JP4407023B2

JP4407023B2 - 排気ガス除去用コーティング材の塗装方法

Info

Publication number: JP4407023B2
Application number: JP2000245374A
Authority: JP
Inventors: 明治後藤; 孝一高濱; 健之山木; 広次岸本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2020-08-11
Also published as: JP2002060686A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や工場などから排出される排気ガスを除去もしくは低減することができる、排気ガス除去用コーティング材の塗装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車や工場などから排出される排気ガスを除去もしくは低減することができる材料としては、光触媒材料を用いた塗料が注目されており、一部で実用化もされている。これら従来から知られている排気ガス除去用の塗料は、アクリルシリコン系やフッ素系等の耐久性の高い樹脂と、ＴｉＯ₂等の光触媒材料とを組み合わせたものが一般的であり、しかも充分な排気ガス除去能を発揮させるには、前記光触媒材料を非常に高い濃度で含有させ、かつ塗膜の膜厚を厚くしておく必要があった。
【０００３】
しかし、アクリルシリコン系やフッ素系の樹脂は光触媒に分解されやすく、しかも、該光触媒濃度が極めて高いため、前記のような塗料により形成された塗膜は、脆くなって容易にクラックを生じるという問題を招き、経時的に塗膜が粉末状にボロボロ落ちていき、最終的には塗膜は消失する場合もあり、長期間にわたり効果を維持することは困難であった。また、長期維持性を付与すべく、塗膜の厚みを厚くすると、乾燥や硬化によるストレスが瞬時にかかり、割れが生じやすいという問題もあった。
また、従来の前記塗料のように、光触媒としてＴｉＯ₂を単独で使用すると、自動車や工場などから排出される排気ガスの主成分であるＮＯは、第一段階としてＮＯ₂に酸化されるが、ＴｉＯ₂はＮＯ₂つまり酸性ガスの吸着効果に乏しいため、結果として、猛毒のＮＯ₂を放出してしまう可能性があるという重大な問題もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的は、自動車や工場などから排出される排気ガスを効率良く確実に除去もしくは低減することができ、さらに塗膜にクラック等を生じることなく、その効果を長期間維持することができる、排気ガス除去用コーティング材の塗装方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、シリコーン樹脂が高濃度の光触媒材料に侵されにくいこと、および、光触媒材料として、排気ガスを分解除去する働きを担う二酸化チタンと、排気ガスの分解過程で生じる酸性ガスを吸着する働きを担う酸化亜鉛とを特定比率で組み合わせて用いることにより、ＮＯ₂等の猛毒ガスの放出を防止しつつ、排気ガスを効率良く確実に除去もしくは低減することができること、を見いだした。さらに、光触媒材料が下層から上層にかけて高濃度となるようにコーティング層を多層形成することにより、排気ガス除去効果を長期間にわたり維持させることができることを見いだした。そして、これらの知見に基づき本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明にかかる排気ガス除去用コーティング材の塗装方法は、排気ガス除去用コーティング材を基材上に塗布するにあたり、前記排気ガス除去用コーティング材として、シリコーン樹脂、および、二酸化チタンと酸化亜鉛との組み合わせからなる光触媒材料を含有してなり、二酸化チタン／酸化亜鉛の重量比率が１〜１５である、排気ガス除去用コーティング材を用いるとともに、当該排気ガス除去用コーティング材を塗布、乾燥することを繰り返して、複数のコーティング層を積層して形成することとし、その際、より上層のコーティング層ほど、二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度が高いコーティング材を用いて形成するようにする、方法である。
本発明の上記塗装方法において、好ましい形態における排気ガス除去用コーティング材は、前記排気ガス除去用コーティング材において、前記二酸化チタンが、粒子径が５０ｎｍ〜５μｍである粒子群の粒子（Ａ）と、粒子径が３ｎｍ〜３０ｎｍである粒子群の粒子（Ｂ）との組み合わせを含んでなる。
好ましい形態における排気ガス除去用コーティング材は、また、前記排気ガス除去用コーティング材において、前記粒子（Ｂ）／前記粒子（Ａ）の重量比率が１〜１５である。
【０００７】
本発明の好ましい形態における排気ガス除去用コーティング材の塗装方法は、前記の塗装方法において、最下層の二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度が１０％以上４０％未満、最上層の二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度が６０％以上９９％未満となるようにすることである。
【０００８】
以下において、本発明の排気ガス除去用コーティング材を基材上に塗布、乾燥することを繰り返し、複数のコーティング層を積層することにより形成され、かつ、より上層のコーティング層ほど、二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度が高いコーティング材を用いて形成されてなる排気ガス除去用塗装物を、「本発明の排気ガス除去用塗装物」と称することがある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の排気ガス除去用コーティング材は、シリコーン樹脂、および、二酸化チタンと酸化亜鉛とを組み合わせてなる光触媒材料を含有してなるものである。本発明におけるシリコーン樹脂は、無機系の高分子が主成分であり、主骨格にシロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）を有する三次元架橋化合物であれば、特に制限されるものではない。好ましくは、５００℃で６０分の焼成により樹脂固形分中の６０％以上の無機成分（シリカ）が残留するものであることが、光触媒材料による分解劣化をより確実に抑制するためには、好ましい。また、シリコーン樹脂は、焼き付け硬化型、常温硬化型のいずれであってもよいが、現場施工を行う場合には常温硬化型であることが好ましい。さらに、シリコーン樹脂は、水系、溶剤系のいずれであってもよいが、近年のＶＯＣ問題の見地からは水系である方が好ましい。
【００１０】
本発明において好ましく用いられるシリコーン樹脂としては、例えば、下記一般式（１）で示されるオルガノシロキサン部分加水分解物が挙げられる。
Ｒ^２ａＳｉＯｂ（ＯＲ^１）ｃ（ＯＨ）ｄ（１）
（但し、Ｒ^１、Ｒ^２はそれぞれ独立して、１価の炭化水素基を表し、ａ、ｂ、ｃおよびｄは、ａ＋２ｂ＋ｃ＋ｄ＝４を満足し、かつ、０＜ａ＜３、０＜ｂ＜２、０＜ｃ＜４および０＜ｄ＜４の関係を満たす数である。）
前記一般式（１）において、Ｒ^２は、１価の炭化水素基であれば特に限定されないが、置換または非置換で炭素数１〜８の１価の炭化水素基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等のアルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；２−フェニルエチル基、３−フェニルプロピル基等のアラルキル基；フェニル基、トリル基等のアリール基；ビニル基、アリル基等のアルケニル基；クロロメチル基、γ−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換炭化水素基；γ−メタクリロキシプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、３，４−エポキシシクロヘキシルエチル基、γ−メルカプトプロピル基等の置換炭化水素基；等が挙げられる。
【００１１】
前記一般式（１）において、Ｒ¹は、１価の炭化水素基であれば特に限定されないが、例えば、炭素数１〜４のアルキル基が好ましい。
前記一般式（１）において、ａ、ｂ、ｃおよびｄは、前記の関係を満たす数である。ａが３以上の場合は、塗布した塗膜の硬化がうまく進行しないことがあり、ｂが０である場合は、モノマーであり、硬化塗膜を形成できないこととなり、ｂが２の場合は、シリカ（ＳｉＯ₂）であり、硬化塗膜にクラックが生じやすい傾向がある。ｃが０の場合は、分子末端がＲ²基と親水基であるＯＨ基とのみになるため、分子全体での親水性が増して長期間の維持が困難になり、ｃが４の場合は、モノマーであり、硬化塗膜を形成できないこととなる。ｄが０の場合は、分子末端がＲ²基と疎水基であるＯＲ¹基とのみになるため、長期維持性には有利であるものの、ＯＲ¹基は塗膜硬化時の架橋反応性に欠けるため、充分な塗膜を得ることが難しく、ｄが４の場合は、モノマーであり、硬化塗膜を形成できないこととなる。
【００１２】
前記一般式（１）で示されるオルガノシロキサン部分加水分解物の調製方法としては、特に限定はされないが、例えば、前記一般式（１）中のＲ¹がアルキル基（ＯＲ¹がアルコキシ基）であるものを得る場合、加水分解性オルガノクロロシランおよび加水分解性オルガノアルコキシシランからなる群の中から選ばれた１種もしくは２種以上の加水分解性オルガノシランを公知の方法により大量の水で加水分解することで得られるシラノール基含有ポリオルガノシロキサンのシラノール基を部分的にアルコキシ化することにより得ることができる。なお、この調製方法において、加水分解性オルガノアルコキシシランを用いて加水分解を行う場合は、水量を調整することでアルコキシ基の一部のみを加水分解することにより、未反応のアルコキシ基とシラノール基とが共存したオルガノシロキサン部分加水分解物を得ることができるので、前述した、シラノール基含有ポリオルガノシロキサンのシラノール基を部分的にアルコキシ化する処理を省ける場合がある。
【００１３】
前記加水分解性オルガノクロロシランとしては、特に限定はされないが、例えば、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン等が挙げられる。前記加水分解性オルガノアルコキシシランとしては、特に限定はされないが、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のオルガノトリアルコキシシラン；ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン等のジオルガノジアルコキシシラン；トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリメチルイソプロポキシシラン、ジメチルイソブチルメトキシシラン等のトリオルガノアルコキシシラン；等が挙げられる。
【００１４】
前記加水分解性オルガノシランを部分加水分解するために用いられる触媒としては、特に限定されるものではないが、酸性触媒としては、塩酸、硝酸等の水溶性の酸や、酸性コロイダルシリカ等が挙げられ、塩基性触媒としては、アンモニア水溶液や塩基性コロイダルシリカ等が挙げられる。
本発明において用いられるシリコーン樹脂の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で５００〜２０００であることが好ましい。シリコーン樹脂の重量平均分子量が５００未満であると、塗膜にクラックが生じやすくなり、一方、２０００を超えると、硬化がうまく進行しない傾向があるので、好ましくない。
【００１５】
本発明の排気ガス除去用コーティング材における前記シリコーン樹脂の含有量は、１〜９０重量％であることが好ましい。シリコーン樹脂の含有量が１重量％未満であると、塗膜を形成しにくくなり、一方、９０重量％を超えると、排気ガス除去能が低下する傾向がある。
本発明における光触媒材料は、二酸化チタンと酸化亜鉛とを組み合わせてなるものである。排気ガスを分解除去する働きを担う二酸化チタンと、排気ガスの分解過程で生じる酸性ガスを吸着する働きを担う酸化亜鉛とを組み合わせて用いることにより、ＮＯ₂等の猛毒ガスの放出を防止しつつ、排気ガスを効率良く確実に除去もしくは低減することができる。なお、酸化亜鉛には、前述の酸性ガス吸着能に加えて、排気ガスの分解除去についても、補助的効果を期待できる。
【００１６】
前記二酸化チタンとしては、光触媒活性を有するものであれば特に制限されるものではないが、好ましくは、アナターゼ型二酸化チタンを挙げることができる。
前記二酸化チタンは、粒径の大きな粒子と粒径の小さな粒子とが組み合わされてなることが好ましい。二酸化チタンの粒径が単一であると、塗膜内の充填率が低くなり、ひいては塗膜の脆さの原因となるが、異なる粒径のものがあると、充填率が上がり強靱な塗膜が形成できることとなる。さらに、粒径の大きな粒子が塗膜中に存在すると、膜の硬化収縮が緩衝されて割れにくくなるという利点もある。具体的には、二酸化チタンは、粒子径が５０ｎｍ〜５μｍである大きい粒子群の粒子（Ａ）と、粒子径が３ｎｍ〜３０ｎｍである小さい粒子群の粒子（Ｂ）との組み合わせを含んでなることが好ましい。粒子（Ａ）の粒径が５０ｎｍ未満であると、膜を支える大きさとしては不充分であり、膜強度は低下することとなり、一方、５μｍを超えると、粒子間の隙間が増えて、やはり膜強度が低下することとなる。粒子（Ｂ）の粒径が３ｎｍ未満であると、粒子の分散が非常に困難となり、一方、３０ｎｍを超えると、比表面積が小さくなるため活性が乏しくなる傾向がある。なお、二酸化チタンの全量の少なくとも５０％は、この粒子（Ａ）と粒子（Ｂ）との組み合わせからなることが好ましい。
【００１７】
前記粒子（Ｂ）／前記粒子（Ａ）の重量比率は、１〜１５であることが好ましい。粒子（Ｂ）／粒子（Ａ）が１未満であると、活性が向上するが、充填性や硬化収縮の緩衝効果が低下し、膜が脆く、硬化の際に割れが生じる傾向があり、一方、１５を超えると、光触媒活性が低下する傾向がある。
前記酸化亜鉛としては、光触媒活性を有するものであれば特に制限されるものではなく、従来公知のものを用いることができる。
前記酸化亜鉛の粒子の粒径は、特に限定されるものではないが、好ましくは、３００ｎｍ〜２μｍがよい。酸化亜鉛の粒径が３００ｎｍ未満であると、粒子の分散が困難となる傾向があり、一方、２μｍを超えると、二酸化チタンの補助として期待している酸化亜鉛の光触媒活性効果が低くなるため、好ましくない。
【００１８】
本発明においては、前記二酸化チタン／前記酸化亜鉛の重量比率が１〜１５であることが重要である。二酸化チタン／酸化亜鉛の重量比率が１未満であると、活性の高い二酸化チタン濃度が低くなり、充分な分解性が得られないこととなり、一方、１５を超えると、酸化亜鉛濃度が低くなり、酸性ガスの吸着効果が期待できないこととなる。なお、本発明においては、二酸化チタン／酸化亜鉛の重量比率は、ＴｉＯ₂／ＺｎＯとして計算するものとする。
本発明の排気ガス除去用コーティング材における光触媒材料（二酸化チタンおよび酸化亜鉛）の含有量は、１０〜９９重量％とすることが好ましい。光触媒材料の含有量が１０重量％未満であると、排気ガス除去性能が低下する傾向があり、一方、９９重量％を超えると、塗膜を形成しにくくなるおそれがある。
【００１９】
本発明の排気ガス除去用コーティング材は、必要に応じて、前記シリコーン樹脂、二酸化チタンおよび酸化亜鉛のほかに、分散剤、レベリング剤等の従来公知の添加剤を含有していても良い。その場合、その含有量は、光触媒材料の１重量％以下とすることが好ましい。これよりも多いと、変色等の原因となるおそれがある。
本発明の排気ガス除去用コーティング材の塗装方法は、前述した本発明の排気ガス除去用コーティング材を、基材上に塗布、乾燥することを繰り返して、複数のコーティング層を積層して形成するにあたり、より上層のコーティング層ほど、二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度が高いコーティング材を用いて形成するものである。このように、最下層から最上層にかけて光触媒材料の濃度に勾配をつけることにより、各層の乾燥や硬化によるストレスが瞬時に発生することを防ぎ、塗膜に割れを生じさせることなく、排気ガス除去効果を長期間維持させることができるのである。
【００２０】
積層されたコーティング層のうち、最下層の二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度は１０％以上４０％未満となるようにすることがよい。最下層は、主に、密着性により上層を割れないように支持するための土台の役割を担うものであり、排気ガス除去効果は比較的低くて良い。しかし、不意の物理的接触等で上層塗膜が消失することとなった場合、最下層のみでも最低限の効果を発揮させる必要があるため、最下層の二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度が１０％以上であることが好ましい。一方、最下層の二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度が４０％以上であると、上層との濃度差が小さくなるため、乾燥や硬化の際に割れが生じる場合があり、好ましくない。
【００２１】
積層されたコーティング層のうち、最上層の二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度は６０％以上９９％未満となるようにすることがよい。最上層は、排気ガス除去効果を最優先した層とすることが重要であり、最上層の二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度が６０％未満であると、排気ガスの分解性（実施例におけるＮＯガス分解率）が５０％に満たない場合が生じるので好ましくない。一方、最上層の二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度が９９％以上であると、樹脂成分が非常に少なくなり、塗膜の形成が困難になる傾向がある。
積層されたコーティング層のうち、最下層と最上層に挟まれた層は、二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度が４０％以上６０％未満となるようにすることが好ましいが、特に制限されるものではない。
【００２２】
なお、本発明において、二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度は、次式で算出される。なお、次式中、光触媒材料重量とは、二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量のことである。
二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度（％）
＝光触媒材料重量／（光触媒材料重量＋樹脂固形分重量）×１００
各層間の光触媒材料の濃度勾配（各層の二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度差）は、特に限定されるのではないが、好ましくは、上層の二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度／下層の二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度＝１．５〜７．０程度の濃度勾配があることがよい。
【００２３】
積層されるコーティング層の全層数は、特に限定されるものではないが、施工の作業性等を考慮すると、３層または４層程度が適当である。また、積層される各層の厚みは、５〜２００μｍ程度とすることが好ましい。
本発明のコーティング材の塗布方法としては、特に制限はなく、例えば、スプレー、ロールコーター、グラビアコーター等の公知の方法で所望の厚みに塗工し、乾燥させることにより硬化させて塗膜層を形成することができる。乾燥は、例えば、１５〜６０℃の温度では０．２〜２時間、１００〜３００℃の温度では０．１〜１時間、行えばよい。
【００２４】
本発明の排気ガス除去用コーティング材を塗布する基材としては、特に制限はなく、例えば、金属基材、ガラス基材、ホーロー、水ガラス化粧板や無機質硬化体等の無機質建材、セラミックス等の無機質基材；プラスチック基材、木、木材、紙等の有機質基材；無機有機複合基材；等が挙げられる。
前記無機質基材の具体例を挙げると、金属基材としては、例えば、非鉄金属（アルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛など）、鉄、鋼（圧延鋼、溶融亜鉛メッキ鋼、（圧延）ステンレス鋼など）、ブリキ、その他の金属（合金を含む）全般が挙げられる。ガラス基材としては、例えば、ナトリウムガラス、パイレックスガラス、石英ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。ホーローとは、金属表面にガラス質のホーローぐすりを焼き付け、被覆したものであり、その素地金属としては、例えば、軟鋼板、鋼板、鋳鉄、アルミニウム等が挙げられる。水ガラス化粧板とは、例えば、ケイ酸ソーダをスレート等のセメント基材に塗布し、焼き付けた化粧板である。無機質硬化体としては、例えば、繊維強化セメント板、窒業系サイディング、木毛セメント板、パルプセメント板、スレート・木毛セメント積層板、石膏ボード製品、粘土瓦、厚形スレート、陶磁器質タイル、建築用コンクリートブロック、テラゾ、プレストレスコンクリートダブルＴスラブ、ＡＬＣパネル、空洞プレストレスコンクリートパネル等の無機材料を硬化、成形させた基材全般が挙げられる。セラミックスとしては、例えば、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられる。
【００２５】
前記有機質基材の具体例を挙げると、プラスチック基材としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性もしくは熱可塑性プラスチック、およびこれらプラスチックをナイロン繊維等の有機繊維で強化した繊維強化プラスチック等が挙げられる。
前記無機有機複合基材としては、例えば、前記プラスチックをガラス繊維やカーボン繊維等の無機繊維で強化した繊維強化プラスチック等が挙げられる。
前記基材のうち、有機成分を主成分とする基材や層（プラスチック板や一般塗装膜など）上に、本発明のコーティング材を塗工する場合には、光触媒活性による有機成分の分解を抑制するために、本発明のコーティング材の下に無機成分比率の高い無機コーティング材を塗布しておくことが望ましい。
【００２６】
本発明の排気ガス除去用コーティング材を基材上に塗布する際、基材の材質や表面状態によっては、基材との密着性を得にくい場合があるので、必要に応じて、本発明のコーティング材を塗布する前にあらかじめ基材の表面にプライマー層を形成しておいてもよい。プライマー層としては、有機、無機を問わず特に限定されないが、有機プライマー層としては、例えば、ナイロン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、有機変性シリコーン樹脂（アクリルシリコーン樹脂など）、塩化ゴム樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、およびメラミン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の有機樹脂を固形分として１０重量％以上含有する有機プライマー組成物の硬化樹脂層等が挙げられる。無機プライマー層としては、例えば、シリコーン樹脂等の無機樹脂成分を固形分として９０重量％以上含有する無機プライマー組成物の硬化樹脂層等が挙げられる。なお、プライマー層の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．１〜５０μｍが好ましい。
【００２７】
本発明のコーティング材は、白色である二酸化チタンおよび酸化亜鉛を含有しているので、本発明のコーティング材により塗装された塗装物は通常、白色となるのであるが、着色力が強く、光触媒に分解されにくい顔料、例えば、カーボン等を混合することにより、淡彩色に着色することも可能である。また、本発明のコーティング材は遮蔽性が低いので、基材にあらかじめ着色塗装を施しておくとその着色が透けて見えることから、これを利用して所望の色に着色することも可能である。
本発明の排気ガス除去用塗装物は、本発明の排気ガス除去用コーティング材を基材上に塗布、乾燥することを繰り返し、複数のコーティング層を積層することにより形成され、かつ、より上層のコーティング層ほど、二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度が高いコーティング材を用いて形成されてなるものであり、前述の本発明の塗装方法により得られるものである。本発明の排気ガス除去用塗装物は、排気ガス除去効果を有し、しかも割れにくく、長期維持性を発揮するものである。さらに、本発明のコーティング材は光触媒活性を有するので、本発明の塗装物が雨筋防止等の防汚効果を発揮することは言うまでもない。
【００２８】
本発明の排気ガス除去用塗装物は、自動車や工場からの排気ガス雰囲気下に曝され、かつ、紫外線を含む光が照射される環境の中に存在する、各種用途に好適に用いることができる。具体的には、例えば、側壁、壁高欄、擁壁、トンネル坑口、ガードレール、防音壁、遮音壁、縁石、料金所アイランド、料金所ブース、表示機器、標識機器、駐車場周辺部材、車止め、橋脚、塗装ブロック、照明器具等の道路周辺部材；工場壁面、煙突、パイプ類、屋根、機械装置等の工場周辺部材；住宅外壁等の外回り部材、瓦、マンション外壁、広告看板；等として用いられる。
【００２９】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
実施例および比較例で用いた各材料について以下に示す。
・シリコーン樹脂：商品名「フレッセラ−Ｎ（水性タイプ）」松下電工製を用いた。
主骨格と架橋タイプ：シロキサン結合の三次元架橋
樹脂固形分：３６％
無機成分：７５％
塗料性状：水性エマルション
塗膜外観：無色透明
・二酸化チタン（ａ）：ＴｉＯ₂粉体（商品名「ＳＴ４１」石原テクノ製、粒径５０ｎｍ、アナターゼ型）３０重量部、イオン交換水６９．７重量部、分散剤（ヘキサメタリン酸ソーダ）０．３重量部を、ペイントシェイカーで１時間分散させてペースト状にしたものを用いた。
【００３０】
・二酸化チタン（ｂ−１）：ＴｉＯ₂粉体（商品名「ＳＴ２１」石原テクノ製、粒径２０ｎｍ、アナターゼ型）３０重量部、イオン交換水６９．７重量部、分散剤（ヘキサメタリン酸ソーダ）０．３重量部を、ペイントシェイカーで１時間分散させてペースト状にしたものを用いた。
・二酸化チタン（ｂ−２）：ＴｉＯ₂ゾル（商品名「Ｍ−６」多木化学製、粒径５ｎｍ、固形分濃度６％）を用いた。
・酸化亜鉛：微粒子酸化亜鉛（堺化学製、平均粒子径０．２９μｍ）
・比較樹脂：アクリルエマルション（商品名「アクリセットＥＸ３５」日本触媒製、固形分濃度４２％）
・基材−１：スレート板
・基材−２：ＳＳ鋼板
・プライマー層−１：商品名「エポロＥプライマー」イサム塗料製
塗工条件；刷毛塗り、塗布量１５０ｇ／ｍ²、２０℃２４時間乾燥
・プライマー層−２：商品名「サビロン＃１０」カナエ塗料製
塗工条件；刷毛塗り、塗布量１３０ｇ／ｍ²、２０℃２４時間乾燥
・保護層−１：透明無機コーティング材（商品名「フレッセラ−Ｎ」（水性タイプ）松下電工製）
塗工条件；刷毛塗り、塗布量１００ｇ／ｍ²、２０℃２４時間乾燥
・保護層−２：白色無機コーティング材（商品名「フレッセラ−Ｎ（水性タイプ）」松下電工製に白色顔料を加えペイントシェイカーで１時間分散させたもの）
塗工条件；刷毛塗り、塗布量２００ｇ／ｍ²、２０℃２４時間乾燥
（実施例および比較例：排気ガス除去用コーティング材の調製）
各材料を表１〜表１０に示す配合比率で用い、ディスパーにて２０分間攪拌混合して、コーティング材を得た。
【００３１】
（実施例および比較例：排気ガス除去用塗装物の作製）
表１〜表１０に示す各層を、プライマー層、保護層、第１層、第２層、第３層の順で基材に積層して塗装物を得た。第１層、第２層および第３層については、表１〜表１０に示す配合比率で調製したコーティング材を用いて、刷毛塗り、塗布量１５０ｇ／ｍ²、２０℃２時間乾燥の条件で塗工し、形成した。
実施例および比較例で得られた塗装品について、以下の評価を行った。結果については、表１〜表１０に示す。
＜外観＞
初期：塗装品サンプル作製後１週間室温で養生して、目視にて観察した。
【００３２】
長期（ＳＷＯＭ後）：塗装品サンプルに、サンシャインウエザオメータ（スガ試験機）にて２０００時間の促進耐侯性試験を施した後、目視にて観察した。
＜排気ガス除去性能＞
初期：塗装品サンプル作製後１週間室温で養生し、以下のようにして測定したＮＯガスの分解率およびＮＯ₂ガス発生濃度で評価した。なお、促進試験後、外観に異常が認められたものについては、本評価は行わなかった。
長期（ＳＷＯＭ後）：塗装品サンプルに、サンシャインウエザオメータ（スガ試験機）にて１２００時間の促進耐侯性試験を施した後、以下のようにして測定したＮＯガスの分解率およびＮＯ₂ガス発生濃度で評価した。なお、促進試験後、外観に異常が認められたものについては、本評価は行わなかった。
【００３３】
（ＮＯガスの分解率およびＮＯ₂ガス発生濃度の測定方法）図１に示す測定装置を用い、下記の条件で、ＯＵＴ濃度１（ＮＯｘ計６の還元触媒部７を作動させた時のＮＯセンサ８の検出濃度）、および、ＯＵＴ濃度２（ＮＯｘ計６の還元触媒部７を停止させた時のＮＯセンサ８の検出濃度）を測定した。そして、ＮＯガスの分解率およびＮＯ₂ガス発生濃度を次式によりそれぞれ算出した。なお、、図１中、１はＮＯと空気を収納したテドラーパック、２はＵＶ源、５は、石英セル３中でパンチングメタル４上に載せられたサンプルである。
ＮＯガス分解率（％）＝（１−ＯＵＴ濃度１／ＩＮ濃度）×１００
ＮＯ₂ガス発生濃度（ｐｐｍ）＝ＯＵＴ濃度１−ＯＵＴ濃度２
〔測定条件〕
ＮＯガス初期濃度（ＩＮ濃度）：１．８ｐｐｍ（ＮＯ＋空気、テドラーパック１内で希釈）
流量：２リットル／分
サンプルサイズ：５×５ｃｍ（スレート裏面バッカー処理）
ＵＶ源２：ブラックライト
ＵＶ強度：１．５ｍＷ／ｃｍ²（３５６ｎｍ）
ＮＯｘ計６：堀場製作所製、ＣＬＡ５１０Ｓ−ＮＯＸ
【００３４】
【表１】

【００３５】
【表２】

【００３６】
【表３】

【００３７】
【表４】

【００３８】
【表５】

【００３９】
【表６】

【００４０】
【表７】

【００４１】
【表８】

【００４２】
【表９】

【００４３】
【表１０】

【００４４】
【発明の効果】
本発明の排気ガス除去用コーティング材は、排気ガス分解効果を有する高濃度の二酸化チタンと、排気ガス分解過程で生じる酸性ガスの吸着保持効果を有する酸化亜鉛と、光触媒材料に侵されにくいシリコーン樹脂とから構成されているため、自動車や工場などから排出される排気ガスを効率良く確実に除去もしくは低減することができる。
本発明の排気ガス除去用コーティング材の塗装方法によれば、上層ほど光触媒材料の濃度が高くなるように濃度勾配をつけて、多層コーティングすることにより、厚膜化して硬化乾燥収縮による割れを防止し、塗膜にクラック等を生じることなく、その効果を長期間維持させることができる。
【００４５】
本発明の排気ガス除去用塗装物は、排気ガス雰囲気下に曝される用途に用いることができ、自動車や工場などから排出される排気ガスを効率良く確実に除去もしくは低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例において用いたＮＯガス分解率およびＮＯ₂ガス発生濃度の測定装置の概略図である。
【符号の説明】
１テドラーパック
２ＵＶ源
３石英セル
４パンチングメタル
５サンプル
６ＮＯｘ計
７還元触媒部
８ＮＯセンサ

Claims

排気ガス除去用コーティング材を基材上に塗布するにあたり、前記排気ガス除去用コーティング材として、シリコーン樹脂、および、二酸化チタンと酸化亜鉛との組み合わせからなる光触媒材料を含有してなり、二酸化チタン／酸化亜鉛の重量比率が１〜１５である、排気ガス除去用コーティング材を用いるとともに、当該排気ガス除去用コーティング材を塗布、乾燥することを繰り返して、複数のコーティング層を積層して形成することとし、その際、より上層のコーティング層ほど、二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度が高いコーティング材を用いて形成するようにする、排気ガス除去用コーティング材の塗装方法。
前記二酸化チタンが、粒子径が５０ｎｍ〜５μｍである粒子群の粒子（Ａ）と、粒子径が３ｎｍ〜３０ｎｍである粒子群の粒子（Ｂ）との組み合わせを含んでなる、請求項１に記載の排気ガス除去用コーティング材の塗装方法。
前記粒子（Ｂ）／前記粒子（Ａ）の重量比率が１〜１５である、請求項２に記載の排気ガス除去用コーティング材の塗装方法。
最下層の二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度が１０％以上４０％未満、最上層の二酸化チタンと酸化亜鉛との合計重量濃度が６０％以上９９％未満となるようにする、請求項１から３までのいずれかに記載の排気ガス除去用コーティング材の塗装方法。