JPH11140433A - 光触媒性親水性組成物及び光触媒性親水性被膜の形成方法 - Google Patents

光触媒性親水性組成物及び光触媒性親水性被膜の形成方法

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JPH11140433A
JPH11140433A JP9307239A JP30723997A JPH11140433A JP H11140433 A JPH11140433 A JP H11140433A JP 9307239 A JP9307239 A JP 9307239A JP 30723997 A JP30723997 A JP 30723997A JP H11140433 A JPH11140433 A JP H11140433A
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JP
Japan
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photocatalytic
water
colloidal silica
insulating board
coat
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JP9307239A
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Makoto Hayakawa
信 早川
Mitsuhide Shimobukikoshi
光秀 下吹越
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Toto Ltd
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Toto Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多孔質の無機建材の表面に、優れた表面光沢
と防汚性に優れた光触媒性親水性被膜を形成する。 【解決手段】 例えば、コロイダルシリカにアルミナ粉
末、酸化亜鉛を添加して無機質塗料を調製し、この無機
質塗料を断熱ボード表面に塗布し、放置して無機質塗料
からなる塗膜を形成する。そして、この塗膜の上に、コ
ロイダルシリカ、スチレン・2−エチルヘキシルアクリ
レート共重合エマルジョン、アナターゼ型チタニアを水
に分散させて光触媒性親水性組成物液を調製し、この光
触媒性親水性組成物液を断熱ボードの表面に塗布し、室
温で1日乾燥せしめて被膜を形成した。その結果、断熱
ボードの表面の親水性は水との接触角に換算してほぼ0
°になった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は無機質塗料からなる
塗膜の表面を長期間に亘って親水性に維持するための光
触媒性親水性組成物と、この組成物からなる光触媒性親
水性被膜を形成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】無機質充填剤とコロイダルシリカを水に
分散させた無機質塗料を、石膏ボード、パーライト板、
モルタル、珪酸カルシウム板等の無機基材の表面に塗布
した不燃性化粧建材が従来から提供されている。
【0003】上記不燃性化粧建材の表面に形成される無
機質塗料からなる被膜は、耐水性と耐火性には優れる
も、表面硬度が低く汚れが付きやすいという欠点があ
る。そこで、特開昭54−139938号公報には、無
機質塗料からなる被膜の上に更にコロイダルシリカとア
クリル系樹脂を含有する上塗り液を塗布する提案がなさ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来から物
体の表面を親水性にして汚れを付着させない提案(特公
昭46−13252号公報など)がなされている。しか
しながら、特開昭54−139938号公報に係る組成
物では、第1に親水性の度合いが水との接触角に換算し
てせいぜい30°程度までしかならず、充分な親水性を
発揮することができない。第2に、数10μm以上の厚
みで水性液を塗布しないと親水性を発揮しないため、そ
の厚みで塗布すると、光の乱反射による白濁が生じた
り、光の干渉による発色が生じる。第3に、従来の水性
液を塗布・乾燥せしめ、建材等の表面に親水性が付与さ
れても、長期間親水性を維持するのは困難で、一旦親水
性を失うと、再度塗布しない限り、親水性は回復しな
い。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係る光触媒性親水性組成物は、無機質塗料からな
る塗膜の表面に塗布する組成物であることを前提とし、
その組成は、光触媒性金属酸化物粒子と、コロイダルシ
リカと、アクリル系樹脂とを水に分散させた構成とし
た。
【0006】また、本発明に係る光触媒性親水性被膜の
形成方法は、コロイダルシリカを含む水分散液からなる
無機質塗料を基材の表面に塗布して塗膜を形成し、次い
で、この塗膜の表面に、光触媒性金属酸化物粒子と、コ
ロイダルシリカと、アクリル系樹脂とを水に分散させて
なる光触媒性親水性組成物を塗布する。
【0007】ここで、前記無機質塗料としては、無機質
充填剤を含有するコロイダルシリカが挙げられ、無機質
充填剤には、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、
珪酸アルミニウム、珪酸アルミニウムカルシウム、シリ
カ、炭酸カルシウム、ガラスタルク、クレー、ガラスバ
ルーン、シラスバルーン、アスベスト、マイカ等が挙げ
られる。
【0008】また、前記光触媒性金属酸化物粒子として
は、例えば、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チ
タン、ブルカイト型酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸
化第二鉄、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、チ
タン酸ストロンチウム等が挙げられる。
【0009】また、前記アクリル系樹脂としては、例え
ば、ポリアクリル酸エステル、ポリメタアクリル酸エス
テル、ポリアクリル酸エステル−メタアクリル酸エステ
ル共重合体、アクリル酸エステルまたはメタアクリル酸
エステルとスチレン、ブタジエン、アクリル酸、メタア
クリル酸、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルトルエン等
との共重合体が挙げられる。
【0010】また、前記光触媒性金属酸化物粒子の割合
は0.01〜10重量%とし、また前記コロイダルシリ
カとアクリル系樹脂の固形分重量比は10:90〜8
0:20とすることが好ましい。
【0011】光触媒性金属酸化物粒子の割合が上記範囲
よりも少ないと、光触媒による親水性作用が不十分とな
り、上記範囲以上に添加しても添加による効果の向上は
なく、却って被膜の結合強度を低下せしめることにな
る。また、表面層中の光触媒性金属酸化物粒子の量とし
ては、1×10-7〜1×10-3g/cm2、好ましくは
5×10-7〜5×10-4g/cm2、更に好ましくは1
×10-6〜1×10-4g/cm2である。また、コロイ
ダルシリカの使用量が上記の範囲よりも多量になると、
塗膜の光沢が悪くなり、逆に上記の範囲よりも少量にな
ると、表面硬度が低下する。
【0012】尚、本発明による親水化現象は以下の機構
によってもたらされる。即ち、光触媒の価電子帯上端と
伝導帯下端とのエネルギーギャップ以上のエネルギーを
有する光が光触媒に照射されると、光触媒の価電子帯中
の電子が励起されて伝導電子と正孔とが生成する。そし
て、その結果、表面に極性(おそらくは電子吸引性)が
付与される。それにより、表面に雰囲気との平衡以上の
量の水が化学吸着する。すると、その表面の水素結合に
基づく表面自由エネルギーが増加し、その表面自由エネ
ルギーの増加に応じた量の水分子がさらに物理吸着し、
表面に固定される。ところで、表面自由エネルギーが近
い物質同士は互いに接着しやすいことから、水分子が物
理吸着した表面は水になじみやすいものとなる。即ち、
そのような表面は親水化されることになる。
【0013】このように、本発明による親水性は、コロ
イダルシリカとアクリル系樹脂を含む水性液に由来する
よりも、光触媒の親水化作用によるものと考えられる。
このことは、コロイダルシリカとアクリル系樹脂を含む
水性液によって親水性を発揮するには数10μm以上の
厚みで塗布しなければならなかったが、本発明による組
成物の場合には0.4μm以下でも親水性を発揮するこ
とからも首肯できる。ここで、0.4μm以下の厚みに
することで、光の乱反射による白濁を防止することがで
き、更に0.2μm以下の厚みにすることで、光の干渉
による表面相の発色を防止することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】(実施例1)40%コロイダルシ
リカ(ルドックスHS40:デユポン製)1000gに
アルミナ粉末1400g、酸化亜鉛5gを添加して無機
質塗料を調製し、この無機質塗料を断熱ボード表面に塗
布し、放置して無機質塗料からなる塗膜を形成した。一
方、40%コロイダルシリカ(ルドックスHS40:デ
ユポン製)75g、45%スチレン・2−エチルヘキシ
ルアクリレート共重合エマルジョン(ポリトロンA−4
5:旭化成製)155g、アナターゼ型チタニアを30
gを秤量し、これらを水に分散させて光触媒性親水性組
成物液(A)を調製した。同様にして、アナターゼ型チ
タニアの代わりにルチル型チタニアを分散させた光触媒
性親水性組成物液(B)及びブルカイト型チタニアを分
散させた光触媒性親水性組成物液(C)を調製した。こ
れら光触媒性親水性組成物液(A〜C)を断熱ボードの
表面に塗布し、室温で1日乾燥せしめて被膜を形成した
後、紫外線を照射した。その結果、断熱ボードの表面の
親水性は水との接触角に換算して10°以下になった。
また、暗所に放置した後、再び紫外線を照射すると、水
との接触角は10°以下に戻った。
【0015】(比較例1)上記実施例1から結晶性チタ
ニアを除いた組成物液を調製し、これを断熱ボードの表
面に塗布し乾燥せしめた後、室温で1日かけて乾燥せし
めた。その結果、断熱ボードの表面の親水性は水との接
触角に換算して約30°になった。また、当該製品を1
ヵ月放置したところ、水との接触角は約50°になっ
た。これに紫外線を照射しても水との接触角に変化はな
かった。
【0016】(実施例2)40%コロイダルシリカ(ル
ドックスHS40:デユポン製)1000gにアルミナ
粉末1400g、酸化亜鉛5gを添加して無機質塗料を
調製し、この無機質塗料を断熱ボード表面に塗布し、放
置して無機質塗料からなる塗膜を形成した。一方、40
%コロイダルシリカ(ルドックスHS40:デユポン
製)125g、45%エチルアクリレート・メチルメタ
アクリレート共重合エマルジョン(セビアンA4500
0:ダイセル製)110g、アナターゼ型チタニアを3
gを秤量し、これらを水に分散させて光触媒性親水性組
成物液(A)を調製した。同様にして、アナターゼ型チ
タニアの代わりにルチル型チタニアを分散させた光触媒
性親水性組成物液(B)及びブルカイト型チタニアを分
散させた光触媒性親水性組成物液(C)を調製した。こ
れら光触媒性親水性組成物液(A〜C)を断熱ボードの
表面に塗布し、室温で1日乾燥せしめて被膜を形成した
後、紫外線を照射した。その結果、断熱ボードの表面の
親水性は水との接触角に換算して10°以下になった。
また、暗所に放置した後、再び紫外線を照射すると、水
との接触角は10°以下に戻った。
【0017】(比較例2)上記実施例2から結晶性チタ
ニアを除いた組成物液を調製し、これを断熱ボードの表
面に塗布し乾燥せしめた後、室温で1日かけて乾燥せし
めた。その結果、断熱ボードの表面の親水性は水との接
触角に換算して約30°になった。また、当該製品を1
ヵ月放置したところ、水との接触角は約50°になっ
た。これに紫外線を照射しても水との接触角に変化はな
かった。
【0018】(実施例3)40%コロイダルシリカ(ル
ドックスHS40:デユポン製)1000gにアルミナ
粉末1400g、酸化亜鉛5gを添加して無機質塗料を
調製し、この無機質塗料を断熱ボード表面に塗布し、放
置して無機質塗料からなる塗膜を形成した。一方、40
%コロイダルシリカ(ルドックスHS40:デユポン
製)175g、50%酢酸ビニル・アクリルエステル共
重合エマルジョン(ボンコート6150:大日本インキ
化学製)60g、アナターゼ型チタニアを0.3gを秤
量し、これらを水に分散させて光触媒性親水性組成物液
(A)を調製した。同様にして、アナターゼ型チタニア
の代わりにルチル型チタニアを分散させた光触媒性親水
性組成物液(B)及びブルカイト型チタニアを分散させ
た光触媒性親水性組成物液(C)を調製した。これら光
触媒性親水性組成物液(A〜C)を断熱ボードの表面に
塗布し、室温で1日乾燥せしめて被膜を形成した後、紫
外線を照射した。その結果、断熱ボードの表面の親水性
は水との接触角に換算して10°以下になった。
【0019】(比較例3)上記実施例2から結晶性チタ
ニアを除いた組成物液を調製し、これを断熱ボードの表
面に塗布し乾燥せしめた後、室温で1日かけて乾燥せし
めた。その結果、断熱ボードの表面の親水性は水との接
触角に換算して約30°になった。また、当該製品を1
ヵ月放置したところ、水との接触角は約50°になっ
た。これに紫外線を照射しても水との接触角に変化はな
かった。
【0020】(実施例4)40%コロイダルシリカ(ル
ドックスHS40:デユポン製)1000gにアルミナ
粉末1400g、酸化亜鉛5gを添加して無機質塗料を
調製し、この無機質塗料を断熱ボード表面に塗布し、放
置して無機質塗料からなる塗膜を形成した。一方、40
%コロイダルシリカ(ルドックスHS40:デユポン
製)75g、45%スチレン・2−エチルヘキシルアク
リレート共重合エマルジョン(ポリトロンA−45:旭
化成製)155g、アナターゼ型チタニア、ルチル型チ
タニア及びブルカイト型チタニアの混合物を30gを秤
量し、これらを水に分散させて光触媒性親水性組成物液
を調製した。この光触媒性親水性組成物液を断熱ボード
の表面に塗布し、室温で1日乾燥せしめて被膜を形成し
た後、紫外線を照射した。その結果、断熱ボードの表面
の親水性は水との接触角に換算して10°以下になっ
た。
【0021】(比較例4)上記実施例4から結晶性チタ
ニアを除いた組成物液を調製し、これを断熱ボードの表
面に塗布し乾燥せしめた後、室温で1日かけて乾燥せし
めた。その結果、断熱ボードの表面の親水性は水との接
触角に換算して約30°になった。また、当該製品を1
ヵ月放置したところ、水との接触角は約50°になっ
た。これに紫外線を照射しても水との接触角に変化はな
かった。
【0022】
【発明の効果】以上に説明した如く本発明によれば、光
触媒性金属酸化物粒子と、コロイダルシリカと、アクリ
ル系樹脂とを水に分散させて光触媒性親水性組成物を構
成したので、優れた表面光沢と強度が発揮されるだけで
なく、光触媒作用によって表面が親水性を呈するため、
汚れが付着しにくく、付着した場合でも雨水等によって
簡単に汚れが除去され、更に一旦形成された光触媒性親
水性被膜は高度に親水化した表面を長期に亘って維持で
き、しかも被膜の厚みを薄くできるので、白濁や発色な
どの問題も生じない。更に、水性組成物であるので、溶
剤臭がなく、取り扱い性にも優れる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C04B 41/71 C04B 41/71 C09D 5/00 C09D 5/00 C09K 3/00 C09K 3/00 R

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機質塗料からなる塗膜の表面に塗布す
    る組成物であって、この組成物は、光触媒性金属酸化物
    粒子と、コロイダルシリカと、アクリル系樹脂とを水に
    分散させてなることを特徴とする光触媒性親水性組成
    物。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光触媒性親水性組成物
    において、前記光触媒性金属酸化物粒子の割合は0.0
    1〜10重量%であり、また前記コロイダルシリカとア
    クリル系樹脂の固形分重量比は10:90〜80:20
    であることを特徴とする光触媒性親水性組成物。
  3. 【請求項3】 コロイダルシリカを含む水分散液からな
    る無機質塗料を基材の表面に塗布して塗膜を形成し、次
    いで、この塗膜の表面に、光触媒性金属酸化物粒子と、
    コロイダルシリカと、アクリル系樹脂とを水に分散させ
    てなる光触媒性親水性組成物を塗布することを特徴とす
    る光触媒性親水性被膜の形成方法。
JP9307239A 1997-11-10 1997-11-10 光触媒性親水性組成物及び光触媒性親水性被膜の形成方法 Pending JPH11140433A (ja)

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