JP6351469B2 - 光触媒塗装体およびそのための光触媒コーティング液 - Google Patents
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Description
本発明による光触媒塗装体は、基材と、基材上に設けられる2官能のアルキルシロキサンを含む中間層と、該中間層上に設けられた光触媒層とを備えてなる。
本発明に用いる基材は、その上に中間層が形成可能な材料であれば無機材料、有機材料を問わず種々の材料であってよく、その形状も限定されない。材料の観点からみた基材の好ましい例としては、金属、セラミック、ガラス、プラスチック、ゴム、石、セメント、コンクリ−ト、繊維、布帛、木、紙、それらの組合せ、それらの積層体、それらの表面に少なくとも一層の被膜を有するものが挙げられる。用途の観点からみた基材の好ましい例としては、建材、建物外装、窓枠、窓ガラス、構造部材、乗物の外装及び塗装、機械装置や物品の外装、防塵カバー及び塗装、交通標識、各種表示装置、広告塔、道路用遮音壁、鉄道用遮音壁、橋梁、ガードレ−ルの外装及び塗装、トンネル内装及び塗装、碍子、太陽電池カバー、太陽熱温水器集熱カバー、ビニールハウス、車両用照明灯のカバー、屋外用照明器具、台及び上記物品表面に貼着させるためのフィルム、シート、シール等といった外装材全般が挙げられる。
本発明において、中間層に用いられる樹脂は、2官能のアルキルシロキサン成分を含むシリコーン変性樹脂である。この樹脂は、2官能のアルキルシロキサン成分により弾性を持つため、基材の膨張収縮応力の緩和能力を有し、かつ基材との接着性や光触媒との接着性を有し、光触媒による基材表面の劣化を抑制できる。シリコーン変性樹脂は、シリコーン変性アクリル樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、シリコーン変性ウレタン樹脂、シリコーン変性ポリエステル等のシリコーン変性樹脂、およびこれらの複合体が好適に利用できる。外装用建材に適用する場合には、シリコーン変性アクリル樹脂が耐候性の点からより好適である。
本発明の中間層塗装体は、本発明の中間層コーティング液を、前記基材上に塗布することにより簡単に製造することができる。中間層の塗装方法は、前記液剤を刷毛塗り、ローラー、スプレー、ロールコーター、フローコーター、ディップコート、流し塗り、スクリーン印刷、電着、蒸着等、一般に広く行われている方法を利用できる。コーティング液の基材への塗布後は、常温乾燥させればよく、あるいは必要に応じて加熱乾燥してもよい。
本発明において、前記光触媒層は、酸化チタン粒子、シリカ粒子およびアルミ酸化物を含んでなる。
本発明の光触媒塗装体は、本発明の光触媒コーティング液を、前記中間層を有する基材上に塗布することにより簡単に製造することができる。光触媒層の塗装方法は、前記液剤を刷毛塗り、ローラー、スプレー、ロールコーター、フローコーター、ディップコート、流し塗り、スクリーン印刷、電着、蒸着等、一般に広く行われている方法を利用できる。コーティング液の基材への塗布後は、常温乾燥させればよく、あるいは必要に応じて加熱乾燥してもよい。
・シリカ粒子の水分散体(平均粒径:10nm、固形分含有率:30%、塩基性)
・アルミ酸化物で被覆されたシリカ粒子の水分散体(平均粒径:15nm、固形分含有率:30%、塩基性、シリカとおよびアルミ酸化物の質量比はシリカが100に対してアルミ酸化物がアルミナ換算で1.8)
・アルミナ粒子の水分散体(平均粒径:30nm、固形分含有率:7%、塩基性)
・第一リン酸アルミニウムの水分散体(固形分含有率41.5%)
・硫酸アルミニウム(和光純薬工業 社製)
・界面活性剤:ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤
中間層および光触媒層を備えた光触媒塗装体を以下の通り製造した。まず、基材としてスレート板を用意した。スレート基材上に、プライマー層をコーティングし室温にて1日乾燥後、中間層コーティング液をスプレーコートし、室温にて1日乾燥し中間層を得た。中間層コーティング液中の樹脂の固形分濃度は約24質量%であった。走査型電子顕微鏡観察により中間層の膜厚を測定したところ、約40μmであった。
酸化チタン粒子の水分散体を3.2質量部、アルミ酸化物で被覆されたシリカ粒子の水分散体を16.5質量部、界面活性剤を0.3質量部、イオン交換水を80質量部、それぞれ混合して実施例1の光触媒コーティング液を調製した。実施例1の光触媒コーティング液は、酸化チタン粒子とアルミ酸化物で被覆されたシリカ粒子とが質量比で10:90であり、酸化チタン粒子およびアルミ酸化物で被覆されたシリカ粒子の合計濃度が5.5質量%であった。
酸化チタン粒子の水分散体を3.2質量部、アルミ酸化物で被覆されたシリカ粒子の水分散体を12.4質量部、シリカ粒子の水分散体を4.1質量部、界面活性剤を0.3質量部、イオン交換水を80質量部、それぞれ混合して実施例2の光触媒コーティング液を調製した。実施例2の光触媒コーティング液は、酸化チタン粒子とアルミ酸化物で被覆されたシリカ粒子とシリカ粒子とが質量比で10:67.5:22.5であり、酸化チタン粒子およびアルミ酸化物で被覆されたシリカ粒子およびシリカ粒子の合計固形分濃度が5.5質量%であった。
酸化チタン粒子の水分散体を3.2質量部、アルミ酸化物で被覆されたシリカ粒子の水分散体を8.3質量部、シリカ粒子の水分散体を8.3質量部、界面活性剤を0.3質量部、イオン交換水を80質量部、それぞれ混合して実施例3の光触媒コーティング液を調製した。実施例3の光触媒コーティング液は、酸化チタン粒子とアルミ酸化物で被覆されたシリカ粒子とシリカ粒子とが質量比で10:45:45であり、酸化チタン粒子およびアルミ酸化物で被覆されたシリカ粒子およびシリカ粒子の合計固形分濃度が5.5質量%であった。
酸化チタン粒子の水分散体を3.2質量部、アルミ酸化物で被覆されたシリカ粒子の水分散体を4.1質量部、シリカ粒子の水分散体を12.4質量部、界面活性剤を0.3質量部、イオン交換水を80質量部、それぞれ混合して実施例4の光触媒コーティング液を調製した。実施例4の光触媒コーティング液は、酸化チタン粒子とアルミ酸化物で被覆されたシリカ粒子とシリカ粒子とが質量比で10:22.5:67.5であり、酸化チタン粒子およびアルミ酸化物で被覆されたシリカ粒子およびシリカ粒子の合計固形分濃度が5.5質量%であった。
酸化チタン粒子の水分散体を3.2質量部、シリカ粒子の水分散体を16.5質量部、界面活性剤を0.3質量部、イオン交換水を80質量部、それぞれ混合して比較例1の光触媒コーティング液を調製した。比較例1の光触媒コーティング液は、酸化チタン粒子とシリカ粒子とが質量比で10:90であり、酸化チタン粒子およびシリカ粒子の合計固形分濃度が5.5質量%であった。
酸化チタン粒子の水分散体を3.2質量部、シリカ粒子の水分散体を16.2質量部、アルミナ粒子の水分散体を1.3質量部、界面活性剤を0.3質量部、イオン交換水を79.1質量部、それぞれ混合して比較例2の光触媒コーティング液を得た。比較例2の光触媒コーティング液は、酸化チタン粒子とシリカ粒子とアルミナ(Al2O3)粒子とが質量比で10:88.4:1.6であり、酸化チタン粒子およびシリカ粒子およびアルミナ粒子の合計固形分濃度が5.5質量%であった。
酸化チタン粒子の水分散体を3.2質量部、シリカ粒子の水分散体を16.2質量部、第一リン酸アルミニウムの水分散体を0.2質量部、界面活性剤を0.3質量部、イオン交換水を80.1質量部、それぞれ混合して比較例3の光触媒コーティング液を調製した。比較例3の光触媒コーティング液は、酸化チタン粒子とシリカ粒子と第一リン酸アルミニウムとが質量比で10:88.4:1.6であり、酸化チタン粒子およびシリカ粒子および第一リン酸アルミニウムの合計固形分濃度が5.5質量%であった。
酸化チタン粒子の水分散体を3.2質量部、シリカ粒子の水分散体を16.2質量部、硫酸アルミニウムを0.1質量部、界面活性剤を0.3質量部、イオン交換水を80.3質量部、それぞれ混合して比較例4の光触媒コーティング液を調製した。比較例4の光触媒コーティング液は、酸化チタン粒子体とシリカ粒子と硫酸アルミニウムとが質量比で10:88.4:1.6であり、酸化チタン粒子およびシリカ粒子および硫酸アルミニウムの合計固形分濃度が5.5質量%であった。
○:表面の全面に水膜が形成したもの
△:表面の一部が水をはじいたもの
×:表面の全面が水をはじいたもの
Claims (6)
- 基材と、該基材上に設けられる中間層と、該中間層上に設けられる光触媒層とを備えた光触媒塗装体であって、
前記中間層は2官能のアルキルシロキサン成分を含むシリコーン変性樹脂を含んでなり、
前記光触媒層は、酸化チタン粒子、シリカ粒子、およびアルミ酸化物を含んでなり、
前記シリカ粒子は、その少なくとも一部が、前記アルミ酸化物で被覆されている光触媒塗装体。 - 外装材として用いられる、請求項1に記載の光触媒塗装体。
- 請求項1に記載の光触媒塗装体の製造に用いられる光触媒コーティング液であって、分散媒と、酸化チタン粒子と、シリカ粒子と、アルミ酸化物とを含んでなり、前記分散媒に、前記酸化チタン粒子、前記シリカ粒子、および前記アルミ酸化物が分散されてなり、
前記シリカ粒子は、その少なくとも一部が、前記アルミ酸化物で被覆され、前記シリカ粒子および前記アルミ酸化物が一体的に分散されている、光触媒コーティング液。 - 請求項1または2に記載された光触媒塗装体の製造に用いられる中間層を形成するためのコーティング液であって、分散媒と、2官能アルキルシロキサンを含むシリコーン変性樹脂とを含んでなり、前記分散媒に、前記シリコーン変性樹脂が分散されてなる、コーティング液。
- 請求項1または2に記載の光触媒塗装体の製造に用いられるコーティング液の組み合わせであって、請求項3に記載の光触媒コーティング液と、請求項4に記載の中間層を形成するためのコーティング液との組み合わせ。
- 外装材用のコーティングのための、請求項5に記載のコーティング液の組み合わせ。
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