JP2022076642A - Aqueous coating, and article coated with the aqueous coating - Google Patents

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Abstract

To provide an aqueous coating that is suitable for various uses including: metal products such as automobiles, railway vehicles, vessels, machines, furniture, cans, and building structures; plastic products such as automobile parts, and household appliances; wood products such as furniture, and building materials; and inorganic material products such as building materials, glass, and has high safety and can give various substrates high antiviral properties, and an article coated with the aqueous coating.SOLUTION: An aqueous coating contains a visible photoresponsive photocatalyst (A), a resin (R), and an aqueous medium (W).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、水性塗料、及び該水性塗料が塗装された物品に関する。 The present invention relates to a water-based paint and an article coated with the water-based paint.

従来、水性塗料は各種物品の表面保護、美観及び機能の向上に用いられてきたが、近年では衛生的機能、例えば、抗菌性、抗ウイルス性といった機能も所望され、特に新型インフルエンザ、SARS(重症急性呼吸器症候群)、ノロウイルスウイルス等の感染対策として抗ウイルス性(ウイルス不活化性)を有する塗膜が得られる水性塗料が求められている。 Conventionally, water-based paints have been used to protect the surface of various articles, improve their aesthetics and functions, but in recent years, hygienic functions such as antibacterial and antiviral functions are also desired, especially new influenza and SARS (severe cases). As a countermeasure against infections such as acute respiratory syndrome) and norovirus virus, there is a demand for a water-based paint that can obtain a coating film having antiviral properties (virus inactivation).

塗膜に抗菌性、抗ウイルス性を付与可能な塗料としては、4級アンモニウム塩を含有する塗料が知られている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、これらの塗料は安全性が低く、4級アンモニウム塩を含有しない材料が求められていた。 As a paint capable of imparting antibacterial and antiviral properties to a coating film, a paint containing a quaternary ammonium salt is known (see, for example, Patent Document 1). However, these paints have low safety, and there has been a demand for a material that does not contain a quaternary ammonium salt.

特許第6603495号公報Japanese Patent No. 6603495

本発明が解決しようとする課題は、安全性が高く、各種基材に優れた抗ウイルス性を付与可能な水性塗料、及び該水性塗料が塗装された物品を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a water-based paint having high safety and capable of imparting excellent antiviral properties to various substrates, and an article coated with the water-based paint.

本発明者等は、上記の課題を解決するため鋭意研究した結果、特定の光触媒、樹脂、及び水性媒体を含有する水性塗料を用いることで、上記課題を解決し得ることを見出し、発明を完成させた。 As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by using a water-based paint containing a specific photocatalyst, resin, and water-based medium, and completed the invention. I let you.

すなわち、本発明は、可視光応答型光触媒(A)、樹脂(R)、及び水性媒体(W)を含有することを特徴とする水性塗料に関する。 That is, the present invention relates to a water-based paint characterized by containing a visible light responsive photocatalyst (A), a resin (R), and an aqueous medium (W).

本発明の水性塗料は、抗ウイルス性に優れる塗膜を形成できることから、自動車、鉄道車両、船舶、機械、家具、缶、建築構造物等の金属製品;自動車部品、家電製品等のプラスチック製品;家具、建築材料等の木工製品;建築材料、ガラス等の無機素材製品などに好適に用いることができる。 Since the water-based paint of the present invention can form a coating film having excellent antiviral properties, metal products such as automobiles, railroad vehicles, ships, machines, furniture, cans, and building structures; plastic products such as automobile parts and home appliances; Woodwork products such as furniture and building materials; can be suitably used for building materials, inorganic material products such as glass and the like.

本発明の水性塗料は、可視光応答型光触媒(A)、樹脂(R)、及び水性媒体(W)を含有するものである。 The water-based coating material of the present invention contains a visible light responsive photocatalyst (A), a resin (R), and an aqueous medium (W).

前記可視光応答型光触媒(A)としては、例えば、酸化チタン(a)を含む組成物が挙げられ、より一層優れた抗ウイルス性が得られる点から、酸化チタン(a)に金属化合物が担持されたものが好ましく挙げられる。 Examples of the visible light responsive photocatalyst (A) include a composition containing titanium oxide (a), and a metal compound is supported on titanium oxide (a) from the viewpoint of obtaining even better antiviral properties. The ones that have been used are preferably mentioned.

前記酸化チタン(a)としては、例えば、ルチル型酸化チタン(a1)、アナターゼ型酸化チタン、ブルッカイト型酸化チタン等を用いることができる。これらの酸化チタンは単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、優れた可視光領域での光触媒活性を有する点から、ルチル型酸化チタン(a1)を含むことが好ましい。 As the titanium oxide (a), for example, rutile-type titanium oxide (a1), anatase-type titanium oxide, brookite-type titanium oxide and the like can be used. These titanium oxides may be used alone or in combination of two or more. Among these, rutile-type titanium oxide (a1) is preferably contained because it has excellent photocatalytic activity in the visible light region.

前記前記ルチル型酸化チタン(a1)の含有率(ルチル化率)としては、より一層優れた明所及び暗所における抗ウイルス性、明所における有機化合物分解性、及び、可視光応答性が得られる点から、15モル%以上であることが好ましく、50モル%以上あることがより好ましく、90モル%以上が更に好ましい。 As the content rate (rutileization rate) of the rutile-type titanium oxide (a1), further excellent antiviral property in bright and dark places, organic compound decomposability in bright place, and visible light responsiveness can be obtained. From this point of view, it is preferably 15 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more.

前記酸化チタン(a)の製造方法としては、一般的に、液相法と気相法とが知られている。前記液相法とは、イルメナイト鉱などの原料鉱石を溶解した液から得られる硫酸チタニルを、加水分解又は中和して酸化チタンを得る方法である。また、気相法とは、ルチル鉱などの原料鉱石を塩素化して得られる四塩化チタンと、酸素との気相反応により酸化チタンを得る方法である。なお、両方法により製造された酸化チタンを区別する方法としては、その不純物を分析することが挙げられる。前記液相法により製造された酸化チタンは、その生成物にイルメナイト鉱石中の不純物に由来するジルコニウム、ニオブなどが含まれている。これに対し、気相法では四塩化チタンを精製して、不純物を取り除く工程を有するため、酸化チタン中には、これらの不純物はほとんど含まれない。 As a method for producing the titanium oxide (a), a liquid phase method and a gas phase method are generally known. The liquid phase method is a method for obtaining titanium oxide by hydrolyzing or neutralizing titanyl sulfate obtained from a liquid in which a raw material ore such as ilmenite ore is dissolved. The vapor phase method is a method for obtaining titanium oxide by a vapor phase reaction between titanium tetrachloride obtained by chlorinating a raw material ore such as rutile ore and oxygen. As a method for distinguishing titanium oxide produced by both methods, analysis of the impurities can be mentioned. The titanium oxide produced by the liquid phase method contains zirconium, niobium and the like derived from impurities in the ilmenite ore in its product. On the other hand, since the vapor phase method has a step of purifying titanium tetrachloride to remove impurities, titanium oxide hardly contains these impurities.

前記気相法により製造された酸化チタンは、均一な粒子径を生成可能な利点があるものの、2次凝集体は生成しにくいため、見かけの比表面積が高くなることにより反応工程時における混合液の粘度が高くなると考えられる。これに対し、液相法により製造された酸化チタン(a)は、焼成工程において緩やかな2次凝集体を生成することが考えられ、1次粒子に起因する比表面積(BET値)に対して、凝集力は少なく混合液の粘度を抑制することが可能である。以上の理由より、前記酸化チタン(a)としては、水性塗料の生産性をより一層向上できる点から、液相法により製造された酸化チタンが好ましい。 Titanium oxide produced by the vapor phase method has the advantage of being able to generate a uniform particle size, but it is difficult to form secondary aggregates, so the apparent specific surface area is high, and the mixed solution during the reaction step. It is thought that the viscosity of is high. On the other hand, the titanium oxide (a) produced by the liquid phase method is considered to generate loose secondary aggregates in the firing step, and has a specific surface area (BET value) due to the primary particles. The cohesive force is small and the viscosity of the mixed solution can be suppressed. For the above reasons, as the titanium oxide (a), titanium oxide produced by the liquid phase method is preferable from the viewpoint that the productivity of the water-based paint can be further improved.

前記酸化チタン(a)のBET比表面積としては、より一層優れた抗ウイルス性、及び、可視光応答性が得られる点から、1~200m/gの範囲が好ましく、3~100m/gの範囲がより好ましく、4~70m/gの範囲がより好ましく、8~50m/gの範囲が更に好ましく、抗ウイルス剤の生産性をより一層高めることができる点から、7.5~9.5m/gの範囲であることが好ましい。なお、前記ルチル型酸化チタン(a1)のBET比表面積の測定方法は、後述する実施例にて記載する。 The BET specific surface area of the titanium oxide (a) is preferably in the range of 1 to 200 m 2 / g, preferably from 3 to 100 m 2 / g, from the viewpoint of obtaining even more excellent antiviral properties and visible light responsiveness. The range of 7.5 to 70 m 2 / g is more preferable, the range of 8 to 50 m 2 / g is more preferable, and the productivity of the antiviral agent can be further increased. The range is preferably 9.5 m 2 / g. The method for measuring the BET specific surface area of the rutile-type titanium oxide (a1) will be described in Examples described later.

前記酸化チタン(a)の1次粒子径としては、より一層優れた抗ウイルス性、及び、可視光応答性が得られる点から、0.01~0.5μmの範囲が好ましく、0.06~0.35μmの範囲がより好ましい。なお、前記酸化チタン(a)の1次粒子径の測定方法は、透過型電子顕微鏡(TEM)を使用して、電子顕微鏡写真から一次粒子の大きさを直接計測する方法で測定した値を示す。具体的には、個々の酸化チタンの1次粒子の短軸径と長軸径を計測し、平均をその1次粒子の粒子径とし、次に100個以上の酸化チタン粒子について、それぞれの粒子の体積(重量)を、求めた粒子径の立方体と近似して求め、体積平均粒径を平均1次粒子径とした。 The primary particle size of the titanium oxide (a) is preferably in the range of 0.01 to 0.5 μm, preferably 0.06 to 0.5 μm, from the viewpoint of obtaining even more excellent antiviral properties and visible light responsiveness. A range of 0.35 μm is more preferred. The method for measuring the primary particle size of the titanium oxide (a) is a value measured by a method of directly measuring the size of the primary particle from an electron micrograph using a transmission electron microscope (TEM). .. Specifically, the minor axis diameter and the major axis diameter of each titanium oxide primary particle are measured, the average is taken as the particle diameter of the primary particle, and then each particle is obtained for 100 or more titanium oxide particles. The volume (weight) of was obtained by approximating it to a cube having the obtained particle size, and the volume average particle size was taken as the average primary particle size.

また、前記可視光応答型光触媒としては、可視光領域における光触媒活性を一層向上し、実用的な室内光の下で、汚れ成分を分解できる適度な活性を発現しやすい点から、酸化チタン(a)に金属化合物が担持されたものを用いることが好ましい。 Further, the visible light responsive photocatalyst further improves the photocatalytic activity in the visible light region, and easily develops an appropriate activity capable of decomposing dirt components under practical indoor light, and thus titanium oxide (a). ), It is preferable to use one in which a metal compound is supported.

前記金属化合物としては、例えば、銅化合物、鉄化合物、タングステン化合物等を用いることができる。これらの中でも、より一層優れた抗菌性、及び、抗ウイルス性が得られる点から、銅化合物が好ましく、2価銅化合物がより好ましい。前記酸化チタン(a)への金属化合物の担持方法としては、公知の手法を用いることができる。 As the metal compound, for example, a copper compound, an iron compound, a tungsten compound, or the like can be used. Among these, a copper compound is preferable, and a divalent copper compound is more preferable, from the viewpoint of obtaining even more excellent antibacterial and antiviral properties. As a method for supporting the metal compound on the titanium oxide (a), a known method can be used.

次に、最も好ましい態様である、酸化チタン(a)に2価銅化合物を担持する方法について説明する。 Next, a method of supporting the divalent copper compound on titanium oxide (a), which is the most preferable embodiment, will be described.

前記酸化チタン(a)に2価銅化合物を担持する方法としては、例えば、ルチル型酸化チタン(a1)を含む酸化チタン(a)、2価銅化合物原料(b)、水(c)、及び、アルカリ性物質(d)の混合工程(i)を有する方法が挙げられる。 Examples of the method for supporting the divalent copper compound on the titanium oxide (a) include titanium oxide (a) containing rutyl-type titanium oxide (a1), a divalent copper compound raw material (b), water (c), and water (c). , A method having a mixing step (i) of the alkaline substance (d) can be mentioned.

前記混合工程(i)における前記酸化チタン(a)の濃度としては、3~40質量%の範囲が好ましい。なお、本発明においては、液相法により製造された酸化チタン(a)を用いた場合には、酸化チタン(a)の濃度を高めても取扱いの良好な混合工程を行うことができ、具体的には、前記酸化チタン(a)の濃度が、25質量%を超えて40質量%以下の範囲でも良好に混合工程を行うことができる。 The concentration of the titanium oxide (a) in the mixing step (i) is preferably in the range of 3 to 40% by mass. In the present invention, when the titanium oxide (a) produced by the liquid phase method is used, a mixing step with good handling can be performed even if the concentration of the titanium oxide (a) is increased. In particular, the mixing step can be performed satisfactorily even when the concentration of the titanium oxide (a) is in the range of more than 25% by mass and 40% by mass or less.

前記2価銅化合物原料(b)としては、例えば、2価銅無機化合物、2価銅有機化合物等を用いることができる。 As the divalent copper compound raw material (b), for example, a divalent copper inorganic compound, a divalent copper organic compound, or the like can be used.

前記2価銅無機化合物としては、例えば、硫酸銅、硝酸銅、沃素酸銅、過塩素酸銅、シュウ酸銅、四ホウ酸銅、硫酸アンモニウム銅、アミド硫酸銅、塩化アンモニウム銅、ピロリン酸銅、炭酸銅等の2価銅の無機酸塩;塩化銅、フッ化銅、臭化銅等の2価銅のハロゲン化物;酸化銅、硫化銅、アズライト、マラカイト、アジ化銅などを用いることができる。これらの化合物は単独で用いても2種以上を併用してもよい。 Examples of the divalent copper inorganic compound include copper sulfate, copper nitrate, copper iodide, copper perchlorate, copper oxalate, copper tetraborate, copper ammonium sulfate, copper amide sulfate, copper ammonium chloride, and copper pyrophosphate. Inorganic acid salts of divalent copper such as copper carbonate; halides of divalent copper such as copper chloride, copper fluoride and copper bromide; copper oxide, copper sulfide, azurite, malakite, copper azide and the like can be used. .. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

前記2価銅有機化合物としては、例えば、蟻酸銅、酢酸銅、プロピオン酸銅、酪酸銅、吉草酸銅、カプロン酸銅、エナント酸銅、カプリル酸銅、ペラルゴン酸銅、カプリン酸銅、ミスチン酸銅、パルミチン酸銅、マルガリン酸銅、ステアリン酸銅、オレイン酸銅、乳酸銅、リンゴ酸銅、クエン酸銅、安息香酸銅、フタル酸銅、イソフタル酸銅、テレフタル酸銅、サリチル酸銅、メリト酸銅、シュウ酸銅、マロン酸銅、コハク酸銅、グルタル酸銅、アジピン酸銅、フマル酸銅、グリコール酸銅、グリセリン酸銅、グルコン酸銅、酒石酸銅、アセチルアセトン銅、エチルアセト酢酸銅、イソ吉草酸銅、β-レゾルシル酸銅、ジアセト酢酸銅、ホルミルコハク酸銅、サリチルアミン酸銅、ビス(2-エチルヘキサン酸)銅、セバシン酸銅、ナフテン酸銅、オキシン銅、アセチルアセトン銅、エチルアセト酢酸銅、トリフルオロメタンスルホン酸銅、フタロシアニン銅、銅エトキシド、銅イソプロポキシド、銅メトキシド、ジメチルジチオカルバミン酸銅等を用いることができる。これらの化合物は単独で用いても2種以上を併用してもよい。 Examples of the divalent copper organic compound include copper formate, copper acetate, copper propionate, copper butyrate, copper valerate, copper caproate, copper enanthate, copper caprylate, copper pelargonate, copper capricate, and mistinic acid. Copper, copper palmitate, copper margarate, copper stearate, copper oleate, copper lactate, copper malate, copper citrate, copper benzoate, copper phthalate, copper isophthalate, copper terephthalate, copper salicylate, meritonic acid Copper, copper oxalate, copper malonate, copper succinate, copper glutarate, copper adipate, copper fumarate, copper glycolate, copper glycerate, copper gluconate, copper tartrate, acetylacetone copper, ethylacetate acetate, isokichi Copper herbate, copper β-resorcylate, copper diacetate acetate, copper formyl succinate, copper salicylamine, copper bis (2-ethylhexanoic acid), copper sebacate, copper naphthenate, oxine copper, acetylacetone copper, copper ethylacetate acetate. , Copper trifluoromethanesulfonate, copper phthalocyanine, copper ethoxydo, copper isopropoxide, copper methoxyd, copper dimethyldithiocarbamate and the like can be used. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

前記2価銅化合物原料(b)としては、前記したものの中でも、下記一般式(1)で示されるものを用いることが好ましい。
CuX (1)
(式(1)において、Xは、ハロゲン原子、CHCOO、NO、又は、(SO1/2を示す。)
As the divalent copper compound raw material (b), it is preferable to use the one represented by the following general formula (1) among the above-mentioned ones.
CuX 2 (1)
(In formula (1), X represents a halogen atom, CH 3 COO, NO 3 or (SO 4 ) 1/2 .)

前記式(1)におけるXとしては、ハロゲン原子であることがより好ましく、塩素原子が更に好ましい。 The X in the formula (1) is more preferably a halogen atom, and even more preferably a chlorine atom.

前記混合工程(i)における前記2価銅化合物原料(b)の使用量としては、前記酸化チタン(a)100質量部に対して、0.01~20質量部の範囲であることが好ましく、0.1~15質量部の範囲がより好ましく、0.3~10質量部の範囲が更に好ましい。 The amount of the divalent copper compound raw material (b) used in the mixing step (i) is preferably in the range of 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the titanium oxide (a). The range of 0.1 to 15 parts by mass is more preferable, and the range of 0.3 to 10 parts by mass is further preferable.

前記水(c)は、混合工程(i)における溶媒であり、水単独が好ましいが、必要に応じてその他の溶媒を含んでいてもよい。前記その他の溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール等のアルコール溶媒;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン溶媒;ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン等を用いることができる。これらの溶媒は単独で用いても2種以上を併用してもよい。 The water (c) is the solvent in the mixing step (i), and water alone is preferable, but other solvents may be contained if necessary. As the other solvent, for example, alcohol solvents such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and 1-butanol; ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; dimethylformamide and tetrahydrofuran can be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

前記アルカリ性物質(d)としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルアミン、トリメチルアミン、アンモニア、塩基性界面活性剤等を用いることができ、水酸化ナトリウムを用いることが好ましい。 As the alkaline substance (d), for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, triethylamine, trimethylamine, ammonia, a basic surfactant and the like can be used, and water can be used. It is preferable to use sodium oxide.

前記アルカリ性物質(d)は、反応を制御しやすい点から、溶液として添加するのが好ましく、添加するアルカリ溶液の濃度としては、0.1~5mol/Lの範囲であることが好ましく、0.3~4mol/Lの範囲がより好ましく、0.5~3mol/Lの範囲が更に好ましい。 The alkaline substance (d) is preferably added as a solution from the viewpoint of easy control of the reaction, and the concentration of the alkaline solution to be added is preferably in the range of 0.1 to 5 mol / L. The range of 3 to 4 mol / L is more preferable, and the range of 0.5 to 3 mol / L is even more preferable.

前記混合工程(i)は、前記酸化チタン(a)、2価銅化合物原料(b)、水(c)、及び、アルカリ性物質(d)を混合すればよく、例えば、まず水(c)に酸化チタン(a)を混合するとともに必要に応じて撹拌し、次いで、2価銅化合物原料(b)を混合し、撹拌し、その後、アルカリ性物質(d)を添加して撹拌する方法が挙げられる。この混合工程(i)により、前記2価銅化合物原料(b)由来の2価銅化合物が前記酸化チタン(a)に担持することとなる。 In the mixing step (i), the titanium oxide (a), the divalent copper compound raw material (b), the water (c), and the alkaline substance (d) may be mixed. For example, first, the water (c) may be mixed. Examples thereof include a method in which titanium oxide (a) is mixed and stirred as necessary, then a divalent copper compound raw material (b) is mixed and stirred, and then an alkaline substance (d) is added and stirred. .. By this mixing step (i), the divalent copper compound derived from the divalent copper compound raw material (b) is supported on the titanium oxide (a).

前記混合工程(i)における全体の撹拌時間としては、例えば、5~120分間が挙げられ、好ましくは10~60分間である。混合工程(i)時における温度としては、例えば、室温~70℃の範囲が挙げられる。 Examples of the total stirring time in the mixing step (i) include, for example, 5 to 120 minutes, preferably 10 to 60 minutes. Examples of the temperature in the mixing step (i) include a range of room temperature to 70 ° C.

酸化チタン(a)への2価銅化合物の担持が良好である点から、前記酸化チタン(a)、2価銅化合物原料(b)、及び、水(c)を混合・撹拌し、その後アルカリ性物質(d)を混合・撹拌した後の混合物のpHとしては、好ましくは8~11の範囲であり、より好ましくは9.0~10.5の範囲である。 Since the support of the divalent copper compound on the titanium oxide (a) is good, the titanium oxide (a), the divalent copper compound raw material (b) and the water (c) are mixed and stirred, and then alkaline. The pH of the mixture after mixing and stirring the substance (d) is preferably in the range of 8 to 11, and more preferably in the range of 9.0 to 10.5.

前記混合工程(i)が終了した後には、混合液を固形分として分離することができる。前記分離を行う方法としては、例えば、濾過、沈降分離、遠心分離、蒸発乾燥等が挙げられるが、濾過が好ましい。分離した固形分は、その後必要に応じて、水洗、解砕、分級等を行ってもよい。 After the mixing step (i) is completed, the mixed liquid can be separated as a solid content. Examples of the method for performing the separation include filtration, sedimentation separation, centrifugation, evaporation and drying, and the like, but filtration is preferable. The separated solid content may be subsequently washed with water, crushed, classified, or the like, if necessary.

前記固形分を得た後には、前記酸化チタン(a)上に担持された前記2価銅化合物原料(b)由来の2価銅化合物を、より強固に結合することができる点から、固形分を熱処理することが好ましい。熱処理温度としては、好ましくは150~600℃の範囲であり、より好ましくは250~450℃の範囲である。また、熱処理時間は、好ましくは1~10時間であり、より好ましくは、2~5時間である。 After obtaining the solid content, the solid content can be more firmly bonded to the divalent copper compound derived from the divalent copper compound raw material (b) supported on the titanium oxide (a). Is preferably heat-treated. The heat treatment temperature is preferably in the range of 150 to 600 ° C, more preferably in the range of 250 to 450 ° C. The heat treatment time is preferably 1 to 10 hours, more preferably 2 to 5 hours.

以上の方法によって、酸化チタン(a)に2価銅化合物が担持した酸化チタンを含有する酸化チタン組成物が得られる。前記酸化チタン(a)に担持された2価銅化合物の担持量としては、酸化チタン(a)100質量部に対して、0.01~20質量部の範囲であることが、抗ウイルス性を含む光触媒活性の点から好ましい。前記2価銅化合物の担持量は、前記混合工程(i)における前記2価銅化合物原料(b)の使用量によって調整することができる。 By the above method, a titanium oxide composition containing titanium oxide in which a divalent copper compound is supported on titanium oxide (a) can be obtained. The amount of the divalent copper compound supported on the titanium oxide (a) is in the range of 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the titanium oxide (a), which provides antiviral properties. It is preferable from the viewpoint of the photocatalytic activity including. The amount of the divalent copper compound supported can be adjusted by the amount of the divalent copper compound raw material (b) used in the mixing step (i).

前記樹脂(R)は、一般的に塗料用樹脂として使用されるものであれば特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。 The resin (R) is not particularly limited as long as it is generally used as a resin for paint, and examples thereof include acrylic resin, polyester resin, epoxy ester resin, alkyd resin, urethane resin, and epoxy resin. ..

前記樹脂(R)は、前記水性媒体(W)への溶解性や分散性がより向上することから、親水性基を有することが好ましい。 The resin (R) preferably has a hydrophilic group because the solubility and dispersibility in the aqueous medium (W) are further improved.

前記親水性基としては、例えば、アニオン性基、カチオン性基、ノニオン性基等が挙げられる。 Examples of the hydrophilic group include an anionic group, a cationic group, a nonionic group and the like.

また、前記樹脂(R)中に架橋性官能基を導入することで、本発明の水性塗料を2液型塗料として使用することができる。 Further, by introducing a crosslinkable functional group into the resin (R), the water-based paint of the present invention can be used as a two-component paint.

前記水性媒体(W)としては、例えば、水、親水性有機溶剤、及びこれらの混合物が挙げられる。前記親水性有機溶剤としては水と分離することなく混和する水混和性有機溶剤が好ましく、これらの中でも水に対する溶解度(水100gに溶解する有機溶剤のグラム数)が25℃において3g以上の有機溶剤が好ましい。これら水混和性有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、3-メトキシブタノール、3-メチル-3-メトキシブタノール等のアルコール系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、モノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤などが挙げられる。これら水混和性有機溶剤は、それぞれ単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 Examples of the aqueous medium (W) include water, a hydrophilic organic solvent, and a mixture thereof. As the hydrophilic organic solvent, a water-miscible organic solvent that is miscible without separation from water is preferable, and among these, an organic solvent having a solubility in water (the number of grams of the organic solvent dissolved in 100 g of water) of 3 g or more at 25 ° C. Is preferable. Examples of these water-miscible organic solvents include alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, butanol, 3-methoxybutanol, and 3-methyl-3-methoxybutanol; ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; ethylene glycol monomethyl. Ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol mono Isopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, etc. Glycol ether solvent and the like can be mentioned. These water-miscible organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明の水性塗料中の可視光応答型光触媒(A)の含有量は、抗ウイルス性及び貯蔵安定性がより優れることから、1~20質量%が好ましい。 The content of the visible light responsive photocatalyst (A) in the aqueous coating material of the present invention is preferably 1 to 20% by mass because it is more excellent in antiviral property and storage stability.

本発明の水性塗料中の前記樹脂(R)の含有量は、抗ウイルス性及び貯蔵安定性がより優れることから、25~50質量%が好ましい。 The content of the resin (R) in the water-based paint of the present invention is preferably 25 to 50% by mass because it is more excellent in antiviral property and storage stability.

本発明の水性塗料中の水性媒体(W)の含有量は、抗ウイルス性及び貯蔵安定性がより優れることから、40~70質量%が好ましい。 The content of the aqueous medium (W) in the aqueous coating material of the present invention is preferably 40 to 70% by mass because it is more excellent in antiviral property and storage stability.

また、本発明の水性塗料の固形分中の可視光応答型光触媒(A)の含有量は、抗ウイルス性及びその他の塗膜物性のバランスがより優れることから、5~20質量%が好ましく、5~15質量%がより好ましい。 Further, the content of the visible light responsive photocatalyst (A) in the solid content of the water-based paint of the present invention is preferably 5 to 20% by mass because the balance between the antiviral property and other physical characteristics of the coating film is more excellent. 5 to 15% by mass is more preferable.

本発明の水性塗料は、前記可視光応答型光触媒(A)、前記樹脂(R)、及び、前記水性媒体(W)を含有するものであるが、前記可視光応答型光触媒(A)及び前記樹脂(R)が前記水性媒体(W)に溶解または分散したものであることが好ましい。 The water-based paint of the present invention contains the visible light responsive photocatalyst (A), the resin (R), and the aqueous medium (W), but the visible light responsive photocatalyst (A) and the above. It is preferable that the resin (R) is dissolved or dispersed in the aqueous medium (W).

また、本発明の水性塗料には、必要に応じて、無機顔料、有機顔料、体質顔料、ワックス、界面活性剤、安定剤、流動調整剤、染料、レベリング剤、レオロジーコントロール剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、可塑剤、帯電防止剤、消泡剤、粘度調整剤、耐光安定剤、耐候安定剤、耐熱安定剤、顔料分散剤、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の各種の添加剤等を使用することができる。 Further, the water-based paint of the present invention includes, if necessary, inorganic pigments, organic pigments, extender pigments, waxes, surfactants, stabilizers, flow modifiers, dyes, leveling agents, rhology control agents, ultraviolet absorbers, etc. Various additives such as antioxidants, plasticizers, antistatic agents, defoaming agents, viscosity modifiers, light-resistant stabilizers, weather-resistant stabilizers, heat-resistant stabilizers, pigment dispersants, thermosetting resins, thermoplastic resins, etc. Can be used.

本発明の水性塗料の調製方法としては、例えば、前記樹脂(R)が前記水性媒体(W)中に分散した水性樹脂組成物に、前記可視光応答型光触媒(A)、及び顔料等を添加し、サンドミルやディスパー等の混合機を用いて調製することができる。必要に応じて、さらに硬化剤を混合することで、2液型塗料を調製することができる。 As a method for preparing the water-based paint of the present invention, for example, the visible light responsive photocatalyst (A), a pigment and the like are added to the water-based resin composition in which the resin (R) is dispersed in the water-based medium (W). However, it can be prepared using a mixer such as a sand mill or a disper. If necessary, a two-component paint can be prepared by further mixing a curing agent.

本発明の水性塗料の塗装方法としては、例えば、グラビアコーター、ロールコーター、コンマコーター、ナイフコーター、エアナイフコーター、カーテンコーター、キスコーター、シャワーコーター、ホイーラーコーター、スピンコーター、ディッピング、スクリーン印刷、スプレー、アプリケーター、バーコーター、刷毛等の方法が挙げられる。 Examples of the method for applying the water-based paint of the present invention include a gravure coater, a roll coater, a comma coater, a knife coater, an air knife coater, a curtain coater, a kiss coater, a shower coater, a wheeler coater, a spin coater, dipping, screen printing, a spray, and an applicator. , Bar coater, brush, etc.

本発明の水性塗料は、各種物品の表面に、抗ウイルス性に優れる硬化塗膜を付与することができる。 The water-based paint of the present invention can impart a cured coating film having excellent antiviral properties to the surface of various articles.

本発明の水性塗料は、被塗装物となる物品に、直接塗装してもよいし、被塗装物に適合したプライマー塗材を塗装してから、本発明の水性塗料を塗装してもよい。また、本発明の水性塗料を塗装後、さらにトップコートを塗り重ねてもよい。 The water-based paint of the present invention may be directly applied to an article to be coated, or may be coated with a primer coating material suitable for the object to be coated, and then the water-based paint of the present invention may be applied. Further, after applying the water-based paint of the present invention, a top coat may be further applied.

被塗装物となる物品の材質としては、鋼板、鉄、銅、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム等の各種金属及びこれらの合金;ポリカーボネート(PC)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS)、PC-ABSのポリマーアロイ、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド(PA)、ポリプロピレン(PP)、ガラス繊維、炭素繊維等のフィラーを入れた繊維強化プラスチック(FRP)等のプラスチック基材;ガラスなどが挙げられる。 Materials to be coated include steel plates, iron, copper, zinc, aluminum, magnesium and other metals and alloys thereof; polypropylene (PC), acryliconitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), PC- ABS polymer alloy, polymethylmethacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), polyamide (PA), polypropylene (PP), glass fiber, plastic base material such as fiber reinforced plastic (FRP) containing fillers such as carbon fiber. ; Glass and the like.

本発明の水性塗料の塗膜を有する物品としては、例えば、自動車、鉄道車両、船舶、機械、家具、缶、建築構造物等の金属製品;自動車部品、家電製品等のプラスチック製品;家具、建築材料等の木工製品;建築材料、ガラス等の無機素材製品などが挙げられる。 Articles having a coating film of the water-based paint of the present invention include, for example, metal products such as automobiles, railroad vehicles, ships, machines, furniture, cans, and building structures; plastic products such as automobile parts and home appliances; furniture, and construction. Woodwork products such as materials; building materials, inorganic material products such as glass, etc. may be mentioned.

以下に本発明を具体的な実施例を挙げてより詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.

(調製例1:可視光応答型光触媒(A-1)の調製)
(1)酸化チタン
a)結晶性ルチル型酸化チタン
b)製法:液相法(硫酸法)
c)物性値
・BET比表面積:9.0m/g
・ルチル化率:95.4%
・1次粒子径:0.18μm
(Preparation Example 1: Preparation of visible light responsive photocatalyst (A-1))
(1) Titanium oxide a) Crystalline rutile type titanium oxide b) Production method: Liquid phase method (sulfuric acid method)
c) Physical properties / BET specific surface area: 9.0 m 2 / g
-Rutilation rate: 95.4%
-Primary particle size: 0.18 μm

(2)製造工程
a)混合工程(反応工程)
前記酸化チタン600質量部、塩化銅(ii)二水和物8質量部、水900質量部をステンレス容器中に混合した。次いで、混合物を撹拌機(特殊機化工業株式会社製「ロボミクス」)で撹拌し、1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を混合液のpHが10になるまで滴下した。
b)脱水工程
定性濾紙(5C)により減圧濾過をおこない、混合液から固形分を分離し、更にイオン交換水で洗浄を実施した。次いで、洗浄後の固形物を120℃で12時間乾燥し、水分を除去した。乾燥後、ミル(イワタニ産業株式会社製「ミルサー」)で粉状の酸化チタン組成物を得た。
c)熱処理工程
精密恒温器(ヤマト科学株式会社製「DH650」)を用いて酸素存在下で450℃、3時間熱処理し、2価銅化合物が担持された酸化チタンを含有する可視光応答型光触媒(A-1)を得た。
(2) Manufacturing process a) Mixing process (reaction process)
600 parts by mass of titanium oxide, 8 parts by mass of copper (ii) chloride dihydrate, and 900 parts by mass of water were mixed in a stainless steel container. Then, the mixture was stirred with a stirrer (“Robomics” manufactured by Tokushu Kagaku Kogyo Co., Ltd.), and a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added dropwise until the pH of the mixture reached 10.
b) Dehydration step Vacuum filtration was performed under reduced pressure using a qualitative filter paper (5C), solid content was separated from the mixed solution, and further washing was carried out with ion-exchanged water. Then, the washed solid was dried at 120 ° C. for 12 hours to remove water. After drying, a powdery titanium oxide composition was obtained by a mill (“Miller” manufactured by Iwatani Corporation).
c) Heat treatment step A visible light responsive photocatalyst containing titanium oxide carrying a divalent copper compound after heat treatment at 450 ° C. for 3 hours in the presence of oxygen using a precision thermostat (“DH650” manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.). (A-1) was obtained.

(実施例1:水性塗料(1)の製造)
水性アクリル樹脂(DIC株式会社製「バーノックWD-551」、水酸基含有)100質量部に対して、上記で得た可視光応答型光触媒(A-1)11.2質量部、酸化チタン顔料(ケマーズ製「Ti-Pure R-706」)33.7質量部、イオン交換水19.9質量部を添加してサンドミルで30分間混錬し、顔料分散体を得た。得られた顔料分散体に硬化剤として、ポリイソシアネート樹脂(DIC株式会社製「バーノックDNW-5500」)29.3質量部を加え、ディスパーで5分間攪拌し、水性塗料(1)を得た。
(Example 1: Production of water-based paint (1))
11.2 parts by mass of the visible light responsive photocatalyst (A-1) obtained above and titanium oxide pigment (The Chemours) with respect to 100 parts by mass of an aqueous acrylic resin (“Burknock WD-551” manufactured by DIC Co., Ltd., containing a hydroxyl group). 33.7 parts by mass of "Ti-Pure R-706") and 19.9 parts by mass of ion-exchanged water were added and kneaded with a sand mill for 30 minutes to obtain a pigment dispersion. To the obtained pigment dispersion, 29.3 parts by mass of a polyisocyanate resin (“Barnock DNW-5500” manufactured by DIC Corporation) as a curing agent was added, and the mixture was stirred with a disper for 5 minutes to obtain a water-based paint (1).

(実施例2~5:水性塗料(2)~(5)の製造)
使用した原料を表1のものに変更した以外は実施例1と同様にして、水性塗料(2)~(5)を得た。
(Examples 2 to 5: Production of water-based paints (2) to (5))
Water-based paints (2) to (5) were obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw materials used were changed to those in Table 1.

(比較例1~5:水性塗料(R1)~(R5)の製造)
使用した原料を表1のものに変更した以外は実施例1と同様にして、水性塗料(R1 )~(R5)を得た。
(Comparative Examples 1 to 5: Production of water-based paints (R1) to (R5))
Water-based paints (R1) to (R5) were obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw materials used were changed to those in Table 1.

[評価用塗膜の作製]
クロメート処理アルミ板に、上記で得た水性塗料を、それぞれスプレーにて膜厚が15μmになるように塗装し、23℃で7日間乾燥を行い、評価用塗膜の形成された試験板を得た。
[Preparation of coating film for evaluation]
The water-based paint obtained above was applied to the chromate-treated aluminum plate by spraying so that the film thickness was 15 μm, and dried at 23 ° C. for 7 days to obtain a test plate on which an evaluation coating film was formed. rice field.

[抗ウイルス性の評価]
実施例及び比較例で得られた評価用塗膜の形成された試験板に対し、抗ファージウイルス試験(JIS R1756:2020を参照)を実施した。
[Evaluation of antiviral property]
An anti-phage virus test (see JIS R1756: 2020) was carried out on the test plates on which the evaluation coating film obtained in Examples and Comparative Examples was formed.

1)光照射条件は、白色蛍光灯の光をN113フィルターによって紫外線をカットし、照度500ルクスとした。
2)実施例及び比較例で得られた5cm×5cmの試験板に濃度既知の100μLのQβファージ溶液を垂らした後、4cm×4cmの密着フィルムをかぶせ、評価用のサンプルとした。
3)8時間光照射したサンプルを、SCDLP液で回収し、適度に希釈したものを大腸菌と感染させ、寒天培地に塗布し、培養後のコロニー数をカウントすることで評価した。抗ウイルス性はQβファージの不活化度から下記の基準により評価した。
◎:不活化度が-3以下
〇:不活化度が-3より大きく-2以下
×:不活化度が-2より大きい
1) As for the light irradiation condition, the light of the white fluorescent lamp was cut off from ultraviolet rays by the N113 filter, and the illuminance was set to 500 lux.
2) A 100 μL Qβ phage solution having a known concentration was dropped on the 5 cm × 5 cm test plates obtained in Examples and Comparative Examples, and then covered with a 4 cm × 4 cm adhesive film to prepare a sample for evaluation.
3) Samples irradiated with light for 8 hours were collected with SCDLP solution, appropriately diluted, infected with Escherichia coli, applied to an agar medium, and evaluated by counting the number of colonies after culturing. The antiviral property was evaluated from the degree of inactivation of Qβ phage according to the following criteria.
⊚: Inactivation degree is -3 or less 〇: Inactivation degree is greater than -3 and -2 or less ×: Inactivation degree is greater than -2

上記で得た水性塗料(1)~(5)及び(R1)~(R5)の組成及び評価結果を表1及び2に示す。 The compositions and evaluation results of the water-based paints (1) to (5) and (R1) to (R5) obtained above are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2022076642000001
Figure 2022076642000001

Figure 2022076642000002
Figure 2022076642000002

表中の各原料は以下のものである。
「バーノックWD-551」:DIC株式会社製、水性アクリル樹脂(水酸基価:100mgKOH/g、樹脂分:44質量%、水性媒体:水、ジエチレングリコールジメチルエーテル)
「バーノックWE-306」:DIC株式会社製、水性アクリル樹脂(水酸基価:100mgKOH/g、樹脂分:45質量%、水性媒体:水)
「ウォーターゾール CD-520P」:DIC株式会社製、水性ポリエステル樹脂(樹脂分:39質量%、水性媒体:水、エチレングリコールモノプロピルエーテル)
「ウォーターゾール EFD-5580」:DIC株式会社製、水性エポキシエステル樹脂(樹脂分:40質量%、水性媒体:水、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル)
「ハイドラン AP-20」:DIC株式会社製、水性ウレタン樹脂(樹脂分:30質量%、水性媒体:水)
「バーノックDNW-5500」:DIC株式会社製、水分散性ポリイソシアネート樹脂(イソシアネート基含有量(NCO%):13.5質量% 樹脂分:80質量%、溶剤:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
「DICNATE 3111TL」:DIC株式会社製、コバルト系金属石鹸
Each raw material in the table is as follows.
"Bernock WD-551": DIC Corporation, aqueous acrylic resin (hydroxyl value: 100 mgKOH / g, resin content: 44% by mass, aqueous medium: water, diethylene glycol dimethyl ether)
"Bernock WE-306": DIC Corporation, water-based acrylic resin (hydroxyl value: 100 mgKOH / g, resin content: 45% by mass, water-based medium: water)
"Watersol CD-520P": DIC Corporation, water-based polyester resin (resin content: 39% by mass, water-based medium: water, ethylene glycol monopropyl ether)
"Watersol EFD-5580": DIC Corporation, aqueous epoxy ester resin (resin content: 40% by mass, aqueous medium: water, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monopropyl ether)
"Hydran AP-20": DIC Corporation, water-based urethane resin (resin content: 30% by mass, water-based medium: water)
"Bernock DNW-5500": Water-dispersible polyisocyanate resin manufactured by DIC Co., Ltd. (isocyanate group content (NCO%): 13.5% by mass, resin content: 80% by mass, solvent: propylene glycol monomethyl ether acetate)
"DICNAME 3111TL": Cobalt-based metal soap manufactured by DIC Corporation

本発明の水性樹脂組成物である実施例1~5から得られる塗膜は、抗ウイルス性に優れることが確認された。 It was confirmed that the coating films obtained from Examples 1 to 5, which are the aqueous resin compositions of the present invention, have excellent antiviral properties.

一方、比較例1~5は、本発明の必須成分である可視光応答型光触媒(A)を含有しない例であるが、得られる塗膜は、抗ウイルス性に劣ることが確認された。 On the other hand, Comparative Examples 1 to 5 are examples that do not contain the visible light responsive photocatalyst (A), which is an essential component of the present invention, but it was confirmed that the obtained coating film was inferior in antiviral property.

Claims (7)

可視光応答型光触媒(A)、樹脂(R)、及び水性媒体(W)を含有することを特徴とする水性塗料。 A water-based coating material containing a visible light-responsive photocatalyst (A), a resin (R), and an aqueous medium (W). 前記可視光応答型光触媒(A)が、酸化チタン(a)に金属化合物が担持されたものである請求項1記載の水性塗料。 The water-based paint according to claim 1, wherein the visible light-responsive photocatalyst (A) is a titanium oxide (a) supported by a metal compound. 前記酸化チタン(a)が、ルチル型酸化チタン(a1)を含むものである請求項2記載の水性塗料。 The water-based paint according to claim 2, wherein the titanium oxide (a) contains rutile-type titanium oxide (a1). 前記金属化合物が、2価銅化合物である請求項2又は3記載の水性塗料。 The water-based paint according to claim 2 or 3, wherein the metal compound is a divalent copper compound. 前記樹脂(R)が、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂からなる群より選ばれる1以上の樹脂を含有する請求項1~4いずれか1項記載の水性塗料。 The aqueous solution according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin (R) contains one or more resins selected from the group consisting of an acrylic resin, a polyester resin, an epoxy ester resin, an alkyd resin, a urethane resin, and an epoxy resin. paint. 2液硬化型である請求項1~5いずれか1項記載の水性塗料。 The water-based paint according to any one of claims 1 to 5, which is a two-component curing type. 請求項6記載の水性塗料が塗装された物品。 An article coated with the water-based paint according to claim 6.
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