JPH11128751A - 光触媒性親水性組成物 - Google Patents
光触媒性親水性組成物Info
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- JPH11128751A JPH11128751A JP9298370A JP29837097A JPH11128751A JP H11128751 A JPH11128751 A JP H11128751A JP 9298370 A JP9298370 A JP 9298370A JP 29837097 A JP29837097 A JP 29837097A JP H11128751 A JPH11128751 A JP H11128751A
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Landscapes
- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 合成樹脂製品の表面にも、弾き現象を起こす
ことなく均一に塗布できる光触媒性親水性組成物を提供
する。 【解決手段】 例えば、アナターゼ型チタニアを１．０
重量％、アンモニウム安定化シリカゾル（粒径５ｎｍ）
を２重量％、非イオン湿潤剤（非イオン界面活性剤）を
０．１重量％、残部を水とした水性液からなる光触媒性
親水性組成物を調製し、この組成物を合成樹脂製品の表
面に塗布する。
ことなく均一に塗布できる光触媒性親水性組成物を提供
する。 【解決手段】 例えば、アナターゼ型チタニアを１．０
重量％、アンモニウム安定化シリカゾル（粒径５ｎｍ）
を２重量％、非イオン湿潤剤（非イオン界面活性剤）を
０．１重量％、残部を水とした水性液からなる光触媒性
親水性組成物を調製し、この組成物を合成樹脂製品の表
面に塗布する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は合成樹脂製品やガラ
ス製品等の物質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に関する。
ス製品等の物質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に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの合成樹脂は表面エネルギーが比較
的小さく、疎水性を呈する。しかしながら、疎水性を呈
しても汚れは付着する。汚れの付着を少なくする防汚剤
として従来から過フッ素化合物が用いられてきたが、十
分な防汚性を発揮できなかった。また、シリカをベース
とした防汚性組成物も知られているが、耐摩耗性に劣
る。
的小さく、疎水性を呈する。しかしながら、疎水性を呈
しても汚れは付着する。汚れの付着を少なくする防汚剤
として従来から過フッ素化合物が用いられてきたが、十
分な防汚性を発揮できなかった。また、シリカをベース
とした防汚性組成物も知られているが、耐摩耗性に劣
る。
【０００３】そこで、特開昭６０−２３８３７９号公報
に、耐摩耗性に優れた防汚性組成物として、水を媒体と
し、これにシリカ、ポリビニルアルコール及び湿潤剤を
添加したものが提案されている。
に、耐摩耗性に優れた防汚性組成物として、水を媒体と
し、これにシリカ、ポリビニルアルコール及び湿潤剤を
添加したものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した特開昭６０−
２３８３７９号公報に防汚剤については、明細書中に特
に記載はないが、防汚剤は親水性を発揮して汚れの付着
を少なくする効果を発揮するものと思われる。しかしな
がら、第１に、親水性の度合いが水との接触角にそれほ
ど小さく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以上の厚みで防汚剤を塗布しな
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、従来の防汚剤を塗布・乾燥せしめ、
合成樹脂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。
２３８３７９号公報に防汚剤については、明細書中に特
に記載はないが、防汚剤は親水性を発揮して汚れの付着
を少なくする効果を発揮するものと思われる。しかしな
がら、第１に、親水性の度合いが水との接触角にそれほ
ど小さく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以上の厚みで防汚剤を塗布しな
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、従来の防汚剤を塗布・乾燥せしめ、
合成樹脂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、光触媒性金属酸化
物粒子と、シリカと、ポリビニルアルコールと、湿潤剤
とを水に分散させて構成される。
発明に係る光触媒性親水性組成物は、光触媒性金属酸化
物粒子と、シリカと、ポリビニルアルコールと、湿潤剤
とを水に分散させて構成される。
【０００６】前記シリカとしては、アルカリ安定化シリ
カゾルの形態で添加し、前記湿潤剤としては、非イオン
性界面活性剤やアニオン性界面活性剤を用いる。
カゾルの形態で添加し、前記湿潤剤としては、非イオン
性界面活性剤やアニオン性界面活性剤を用いる。
【０００７】また、光触媒性金属酸化物粒子の割合は
０．０１〜１０重量％、前記シリカの割合は１０〜３０
重量％、ポリビニルアルコールの割合は１．０〜６重量
％、湿潤剤の割合は０．２５〜２．５重量％にするのが
好ましい。
０．０１〜１０重量％、前記シリカの割合は１０〜３０
重量％、ポリビニルアルコールの割合は１．０〜６重量
％、湿潤剤の割合は０．２５〜２．５重量％にするのが
好ましい。
【０００８】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。
ポリビニルアルコールの割合が上記範囲よりも少ない
と、防汚性及び耐摩耗性が不充分になり、上記範囲以上
に添加すると、被膜に亀裂を生じやすい。また、湿潤剤
の濃度が上記範囲よりも少ないと、湿潤力が弱く、上記
範囲以上すると被膜がベトつく。
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。
ポリビニルアルコールの割合が上記範囲よりも少ない
と、防汚性及び耐摩耗性が不充分になり、上記範囲以上
に添加すると、被膜に亀裂を生じやすい。また、湿潤剤
の濃度が上記範囲よりも少ないと、湿潤力が弱く、上記
範囲以上すると被膜がベトつく。
【０００９】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。湿潤剤としては、陽イ
オン界面活性剤、非イオン界面活性剤及び両性界面活性
剤のいずれも使用できる。
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。湿潤剤としては、陽イ
オン界面活性剤、非イオン界面活性剤及び両性界面活性
剤のいずれも使用できる。
【００１０】シリカと、ポリビニルアルコールと、湿潤
剤とを水に分散させてなる水性液を合成樹脂表面に塗布
してもある程度の親水性は発揮されるが、光触媒性金属
酸化物粒子に光が照射されると、以下の機構により水と
の接触角で３０°以下、好条件下では実質的に１０°以
下になるまで親水化される。
剤とを水に分散させてなる水性液を合成樹脂表面に塗布
してもある程度の親水性は発揮されるが、光触媒性金属
酸化物粒子に光が照射されると、以下の機構により水と
の接触角で３０°以下、好条件下では実質的に１０°以
下になるまで親水化される。
【００１１】親水化現象は、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馴染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。
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馴染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。
【００１２】このように、本発明による親水性は、シリ
カと、ポリビニルアルコールと、湿潤剤を含む水性液に
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、シリカと、ポリビニルアルコール
と、湿潤剤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。尚、表面層中の光触媒性金属酸化物粒子の量
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。
カと、ポリビニルアルコールと、湿潤剤を含む水性液に
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、シリカと、ポリビニルアルコール
と、湿潤剤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。尚、表面層中の光触媒性金属酸化物粒子の量
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。
【００１３】
（実施例１）アナターゼ型チタニアを１．０重量％、ア
ンモニウム安定化シリカゾル（粒径５ｎｍ）を２重量
％、非イオン湿潤剤（非イオン界面活性剤）を０．１重
量％、残部を水とした水性液からなる光触媒性親水性組
成物を調製し、この組成物を合成樹脂製品の表面に塗布
した。その結果、合成樹脂製品の表面の親水性は水との
接触角に換算して５°以下になった。また、暗所に当該
製品を１ヵ月放置したところ、水との接触角は約２０°
になった。そこで、紫外線を照射したところ１時間後に
水との接触角は再び５°以下になった。
ンモニウム安定化シリカゾル（粒径５ｎｍ）を２重量
％、非イオン湿潤剤（非イオン界面活性剤）を０．１重
量％、残部を水とした水性液からなる光触媒性親水性組
成物を調製し、この組成物を合成樹脂製品の表面に塗布
した。その結果、合成樹脂製品の表面の親水性は水との
接触角に換算して５°以下になった。また、暗所に当該
製品を１ヵ月放置したところ、水との接触角は約２０°
になった。そこで、紫外線を照射したところ１時間後に
水との接触角は再び５°以下になった。
【００１４】（比較例１）上記実施例１の組成からアナ
ターゼ型チタニアを除いた水性液を調製し、これを合成
樹脂製品の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の
表面の親水性は水との接触角に換算して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。
ターゼ型チタニアを除いた水性液を調製し、これを合成
樹脂製品の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の
表面の親水性は水との接触角に換算して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。
【００１５】（実施例２）ルチル型チタニアを１．０重
量％、アンモニウム安定化シリカゾル（粒径５ｎｍ）を
２．５重量％、非イオン湿潤剤（非イオン界面活性剤）
を０．１重量％、残部を水とした水性液からなる光触媒
性親水性組成物を調製し、この組成物を合成樹脂製品の
表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の表面の親水
性は水との接触角に換算して５°以下になった。また、
暗所に当該製品を１ヵ月放置したところ、水との接触角
は約２０°になった。そこで、紫外線を照射したところ
１時間後に水との接触角は再び５°以下になった。
量％、アンモニウム安定化シリカゾル（粒径５ｎｍ）を
２．５重量％、非イオン湿潤剤（非イオン界面活性剤）
を０．１重量％、残部を水とした水性液からなる光触媒
性親水性組成物を調製し、この組成物を合成樹脂製品の
表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の表面の親水
性は水との接触角に換算して５°以下になった。また、
暗所に当該製品を１ヵ月放置したところ、水との接触角
は約２０°になった。そこで、紫外線を照射したところ
１時間後に水との接触角は再び５°以下になった。
【００１６】（比較例２）上記実施例２の組成からルチ
ル型チタニアを除いた水性液を調製し、これを合成樹脂
製品の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の表面
の親水性は水との接触角に換算して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。
ル型チタニアを除いた水性液を調製し、これを合成樹脂
製品の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の表面
の親水性は水との接触角に換算して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。
【００１７】（実施例３）ブルカイト型チタニアを１０
重量％、アンモニウム安定化シリカゾル（粒径５ｎｍ）
を２．５重量％、アニオン性界面活性剤を０．０７５重
量％、残部を水とした水性液からなる光触媒性親水性組
成物を調製し、この組成物を合成樹脂製品の表面に塗布
した。その結果、合成樹脂製品の表面の親水性は水との
接触角に換算して５°以下になった。また、暗所に当該
製品を１ヵ月放置したところ、水との接触角は約２０°
になった。そこで、紫外線を照射したところ１時間後に
水との接触角は再び５°以下になった。
重量％、アンモニウム安定化シリカゾル（粒径５ｎｍ）
を２．５重量％、アニオン性界面活性剤を０．０７５重
量％、残部を水とした水性液からなる光触媒性親水性組
成物を調製し、この組成物を合成樹脂製品の表面に塗布
した。その結果、合成樹脂製品の表面の親水性は水との
接触角に換算して５°以下になった。また、暗所に当該
製品を１ヵ月放置したところ、水との接触角は約２０°
になった。そこで、紫外線を照射したところ１時間後に
水との接触角は再び５°以下になった。
【００１８】（比較例３）上記実施例３の組成からブル
カイト型チタニアを除いた水性液を調製し、これを合成
樹脂製品の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の
表面の親水性は水との接触角に換算して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。
カイト型チタニアを除いた水性液を調製し、これを合成
樹脂製品の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の
表面の親水性は水との接触角に換算して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。
【００１９】
【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、シリカと、ポリビニルアルコ
ールと、湿潤剤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、塗布の際には、合成樹脂製品等の被
塗装物表面に弾かれることなく、均一に且つ薄い光触媒
性親水性被膜を形成することができ、また、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。
触媒性金属酸化物粒子と、シリカと、ポリビニルアルコ
ールと、湿潤剤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、塗布の際には、合成樹脂製品等の被
塗装物表面に弾かれることなく、均一に且つ薄い光触媒
性親水性被膜を形成することができ、また、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。
Claims (4)
- 【請求項１】 光触媒性金属酸化物粒子と、シリカと、
ポリビニルアルコールと、湿潤剤とを水に分散させてな
る光触媒性親水性組成物。 - 【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、前記シリカはアルカリ安定化シリカゾルの形
態であることを特徴とする光触媒性親水性組成物。 - 【請求項３】 請求項１に記載の光触媒性親水性組成物
において、前記湿潤剤は非イオン性界面活性剤またはア
ニオン性界面活性剤であることを特徴とする光触媒性親
水性組成物。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３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０．０１〜１０重量％、前記シリカの割合は１０
〜３０重量％、ポリビニルアルコールの割合は１．０〜
６重量％、湿潤剤の割合は０．２５〜２．５重量％であ
ることを特徴とする光触媒性親水性組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9298370A JPH11128751A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 光触媒性親水性組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9298370A JPH11128751A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 光触媒性親水性組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11128751A true JPH11128751A (ja) | 1999-05-18 |
Family
ID=17858819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9298370A Pending JPH11128751A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 光触媒性親水性組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11128751A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002088298A (ja) * | 2000-09-13 | 2002-03-27 | Toto Ltd | 親水性コーティング剤 |
| CN103771721A (zh) * | 2012-10-18 | 2014-05-07 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 超亲水透明二氧化硅/二氧化钛防雾薄膜的制备方法 |
| JP2018501105A (ja) * | 2014-11-04 | 2018-01-18 | キム、ヒョク ジュンKIM, Hyeok Jung | 一液型光触媒コーティング組成物及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-10-30 JP JP9298370A patent/JPH11128751A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002088298A (ja) * | 2000-09-13 | 2002-03-27 | Toto Ltd | 親水性コーティング剤 |
| CN103771721A (zh) * | 2012-10-18 | 2014-05-07 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 超亲水透明二氧化硅/二氧化钛防雾薄膜的制备方法 |
| CN103771721B (zh) * | 2012-10-18 | 2015-10-28 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 超亲水透明二氧化硅/二氧化钛防雾薄膜的制备方法 |
| JP2018501105A (ja) * | 2014-11-04 | 2018-01-18 | キム、ヒョク ジュンKIM, Hyeok Jung | 一液型光触媒コーティング組成物及びその製造方法 |
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