angle with water at 20 ° C by light irradiation is 60 ° or less (preferably 10 ° or less).
  • hydrophilic molded articles, hydrophilic films, and substrates coated with such hydrophilic films are anti-fog technologies that prevent the mirror and glass from fogging.
  • Hydrophobic materials are drip-proof and drainable, prevent water-based stains from adhering, and prevent It can be applied to antifouling technology using water washability, as well as to technology for preventing icing and snow, such as window glasses, windshields, mirrors, lenses, goggles, covers, insulators, building materials, building exteriors, Building interiors, structural members, vehicle exteriors and coatings, machinery and articles exteriors, various display devices, lighting equipment, housing equipment, tableware, kitchenware, household appliances, roofing materials, antennas, power lines, ice and snow Used for sliding equipment, etc. Can be used.
  • the above-mentioned molded article or functional composite provided by the present invention and having a photoelectric conversion function can exhibit functions such as power conversion of solar energy. It can be used for applications such as optical semiconductor electrodes used for solar batteries.
  • the wettability with water provided by the present invention is changed (change from hydrophobic to hydrophilic or from hydrophilic to hydrophobic) provided by the present invention.
  • the member is very useful for application to an offset printing original plate.
  • the sample was subjected to analysis as a closed-mouth form solution (concentration was appropriately adjusted within a range of 0.5 to 2% by weight).
  • the measurement was performed using an infrared spectrometer (FT / IR-5300, manufactured by Nippon Bunko, Japan).
  • the measurement was carried out using a Brookfield viscometer under the conditions of No. 2 at the mouth, 60 rpm, and 20 ° C.
  • a modified photocatalyst composition is cast on an over-head projector film (hereinafter referred to as “OHP film”) so that the film thickness becomes 20 ⁇ m, After drying at room temperature for 2 days, it was heated and dried at 50 ° C for 3 days to form a smooth film on the surface of the 0 HP film.
  • OHP film over-head projector film
  • UVR-type 2 UV intensity meter manufactured by Topcon of Japan (a UD-36 type light-receiving unit made by Topcon of Japan (light of wavelength 310 to 400 nm) was used as the light-receiving part. was adjusted so that the UV intensity measured using) was 1 mWZ cm 2 .
  • the contact angle of water was measured by the method described in (1) above and compared with that before irradiation.
  • the UV intensity measured using the above UVR-2 type UV intensity meter was 0.3 mWZ cm 2
  • Visible light intensity measured using an intensometer ⁇ Topcon UD-40 type light receiver, Japan (corresponding to light with a wavelength of 370-490 nm) is used as the light-receiving part) was adjusted to 3 mW / cm 2 by transmitting the sunlight through a glass plate.
  • the intensity of light containing almost no ultraviolet light was measured using the above-mentioned UVR-2 type UV intensity meter (visible light intensity of the above-mentioned UD-40 type light intensity detector as a light intensity detector).
  • UVR-2 type UV intensity meter visible light intensity of the above-mentioned UD-40 type light intensity detector as a light intensity detector.
  • the UV intensity measured using the UVR-2 type UV intensity meter should be 1 mWZ cm 2 . It was adjusted.
  • the modified photocatalyst composition is spray-coated on a glass plate so as to have a film thickness of 30 m, and then dried at room temperature for 1 week to obtain a coating on the surface of the glass plate.
  • a transparent and smooth film was formed.
  • the film was peeled off from the glass plate, placed in a wire mesh (200 mesh) bag, immersed in acetonitrile at room temperature for 24 hours, and then retained in the film weight.
  • Example 1 In a reactor equipped with a reflux condenser, a thermometer and a stirrer, Tyknock A — 6 ⁇ anatase type titanium oxide sol product name (manufactured by Taki Kagaku, Japan) and ammonia solution Aggregate, volume average particle diameter of particles dispersed in sol 13 nm, Ti ⁇ 2 concentration 6% by weight, average crystallite diameter 10 nm (catalog value)) Add 200 g, To this, 12.5 g of the solution containing the compound (1) obtained in Reference Example 1 was added over 30 minutes with stirring at 30 ° C, and the mixture was further stirred at 30 ° C for 3 hours.
  • the obtained sol was applied on a KRS-5 plate, and then dried at 50 ° C for 2 hours to form a sample on the KRS-5 plate.
  • the IR spectrum was measured by using the method described above, the hydroxyl group directly connected to the titanium atom (hereinafter referred to as the “Ti10H group”) was observed in the IR spectrum of the titanium oxide before denaturation.
  • the absorption disappearance of 366 to 364 cm- 1 based on the above was observed.
  • the volume-average particle diameter of the obtained sol after standing at 100 ° C. for 100 days was 23 nm.
  • the resulting sol was spray-coated on a glass plate to a thickness of 2 m, and then dried at room temperature for 1 week to form a transparent and smooth film on the surface of the glass plate. Forming this The surface of the film was evaluated for changes in hydrophilicity or hydrophobicity before and after UV irradiation (evaluated based on changes in the contact angle of water with the film surface) and photocatalytic activity. Table 1 shows the results.
  • the volume-average particle size of the obtained sol after standing at 100 ° C. for 100 days was 21 nm.
  • Example 3 Using the obtained sol, a transparent and smooth film was formed on the surface of the glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of this film was changed in hydrophilicity or hydrophobicity before and after irradiation with ultraviolet light and in the photocatalyst. Activity evaluated. Table 1 shows the results.
  • Example 3 Using the obtained sol, a transparent and smooth film was formed on the surface of the glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of this film was changed in hydrophilicity or hydrophobicity before and after irradiation with ultraviolet light and in the photocatalyst. Activity evaluated. Table 1 shows the results. Example 3
  • the volume-average particle diameter of the obtained sol after being stored at 30 ° C. for 100 days was 17 nm.
  • Example 4 Using the obtained sol, a transparent and smooth film was formed on the surface of the glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of this film was changed in hydrophilicity or hydrophobicity before and after irradiation with ultraviolet light and in the photocatalyst. Activity was evaluated. Table 1 shows the results.
  • Example 4 Using the obtained sol, a transparent and smooth film was formed on the surface of the glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of this film was changed in hydrophilicity or hydrophobicity before and after irradiation with ultraviolet light and in the photocatalyst. Activity was evaluated. Table 1 shows the results. Example 4
  • a reactor equipped with a reflux condenser, thermometer and stirrer Jupiter F 6-APS Provides a Product name of sol containing anatase-type titanium oxide whose particle surface is modified with apatite (manufactured by Showa Denko KK in Japan), volume average particle diameter of particles in sol of 36 nm, T i 0 2 concentration 23.7% by weight) ⁇
  • a solution containing 78 g of the compound (1) obtained in Reference Example 1 in 3 16 g was stirred at 30 ° C. for about 30 minutes.
  • the sol containing the modified titanium oxide particles having a very good dispersibility and a volume average particle diameter of 61 nm was further added by continuing the stirring at 30 ° C. for 10 hours. Obtained.
  • hydrogen gas was generated along with the reaction of the compound (1) with the reaction of the compound (1), and the volume thereof was 85.7 m 1 at 23 ° C.
  • the volume-average particle size of the obtained sol after being stored at 30 ° C. for 100 days was 80 nm.
  • Example 5 Using the obtained sol, a transparent and smooth film was formed on the surface of the glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of this film was changed in hydrophilicity or hydrophobicity before and after irradiation with ultraviolet light and in the photocatalyst. Activity was evaluated. Table 1 shows the results.
  • Example 5 Using the obtained sol, a transparent and smooth film was formed on the surface of the glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of this film was changed in hydrophilicity or hydrophobicity before and after irradiation with ultraviolet light and in the photocatalyst. Activity was evaluated. Table 1 shows the results. Example 5
  • the dispersion obtained by adding 10 g of toluene to 10 g of the obtained organosol was stable without aggregation of the modified titanium oxide particles even after being left at room temperature for 6 months.
  • a transparent and smooth film was formed on the glass plate surface in the same manner as in Example 1, and the surface of this film was hydrophilic or hydrophobic before and after irradiation with ultraviolet light. Change and photocatalytic activity were evaluated. Table 1 shows the results.
  • the volume-average particle diameter of the obtained sol after being stored at 30 ° C. for 100 days was 78 nm.
  • Example 7 Using the obtained sol, in the same manner as in Example 1, a glass plate A transparent and smooth film was formed on the surface, and the surface of this film was evaluated for changes in hydrophilicity or hydrophobicity and photocatalytic activity before and after ultraviolet irradiation. Table 2 shows the results.
  • Example 7 Using the obtained sol, in the same manner as in Example 1, a glass plate A transparent and smooth film was formed on the surface, and the surface of this film was evaluated for changes in hydrophilicity or hydrophobicity and photocatalytic activity before and after ultraviolet irradiation. Table 2 shows the results. Example 7
  • the volume-average particle size of the obtained sol after being stored at 30 ° C. for 100 days was 198 nm.
  • the volume-average particle size of the obtained sol after being stored at 30 ° C. for 100 days was 144 nm.
  • a reactor equipped with a reflux condenser, thermometer and stirrer 140.0 g of dioxane, 25.9 g of trichlorosylsilane and 51.6 g of methyltrichlorosirane were added, and the mixture was stirred at room temperature for about 10 minutes to obtain.
  • a mixed solvent of 14.5 g of water and 58 g of dioxane was added dropwise to the mixture under stirring over a period of about 30 minutes while maintaining the temperature at 25 to 30 ° C. The mixture was stirred at 25 to 30 ° C for about 30 minutes, and then at 60 ° C for 3 hours.
  • reaction mixture After cooling the obtained reaction mixture to 25 to 30 ° C, 65.5 g of trimethylchlorosilane was added thereto, and then 5.4 g of water and 22 g of dioxane were added. The mixed solvent was added over about 30 minutes with stirring while maintaining the temperature at 25 to 30 ° C. Thereafter, the mixture was further stirred at 25 to 30 ° C for about 2 hours.
  • the obtained reaction mixture is taken out of the reactor and the solvent is distilled off under reduced pressure at about 60 ° C. to obtain a weight average molecular weight of 390,000 having a ladder type skeleton.
  • a silicon compound having a Si—H group was obtained.
  • ladder-type Gay-containing compound I of this compound, R scan Bae click door Lumpur to your information, absorption based on a ladder-type skeleton (1 1 3 0 cm _ 1 and 1 0 5 0 cm- 1) was observed.) the obtained the ladder-type Kei containing compound 0.
  • dimethyl chlorosilane 25.lg was added [], and 1.56 g of water and 6.5 g of dioxane were added. 24 g of the mixed solvent was added over about 30 minutes with stirring while maintaining the temperature at 25 to 30. Thereafter, the mixture was further stirred at 25 to 30 ° C for about 2 hours.
  • the obtained reaction mixture is taken out of the reactor, and the solvent is distilled off under reduced pressure at about 60 ° C., whereby a ladder-type skeleton having a weight-average molecular weight of 310 is obtained.
  • An i-H group-containing silicon compound was obtained. (Hereinafter referred to as "La da one type Kei-containing compound". In its tail IR scan Bae click door Le of this compound, absorption based on the La da one type skeleton (1 1 3 0 cm _ 1 and 1 0 5 0 cm— 1 ) was observed.)
  • the resulting ladder-type silicon compound (0.44 g) was dissolved in 8 g of sorbet-type solvent, and 1N sodium hydroxide was added to the obtained solution. When 8 mi of aqueous solution is added, hydrogen gas is generated and its volume Was 40.9 m 1 at 22 ° C.
  • the Si-1H group content of the ladder type silicon compound determined from the hydrogen gas generation amount was 3.75 mmol Zg.
  • the volume-average particle size of the obtained sol after standing at 100 ° C. for 100 days was 63 nm.
  • Example 10 Using the obtained sol, a transparent and smooth film was formed on the surface of a glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of this film was changed in hydrophilicity or hydrophobicity before and after irradiation with ultraviolet light and in the photocatalyst. Activity was evaluated. Table 2 shows the results.
  • Example 10 Using the obtained sol, a transparent and smooth film was formed on the surface of a glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of this film was changed in hydrophilicity or hydrophobicity before and after irradiation with ultraviolet light and in the photocatalyst. Activity was evaluated. Table 2 shows the results.
  • Example 10 Using the obtained sol, a transparent and smooth film was formed on the surface of a glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of this film was changed in hydrophilicity or hydrophobicity before and after irradiation with ultraviolet light and in the photocatalyst. Activity was evaluated. Table 2 shows the results.
  • Example 10 Using the
  • the volume-average particle diameter of the obtained sol after standing at 100 ° C. for 100 days was 30 nm.
  • Example 1 Using the obtained sol, a transparent and smooth film was formed on the surface of the glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of the film was changed in hydrophilicity or hydrophobicity before and after irradiation with ultraviolet light and in the photocatalyst. Activity was evaluated. Table 2 shows the results.
  • Example 1 1
  • a reactor equipped with a reflux condenser, a thermometer and a stirrer was charged with 50 g of Tyknock A — 6 (same as that used in Example 1). 955 ⁇ 5% by weight of a fluorine resin having a sulfonate group in ethanol / water (weight ratio 1: :)) trade name (manufactured by Asahi Kasei Corporation, Japan) ⁇ C for about 30 minutes under agitation with stirring!]
  • a sol containing modified titanium oxide particles having a very good dispersibility and a volume average particle diameter of 150 nm was obtained.
  • the volume-average particle size of the obtained sol after being stored at 30 ° C. for 100 days was 147 nm.
  • Example 1 2 Using the obtained sol, a transparent and smooth film was formed on the surface of a glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of this film changed in hydrophilicity or hydrophobicity before and after irradiation with ultraviolet light and photocatalytic activity. Was evaluated. Table 3 shows the results.
  • Example 1 2 Using the obtained sol, a transparent and smooth film was formed on the surface of a glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of this film changed in hydrophilicity or hydrophobicity before and after irradiation with ultraviolet light and photocatalytic activity. was evaluated. Table 3 shows the results.
  • Example 1 2 Using the obtained sol, a transparent and smooth film was formed on the surface of a glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of this film changed in hydrophilicity or hydrophobicity before and after irradiation with ultraviolet light and photocatalytic activity. was evaluated. Table 3 shows the results.
  • Example 1 2 Using the obtained sol, a transparent and smooth film was formed
  • Bistre Ichiichi LNSC-200A organic solvent-based silicone-acrylic coating agent trade name (manufactured by Nippon Soda, Japan), solid content 20% by weight) (conventional photocatalyst-containing coating
  • 150 g of the organosol obtained in Example 5 was added with stirring over about 10 minutes at room temperature, and the photocatalytic composition was changed. I got something.
  • Example 12 Same as Example 12 except that the modified photocatalyst composition obtained in Example 12 was replaced with a pistol Yuichi LNSC-20OA (same as that used in Example 12) A transparent and smooth film was formed on the glass plate surface by the method described above, and the surface of this film was evaluated for changes in hydrophilicity or hydrophobicity before and after irradiation with ultraviolet light and for photocatalytic activity. Table 3 shows the results. Comparative Example 2
  • Polydurex G63 3 ⁇ water-based acrylic silicone emulsion (trade name, manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd., Japan), solid content 46 weight
  • 2,2,4 Trimethyl- 13 pentamer monoisobutylate brand name (made in Japan) 2 Add 22.8 g with stirring over 20 minutes at room temperature did. Next, 22.8 g of an aqueous solution of butyl cellosolve (50% by weight) was similarly added as a film-forming auxiliary over 20 minutes with stirring at room temperature, and further stirred at room temperature for 3 hours. The solid content in the emulsion obtained by obtaining the acrylic silicone containing a film-forming aid was 38.6% by weight.
  • Example 13 The above emulsion was used in place of the modified photocatalyst composition obtained in Example 12, and the surface of a glass plate was treated in the same manner as in Example 12. A transparent and smooth film was formed on the surface, and the surface of this film was evaluated for changes in hydrophilicity or hydrophobicity and photocatalytic activity before and after ultraviolet irradiation. Table 3 shows the results.
  • Example 13 The above emulsion was used in place of the modified photocatalyst composition obtained in Example 12, and the surface of a glass plate was treated in the same manner as in Example 12. A transparent and smooth film was formed on the surface, and the surface of this film was evaluated for changes in hydrophilicity or hydrophobicity and photocatalytic activity before and after ultraviolet irradiation. Table 3 shows the results.
  • Example 13 The above emulsion was used in place of the modified photocatalyst composition obtained in Example 12, and the surface of a glass plate was treated in the same manner as in Example 12. A transparent and smooth film was formed on the surface, and
  • Example 6 75 g of the sol obtained in Example 6 was added to 100 g of the acrylic silicone emulsion containing the film-forming aid obtained in Comparative Example 2 at room temperature under stirring at a temperature of about 10 g. Over a period of time to obtain a modified photocatalyst composition.
  • a reactor equipped with a reflux condenser, thermometer and stirrer STS - 0 2 ⁇ anatase peptidase type titanium oxide emissions sol trade name (manufactured by Japan Ishihara Sangyo Kaisha), the volume average particle diameter of 1 8 nm, hydrochloric peptization type, T i ⁇ 2 concentration of 3 0 wt%, the average crystallite Diameter 7 nm (catalog value))
  • Add 100 g of water and 100 g of water and add a solution prepared by dissolving 7.5 g of methyltrimethoxysilane in 7.5 g of dioxane.
  • the mixture was added with stirring at about 30 ° C for about 30 minutes, and further stirred at 30 ° C for 3 hours, whereby modified titanium oxide particles having a volume average particle diameter of 900 nm were obtained.
  • the resulting sol was obtained.
  • Tiknock A-6 (same as used in Example 1) in a reactor equipped with a reflux condenser, thermometer and stirrer 200 g, and a solution prepared by dissolving 3 g of methyltrimethoxysilane in 3 g of dioxane is added under stirring at 30 ° C for about 30 minutes, and then added at 30 ° C. By continuing stirring for 3 hours at, a sol containing denatured titanium oxide particles having a volume of 1 m was obtained.
  • a reactor equipped with a reflux condenser, a thermometer and a stirrer was charged with 100 g of STS-02 (same as that used in Example 5) and 100 g of water, and added thereto.
  • Example 12 Comparative Example 1 Comparative Example 2
  • Example 13 Water contact angle 60 ° 84 C 95 ° 89 ° 95 C (before light irradiation)
  • the content of Si-H groups per 1 g of the solution containing (5) is 1.2 mm 01 / g (including Si-H groups converted to KF 9901 lg).
  • Reference Example 7 ⁇ Synthesis of Si-H group-containing silicon compound (6) having a methacryloyl group) (the amount was about 4.1 mm0 g))
  • a reactor equipped with a stirrer, reflux condenser, drip tank and thermometer was charged with 8 g of methyl acrylate, 3 g of diacetane acrylamide, and 3 g of methyl methacrylate. 34 g, 40 g of butyl acrylate, 15 g of cyclohexyl methyl methacrylate, 300 g of water, latemul S- 18 OA (ethylenically unsaturated monomer 20 g of a 20% aqueous solution of sulfosuccinic acid diester ammonium salt having a double bond in the molecule that can be copolymerized with the polymer (manufactured by Kao, Japan) ⁇ , and raise the temperature inside the reactor to 78 ° C. After raising, 0.5 g of ammonium persulfate was added, and the mixture was stirred at 78 ° C. for 1 hour to obtain a first stage silicex. The pH of the obtained first-stage seed latex was 1.8
  • a solution containing 25 g of methyldimethoxysilane and 25 g of methylretrimethoxysilane was dropped into the reactor over a period of 3 hours at 80 ° C with stirring from separate dripping tanks. . After the addition was completed, the temperature in the reactor was raised to 85 ° C, and the mixture was stirred for 6 hours. Thereafter, the reactor was cooled to room temperature, and the hydrogen ion concentration in the reactor contents was measured and found to be 2.1. 25 The pH of the reactor content was adjusted to 8 by adding a 5% aqueous ammonia solution, and then filtered through a 100-mesh wire mesh to remove aggregates. You got Emarjion. The dry weight of the coagulum is 0.0 with respect to the total weight of the monomers used.
  • the volume-average particle diameter of the obtained sol after standing at 100 ° C. for 100 days was 23 nm.
  • the compound was determined from the amount of hydrogen gas generated at 2 m1.
  • the content of Si-H groups per 1 g of the solution containing (7) is 0.825 mmog (the content of Si-H groups in terms of HMS-301-100 GM lg is about 3.1
  • Example 1 1 Synthesis of Si-H group-containing silicon compound (8) having self-emulsifiability in water and having a fluoroalkyl group)
  • a reactor equipped with a reflux condenser, thermometer and stirrer was charged with 50 g of methylethylketone and HMS-301-100 GM (same as used in Reference Example 2). After adding 0 g, the temperature was raised to 60 ° C with stirring. To this was added 1.6 g of a 0.25% dioxane solution of dichlorodicyclopentene genil-platinum (chlorine), and then used in Uniox MJ S-8 (Reference Example). The same) A solution prepared by dissolving 25 g of methylethylketone in 25 g is added at 60 ° C with stirring over about 30 minutes, and further at 60 ° C.
  • a solution prepared by dissolving 1.1 g of a 0.25% dioxane solution in 10 g of methylethyl ketone was added at 60 ° C for about 1 hour, and further stirred at 60 ° C for 8 hours. Then, the mixture was cooled to room temperature to obtain a solution containing a Si—H group-containing silicon compound (8) ⁇ hereinafter referred to as “compound (8)” ⁇ having a fluoroalkyl group. .
  • the solution containing (8) has a content of Si—H groups per lg of 0.962 mmol / g (HMS—301—100 GM The content of Si—H groups converted per lg was about 3.31 mmo 1 / g).
  • Reference Example 1 2 Measurement of surface energy of organic solvent-based acrylic coating agent
  • Braace brand name of organic solvent-based acrylic coating agent (Manufactured by Musashi Paint of Japan) (Manufactured by Musashi Paint of Japan), solid content of 50% by weight ⁇ is cast on a glass plate so as to have a film thickness of 20 m, dried at room temperature for 2 days, and dried at 50 ° C. By heating and drying for 3 days, a transparent and smooth film was formed on the surface of the glass plate.
  • a transparent and smooth film was formed on the surface of the glass plate in the same manner as in Reference Example 12 using the acrylic silicone emulsion containing a film-forming auxiliary prepared in Comparative Example 2.
  • the resulting glass was spray-coated on a glass plate to a film thickness of 2 Um, and then dried at 50 ° C for 1 week to obtain a glass plate. A transparent and smooth film was formed on the surface.
  • the resulting modified photocatalyst composition is cast on a HP film so that the film thickness becomes 20 ⁇ m, dried at room temperature for 2 days, and then at 50 ° C for 3 days. By heating and drying, a smooth film was formed on the surface of the HP film.
  • Figure 2 shows the results of measuring the distribution of titanium atoms in the cross section of this film using an energy dispersive X-ray spectrometer.
  • Tyknock A-6 (same as that used in Example 1) was obtained. 15.5 g of the solution containing the compound (8) is added at room temperature at 30 ° C with stirring for about 30 minutes, and the mixture is further stirred at 30 ° C for 5 hours. In addition, a sol containing modified titanium oxide particles having a volume average particle diameter of 30 nm and having very good dispersibility was obtained. At this time, the reaction of compound (8) Hydrogen gas was generated, and its volume was 140 m 1 at 16 ° C.
  • the resulting modified photocatalyst composition was cast on a ⁇ HP film to a thickness of 20 m, dried at room temperature for 2 days, and then dried. By heating and drying at 50 ° C for 3 days, a smooth film was formed on the surface of the ⁇ HP film.
  • Figure 3 shows the results of measuring the distribution of titanium atoms in the cross section of this film using an energy dispersive X-ray spectrometer.
  • Example 18 19 g of the sol obtained in Example 18 was added to 100 g of the acrylic silicone emulsion containing the film forming aid to which the film forming aid was added obtained in Comparative Example 2.
  • the modified photocatalyst composition was obtained by adding the mixture at room temperature (23 ° C.) with stirring for about 10 minutes.
  • the distribution of titanium atoms in the cross section of this film was measured using an energy dispersive X-ray spectrometer. As a result, from the inside of the film to the surface of the film (opposite the above interface), the titanium oxide It was confirmed that the distribution was such that the content increased.
  • a smooth film was formed on the surface of the HP film by the same method as in Example 18 using Braace (same as that used in Reference Example 12).
  • KS-247 Trade name of anatase type titanium oxide organosol (manufactured by Tica Japan), average particle diameter 6 nm (catalog description value), micelle diameter 30 to 60 nm ( Spray coating on a glass plate so that the film thickness becomes 0.5, using the value described in the catalog) and the solid content of 15% by weight). After drying for one week, a film was formed on the surface of the glass plate.
  • the contact angle of water at 20 ° C. to the obtained film surface was 69.8 °, and the surface energy of the film obtained from the empirical force of Sel 1 — Numann was 48.0.
  • the distribution of titanium atoms in the cross section of this film was measured using an energy dispersive X-ray spectrometer. As a result, the distribution of titanium atoms was random. Toward the other side), a distribution in which the content of titanium oxide was increasing was not observed.
  • the liquid medium was removed from the resulting modified photocatalyst dispersion liquid under reduced pressure at 50 ° C, and the resulting modified titanium oxide powder was placed in a tableting machine for preparing a sample for measuring an infrared absorption spectrum.
  • the pellet was compressed at 750 kg / cm 2 .
  • the contact angle of water at 20 ° C to the surface of the obtained pellet was 93.0 °, and the surface energy of the above-mentioned pellet was obtained from the Sell-Numann empirical formula. Was 28.4 dynes / cm (20 ° C).
  • the distribution of titanium atoms in the cross section of this film was measured using an energy-dispersive X-ray spectrometer. As a result, the distribution of Ti was random, and a considerable amount of titanium oxide was ⁇ HP Contact with the film was observed.
  • Example 22 Using the obtained sol, a transparent (orange) smooth film was formed on the surface of the glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of the film was made hydrophilic or hydrophilic before and after irradiation with sunlight. The change in hydrophobicity was evaluated. Table 4 shows the results.
  • Example 22 Using the obtained sol, a transparent (orange) smooth film was formed on the surface of the glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of the film was made hydrophilic or hydrophilic before and after irradiation with sunlight. The change in hydrophobicity was evaluated. Table 4 shows the results.
  • Example 22 Using the obtained sol, a transparent (orange) smooth film was formed on the surface of the glass plate in the same manner as in Example 1, and the surface of the film was made hydrophilic or hydrophilic before and after irradiation with sunlight. The change in hydrophobicity was evaluated. Table 4 shows the results.
  • Example 22 Using the obtained sol, a transparent (orange) smooth film was formed on
  • Example 20 100 g of the sol obtained in Example 20 was placed in a reactor equipped with a reflux condenser, a thermometer, and a stirrer, and the 2,4-dinitrobenzene phenylhydrazine was added thereto. A solution of 7 g in 7 g of tetrahydrofuran was added over 20 minutes at 20 ° C with stirring. By continuing stirring at 20 ° C for 3 hours, it contains orange-colored modified titanium oxide particles with a very good dispersibility and a volume average particle diameter of 33 nm. A sol was obtained.
  • Example 20 Using the sol obtained in Example 20, a transparent and smooth film was formed on the glass plate surface in the same manner as in Example 1, and the surface of this film was converted to a hydrophilic or hydrophilic film before and after irradiation with sunlight. Changes in hydrophobicity were evaluated. Table 4 shows the results. Table 4 Changes in hydrophilicity or hydrophobicity of the film surface before and after solar irradiation
  • Example 1 the change in hydrophilicity or hydrophobicity before and after irradiation with light containing almost no ultraviolet light was evaluated for the surface of the film formed on the glass plate surface.
  • Table 5 shows the results.
  • COMPARATIVE EXAMPLE 1 1 Using a tie-knock A-6 (same as that used in Example 1), spray paint on the glass plate so that the film thickness becomes S 0.5 // m. After drying for 1 week at room temperature, a transparent and smooth film is formed on the glass plate surface, and the surface of this film is irradiated with light containing almost no ultraviolet rays. The change in hydrophilicity or hydrophobicity before and after was evaluated. Table 5 shows the results.
  • Table 5 Changes in hydrophilicity or hydrophobicity of the coating surface before and after irradiation with light containing almost no ultraviolet light
  • the modified photocatalyst sol of the present invention Using the modified photocatalyst sol of the present invention, and a modified photocatalyst composition comprising the modified photocatalyst sol and a functional substance, forming a film containing the modified photocatalyst on the surface of a substrate, the modified photocatalyst has its activity It is firmly fixed to the surface of the substrate under mild conditions without damaging the surface, and the formed film and the substrate coated with the above film are modified photocatalysts. No deterioration due to the action of In addition, the above-mentioned film is excellent in transparency, durability, stain resistance, hardness, etc., and therefore, is extremely useful in preventing the adhesion of dirt to the surface of various substrates and the prevention of fogging.
  • the modified photocatalyst shows a sufficient effect on the surface, adhesion of dirt on the surface and fogging are effectively prevented.

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Description

明 細 書 変性光触媒ゾル 技術分野
本発明は、 変性光触媒ゾルに関する。 更に詳し く は、 本発 明は、 液体媒体に分散された変性光触媒粒子を含んでなる変 性光触媒ゾルであって、 該変性光触媒粒子は、 光触媒粒子を、 モノ ォキシジオルガノ シラ ン単位、 ジォキシオルガノ シラ ン 単位およびジフルォロ メチレン単位よ り なる群から選ばれる 少なく と も 1 種の構造単位を含む化合物類よ りなる群から選 ばれる少なく と も 1 種の変性剤化合物を用いて変性処理する こ とによって得られ、 且つ該変性光触媒粒子が特定の平均粒 子径を有する こ とを特徴とする変性光触媒ゾル、 および該変 性光触媒ゾルと機能性物質とを包含する変性光触媒組成物に 関する。 上記の変性光触媒ゾルまたは変性光触媒組成物を用 いて、 基材の表面に変性光触媒を含む皮膜を形成させる と、 変性光触媒は、 その活性を損なう こ となく 、 穏和な条件下で、 基材の表面に強固に固定化される上、 形成された皮膜や、 上 記の皮膜によって被覆された基材が変性光触媒の作用で劣化 する こ とがない。 そのう え、 上記の皮膜は透明性、 耐久性、 耐汚染性、 硬度等に優れているので、 種々 の基材の表面への 汚れの付着防止や曇り の防止等において極めて有用である。
また本発明は、 上記の変性光触媒ゾルまたは変性光触媒組 成物を用いて形成された皮膜、 並びに該皮膜およびそれによ つて被覆された基材か らなる機能性複合体、 並びに上記の変 性光触媒組成物を用いて形成された成形体にも関する。 従来技術
ある種の物質に、 その物質の伝導帯と価電子帯との間のェ ネルギーギャ ップ (ノ'ン ドギャ ッ プ) よ り も大きなエネルギ 一を持つ光、 即ちその物質のバン ドギャ ッ プに対応する光よ り も波長の短い光 (励起光) を照射する と、 光エネルギーに よって価電子帯中の電子の励起 (光励起) が起こ り 、 伝導帯 に電子が、 価電子帯に正孔が生成する。 このとき、 伝導帯に 生成した電子の還元力および Zまたは価電子帯に生成した正 孔の酸化力を利用 して、 種々の化学反応を行う ことができる。
即ち、 上記のよ うな物質は、 励起光照射下において触媒の よう に用いる こ とができる。 そのため、 上記のような物質は 光触媒と呼ばれてお り 、 その最も代表的な例と して酸化チタ ンが知られている。
こ の光触媒によ っ て促進される化学反応の例と しては、 種々の有機物の酸化分解反応を挙げる ことができる。 従って、 この光触媒を種々 の基材の表面に固定化させれば、 基材の表 面に付着した種々 の有機物を、 光エネルギーを利用 して酸化 分解する こ とができる こ とになる。
一方、 光触媒に光を照射する と、 その光触媒の表面の親水 性が高まる こ とが知 られている。 従って、 こ の光触媒を種々 の基材の表面に固定化させれば、 光の照射によ りその基材の 表面の親水性を高める こ とができるよう になる。
近年、 上記のよ う な光触媒の特性を、 環境浄化、 種々 の基 材の表面への汚れの付着防止や曇 り の防止を始め とする、 種々 の分野に応用するための研究が盛んになってきている。 この場合、 光触媒を種々の基材の表面に固定化するための方 法が非常に重要な役割を担う。
光触媒を固定化する方法については、 これまでに種々 の提 案がなされている。 例えば、 日本国特開昭 6 0 — 0 4 4 0 5 3号公報では、 光触媒をスパッタ リ ング法によ り基材の表面 に薄膜状にして固定化する方法が開示されている。
それらの方法のう ち特に有用な方法の 1 つと して、 光触媒 を含む組成物によって基材の表面をコーティ ングし、 光触媒 を含む皮膜を形成させる こ とによ り 、 光触媒を基材の表面に 固定する方法が注目 されている。
この方法によって光触媒の固定化を行う場合、
① 光触媒の活性を損なう こ となく 、 光触媒を基材の表面 に強固に固定化できる こ と、 および
② 形成される皮膜およびその皮膜によって被覆された基 材が、 光触媒の作用で劣化しないこ と
が要求される。
さ らに、 この方法の適応範囲を広げる上で、
③ 穏和な条件下 (例えば、 温度の条件と して室温〜
1 0 o °c程度) で固定化を行う こ とができる こ と
④ 形成される皮膜が、 透明性、 耐久性、 耐汚染性、 硬度 等に優れている こ と
などが望まれる。
コーティ ングによって光触媒を固定化する方法については、 これまでに種々の提案がなされている。
例えば、 日本国特開昭 6 0 — 1 1 8 2 3 6 号公報では、 光 触媒の前駆体、 例えば有機チタネー ト を含有するゾルを基材 の表面に塗布した後、 焼成によって光触媒の前駆体をゲル化 させ、 光触媒に変換する と共に、 生成した光触媒を基材の表 面に固定化する方法が提案されている。 しかし この方法は、 光触媒の微粒子状結晶を基材の表面で生成させる工程を含ん でお り 、 この工程には高温での焼成が必要である。 そのため、 基材の表面積が広い場合には光触媒の固定化が困難になる、 という欠点がある。
日本国特開平 6 — 2 7 8 2 4 1 号公報では、 光触媒含有ゾ ルを使用する (従って光触媒の微粒子状結晶の生成過程を必 要と しない) 方法と して、 水中に解膠させた酸化チタ ンゾル を用いて基材の表面をコーティ ングする方法が提案されてい る。 しか し 、 酸化チタ ン ゾルは穏和な条件下では成膜性がな いため、 こ の方法にお いて も高温度での焼成が必要であ る。 その上、 生成する被膜は脆 く 容易 に破壊され、 光触媒が基材 の表面か ら脱落 して し ま う ため、 光触媒が基材の表面で効果 を示すよ う にする こ とができな く なる、 と い う 欠点があった。
また、 光触媒を混合 した樹脂塗料を用 いて基材の表面を コ 一ティ ン グする方法 も提案さ れている。 例えば、 日 本国特開 平 7 — 1 7 1 4 0 8 号公報および日 本国特開平 9 一 1 0 0 4 3 7 号公報では、 フ ッ 素樹脂やシ リ コ ー ン樹脂等の、 光触媒 の作用 によ っ て分解されに く い樹脂を塗膜形成要素と して含 む樹脂塗料に光触媒を混合 し、 こ の樹脂塗料を用 いて基材の 表面を コ ーティ ングする方法が提案されている。 しか し これ らの方法では、 樹脂塗料に対する光触媒の分散性が悪いため、 樹脂塗料が白濁 して し ま う 。 また、 これ ら の方法によ っ て良 好な被膜を得るため には、 上記の樹脂の使用量を多く する必 要があ るが、 そのよ う にする と コーティ ングによ っ て形成さ れた皮膜の中 に光触媒が埋没して し ま い、 十分な活性を示さ ない と い う 欠点がある。
これ ら の欠点を克服するための方法と して、 日 本国特開平 9 - 3 1 4 0 5 2 号公報では、 樹脂塗料と、 その樹脂塗料を 構成する溶剤に対する濡れ性を調整した光触媒粒子を併用す る方法が提案されて い る。 即ち 、 まず基材の表面に樹脂塗料 を塗布 し 、 次いでその樹脂塗料が硬化する前に、 樹脂塗料の 上に光触媒粒子を塗布する方法が提案されている。 しか し こ の方法では、 工程が煩雑な上、 均質で透明な塗膜が得 られな い欠点があ る。 なお こ の特許公報中では、 さ ら に、 工程の簡 略化を 目 的と して、 溶剤に対する濡れ性を調整した光触媒粒 子を樹脂塗料中 に混合 した ものを塗布する こ と によ り コ ーテ イ ングを行う方法も提案されている。 しか し、 溶剤に対する 濡れ性を調整しただけでは、 コーティ ングによ っ て形成され た皮膜の中への光触媒粒子の埋没を阻止する こ と はできず、 ほとん どの光触媒粒子が皮膜の中 に完全に埋没 して し ま う の で、 光触媒粒子が十分な活性を示さないとい う 欠点がある。
すなわち 、 コーティ ングによっ て光触媒を基材の表面に固 定化する方法において、 上記①〜④の条件を全て満足する も のは未だ知 られていない。 発明の概要
かかる状況下において、 本発明者 ら は、 上記①〜④の条件 を全て満足する、 光触媒を基材の表面に固定化する方法を開 発すべく 、 鋭意研究を行っ た。
その結果、 意外に も、 本発明者ら は、 液体媒体に分散され た変性光触媒粒子を含んでなる変性光触媒ゾルであっ て、 該 変性光触媒粒子は、 光触媒粒子を、 モ ノ ォキシジオルガノ シ ラ ン単位、 ジォキ シオルガ ノ シラ ン単位およびジフルォロ メ チ レ ン単位よ り なる群か ら選ばれる少な く と も 1 種の構造単 位を含む化合物類よ り なる群か ら選ばれる少な く と も 1 種の 変性剤化合物を用 いて変性処理する こ と によ っ て得られ、 且 っ該変性光触媒粒子が特定の平均粒子径を有する こ と を特徴 とする変性光触媒ゾル、 または該変性光触媒ゾルと機能性物 質と を包含する変性光触媒組成物を用 いて、 基材の表面に変 性光触媒を含む皮膜を形成させる と、 上記①〜④の条件が全 て満足され、 変性光触媒が皮膜の中に埋没する こ と もな く 、 皮膜の表面で十分な効果を示すこ と を見出 した。
また、 上記の変性光触媒ゾルまたは変性光触媒組成物を用 いて形成された皮膜、 並びに該皮膜およびそれによつ て被覆 された基材か らなる機能性複合体、 並びに上記の変性光触媒 組成物を用 いて形成された成形体は、 その表面において変性 光触媒が十分な効果を示すため、 表面への汚れの付着や曇 り が効果的に防止される こ と を見出 した。
以上の新たな知見に基づき、 本発明を完成する に至った。 従っ て、 本発明の主な 目 的は、 基材の表面に、 変性光触媒 を含む皮膜を形成させて、 変性光触媒を、 その活性を損な う こ とな く 、 穏和な条件下で、 基材の表面に強固に固定化する こ と を可能とする変性光触媒ゾル、 及び該変性光触媒ゾルと 機能性物質 と を包含する変性光触媒組成物を提供する こ と に ある。
本発明の他の 目 的は、 表面への汚れの付着や曇 り が効果的 に防止される皮膜、 並びに該皮膜およびそれによつ て被覆さ れた基材か らなる機能性複合体、 並びに表面への汚れの付着 や曇 り が効果的に防止される成形体を提供する こ とにある。
本発明の上記及びその他の諸目的、 諸特徴な らびに諸利益 は、 添付の図面を参照 しなが ら行な う 以下の詳細な説明及び 請求の範囲の記載か ら明 らかになる。 図面の簡単な説明
図面において
図 1 は、 日 本国東芝ラ イ テ ッ ク製 F L 2 0 S . N — S D L N U型蛍光 ラ ン プか ら の光の分光エネルギー分布を示す グラ フである。
図 2 は、 実施例 1 7 で製造した変性光触媒組成物を用いて、 O H P ( overhead projector) フ ィ ルム表面に形成された皮 膜の断面におけるチタ ン原子の分布を、 エネルギー分散型 X 線分光器を用いて測定 した結杲を示すグラ フである。
図 3 は、 実施例 1 8 で製造した変性光触媒組成物を用いて、 〇 H P フ ィ ルム表面に形成された皮膜の断面におけるチタ ン 原子の分布を、 エネルギー分散型 X線分光器を用 いて測定 し た結果を示すグラ フである 発明の詳細な説明
本発明によれば、 液体媒体に分散された変性光触媒粒子を 包含 してなる変性光触媒ゾルであっ て、 該変性光触媒粒子は、 光触媒粒子.を、 式 ( 1 ) で表される モ ノ ォキ シジオルガ ノ シラ ン単位、 式 ( 2 ) で表される ジォ キシオルガ ノ シラ ン単位、 及び式 ( 3 ) で表される ジフルォ ロ メ チ レ ン単位か ら なる群よ り選ばれる少な く と も 1 種の構 造単位を有する化合物類よ り なる群か ら選ばれる少な く と も 1 種の変性剤化合物を用 いて変性処理する こ と によっ て得 ら れ、
該変性光触媒粒子の平均粒子径が、 体積平均粒子径で、 8 0 0 n m以下であ る こ と を特徴とする変性光触媒ゾルが提 供される。
( R 1 R 2 S i O ) 一 ( 1 )
(式中、 R 1 、 R 2 は各々独立して水素原子、 直鎖状また は分岐状の炭素数が 1 〜 3 0 個のアルキル基、 炭素数 5 〜 2 0 の シク ロ アルキル基、 又は置換されていないか又 は炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基、 炭素数 2 0 のアル キシ基、 又はハ ロゲン原子で置換されてい る炭素数 6
2 0 のァ リ ール基を表す) 、
( 2 )
Figure imgf000011_0001
[式中、 R 1 は式 ( 1 ) で定義した通 り である ] 、 及び 一 ( C F 2 ) - ( 3 ) 。 次に、 本発明の理解を容易にするために、 本発明の基本的 所特徴および好ま し い態様を列挙する。
1 . 液体媒体に分散された変性光触媒粒子を包含 してなる変 性光触媒ゾルであっ て、
該変性光触媒粒子は、 光触媒粒子を、 式 ( 1 ) で表される モノ ォキ シジオルガ ノ シラ ン単位、 式 ( 2 ) で表される ジォ キシオルガノ シラ ン単位、 及び式 ( 3 ) で表される ジフルォ ロ メ チレ ン単位よ り なる群か ら選ばれる少な く と も 1 種の構 造単位を有する化合物類よ り なる群か ら選ばれる少な く と も 1 種の変性剤化合物を用 いて変性処理する こ と によっ て得 ら れ、
該変性光触媒粒子の平均粒子径が、 体積平均粒子径で、 8 0 0 n m以下である こ と を特徴とする変性光触媒ゾル。
- ( R 1 R 2 S i 0 ) - ( 1 )
(式中、 R 1 R 2 は各々独立して水素原子、 直鎖状また は分岐状の炭素数が 1 〜 3 0 個のアルキル基、 炭素数 5 〜 2 0 の シ ク ロ アルキル基、 又は置換されて いないか又 は炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基、 炭素数 1 〜 2 0 のアル コ キ シ基、 又はハ ロ ゲン原子で置換されてい る炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基を表す) 、
厂 r-)1 o o ( 2 )
[式中、 R 1 は式 ( 1 ) で定義した通 り である ] 、 及び 一 ( C F , ) 一 ( 3 )
2 . 該光触媒粒子の変性処理前の平均粒子径が、 体積平均粒 子径で、 2 O O n m以下である こ と を特徴とする前項 1 に記 載の変性光触媒ゾル。
3 . 該変性光触媒粒子の該変性剤化合物に由来する部分を除 いた部分の平均粒子径が、 体積平均粒子径で、 2 0 0 n m以 下である こ と を特徵とする前項 1 又は 2 に記載の変性光触媒 ゾル。
4 . 3 0 °Cで 1 0 0 日 間静置保存 した際に、 該変性光触媒粒 子の平均粒子径を、 体積平均粒子径で、 8 0 0 n m以下で保 つ こ と を特徴とする前項 1 〜 3 のいずれかに記載の変性光触 媒ゾル。
5 . 該変性剤化合物が、 分光増感基を含有する こ と を特徴と する前項 1 〜 4 のいずれかに記載の変性光触媒ゾル。
6 . 該変性剤化合物が、 エポキシ基、 ァ ク リ ロイ ル基、 メ タ ァク リ ロイ ル基、 酸無水物基、 ケ ト基、 カルボキシル基、 ヒ ド ラ ジ ン残基、 イ ソ シァネー ト基、 イ ソチオシァネー ト基、 水酸基、 ア ミ ノ 基、 環状カーボネー ト基、 エステル基か らな る群よ り 選ばれる少な く と も 1 つの反応性基を含有する こ と を特徴とする前項 1 〜 5 のいずれかに記載の変性光触媒ゾル。
7 . 該変性剤化合物が、 ヒ ド ラ ジン残基及びケ ト基か らなる 群よ り 選ばれる少な く と も 1 つの反応性基を含有する こ と を 特徴とする前項 6 に記載の変性光触媒ゾル。
8 . 該変性剤化合物が、 水中で自己乳化性又は溶解性を示す 化合物である こ と を特徴とする前項 1 〜 7 のいずれかに記載 の変性光触媒ゾル。
9 . 該変性剤化合物が、 少な く と も 1 つの水素原子が結合 し た少な く と も 1 つのゲイ 素原子を包含する化合物である こ と を特徴とする前項 1 〜 8 のいずれかに記載の変性光触媒ゾル。
1 0 . 該光触媒粒子の該変成剤化合物によ る該変性処理を、 ケィ 素原子に結合 した該水素原子に対 して脱水素縮合活性を 有する脱水素縮合触媒の存在下で行う こ と を特徴とする前項
9 に記載の変性光触媒ゾル。
1 1 . 該脱水素縮合触媒が少な く と も 1 種の白金族の金属又 はその化合物を包含する こ と を特徴とする前項 1 0 に記載の 変性光触媒ゾル。
1 2 . 該変性剤化合物が、 式 ( 4 ) で表される平均組成を有 するケィ 素化合物である こ と を特徴とする前項 9 〜 1 1 のい ずれかに記載の変性光触媒ゾル。
H p R q Q r A s O 1 〇 ( 4p— q— r— s ) / 2 ( 4 )
[式中、
R は、 直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 3 0 個のアル キル基、 炭素数 5 〜 2 0 の シク ロ アルキル基、 及び置換 されていないか又は炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基、 炭素 数 1 〜 2 0 のアルコ キ シ基、 又はハ ロゲン原子で置換さ れてい る炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基か らなる群よ り 選 ばれる少な く と も 1 つの炭化水素基を表し、
Qは、
①直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 3 0 個のアルキル基、 炭素数 5 〜 2 0 の シク ロ アルキル基、 置換されていない か又は炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基、 炭素数 1 〜 2 0 の アルコ キ シ基及びハ ロ ゲン原子か らなる群よ り 選ばれる 少な く と も 1 つの置換基で置換されている炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基、 及び炭素数 1 〜 3 0 のフルォロ アルキ ル基か らなる群よ り 選ばれる少な く と も 1 つの疎水性基、
②カルボキ シル基及びその塩、 リ ン酸基及びその塩、 ス ルホ ン酸基及びその塩、 及びポ リ オキ シアルキ レ ン基か らなる群よ り選ばれる少な く と も 1 つの親水性基、
③エポキシ基、 ァ ク リ ロイ ル基、 メ タ ァク リ ロイ ル基、 酸無水物基、 ケ ト基、 ヒ ド ラ ジン残基、 イ ソ シァネー ト 基、 イ ソチオシァネー ト基、 水酸基、 ア ミ ノ 基、 環状力 —ボネー ト基、 及びエステル基か ら なる群よ り 選ばれる 少な く と も 1 つの反応性基、 及び
④少な く と も 1 つの分光増感基、
か ら なる群よ り 選ばれる少な く と も 1 つの機能性付与基 を含有する基を表 し、
Xは、 炭素数 1 〜 2 0 のアルコ キ シ基、 水酸基、 ヒ ド 口キ シィ ミ ノ 基、 エ ノ キ シ基、 ア ミ ノ 基、 ア ミ ド基、 炭 素数 1 〜 2 0 のァ シ ロ キ シ基、 ア ミ ノ キシ基、 及びハロ ゲン原子か らなる群よ り 選ばれる少な く と も 1 つの加水 分解性基を表し、
0 < p < 4 、
0 < Q < 4 、
0 ≤ r < 4 ,
0 ≤ s < 2 , 及び
( p + q + r + s ) < 4である。 ]
1 3 . 該ケィ 素化合物が、 式 ( 5 ) で表される化合物である こ と を特徴とする前項 1 2 に記載の変性光触媒ゾル。
( R 1 H S i O ) a ( R 1 2 S i O ) b ( R 1 Q S i O ) c ( R 1 3 S i 0 1 / 2 ) d ( 5 )
[式中 、 R 1 は式 ( 1 ) で定義 し た通 り であ り 、 Q は式 ( 4 ) で定義した通 り であ り 、
a は 1 以上の整数であ り 、
b、 c は 0 又は 1 以上の整数であ り 、
( a + b + c ) ≤ 1 0 0 0 0 であ り 、 そして d は 0 又は 2 であ り 、 但し、 ( a + b + c ) が 2以上の 整数であ り且つ d = 0 の場合、 式( 5 )で表される化合物は 環状シ リ コーン化合物であ り 、 d = 2 の場合、 式 ( 5 ) で 表される化合物は鎖状シ リ コー ン化合物である。 ]
1 4 . 前項 1 〜 1 3 のいずれかに記載の変性光触媒ゾルと機 能性物質 と を含む変性光触媒組成物。
1 5 . 該機能性物質が樹脂である こ と を特徴とする前項 1 4 に記載の変性光触媒組成物。
1 6 . 該樹脂がシ リ コ ー ン系樹脂及びフ ッ素系樹脂か らなる 群よ り 選ばれる少な く と も 1 つであ る こ と を特徴とする前項 1 5 に記載の変性光触媒組成物。
1 7 . 該変性光触媒ゾルが前項 6 に記載の変性光触媒ゾルで あっ て、 該樹脂が、 該変性光触媒ゾルが有する反応性基に対 して反応性を有する こ と を特徴とする前項 1 5 に記載の変性 光触媒組成物。
1 8 . 該変性光触媒ゾルが前項 7 に記載の変性光触媒ゾルで あっ て、 該機能性物質がポ リ カルボニル化合物及びポ リ ヒ ド ラ ジン化合物か ら なる群よ り 選ばれる少な く と も 1 つの化合 物であ る こ と を特徴 とする前項 1 4 に記載の変性光触媒組成 物。
1 9 . 該機能性物質が樹脂塗料である こ と を特徴とする前項 1 4 に記載の変性光触媒組成物。
2 0 . 該機能性物質が該変性光触媒ゾル中の変性光触媒粒子 よ り 表面エネルギーが大きい化合物であ り 、 変性光触媒の分 布につ いて 自 己傾斜性を有する こ と を特徴とする前項 1 4 に 記載の変性光触媒組成物。
2 1 . 該機能性物質が該変性光触媒ゾル中の変性光触媒粒子 よ り 表面エネルギーが大き い樹脂を含有する塗料組成物であ り 、 変性光触媒の分布について自己傾斜性を有する こ と を特 徴とする前項 1 4 に記載の変性光触媒組成物。
2 2 . 前項 1 〜 1 3 のいずれかに記載の変性光触媒ゾルか ら 液体媒体を除去して得 られる、 平均粒子径が、 体積平均粒子 径で、 8 0 0 n m以下の変性光触媒粒子と、 機能性物質 と を 含む変性光触媒組成物。
2 3 . 該機能性物質が該変性光触媒粒子よ り 表面エネルギー が大き い化合物であ り 、 変性光触媒の分布について自己傾斜 性を有する こ と を特徴とする前項 2 2 に記載の変性光触媒組 成物。
2 4 . 該機能性物質が該変性光触媒粒子よ り 表面エネルギー が大き い樹脂を含有する塗料組成物であ り 、 変性光触媒の分 布について 自己傾斜性を有する こ と特徴とする前項 2 2 に記 載の変性光触媒組成物。
2 5 . 前項 1 〜 1 3 のいずれかに記載の変性光触媒ゾルの存 在下、 ビニル化合物及び加水分解性シラ ン化合物か らなる群 よ り 選ばれる少な く と も 1 種の化合物を重合する こ と によ つ て製造される変性光触媒一樹脂複合組成物。
2 6 . 前項 1 〜 1 3 の いずれかに記載の変性光触媒ゾルを含 む皮膜が基材上に形成されてなる機能性複合体。
2 7 . 前項 1 4 〜 1 8 のいずれかに記載の変性光触媒組成物 を成形して得 られる成形体。
2 8 . 前項 1 4 〜 1 9 のいずれかに記載の変性光触媒組成物 を含む皮膜が基材上に形成されてなる機能性複合体。
2 9 . 前項 2 0 に記載の変性光触媒組成物を成形 して得 られ る、 変性光触媒の分布について異方性を有する成形体。
3 0 . 前項 2 0 又は 2 1 に記載の光触媒組成物を含む皮膜を 基材上に形成 して得 られる機能性複合体であっ て、 該皮膜が 変性光触媒の分布につ いて異方性を有する こ と を特徴とする 機能性複合体。
3 1 . 前項 2 2 に記載の変性光触媒組成物を成形 して得 られ る成形体。
3 2 . 前項 2 2 に記載の変性光触媒組成物を含む皮膜が基材 上に形成されてなる機能性複合体。
3 3 . 前項 2 3 に記載の変性光触媒組成物を成形して得 られ る、 変性光触媒の分布について異方性を有する成形体。
3 4 . 前項 2 3 又は 2 4 に記載の光触媒組成物を含む皮膜を 基材上に形成 して得 られる機能性複合体であっ て、 該皮膜が 変性光触媒の分布について異方性を有する こ と を特徴とする 機能性複合体。
3 5 . 前項 2 5 に記載の変性光触媒一樹脂複合組成物を成形 して得られる成形体。 3 6 . 前項 2 5 に記載の変性光触媒 -樹脂複合組成物を含む 皮膜が基材上に形成されてなる機能性複合体。 以下、 本発明を詳細に説明する。
本発明の変性光触媒ゾルにおける変性光触媒粒子は、 光触 媒粒子を、 後述する少な く と も 1 種の変性剤化合物を用 いて 変性処理する こ と によ っ て得 られる。
本発明において変性と は、 後述する少な く と も 1 種の変性 剤化合物を、 光触媒粒子の表面に固定化する こ と を意味する。 上記の変性剤化合物 を光触媒粒子の表面への固定化はフ ァ ン · デル · ヮ一ルス カ (物理吸着) やクーロ ン力または化学 結合によ る もの と考え られる。 特に、 化学結合を利用 した変 性は、 変性剤化合物 と光触媒との相互作用が強く 、 変性剤化 合物が光触媒粒子の表面に強固に固定化されるので好ま しい。
本発明において使用可能な光触媒の例と しては、 T i 〇 2 、 Z n 〇、 S r T i O C d S 、 G a P、 I n P、 G a A s 、 B a T i 〇 3 、 B a T i 〇 4 、 B a T i 49 、 K 2 N b 03 、 N b 25 、 F e 23 、 T a 2s 、 K 3 T a 3 S i 203 、 W 〇 3 、 S n 〇 2 、 B i 23 、 B i V〇 4 、 N i 〇 、 C u 2 〇、 S i C 、 S i 〇 2 、 M 〇 S 2 、 I n P b 、 R u 0 2 、 C e 〇 2 等を挙げる こ とができる。
また、 T i 、 N b 、 T a 、 Vか ら選ばれた少な く と も 1 種 の元素を有する層状酸化物 ( 日 本国特開昭 6 2 一 7 4 4 5 2 号公報、 日 本国特開平 2 - 1 7 2 5 3 5 号公報、 日 本国特開 平 7 - 2 4 3 2 9 号公報、 日本国特開平 8 — 8 9 7 9 9 号公 報、 日 本国特開平 8 — 8 9 8 0 0 号公報、 日本国特開平 8 — 8 9 8 0 4 号公報、 日 本国特開平 8 — 1 9 8 0 6 1 号公報、 日本国特開平 9 一 2 4 8 4 6 5 号公報、 日本国特開平 1 0 - 9 9 6 9 4 号公報、 日 本国特開平 1 0 — 2 4 4 1 6 5 号公報 等参照) を用 いる こ と もできる。
更に、 これら の光触媒に、 P t 、 R h 、 R u 、 N b、 C u、 S n 、 N i 、 F e な どの金属及び Z又はこれ ら の酸化物を添 加あ る いは固定化 した ものや、 多孔質 リ ン酸カルシウム等で 被覆された光触媒 ( 日 本国特開平 1 0 — 2 4 4 1 6 6 号公報 参照) 等を使用する こ と もできる。
これ ら の光触媒の う ち 、 T i 〇 2 (酸化チタ ン) は無毒で あ り 、 化学的安定性に も優れるため好ま し い。 酸化チタ ンに は、 アナ夕一ゼ型、 ルチル型、 ブルッ カイ ト型の 3 つの結晶 形が知 られているが、 これ ら のう ち のいずれを使用 してもよ い
上記光触媒の結晶粒子径 ( 1 次粒子径) は 1 〜 2 0 0 n m、 である こ とが好ま し く 、 よ り好ま し く は 1 〜 5 O n mである。
本発明においては、 用 いる光触媒の性状が、 変性光触媒ゾ ルの分散安定性、 成膜性、 及び種々 の機能の発現に と っ て重 要な因子となる。 本発明においては、 以下の理由か ら 、 光舯 媒と して光触媒粉体ではな く 光触媒ゾルを使用する こ とが変 性光触媒ゾルを得る のに最も好ま し い方法であ る。 一般に微 細な粒子か らなる粉体は、 単結晶粒子 (一次粒子) が強力 に 凝集 した二次粒子を形成するため、 無駄にする表面特性が多 いが、 一次粒子に まで分散させる のは非常に困難である。 こ れに対 して、 光触媒ゾルの場合、 光触媒粒子は溶解せずに一 次粒子に近い形で存在 しているため表面特性を有効に利用で き、 それか ら 生成する変性光触媒ゾルは分散安定性、 成膜性 等に優れる ばか り か、 種々 の機能を有効に発現するので好ま し く 使用する こ とができる。 本発明に用 いる光触媒ゾルにお いては、 光触媒粒子は、 一次粒子と して存在していても一次 粒子と二次粒子との混合物と して存在していて もよいが、 通 常は一次粒子と二次粒子との混合物と して存在している。
本発明で好適に使用できる光触媒ゾルと しては、 平均粒子 径が、 体積平均粒子径で 4 0 0 n m以下の も のが変性後の光 触媒の表面特性を有効に利用できるために望ま しい。
また平均粒子径が、 体積平均粒子径で、 2 0 0 n m以下の 光触媒ゾルを使用 した場合、 生成する変性光触媒ゾルか らは 透明な被膜を得る こ とができ るため非常に好ま しい。 よ り 好 ま し く は平均粒子径が、 体積平均粒子径で、 1 〜 1 0 0 n m、 さ ら に好ま し く は 3 〜 2 0 n mの光触媒ゾルが好適に使用 さ れる。
該光触媒ゾルと して酸化チタ ンのゾルを例に と る と、 例え ば実質的に水を分散媒と し 、 その中 に酸化チタ ン粒子が解膠 された酸化チタ ン ヒ ド ロ ゾル等を挙げる こ とができる。 ( こ こ で、 実質的 に水 を分散媒 とする と は、 分散媒中 に水が 8 0 %程度以上含有さ れている こ と を意味する。 ) かかる ゾル の調整は公知であ り 、 容易 に製造でき る ( 日 本国特開昭 6 3 一 1 7 2 2 1 号公報、 日本国特開平 7 — 8 1 9 号公報、 日本 国特開平 9 一 1 6 5 2 1 8 号公報、 日 本国特開平 1 1 一 4 3 3 2 7 号公報等参照) 。 例えば、 硫酸チタ ンや四塩化チタ ン の水溶液を加熱加水分解して生成したメ タチタ ン酸をア ンモ ニァ水で中和 し、 析出 した含水酸化チタ ンを濾別、 洗诤、 脱 水させる と酸化チタ ン粒子の凝集物が得 られる。 この凝集物 を、 硝酸、 塩酸、 又はア ンモニア等の作用の下に解膠させ水 熱処理等を行う こ と によ り酸化チタ ン ヒ ド ロ ゾルが得られる。 また、 酸化チタ ン ヒ ド ロ ゾルと しては、 酸化チタ ン粒子を酸 やアル力 リ の作用 の下で解膠させた も のや、 酸やアル力 リ を 使用せず、 必要に応 じてポ リ アク リ ル酸ソーダなどの分散安 定剤を使用 し、 強力なせん断力の下で水中に分散させたゾル も用 いる こ とができ る。 さ ら に、 p Hが中性付近の水溶液中 において も分散安定性に優れる、 粒子表面がペルォキソ基で 修飾されたアナ夕ーゼ型酸化チタ ンゾルも 日本国特開平 1 0 — 6 7 5 1 6 号公報で提案された方法によっ て容易に得る こ とができる。
上述 した酸化チタ ン ヒ ド ロ ゾルはチタニアゾルと して市販 されてい る。 (例えば、 日 本国石原産業株式会社製 「 S T S 一 0 2 」 、 日 本国田中転写株式会社製 「 T〇 一 2 4 0 」 等) 上記酸化チタ ン ヒ ド ロ ゾル中の固形分は 5 0 重量%以下、 好ま し く は 3 0 重量%以下である。 さ ら に好ま し く は 3 0 重 量%以下 0 . 1 重量%以上である。 こ のよ う な ヒ ド ロ ゾルの 粘度 ( 2 0 °C ) は比較的低い。 本発明においては、 ヒ ド ロ ゾ ルの粘度は、 2 0 0 0 c p s 〜 0 . 5 c p s 程度の範囲にあ ればよ い。 好ま し く は 1 0 0 0 c p s 〜 l c p s 、 さ ら に好 ま し ('ま 5 0 0 c p s 〜 l c p s である。
また、 例えば酸化セ リ ウムゾル ( 日 本国特開平 8 — 5 9 2 3 5 号公報参照) や T i 、 N b 、 T a 、 Vよ り なる群か ら選 ばれた少な く と も 1 種の元素を有する層状酸化物のゾル ( 曰 本国特開平 9 一 2 5 1 2 3 号公報、 日 本国特開平 9 — 6 7 1 2 4号公報、 日本国特開平 9 一 2 2 7 1 2 2 号公報、 日 本国 特開平 9 一 2 2 7 1 2 3 号公報、 日 本国特開平 1 0 — 2 5 9 0 2 3 号公報等参照) 等、 様々 な光触媒ゾルの製造方法につ いても酸化チタ ンゾルと同様に知 られている。
また、 上述 した光触媒ゾルを用いる と、 これをそのま ま上 記の変成剤化合物で変性する こ と によ っ て、 本発明の変性光 触媒ゾルを直接に得る こ とができるので好ま しい。
本発明において用 い られる少な く と も 1 種の変性剤化合物 は、 下記式 ( 1 ) で表されるモ ノ ォキシジオルガノ シラ ン単 位、 下記式 ( 2 ) で表される ジォキシオルガ ノ シラ ン単位、 及び下記式 ( 3 ) で表される ジフルォ ロ メチ レ ン単位よ り な る群か ら選ばれる少な く と も 1 種の構造単位を有する化合物 類よ り なる群か ら選ばれる
( R 1 R 2 S i 〇) 一 ( 1 )
(式中、 R 1 , R 2 は各々独立して水素原子、 直鎖状また は分岐状の炭素数が 1 〜 3 0個のアルキル基、 炭素数 5 〜 2 0 の シ ク ロ アルキル基、 又は置換されていないか又 は炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基、 炭素数 2 0 のアル コキ シ基、 又はハ ロ ゲン原子で置換さ れてい る炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基を表す) 、
Figure imgf000027_0001
[式中、 R 1 は式 ( 1 ) で定義した通 り である ] 、 及び 一 ( C F , ) 一 ( 3 ) 。 変成剤化合物 と して、 式 ( 1 ) で表されるモ ノ ォキ シジォ ルガノ シ ラ ン単位及び Z又は式 ( 2 ) で表される ジォキ シォ ルガ ノ シ ラ ン単位を有する化合物を用 いた場合、 本発明の変 性光触媒ゾルまたは後述する本発明の変性光触媒組成物を用 いて皮膜を形成するか、 も し く は本発明の変性光触媒組成物 を用 いて成形体を形成する と 、 励起光照射によ り 励起された 変性光触媒は形成された皮膜や成形体の表面において種々 な 活性 を 示す 。 更 に 、 変性光触媒粒子 の 近傍 に 存在す る 式 ( 1 ) で表されるモ ノ ォキシジオルガ ノ シラ ン単位及び Z又 は式 ( 2 ) で表さ れる ジォキ シオルガ ノ シラ ン単位中の R 1 および R 2は、 変性光触媒の作用によ り 水酸基に置換される。 その結果、 上記の皮膜や成形体の表面の親水性が高ま る と共 に、 生成した水酸基同士の脱水縮合反応が進行する こ とによ り 、 上記の皮膜や成形体の硬度が非常に高く なる。
また、 式 ( 3 ) で表される ジフルォロ メチ レ ン単位を有す る変成剤化合物を用 いた場合、 本発明の変性光触媒ゾルまた は後述する本発明の変性光触媒組成物か らは、 光触媒活性を 有する 、 非常に疎水性の高い皮膜や成形体を得る こ とが可能 となる。
本発明において用 いる変性剤化合物は分光増感基を含有す る こ とが好ま しい。
分光増感基とは、 可視光領域及び Z又は赤外光領域に吸収 を持つ種々 の金属錯体ゃ有機色素 (即ち 、 増感色素) に由来 する基を意味する。 分光増感基を有する変成剤化合物を用 い る と、 本発明の変性光触媒ゾルは紫外線領域だけでな く 、 可 視光領域及び Z又は赤外光領域の光の照射によ っ ても触媒活 性や光電変換機能を発現する こ とができる。
増感色素と しては、 例えばキサンテ ン系色素、 ォキソ ノ 一 ル系色素、 シ ァ ニ ン系色素、 メ ロ シア ニ ン系色素、 ローダシ ァニン系色素、 スチ リ リレ系色素、 へミ シァニン系色素、 メ ロ シァニン系色素、 フ タ ロ シアニン系色素 (金属錯体を含む) 、 ポルフ ィ リ ン系色素 (金属錯体を含む) 、 ト リ フ エ二ルメ 夕 ン系色素、 ペ リ レ ン系色素、 コ ロネ ン系色素、 ァ ゾ系色素、 ニ ト ロ フ エ ノ ール系色素、 さ ら には日 本国特開平 1 — 2 2 0 3 8 0 号公報や 日 本国特許出願公表平 5 — 5 0 4 0 2 3 号公 報に記載のルテニウム、 オス ミ ウム、 鉄、 亜鉛の錯体や、 他 にルテニウム レ ッ ド等の金属錯体を挙げる こ とができる。
これら の増感色素の中で、 4 0 O n m以上の波長領域で吸 収を持ち 、 かつ最低空軌道のエネルギー準位 (励起状態の酸 化還元電位) が光触媒の伝導帯のエネルギー準位よ り 高い と いう特徴を有する も のが好ま しい。 こ のよ う な増感色素の特 徴は、 赤外 · 可視 · 紫外領域における光の吸収スぺク トルの 測定、 電気化学的方法 に よ る酸化還元電位の測定 (T. Tan i, Photogr. Sc i . Eng. , 14, 72 ( 1970) ; R. W. Ber r iman e t a I . , ibid. , 17. 235 ( 1973) ; P. B. Gi lman Jr. , ibid. , 18, 475 (1974) 等) 、 分子 軌道 法 を 用 い た エ ネ ル ギ ー 準位 の 算 定 (T. Tan i e t a 1. , Photogr. Sc i . Eng. , 11 , 1 9 (1967 ) ; D. M. Sturmer e t al . , i bid. , 17. 146 ( 1973 ) ; ibid. , 18, 49 ( 1974) ; R. G. Selby e t al., J. Opt. So Am. , 33, 1 ( 1970) 等 ) 、 更 に は光 触媒 と 増 感 色 素 に よ っ て 作成 し た Gratzel 型湿式太陽電池の光照射によ る起電力の有無や効率 等によっ て確認する こ とができる。
上記の特徵を有する増感色素の例 と しては、 9 一 フ エニル キサンテ ン骨格を有する化合物、 2 , 2 ' 一 ビ ビ リ ジン誘導 体を配位子と して含むルテニウム錯体、 ペ リ レ ン骨格を有す る化合物、 フ タ ロ シアニン系金属錯体、 ポルフ ィ リ ン系金属 錯体等を挙げる こ とができる。
上記の増感色素に由来する分光増感基を有する変成剤化合 物を得る方法には特に限定はないが、 後述する反応性基を有 する変成剤化合物 と、 こ の反応性基と反応性を有する増感色 素を反応させる こ と によっ て得る こ とができる
また、 本発明において用いる変性剤化合物は、 エポキシ基、 ァク リ ロイ ル基、 メ タ ァク リ ロイル基、 酸無水物基、 ケ ト基、 カルボキシル基、 ヒ ド ラジン残基、 イ ソ シァネー ト基、 イ ソ チオシァネー ト基、 水酸基、 ア ミ ノ基、 環状カーボネー ト基、 エステル基か らなる群よ り 選ばれる少な く と も 1 つの反応性 基を含有する こ とが好ま しい。
上記反応性基を有する変性剤化合物を用 いて得られた変性 光触媒ゾルは架橋性を有し、 耐久性等に優れた皮膜を形成す る こ とができるので好ま しい。 また、 上記反応性基と して式 ( 6 ) で表される ヒ ド ラ ジ ン 残基及び Z又はケ ト基を有する変成剤化合物を用 いた場合、 本発明の変性光触媒ゾルは低温硬化性と貯蔵安定性を兼ね備 え、 耐水性、 耐汚染性、 硬度等に優れた被膜を形成する のに 有用な ヒ ド ラ ゾン (セ ミ カルバゾン) 架橋が可能となるため、 特に好ま し い。
N R 1 2 N H ( 6 )
(式中、 R 1 2 は水素原子又は炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基 を表す。 )
また、 本発明で用いる変性剤化合物は、 水中で自己乳化性 又は溶解性を示す化合物であ る こ とが好ま し い。 そのよ う な 変成剤化合物は、 親水性基を導入する こ と によ っ て得る こ と ができ る。 親水性基の例 と しては、 カルボキシル基ある いは その塩、 リ ン酸基あ る いはその塩、 スルホ ン酸基ある いはそ の塩、 ポ リ オキシアルキ レ ン基が挙げられる。 親水性基を有 する変成剤化合物を用 いる と、 得 られる変性光触媒の水に対 する分散安定性が非常に良好なもの となるため、 本発明の体 積平均粒子径が 8 0 0 n m以下の変性光触媒ゾル ( ヒ ド ロ ゾ ル) を容易に得る こ とができるので好ま しい。
こ こで、 上記親水性基の好ま しい具体例と して、 例えば式 ( 7 ) で表されるポ リ オキシエチ レ ン基や式 ( 8 ) で表され るスルホ ン酸基あ る いはその塩、 さ ら には式 ( 9 ) で表され るカルボキシル基ある いはその塩等を挙げる こ とができる。
- C H 2 C H 2 C H 20 ( C H 2 C H 20 ) m R 7 ( 7 ) (式中、 mは 1 1 0 0 0 の整数を表す。 R 7 は、 水素原 子或いは直鎖状または分岐状の炭素数 1 3 0 個のアルキル 基を表す。 )
Figure imgf000032_0001
[式中、 n は 1 1 0 0 の整数を表す。 R 8 は、 直鎖状また は分岐状の炭素数 1 3 0個のアルキル基を表す。
B は、 水素原子、 アルカ リ 金属、 下記式で表されるア ンモ ニゥム又は置換ア ンモニゥムを表す。
H N R 9 R 1 0 R 1 1
( R 9 R 1 G R 1 1 は、 それぞれ独立 して、 水素原子、 又 は置換されていないか或いは水酸基で置換されている直鎖状 または分岐状の炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基を表す。 ) ]
Figure imgf000033_0001
[式中、 B は各々 独立 して、 水素原子、 アルカ リ 金属、 下記 式で表される ア ンモニゥム又は置換ア ンモニゥムを表す。
H N R 9 R 1 0 R 1 1
( R 9 、 R 1 D 、 R 1 1 は、 それぞれ独立 して、 水素原子、 又 は置換されていないか或いは水酸基で置換されている直鎖状 または分岐状の炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基を表す。 ) ] 本発明の変性光触媒ゾルを得るのに使用 される上式 ( 1 ) 及び Z又は上式 ( 2 ) で表される構造単位を有する変成剤化 合物と しては、 例えば後述する S i — H基、 加水分解性シ リ ル基 (アルコキシ シ リ ル基、 ヒ ド ロキシシ リ ル基、 ノ、ロゲン 化シ リ ル基、 ァセ トキシシ リ ル基、 ア ミ ノ キシシ リ ル基等) 、 エポキ シ基、 ァセ ト ァセチル基、 チオール基、 酸無水物基等 の光触媒粒子と化学結合の生成が期待できる反応性基を有す る ケィ 素化合物やポ リ オキ シアルキ レ ン基等の光触媒粒子と の親和性が期待でき る親水性基を有する ケィ 素化合物等を挙 げる こ とができる。
これ ら の例 と しては、 例えば平均組成式 ( 4 ) で表される 少な く と も 1 つの水素原子が結合 した少な く と も 1 つのケィ 素原子を包含する化合物 (以下、 屡々 「 S i - H基含有ケィ 素化合物」 と称す) ゃ該 S i 一 H基含有ケィ 素化合物と下記 式 ( 5 ' ) で表される ビニルシ リ コー ン化合物と を反応させた 生成物、 さ ら には平均組成式 ( 1 0 ) で表される加水分解性 シ リ ル基含有ケィ 素化合物を挙げる こ とができる。
H D R 。 Q 「 X s S i 〇 ) ノ 2 ( 4 )
[式中、
R は、 直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 3 0 個のアル キル基、 炭素数 5 〜 2 0 のシク ロ アルキル基、 及び置換 されていな いか又は炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基、 炭素 数 1 〜 2 0 のアルコ キ シ基、 又はハ ロゲン原子で置換さ れてい る炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基か らなる群よ り 選 ばれる少な く と も 1 つの炭化水素基を表し、
Q は、
①直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 3 0 個のアルキル基、 炭素数 5 〜 2 0 の シ ク ロ アルキル基、 置換されていな い か又は炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基、 炭素数 1 〜 2 0 の アルコ キ シ基及びハ ロ ゲン原子か ら なる群よ り 選ばれる 少な く と も 1 つの置換基で置換されている炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基、 及び炭素数 1 〜 3 0 のフルォ ロ アルキ ル基か ら なる群よ り 選ばれる少な く と も 1 つの疎水性基、
②カルボキ シル基及びその塩、 リ ン酸基及びその塩、 ス ルホ ン酸基及びその塩、 及びポ リ ォキシアルキ レ ン基か らなる群よ り 選ばれる少な く と も 1 つの親水性基、
③エポキシ基、 ァ ク リ ロ イ ル基、 メ タ ァ ク リ ロイ ル基、 酸無水物基、 ケ ト基、 ヒ ド ラ ジン残基、 イ ソ シァネー ト 基、 イ ソチオシァネー ト基、 水酸基、 ア ミ ノ 基、 環状力 —ボネー ト基、 及びエステル基か らなる群よ り 選ばれる 少な く と も 1 つの反応性基、 及び
④少な く と も 1 つの分光増感基、
か らなる群よ り 選ばれる少な く と も 1 つの機能性付与基 を含有する基を表し、
Xは、 炭素数 1 〜 2 0 のアルコキシ基、 水酸基、 ヒ ド 口キシィ ミ ノ 基、 エ ノ キシ基、 ア ミ ノ 基、 ア ミ ド基、 炭 素数 1 〜 2 0 のァ シ ロ キシ基、 ア ミ ノ キシ基、 及びハ ロ ゲン原子か らなる群よ り 選ばれる少な く と も 1 つの加水 分解性基を表し、
0 < p < 4 、 0 ぐ Q < 4 、
0 ≤ r < 4 ,
0 ≤ s < 2 > 及び
( p + q + r + s ) < 4である。 ]
CH, = CH- (R'R'S iO) - (R'R'S i) - CH-CH. ( 5 ')
(式中、 R 1 は直鎖状または分岐状の炭素数が 1 〜 3 0 個 のアルキル基、 炭素数 5 〜 2 0 のシク ロ アルキル基、 も し く は置換されていないか或いは炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基又 は炭素数 1 〜 2 0 のアルコキシ基、 又はハロゲン原子で置換 されている炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基か ら選ばれた 1 種も し く は 2 種以上か らなる炭化水素基を表す。
e は 1 以上 1 0 0 0 0 以下の整数を表す。 )
R。 X ' c S i 0 - s ) / 2 ( 1 0 )
(式中、 Rは、 直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 3 0個のァ ルキル基、 炭素数 5 〜 2 0 のシク ロ アルキル基、 及び置換さ れていないか又は炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基、 炭素数 1 〜 2 0 のアルコキ シ基、 又はハ ロゲン原子で置換されている炭 素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基か らなる群よ り選ばれる少な く と も 1 つの炭化水素基を表し、 X ' は、 炭素数 1 〜 2 0 のアルコ キ シ基、 水酸基、 エ ノ キ シ基、 炭素数 1 〜 2 0 のァ シ ロキシ基、 ア ミ ノ キ シ基、 炭素 数 1 〜 2 0 のォキ シム基か ら なる群よ り 選ばれる少な く と も
1 つの加水分解性基を表 し、
0 < q < 4 、
0 < s < 4 、 及び
0 < ( q + r ) ≤ 4 である。 )
また、 本発明の変性光触媒ゾルを得る のに使用 される上式 ( 3 ) で表される構造単位を有する化合物と しては、 例えば
S i — H基、 加水分解性シ リ ル基 (アルコキシ シ リ ル基、 ヒ ド ロキシシ リ ル基、 ノ、 ロゲン化シ リ ル基、 ァセ トキシ シ リ ル 基、 ア ミ ノ キシシ リ ル基等) 、 エポキシ基、 ァセ ト ァセチル 基、 チオール基、 酸無水物基等の光触媒粒子と化学結合の生 成が期待でき る反応性基やポ リ オキシアルキ レ ン基等の光触 媒粒子と の親和性が期待でき る親水性基を有する、 炭素数 1 〜 3 0 のフルォロ アルキル化合物や数平均分子量 1 0 0 〜 1 ,
0 0 0 , 0 0 0 のフルォロ アルキ レ ン化合物を挙げる こ とが できる。
具体的には、 式 ( 1 1 ) で表される フルォロ アルキル化合 物、 及び式 ( 1 2 ) で表される フルォロォレフ イ ン重合体が 挙げられる。
C F 3 ( C F 2 ) B - Y - ( V ) w ( 1 1 ) (式中、 g は 0 〜 2 9 の整数を表す。
Yは分子量 1 4 〜 5 0 , 0 0 0 の w価の有機基を表す。
wは 1 〜 2 0 の整数である。
Vは、 エポキ シ基、 水酸基、 ァセ ト ァセチル基、 チオール 基、 酸無水物基、 カルボキシル基、 スルホン酸基、 ポ リ オ キシアルキ レ ン基、 及び下式で表される基か らなる群か ら 選ばれた少な く と も 1 つの官能基を表す。
- S i W x R v
(式中、 Wは炭素数 1 〜 2 0 のアルコ キシ基、 水酸基、 炭素 数 1 〜 2 0 のァセ ト キシ基、 ハロゲン原子、 水素原子、 炭素 数 1 〜 2 0 のォキシム基、 エノ キシ基、 ア ミ ノ キシ基、 ア ミ ド基か ら選ばれた少な く と も 1 種の基を表す。
R は、 直鎖状または分岐状の炭素数が 1 〜 3 0 個のアルキ ル基、 炭素数 5 〜 2 0 のシク ロ アルキル基、 及び置換されて いないか或いは炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基又は炭素数 1 〜 2 0 のアルコ キ シ基、 又はハ ロゲン原子で置換されている炭 素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基か ら選ばれる少な く と も 1 種の炭 化水素基を表す。
X は 1 以上 3 以下の整数であ り 、 y は 0 以上 2 以下の整数 である。
また、 ( x + y ) = 3 である。 ) )
Figure imgf000039_0001
(式中、 八 1 〜 A 5 は同一でも異なっ ていても良 く 、 それぞれ フ ッ 素原子、 水素原子、 塩素原子、 炭素数 1 〜 6 のアルキル 基、 及び炭素数 1 〜 6 のハ ロ置換アルキル基か ら選ばれる 1 種を示す。
mは 1 0 以上 1 , 0 0 0 , 0 0 0 以下の整数であ り 、 n は 0 以上 1 , 0 0 0 , 0 0 0 以下の整数を表す。
Yは分子量 1 4 〜 5 0 , 0 0 0 の w価の有機基を表す。
wは 1 〜 2 0 の整数である。
Vは、 式 ( 1 1 ) で定義した通 り 。 ) これ ら の具体的な例 と しては、 例えば 2 —パーフルォロォ クチルェチル ト リ メ ト キシ シラ ン等のフルォロ アルキルシラ ン類、 ナフ イ オン樹脂、 ク ロ 口 ト リ フルォロエチ レ ンゃテ ト ラ フルォロエチレ ン等のフルォロォ レフ ィ ン類とエポキシ基、 水酸基、 カルボキ シル基、 ァセ ト ァセチル基、 チオール基、 環状酸無水物基、 スルホ ン酸基、 ポ リ オキシアルキ レ ン基等 を有するモ ノ マー類 ( ビニルエーテル、 ビニルエステル、 ァ リ ル化合物等) との共重合体等を挙げる こ とができる。
さ ら に、 本発明の変性光触媒ゾルを得る のに使用 される上 式 ( 1 ) 及び Z又は上式 ( 2 ) と上式 ( 3 ) で表される構造 単位を有する変成剤化合物 と しては、. 例えばフルォロ アルキ ル基と S i 一 H基、 加水分解性シ リ ル基 (アルコ キシ シ リ ル 基、 ヒ ド ロキシ シ リ ル基、 ノ、 ロゲン化シ リ ル基、 ァセ ト キ シ シ リ ル基、 ア ミ ノ キ シ シ リ ル基等) 、 エポキシ基、 ァセ ト ァ セチル基、 チオール基、 酸無水物基等の光触媒粒子と化学結 合の生成が期待でき る反応性基を有する ケィ 素化合物等を挙 げる こ とができる。
本発明の変性光触媒ゾルは、 水及びノ又は有機溶媒中にお いて、 前述 した光触媒 ( A ) と、 同 じ く 前述 した変性剤化合 物 ( B ) と を、 固形分重量比 ( A ) ( B ) 0 . 0 0
1 0 , 0 0 0 、 好ま し く は ( A ) ( B ) = 0
1 , 0 0 0 の割合で混合 し 、 0 〜 2 0 0 °C、 好ま し く は 1 0 〜 8 0 °Cにて加熱した り 、 (減圧) 蒸留等によ り 該混合物の 溶媒組成を変化さ せる等の操作をする こ と によ り 得る こ とが できる。
こ こで上記変性を行う 場合、 使用できる有機溶媒と しては、 例えばジォキサン、 テ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン、 ジメチルァセ ト ァ ミ ド、 アセ ト ン、 メ チルェチルケ ト ン、 エチレングリ コール、 プチルセ 口 ソルブ、 エタ ノ ール、 メ タ ノ ール等の親水性有機 溶媒、 及び トルエン、 キシ レ ン、 へキサン等の疎水性有機溶 媒が挙げられる。
本発明の変性光触媒ゾルは、 水及び Z又は有機溶媒の非存 在下において、 光触媒粉体を、 前述 した変成剤化合物で変性 した後、 水及び Z又は有機溶媒に分散させる こ と によつ ても 得る こ とができ る力 、 こ の場合、 光触媒の一次粒子の状態で の変性は非常に困難であ り 、 また生成する変性光触媒ゾルの 体積平均分散粒子径 も小さ く できず不安定となるため好ま し く ない。
本発明の変性光触媒ゾルを得るのに好ま し い方法は、 体積 平均粒子径 2 0 0 n m以下、 好ま し く は体積平均粒子径が 1 〜 1 0 0 n mの光触媒 ( A ) 粒子を含む光触媒ゾルを使用 し、 変成剤化合物で前述 した方法によ り 変性する方法である。 こ のよ う な体積平均粒子径が比較的小さ い光触媒粒子を含む光 触媒ゾルは、 例えば、 光触媒と して酸化チタ ンを例にとる と、 含水酸化チタ ンを塩酸、 硝酸、 ア ンモニア等の存在下で解膠 させて、 水熱処理をする こ と によっ て光触媒ゾルを得る際に、 例えば、 水熱処理の時間を調節する こ と によっ て得る こ とが できる。 その際、 水熱処理時間が短いほど体積平均粒子径の 小さ い ものが得られる。
また、 上記光触媒ゾルを変性剤化合物でで変性する際、 前 述した変性の操作によ る光触媒部分の凝集が少ない (好ま し く は無い) 変性が特に好ま しい。 このよ う な変性は例えば、 上記の S i 一 H基含有化合物を変性剤化合物 と して用いる こ とで行う こ とができる。
すなわち、 本発明の変性光触媒ゾルと して好ま しい形態は、 体積平均粒子径が 8 0 0 n m以下であ る分散粒子が、 光触媒 部分を有 し 、 該光触媒部分の体積平均粒子径が 2 0 0 n m以 下の ものであ る。 ( こ の様な形態は、 例えば 0 . 0 1 重量% 以下に希釈 した変性光触媒ゾルか ら作成 したサンプルの T E M観察等によ っ て確認できる。 ) さ ら に、 こ の様な形態が長 期に持続する変性光触媒ゾル (例えば、 3 0 °Cで 1 0 0 日 の 静置保存によ っ て も体積平均粒子径が 8 0 0 n m以下を保つ 等) は、 それか ら得 られる皮膜の物性等が安定 してお り 、 非 常に好ま し い。
こ の様な変性光触媒ゾルを得る のに有用な変成剤化合物 と しては、 例えば前述 した S i 一 H基含有ケィ 素化合物を挙げ る こ とができる。
本発明にお いて、 光触媒の変性に用 いる変性剤化合物と し て、 例えば上記平均組成式 ( 4 ) で表される S i — H基含有 ケィ 素化合物を選択 した場合、 上記変性の操作によ り 混合液 か ら は水素ガスが発生する と共に、 光触媒粒子の変性に伴う 体積平均粒子径の増加 (光触媒粒子表面への変性剤化合物の 固定化による体積平均粒子径の増加) が観察される。 また、 例えば光触媒と して酸化チタ ンを用いた場合、 上記変性の操 作によ り 、 T i 一 〇 H基の減少が I Rスぺク トリレにおける 3 6 3 0 〜 3 6 4 0 c m— 1 の吸収の減少と して観測される。
これ ら の こ とよ り 、 変成剤化合物と して S i — H基含有ケ ィ 素化合物を選択 した場合は、 本発明の変性光触媒ゾルは、 光触媒と S i 一 H基含有ケィ 素化合物の単なる混合物ではな く 、 化学結合等の何 ら かの相互作用を も っ た も のであ る こ と が予測でき るため非常に好ま し い。 実際、 こ の様に して得 ら れた変性光触媒ゾルは、 分散安定性や化学的安定性、 耐久性 等が非常に優れた物 となる。
上記平均組成式 ( 4 ) で表される S i — H基含有ケィ 素化 合物の例 と しては、 例えば下記式 ( 5 ) で表される S i — H 基含有化合物等を挙げる こ とができ る。
( R 1 H S i 〇) a ( R 1 2 S i O ) b ( R 1 Q S i O ) c
( R 1 3 S i 0 1 / 2 ) d ( 5 )
[式中、 R 1 は式 ( 1 ) で定義した通 り であ り 、 Q は式 ( 4 ) で定義 した通 り であ り 、
a は 1 以上の整数であ り 、
b 、 c は 0 又は 1 以上の整数であ り 、
( a + b + c ) ≤ 1 0 0 0 0 であ り 、 そ して
d は 0 又は 2 であ り 、 但 し、 ( a + b + c ) が 2 以上の整 数であ り 且つ d = 0 の場合、 式 ( 5 ) で表さ れる化合物は環 状シ リ コ ー ン化合物であ り 、 d = 2 の場合、 式 ( 5 ) で表さ れる化合物は鎖状シ リ コー ン化合物である。 ]
上記平均組成式 ( 4 ) の S i - H基含有ケィ 素化合物の他 の例 と して、 分子中 に下記一般式 ( 4 ' ) で表される繰 り 返 し単位、 下記一般式 ( 4 ' ' ) で表さ れる繰 り 返し単位、 末 端基 Aを各々 有 し 、 該末端基 Aが 1 つの酸素原子を介 して繰 り 返し単位中の珪素原子に結合 している シ リ コー ン化合物等 も挙げる こ とができ る
( 4 ' ) (4 ' ' )
FP
A
Si "ひ
FP
[式 ( 4 ' ) 及び式 ( 4 ' ' ) において、 R 3 は水素 ひ
原子、 直鎖状また は分岐状の炭素数が 1 〜 3 0 個のァ ルキル基、 炭素数 5 〜 2 0 のシク ロ アルキル基、 も し く は置換さ れて いな いか或いは炭素数 1 〜 2 0 のアル キル基又は炭素数 1 〜 2 0 のアルコ キ シ基、 又はハ ロ ゲン原子で置換さ れて い る炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール 基か ら 選ばれた 1 種も し く は 2 種以上か ら な る炭化水 素基、 又は下記①〜④の機能性付与基を有する基であ る。
①直鎖状ま た は分岐状の炭素数が 1 〜 3 0 個のアルキ ル基、 炭素数 5 〜 2 0 の シク ロ アルキル基、 も し く は 置換さ れて いな いか或いは炭素数 1 〜 2 0 のアルキル 基又は炭素数 1 〜 2 0 のアルコ キ シ基、 又はハ ロ ゲン 原子で置換さ れて い る 炭素数 6 〜 ·2 0 の ァ リ ール基、 及び炭素数 1 〜 3 0 の フルォ ロ アルキル基か ら なる群 よ り 選ばれる少な く と も 1 つの疎水性基。
②カ ルボキ シル基あ る いはその塩、 リ ン酸基あ る いは その塩、 ス ルホ ン酸基あ る いはその塩、 ポ リ オキ シァ ルキ レ ン基か ら な る群か ら選ばれた少な く と も 1 つの 親水性基。
③エポキシ基、 ァ ク リ ロイ ル基、 メ タァク リ ロイ ル基、 (環状) 酸無水物基、 ケ ト 基、 カ ルボキ シル基、 ヒ ド ラ ジ ン残基、 イ ソ シァネー ト基、 イ ソ チオ シァネー ト 基、 水酸基、 ア ミ ノ 基、 環状カーボネー ト基、 エステ ル基か ら な る群か ら選ばれた少な く と も 1 つ の反応性 基。
④少な く と も 1 つの分光増感基。
Αは、 一 S i R 4 R 5 R 6 ( R 4 、 R 5 、 R 6 は同 じで あっ て も異なっ て いて も よ く 、 水素原子また は直鎖状 または分岐状の炭素数が 1 〜 3 0 個のアルキル基、 炭 素数 5 〜 2 0 の シ ク ロ アルキル基、 も し く は置換され ていな いか或いは炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基又は炭 素数 1 〜 2 0 のアルコ キシ基、 又はハ ロ ゲ ン原子で置 換さ れて い る炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基か ら選ばれ た炭化水素基を表す。 ) 、 水素原子、 直鎖状または分 岐状の炭素数が 1 〜 3 0 個のアルキル基、 炭素数 5 〜 2 0 の シ ク ロ アルキル基、 も し く は置換 さ れて いな い か或 い は炭素数 1 〜 2 0 の アルキル基又は炭素数 1 〜
2 0 の アル コ キ シ基、 又はハ ロ ゲ ン原子で置換されて い る炭素数 6 〜 2 0 の ァ リ ール基カゝ ら な る群か ら選ば れた少な く と も 1 つの基を表す。
ま た、 式 ( 4 ' ) 及び式 ( 4 ' ' ) で表さ れる繰 り 返 し単位を有する化合物は、 少な く と も 1 個の S i - H基を有する。 ]
上記、 分子中 に式 ( 4 ' ) で表 さ れる繰 り 返 し単位、 式 ( 4 ' ' ) で表さ れる繰 り 返し単位、 末端基 Aを各々有 し、 該末端基 Aが 1 つの酸素原子を介 して繰 り 返し単位中の珪素 原子に結合 している シ リ コ ーン化合物は、 例えばジォキサン 等の溶媒中で、 ト リ ク ロ ロ シラ ン及び Z又はオルガノ ト リ ク ロ ロ シ ラ ン (必要 に応 じ 、 さ ら に ジオリレガ ノ ジ ク ロ ロ シ ラ ン) と水を反応させて加水分解縮重合 し、 その後アルコ ール 及び Z又は式 ( 1 3 ) で表される シ リ ル化剤と反応させた後、 必要に応 じ後述する ヒ ド ロ シ リ ル化反応によ り 機能性付与基 を導入する こ と によっ て得られる。
Z - S i R 4 R 5 R ( 1 3 )
( R 4 、 R 5 、 R 6 は同 じであっ て も異なっ ていてもよ く 、 水素原子または直鎖状または分岐状の炭素数が 1 〜 3 0 個の アルキル基、 炭素数 5 〜 2 0 のシク ロ.アルキル基、 も し く は 置換されていないか或いは炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基又は 炭素数 1 〜 2 0 のアルコ キ シ基、 又はハ ロゲン原子で置換さ れている炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基か ら選ばれた炭化水素 基を表す。 Z はハロゲン原子又は水酸基を表す。 )
本発明の平均組成式 ( 4 ) で表される S i — H基含有ケィ 素化合物において、 S i — H基は光触媒を穏和な条件で選択 性良 く 変性するための必須の官能基である。 これに対し、 平 均組成式 ( 4 ) 中の加水分解性基 Xは、 同様に光触媒の変性 に利用する こ と もでき るが、 副反応が多 く 、 得 られる変性光 触媒ゾルの安定性を悪く するため、 その含有量は少ない方が 好ま しい。 上記平均組成式 ( 4 ) のよ り 好ま し い形態は、 加 水分解性基 X を実質的に含まない系である。
また、 上記平均組成式 ( 4 ) で表される S i — H基含有ケ ィ 素化合物 と して、 機能性付与基含有基 ( Q ) を有する もの を選択する と、 本発明で得 られる変性光触媒ゾルに種々 の機 能を付与できるため好ま し い。 機能性付与基含有基 ( Q ) は 下記式で表される基である こ とが好ま しい。
- Y - ( Z ) W
(式中、 Yは分子量 1 4 〜 5 0 , 0 0 0 の W価の有機基を表 し、
Z は上記機能性付与基①〜④か ら なる群か ら選ばれる少な く と も 1 つであ り 、
Wは 1 〜 2 0 の整数である。 ) 例えば機能性付与基含有基 ( Q ) と して、 カルボキシル基 ある いはその塩、 リ ン酸基あ る いはその塩、 スルホン酸基あ るいはその塩、 ポ リ オキシアルキ レ ン基か ら なる群か ら選ば れた少な く と も 1 つの親水性基 (式 ( 4 ) 中の②) を有する 基を選択する と、 得 られる変性光触媒の水に対する分散安定 性が非常に良好な もの となるため、 本発明の体積平均分散粒 子径が 8 0 0 n m以下の変性光触媒ゾル ( ヒ ド ロ ゾル) を容 易に得る こ とができるので好ま しい。
こ こで、 上記親水性基の好ま しい具体例 と して、 例えば上 記式 ( 7 ) で表されるポ リ オキシエチ レン基や上記式 ( 8 ) で表 さ れる ス ルホ ン酸基あ る い はその塩、 さ ら には上記式 ( 9 ) で表される カルボキ シル基ある いはその塩等を挙げる こ とができる。
また、 例えば機能性付与基含有基 ( Q ) と して、 疎水性基 である炭素数 1 〜 3 0 のフルォロ アルキル基を有する基を選 択す.る と ( こ の場合平均組成式 ( 4 ) は式 ( 1 ) 及び 又は 式 ( 2 ) と式 ( 3 ) の構造単位を有する化合物となる) 、 得 られる変性光触媒は表面エネルギーの非常に小さ い ものとな り 、 本発明の変性光触媒ゾルは後述する 自己傾斜性が大き く なるばか り か、 非常に疎水性の高い皮膜を得る こ と も可能と なる もの となる。
また、 例えば機能性付与基含有基 ( Q ) と して、 エポキ シ 基、 ァ ク リ ロ イ ル基、 メ タ ァ ク リ ロイ ル基、 酸無水物基、 ケ ト基、 カルボキシル基、 ヒ ド ラ ジン残基、 イ ソ シァネー ト基、 イ ソチオシァネー ト基、 水酸基、 ア ミ ノ 基、 環状カーボネー ト基、 エステル基か らなる群か ら選ばれた少な く と も 1 つの 反応性基 (式 ( 4 ) 中の③) を含有する基を選択する と本発 明の変性光触媒ゾルは架橋性を有 し、 耐久性等に優れた被膜 を形成する こ とができるので好ま し い。
こ こで、 上記反応性基と して上記式 ( 6 ) で表される ヒ ド ラ ジン残基を含む 1 価の基及び Z又はケ ト基を含む 1 価の基 を有する ものを選択 した場合、 本発明の変性光触媒ゾルは低 温硬化性と貯蔵安定性を兼ね備え、 耐水性、 耐汚染性、 硬度 等に優れた被膜を形成する のに有用な ヒ ド ラ ゾン (セ ミ カル バゾン) 架橋が可能となるため、 特に好ま しい。
また、 例えば機能性付与基含有基 ( Q ) と して、 上記 した 分光増感基 (式 ( 4 ) 中の④) を有する ものを選択する と、 本発明の変性光触媒ゾルは、 紫外線領域だけでな く 、 可視光 領域及び Z又は赤外光領域の光の照射によっ て も触媒活性や 光電変換機能を発現する こ とができる。
上記機能性付与基含有基 ( Q ) は、 上述 した も のか ら少な く と も 1 種以上を選択 して用いる こ とができる。 特に、 変性 する光触媒と して光触媒ヒ ド ロ ゾルを選択 した場合、 親水性 基 (式 ( 4 ) 中の②) と他の機能性付与基 (式 ( 4 ) 中の①、 ③、 ④) を併用 した系は、 生成する機能性付与基を有する変 性光触媒ゾルの安定性が良好となるため好ま し い。
本発明にお いて、 上述 した平均組成式 ( 4 ) で表される S i 一 H基含有 ケィ 素化合物であ っ て 、 機能性付与基含有基 ( Q ) を有する も の (下記平均組成式 ( 4 a ) ) を得る方法 と しては、
( a ) 下記平均組成式 ( 1 4 ) で表さ れる S i - H基含有化 合物 と 、 機能性付与基 (式 ( 4 ) 中の①〜④) を有する炭素 一炭素不飽和結合化合物を ヒ ド ロ シ リ ル化反応させる方法。
( b ) 下記平均組成式 ( 1 4 ) で表される S i — H基含有化 合物 と 、 反応性基 (式 ( 4 ) 中の③) を有する炭素一炭素不 飽和結合化合物を ヒ ド ロ シ リ ル化反応させて反応性基を有す る S i 一 H基含有化合物を得た後、 該反応性基と反応性を有 する機能性付与基含有化合物を反応させる方法が挙げられる。
H p R q Q r X S i O ) / 2 ( 4 a )
(式中、 R、 Q、 及び Xは式 ( 4 ) で定義した通り
0 < p < 4 、
0 < Q < 4 、
0 < r < 4 、
0 ≤ s < 2 であ り ( p + Q + r + s ) < 4 である。 . )
H R n X 5 S i O ( 1 4 )
(式中、 R及び Xは式 ( 4 ) で定義 した通 り 。
0 < p < 4 、
0 ぐ Q ぐ 4 、
0 < r < 4 、
0 s < 2 であ り 、
( p + Q + r + s ) < 4である。 )
まず、 機能性付与基を有する S i 一 H基含有ケィ 素化合物 を得る方法と して、 上述した ( a ) の方法 (以下 ( a ) —方 法) について説明する。
( a ) —方法において、 上記式 ( 1 4 ) で表される S i — H基含有化合物に、 機能性付与基 と し て直鎖状または分岐状 の炭素数が 1 〜 3 0 個のアルキル基、 炭素数 5 〜 2 0 の シク 口 アルキル基、 も し く は置換されていないか或いは炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基又は炭素数 1 〜 2 0 のアルコキ シ基、 又 はハ ロ ゲン原子で置換されている炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ル 基か ら選ばれた疎水性基を導入する場合に用 い る炭素一炭素 不飽和結合化合物 と しては、 プロ ピ レ ン、 1 ー ブテン、 1 一 へキセ ン、 1 —ォク テ ン、 イ ソ ブテン、 2 — メチルー 1 ブ テ ン、 2 — へキセ ン ク ロ へキセ ン、 5 — ノ ルボルネ ンの 如きォ レ フ ィ ン類、 酢酸ァ リ ル、 プロ ピオ ン酸ァ リ ル、 2 - ェチルへキサ ン酸ァ リ ル、 安息香酸 ァ リ ル等のァ リ ルエス テル類、 ァ リ ルメ チルエーテル、 ァ リ ルェチルエーテル、 ァ リ ル一 n — へキ シルエーテル、 ァ リ リレシク ロへキシルエーテ ル、 ァ リ ルー 2 — ェテルへキ シルエーテル、 ァ リ ルフ エニル エーテル等のァ リ ルエーテル類、 (メ タ) ア ク リ ル酸メチル、
( メ タ ) ア ク リ ル酸ェチル、 ( メ タ ) ア ク リ ル酸プチル、 (メ タ) ア ク リ ル酸一 2 —ェチルへキシル、 (メ タ) ァ ク リ ル酸シク ロ へキ シル、 (メ タ) ア ク リ ル酸フ エニル等の (メ 夕) ア ク リ ル酸エステル類、 酢酸ビニル、 プロ ピオン酸ビ二 ル、 酪酸 ビニル、 ステア リ ン酸ビニル、 安息香酸ビニル等の カルボ ン酸 ビニルエステル類、 メチルビニルエーテル、 ェチ ルビニルエーテル、 ブチルビニルエーテル、 イ ソブチルビ二 ルエーテル、 シク 口 へキシルビニルエーテル等の ビニルエー テル類、 スチ レ ン、 (メ タ) アク リ ロニ ト リ ル、 ク ロ ト ン酸 エステル類等の炭素一炭素不飽和結合化合物等が挙げられる。 これ ら の う ち 、 末端ォ レフ ィ ン類、 5 — ノ ルボルネ ン類、 ァ リ ルエステル類、 ァ リ ルエーテル類が反応性の面で好ま しレ 上記式 ( 1 4 ) で表される S i — H基含有化合物に、 機能 性付与基と して炭素数 1 〜 3 0 のフルォロ アルキル基を導入 する場合に用 いる炭素一炭素不飽和結合化合物と しては、 例 えば式 ( 1 5 ) で表さ れるパーフルォロ アルキル基を有する ォ レ フ ィ ン類、 ァ リ ルエーテル類、 ァ リ ルエステル類、 ビニ δ 1
ルエーテル類、 (メ タ) ア ク リ ル酸エステル類等を用 いる こ とができる。
( C F ? ) σ C F ( 1
(式中、 g は 0 〜 2 9 の整数を表す。 )
上記式 ( 1 4 ) で表される S i 一 H基含有化合物に親水性 基を導入するのに用 い る炭素一炭素不飽和結合化合物と して は、 カルボキシル基あ る いはその塩、 リ ン酸基あるいはその 塩、 スルホ ン酸基ある いはその塩、 ポ リ オキシアルキ レン基、 環状酸無水物か ら なる群か ら選ばれた少な く と も 1 つの親水 性基を有するォ レフ ィ ン類、 ァ リ ルエーテル類、 ビニルエー テル類、 ビニルエステル類、 (メ タ) アク リ ル酸エステル類、 スチ レ ン誘導体等が挙げられる。
上記親水性基を有する炭素一炭素不飽和結合化合物の好ま しい具体例 と して、 例えば式 ( 1 6 ) で表されるポ リ オキシ エチ レ ン基含有ァ リ ルエーテルや式 ( 1 7 ) で表されるスル ホン酸基あ る いはその塩を含む 1 価の基を有するァ リ ルエー テル、 さ ら には 5 — ノ ルボルネン 一 2 , 3 — ジカルボン酸無 水物等を挙げる こ とができる。
C H , = C H C H ? 0 ( C H ? C H 7 O ) m R 7 ( 1 6 ) (式中、 mは 1 〜 1 、 0 0 0 の整数を表す。 R 7 は、 水素 原子或いは直鎖状または分岐状の炭素数が 1 〜 3 0個のアル キル基を表す。 )
Figure imgf000054_0001
(式中、 n は 1 〜 1 0 0 の整数を表す。 R 8 は、 直鎖状ま たは分岐状の炭素数が 1 〜 3 0個のアルキル基を表す。
B は、 水素原子、 アルカ リ 金属、 下記式で表される ア ンモ ニゥム又は置換ア ンモニゥムを表す。
H N R 9 R R
( R 9 、 R 1 Q 、 R 1 1 は、 それぞれ独立 して、 水素原子、 又は置換されていないか或いは水酸基で置換されている直鎖 状または分岐状の炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基を表す。 ) ) また、 上記式 ( 1 4 ) で表される S i — H基含有化合物に 反応性基を導入する のに用 いる炭素一炭素不飽和結合化合物 と しては、 エポキ シ基、 (メ タ) ァク リ ロイ ル基、 酸無水物 基、 ケ ト基、 カルボキシル基、 ヒ ド ラ ジン残基、 イ ソ シァネ — ト基、 イ ソチオシァネー ト基、 水酸基、 ア ミ ノ 基、 環状力 ーボネー ト基、 エステル基か らなる群か ら選ばれた少な く と も 1 種の反応性基を有するォ レフ ィ ン類、 ァ リ ルエーテル類、 ァ リ ルエス テル類、 ビニルエーテル類、 ビニルエステル類、
(メ タ) ア ク リ ル酸エステル類、 スチ レ ン誘導体等が挙げら れる。
上記反応性基を有する炭素一炭素不飽和結合化合物の好ま しい具体例 と して、 例えばァ リ ルグ リ シジルエーテル、 (メ 夕) ア ク リ ル酸グ リ シジル、 (メ タ) アク リ ル酸ァ リ ル、 ジ ァ リ ルエーテル、 ジァ リ ルフ タ レー ト 、 (メ タ) ァク リ リレ酸 ビニル、 ク ロ ト ン酸 ビニル、 エチ レ ングリ コールジ (メ タ) アク リ ル酸エステル、 無水マ レイ ン酸、 5 — ノ ルボルネ ン一 2 , 3 — ジカルボ ン酸無水物、 5 —へキセ ン一 2 —オン、 ァ リ ルイ ソ シァネー ト 、 ァ リ ルアルコール、 エチ レ ングリ コ一 ルモ ノ ア リ ルエーテル、 ァ リ ルア ミ ン、 ァ リ リレイ ソチオシァ ネー ト 、 ァ リ リレセ ミ カ リレバジ ド、 (メ タ) ア ク リ ル酸ヒ ド ラ ジ ド、 4 ー ァ リ ルォキシメ チルー 2 —ォキソ 一 1 , 3 — ジォ キソ ラ ン等を挙げる こ とができる。
また、 上記式 ( 1 4 ) で表される S i — H基含有化合物に 分光増感基を導入する のに用 いる炭素一炭素不飽和結合化合 物と しては、 前述 した分光増感基を有するォ レフ ィ ン類、 ァ リ ルエーテル類、 ァ リ ルエステル類、 ビニルエーテル類、 ビ ニルエステル類、 ( メ タ) アク リ ル酸エステル類、 スチ レ ン 誘導体等が挙げられる。 これら は、 例えば前述 した反応性基 を有する炭素一炭素不飽和結合化合物 と 、 該反応性基と反応 性を有する増感色素 と の反応によ っ て容易 に得る こ とができ る。
例えば、 反応性基を有する炭素一炭素不飽和結合化合物の 反応性基がエポキ シ基、 (環状) 酸無水物、 イ ソ シァネー ト 基、 イ ソチオシァネー ト基、 環状カーボネー ト基、 エステル 基、 ケ ト基、 (メ タ) ァ ク リ ロイ ル基の場合は、 ア ミ ノ 基、 カルボキ シル基、 水酸基、 ヒ ド ラ ジン残基、 (メ タ) ァク リ ロイ ル基か らなる群か ら選ばれた少な く と も 1 つの官能基を 有する増感色素であ り 、 逆に反応性基を有する炭素一炭素不 飽和結合化合物の反応性基がア ミ ノ 基、 カルボキシル基、 水 酸基、 ヒ ド ラ ジン残基、 (メ タ) ァ ク リ ロイ ル基の場合は、 エポキシ基、 (環状) 酸無水物、 イ ソ シァネー ト基、 イ ソチ オシァネー ト基、 環状カーボネー ト基、 エステル基、 ケ ト基、 (メ タ) ァ ク リ ロイ ル基か らなる群か ら選ばれた少な く と も 1 つの官能基を有する増感色素が挙げられる。
上記反応性基を有する炭素一炭素不飽和結合化合物とそれ に反応性を有する増感色素と の反応は、 各々 の反応性基の種 類に応じた反応温度、 反応圧力、 溶媒等の反応条件を選択 し て実施できる。 その際、 増感色素の安定性の点か ら 、 反応温 度と しては 3 0 0 °C以下が好ま し く 、 1 5 0 以下 0 で以上 がさ ら に好ま しい。
( a ) —方法において、 上記炭素一炭素不飽和結合化合物 と上記平均組成式 ( 1 4 ) で表さ れる S i — H基含有化合物 の ヒ ド ロ シ リ ル化反応は、 好ま し く は触媒の存在下、 有機溶 媒の存在下あ る いは非存在下において 0 〜 2 0 0 °Cで炭素一 炭素不飽和結合化合物 と平均組成式 ( 1 4 ) で表される S i 一 H基含有化合物を接触させる こ と によ り行う こ とができる。
ヒ ド ロ シ リ ル化反応の触媒と しては、 白金族触媒、 すなわ ちルテニウム、 ロ ジウム、 パラ ジウム、 オス ミ ウム、 イ リ ジ ゥム、 白金の化合物が適している力'、 特に白金の化合物とパ ラ ジウム の化合物が好適である。 白金の化合物 と しては、 例 えば塩化白金 ( Π ) 、 テ ト ラ ク ロ 口 白金酸 ( Π ) 、 塩化白金 ( IV ) 、 へ キサ ク ロ 口 白 金酸 ( IV ) 、 へキサ ク ロ 口 白 金 (IV) ア ンモニゥム、 ヘキサク ロ 口 白金 (IV) カ リ ウム、 水 酸化白金 ( Π ) 、 二酸化白金 (IV) 、 ジク ロ ロ ー ジシク ロべ ン夕 ジェニル— 白金 ( Π ) 、 白金一 ビニルシロキサン錯体、 白金一ホス フ ィ ン錯体、 白金一才 レフ イ ン錯体ゃ白金の単体、 アルミ ナやシ リ カや活性炭に固体白金を担持させたものが挙 げられる。 パラ ジウムの化合物と しては、 例えば塩化パラ ジ ゥム ( Π ) 、 塩化テ ト ラア ン ミ ンパラ ジウム ( Π ) 酸ア ンモ 二ゥム、 酸化パラ ジウム ( Π ) 等が挙げられる。
また、 ヒ ド ロ シ リ ル化反応に使用できる有機溶媒と しては、 例えば トルエンゃキシ レン等の芳香族炭化水素類、 へキサン、 シク ロへキサン、 ヘプタ ン等の脂肪族炭化水素類、 酢酸ェチ ル、 酢酸 n — ブチル等のエステル類、 アセ ト ン、 メチルェチ ルケ ト ン、 メ チルイ ソ プチルケ ト ン等のケ ト ン類、 テ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン、 ジォキサン等のエーテル類、 ジメ チルァセ ト ァ ミ ド 、 ジメ チルホルムア ミ ド等のア ミ ド類、 ク ロ 口ホルム、 塩化メ チ レ ン、 四塩化炭素等のハ ロゲン化合物類、 ジメチル スルホキ シ ド、 ニ ト ロベンゼン等や これ ら の 2 種以上の混合 物が挙げられる。
次に、 機能性付与基を有する S i - H基含有ゲイ 素化合物 を得る方法 と して、 上述した ( b ) の方法 (以下 ( b ) —方 法) について説明する。
( ) 一方法において使用 される反応性基を有する炭素一 炭素不飽和結合化合物 と しては、 ( a ) —方法において述べ たものを挙げる こ とができる。 また、 上記平均組成式
( 1 4 ) で表される S i — H基含有化合物と該反応性基を有 する炭素一炭素不飽和結合化合物との ヒ ド ロ シ リ ル化反応は、
( a ) —方法で述べた ヒ ド ロ シ リ ル化反応と 同 じ条件で実施 する こ とができる。
( b ) 一方法によ る と、 上記ヒ ド ロ シ リ ル化反応によっ て 下記式 ( 1 8 ) で表される平均組成を有する、 反応性基を有 する S i 一 H基含有ケィ 素化合物を得る こ とができる。
H p IX q r X s i O ( 4 _ p _ p _ r _ s ) / 2 、 l o ノ
(式中、 R及び Xは式 ( 4 ) で定義 した通 り であ り 、 Q 3 は、 エポキ シ基、 ァ ク リ ロイ ル基、 メ タ ァ ク リ ロ イ ル 基、 酸無水物基、 ケ ト基、 ヒ ド ラ ジン残基、 イ ソ シァネー ト 基、 イ ソチオシァネー ト基、 水酸基、 ア ミ ノ基、 環状カーボ ネー ト基、 エステル基か らなる群か ら選ばれた少な く と も 1 つの反応性基を有する 1 価の基を表 し、
0 < p < 4 、
0 < q < 4 ,
0 ≤ r < 4 ,
0 ≤ s く 2 であ り 、
( p + d + r + s ) < 4 である。 )
また、 上記 ( b ) —方法において、 反応性基を有する S i 一 H基含有ケィ 素化合物 [平均組成式 ( 1 8 ) ] と反応性を有 する機能性付与基含有化合物と しては、 例えば、 反応性基を 有する S i 一 H基含有ケィ 素化合物の該反応性基がエポキシ 基、 酸無水物、 イ ソ シァネー ト基、 イ ソチオシァネー ト基、 環状カーボネー ト基、 エステル基、 ケ ト基、 (メ タ) ァ ク リ ロイ ル基の場合は、 ア ミ ノ 基、 カルボキシル基、 水酸基、 ヒ ド ラ ジン残基、 (メ タ) ァ ク リ ロイ ル基か らなる群か ら選ば れた少な く と も 1 つの官能基を有する機能性付与基含有化合 物であ り 、 逆に該反応性基がア ミ ノ 基、 カルボキシル基、 水 酸基、 ヒ ド ラ ジン残基、 (メ タ) ァ ク リ ロイ ル基の場合は、 エポキシ基、 酸無水物、 イ ソ シァネー ト基、 イ ソチオシァネ — 卜 基、 環状カ ーボネー ト 基、 エス テル基、 ケ ト基、 ( メ 夕) ァ ク リ ロイ ル基カゝ ら なる群か ら選ばれた少な く と も 1 つ の官能基を有する機能性付与基含有化合物が挙げられる。 こ こで、 機能性付与基含有基とは上述 した平均組成式 ( 4 ) 中 における機能性付与基含有基 ( Q ) と同様である。
上記平均組成式 ( 1 8 ) で表される反応性基を有する S i 一 H基含有ケィ 素化合物とそれに反応.性を有する機能性付与 基含有化合物との反応は、 各々 の反応性基の種類に応じた反 応温度、 反応圧力、 溶媒等の反応条件を選択して実施できる。 その際、 S i — H基の安定性の点か ら 、 反応温度と しては 3 0 0 °C以下が好ま し く 、 1 5 0 °C以下 0 °C以上がさ ら に好ま しい。
本発明の変性光触媒ゾルにおいて、 上述した機能性付与基 を有する変性光触媒ゾルを得る方法と しては、
( I ) 光触媒ゾルを、 上記平均組成式 ( 4 a ) で表される 機能性付与基を有する S i 一 H基含有化合物を用 い、 前述 し た方法で変性する方法。
( Π ) 光触媒ゾルを、 上記平均組成式 ( 1 8 ) で表される 反応性基を有する S i 一 H基含有ゲイ 素化合物で変性した後、 同 じ く 前述 した該反応性基と反応性を有する機能性付与基含 有化合物を反応させる方法を挙げる こ とができる。
こ こで、 ( Π ) の方法において反応性基を有する S i — H 基含有ケィ 素化合物で変性された光触媒ゾルと該反応性基と 反応性を有する機能性付与基含有化合物との反応は、 前述 し た ( b ) —方法にお ける反応性基を有する S i 一 H基含有ケ ィ 素化合物 と該反応性基と反応性を有する機能性付与基含有 化合物と の反応と同様に行う こ とができる。
と こ ろで、 上述 した平均組成式 ( 4 ) で表される S i — H 基含有ケィ 素化合物による光触媒の変性は、 5 1 — 11基に対 し脱水素縮合触媒と して働 く 物質が光触媒に固定された状態 において 0 〜 1 0 0 °Cで実施するのがよ り好ま しい。
この場合、 あ らか じめ光還元法等の方法で脱水素縮合触媒 と して働 く 物質を光触媒に固定 し、 S i — H基含有ケィ 素化 合物で変性 して も良い し、 脱水素縮合触媒と して働く 物質の 存在下に S i 一 H基含有ケィ 素化合物で光触媒を変性しても 良い。 後者の場合、 脱水素縮合触媒と して働 く 物質は物理吸 着や光還元によ っ て光触媒に固定され S i 一 H基含有ケィ 素 化合物で変性される こ と になる。
こ こで S i 一 H基に対 し脱水素縮合触媒と して働く 物質と は、 S i 一 H基と光触媒表面に存在する水酸基 (酸化チタ ン の場合は T i 一 O H基) ゃチオール基、 ア ミ ノ 基、 カルボキ シル基等の活性水素基、 さ ら には水等との脱水素縮合反応を 加速する物質を意味し、 該脱水素縮合触媒と して働く 物質を 光触媒に固定化する こ と によ り 温和な条件で選択的に光触媒 表面を変性する こ とが可能となる。
該 S i — H基に対 し脱水素縮合触媒と して働 く 物質と して は、 例えば白金族触媒、 すなわちルテニウム、 ロ ジウム、 パ ラ ジウム、 オス ミ ウム、 イ リ ジウム、 白金の単体及びその化 合物や、 銀、 鉄、 銅、 コバル ト 、 ニ ッ ケル、 錫等の単体及び その化合物が挙げ られる。 これ ら の中で白金族触媒が好ま し く 、 白金の単体及びその化合物が特に好ま しい。
以下、 白金を光触媒ゾルに光還元法で変性する方法を例に とっ て説明する。
まず、 白金溶液を光触媒ゾル溶液に固形分と して 0 . 0 0 1 〜 5重量% を添加する。 こ こ で白金溶液の p Hを光触媒ゾ ル溶液とほぼ同 じ に し 、 光触媒ゾルの溶液中のゼ一夕電位を なるべく 変化させないよ う にする こ と によ り 、 光触媒ゾルの 単分散性を維持する こ とが好ま しい。
こ こ で白金溶液と は白金を含む塩と溶媒か ら なる溶液をい う。 白金を含む塩と しては、 例えば塩化白金 ( Π ) 、 テ ト ラ ク ロ 口 白金酸 ( Π ) 、 塩化白金 (IV) 、 へキサク ロ 口 白金酸
(IV) 、 へキサク ロ 口 白金 (IV) ア ンモニゥム、 へキサク ロ 口 白 金 ( IV ) カ リ ウ ム 、 水酸化 白 金 ( Π ) 、 二酸化 白 金
(IV) 、 ジク ロ ロ 一 ジシク ロペンタ ジェ二ルー 白金 ( Π ) 、 白金一 ビニルシロ キサン錯体、 白金— ホス フ ィ ン錯体、 白金 一才 レフ イ ン錯体等を使用する こ とができる。 また溶媒と し ては水、 エタ ノ ール、 プロノ\° ノ ーリレ、 イ ソ プロノ ノ ール、 ジ ォキサン、 テ ト ラ ヒ ドルフ ラ ン、 トルエ ン等が使用できる。 白金溶液における 、 白金を含む塩の濃度は、 0 . 0 0 1 〜 8 0重量%が好ま し い。 次に光触媒ゾル溶液と 白金塩溶液と の混合物を攪拌 しなが ら 、 光触媒に電子と正孔を生成させる こ とが可能な波長の光 (好ま し く は紫外線を含む光) を照射する。 こ こで光を照射 する光源は、 例えば紫外線ラ ンプ、 B L B ラ ンプ、 キセ ノ ン ラ ンプ、 水銀灯、 蛍光灯などが挙げられる。
光の照射方法も基本的には問わないが、 容器と して透明の ものを用 いる場合で も容器の壁面が光を吸収するため、 容器 の開 口部か ら光を照射するほう がよい。
光源と容器と の距離は数 c m〜数 1 0 c m程度がよ い。 近 すぎる と光源か ら発する熱によ り 試料溶液の上面が乾 く おそ れがあ り 、 遠すぎる と照度が低下するか らである。 照射時間 は光源の照度によ り 異なるが数秒〜数 1 0 分程度照射すれば 白金が光触媒粒子に強固に付着する。
本発明の変性光触媒ゾルは、 変性光触媒が水及びノ又は有 機溶媒に安定性良 く 分散 したものである。
本発明の変性光触媒ゾルにおける 、 変性光触媒粒子の平均 粒子径は、 体積平均粒子径で、 8 0 0 n m以下である。 なお この平均粒子径は、 本発明の変性光触媒ゾル中 に分散 してい る状態における平均粒子径を指すものであ り 、 変性光触媒ゾ ル中か ら分離された状態における平均粒子径ではない。
変性光触媒粒子の平均粒子径が 8 0 0 n mよ り 大きい と、 該変性光触媒ゾルの分散安定性が悪く 、 変性光触媒ゾル自体 はも と よ り 、 変性光触媒ゾルと樹脂と を包含する変性光触媒 組成物でさ えコーティ ング剤 と して用 いる こ とができない。 本発明 において、 変性光触媒ゾルの分散安定性をさ ら に優 れた も の に し 、 成膜性等の種々 の機能が効率的に発現される よ う にするためには、 変性光触媒粒子の平均粒子径が、 体積 平均粒子径で 4 0 0 n m以下であ る こ とが好ま し く 、 よ り 好 ま し く は 2 0 0 n m以下、 さ ら に好ま し く は l n m以上 1 0 0 n m以下、 特に好ま し く は 5 n m以上 8 0 n m以下である。 なお、 従来、 二酸化チタ ンな どで単に粒径と して表示され ている数値は、 多 く の場合一次粒子径であ り 、 凝集によ る二 次粒子径を考慮した数値ではない。
本発明の変性光触媒ゾルは、 液体媒体中に、 上記のよ う な 変性光触媒粒子が、 分散されてなる ゾルである。 本発明の変 性光触媒ゾルにおいて、 変性光触媒粒子の含有量は、 変性光 触媒ゾルの重量に対 し 0 . 0 1 〜 7 0 重量%が好ま し く 、 よ り好ま し く は 0 . 1 〜 5 0 重量%である。
液体媒体の種類には特に限定はないが、 水及びノ又有機溶 媒を用 いる こ とができ る。 使用できる有機溶媒と しては、 例 えばジォキサン、 テ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン、 ジメチルァセ ト ア ミ ド、 アセ ト ン、 メチルェチルケ ト ン、 エチレ ングリ コール、 プチルセ 口 ソルブ、 エタ ノ ール、 メ タ ノ ール等の親水性有機 溶媒、 及び トルエン、 キシ レ ン、 へキサン等の疎水性有機溶 媒が挙げられる。
また、 変性する光触媒の形態と して光触媒ヒ ド ロ ゾル [実 質的に水を分散媒と し 、 その中に光触媒粒子が解膠されたゾ ルを意味する ( こ こで、 実質的に水を分散媒とする と は、 分 散媒中 に水が 8 0 % 程度以上含有さ れて い る こ と を意味す る) ] を用 いた場合は、 水系の変性光触媒ゾルを得る こ とが でき る。 また、 こ の様に して得 られた水系の変性光触媒ゾル か ら は、 その分散媒を有機溶媒に溶媒置換する こ と によっ て 変性光触媒オルガ ノ ゾル [実質的に有機溶媒を分散媒と し、 その変性光触媒粒子が安定に分散されたゾルを意味する ( こ こで、 実質的に有機溶媒を分散媒とする とは、 有機溶媒が 8 0 %程度以上含有されている液を分散媒とする こ と を意味す る) ]を得る こ と もできる。
水系の変性光触媒ゾルを有機溶媒で溶媒置換する方法と し ては、 例えば、
( i ) 水系の変性光触媒ゾルに有機溶媒を添加 した後、 水を 減圧ある いは常圧下で加熱除去する方法、
( i i ) 水系の変性光触媒ゾルの水を減圧ある いは常圧下で加 熱除去した後、 有機溶媒を添加する方法、
( i i i ) 水系の変性光触媒ゾル中の変性光触媒を有機溶媒で 溶媒抽出する方法等が挙げられる。
こ こで、 溶媒置換するのに使用 される有機溶媒と しては、 例えば ト ルエンゃキ シ レ ン等の芳香族炭化水素類、 エタ ノ ー ル、 n — ブ夕 ノ ール等のアルコール類、 エチ レングリ コール、 プロ ピ レ ンダリ コ ール等の多価アルコ ール類、 ブチルセ ロ ソ ルブ、 ェチルセ 口 ソ ルブ、 ブチルセ 口 ソルブアセテー ト 、 プ 口 ピ レ ン ダ リ コ ールモ ノ ェチルエーテル、 プロ ピ レ ング リ コ ールモ ノ プロ ピルエーテル等のダ リ コ ール誘導体類、 へキサ ン、 シク ロ へキサン、 ヘプタ ン等の脂肪族炭化水素類、 酢酸 ェチル、 酢酸 η — ブチル等のエステル類、 アセ ト ン、 メチル ェチルケ ト ン、 メ チルイ ソ プチルケ ト ン等のケ ト ン類、 テ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン、 ジォキサン等のエーテル類、 ジメチルァセ ト ア ミ ド、 ジメ チルホルムア ミ ド等のア ミ ド類、 ジブチルァ ミ ン、 ト リ エタ ノ ールァ ミ ン等のア ミ ン類、 ク ロ 口ホルム、 塩化メチ レ ン、 四塩化炭素等のハロゲン化合物類、 ジメチル スルホキシ ド、 ニ ト ロベンゼン、 酸類、 アルカ リ 類等や これ ら の 1 種以上 の混 合物が挙 げ ら れ る 。 それ ら の 中 で方法
( i ) で溶媒置換する場合は、 例えばプチルセ 口 ソルブ、 プ ロ ピ レ ング リ コールモ ノ ェチルェ一テリレ、 ジォキサン、 テ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン、 ジメ チルァセ ト ア ミ ド、 メチルェチルケ ト ン、 エチ レ ンダ リ コ ール、 エタ ノ ール等の親水性有機溶媒の 使用が好ま し く 、 方法 ( i i i ) で溶媒置換する場合は トルェ ン、 キシ レ ン、 へキサン、 酢酸ブチル等の疎水性有機溶媒の 使用が好ま しい。
本発明の変性光触媒ゾルは、 そのま ま変性光触媒コ一ティ ング剤 と して用 いて も 良い し、 後述する機能性物質とか らな る光触媒組成物と して使用する こ と もできる。
本発明 に お け る 光触媒組成物 は、 上記変性光触媒 ゾル ( C ) と機能性物質 ( D ) の固形分重量比 ( C ) ノ ( D ) =
0 . 0 0 0 1 〜 1 0 0 である こ とが好ま し い。 また、 ( C )
/ ( D ) = 0 . 0 0 1 〜 1 0 の割合力、 ら なる こ と力 よ り 好ま しい。
上記機能性物質 と して樹脂を用 いる場合に関 して以下に説 明する。
本発明の光触媒組成物に使用でき る樹脂と しては、 全ての 合成樹脂及び天然樹脂が使用可能であ る。 また、 その形態に ついては、 ペ レ ツ ト であっ ても溶媒に溶解ある いは分散 した 形態であ っ ても良 く 、 特に制限はないが、 コ 一ティ ング用 と しての樹脂塗料の形態が最も好ま し い。
本発明に使用でき る樹脂塗料と しては特に制限はな く 、 公 知の ものを用いる こ とができる。 樹脂塗料の例 と しては、 油 性塗料、 ラ ッ カー、 溶剤系合成樹脂塗料 (アク リ ル樹脂系、 エポキ シ樹脂系、 ウ レ タ ン樹脂系、 フ ッ 素樹脂系、 シ リ コ ン — アク リ ル樹脂系、 アルキ ド樹脂系、 ア ミ ノ アルキ ド樹脂系、 ビニル樹脂系、 不飽和ポ リ エステル樹脂系、 塩化ゴム系等) 、 水系合成樹脂塗料 (ェマルジ ヨ ン系、 水性樹脂系等) 、 無溶 剤合成樹脂塗料 (粉体塗料等) 、 無機質塗料、 電気絶縁塗料 等を挙げる こ とができる。
これ ら の樹脂塗料の中で、 光触媒に対 し難分解性である シ リ コ ン系樹脂やフ ッ 素系樹脂、 さ ら にはシ リ コ ン系樹脂と フ ッ素系樹脂の併用系の樹脂塗料が好ま し く 用い られる。 こ のよ う な シ リ コ ン系樹脂と しては、 例えばアルコ キ シ シ ラ ン及び Z又はオルガ ノ アルコキシシラ ンやそれら の加水分 解生成物 (ポ リ シ ロ キサン) 及び/又はコ ロイ ダルシ リ カ 、 さ ら にはシ リ コ ン含有量 1 〜 8 0 重量% のァ ク リ リレー シ リ コ ン樹脂、 エポキシ — シ リ コ ン榭脂、 ウ レタ ン— シ リ コ ン樹脂 やアルコ キシシラ ン及び Z又はオルガノ アルコ キシシラ ンや それ ら の加水分解生成物 (ポ リ シ ロキサン) 及び Z又はコ ロ ィ ダルシ リ カ を 1 〜 8 0 重量%含有する樹脂等が挙げられる。 これ ら の シ リ コ ン系樹脂は、 溶剤に溶けたタイ プ、 分散タイ プ、 粉体タイ プのいずれであっ ても良 く 、 また架橋剤、 触媒 等の添加剤が含まれていても良い。
上記アルコ キシシラ ン及び Z又はオルガノ アルコキシシラ ンの具体例 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 一 n -フ ロ ポキ シシ ラ ン、 テ ト ラ 一 i — プ ロポキ シ シ ラ ン、 テ ト ラ ー n — ブ トキシシラ ン等のテ ト ラ ァ ルコ キシ シラ ン類 ; メ チル ト リ メ トキシシラ ン、 メチル ト リ エ トキシ シラ ン、 ェチル 卜 リ メ トキシシラ ン、 ェチル ト リ エ 卜キシ シラ ン、 n — プロ ピリレ ト リ メ 卜 キシシラ ン、 n — プロ ピル ト リ エ トキシシラ ン、 i — プロ ピリレ ト リ メ トキシシラ ン、 i 一 プロ ピル ト リ エ ト キシシラ ン n ブチル 卜 リ メ トキ -ン二 シラ ン、 n — ブチリレ 卜 リ エ トキシシラ ン、 n — ペンチル ト リ メ 卜十シ シ ラ ン、 n — へ干 シリレ 卜 リ メ 卜キシシラ ン、 n —へ プチル ト リ メ ト キ シ シ ラ ン、 n —才ク チル ト リ メ トキシシラ ン、 ビニル ト リ メ ト キシシラ ン、 ビニル 卜 リ エ トキシシラ ン、 シク ロへキ シリレ ト リ メ トキシ シラ ン、 シク ロへキ シル ト リ エ トキシ シ ラ ン、 フ エ二リレ ト リ メ トキシシ ラ ン、 フ エニル ト リ エ ト キ シ シ ラ ン、 3 — ク ロ 口 プロ ビル ト リ メ トキシ シ ラ ン、 3 — ク ロ 口 プロ ピリレ ト リ エ トキシシラ ン、 3 , 3 , 3 — ト リ フ ロ ロ プロ ピリレ ト リ メ ト キシシラ ン、 3 , 3 , 3 — ト リ フ ロ 口 プロ ピル 卜 リ エ ト キシシラ ン、 3 — ァ ミ ノ プロ ビル ト リ メ トキシ シ ラ ン、 3 — ァ ミ ノ プロ ピリレ ト リ エ トキ シシラ ン、 2 ー ヒ ド ロキ シェチリレ ト リ メ トキシシラ ン、 2 — ヒ ド ロキシェ チル ト リ エ トキシ シ ラ ン、 2 — ヒ ド ロキシプロ ビル ト リ メ ト キシシラ ン、 2 — ヒ ド ロキシプロ ピル ト リ エ ト キシシラ ン、 3 — ヒ ド ロキシプロ ピリレ ト リ メ トキシシラ ン、 3 — ヒ ド ロキ シプロ ビル ト リ エ 卜 キシシラ ン、 3 — メ ルカ プ ト プロ ビル ト リ メ トキシシラ ン、 3 — メルカ プ ト プロ ピル ト リ エ トキシシ ラ ン、 3 —イ ソ シアナ一 ト プロ ビル ト リ メ ト キ シシラ ン、 3 一イ ソ シアナ一 ト プロ ピル ト リ エ トキシシラ ン、 3 — グ リ シ ドキシプロ ビル ト リ メ トキシシラ ン、 3 — グリ シ ドキシプロ ピル ト リ エ トキシ シ ラ ン、 2 — ( 3 , 4 一エポキシシク ロへ キシル) ェチル ト リ メ トキシシラ ン、 2 — ( 3 , 4 一ェポキ シ シ ク ロ へキ シリレ) ェチル ト リ エ ト キ シ シ ラ ン、 3 — ( メ 夕) アク リ ルォキシプロ ビル ト リ メ トキシシラ ン、 3 — (メ 夕) ァ夕 ク リ ルォキ シプロ ピル ト リ エ ト キシシラ ン、 3 — ゥ レイ ド プロ ビル ト リ メ トキ シシラ ン、 3 — ゥ レイ ドプロ ピル ト リ エ ト キ シ シラ ン等の 卜 リ アルコ キ シシラ ン類 ; ジメ チル ジメ 卜 キ シ シ ラ ン、 ジメ チリレジェ 卜 キシ シラ ン、 ジェチルジ メ トキ シ シ ラ ン、 ジェチリレジェ ト キシ シラ ン、 ジー n — プロ ヒリレジメ 卜キシシラ ン、 シ n フ ロ ピリレジェ トキシシラ ン ン — プロ ピルジメ ト キ シシラ ン、 ン ― 1 プ口 ピルジェ 卜キ シ シ ラ ン、 、ジー n — フ チリレンメ 卜 十シシラ ン、 ジー n — ブチルジェ 卜キシシ ラ ン、 ジー n — ペンチルジメ 卜キシシラ ン、 ジ一 n —ペンチリレジェ ト キシ シラ ン、 ジ一 n —へキシル ン メ 卜 十 シ シ ラ ン、 ン 一 n — へ 十 ン リレシエ ト キシ シラ ン ン
— n — へプチルジメ 卜 キシシラ ン、 ジー n — へプチルジェ ト キシシラ ン、 ジ一 n — 才ク チリレジメ 卜十シシラ ン、 ジ一 n — ォク チリレジェ トキシ シラ ン、 ジシク ロ へキシリレジメ トキシシ ラ ン、 ジシク ロへキシルジェ トキシシ ラ ン、 ジフ エ二ルジメ トキシシ ラ ン、 ジフ エ二ルジェ トキシ シラ ン等のジァリレコキ シシラ ン類 ; ト リ メ テルメ ト キシシラ ン、 ト リ メ チルェ トキ シシラ ン等のモ ノ ァリレコキシシラ ン類等を挙げる こ とができ る。 これ ら の う ち 、 ト リ アルコキシシラ ン類、 ジアルコ キシ シラ ン類が好ま し く 、 また ト リ アルコ キシシラ ン類と 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 ンが好 ま し く 、 またジアルコ キシシラ ン類と しては、 ジメチルジメ トキシシラ ン、 ジメ チルジェ トキシシラ ンが好ま しい。 また、 これら のアルコキシ シラ ン及び Z又はオルガノ アルコキシシ ラ ンは、 単独でまたは 2 種以上を混合 して使用する こ とがで さる。
上記アルコ キシ シ ラ ン及び Z又はオルガ ノ アルコキ シ シラ ンが加水分解生成物 (ポ リ シ ロキサン) と して使用 される と き、 該部分縮合物のポ リ スチ レン換算重量平均分子量 (以下、 「M w」 とレ う 。 ) は、 好ま し く は 4 0 0 〜 1 0 0 , 0 0 0 、 さ ら に好ま し く は 8 0 0 〜 5 0 , 0 0 0 である。
また、 上記フ ッ 素系榭脂と しては、 例えば P T F Eやポ リ フ ツイヒビニ リ デン、 さ ら にはフ ッ 素含有量 1 〜 8 0 重量% の アク リ ル一 フ ッ 素樹脂、 エポキシ一 フ ッ 素樹脂、 ウ レタ ン 一 フ ッ 素樹脂やフルォ ロ ォ レフ イ ン と炭素一炭素不飽和化合物 ( ビニルエーテル類、 ビニルエス テル類、 ァ リ ル化合物、 (メ タ) ア ク リ ル酸エステル類等) と の共重合体等が挙げら れる。 これ ら のフ ッ 素系樹脂は、 溶剤に溶けたタイ プ、 分散 タイ プ、 粉体タイ プのいずれであっ ても良 く 、 また架橋剤、 触媒等の添加剤が含まれていても良い。
また、 本発明の変性光触媒ゾルが、 エポキシ基、 ァ ク リ ロ ィ ル基、 メ タ ァ ク リ ロイ ル基、 酸無水物基、 ケ ト基、 カルボ キシル基、 ヒ ド ラ ジ ン残基、 イ ソ シァネー ト基、 イ ソチオシ ァネー ト基、 水酸基、 アミ ノ 基、 環状カーボネー ト基、 エス テル基か らなる群よ り 選ばれる少な く と も 1 つの反応性基を 含有する化合物で変性された ものであ る場合、 変性光触媒ゾ ルが有する該反応性基と反応性を有する官能基を含有する化 合物又は樹脂と混合 して、 光触媒組成物と して使用する こ と が好ま し い。 得 られる光触媒組成物中には、 変性光触媒ゾル に含まれる反応性基と上記化合物又は樹脂の官能基とがー部 反応する こ と も あ る力 ( 4 0 °C以下の温度及び 8 時間の貯蔵 期間における反応率が 5 0 %以下) 、 光触媒組成物の大部分 は変性光触媒ゾルと上記化合物又は樹脂との混合物か らなる。
これ ら の中で、 該反応性基と して ヒ ド ラ ジン残基及び Z又 はケ ト基を有する本発明の変性光触媒ゾルと、 機能性物質と してポ リ ヒ ド ラ ジン化合物及び Z又はポ リ カルボニル化合物 とを含む光触媒組成物は、 低温硬化性と貯蔵安定性を兼ね備 え、 耐水性、 耐汚染性、 硬度等に優れた ヒ ド ラ ゾン結合又は セ ミ カルバゾン結合によ る架橋皮膜を形成する ので特に好ま しい。
上記ポ リ ヒ ド ラ ジン化合物と しては、 ポ リ ヒ ド ラジ ド化合 物、 ポ リ セ ミ カルバジ ド化合物、 炭酸ポ リ ヒ ド ラ ジ ド類等が 挙げられる。
これ ら の中で好ま し いポ リ ヒ ド ラ ジン化合物 と しては、 ァ ジピン酸ジヒ ド ラ ジ ドや、 国際出願公開公報第 W 0 9 6 ノ 0 1 2 5 2 号明細書で提案されているポ リ セミ カルバジ ド誘導 体を挙げる こ とができる。
また、 上記ポ リ カルボニル化合物 と しては、 例えばカルボ 二ル基を含有する共重合体、 日本国特開平 2 — 2 3 8 0 1 5 号公報に記載されているがごとき ヒ ド ロキシァセ ト ン等の力 ルポニル基のあるモ ノ またはポ リ アルコールを原料とする力 ルポニル基含有ポ リ ウ レタ ン類、 ァセ ト ァセチル化ポ リ ビニ ルアルコ ール、 ァセ ト ァセチル化 ヒ ド ロキシアルキルセル口 —ス等、 及びこれら の併用が挙げられる。
これ ら の中で好ま し いポ リ カルボニル化合物は、 カルボ二 ル基含有エチ レ ン性不飽和単量体 (ィ ) と、 該単量体 (ィ ) と共重合可能なエチ レ ン性不飽和単量体 (口) と を共重合す る こ と によっ て得 られるカルボ二ル基を含有する共重合体で あ り 、 さ ら に好ま し く はポ リ カルボニル化合物が、 カルボ二 ル基含有エチ レ ン性不飽和単量体 (ィ ) 0 . 1 〜 3 0 重量% と、 該単量体 (ィ ) と共重合可能なエチ レ ン性不飽和単量体
(口) 7 0 〜 9 9 . 9 重量% と を共重合する こ と によ っ て得 られるカルボ二ル基を含有する共重合体である。
カルボニル基含有エチ レン性不飽和単量体 (ィ ) と しては、 ダイ アセ ト ンアク リ ルア ミ ド、 ダイ アセ ト ンメ 夕 ク リ ルア ミ ド、 ァ ク ロ レイ ン、 ビニルメ チルケ ト ン、 ァセ ト ァセ トキ シ ェチルメ タ ク リ レー ト 、 ァセ ト ァセ ト キシェチルァク リ レー ト、 ホルミルスチロール等や、 その併用が挙げられる。
単量体 ( ィ ) と 共重合可能な エチ レ ン性不飽和単量体
(口) と しては、 ア ク リ ル酸エステル、 メ 夕 ク リ ル酸エステ ル、 カルボキシル基を持つエチ レン性不飽和単量体類、 ェポ キシ基を持つエチ レ ン性不飽和単量体類、 ア ク リ ルア ミ ド系 単量体、 メ 夕 ク リ ルア ミ ド系単量体、 シア ン化ビニル類等が 挙げ られ、 (メ タ ) ア ク リ ル酸エステルの例 と しては、 ァ ルキル部の炭素数力 1 〜 1 8 の (メ タ) アク リ ル酸アルキ ルエステル、 アルキル部の炭素数力 1 〜 1 8 の (メ タ) ァ ク リ ル酸 ヒ ド ロキ シアルキルエステル、 エチ レ ンォキサイ ド 基の数力 1 〜 1 0 0 個の (ポ リ ) ォキシエチ レ ン (メ タ) ァ ク リ レー ト 、 プロ ピ レ ンォキサイ ド基の数力 1 〜 1 0 0 個の (ポ リ ) ォキシプロ ピ レ ン (メ タ) ァ ク リ レー ト 、 エチ レ ン オキサイ ド基の数力 1 〜 1 0 0 個の (ポ リ ) ォキシエチ レン ジ (メ タ ) ァ ク リ レー ト 等が挙げら れる。 (メ タ) ァ ク リ ル酸エス テルの具体例 と しては、 (メ タ) ア ク リ ル酸メ チ ル、 (メ タ) アク リ ル酸ェチル、 (メ タ) アク リ ル酸 n — プチル 、 ( メ タ ) ア ク リ ル酸 2 — ェチルへキ シル、 ( メ 夕) ア ク リ ル酸メチルシ ク ロ へキ シル、 (メ タ) ア ク リ ル 酸 ドデシル等が挙げ ら れる。 (メ タ) ア ク リ ル酸 ヒ ド ロキ シアルキルエステルの具体例 と しては、 (メ タ) アク リ ル酸 2 — ヒ ド ロ キシェチル、 (メ タ) ア ク リ ル酸 2 — ヒ ド ロキシ プロ ピル、 (メ タ) ア ク リ ル酸 2 — ヒ ド ロキ シシク ロへキ シ ル、 (メ タ) アク リ ル酸 ドデシル等が挙げられる。 (ポ リ ) ォキ シエチ レ ン ( メ タ ) ァ ク リ レー ト の具体例 と しては、 (メ タ) ア ク リ ル酸エチ レングリ コ一ル、 (メ タ) ァク リ ル酸エチ レ ン グ リ コ ールモ ノ メ チルエーテル、 (メ タ) ァ ク リ ル酸ジエチ レ ン グ リ コ ール、 (メ タ) ァ ク リ リレ酸ジェ チ レ ング リ コールモ ノ メ チルエーテル、 (メ タ) ア ク リ ル 酸テ ト ラ エチ レ ン グ リ コ ール、 メ ト キ シ (メ タ) ア ク リ ル 酸テ ト ラ エチ レ ング リ コ ール等が挙げられる。 (ポ リ ) ォキ シプロ ピ レ ン (メ タ) ァ ク リ レー ト の具体例 と しては、 (メ 夕) ア ク リ ル酸プロ ピ レ ン グ リ コ ール、 (メ タ ) ア ク リ ル 酸プロ ピ レ ン グ リ コ ールモ ノ メ チルエーテル、 (メ タ) ァ ク リ リレ酸ジプロ ピ レ ン グ リ コ ール、 (メ タ) ァ ク リ リレ酸ジ プロ ピ レ ン グ リ コ ールモ ノ メ チルエーテル、 ( メ タ) ァ ク リ リレ酸テ ト ラ プロ ピ レ ング リ コ ール、 (メ タ) ア ク リ ル酸 テ ト ラ プロ ピ レ ング リ コールモ ノ メチルエーテル等が挙げら れる。 (ポ リ ) ォキ シエチ レ ンジ (メ タ) ァ ク リ レー ト の具 体例 と しては、 ジ (メ タ) アク リ ル酸エチレングリ コール、 ジ (メ タ) ァク リ リレ酸ジエチ レングリ コール、 メ トキシ (メ 夕) ア ク リ ル酸ジエチ レ ングリ コール、 ジ (メ タ) アク リ ル 酸テ ト ラエチレンダ リ コール等が挙げられる。
カルボキシル基を持つエチ レ ン性不飽和単量体類と して具 体的には、 ア ク リ ル酸、 メ 夕 ク リ リレ酸、 ィ タ コ ン酸、 フマ一 ル酸、 マ レイ ン酸、 マ レイ ン酸の半エステル、 ク ロ ト ン酸な どがあ り 、 (メ タ) ア ク リ ルアミ ド系単量体類と しては、 例 えば (メ タ) アク リ ルア ミ ド、 N — メ チロール (メ タ) ァ ク リ ルア ミ ド 、 N — ブ ト キシメ チル (メ タ) アク リ ルア ミ ドな どがあ り 、 シア ン化 ビニル類と しては、 例えば (メ タ) ァク リ ロ二 ト リ ルなどがある。
エポキ シ基を持つエチ レ ン性不飽和単量体類と して具体的 には、 (メ タ) ァ ク リ リレ酸グ リ シジル、 (メ タ) ア ク リ ル酸 2 , 3 — シク ロへキセ ンオキサイ ド 、. ァ リ ルグ リ シジルエー テル等が挙げられる。
また上記以外の具体例 と しては、 例えばエチ レン、 プロ ピ レ ン、 イ ソ ブチ レ ン等のォ レフ ィ ン類、 ブタ ジエン等のジェ ン類、 塩化 ビニル、 塩化ビニ リ デン等のハ ロォ レフ イ ン類、 酢酸 ビニル、 プロ ピオ ン酸ビニル、 n —酪酸ビニル、 安息香 酸ビニル、 p — t 一 ブチル安息香酸 ビニル、 ピバ リ ン酸ビ二 ル、 2 — ェチルへキサン酸ビニル、 ノ 一サチッ ク酸ビニル、 ラ ウ リ ン酸ビニル等のカルボ ン酸ビニルエステル類、 酢酸ィ ソ プロ ベニル、 プロ ピオン酸イ ソ プロ ぺニル等のカルボン酸 イ ソ プロ ぺニルエステル類、 ェチルビニルエーテル、 イ ソブ チルビ二ルエーテル、 シク 口へキシルビニルエーテル等の ビ ニルエーテル類、 スチ レン、 ビニル トルエン等の芳香族ビニ ル化合物、 酢酸ァ リ ル、 安息香酸ァ リ ル等のァ リ ルエステル 類、 ァ リ リレエチルェ一テル、 ァ リ ルフ エニルエーテル等のァ リ ルエーテル類、 さ ら に ァ — (メ タ) ァ ク リ ロキシプロ ピル ト リ メ トキシシラ ン、 4 — (メ タ) ァク リ ロイ ルォキシー 2 , 2 , 6 , 6 —テ ト ラ メチルピペ リ ジン、 4 — (メ タ) ァク リ ロイ ルォキシー 1 , 2 , 2 , 6 , 6 —ペンタ メチルピベ リ ジ ン、 ノ°一フルォロ メ チル (メ タ) ァ ク リ レー ト 、 パーフルォ 口プロ ピル (メ タ) ァ ク リ レー ト 、 パーフルォロプロ ピ ロ メ チル (メ タ) ァ ク リ レー ト 、 ビニルピ ロ リ ド ン、 ト リ メチロ ールプロパン ト リ (メ タ) ァ ク リ レー ト 、 (メ タ) アク リ ル 酸ァ リ ル等やそれ ら の併用が挙げられる。
ボ リ カルボニル化合物は、 懸濁重合、 乳化重合又は溶液重 合によ り 製造する こ とが好ま し く 、 乳化重合によ っ て得 られ る ラテ ッ ク スであ る こ と はさ ら に好ま し い。 こ の場合、 乳化 剤と して反応性乳化剤を使用する と、 得 られる ラテッ ク ス と 本発明の変性光触媒組成物か ら 生成する皮膜は耐水性の良好 なもの となるので好ま しい。
上記ポ リ カルボニル化合物を得る に当たっ て、 ラ ジカル重 合触媒と して、 熱または還元性物質な どによっ てラ ジカル分 解してエチ レ ン性不飽和単量体の付加重合を起 こ させる も の で、 水溶性または油溶性の過硫酸塩、 過酸化物、 ァゾビス化 合物等が使用 される。 その例と しては、 過硫酸カ リ ウム、 過 硫酸ナ ト リ ウム、 過硫酸ア ンモニゥム、 過酸化水素、 t ー ブ チルハイ ド ロパーォキサイ ド 、 t 一 ブチルパーォキシベンゾ エー ト 、 2 , 2 — ァ ゾビスイ ソ ブチロニ ト リ ル、 2 , 2 — ァ ゾビス ( 2 — ジァ ミ ノ プロノ\°ン) ノ、イ ド 口 ク ロ ライ ド、 2 , 2 —ァゾビス ( 2 , 4 — ジメチルバレロニ ト リ ル) 等があ り 、 その量と してはエチ レ ン性不飽和単量体に対して通常 0 . 1 〜 1 重量%配合される。 通常は常圧下、 6 5 〜 9 0 °Cの重合 温度で実施される のが好ま しいが、 モ ノ マーの重合温度にお ける蒸気圧等の特性に合わせ、 高圧下でも実施する こ とがで きる。 なお、 重合速度の促進、 及び 7 0 °C以下での低温の重 合を望まれる とき には、 例えば重亜硫酸ナ ト リ ウム、 塩化第 一鉄、 ァス コ ル ビ ン酸塩、 ロ ンガ リ ッ ト 等の還元剤を ラ ジカ ル重合触媒と組み合わせて用 いる と有利である。 さ ら に分子 量を調節するために、 ドデシルメルカ ブタ ン等の連鎖移動剤 を任意に添加する こ と も可能である。
また、 上記ポ リ カ ルボニル化合物を重合する際ある いは重 合後に、 前述したアルコキシシラ ン及び/又はオルガノ アル コキ シ シ ラ ンやそれ ら の加水分解生成物 (ポ リ シ ロキサン) 及び Z又はコ ロイ ダルシ リ カで該ポ リ カルボニル化合物を 0 . エ 〜 8 0 重量% の変性量で変性する と、 本発明の変性光触媒 ゾルとか らなる光触媒組成物か ら は非常に耐候性の良好な被 膜を得る こ とができ るため好ま しい。
本発明の光触媒組成物は、 本発明の変性光触媒ゾルと上述 した樹脂等の機能性物質を混合する こ と によ っ て得る こ とが できる し、 また該変性光触媒ゾルの存在下にエチ レン性不飽 和単量体 (上記カ ルボ二ル基を有する共重合体を得るのに例 示したエチ レ ン性不飽和単量体等) 及び/又は加水分解性シ ラ ン化合物 (上記アルコキシシラ ン及び Z又はオルガノ アル コキシシラ ンやそれ ら の加水分解生成物等) を ラ ジカル重合 や重縮合させる こ と によっ て得る こ と もできる。 この際、 本 発明の変性光触媒ゾルが (メ タ) ァ ク リ ロイ ル基の如きェチ レ ン性不飽和単量体と反応性を有する基及び/又はヒ ド ロキ シシ リ ル基の如 く 加水分解性シラ ン化合物と反応性を有する 基を含有する と、 得 られる変性光触媒組成物は該変性光触媒 と樹脂とが化学結合を介 して複合化された変性光触媒一樹脂 複合組成物となるため好ま し い。
また、 本発明においては、 上記の機能性物質 と して、 該変 性光触媒ゾル中の変性光触媒粒子よ り 表面エネルギーの大き い化合物を用 いる こ とが好ま し い。 そのよ う な化合物を含有 する光触媒組成物は、 変性光触媒の分布について自己傾斜性 を有する (以下、 屡々 、 「 自己傾斜型の光触媒組成物」 と称 す) 。 従っ て、 それか ら形成される皮膜を有する基材やそれ か ら形成される構造材料等の成形体が、 変性触媒の分布に関 して異方性を有する もの となる。 即ち 、 自己傾斜型の変性光 触媒組成物は、 上記の皮膜又は成形体の形成過程において変 性光触媒が皮膜や成形体の内部か ら表面側に向かっ て多く な るよ う な濃度勾配を有する構造を 自律的に形成する こ とがで きる ( こ のよ う な機能を以下、 屡々 、 「自己傾斜機能」 と称 す) 。 該自己傾斜型の変性光触媒組成物か ら得 られた皮膜や 成形体等の表面における変性光触媒の含有率は、 変性光触媒 の総含有量に対し 5 〜 1 0 0 重量%、 好ま し く は 5 0 〜 1 0
0 重量% 、 内部 (例えば、 被膜の場合は基材との接触面、 成 形体の場合は中心部) において 0 〜 5 0 重量% 、 好ま し く は
0 〜 1 0 重量%であ り 、 かつ表面と内部との含有率の比が 1 .
5 以上となる。
上記の機能を発現するために、 変性光触媒ゾルの体積平均 粒子径が 8 0 0 n m以下であ る こ とが重要である。 すなわち 変性光触媒ゾルの体積平均粒子径が 8 0 0 n mよ り 大き く な る と 、 該変性光触媒ゾル中 の変性光触媒の自 己傾斜機能は非 常に小さ く なる。 本発明で、 自己傾斜型の変性光触媒組成物 と してよ り 好適に使用できる変性光触媒ゾルと しては、 体積 平均粒子径が 2 0 0 n m以下の ものが自己傾斜機能の発現の ために望ま しい。 よ り 好ま し く は 1 0 0 11 1] 以下 1 11 17 以上、 さ ら に好ま し く は 5 0 n m以下 5 n m以上のも のが特に好ま しい。
また、 上記自己傾斜型の変性光触媒組成物において、 本発 明の変性光触媒の 自己傾斜機能を発揮する要因の 1 つは、 上 記 ( 1 ) 〜 ( 3 ) の構造単位由来の低い表面エネルギーであ る と考え られる。 よ っ て本発明の 自己傾斜型の変性光触媒組 成物に使用 される機能性物質は、 その表面エネルギーが変性 光触媒よ り も大き い化合物である こ とが必要であ り 、 表面ェ ネルギ一が変性光触媒よ り も 2 ダイ ン Z c m以上大きい もの が好ま しい。
こ こで、 上記表面エネルギーは例えば以下の方法で測定す る こ とができる。 すなわち、 上記自己傾斜型の変性光触媒組 成物を構成する変性光触媒ゾル及び変性光触媒以外の化合物 か ら各々 それ ら の皮膜を有する基材ゃ構造材料等の部材を調 整し、 脱イ オン水を滴下して 2 0 でにおける接触角 ( Θ ) を 測定 し、 下記の S e 1 1 と N e u m a n n の実験式によ り 、 各々 の表面エネルギーを求める こ とができる。 (0.015 r s ― 2) x J r s x r 1 + r 1
COS Θ
r 1 (0.015 X Jr sxァ 1 - 1)
[式中、 ァ s は脱イ オン水の接触角 を測定した皮膜 (または 成形体) の表面エネルギー (ダイ ン / c m) を表し、 ァ 1 は 水の表面エネルギー { 7 2 . 8 ダイ ン Z c m ( 2 0 : ) } を 表わす。 ] 本発明の変性光触媒組成物において、 自己傾斜型の変性光 触媒組成物に使用できる高表面エネルギー化合物と しては、 上記条件を満たす表面エネルギーを有すればよ く 特に制限さ れないが、 各種単量体、 合成樹脂及び天然樹脂等が挙げられ、 また皮膜や成形体の形成後に、 乾燥、 加熱、 吸湿、 光照射等 によ り硬化する もの も挙げる こ とができる。
また、 本発明の上記自己傾斜型の変性光触媒組成物に用 い る こ とができ る高表面エネルギー化合物と しては、 そのもの 自体が組成物であ り 、 その組成物の う ち の変性光触媒に対す る難分解性である成分の濃度が、 皮膜や成形体の内部か ら表 面に向かっ て高 く なるよ う な傾斜構造を と る こ とができる シ リ コ ン系樹脂組成物及び Z又はフ ッ 素系樹脂組成物が好ま し く 用い られる。
上記シ リ コ ン系樹脂組成物及び/又はフ ッ 素系樹脂組成物 と しては、 例えば日 本国特開平 1 0 _ 7 2 5 6 9 号公報等で 提案されている様な、 アルコ キシシラ ン及び Z又はオルガ ノ アルコ キ シ シラ ンやそれ ら の加水分解生成物 (ポ リ シ ロ キサ ン) を 0 . 1 〜 5 0 重量%含有する フ ッ 素系樹脂組成物及び Z又はア ク リ ル系樹脂組成物等を挙げる こ とができる。 これ ら の樹脂組成物は、 架橋剤、 触媒等の添加剤が含まれていて も良い。
また、 自 己傾斜型の変性光触媒組成物の形態については、 ペ レ ッ ト であ っ て も溶媒に溶解ある いは分散 した形態であつ ても良 く 、 特に制限はないが、 コ ーティ ング用 と しての樹脂 塗料の形態が最も好ま しい。
本発明における変性光触媒組成物であっ て、 自己傾斜型の 変性光触媒組成物における上記変性光触媒 ( C ' ) と高表面 エ ネ ル ギ ー 化 合 物 ( D ' ) の 固 形 分 重 量 比 ( C ' ) / ( D ' ) = 0 . 0 0 0 1 〜 1 0 である こ とが好ま しい。 また、 ( C ' ) / ( D ' ) = 0 . 0 0 1 〜 1 の割合か らなる こ とが よ り 好ま し い。 ( C ' ) / ( D ' ) = 0 . 0 0 0 1 〜 0 . 2 と い う 変性光触媒の含有量が非常に少ない範囲においてさ え 形成される皮膜又は成形体は、 光照射による十分な光触媒活 性及び Z又は親水性ある いは竦水性を発現する こ とができる。
また、 該自己傾斜型の変性光触媒組成物か ら得られる 、 変 性光触媒粒子が内部か ら表面側に向かっ て多 く なるよ う な濃 度勾配を有する構造を有する皮膜は基材との密着性に優れ非 常に耐久性の良好な光触媒能を有する機能性複合体を提供す る こ とができる。
本発明においては、 変性光触媒ゾルか ら液体媒体を除去し て得 られる 、 平均粒子径が、 体積平均粒子径で、 8 0 0 n m 以下の変性光触媒粒子と、 上記の高表面エネルギー化合物と を混合 して変性光触媒の分布について 自 己傾斜性を有する変 性光触媒組成物を得て も良い。 こ のよ う な組成物は主にペ レ ッ ト の状態で取 り 扱う こ とが容易であ り 、 変性光触媒が表面 に多 く なる よ う な濃度勾配を有する構造の成形体を得るのに 非常に適している。
本発明において、 上記変性光触媒ゾルゃ該変性光触媒ゾル と機能性物質とか ら なる変性光触媒組成物、 ある いは該変性 光触媒ゾル中の変性光触媒とそれよ り 表面エネルギーが大き い化合物 と を含有する 自己傾斜型の変性光触媒組成物か ら皮 膜や成形体を得る方法と しては、 例えばそれ ら の形態が塗料 の場合は、 基材に塗布 し、 乾燥した後、 必要に応 じ熱処理等 をする事によ り 、 光照射によ り 疎水性ある いは親水性及び Z 又は光触媒活性、 さ ら には光電変換機能を有する機能性複合 体を得る こ とができ る。 塗布方法と しては、 例えばスプレー 吹き付け法、 フ ローコ ーティ ング法、 ロールコー ト法、 刷毛 塗り 法、 ディ ッ プコ ーティ ング法、 ス ピ ンコーティ ング法、 スク リ ー ン印刷法、 キャ スティ ング法、 グラ ビア印刷法、 フ レキソ印刷法等が挙げられる。 また、 例えば変性光触媒組成物 ( 自 己傾斜型を含む) の形 態がペ レ ッ ト の場合は、 押出 し成形、 射出成形、 プレス成形 等によっ て光照射によ り 疎水性ある いは親水性及び Z又は変 性光触媒活性、 さ ら には光電変換機能を有する成形体を得る こ とができる。
本発明の変性光触媒ゾルある いは変性光触媒組成物 (自己 傾斜型を含む) か ら得 られる皮膜や成形体は、 それに含まれ る光触媒のバン ドギヤ ッ プエネルギーよ り も高いエネルギー の光 (該変性光触媒が増感色素を有する場合は、 該増感色素 の吸収光を含む光) を照射する こ と によ り 疎水性ある いは親 水性及び Z又は光触媒活性、 さ ら には光電変換機能を示す。
この際、 本発明の変性光触媒ゾルも し く は変性光触媒組成 物 (自己傾斜型を含む) か ら得られる皮膜や成形体は、 それ ら に含まれる変性光触媒の変性光触媒周辺には光触媒の分解 作用で分子骨格が分解さ れな い構造単位 (上記式 ( 1 ) 〜
( 3 ) の構造単位) を有する変性剤化合物が存在するため、 バイ ンダーある いは構造材と しての樹脂を光触媒作用で劣化 する こ とがない。
また、 上記式 ( 3 ) で表される構造単位を有する変成剤化 合物を用 いた場合、 該変性光触媒ゾルある いは変性光触媒組 成物 (自 己傾斜型を含む) か らは、 非常に疎水性の高い皮膜 や構造材料を得る こ と も可能である。
本発明において、 光触媒のバン ドギャ ッ プエネルギーよ り も高いエネルギーの光ゃ増感色素の吸収光を含む光の光源と しては、 太陽光や室内照明灯等の一般住宅環境下で得られる 光の他、 ブラ ッ ク ライ ト 、 キセノ ンラ ンプ、 水銀灯等の光が 利用できる。
また、 本発明の変性光触媒ゾルあ る いは変性光触媒組成物 (自己傾斜型を含む) には、 必要によ り 通常塗料等に添加配 合される成分、 例えば顔料、 充填剤、 分散剤、 光安定剤、 湿 潤剤、 増粘剤、 レオロ ジーコ ン ト ロール剤、 消泡剤、 可塑剤、 成膜助剤、 防鑌剤、 染料、 防腐剤等がそれぞれの 目的に応 じ て選択、 組み合わせて配合する こ とができる。
本発明において、 上記変性光触媒ゾルゃ変性光触媒組成物 (自己傾斜型を含む) か ら形成される成形体や、 上記変性光 触媒ゾルゃ変性光触媒組成物 (自己傾斜型を含む) を含む皮 膜を基材上に形成 して得 られる機能性複合体は、 光照射によ り 疎水性あ る いは親水性及び Z又は光触媒活性、 さ ら には光 電変換機能を発現する こ とが可能であ る。 即ち、 本発明の別 の態様においては、 上記変性光触媒ゾルゃ変性光触媒組成物 (自己傾斜型を含む) か ら形成される成形体、 及び上記変性 光触媒ゾルゃ変性光触媒組成物 (自己傾斜型を含む) を含む 皮膜を基材上に形成して得られる機能性複合体が提供される。
本発明によっ て提供される上記成形体又は機能性複合体で あっ て、 有機物分解等の光触媒活性を有する ものは、 抗菌、 防汚、 防臭、 N O x 分解等の様々 な機能を発現 し、 大気、 水 等の環境浄化等の用途に使用する こ とができる。
本発明によ っ て提供される上記成形体又は機能性複合体で あっ て、 光照射によ り 2 0 °C における水と の接触角が 6 0 ° 以下 (好ま し く は 1 0 ° 以下) となっ た親水性の もの (親水 性の成形体や親水性膜、 及び該親水性膜で被覆 さ れた基材 等) は、 鏡やガラス の曇 り を防止する防曇技術、 さ ら には建 築外装等に対する防汚技術や帯電防止技術等への応用が可能 であ り 、 窓ガラス、 鏡、 レ ンズ、 ゴーグル、 カバ一、 碍子、 建材、 建物外装、 建物内装、 構造部材、 乗物の外装及び塗装、 機械装置や物品の外装、 各種表示装置、 照明装置、 住宅設備、 食器、 台所用品、 家庭用電気製品、 磁気光記録メディ アや光 記録メディ ァ等の用途に使用する こ とができる。
本発明によっ て提供される上記成形体又は機能性複合体で あっ て、 光照射によ り 2 0 °C における水との接触角が 7 0 ° 以上 (好ま し く は 9 0 ° 以上) となっ た疎水性の もの (疎水 性の成形体や疎水性膜、 及び該疎水性膜で被覆さ れた基材 等) は、 防滴性や水切れ性の付与、 水系汚れの付着防止や流 水洗浄性を利用 した防汚技術、 さ ら には着氷雪防止技術等へ の応用が可能であ り 、 窓ガラス、 風防ガラス、 鏡、 レ ンズ、 ゴーグル、 カバー、 碍子、 建材、 建物外装、 建物内装、 構造 部材、 乗物の外装及び塗装、 機械装置や物品の外装、 各種表 示装置、 照明装置、 住宅設備、 食器、 台所用品、 家庭用電気 製品、 屋根材、 ア ンテナ、 送電線、 氷雪滑走具等の用途に使 用する こ とができる。
本発明によ っ て提供される上記成形体又は機能性複合体で あっ て光電変換機能を有する ものは、 太陽エネルギーの電力 変換等の機能を発現する こ とが可能であ り 、 (湿式) 太陽電 池等に用 いる光半導体電極等の用途に使用する こ とができる。
また、 本発明によ っ て提供される、 光照射によ っ て水との 濡れ性が変化 (疎水性か ら親水性への変化、 ある いは親水性 か ら疎水性への変化) する部材は、 オフセ ッ ト 印刷用原版等 への応用 に対 し非常に有用である。
発明を実施するための最良の形態
以下の実施例、 参考例及び比較例によ り 本発明 を具体的に 説明する力 これら は本発明の範囲を限定する ものではない。 実施例、 参考例及び比較例中 において、 各種の物性は下記 の方法で測定した。
① 平均粒子径 (体積平均粒子径)
試料中の固形分の含有量力 1 - 2 0 w t % となる よ う 適宜 溶媒を加えて希釈し、 湿式粒度分析計 ( 日 本国 日 機装製マイ ク ロ ト ラ ッ ク U P A— 9 2 3 0 ) を用いて測定した。
② 重量平均分子量
ジメチルシ リ コー ン標品を用 いて作成した検量線を用 い、 ゲルパーミ エ一シ ヨ ン ク ロマ ト グラ フ ィ ー ( G P C ) によつ て求めた。
G P Cの条件は以下の通 り である。
' 装置 : 日 本国東ソー製 H L C — 8 0 2 0 L C 一 3 A型ク ロマ 卜 グラ フ
• カ ラム : T S K g e ] G 1 0 0 0 H X L 、 T S K g e 1 G 2 0 0 0 H X 1_および T S K g e l G 4 0 0 0 H x L (いず れも 日本国東ソ一製) を直列に接続 して用いた。
' データ処理装置 : 日 本国島津製作所製 C R — 4 A型データ 処理装置 移動相 : ク ロ 口ホルム
流速 : 1 . 0 m m 1 n
サンプル調製法
ク ロ 口ホルム溶液 (濃度は 0 . 5 〜 2 重量% の範囲で適宜 調節した) と して分析に供 した。
③ 赤外線吸収 ( I R ) スペク トル
日本国 日 本分光製 F T / I R - 5 3 0 0 型赤外分光計を用 いて測定した。
④ 粘度
ブルッ ク フ ィ ール ド粘度計を用い、 口一夕一 N o . 2 、 回 転数 6 0 r p m、 2 0 °Cの条件で測定した。
⑤ 皮膜 (または成形体) の表面エネルギー
下記 (⑦) の方法で測定 した、 皮膜 (または成形体) 表面 に対する水の接触角 ( e ) よ り 、 下記の S e l 1 と N e u m a n n の実験式に従っ て算出 した。
(0.01 δ r s 一 2) X J r s X τ 1 + τ
COS θ
r 1 (0.01 δ χ J r s χ r 1)
[式中、 ァ s は脱イ オン水の接触角 を測定 した皮膜 (または 成形体) の表面エネルギー (ダイ ン Z c m ) を表 し、 ァ 1 は 水の表面エネルギ 7 2 . 8 ダイ ン / c m ( 2 0。C ) 表わす。 ]
⑥ 皮膜中の変性光触媒の分布の測定
オーバ一ヘッ ド プロ ジ ェ ク タ ー用 フ ィ ルム (以降 「 O H P フ ィ ルム」 と称する) 上 に膜厚が 2 0 ^ m となる よ う に変性 光触媒組成物 をキ ャ ス ト し 、 室温で 2 日 間乾燥 し た後、 5 0 °Cで 3 日 間加熱乾燥する こ と によ り 、 0 H P フ ィ ルム表面 に平滑な皮膜を形成させた。
こ の〇 H P フ ィ ルム を 、 日 本国 日 本 Ε Λ4社製 Q u e t o 1 8 1 2 セ ッ ト を用 いてエポキシ樹脂内に包埋 した後、 皮膜 ご と切断し、 その断面をエネルギー分散型 X線分光光度計 ( 日 本国 日本フ ィ リ ッ プス製 D X — 4 型 X線分光光度計) を用 い て分析し、 皮膜中の各位置における光触媒の含有量を測定す る こ と によ り行っ た。
⑦ 皮膜 (または成形体) 表面に対する水の接触角
皮膜 (または成形体) の表面に脱イ オ ン水の滴 を乗せ、 2
0 °Cで 1 分間放置 した後、 日 本国協和界面科学製 C A — X 1
5 0 型接触角計を用いて測定 した。
皮膜 (または成形体) に対する水の接触角が小さ いほ ど、 皮膜 (または成形体) 表面は親水性が高い。
⑧ 紫外線照射前後の 、 支膜 ( また は成形体) 表面の親水性 又は疎水性の変化
皮膜 (または成形体) の表面に、 日 本国東芝ライ テ ッ ク製 F L 2 O S B L B型 ブラ ッ ク ライ 卜 の光を 1 日 間または 3 日 間照射後、 上記⑦の方法にて水の接触角 を測定 し、 照射前 のそれと比較した。
なお こ の とき、 日本国 ト プコ ン製 U V R — 2 型紫外線強度 計 { 受光部 と して 、 日 本国 ト プコ ン製 U D — 3 6 型受光部 (波長 3 1 0 〜 4 0 0 n mの光に対応) を使用) を用 いて測 定した紫外線強度が 1 m W Z c m 2 となるよ う 調整した。
⑨ 太陽光照射前後の、 皮膜 (または成形体) 表面の親水性 又は疎水性の変化
皮膜 (または成形体) の表面に太陽光を 3 時間照射後、 上 記⑦の方法にて水の接触角 を測定し、 照射前のそれと比較し た。
なお こ の とき、 上記 U V R — 2 型紫外線強度計を用 いて測 定した紫外線強度 (受光部と して、 上記 U D — 3 6 型受光部 を使用) が 0 . 3 m W Z c m 2 、 同紫外線強度計を用 いて測 定した可視光強度 {受光部と して、 日 本国 ト プコ ン製 U D — 4 0 型受光部 (波長 3 7 0 〜 4 9 0 n m の光 に対応) を使 用 ) が 3 m W / c m 2 と なる よ う 、 太陽光強度をガ ラ ス板を 透過させる こ と によ り 調整した。 ⑩ 紫外線を ほ とん ど含まな い光の照射前後の、 皮膜 (また は成形体) の親水性又は疎水性の変化
皮膜 (または成形体) の表面に、 日 本国東芝ライ テ ッ ク製 F L 2 0 S - N - S D L N U型蛍光 ラ ン プか ら の、 紫外線 をほとんど含まない光 { こ の光の分光エネルギー分布を図 1 に示す。 こ の光が波長 3 8 0 〜 3 9 0 n mの可視光線および 紫外線 (波長 3 8 0 n m未満) をほ とん ど含まない こ と を示 している。 ) を 2 4時間照射後、 上記⑦の方法にて水の接触 角 を測定し、 照射前のそれと比較した。
なお こ の と き、 紫外線をほとんど含まない光の強度を、 上 記 U V R - 2 型紫外線強度計を用 い て測定 した可視光強度 (受光部と して、 上記 U D — 4 0 型受光部を使用) が 0 . 3 mWZ c m 2 となるよ う調整した。
⑪ 皮膜 (または成形体) 表面における光触媒活性
皮膜 (または成形体) 表面にメチ レ ンブルーの 5 重量%ェ 夕 ノ ール溶液を塗布 した後、 上記ブラ ッ ク ライ 卜 の光を 5 日 間照射した。
なお こ の と き、 上記 U V R — 2 型紫外線強度計 (受光部と して、 上記 U D _ 3 6 型受光部を使用) を用 いて測定した紫 外線強度が 1 m W Z c m 2 となるよ う調整した。
その後、 光触媒の作用 によ る メチ レ ンブルーの分解の程度 {皮膜 (または成形体) 表面の退色の程度に基づき、 目視で 評価) に基づき、 光触媒の活性を以下の 3段階で評価した ◎ : メチ レ ンブルーが完全に分解。 △ : メチレ ンブルーの青色がわずかに残る。 X : メチレ ンブルーの分解はほとんど観測されず。
⑫ 皮膜の耐溶剤性 変性光触媒組成物をガ ラス板上に膜厚が 3 0 mとなるよ う にス プレーコーティ ングした後、 室温で 1 週間乾燥する こ とによ り 、 ガラス板表面に透明で平滑な皮膜を形成させた。 こ の皮膜 を ガ ラ ス板か ら はぎ取 り 、 金網 ( 2 0 0 メ ッ シ ュ) の袋に入れ、 アセ ト ン中 に室温にて 2 4時間浸潰した後、 皮膜重量の保持率を、 次の式に従っ て算出した。 アセトン浸漬後の皮膜重 j
1 0 0 X
保持率
アセトン浸漬前の皮膜重量 皮膜重量の保持率が高いほど、 皮膜の耐溶剤性は高い。
参考例 1 { 水溶性 S i — H基含有ケィ 素化合物 ( 1 ) の合 成) 還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 ジォキサン 5 0 0 g と、 K F 9 9 0 1 { メチルハイ ド ロ ジェ ンシロキサ ン — ジメ チルシ ロキサン コ ポ リ マーの商品名 ( 日 本国信越化学製) 、 S i - H基含量 7 . 1 4 m m o l Z g (カタ ロ グ記載値) 、 重量平均分子量 3 9 0 0 ) 5 0 0 g を 入れ、 撹拌下 8 0 °C に昇温 した。 これに、 ュニオ ッ ク ス Mし— S — 8 {ポ リ オキシエチ レ ンァ リ ルメチルエーテルの商品名
( 日本国 日 本油脂製) 平均分子量 8 0 0 (カ タ ロ グ記 載値) 1 3 7 0 g と塩ィ匕白 ( N ) 水和物の 5 % イ ソ プロノ ノ ール溶液 5 g をジ才キサン 2 3 1 0 g に溶解し た溶液を、 8 0 °C にて撹拌下約 1 時間かけて添加 し、 さ ら に 8 0 °Cにて 2 時間攪拌を続けた後室温に まで冷却する こ と に よ り 、 S i — H基含有ゲイ 素化合物 ( 1 ) 以降 「化合物 ( 1 ) 」 と称する ) を含む溶液を得た。
得られた化合物 ( 1 ) を含む溶液 4 g に水 1 0 0 g を加え る と、 均一透明な溶液となっ た。 また、 こ の化合物 ( 1 ) を 含む溶液 4 g に 、 プチルセ 口 ソルブ 8 g を添カロ · 混合した後、 1 N水酸化ナ ト リ ウム水溶液 8 m 】 を添加する と 、 水素ガス が発生し、 その体積は 2 3 °C において 3 7 m 1 であっ た。 こ の水素ガス 生成量か ら求めた、 化合物 ( 1 ) を含む溶液 1 g 当 り の S i — H基含量は、 0 . 3 6 m m o l Z g ( K F 9 9 0 1 l g 当 り に換算 した S i — H基含量は約 3 . 5 m m 0 1 / g ) であっ た。 参考例 2 {水に対 して 自 己乳化性を有する S i — H基含有ケ ィ 素化合物 ( 2 ) の合成)
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 ジォキサ ン ] 7 0 g と 、 H M S — 3 0 ] — 1 0 0 G M { メ チ ルハイ ド ロ ジェ ンシロキサン — ジメ チリレシロ キサ ン コ ポ リ マ —の商品名 ( 日 本国チ ッ ソ製) 、 S i — H基含量 4 . 5 2 3 mm o l Z g、 重量平均分子量 5 4 0 0 ) } 1 0 0 g を入れ、 撹拌下 8 0 °Cに昇温した。 これに、 ュニオ ッ ク ス M U S — 8
(参考例 1 で使用 した も の と 同 じ) 5 0 g と 5 — ノ ルボルネ ン— 2 , 3 — ジカ ルボン酸無水物 2 5 g及び塩化白金 ( IV) 酸六水和物の 5 重量%イ ソ プロパノ ール溶液 1 . 0 7 g をジ ォキサン 1 7 0 g に溶解 した溶液を撹拌下 8 0 °Cにて約 1 時 間かけて添加 し、 さ ら に 8 0 °Cにて 3 時間攪拌を続けた後室 温にまで冷却する こ と によ り 、 S i — H基含有ケィ 素化合物
( 2 ) {以降 「化合物 ( 2 ) 」 と称する } を含む溶液を得た。 得られた化合物 ( 2 ) を含む溶液 4 g に水 1 0 0 g を加え る と、 わずかに 白濁 した分散液とな っ た。 また、 の化合物
( 2 ) を含む溶液 2 . 1 1 9 g に、 プチルセ 口 ソルブ 8 g を 添加 , 混合 した後、 1 λ— 水酸化ナ ト リ ウム水溶液 8 m 1 を添 加する と、 水素ガスが発生 し、 その体積は 2 2 °Cにおいて 3 1 . 0 m l であっ た。 こ の水素ガス生成量か ら求めた、 化合 物 ( 2 ) を含む溶液 l g 当 り の S i — H基含量は 0 . 5 8 8 m m 0 1 / g ( H M S — 3 0 1 — 1 0 0 G M l g 当た り に 換算した S i — H基含量は約 2 . 5 8 m m o 1 / g ) であつ た。 実施例 1 還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 タイ ノ ッ ク A — 6 { ア ナタ ーゼ型酸化チタ ン ゾルの商品名 (日本国多木化学製) 、 ア ンモニア解膠型、 ゾル中に分散し た粒子の体積平均粒子径 1 3 n m、 T i 〇 2濃度 6 重量%、 平均結晶子径 1 0 n m (カタ ロ グ記載値) ) 2 0 0 g を入れ、 これに参考例 1 で得た化合物 ( 1 ) を含む溶液 1 2 . 5 g を 3 0 °Cにて撹拌下約 3 0 分かけて添加 し、 さ ら に 3 0 °C にて 3 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 非常に分散性の良好な、 体 積平均粒子径 2 0 n mの変性酸化チタ ン粒子を含有する ゾル を得た。 こ の時、 化合物 ( 1 ) の反応に伴い水素ガスが発生 し、 その体積は 2 3 °Cにおいて 1 2 5 m 1 であっ た。
また、 得 ら れた ゾルを K R S — 5 板上 に塗布 し た後、 5 0 °Cで 2 時間乾燥させる こ と によ り 、 K R S — 5 板上に皮膜 を形成させた ものをサンプルと して I R スぺク トルを測定し たと こ ろ、 変性前の酸化チタ ンの I R スぺク トル中では観測 されていた、 チタ ン原子に直結した水酸基 (以降 「 T i 一 0 H基」 と称する) に基づく 、 3 6 3 0 〜 3 6 4 0 c m— 1 の吸 収の消失が観測された。
また、 得 られたゾルを 3 0 °Cで 1 0 0 日 間静置保存した後 の体積平均粒子径は 2 3 n mであっ た。
得られた ゾルを用 い、 ガラス板上に膜厚が 2 m となるよ う にスプレーコーティ ングした後、 室温で 1 週間乾燥する こ と によ り 、 ガラス板表面 に透明で平滑な皮膜を形成し、 こ の 皮膜の表面について、 紫外線照射前後の親水性又は疎水性の 変化 (皮膜表面に対する水の接触角の変化に基づき評価) 及 び光触媒活性を評価した。 結果を表 1 に示す。 実施例 2
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 ナノ チタニア N T B — 1 { ブルツ カイ ト型酸化チタ ンゾルの 商品名 ( 日 本国昭和電工製) 、 塩酸解膠型、 ゾル中の粒子の 体積平均粒子径 8 n m、 丁 1 〇 2濃度 1 5 重量% ) 2 0 0 g に参考例 1 で得た化合物 ( 1 ) を含む溶液 7 0 . 2 g を 3 0 °Cにて攪拌下約 3 0 分かけて添加 し、 さ ら に 3 0 °Cにて 1 0 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 非常に分散性の良好な、 体 積平均粒子径 1 5 n mの変性酸化チタ ン粒子を含有する ゾル を得た。 こ の時、 化合物 ( 1 ) の反応に伴い水素ガスが発生 し、 その体積は 2 3 。C において 2 7 4 m 1 であっ た。
実施例 1 と同様の方法で I Rスぺク トルを測定 したと ころ、 変性前の酸化チタ ンの I Rスぺク トル中では観測されていた、 T i 一 〇 H基の吸収の消失が観測された。
また、 得 られたゾルを 3 0 Cで 1 0 0 日 間静置保存した後 の体積平均粒子径は 2 1 n mであっ た。
得られたゾルを用 い、 実施例 1 と 同様の方法でガラス板表 面に透明で平滑な皮膜を形成し、 こ の皮膜の表面について、 紫外線照射前後の親水性又は疎水性の変化及び光触媒活性を 評価した。 結果を表 1 に示す。 実施例 3
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 T O - 2 4 0 {粒子表面がペルォキソ基で修飾さ れたアナ夕 ーゼ型酸化チタ ンを含有する ゾルの商品名 ( 日本国田中転写 製) 、 ゾル中に分散した粒子の体積平均粒子径 1 5 n m 、 T i 〇 2濃度 2 . 4 重量% } 4 2 0 g に、 参考例 1 で得た化合 物 ( 1 ) を含む溶液 2 3 . 4 g を 3 0 °C にて攪拌下約 3 0 分 かけて添加 し、 さ ら に 3 0 °Cにて 1 0 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 非常に分散性の良好な、 体積平均粒子径 1 7 n mの 変性酸化チタ ン粒子を含有する ゾルを得た。 この時、 化合物 ( 1 ) の反応に伴い化合物 ( 1 ) の反応に伴い水素ガスが発 生し、 その体積は 2 3 °C において 6 7 . 5 m 1 であっ た。
また、 得 られたゾルを 3 0 °Cで 1 0 0 日 間静置保存 した後 の体積平均粒子径は 1 7 n mであっ た。
得られたゾルを用 い、 実施例 1 と 同様の方法でガラス板表 面に透明で平滑な皮膜を形成し、 こ の皮膜の表面について、 紫外線照射前後の親水性又は疎水性の変化及び光触媒活性を 評価した。 結果を表 1 に示す。 実施例 4
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 ジュ ピター F 6 - A P S {粒子表面がァパタイ 卜 で修飾さ れ たアナターゼ型酸化チタ ン を含有する ゾルの商品名 ( 日本国 昭和電工製) 、 ゾル中の粒子の体積平均粒子径 3 6 n m 、 T i 0 2濃度 2 3 . 7 重量% ) } 3 1 6 g に、 参考例 1 で得た 化合物 ( 1 ) を含む溶液 7 8 g を撹拌下 3 0 °C にて約 3 0 分 かけて添加 し、 さ ら に 3 0 °C にて 1 0 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 非常に分散性の良好な、 体積平均粒子径 6 1 n mの 変性酸化チタ ン粒子を含有する ゾルを得た。 こ の時、 化合物 ( 1 ) の反応に伴い化合物 ( 1 ) の反応に伴い水素ガスが発 生し、 その体積は 2 3 °C において 8 5 . 7 m 1 であっ た。
実施例 1 と同様の方法で I Rスペク トルを測定したと ころ、 変性前の酸化チタ ンの I Rスぺク トル中では観測されていた、 T i — O H基の吸収の消失が観測された。
また、 得 られたゾルを 3 0 °Cで 1 0 0 日 間静置保存 した後 の体積平均粒子径は 8 0 n mであっ た。
得られたゾルを用 い、 実施例 1 と 同様の方法でガラス板表 面に透明で平滑な皮膜を形成し、 こ の皮膜の表面について、 紫外線照射前後の親水性又は疎水性の変化及び光触媒活性を 評価した。 結果を表 1 に示す。 実施例 5
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 S T S - 0 2 ( アナタ ーゼ型酸化チタ ン ゾルの商品名 ( 日 本 国石原産業製) 、 塩酸解膠型、 ゾル中 に分散 した粒子の体積 平均粒子径 1 8 n m 、 T i 〇 2濃度 3 0 重量% 、 平均結晶子 径 7 n m (カ タ ロ グ記載値) 、 粘度 1 7 5 c p s } 1 0 0 g と水 5 0 g を入れ、 撹拌下 5 0 °C に昇温 した。 これに参考例 1 で得た化合物 ( 1 ) を含む溶液 3 1 g を 5 0 °C にて撹拌下 約 3 0 分かけて添加し 、 さ ら に 5 0 °C にて 3 時間攪拌を続け た後室温にまで冷却する こ と によ り 、 非常に分散性の良好な、 体積平均粒子径 4 9 n mの変性酸化チタ ン粒子を含有する ゾ ルを得た。 こ の時、 化合物 ( 1 ) の反応に伴い水素ガスが発 生し、 その体積は 2 4 °C において 2 0 0 m 1 であった。
実施例 1 と同様の方法で I Rスぺク トルを測定したと ころ、 変性前の酸化チタ ンの I Rスぺク トル中では観測されていた、 T i - 〇 H基に基づく 吸収の消失が観測された。
得 られた ゾル 4 4 g に、 撹拌下室温 ( 2 3 °C ) でプチルセ 口 ソルブ 4 8 g を約 1 0 分かけて添加 し 、 水をエノ ポレー夕 一にて減圧除去 した後、 適量のプチルセ 口 ソルブを加え、 固 形分の含有量がゾルの全重量に対して 6 重量% となるよ う に する こ と によ り 、 非常に分散性の良好な、 体積平均粒子径 5 3 n mの変性酸化チタ ン粒子を含有 し、 プチルセ 口 ソルブを 分散媒とするオルガノ ゾルを得た。
得 られたオルガ ノ ゾル 1 0 g に トルエ ン 1 0 g を添加 した 分散液は、 室温で 6 ヶ 月 放置後において も、 変性酸化チタ ン 粒子の凝集が起 こ らず安定であっ た。 得 られたオルガ ノ ゾルを用 い、 実施例 1 と 同様の方法でガ ラス板表面に透明で平滑な皮膜を形成し、 こ の皮膜の表面に ついて、 紫外線照射前後の親水性又は疎水性の変化及び光触 媒活性を評価した。 結果を表 1 に示す。 実施例 6
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 タイ ノ ッ ク A— 6 (実施例 1 で使用 した もの と 同 じ) 3 0 0 g を入れ、 これに参考例 2 で得た化合物 ( 2 ) を含む溶液 8 . 8 g を 3 0 °C にて攪拌下約 3 0 分か けて添加 し、 さ ら に 3 0 °Cにて 2 4 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 非常に分散性の 良好な、 体積平均粒子径 4 8 n mの変性酸化チタ ン粒子を含 有する ゾルを得た。 こ の時、 化合物 ( 2 ) の反応に伴い水素 ガスが発生し、 その体積は 2 3 °Cにおいて 9 3 m 1 であっ た。
実施例 1 と同様の方法で I Rスぺク トルを測定 したと こ ろ、 変性前の酸化チタ ンの I Rスぺク トル中では観測されていた、 T i 一 〇 H基に基づく 吸収の消失が観測された。 さ ら に化合 物 ( 2 ) の製造に用 いた 5 — ノ ルボルネ ン一 2 , 3 — ジカル ボン酸無水物に由来する環状酸無水物基が開環 している こ と も、 上記 I Rスぺク トルによ り確認された。
また、 得 られたゾルを 3 0 °Cで 1 0 0 日 間静置保存 した後 の体積平均粒子径は 7 8 n mであっ た。
得 られた ゾルを用 い、 実施例 1 と 同様の方法でガラス板表 面に透明で平滑な皮膜を形成し、 こ の皮膜の表面について、 紫外線照射前後の親水性又は疎水性の変化及び光触媒活性を 評価した。 結果を表 2 に示す。 実施例 7
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取り つけた反応器に、 タイ ノ ッ ク A— 6 (実施例 1 で使用 した もの と同 じ) 3 0 0 g を入れ、 これに参考例 2 で得た化合物 ( 2 ) を含む溶液 1 9 . 7 g を 3 0 °C にて攪拌下約 3 0 分か けて添加 し、 さ ら に 3 0 °Cにて 2 4 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 非常に分散性 の良好な、 体積平均粒子径 1 9 0 n mの変性酸化チタ ン粒子 を含有する ゾルを得た。 こ の時、 化合物 ( 2 ) の反応に伴い 水素ガスが発生し、 その体積は 2 3 °Cにおいて 7 2 m l であ つ た。
実施例 1 と同様の方法で I Rスぺク トルを測定 したと こ ろ、 変性前の酸化チタ ンの I Rスぺク トル中では観測されていた、 T i 一 O H基に基づく 吸収の消失が観測された。 さ ら に化合 物 ( 2 ) の製造に用 いた 5 — ノ ルポルネ ンー 2 , 3 — ジカル ボン酸無水物に由来する環状酸無水物基が開環 している こ と も、 上記 I Rスペク トルによ り確認された。
また、 得 られたゾルを 3 0 °Cで 1 0 0 日 間静置保存 した後 の体積平均粒子径は 1 9 8 n mであっ た。
得 られた ゾルを用 い、 実施例 1 と 同様の方法でガラス板表 面に透明で平滑な皮膜を形成し、 こ の皮膜の表面 について、 紫外線照射前後の親水性又は疎水性の変化及び光触媒活性を 評価した。 結果を表 2 に示す。 参考例 3 (薄片状酸化チタ ン粒子を含有する ゾルの製造)
S T - 2 1 { 日 本国石原産業製酸化チタ ン粉末の商品名、 平均結晶子径 2 0 n m (カ タ ログ記載値) ) 1 0 g と炭酸セ シゥム 7 . 2 g を乳鉢にて混合し、 得 ら れた混合物を蓋付白 金ルツボ に移 し、 電気炉中 8 0 0 °Cで 3 0 分加熱 ' 焼成して 炭酸塩を分解した。 得 られた焼成物を再び乳鉢で摩砕して 8 0 0 °Cで 4 0 時間焼成する こ と によ り 、 チタ ン酸セ シウ ム
( C s x T i ( 2 - x / 4 ) O 4 ) ( x = 0 . 6 8 ) (斜方晶系の 結晶性粉末) を得た。
得 られたチタ ン酸セシウム 9 g に 1 規定の塩酸水溶液 3 0 0 g を添加 し 、 室温で 3 日 間撹拌し 、 得 られた反応混合物を ろ過 (規格 5 C のろ紙を使用) し、 残査を得た。 得 られた残 査をイ オン交換水で洗浄 し、 1 0 0 °Cで 3 時間乾燥する こ と によ り 、 セ シウムイ オンが水素イ オ ンで置換されたチタ ン酸
( H x T i ( - x 4 ) O 4 - n H 2 O ) ( x = 0 . 6 8 ) (結 晶性粉末) 5 . 1 g を得た。 この も のは層状の結晶構造を有 する こ とが知 られている。
次に、 こ のチタ ン酸 5 g に 0 . I m o l Z l のテ ト ラ プチ ルア ンモニ ゥム水酸化物水溶液 ] 0 0 0 g を加え、 シェ一力 一で 1 5 O r p mにて振と う する こ と によ り 、 体積平均粒子 径 1 1 O n mの酸化チタ ン粒子 (微細な薄片状) を含有する ゾルを得た。 実施例 8
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 参考例 3 で得た薄片状酸化チタ ン粒子を含有する ゾル 5 0 0 g を入れ、 参考例 1 で得た化合物 ( 1 ) を含む溶液 5 . 8 g を 3 0 °Cにて攪拌下約 3 0 分かけて添加 し、 さ ら に 3 0 °Cに て 1 0 時間撹拌を続ける こ とによ り 、 非常に分散性の良好な、 体積平均粒子径 1 2 0 n mの変性酸化チタ ン粒子を含有する ゾルを得た。 こ の時、 化合物 ( 1 ) の反応に伴い水素ガスが 発生し、 その体積は 2 3 °Cにおいて 1 3 . 7 m l であっ た。
また、 得 られたゾルを 3 0 °Cで 1 0 0 日 間静置保存した後 の体積平均粒子径は 1 4 3 n mであ っ た。
得 られたゾルを用 い、 実施例 1 と 同様の方法でガラス板表 面に透明で平滑な皮膜を形成 し、 こ の皮膜の表面について、 紫外線照射前後の親水性又は疎水性の変化及び光触媒活性を 評価した。 結果を表 2 に示す。 参考例 4 {水に対 して 自己乳化性を有 し、 ラ ダー型骨格を有 する S i — H基含有ケィ 素化合物 ( 3 ) の合成)
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 ジォキサン 1 4 0 0 g 、 ト リ ク ロ ロ シラ ン 2 5 . 9 g 及びメ チル ト リ ク ロ ロ シラ ン 5 1 . 6 g を入れ、 室温にて約 1 0 分 間撹拌し、 得 られた混合物に、 水 1 4 . 5 g と ジォキサン 5 8 g の混合溶媒を、 温度を 2 5 〜 3 0 °C に保ちなが ら 、 攪拌 下約 3 0 分かけて滴下 した後、 さ ら に 2 5 〜 3 0 °Cで約 3 0 分、 次いで 6 0 °Cで 3 時間撹拌した。
得られた反応混合物を 2 5 〜 3 0 °C まで冷却 した後、 ト リ メチルク ロ ロ シラ ン 6 5 . 5 g を添カ卩し、 さ ら に、 水 5 . 4 g とジォキサン 2 2 g の混合溶媒を、 温度を 2 5 〜 3 0 °Cに 保ちながら 、 攪拌下約 3 0 分かけて添加 した。 その後さ ら に 2 5 〜 3 0 °Cにて約 2 時間撹拌した。
得 られた反応混合物を反応器か ら取 り 出 し、 約 6 0 °Cで減 圧下に溶媒を溜去する こ と によ り 、 ラ ダ一型骨格を有する、 重量平均分子量 3 9 0 0 の S i — H基含有ゲイ 素化合物を得 た。 (以降 「ラ ダー型ゲイ 素化合物」 と称する。 こ の化合物 の I, R ス ぺ ク ト ル にお いては、 ラ ダー型骨格 に基づく 吸収 ( 1 1 3 0 c m _ 1及び 1 0 5 0 c m— 1 ) が観測された。 ) 得 られた上記ラ ダー型ケィ 素化合物 0 . 4 g を プチルセ 口 ソルブ 8 g に溶解 し、 得 られた溶液に 1 N水酸化ナ ト リ ウム 水溶液 8 m 1 を添加する と、 水素ガスが発生 し、 その体積は 2 4 °C において 4 6 . 2 m 1 であっ た。 こ の水素ガス生成量 か ら求めた、 上記ラダー型ケィ 素化合物の S i 一 H基含量は 4 . 5 2 m m o l / g でめっ た。 続いて、 還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つ けた 反応器に、 上記ラ ダ一型ケィ 素化合物 1 0 g とテ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン 2 0 g を添加し、 撹拌下 3 0 °C に保持 した。 これに白 金一 ジビニルテ ト ラ メチルジシロキサン錯体の 2 . 2 重量% キシ レ ン溶液を 0 . 2 g 添加 した後、 アデカ リ ア ソープ S E - 1 0 N {下式 ( 1 9 )
Figure imgf000106_0001
で表される化合物の商品名 ( 日本国旭電化製) ) 1 . 5 g を テ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン 1 3 . 5 g に溶解した溶液を 、 攪拌下 3 0 °Cにて約 2 時間かけて添加し、 さ ら に 3 0 °Cにて 3 時間撹 拌を続ける こ と によ り 、 水に対して 自己乳化性を有 し、 ラダ —型骨格を有する S i - H基含有ケィ 素化合物 ( 3 ) (以降 「化合物 ( 3 ) 」 と称する) を含む溶液を得た。
得られた化合物 ( 3 ) を含む溶液 1 . 7 5 g に プチルセ 口 ソルブ 8 g を添加 , 混合 した後、 1 N水酸化ナ ト リ ウム水溶 液 8 m 1 を添加する と 、 水素ガスが発生 し 、 その体積は 2
2 °C において 4 3 . 4 m ] であっ た の水素ガス生成量力、 ら求めた、 化合物 ( 3 ) を含む溶液 1 g 当 り の S i — H基含
0 . 9 6 1 m m o (化合物 ( 3 ) 1 g 当 り に換 した S H基含量は約 4 . 3 5 m m o g ) であった。 参考例 5 {水に対 して 自 己乳化性を有 し 、 ラダー型骨格を有 する S i H基含有ゲイ 素化合物 ( 4 ) の合成 }
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取り つけた反応器に、 ジォキサン 4 4 5 gおよびメチル ト リ ク ロ ロ シラ ン 2 5 .. 9 g を入れ、 室温にて約 1 0 分間撹拌 し、 得 られた混合物に、 水 4 . 7 g と ジォキサン 1 8 . 8 g の混合溶媒を、 温度を 2 5 〜 3 0 に保ちながら 、 攪拌下約 3 0 分かけて滴下した後、 さ ら に 2 5 〜 3 0 °Cで約 3 0 分、 次いで 6 0 °Cで 3 時間撹拌 した。
得られた反応混合物を 2 5 〜 3 0 °Cまで冷却した後、 ジメ チルク ロ ロ シラ ン 2 5 . l g を添力 [] し、 さ ら に、 水 1 . 5 6 g と ジォキサ ン 6 . 2 4 g の混合溶媒を 、 温度を 2 5 〜 3 0 で に保ちながら 、 攪拌下約 3 0 分かけて添加した。 その後 さ ら に 2 5 〜 3 0 °Cにて約 2 時間撹拌した。
得 られた反応混合物を反応器か ら取 り 出 し、 約 6 0 °Cで減 圧下に溶媒を溜去する こ と によ り 、 ラダー型骨格を有する、 重量平均分子量 3 1 0 0 の S i 一 H基含有ケィ 素化合物を得 た。 (以降 「ラ ダ一型ケィ 素化合物」 と称する。 こ の化合物 の I R ス ぺ ク ト ル にお い ては、 ラ ダ一型骨格 に基づく 吸収 ( 1 1 3 0 c m _ 1及び 1 0 5 0 c m— 1 ) が観測された。 ) 得 られた上記ラ ダー型 ケィ 素化合物 0 . 4 4 g を プチルセ 口 ソルブ 8 g に溶解し 、 得 られた溶液に 1 N水酸化ナ ト リ ウ ム水溶液 8 m i を添加する と 、 水素ガスが発生 し 、 その体積 は 2 2 °Cにおいて 4 0 . 9 m 1 であ っ た。 こ の水素ガス生成 量か ら求めた、 上記ラ ダ一型ケィ 素化合物の S i 一 H基含量 は 3 . 7 5 mm o l Z gであっ た。
続いて、 還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた 反応器に、 上記ラ ダ一型ケィ 素化合物 1 0 g と ジォキサン 1 5 g を添加 し、 撹拌下 8 0 °Cに昇温 した。 これに、 ュニォッ クス M U S — 8 (参考例 1 で使用 した も の と 同 じ) 3 g と塩 化白金 ( IV ) 酸六水和物の 5 重量%イ ソ プロパノ ール溶液 0 . 1 g をジォキサン 2 . 2 5 g に溶解 した溶液を、 8 0 °Cにて 撹拌下約 1 時間かけて添加 し、 さ ら に 8 0 °Cにて 2 時間攪拌 を続けた後室温に まで冷却する こ と によ り 、 水に対して自己 乳化性を有 し、 ラ ダー型骨格を有する S i — H基含有ケィ 素 化合物 ( 4 ) {以降 「化合物 ( 4 ) 」 と称する } を含む溶液 を得た。
得 られた化合物 ( 4 ) を含む溶液 1 . 4 2 g に プチルセ 口 ソルブ 8 g を添加 · 混合 した後、 1 N水酸化ナ ト リ ウム水溶 液 8 m 1 を添加する と 、 水素ガスが発生 し 、 その体積は 2 2 °Cにおいて 2 8 . 0 m 1 であっ た。 こ の水素ガス生成量か ら求めた、 化合物 ( 4 ) を含む溶液 1 g 当 り の S i — H基含 量は、 0 . 7 9 5 m m o (化合物 ( 4 ) 1 g 当た り に 換算 した S i — H基含量は約 2 . 9 8 m m 0 ) であつ た 実施例 9
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 タイ ノ ッ ク A — 6 (実施例 1 で使用 した もの と同 じ) 5 0 0 g を入れ、 これに参考例 4 で得た化合物 ( 3 ) を含む溶液 1 5 g を 3 0 °C にて攪拌下約 3 0 分か けて添加 し 、 さ ら に 3 0 °Cにて 2 4 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 非常に分散性の 良好な、 体積平均粒子径 5 3 n mの変性酸化チタ ン粒子を含 有する ゾルを得た。 こ の時、 化合物 ( 3 ) の反応に伴い水素 ガスが発生し、 その体積は 2 3 °Cにおいて 4 0 m 1 であっ た。
実施例 1 と同様の方法で I Rスぺク トルを測定 したと ころ、 変性前の酸化チタ ンの I Rスぺク トル中では観測されていた、 T i 一 〇 H基の吸収の消失が観測された。
また、 得 られたゾルを 3 0 °Cで 1 0 0 日 間静置保存した後 の体積平均粒子径は 6 3 n mであっ た。
得 られたゾルを用 い、 実施例 1 と 同様の方法でガラス板表 面に透明で平滑な皮膜を形成し、 こ の皮膜の表面について、 紫外線照射前後の親水性又は疎水性の変化及び光触媒活性を 評価した。 結果を表 2 に示す。 実施例 1 0
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 タイ ノ ッ ク A — 6 (実施例 1 で使用 した もの と同 じ) 5 0 0 g を入れ、 これに参考例 5 で得た化合物 ( 4 ) を含む溶液 1 0 . 8 g を 3 0 °C にて攪拌下約 3 0 分か けて添力卩 し、 さ ら に 3 0 °C にて 8 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 非常に分散性の 良好な、 体積平均粒子径 2 9 n mの変性酸化チタ ン粒子を含 有する ゾルを得た。 こ の時、 化合物 ( 3 ) の反応に伴い水素 ガスが発生 し、 その体積は 2 3 °C において 1 0 0 m 1 であつ た。
実施例 1 と同様の方法で I Rスぺク ト ルを測定 したと こ ろ、 変性前の酸化チタ ンの I R スぺク トル中では観測されていた、 T i 一 0 H基の吸収の消失が観測された。
また、 得 られたゾルを 3 0 °Cで 1 0 0 日 間静置保存した後 の体積平均粒子径は 3 0 n mであっ た。
得られたゾルを用 い、 実施例 1 と 同様の方法でガラス板表 面に透明で平滑な皮膜を形成 し、 こ の皮膜の表面について、 紫外線照射前後の親水性又は疎水性の変化及び光触媒活性を 評価した。 結果を表 2 に示す。 実施例 1 1
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 タイ ノ ッ ク A — 6 (実施例 1 で使用 した もの と 同 じ) 5 0 g を入れ、 これに A c i p l e x ®— S S 9 5 0 { スルホ ン酸 基を有する フ ッ 素樹脂の 5 重量 % エ タ ノ ール 一 水 (重量比 1 : ] ) 溶液の商品名 ( 日 本国旭化成工業製) } 6 g を 3 0 °C にて攪拌下約 3 0 分かけて添力!] し 、 さ ら に 3 0 °C にて 8 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 非常に分散性の良好な、 体積 平均粒子径 1 5 0 n mの変性酸化チタ ン粒子を含有する ゾル を得た。
得られたゾルを 3 0 °Cで 1 0 0 日 間静置保存 した後の体積 平均粒子径は 1 4 7 n mであっ た。
得られた ゾルを用い、 実施例 1 と 同様の方法でガラス板表 面に透明で平滑な皮膜を形成し、 こ の皮膜の表面について、 紫外線照射前後の親水性又は疎水性の変化及び光触媒活性を 評価した。 結果を表 3 に示す。 実施例 1 2
ビス ト レ一夕一 L N S C - 2 0 0 A {有機溶剤系 シ リ コ ン— アク リ ルコーティ ング剤の商品名 ( 日本国 日本曹達製) 、 固形分 2 0 重量% ) (従来の光触媒含有コーティ ング剤用の、 ア ンダーコ ー ト用塗料) 1 0 0 g に、 実施例 5 で得たオルガ ノ ゾル 1 5 0 g を撹拌下室温にて約 1 0 分かけて添加 し、 変 性光触媒組成物を得た。
得られた変性光触媒組成物を用 い、 ガ ラス板上に膜厚が 3 0 mとなる よ う にス プレーコーティ ン グした後、 室温で 1 週間乾燥 し 、 続いて 5 0 °C にて 5 日 間加熱する こ と によ り 、 ガラス板表面に透明で平滑な皮膜を形成 し、 こ の皮膜の表面 について、 紫外線照射前後の親水性又は疎水性の変化及び光 触媒活性を評価した。 結果を表 3 に示す。 比較例 1
実施例 1 2 で得 られた変性光触媒組成物の代わ り に ピス ト レー夕一 L N S C — 2 0 O A (実施例 1 2 で使用 した も の と同 じ) を用 い、 実施例 1 2 と同様の方法でガラ ス板表面に 透明で平滑な皮膜を形成 し、 こ の皮膜の表面について、 紫外 線照射前後の親水性又は疎水性の変化及び光触媒活性を評価 した。 結果を表 3 に示す。 比較例 2
ポリ デュ レ ッ ク ス G 6 3 3 {水系ア ク リ ル一 シ リ コ ンエマ ルジ ョ ン の商品名 ( 日 本国旭化成工業製) 、 固形分 4 6 重
%、 p H 8 2 5 0 g に、 成膜助剤と して C S — 1 2
2 , 2 4 ト リ メチルー 1 3 ペン夕 ンジォ一リレー モ ノ イ ソ プチ レー ト の商品名 ( 日本国チ ッ ツ製) } 2 2 . 8 g を撹拌下室温にて 2 0 分かけて添加 した。 次いで、 同 じ く 成 膜助剤と してプチルセ ロ ソルブ水溶液 ( 5 0 重量% ) 2 2 . 8 g を室温にて撹拌下 2 0 分かけて添加 した後、 さ ら に室温 で 3 時間撹拌し、 成膜助剤を含むァ ク リ ルー シ リ コ ンェマル ン ンを得た のェマルジ ヨ ン における 、 固形分の含有 は 3 8 . 6 重量%であっ た。
実施例 1 2 で得 られた変性光触媒組成物の代わ り に上記の ェマルジ ョ ン を用 い、 実施例 1 2 と 同様の方法でガラス板表 面に透明で平滑な皮膜を形成 し、 こ の皮膜の表面について、 紫外線照射前後の親水性又は疎水性の変化及び光触媒活性を 評価した。 結果を表 3 に示す。 実施例 1 3
比較例 2 で得 られた成膜助剤を含むア ク リ ル一 シ リ コ ンェ マルジ ヨ ン 1 0 0 g に、 実施例 6 で得たゾル 7 5 g を撹拌下 室温にて約 1 0 分かけて添加し 、 変性光触媒組成物を得た。
得 られた変性光触媒組成物を用 い、 実施例 1 2 と 同様の方 法でガラス板表面に透明で平滑な皮膜を形成し、 こ の皮膜の 表面について、 紫外線照射前後の親水性又は疎水性の変化及 び光触媒活性を評価した。 結果を表 3 に示す。 比較例 3
S T S — 0 2 (実施例 5 で使用 した もの と 同 じ) 1 0 0 g を水 5 0 g で希釈 して得 られたゾルを用 い、 実施例 1 と 同様 の方法でガ ラス板表面に皮膜を形成 したが、 得 られた皮膜は ひび割れていたため、 こ の皮膜の表面について、 紫外線照射 前後の親水性又は疎水性の変化及び光触媒活性を評価する こ とはできなかっ た。
また、 得 られた ゾル 6 8 g に、 プチルセ 口 ソルブ 1 0 0 g を撹拌下室温にて約 1 0 分かけて添加 した後、 水をェバポ レ —夕一 にて減圧除去 してオルガ ノ ゾルを得たが、 ゾル中 の粒 子は液体媒体中 に安定に分散 した状態で保持さ れる こ とな く 沈殿 して し ま い、 分散性の良好なオルガ ノ ゾルを得る こ と は できなかっ た。 比較例 4
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 S T — 0 1 { 日 本国石原産業製アナ夕一ゼ型酸化チタ ン粉末 の商品名、 平均結晶子径 7 n m (カ タ ロ グ記載値) } 3 0 g に水 1 2 0 g を添力 [I し 、 撹拌下 5 0 °C に昇温 した。 これに参 考例 1 で得た化合物 ( 1 ) を含む溶液 3 1 g を 5 0 °C にて撹 拌下約 3 0 分かけて添加 し、 さ ら に 5 0 °C にて 3 時間撹拌を 続けた後室温まで冷却 した。 得 られた反応混合物中の粒子は 分離 · 沈降 した状態であ り 、 体積平均粒子径は 3 w m以上で の つ 7乙 。
また、 こ の反応混合物にプチルセ 口 ソルブ 2 0 0 g を添加 した後、 水をエバポ レー夕一にて減圧除去してオルガノ ゾル を得たが、 ゾル中の粒子は液体媒体中に安定に分散した状態 で保持される こ とな く 沈殿して し まい、 分散性の良好なオル ガノ ゾルを得る こ と はできなかっ た。 従っ て、 こ のゾルを用 い、 ガラ ス板表面に皮膜を形成する こ とはできなかっ た。 比較例 5
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 S T S - 0 2 { アナタ ーゼ型酸化チタ ン ゾルの商品名 ( 日本 国石原産業製) 、 体積平均粒子径 1 8 n m、 塩酸解膠型、 T i 〇 2濃度 3 0 重量% 、 平均結晶子径 7 n m (カ タ ロ グ記載 値) ) 1 0 0 と水 1 0 0 8 を入れ、 これにメチル ト リ メ ト キシシラ ン 7 . 5 g を ジォキサン 7 . 5 g に溶解 した溶液を 3 0 °Cにて撹拌下約 3 0 分かけて添加し、 さ ら に 3 0 °C にて 3 時間撹拌する こ と によ り 、 体積平均粒子径 9 0 0 n mの変 性酸化チタ ン粒子を含有する ゾルを得た。
実施例 1 と同様の方法で I Rスぺク トルを測定 した と こ ろ、 変性前の酸化チタ ンの I Rスぺク トル中では観測されていた、 T i — 〇 H基の吸収が小さ く なつ ていた ものの、 消失 しては いなかつ た こ と力ゝ ら 、 T i 一 〇 H基がかな り 残存 している こ とが判明した。
得 られた ゾルを用 い、 実施例 1 と 同様の方法でガラス板表 面に皮膜を形成 したが、 白濁 した、 凹凸の大きな皮膜を有す る しか得 られなかっ た。
また、 得 られた変性酸化チタ ンゾルは、 3 0 °Cでの 2 ヶ 月 の保存によ り ゲル化 したため、 塗膜評価を実施する こ とがで きなかっ た。 比較例 6
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 タイ ノ ッ ク A — 6 (実施例 1 で使用 した もの と 同 じ) 2 0 0 g を入れ、 これにメチル 卜 リ メ トキシシ ラ ン 3 g を ジォキサ ン 3 g に溶解した溶液を攪拌下 3 0 °C にて約 3 0 分かけて添 カロ し、 さ ら に 3 0 °C にて 3 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 体 積粒子怪 1 mの変性酸化チタ ン粒子を含有する ゾルを得た。
実施例 1 と同様の方法で I Rスぺク トルを測定 した と こ ろ、 変性前の酸化チタ ンの I Rスぺク トル中では観測されていた、 T i — O H基の吸収が小さ く なつ ていた ものの、 消失しては いなかっ た こ とか ら 、 T i 一 0 H基がかな り 残存 している こ とが判明 した。
得られた変性酸化チタ ンゾルは、 3 0 °C での 1 週間の保存 によ り ゲル化 したため、 塗膜評価を実施する こ とができなか つた。 比較例 7
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 S T S - 0 2 (実施例 5 で使用 した もの と 同 じ) 1 0 0 g と 水 1 0 0 g を入れ、 こ れ に A c i p 1 e x ® - S S 9 5 0 (実施例 1 1 で使用 した もの と同 じ) 6 g を 3 0 °Cにて攪拌 下約 3 0 分かけて添加 し 、 さ ら に 3 0 °C にて 8 時間撹拌を続 ける こ と によ り 、 体積平均粒子径 3 m以上の変性酸化チ夕 ン粒子を含有する ゾルを得た。
得られた変性酸化チタ ンゾルは経時的に沈殿を生 じた為、 スプレーコ 一ティ ングが不可能であっ た。 表 1 紫外線照射前後の、 皮膜表面の親水性又は疎水性の 変化及び光触媒活性
Figure imgf000117_0001
表 2 紫外線照射前後の、 皮膜表面の親水性又は疎水性の 変化及び光触媒活性
Figure imgf000117_0002
表 3 紫外線照射前後の、 皮膜表面の親水性又は疎水性の 変化及び光触媒活性
項目 実施例 1 ] 実施例 12 比較例 1 比較例 2 実施例 13 水の接触角 60° 84C 95° 89° 95C (光照射前)
水の接触角 65° 96° 96° 89C 84°
(光照射 1 日後)
水の接触角 6 5C 6。 94C 89° 8°
(光照射 3 日後)
光触媒活性 ◎ ◎ X X ◎ 参考例 6 { ケ ト 基 を 有す る S i - H 基 ケ ィ 素含有化合物 ( 5 ) の合成 }
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 ジォキサン 5 0 0 g と K F 9 9 0 1 (参考例 1 で使用 した も のと同 じ) 5 0 0 g を入れ、 撹拌下 6 0 °C に昇温 した。 これ にジク ロ ロ ー ジシク ロペ ンタ ジェ二ルー 白金 ( Π ) の 0 . 2 5 重量% ジォキサン溶液 1 6 . 3 g を添加 した後、 ュニォッ ク ス M U S — 8 (参考例 1 で使用 した もの と同 じ) 2 5 0 g をジォキサン 2 5 0 g に溶解した溶液を 6 0 °C にて攪拌下約 3 0 分かけて添加し、 さ ら に 6 0 °C にて 3 0 分間撹拌した後、 5 — へキセ ン 一 2 — オン 1 0 0 g を ジォキサン 1 0 0 g に溶 解した溶液を攪拌下 6 0 °C にて約 3 0 分かけて添加 した後、 さ ら に 6 0 °Cで 1 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 ケ ト基を有 す る S i - H 基 ケ ィ 素含 有化合物 ( 5 ) 以降 「化合物
( 5 ) 」 と称する } を含む溶液を得た。
得られた化合物 ( 5 ) を含む溶液 4 g に水 1 0 0 g を加え る と、 わずかに 白濁 した分散液となっ た。 また、 こ の化合物
( 5 ) を含む溶液 0 . 8 9 g に プチルセ ロ ソ リレブ 8 g を添 加 · 混合 した後、 1 N水酸化ナ ト リ ウム水溶液 8 m 1 を添加 する と、 水素ガスが発生 し、 その体積は 2 3 °Cにおいて 2 7 . 2 m 1 であ っ た。 こ の水素 ガス 生成量か ら 求め た 、 ィヒ合物
( 5 ) を含む溶液 1 g 当 り の S i 一 H基含量は 1 . 2 m m 0 1 / g ( K F 9 9 0 1 l g 当た り に換算 した S i — H基含 量は約 4 . 1 m m 0 g ) であっ た 参考例 7 { メ タ ク リ ロイ ル基を有する S i — H基含有ケィ 素 化合物 ( 6 ) の合成)
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 ジォキサン 1 0 0 g と K F 9 9 0 1 (参考例 1 で使用 した も のと同 じ) 1 0 0 g を入れ、 撹拌下 6 0 °C に昇温 した。 これ にジク ロ ロ ー ジシク ロペンタ ジェ二リレー 白金 ( Π ) の 0 . 2 5 重量% ジォキサン溶液 5 g を添加 した後、 ュニオッ ク ス M U S — 8 (参考例 1 で使用 したもの と 同 じ) 5 0 g をジォキ サン 5 0 g に溶解した溶液を 6 0 °C にて攪拌下約 1 時間かけ て添加した。 続いて、 メ 夕 ク リ ル酸ァ リ ル 2 0 g と重合禁止 剤の 4 — メ トキシ ヒ ド ロ キ ノ ン 0 . 0 1 g を ジォキサン 2 0 g に溶解 した溶液を 6 0 °C にて攪拌下約 3 0 分かけて添加 し た後、 さ ら に 6 0 °Cで 1 時間撹拌を続ける こ と によ り メ 夕 ク リ ロイ ル基を有する S i 一 H基含有ケィ 素化合物 ( 6 ) 以 降 「化合物 ( 6 ) 」 と称する } を含む溶液を得た
得 られた化合物 ( 6 ) を含む溶液 4 g に水 1 0 0 g を加え る と、 わずかに 白濁 した分散液となっ た。 また、 の化合物
( 6 ) を含む溶液 1 . 2 5 g に プチルセ 口 ソ ルブ 8 g を添 加 · 混合 した後、 1 N 水酸化ナ ト リ ウム水溶液 8 m 1 を添加 する と、 水素ガスが発生 し、 その体積は 2 3 °C において 4 2 . 0 m 1 で あ っ た。 こ の水素 ガス 生成量か ら 求めた 、 化合物 ( 6 ) を含む溶液 l g 当 り の S i — H基含量は 1 . 3 mm o 1 / g ( K F 9 9 0 1 l g 当た り に換算 した S i — H基含 量は約 4 . 6 m m o 1 Z g ) であっ た。 参考例 8 { ケ ト基を有する、 シ リ コ ン変性された重合体のェ マルジョ ンの調製)
撹拌機、 還流冷却器、 滴下槽および温度計を取 り つけた反 応器に、 メ 夕 ク リ ル酸 8 g 、 ダイ アセ ト ンア ク リ ルア ミ ド 3 g、 メ タ ク リ リレ酸メチリレ 3 4 g、 ア ク リ ル酸ブチル 4 0 g 、 メ 夕 ク リ ル酸シク ロへキシリレ 1 5 g 、 水 3 0 0 g 、 ラテムル S - 1 8 O A {エチ レ ン性不飽和単量体 と共重合可能な二重 結合を分子中 に持つスルホコハク酸ジエステルア ンモニゥム 塩の商品名 ( 日本国花王製) } の 2 0 %水溶液 2 0 g を入れ、 反応器内の温度を 7 8 °C に上げてか ら 、 過硫酸ア ンモニゥム 0 . 5 g を添加 して、 7 8 °Cで 1 時間攪拌し、 第一段階のシ 一 ド ラテ ッ ク ス を得た。 得 られた第一段階のシー ド ラテ ッ ク スの p Hは 1 . 8 であっ た。
次に、 第一段階のシー ド ラテッ ク スに、 メ タ ク リ ル酸 3 g 、 ジアセ ト ンア ク リ ルア ミ ド 1 2 g 、 メ タ ク リ ル酸メ チル 1 6 5 g、 ア ク リ ル酸ブチル 1 6 0 g 、 メ 夕 ク リ ル酸シク ロへキ シリレ 6 0 g 、 水 3 3 0 g 、 ラテムル S — 1 8 0 Aの 2 0 %水 溶液 2 0 g 、 過硫酸ア ンモニゥム 1 . 0 g を含む溶液と、 γ メ 夕 ク リ ロ キシプロ ピリレ ト リ メ ト キシシラ ン 2 . 5 g ン. メチルジメ トキシシラ ン 2 5 g 、 メ チリレ ト リ メ ト キシシ ラ ン 2 5 g を含む溶液と を、 各々 別の滴下槽か ら 、 攪拌下 8 0 °C で 3 時間かけて反応器中へ滴下 した。 滴下が終了後、 反応器 内の温度を 8 5 °C に上げ、 6 時間攪拌した。 その後室温まで 冷却し、 反応器内容物の水素イ オン濃度を測定した と こ ろ 2 . 1 であっ た。 2 5 % ア ンモニア水溶液を添加 して反応器内容 物の p H を 8 に調整 してか ら 、 1 0 0 メ ッ シュの金網でろ過 し、 凝集物をろ去する こ と によ り 、 ェマルジ ヨ ン を得た。 凝 集物の乾燥重量は、 使用 した単量体の総重量に対 して 0 . 0
2 % と非常にわずかであっ た。
得られたェマルジ ヨ ン の固形分含有量は 4 4 . 0 重量% 体積平均粒子径は 1 2 8 mであっ た 参考例 9 (セミ カルバジ ド誘導体水溶液の調製)
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 室温下イ ソ プロ ピルアルコール 2 3 0 g と ヒ ド ラ ジン 1 水和 物 2 0 g を入れ、 これにデユ ラネー ト 2 4 A { ピウ レ ツ ト型 ポ リ イ ソ シァネー ト の商品名 ( 日 本国旭化成工業製) 、 N C
〇含有量 2 3 . 3 4 2 g をテ 卜 ラ ヒ ド ロ フ ラ ン 1 6
8 g に溶解 した溶液を、 4 0 °Cにて攪拌下約 1 時間かけて添 加し、 さ ら に 4 0 °C にて 3 時間撹拌を続けた。 得 られた反応 混合物中のテ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン、 ヒ ド ラ ジン、 水等を減圧下 に留去 し た後、 適量の水 を 添加する こ と によ り 、 固形分 3 0 %のセ ミ カルバジ ド誘導体水溶液を得た。 実施例 1 4
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 タイ ノ ッ ク A — 6 (実施例 1 で使用 した もの と 同 じ) 3 0 0 g を入れ、 これに参考例 6 で得た化合物 ( 5 ) を含む溶液 1 5 . 3 g を 3 0 °C にて攪拌下約 3 0 分かけて添加 し、 さ ら に 3 0 DC にて 5 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 非常に分散性の 良好な、 体積平均粒子径 1 8 n mの変性酸化チタ ン粒子を含 有する ゾルを得た。 こ の時、 化合物 ( 5 ) の反応に伴い水素 ガスが発生 し、 その体積は 2 3 °Cにおいて 1 2 2 m 1 であつ た。
実施例 1 と同様の方法で I Rスぺク トルを測定 した と こ ろ、 変性前の酸化チタ ンの I Rスぺク トル中では観測されていた、 T i — 〇 H基の吸収の消失が観測された。
また、 得 られたゾルを 3 0 °Cで 1 0 0 日 間静置保存した後 の体積平均粒子径は 2 3 n mであっ た。
次に、 参考例 8 で得た、 ケ ト基を有する 、 シ リ コ ン変性さ れた重合体のェマルジ ョ ン 2 0 0 g に、 参考例 9 で得たセミ 力ルバジ ド誘導体水溶液 1 1 . 3 g を撹拌下室温にて約 2 0 分かけて添加 し 、 得 られた混合物に、 上記のゾル 2 3 0 g を 撹拌下室温にて約 3 0 分かけて添加 し 、 さ ら に室温にて 3 時 間撹拌する こ と によ り 、 変性光触媒組成物を得た。 得 られた変性光触媒組成物を用い、 実施例 1 2 と 同様の方 法でガラ ス板表面に透明で平滑な皮膜を形成し、 こ の皮膜の 表面につ いて光触媒活性を評価 した と こ ろ 良好 (◎ ) であつ た。 また、 得 られた皮膜のアセ ト ン浸漬によ る皮膜重量の保 持率は 9 7 %であ り 、 耐溶剤性は非常に良好であっ た。 実施例 1 5
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 S T S — 0 2 (実施例 5 で使用 した もの と同 じ) 1 0 0 g と 水 5 0 g を入れ、 これに参考例 7 で得た.化合物 ( 6 ) を含む 溶液 2 6 g を 3 0 °C にて撹拌下約 3 0 分かけて添加し、 さ ら に 3 0 °C にて 7 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 非常に分散性 の良好な、 体積平均粒子径 3 8 n mの変性酸化チタ ン粒子を 含有する ゾルを得た。 こ の時、 化合物 ( 6 ) の反応に伴い水 素ガスが発生 し、 その体積は 2 4 °C において 2 4 0 m 1 であ つ た。
実施例 1 と同様の方法で I Rスぺク トルを測定したと ころ、 変性前の酸化チタ ンの I Rスぺク トル中では観測されていた、 T i 一 0 H基の吸収の消失が観測された。
次いで、 撹拌襪、 還流冷却器、 滴下槽および温度計を取 り つけた反応器に、 上記の ゾル 1 0 0 g 、 水 3 5 3 g 、 アデ力 リ ア ソープ S E — 】 0 2 5 ヽ: {界面活性剤の商品名 ( 日 本国 旭電化製) 、 2 5 %水溶液) 2 g を投入 し 、 反応器内の温度 を 8 0 °C に上げて力ゝ ら 、 メ 夕 ク リ リレ酸 6 g 、 ア ク リ ル酸プチ ル 6 1 g 、 メ タ ク リ ル酸メ チル 7 0 g 、 ア ク リ ルア ミ ド 1 . 2 g 、 水 8 0 g 、 アデカ リ ア ソー プ S E — 1 0 2 5 N 2 . 7 g 、 p — スチ レ ンスルホ ン酸ナ ト リ ウム 1 . 4 g 、 過硫酸 ア ンモニゥム 0 . 5 g を含む溶液を反応容中へ滴下槽よ り 攪 拌下 8 0 °Cで 2 時間かけて滴下した。 滴下終了後、 8 0 °Cで 2 時間攪拌 した。 その後室温まで冷却 し 、 2 5 % ア ンモニア 水溶液を添加 して反応器内容物の P H を 8 に調整 してか ら、 1 0 0 メ ッ シュ の金網で濾過して凝集物をろ去し 、 固形分 2 3 . 4 % 、 平均粒子径 9 5 n mの変性光触媒組成物 (変性光 触媒— ア ク リ ル複合ェマルジヨ ン) を得た。
得 られた変性光触媒組成物を用 い、 実施例 1 2 と同様の方 法でガラ ス板表面に透明で平滑な皮膜を形成し、 こ の皮膜の 表面について光触媒活性を評価した と こ ろ 良好 (◎ ) であつ た。 参考例 1 0 {水に対して 自己乳化性 を有する S i — H基含有 ケィ 素化合物 ( 7 ) の合成)
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 ジォキサン 5 0 g と、 H M S — 3 0 1 — 1 0 0 G M (参考例 2 で使用 した もの と 同 じ) 5 0 g を入れ、 撹拌下 8 0 °C に昇 温した。 これにュニオ ッ ク ス M U S — 8 (参考例 1 で使用 し た も の と 同 じ ) 2 5 g と 塩化 白 金 ( IV ) 酸六水和物の 5 重 量%イ ソ プロパ ノ ール溶液 0 . 5 3 g を ジォキサ ン 6 2 . 5 g に溶解した溶液を 8 0 °Cにて攪拌下約 1 時間かけて添加し、 さ ら に 8 0 °Cにて 2 時間攪拌を続けた後室温にまで冷却する と によ り 、 S i — H基含有ケィ 素化合物 ( 7 ) 以降 「化 合物 ( 7 ) 」 と称する) を含む溶液を得た。
得 られた化合物 ( 7 ) を含む溶液 4 g に水 1 0 0 g を加え る と、 わずかに 白濁 した分散液となっ た。 また、 こ の化合物 ( 7 ) を含む溶液 2 . 2 3 g に プチルセ 口 ソ ルブ 8 g を添 加 · 混合 した後、 1 N水酸化ナ ト リ ウム水溶液 8 m 1 を添加 する と、 水素ガスが発生 し、 その体積は 2 1 °Cにおいて 4 5 .
2 m 1 で あ っ た の水素ガス 生成量か ら求めた 、 化合物
( 7 ) を含む溶液 1 g 当 り の S i 一 H基含量は 0 . 8 2 5 m m o g ( H M S — 3 0 1 — 1 0 0 G M l g 当た り に換 した S i — H基含量は約 3 . 1 m m 0 ) でめ っ た 参考例 1 1 {水に対して 自己乳化性を有 し、 フルォロ アルキ ル基を有する S i - H基含有ケィ 素化合物 ( 8 ) の合成)
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 メチルェチルケ ト ン 5 0 g と、 H M S — 3 0 1 — 1 0 0 G M (参考例 2 で使用 した も の と 同 じ) 5 0 g を入れ、 撹拌下 6 0 °Cに昇温 した。 これにジク ロ ロ ー ジシク ロペン夕 ジェニル 一 白金 ( Π ) の 0 . 2 5 % ジォキサン溶液 1 . 6 g を添加 し た後、 ュニオッ ク ス Mじ S — 8 (参考例 ] で使用 した もの と 同 じ) 2 5 g をメ チルェチルケ ト ン 2 5 g に溶解 した溶液を 6 0 °Cにて攪拌下約 3 0 分かけて添加 し、 さ ら に 6 0 °Cにて
3 0 分撹拌を続けた。 れにパ一フルォ ロ ォクチルエチ レ ン i o g とジク ロ 口 一 ジシ ク ロペン夕 ジェニルー 白金 ( n ) の
0 . 2 5 % ジォキサン溶液 1 . 1 g をメ チルェチルケ ト ン 1 0 g に溶解した溶液を 6 0 °Cにて約 1 時間かけて添加し、 さ ら に 6 0 °Cにて 8 時間攪拌を続けた後室温にまで冷却する こ と によ り 、 フルォロ アルキル基を有する S i 一 H基含有ケィ 素化合物 ( 8 ) {以降 「化合物 ( 8 ) 」 と称する } を含む溶 液を得た。
得られた化合物 ( 8 ) を含む溶液 4 g に水 1 0 0 g を加え る と、 わずかに 白濁 した分散液となっ た。 また、 この化合物 ( 8 ) を含む溶液 1 . 0 9 4 g にプチルセ 口 ソルブ 8 g を添 加 · 混合 した後、 1 N水酸化ナ ト リ ウム水溶液 8 m 1 を添加 する と、 水素ガスが発生 し 、 その体積は 1 7 °Cにおいて 2 5 .
で あ っ た 。 の 水 素 ガ ス 生成 量か ら 求 め た 化合物
( 8 ) を含む溶液 l g 当 り の S i — H基含量は 0 . 9 6 2 m m o l / g ( H M S — 3 0 1 — 1 0 0 G M l g 当た り に換 算 した S i — H基含量は約 3 . 3 1 m m o 1 / g ) であっ た。 参考例 1 2 (有機溶剤系 ア ク リ ルコ ーティ ン グ剤の表面エネ ルギ一の測定)
ブラエース {有機溶剤系ア ク リ ルコ ーティ ン グ剤の商品名 ( 日 本国武蔵塗料製) 、 固形分 5 0 重量% } をガラス板上に 膜厚が 2 0 mと な る よ う にキャ ス 卜 した後、 室温で 2 日 間 乾燥 し 、 5 0 にて 3 日 間加熱乾燥する こ と によ り 、 ガラス 板表面に透明で平滑な皮膜を形成した。
得 ら れた皮膜表面に対する、 2 ◦ °Cにおける水の接触角は 8 4 ° であ り 、 S e l 1 — N u m a n n の実験式か ら求めた、 上記皮膜 の 表面エ ネ ル ギー は 3 5 . 5 ダイ ン Z c m ( 2 0 °C ) であっ た。 参考例 1 3 (水系ア ク リ ル一 シ リ コ ンェマルジ ヨ ンの表面ェ ネルギ一の測定)
比較例 2 で調製 した、 成膜助剤を含むアク リ ル一 シ リ コ ン ェマルジ ヨ ンを用 いて、 参考例 1 2 と 同様の方法でガラス板 表面に透明で平滑な皮膜を形成した。
得 られた皮膜表面に対する 、 2 0 °Cにおける水の接触角は 8 9 ° であ り 、 S e l 1 — N u m a n n の実験式か ら求めた、 上記皮膜 の表面エ ネ ル ギー は 3 1 . 5 ダイ ン Z c m ( 2 0 °C ) であっ た。 実施例 1 7
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 タイ ノ ッ ク A— 6 (実施例 1 で使用 した もの と同 じ) 4 0 0 g と 、 参考例 1 0 で得た化合物 ( 7 ) を含む溶液 1 0 . 3 g を室温 3 0 °C にて攪拌下約 3 0 分か けて添加 し 、 さ ら に 3 0 °Cにて 3 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 非常に分散性の良 好な、 体積平均粒子径 1 7 n mの変性酸化チタ ン粒子を含有 する ゾルを得た の時、 化合物 ( 7 ) の反応に伴い水素ガ スが発生し、 その体積は 1 6 °Cにおいて 8 0 m 1 であっ た。
実施例 1 と同様の方法で I Rスぺク トルを測定 した と ころ、 変性前の酸化チタ ンの I Rスぺク トル中では観測されていた、 T i 一 〇 H基の吸収の消失が観測された。
得 られた ゾル 1 0 0 g にプチルセ 口 ソ ルブ 1 0 0 g を撹拌 下室温 ( 2 3 °C ) で約 1 0 分かけて添加 し、 水をエバポ レー 夕一にて減圧除去した後、 適量のプチルセ 口 ソルブを加え、 固形分の含有量がゾルの全重量に対 して 5 . 8 重量% となる よ う にする こ と によ り 、 非常に分散性の良好な、 体積平均粒 子径 2 5 n mの粒子を含むオルガノ ゾルを得た。
得 られたォルガ ルを用 い、 ガ ラス板上に膜厚が 2 U m となるよ う にス プレーコ ーティ ングした後、 5 0 °Cで 1 週間 乾燥する こ と によ り 、 ガ ラス板表面に透明で平滑な皮膜を形 成した。
得られた皮膜表面に対する、 2 0 °C における水の接触角は
9 5 6 c であ り 、 S e - u m a n n の実験式か ら求 めた上記皮膜の表面エネルギーは 2 6 . 5 ダイ ン Z c m ( 2 0 °C ) であっ た。
上記オルガ ノ ゾル 2 0 g を、 ブラエース (参考例 1 2 で使 用 した も の と同 じ) に撹拌下室温で約 1 0 分かけて添加する こ と によ り 、 変性光触媒組成物を得た。
得られた変性光触媒組成物を〇 H P フ ィ ルム上に膜厚が 2 0 μ mとなるよ う にキャ ス 卜 し、 室温で 2 日 間乾燥した後、 5 0 °Cにて 3 日 間加熱乾燥する こ と によ り 、 〇 H P フ ィ ルム 表面に平滑な皮膜を形成させた。
この皮膜の断面におけるチタ ン原子の分布を、 エネルギー 分散型 X線分光器を用 いて測定し た結果を図 2 に示す。
基材であ る 〇 H P フ ィ ルム と皮膜 と の界面には酸化チタ ン は存在せず、 皮膜内部か ら皮膜表面側 (上記界面の反対側) に向かっ て、 酸化チタ ンの含有量が高ま っ てゆ く よ う な分布 となっている こ とが分かる。
また、 こ の皮膜の表面について光触媒活性を評価した と こ ろ良好 (◎) であっ た。 実施例 1 8
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 タイ ノ ッ ク A— 6 (実施例 1 で使用 した もの と同 じ) 3 0 0 g と、 参考例 1 1 で得た化合物 ( 8 ) を含む溶液 1 5 . 5 g を室温 3 0 °C にて攪拌下約 3 0 分か けて添加 し 、 さ ら に 3 0 °Cにて 5 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 非常に分散性の良 好な、 体積平均粒子怪 3 0 n mの変性酸化チタ ン酸化チタ ン 粒子を含有する ゾルを得た。 この時、 化合物 ( 8 ) の反応に 伴い水素ガスが発生 し、 その体積は 1 6 °C において 1 4 0 m 1 であっ た。
実施例 1 と同様の方法で I R スぺク トルを測定 した と こ ろ、 変性前の酸化チタ ンの I R スぺク ト ル中では観測されていた、 T i — 0 H基の吸収の消失が観測された。
得られた ゾル 1 0 0 g にプチルセ 口 ソルブ 1 0 0 g を撹拌 下室温 ( 2 3 °C ) で約 1 0 分かけて添加 し、 水をエバポ レー ターにて減圧除去 した後、 適量のプチルセ 口 ソルブを加え、 固形分の含有量がゾルの全 に対 して 7 . 1 % となる よ う にする こ と によ り 、 プチルセ口 ソルブを分散媒とする非 常に分散性の良好なオルガノ ゾルを得た。
得られたオルガ ノ ゾルを用い、 実施例 1 7 と同様の方法で、 ガラス板表面に透明で平滑な皮膜を形成した。
得られた皮膜表面に対する 、 2 0 °C における水の接触角は
1 0 6 . 0 ' であ り 、 S e N u m a n n の実験式力 ら 求めた上記皮膜の表面エ ネルギーは 1 9 . 2 ダイ ン Z c m ( 2 0 °C ) であっ た。
上記オルガ ノ ゾル 2 0 g を、 ブラエース (参考例 1 2 で使 用 した もの と同 じ) 1 0 0 g に室温 ( 2 3 °C ) で撹拌下室温 で約 1 0 分かけて添加する 二 と によ り 、 変性光触媒組成物を 得た.。
得られた変性光触媒組成物を〇 H P フ ィ ルム上に膜厚が 2 0 m となる よ う にキャ ス 卜 し 、 室温で 2 日 間乾燥 し た後、 5 0 °C にて 3 日 間加熱乾燥する こ と によ り 、 〇 H P フ ィ ルム 表面に平滑な皮膜を形成させた。
この皮膜の断面におけるチタ ン原子の分布を、 エネルギー 分散型 X線分光器を用 いて測定した結果を図 3 に示す。
基材であ る 〇 H P フ ィ ルム と皮膜 と の界面には酸化チタ ン は存在せず、 皮膜内部か ら皮膜表面側 (上記界面の反対側) に向かっ て、 酸化チタ ンの含有量が高ま っ てゆ く よ う な分布 となっている こ とが分かつ た。
また、 こ の皮膜の表面について光触媒活性を評価した と こ ろ良好 (◎) であっ た。 実施例 1 9
比較例 2 で得た、 成膜助剤が添加された成膜助剤を含むァ ク リ ル一 シ リ コ ンエマリレジ ョ ン 1 0 0 g に、 実施例 1 8 で得 たゾル 1 9 g を室温 ( 2 3 °C ) で撹拌下において約 1 0 分力 けて添加する こ と によ り 、 変性光触媒組成物を得た。
得られた変性光触媒組成物を用い、 実施例 1 8 と同様の方 法で〇 H P フ ィ ルム表面に平滑な皮膜を形成させた。
この皮膜の断面にお けるチタ ン原子の分布を、 エネルギー 分散型 X線分光器を用 いて測定した結果、 皮膜内部か ら皮膜 表面側 (上記界面の反対側) に向かっ て、 酸化チタ ンの含有 量が高ま っ てゆ く よ う な分布となっ ている こ とが確認された。
また、 こ の皮膜の表面につ いて光触媒活性を評価 した と こ ろ良好 (◎ ) であっ た。 比較例 8
ブラエース (参考例 1 2 で使用 した も の と 同 じ) を用 い、 実施例 1 8 と同様の方法で〇 H P フ ィ ルム表面に平滑な皮膜 を形成させた。
しか し得 られた皮膜表面において、 光触媒活性は全く 認め られなかっ た ( X ) 。 比較例 9
K S - 2 4 7 { アナタ ーゼ型酸化チタ ンオルガ ノ ゾルの商 品名 ( 日 本国ティ カ製) 、 平均粒子径 6 n m (カ タ ロ グ記載 値) 、 ミ セル径 3 0 〜 6 0 n m (カ タ ロ グ記載値) 、 固形分 1 5 重量% ) を用 い、 ガ ラ ス板上に膜厚が 0 . 5 となるよ う にス プレーコ一ティ ン グした後、 5 0 °Cで 1 週間乾燥 し、 ガラス板表面に皮膜を形成させた。
得られた皮膜表面に対する、 2 0 °C における水の接触角は 6 9 . 8 ° であ り 、 S e l 1 — N u m a n n の実験式力 ら求 めた上記皮膜の表面エネルギーは 4 8 . 0 ダイ ン / c m ( 2 0 °C ) であっ た。
次いで、 上記 K S — 2 4 7 8 g を、 ブラエース (参考例 1 2 で使用 し た も の と 同 じ ) 1 0 0 g に 撹拌下室温 ( 2 3 °C ) で約 1 0 分かけて添加 し、 得 られた組成物を用 いて、 実施例 1 8 と同様の方法で〇 H P フ ィ ルム表面に平滑な皮膜 を形成させた。
この皮膜の断面におけるチタ ン原子の分布を、 エネルギー 分散型 X線分光器を用 いて測定した結果、 チタ ン原子の分布 はラ ンダムであ り 、 皮膜内部か ら皮膜表面側 (上記界面の反 対側) に向かっ て、 酸化チタ ンの含有量が高ま っ てゆく よ う な分布は観察されなかっ た。
また、 こ の皮膜の表面について光触媒活性を評価 した と こ ろ不良 ( Χ〜 Δ ) であっ た。 比較例 1 0
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取り つけた反応器に、 S T — 0 1 (比較例 4 で使用 した も の と 同 じ) 3 0 g と トル ェン 1 2 0 g を入れ、 撹拌下 5 0 °C に昇温したが、 反応器内 容物中の粒子は液体媒体中 に分散せず沈降 して し ま い、 ゾル にはな らなかっ た。
これに参考例 1 0 で得た化合物 ( 7 ) を含む溶液 1 2 . 9 g を撹拌下 5 0 °C にて約 3 0 分かけて添加し、 さ ら に 5 0 °C にて 3 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 変性光触媒分散液を得 た。 こ の時、 化合物 ( 7 ) の反応に伴い水素ガスが発生 し、 その体積は 1 9 °C において 7 0 m l であ っ た。 得 られた変性 光触媒分散液は、 変性光触媒粒子が液体媒体中に分散 した状 態のま ま保持さ れず、 経時的に沈降する不安定な分散液であ つ た。
得 られた変性光触媒分散液か ら液体媒体を 5 0 °C にて減圧 除去 し、 得 られた変性酸化チタ ン粉末を、 赤外線吸収スぺク トル測定用試料作成用錠剤成型器に入れ、 圧力 7 5 0 k g / c m 2で圧縮 し 、 ペ レ ッ ト を作成した。 得 られたペ レ ッ ト の 表面に対する、 2 0 °C における水の接触角は 9 3 . 0 ° であ り 、 S e l l — N u m a n n の実験式か ら求めた上記ペ レ ツ 卜の表面エネルギーは 2 8 . 4 ダイ ン / c m ( 2 0 °C ) であ つた。
次いで、 上記変性酸化チタ ン粉末 1 . 2 g を、 ブラエース (参考例 1 2 で使用 した もの と同 じ) 1 0 0 g に撹拌下室温 ( 2 3 °C ) で添加する こ と によ り 、 組成物を得た。
得られた組成物を用 いて、 実施例 1 7 と同様の方法で、 0 H P フィ ルム表面に皮膜を形成させた。
こ の皮膜の断面にお けるチタ ン原子の分布を 、 エネルギ 一分散型 X線分光器を用 いて測定した結果、 T i の分布はラ ンダムであ り 、 相当量の酸化チタ ンが〇 H P フ ィ ルムに接触 している こ とが観察された。
また、 こ の皮膜の表面 について光触媒活性を評価 した と こ ろ不良 ( Χ〜Δ ) であっ た。 参考例 1 4 (環状酸無水物基を有する S i 一 H基含有ケィ 素 化合物 ( 9 ) の合成) 還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 ジォキサ ン 1 6 8 g と K F 9 9 0 1 (参考例 1 で使用 した も の と 同 じ) I 0 0 g を入れ、 撹拌下 8 0 °Cに昇温 した。 これ にュニオ ッ ク ス M U S — 8 (参考例 1 で使用 し た も の と 同 じ) 5 0 g 、 5 — ノ ルボルネ ン一 2 , 3 — ジカルボン酸無水 物 2 8 g 及び塩化白金 ( IV) 酸六水和物の 5 重量%イ ソ プロ パノ ール溶液 1 . 1 g をジォキサン 1 0 0 g に溶解した溶液 を 8 0 °Cにて攪拌下約 1 時間かけて添加 し、 さ ら に 8 0 °Cに て 2 時間攪拌を続けた後室温にまで冷却する こ と によ り 、 環 状酸無水物基 を有す る S i - H基含有ケィ 素化合物 ( 9 ) {以降 「化合物 ( 9 ) 」 と称する } を含む溶液を得た。
得 られた化合物 ( 9 ) を含む溶液 1 . 4 g にプチルセロ ソ ルブ 8 g を添加 · 混合 した後、 1 N水酸化ナ ト リ ウム水溶液 8 m 1 を添加する と 、 水素ガスが発生 し 、 その体積は 2 1 °C において 3 5 . 8 m l であっ た。 こ の水素ガス生成量か ら求 めた、 化合物 ( 9 ) を含む溶液 l g 当 り の S i — H基含量は は 1 . 0 2 mm o l Z g ( K F 9 9 0 1 l g 当た り に換算 した S i — H基含量は約 4 . 5 mm o l / g ) であっ た。 参考例 1 5 (分光増感基を有する S i 一 H基含有ケィ 素化合 物 ( 1 0 ) の合成 }
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に 参考例 1 4 で得た化合物 ( 9 ) を含む溶液 3 0 g を入れ、 こ れに 2 , 4 — ジニ ト ロ フ エニルヒ ド ラ ジン 0 . 2 3 g をテ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン 2 2 . 7 g に溶解 した溶液を 2 0 °Cにて攪拌 下約 3 0 分かけて添加 し、 さ ら に 2 0 °Cにて 3 時間撹拌を続 ける こ と によ り 分光増感基を有する S i 一 H基含有ケィ 素化 合物 ( 1 0 ) {以降 「化合物 ( 1 0 ) 」 と称する } を含む溶 液を得た。 実施例 2 0 {環状酸無水物基を有する S i - H基含有化合物 ( 9 ) を用 いる、 変性光触媒ゾルの調製)
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取り つけた反応器に、 S T S — 0 2 (実施例 5 で使用 した もの と 同 じ) 2 0 0 g と 水 1 0 0 g を入れ、 撹拌下 3 0 °Cに加温した。 これに参考例 1 4で得た化合物 ( 9 ) を含む溶液 3 0 g を 3 0 °Cにて撹拌 下約 3 0 分かけて添加 し 、 さ ら に 3 0 °Cにて 3 時間撹拌を続 ける こ と によ り 、 非常に分散性の良好な、 体積平均粒子径 2 9 n mの変性酸化チタ ン粒子を含有する ゾルを得た。 この時、 化合物 ( 9 ) の反応に伴い水素ガスが発生 し、 その体積は 2 0 °Cにおいて 1 1 2 m l であっ た。
実施例 1 と同様の方法で I Rスぺク トルを測定したと ころ、 変性前の酸化チタ ンの I Rスぺク トル中では観測されていた、 T i 一 〇 H基に基づく 吸収の消失が観測された。 実施例 2 1
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 S T S — 0 2 (実施例 5 で使用 した もの と同 じ) 1 0 0 g と 水 5 0 g を入れ、 撹拌下 3 0 °Cに加温 した。 これに参考例 1 5 で得た化合物 ( 1 0 ) を含む溶液 2 6 g を 3 0 °Cにて撹拌 下約 3 0 分かけて添加 し、 さ ら に 3 0 °C にて 3 時間撹拌を続 ける こ と によ り 、 非常に分散性の良好な、 体積平均粒子径 3 6 n mのオ レンジ色の変性酸化チタ ン粒子を含有する ゾルを 得た。 こ の時、 化合物 ( 1 0 ) の反応に伴い水素ガスが発生 し、 その体積は 2 0 °Cにおいて 1 1 0 m 1 であっ た。
実施例 1 と同様の方法で I Rスぺク トルを測定 したと ころ、 変性前の酸化チタ ンの I Rスペク トル中では観測されていた、 T i 一 O H基に基づく 吸収の消失が観測された。
得られたゾルを用 い、 実施例 1 と 同様の方法でガラス板表 面に透明 (オレ ンジ色) で平滑な皮膜を形成 し、 こ の皮膜の 表面について、 太陽光照射前後の親水性又は疎水性の変化を 評価した。 結果を表 4 に示す。 実施例 2 2
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 実施例 2 0 で得たゾル 1 0 0 g を入れ、 これに 2 , 4 — ジニ 卜 口 フ エニルヒ ド ラ ジ ン 0 . 0 7 g をテ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン 7 g に溶解し た溶液を攪拌下 2 0 °Cにて約 3 0 分かけて添加し、 さ ら に 2 0 °C にて 3 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 非常に分 散性の良好な、 体積平均粒子径 3 3 n mのオレ ン ジ色の変性 酸化チタ ン粒子を含有する ゾルを得た。
得られたゾルを用 い、 実施例 1 と 同様の方法でガラス板表 面に透明 (オ レ ン ジ色) で平滑な皮膜を形成し、 こ の皮膜の 表面について、 太陽光照射前後の親水性又は疎水性の変化を 評価した。 結果を表 4 に示す。 参考比較例 1
実施例 2 0 で得たゾルを用 い、 実施例 1 と同様の方法でガ ラス板表面に透明で平滑な皮膜を形成し、 こ の皮膜の表面に ついて、 太陽光照射前後の親水性又は疎水性の変化を評価し た。 結果を表 4 に示す。 表 4 太陽光照射前後の、 皮膜表面の親水性又は 疎水性の変化
Figure imgf000138_0001
参考例 1 6 {分光増感基を有する S i - H基含有ケィ 素化合 物 ( 1 1 ) の合成)
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 4 ー ァ ミ ノ フルォ レセイ ン 1 0 g と ジォキサン 1 4 0 0 g を 入れ、 これにァ リ ルイ ソ シァネー ト 2 . 4 g をジォキサン 2 2 . 6 g に溶解 した溶液を、 撹拌下 3 0 °Cにて約 3 0分かけ て添加し、 さ ら に 3 0 °Cで 5 時間撹拌 した。 得 ら れた反応混 合物に、 K F 9 9 0 1 (参考例 1 で使用 した もの と同 じ) 5 0 ◦ g を添加 し、 撹拌下 8 0 °Cに昇温 した。 これにュニォッ クス M U S — 8 (参考例 1 で使用 した もの と 同 じ) 1 3 7 0 g と塩化白金 ( IV ) 酸六水和物の 5 重量%イ ソ プロパノ ール 溶液 5 g を ジォキサン 1 3 7 0 g に溶解 した溶液を 8 0 °Cに て約 1 時間かけて添加 し 、 さ ら に 8 0 °Cにて 2 時間攪拌を続 けた後室温にまで冷却する こ と によ り 分光増感基を有する S i 一 H基含有 ケィ 素化合 物 ( 1 1 ) 以降 「化合物 ( 1
1 ) 」 と称する) を含む溶液を得た。
得 られた化合物 ( 1 1 ) を含む溶液 4 g に水 1 0 0 g を加 える と、 均一透明で蛍光色を持っ た水溶液となっ た。 また、 こ の化合物 ( 1 1 ) を含む溶液 4 g にブチルセ 口 ソルブ 8 g を添加 · 混合 した後、 1 N水酸化ナ ト リ ウム水溶液 8 m I を 添加する と 、 水素ガスが発生 し、 その体積は 2 3 °Cにおいて 3 3 m 1 であっ た。 こ の水素ガス生成量か ら求めた、 化合物 ( 1 1 ) を含む溶液 1 g 当 り の S i 一 H基含量は 0 . 3 2 m m o ( K F 9 9 0 1 1 g 当 り に換算 した S i — Η基 は約 3 1 m m 0 g ) でめ つ /こ 実施例 2 3
還流冷却器、 温度計および撹拌装置を取 り つけた反応器に、 タイ ノ ッ ク A — 6 (実施例 1 で使用 した もの と 同 じ) 2 0 0 g を入れ、 これに参考例 1 6 で得た化合物 ( 1 1 ) を含む溶 液 1 2 . 5 g を 3 0 °C にて攪拌下約 3 0 分かけて添加し、 さ ら に 3 0 °C にて 3 時間撹拌を続ける こ と によ り 、 非常に分散 性の良好な、 体積平均粒子径 2 3 n mの蛍光色を有する変性 酸化チタ ン粒子を含有する ゾルを得た。 こ の時、 化合物 ( 1 1 ) の反応に伴い水素ガスが発生 し、 その体積は 2 3 °C にお いて 1 2 0 m l であっ た。
実施例 1 と同様の方法で I Rスぺク トルを測定したと ころ、 変性前の酸化チタ ンの I Rスぺク トル中では観測されていた、 T i 一 0 H基に基づく 吸収の消失が観測された。
得られたゾルを用 い、 実施例 1 と 同様の方法でガラス板表 面に透明 (黄色〜緑色) で平滑な皮膜を形成 し、 こ の皮膜の 表面につ いて、 紫外線をほとんど含まない光の照射前後の親 水性又は疎水性の変化を評価した。 結果を表 5 に示す。 参考比較例 2
実施例 1 において、 ガ ラス板表面に形成した皮膜の表面に ついて、 紫外線をほ とん ど含まない光の照射前後の親水性又 は疎水性の変化を評価 した。 結果を表 5 に示す。 比較例 1 1 タイ ノ ッ ク A— 6 (実施例 1 で使用 した もの と 同 じ) を用 い、 ガラ ス板上に膜厚力 S 0 . 5 // mとなるよ う にスプレーコ 一ティ ング した後、 室温で 1 週間乾燥する こ と によ り 、 ガラ ス板表面に透明で平滑な皮膜を形成 し、 こ の皮膜の表面につ いて、 紫外線をほ とんど含まない光の照射前後の親水性又は 疎水性の変化を評価した。 結果を表 5 に示す。
表 5 紫外線をほ とんど含まない光の照射前後の、 皮膜 表面の親水性又は疎水性の変化
項目 実施例 23 参考比較例 2 比較例 1 1 水の接触角 25. 7C 37. 0° 15. 7° (光照射前)
水の接触角 102. 9° 38. V 16. 2°
(光照射 2 4時間後)
産業上の利用可能性
本発明の変性光触媒ゾル、 および該変性光触媒ゾルと機能 性物質 と を包含する変性光触媒組成物を用 いて、 基材の表面 に変性光触媒を含む皮膜を形成させる と、 変性光触媒は、 そ の活性を損な う こ とな く 、 穏和な条件下で、 基材の表面に強 固に固定化される上、 形成された皮膜や、 上記の皮膜によつ て被覆された基材が変性光触媒の作用で劣化する こ とがない。 その う え、 上記の皮膜は透明性、 耐久性、 耐汚染性、 硬度等 に優れているので、 種々 の基材の表面への汚れの付着防止や 曇 り の防止等において極めて有用である。
また本発明の機能性複合体および成形体は、 その表面にお いて変性光触媒が十分な効果を示すため、 表面への汚れの付 着や曇 り が効果的に防止される。

Claims

請 求 の 範 囲 1 . 液体媒体に分散された変性光触媒粒子を包含してなる変 性光触媒ゾルであって、
該変性光触媒粒子は、 光触媒粒子を、 式 ( 1 ) で表される モノ ォキシジオルガ ノ シ ラ ン単位、 式 ( 2 ) で表される ジォ キシオルガ ノ シラ ン単位、 及び式 ( 3 ) で表される ジフルォ ロメチレ ン単位か らなる群よ り選ばれる少な く と も 1 種の構 造単位を有する化合物類よ り なる群か ら選ばれる少な く と も 1 種の変性剤化合物を用 いて変性処理する こ と によっ て得 ら れ、
該変性光触媒粒子の平均粒子径が、 体積平均粒子径で、 8 0 0 n m以下である こ と を特徴とする変性光触媒ゾル。
- ( R 1 R 2 S i 0 ) - ( 1 )
(式中、 R R 2 は各々独立して水素原子、 直鎖状また は分岐状の炭素数が 1 〜 3 0 個のアルキル基、 炭素数 5 〜 2 0 のシク ロ アルキル基、 又は置換さ れていないか又 は炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基、 炭素数 1 〜 2 0 のアル コキシ基、 又はハ ロゲン原子で置換されている炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基を表す) 、
Figure imgf000144_0001
[式中、 R 1 は式 ( 1 ) で定義した通 り である ] 、 及び
( C F , ) ( 3 ) 。
2 . 該光触媒粒子の変性処理前の平均粒子径が、 体積平均粒 子径で、 2 0 0 n m以下である こ と を特徴とする請求項 1 に 記載の変性光触媒ゾル。
3 . 該変性光触媒粒子の該変性剤化合物に由来する部分を除 いた部分の平均粒子径が、 体積平均粒子径で、 2 0 0 n m以 下である こ と を特徴とする請求項 1 又は 2 に記載の変性光触 媒ゾル。
4 . 3 0 °Cで 1 0 0 日 間静置保存 した際に、 該変性光触媒粒 子の平均粒子径を、 体積平均粒子径で、 8 0 0 n m以下で保 つ こ と を特徴とする請求項 1 〜 3 の いずれかに記載の変性光 触媒ゾル。
5 . 該変性剤化合物が、 分光増感基を含有する こ と を特徴と する請求項 1 〜 4 のいずれかに記載の変性光触媒ゾル。
6 . 該変性剤化合物が、 エポキシ基、 ァ ク リ ロイ ル基、 メ タ ァク リ ロイ ル基、 酸無水物基、 ケ ト基、 カルボキシル基、 ヒ ド ラジン残基、 イ ソ シァネー ト基、 イ ソチオシァ ネー ト基、 水酸基、 ア ミ ノ基、 環状カーボネー ト基、 エステル基か らな る群よ り選ばれる少な く と も 1 つの反応性基を含有する こ と を特徴とする請求項 1 〜 5 のいずれかに記載の変性光触媒ゾ ル。
7 . 該変性剤化合物が、 ヒ ド ラジン残基及びケ ト基か ら なる 群よ り選ばれる少な く と も 1 つの反応性基を含有する こ と を 特徴とする請求項 6 に記載の変性光触媒ゾル。
8 . 該変性剤化合物が、 水中で自己乳化性又は溶解性を示す 化合物である こ と を特徴 とする請求項 1 〜 7 のいずれかに記 載の変性光触媒ゾル。
9 . 該変性剤化合物が、 少な く と も 1 つの水素原子が結合 し た少な く と も 1 つのケィ 素原子を包含する化合物である こ と を特徴とする請求項 〗 〜 8 のいずれかに記載の変性光触媒ゾ ル。
1 0 . 該光触媒粒子の該変成剤化合物によ る該変性処理を、 ケィ 素原子に結合 した該水素原子に対して脱水素縮合活性を 有する脱水素縮合触媒の存在下で行 う こ と を特徴 とする請求 項 9 に記載の変性光触媒ゾル。
1 1 . 該脱水素縮合触媒が少なく と も 1 種の 白金族の金属又 はその化合物を包含する こ と を特徴 とする請求項 1 0 に記載 の変性光触媒ゾル。
1 2 . 該変性剤化合物が、 式 ( 4 ) で表される平均組成を有 するケィ 素化合物である こ と を特徴とする請求項 9 〜 1 1 の いずれかに記載の変性光触媒ゾル。
H p R q Q r X ε S i Ο ~ ρ - ( 4 )
[式中、
Rは、 直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 3 0 個のアル キル基、 炭素数 5 〜 2 0 のシク ロ アルキル基、 及び置換 されていな いか又は炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基、 炭素 数 1 〜 2 0 のアルコ キ シ基、 又はハ ロゲン原子で置換さ れている炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基か らなる群よ り 選 ばれる少な く と も 1 つの炭化水素基を表し、 Qは、
①直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 3 0 個のアルキル基、 炭素数 5 〜 2 0 のシク ロ アルキル基、 置換されていない か又は炭素数 1 〜 2 0 のアルキル基、 炭素数 1 〜 2 0 の アルコキシ基及びハ ロ ゲン原子か ら なる群よ り 選ばれる 少なく と も 1 つの置換基で置換されている炭素数 6 〜 2 0 のァ リ 一ル基、 及び炭素数 1 〜 3 0 の フルォロ アルキ ル基か らなる群よ り選ばれる少な く と も 1 つの疎水性基、
②カルボキシル基及びその塩、 リ ン酸基及びその塩、 ス ルホン酸基及びその塩、 及びポ リ ォキシアルキ レ ン基か らなる群よ り選ばれる少な く と も 1 つの親水性基、
③エポキシ基、 ァ ク リ ロイ ル基、 メ タ ァ ク リ ロイ ル基、 酸無水物基、 ケ ト基、 ヒ ド ラ ジン残基、 イ ソ シァネー ト 基、 イ ソチオシァ ネー ト基、 水酸基、 ア ミ ノ基、 環状力 ーポネー 卜基、 及びエステル基か ら なる群よ り選ばれる 少なく と も 1 つの反応性基、 及び
④少な く と も 1 つの分光増感基、
か らなる群よ り 選ばれる 少な く と も 1 つの機能性付与基 を含有する基を表 し、
X は、 炭素数 1 〜 2 0 のアルコキシ基、 水酸基、 ヒ ド 口キシィ ミ ノ 基、 エ ノ キシ基、 ア ミ ノ 基、 ア ミ ド基、 炭 素数 ] 〜 2 0 のァ シ ロ キ シ基、 ア ミ ノ キシ基、 及び Λ 口 ゲン原子か らなる群よ り選ばれる少なく と も 1 つの加水 分解性基を表し、
0 < p < 4 、
0 < Q < 4 、
0 ≤ r < 4 ,
0 ≤ s < 2 、 及び
( p + Q + r + s ) < 4である。 ]
1 3 . 該ケィ素化合物が、 式 ( 5 ) で表される化合物である ことを特徴とする請求項 1 2 に記載の変性光触媒ゾル。
( R 1 H S i 0 ) a ( R 1 2 S i O ) b ( R 1 Q S i O ) c ( R 1 3 S i 〇 1 / 2 ) d ( 5 )
[式中、 R 1 は式 ( 1 ) で定義 した通 り であ り 、 Q は式 ( 4 ) で定義した通りであ り、
a は 1 以上の整数であ り 、
b、 c は 0 又は 1 以上の整数であ り、
( a + b + c ) ≤ 1 0 0 0 0 であ り、 そして
dは 0 又は 2 であ り、 但し、 ( a + b + c ) が 2以上の 整数であ り且つ d = 0 の場合、 式 ( 5 ) で表される化合物 は環状シリ コーン化合物であり、 d = 2 の場合、 式 ( 5 ) で表される化合物は鎖状シリ コーン化合物である。 ]
1 4 . 請求項 1 〜 1 3 のいずれかに記載の変性光触媒ゾルと 機能性物質 と を含む変性光触媒組成物。
1 5 . 該機能性物質が樹脂である こ と を特徴とする請求項 1 4 に記載の変性光触媒組成物。
1 6 . 該樹脂がシ リ コー ン系樹脂及びフ ッ素系樹脂か ら なる 群よ り選ばれる少な く と も 1 つである こ と を特徴 とする請求 項 1 5 に記載の変性光触媒組成物。
1 7 . 該変性光触媒ゾルが請求項 6 に記載の変性光触媒ゾル であって、 該樹脂が、 該変性光触媒ゾルが有する反応性基に 対して反応性を有する こ と を特徴とする請求項 1 5 に記載の 変性光触媒組成物。
1 8 . 該変性光触媒ゾルが請求項 7 に記載の変性光触媒ゾル であって、 該機能性物質がポ リ カルボニル化合物及びポ リ ヒ ド ラジン化合物か らなる群よ り選ばれる少な く と も 1 つの化 合物である こ と を特徴とする請求項 1 4 に記載の変性光触媒 組成物。
1 9 . 該機能性物質が樹脂塗料であ る こ と を特徴 とする請求 項 1 4 に記載の変性光触媒組成物。
2 0 . 該機能性物質が該変性光触媒ゾル中の変性光触媒粒子 よ り表面エネルギーが大きい化合物であ る こ と を特徴とする 請求項 1 4 に記載の変性光触媒組成物。
2 1 . 該機能性物質が該変性光触媒ゾル中の変性光触媒粒子 よ り表面エネルギーが大きい樹脂を含有する塗料組成物であ る こ とを特徴とする請求項 1 4 に記載の変性光触媒組成物。
2 2 . 請求項 1 〜 1 3 のいずれかに記載の変性光触媒ゾルか ら液体媒体を除去 して得 られる、 平均粒子径が、 体積平均粒 子径で、 8 0 0 n m以下の変性光触媒粒子と、 機能性物質と を含む変性光触媒組成物。
2 3 . 該機能性物質が該変性光触媒粒子よ り 表面エネルギー が大きい化合物である こ と を特徴とする請求項 2 2 に記載の 変性光触媒組成物。
2 4 . 該機能性物質が該変性光触媒粒子よ り 表面エネルギー が大きい樹脂を含有する塗料組成物である こ と特徴とする請 求項 2 2 に記載の変性光触媒組成物。
2 5 . 請求項 1 〜 1 3 のいずれかに記載の変性光触媒ゾルの 存在下、 ビニル化合物及び加水分解性シラ ン化合物か らなる 群よ り 選ばれる少な く と も 1 種の化合物を重合する こ と によ つて製造される変性光触媒一樹脂複合組成物。
2 6 . 請求項 1 〜 1 3 のいずれかに記載の変性光触媒ゾルを 含む皮膜が基材上に形成されてなる機能性複合体。
2 7 . 請求項 1 4 〜 1 8 のいずれかに記載の変性光触媒組成 物を成形して得 られる成形体。
2 8 . 請求項 1 4 〜 1 9 のいずれかに記載の変性光触媒組成 物を含む皮膜が基材上に形成されてなる機能性複合体。
2 9 . 請求項 2 0 に記載の変性光触媒組成物を成形して得 ら れる、 変性光触媒の分布について異方性を有する成形体。
3 0 . 請求項 2 0 又は 2 1 に記載の光触媒組成物を含む皮膜 を基材上に形成して得 ら れる機能性複合体であっ て、 該皮膜 が変性光触媒の分布につ いて異方性を有する こ と を特徴とす る機能性複合体。
3 1 . 請求項 2 2 に記載の変性光触媒組成物を成形して得 ら れる成形体。
3 2 . 請求項 2 2 に記載の変性光触媒組成物を含む皮膜が基 材上に形成されてなる機能性複合体。
3 3 . 請求項 2 3 に記載の変性光触媒組成物を成形して得ら れる、 変性光触媒の分布について異方性を有する成形体。
3 4 . 請求項 2 3 又は 2 4 に記載の光触媒組成物を含む皮膜 を基材上に形成して得 られる機能性複合体であっ て、 該皮膜 が変性光触媒の分布につ いて異方性を有する こ と を特徴とす る機能性複合体。
3 5 . 請求項 2 5 に記載の変性光触媒 -樹脂複合組成物を成 形して得 られる成形体。
3 6 . 請求項 2 5 に記載の変性光触媒一樹脂複合組成物を含 む皮膜が基材上に形成されてなる機能性複合体。
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