JP2005066429A

JP2005066429A - 機能性建築部材の製造方法

Info

Publication number: JP2005066429A
Application number: JP2003297588A
Authority: JP
Inventors: Arihiro Adachi; 有弘足立
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】屋内外の使用において、使用開始時から確実に防汚、抗菌および消臭効果を発現する機能性建築部材を製造するための簡便な方法を提供する。
【解決手段】基材に、光触媒と光触媒機能によって退色する色素成分を含有するコーティング剤を塗布し、塗膜を形成した後、該塗膜表面に色素成分が退色するまで光を照射する。
【選択図】図１

Description

この出願の発明は、防汚性、抗菌性および消臭性に優れた機能性建築部材の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、使用開始時から確実に防汚性、抗菌性および消臭性を発現する機能性建築部材の製造方法に関するものである。

外壁、屋根、デッキ等の外装材や、クロス、柱、床、手すり等の内装材は、日光、風雨、排気ガス、湿気、油分、タバコ、埃等による汚染を受け、経年により美麗さを失うため、清掃や交換等のメンテナンスを必要とする。また、風呂、洗面所、トイレ、台所等の水廻りでは、カビの発生や細菌の繁殖が起こりやすいため、衛生管理が重要となっている。

そこで、近年、光触媒を配合した塗料を表面に塗布した機能性建材が、防汚性、抗菌性、消臭性等を発揮できるものとして注目され、ビル、マンション、戸建て住宅に導入されている。

光触媒は、光照射により空気中の水から水酸ラジカルを発生させ、有機物の分解力を発揮するとともに、光触媒表面に親水基を形成させ、親水性を発揮する。したがって、光触媒は、汚れ成分の付着を防止したり、細菌の増殖を防いだり、汚れ成分や悪臭成分を分解除去したりでき、優れた防汚、抗菌、消臭剤として注目されている。

しかし、前記の機能性建材では、光触媒は、バインダー等の塗料成分で覆われ、塗膜中に固定化されているため、塗膜表面に露出しておらず、使用開始時には分解力や親水性が十分に発現されない。このような機能性建材も、屋外で太陽光に曝されれば光触媒機能が発揮され、塗料成分が分解されて光触媒が表面に露出する。したがって、使用開始から間もなくして分解力や親水性が発現され、光触媒による防汚性、抗菌性、消臭性が十分に発揮されるようになる。

このような機能性建材において光触媒機能が発揮されていることを確認する方法として、あらかじめコーティング組成物中に光触媒とともに光触媒機能により退色する染料を配合する方法が知られている（例えば、特許文献１）。このような方法では、機能性建材が屋外で太陽光に曝されることにより光触媒機能が発揮され、塗膜表面のコーティング組成物が分解されるが、その際、同時に色素の退色が起こる。したがって、機能性建材における色調の変化を観察することにより、防汚性、抗菌性および消臭性の発現と持続が確認できるのである。

ところが、このような機能性建材が屋内で使用される場合には、光量が不十分なために光触媒機能が容易には発揮されず、光触媒は塗料成分に覆われたままとなり、光触媒による防汚性、抗菌性、消臭性が全く得られなかったり、得られるまでに長期間を要したりするという問題があった。また、防汚性、抗菌性および消臭性が発現しているか否かの判断が困難であるという問題もあった。
特開平２００１−１７９１６９

そこで、この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点を解消し、屋内外の使用において、使用開始時から確実に防汚、抗菌および消臭効果を発現する機能性建築部材を製造するための簡便な方法を提供することを課題としている。

この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、第１には、基材に、光触媒と光触媒機能によって退色する色素成分を含有するコーティング剤を塗布し、塗膜を形成した後、該塗膜表面に色素成分が退色するまで光を照射することを特徴とする機能性建築部材の製造方法を提供する。

また、この出願の発明は、第２には、光照射はブラックライトにより行う機能性建築部材の製造方法を提供する。

上記第１の発明の機能性建築部材の製造方法では、光触媒と光触媒機能により退色する色素を含有するコーティング剤を塗布し、得られた塗膜表面に光を照射することにより、塗膜中の光触媒が活性化され、光触媒機能により塗膜表面のコーティング剤成分が分解される。このとき、同時に色素成分の退色が進行することから、光触媒が表面に露出されたことが色素の退色により確認できる。また、色素成分が退色するまで光照射を続けることにより、屋外ではもちろんのこと、屋内での使用においても、使用開始直後から確実に光触媒による防汚性、抗菌性、消臭性が発現される機能性建築部材が製造できる。

また、上記第２の発明の機能性建築部材の製造方法において、ブラックライトは近紫外線を放射するため、光触媒が効率的に活性化され、短時間で塗膜表面のコーティング剤成分の分解と色素成分の退色が起こる。したがって、使用開始時から確実に防汚、抗菌および消臭効果を発現する機能性建築部材を短時間で簡便に製造することができる。

この出願の発明の機能性建築部材の製造方法は、基材に、光触媒と光触媒機能により退色する色素成分を含有するコーティング剤を塗布し、塗膜を形成した後、該塗膜表面に色素成分が退色するまで光を照射することを特徴とする。

このとき、基材の材質はとくに限定されない。例えば、アルミニウム、鉄等の金属板、ステンレス等の合金板、ブリキやトタン等のメッキ板などの金属基材、木材、合板、ＭＤＦ、パーティクルボード等の木質基材、ＦＲＰ、人造大理石、樹脂成形品等のプラスチック基材、ガラス、ホーロー、セラミックス、石膏ボード、珪酸カルシウム板、ロックウール板、セメント板、粘土板、陶磁器質タイル、スレート等の無機質基材、さらには、各種シート、紙、繊維質シート、不織布等が使用できる。さらに、これらの基材に有機塗装を施したものやこれらの基材を複数積層させたものを用いてもよい。

この出願の発明の機能性建築部材の製造方法において、基材に塗布されるコーティング剤は、光触媒と光触媒機能により退色する色素成分を含有するものであればよく、それらの種類や組成はとくに限定されない。

コーティング剤における光触媒としては、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ、ＷＯ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＺｎＳ、Ｐｔ／ＴｉＯ₂等が例示され、これらは粉体であってもゾルであってもよい。ゾル状のものとする場合、水分散性であってもアルコール等の非水系有機溶剤分散性であってもよい。また、光触媒は、Ｐｔ担持ルチル型酸化チタンのように、金属酸化物にＰｔ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｕ、Ｐｄ等の遷移金属を１種以上担持したものであってもよい。このように遷移金属が担持された金属酸化物では、より高い触媒活性が期待できる。

一方、コーティング剤成分における色素成分は、光触媒機能により退色するものであればよく、とくに限定されない。中でも、メチレンブルー、エオシンＹ、ローダミンＢなどが光触媒機能により退色し易く、好ましい。なお、本明細書において「退色」とは、化学反応により色素成分の構造が変化して起こるもの、色素成分が分解することにより起こるもの、色素成分が脱落することにより起こるもの等を含む。

一方、コーティング剤におけるのバインダー成分としては、アクリル系、ウレタン系、フッ素系、シリコン系のものが例示される。中でも、シリコン系バインダーは、耐候性が高く、高強度で均一な塗膜を与えることから、好ましい。

この出願の発明の機能性建築部材の製造方法において、光触媒を含有するコーティング剤の固形分量は、とくに限定されない。一般に光触媒の量が多いほど触媒機能が発揮されるが、多すぎると反対に成膜性が低下したり、十分な塗膜強度が得られなくなったりすることから、例えば、光触媒とバインダー成分の固形分比を１：９〜８：２の範囲とすることができる。また、このようなコーティング剤において、色素成分の量は、コーティング剤や色素成分の種類、機能性建築部材の用途等に応じて適宜変更されるものであり、限定されない。色素成分が多すぎる場合には、退色するまでに長時間の光照射を要し、機能性建築部材の生産性を低下させるため、好ましくない。一方、色素成分が少なすぎる場合には、塗膜表面のコーティング剤成分が十分に分解し、光触媒が露出する前に退色が完了してしまう場合があり、好ましくない。したがって、色素成分の添加量は、例えば、コーティング剤成分に対して０．００１〜０．１％程度とすることが好ましい。

さらにこのようなコーティング剤は、光触媒と光触媒機能により退色する色素成分以外にも、分散性や安定性の向上、着色等の目的に応じて、分散剤、界面活性剤、レベリング剤、増粘剤、顔料等を含有するものとしてもよい。

この出願の発明の機能性建築部材の製造方法において、光触媒を含有するコーティング剤を基材に塗布する方法はとくに限定されず、スプレー、刷毛塗り、バーコーター、スピンコーター、ディッピング、ロールコーター、フローコーター等の一般的な塗布方法が用いられる。もちろん、光触媒を含有するコーティング剤は、基材に直接塗布してもよいし、下塗り塗料を塗布して下層を設けてもよい。また、このようにして得られる塗膜や下層の厚さはとくに限定されない。

この出願の発明の機能性建築部材の製造方法では、以上のとおりの光触媒と光触媒機能により退色する色素成分を含有するコーティング剤を基材に塗布した後、得られた塗膜表面に、色素成分が退色するまで光を照射する。このとき、照射される光としては、太陽光、蛍光灯、ブラックライト、キセノンランプ、低〜超高圧水銀灯、殺菌灯などから選択されるものが適用できる。中でも波長１００〜４００ｎｍの紫外線を含むもの、とくにブラックライトを用いた場合には、効果的に光触媒機能が発揮され、短時間で塗膜表面のコーティング剤成分が分解され、色素の退色が起こる。したがって、塗膜表面に光触媒が露出して分解力や親水性が発現されたことが一目で確認でき、使用開始時から確実に防汚性、抗菌性、消臭性を発揮できる機能性建築部材が製造できる。

この出願の発明の機能性建築部材の製造方法によって得られる機能性建築部材は、外壁材、屋根材、瓦、雨樋、門、フェンス、ドア、窓、およびそれらの周辺部材として、また天井、壁、床、収納部材、造作材、キッチン、トイレ、洗面、浴室、窓およびそれらの周辺部材として、さらには照明カバー、ランプ、障子、ふすま等の建具、インテリア部材等として使用されるものであるが、とくに光量の少ない屋内用途に適したものである。

以下、実施例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、この発明は以下の例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。

＜実施例１＞
メチルトリメトキシシラン１００重量部、テトラエトキシシラン１０重量部とＩＰＡオルガノシリカゾル（触媒化成社製、商品名：ＯＳＣＡＬ１４３２）９０重量部、ジメチルジメトキシシラン３０重量部、およびイソプロピルアルコール１００重量部を混合し、水９０重量部を添加した。攪拌しながら６０℃で反応させ、重量平均分子量が約１５００のシリコン系バインダーを調製した。

次に、得られたシリコン系バインダーに、酸化チタンゾル（石原産業（株）製、ＳＴＳ０１）を固形分の重量比がシリコン系バインダー固形分／酸化チタン＝５０／５０となるように添加した後、メタノールで固形分が１％となるように希釈し、さらにメチレンブルーをコーティング剤に対して０．０１％添加して光触媒と光触媒機能により退色する色素成分を含有するコーティング剤を得た。

得られたコーティング剤をロックウール天井基板に１００ｇ／ｍ²でスプレー塗装し、風乾した後、１５０℃で硬化させた。

次いで、得られた塗膜に２ｃｍの高さから蛍光灯を照射し、測色計により色差の経時変化を測定した。色差の変化がほとんど起こらなくなった時点で塗膜に対する水の接触角を測定したところ、１°以下となった。

これより、基材に、光触媒と光触媒機能により退色する色素成分を含有するコーティング剤を塗布して塗膜を形成し、色素成分が退色するまで光を照射することにより得られる機能性建築部材は、使用開始直後から防汚性、抗菌性、消臭性を発揮できることが示された。
＜実施例２＞
松下電工製フレッセラＰをコーティング剤とし、これに赤インクを０．００５％添加してガラス板に塗布した。

得られた塗膜に２ｃｍの高さからブラックライトを照射し、測色計により色差の経時変化を測定した。結果を図１に示した。

光照射開始から５分後に塗膜に対する水の接触角を測定したところ、１°以下となった。

これより、基材に、光触媒と光触媒機能により退色する色素成分を含有するコーティング剤を塗布して塗膜を形成し、色素成分が退色するまで光を照射することにより得られる機能性建築部材は、使用開始直後から防汚性、抗菌性、消臭性を発揮できることが示された。また、光としてブラックライトを使用することにより、機能性建築部材が短時間で簡便に製造できることが確認された。
＜比較例１＞
メチレンブルーを添加しない以外は、実施例１と同様の方法により機能性建築部材を製造し、測色計により色差の経時変化を測定した。塗膜の色調はほとんど変化しなかったため、約１０分後に光照射を終了し、塗膜に対する水の接触角を測定したところ、撥水性を維持していることが確認された。

得られた結果から、塗膜表面には光触媒がほとんど露出しておらず、防汚性、抗菌性、消臭性が十分に発現されていないことが示唆された。

以上詳しく説明したとおり、この出願の発明によって、屋内で使用される場合でも、使用開始直後から確実に光触媒による防汚性、抗菌性、消臭性が発揮される機能性建築部材の簡便な製造方法が提供される。

この出願の発明の機能性建築部材の製造方法では、光触媒と光触媒機能により退色する色素成分を含有するコーティング剤を塗布し、得られた塗膜表面に光を照射することにより、塗膜中の光触媒が活性化され、光触媒機能により塗膜表面付近のコーティング剤成分が分解される。このとき、色素成分も同時に分解されることから、色素が退色するまで光照射を続けることにより、光触媒が塗膜表面に露出されたことが確認できる。したがって、使用開始直後から確実に防汚性、抗菌性、消臭性を発現できる機能性建築部材が製造される。

図１は、光照射時間と塗膜表面の色差（ΔＥ）の関係を示した図である。

Claims

基材に、光触媒と光触媒機能によって退色する色素成分を含有するコーティング剤を塗布し、塗膜を形成した後、該塗膜表面に色素成分が退色するまで光を照射することを特徴とする機能性建築部材の製造方法。
光照射はブラックライトにより行う請求項１の機能性建築部材の製造方法。