(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒コーティング膜を自動車車体、窓ガラス、外壁の基材上に作成するに際し、光触媒の原料である酸化チタンを含む液をスプレー状で基材上に噴霧して光触媒液を基材上に塗布し、その直後に塗布面に水をかけることによって光触媒液の厚塗り箇所から厚塗りとなっている光触媒液のみを取り除き、均一な光触媒コーティング膜を作成することを特徴とするコーティング膜作成方法。
【請求項２】
光触媒コーティング膜を自動車車体、窓ガラス、外壁の基材上に作成するに際し、光触媒の原料である酸化チタンを含む液を基材上に噴霧し、光触媒を基材上に塗布した後に水を噴霧することにより、光触媒特有の親水性の性質を利用して光触媒が塗布されていない箇所を判別し、該箇所に光触媒液を噴霧して光触媒未塗布箇所のない光触媒コーティング膜を作成することを特徴とするコーティング膜作成方法。
【請求項３】
光触媒液の噴霧と水の噴霧を繰り返して自動車車体、窓ガラス、外壁の基材上に光触媒を塗布していく過程で、光触媒特有の親水性の性質を利用し、光触媒未塗布箇所のない光触媒コーティング膜を形成させる請求項２記載のコーティング膜作成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材上に未塗布箇所ができずに完全で均一な光触媒コーティング膜や親水性コーティング膜を作成することができる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光触媒コーティング膜や親水性コーティング膜を作成する方法としては、従来から、基材にスプレーして乾燥させる方法、刷毛塗り法、ディップ法等が知られており、既存のものへのコーティングでは、スプレーして乾燥させる方法及び刷毛塗り法が主に用いられている。
【０００３】
また、光触媒のコーティングに関する従来技術としては、例えば、特開平１０−９５６３５号公報に、基材表面に有機チタネートを塗布した後、有機チタネートを加水分解及び脱水縮重合させ、ついで、コロナ放電又はプラズマ放電により残留有機基を除去し、その後、タングステン酸含有水溶液を塗布して焼成を行うという方法が開示されている。
また、特開２０００−９５９６９号公報には、光触媒粒子と、シリカ微粒子、シリコーン樹脂皮膜前駆体及びシリカ皮膜前駆体の少なくとも１種を含有する組成物を自動車車体に既存の方法で塗布するという技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した既存のコーティング法では、いずれも専用の機具や塗布者の熟練度がなければ、光彩が出るなど、純粋に透明な光触媒コーティング膜を作成することは困難であった。すなわち、従来のコーティング法では、基材上に光触媒液が厚く塗布された箇所や逆に全く塗布されていない箇所が生じてしまい、光触媒未塗布箇所を残すことなく、均一な光触媒コーティング膜を作成することは困難であった。
【０００５】
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、特に専用機具や熟練度を要することなく、容易に、未塗布箇所のない完全で均一な光触媒コーティング膜や親水性コーティング膜を作成することができるコーティング膜作成方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のコーティング膜作成方法は、光触媒コーティング膜を基材上に作成するに際し、光触媒の原料である酸化チタンを含む液をスプレー状で基材上に噴霧して光触媒液を基材上に塗布し、その直後に塗布面に水をかけることによって光触媒液の厚塗り箇所から厚塗りとなっている光触媒液のみを取り除き、均一な光触媒コーティング膜を作成するように構成されている（図１、図２、図３参照）。
【０００７】
また、本発明の方法は、光触媒コーティング膜を基材上に作成するに際し、光触媒の原料である酸化チタンを含む液を基材上に噴霧し、光触媒を基材上に塗布した後に水を噴霧することにより、光触媒特有の親水性の性質を利用して光触媒が塗布されていない箇所を判別し、該箇所に光触媒液を噴霧して光触媒未塗布箇所のない光触媒コーティング膜を作成することを特徴としている（図４参照）。
この場合、光触媒液の噴霧と水の噴霧を繰り返して基材上に光触媒を塗布していく過程で、光触媒特有の親水性の性質を利用し、光触媒未塗布箇所のない光触媒コーティング膜を形成させることが好ましい。
【０００８】
上記のように、光触媒の原料である酸化チタンを含む液をスプレー状で基材上に噴霧し、基材上で液中の揮発分を蒸発させることで基材と光触媒を密着させる過程において、光触媒液の噴霧直後に水を噴霧させることで、基材上の光触媒液が厚く塗布された箇所を薄くのばし、余分な光触媒液が取り除かれる。一般に、均一な光触媒コーティング膜の作成には、専用の機材や塗布者の熟練度を要するが、本発明の方法を用いれば、そのような専用の機材や熟練度を要することなく、容易に基材上へ均一な光触媒コーティング膜を作成することが可能となる。また、通常、透明の光触媒コーティング膜の作成では、光触媒塗布箇所と光触媒未塗布箇所の区別が非常につきにくいところが問題となっていたが、本発明の方法を用いれば、光触媒液を塗布した後に水をかけながら塗布するため、基材表面の親水性をすぐにチェックすることが可能となり、光触媒の塗布時点で親水箇所と非親水箇所の区別が容易にでき、光触媒未塗布箇所を残すことなく、均一な光触媒コーティング膜を作成することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の方法は、親水性コーティング膜を基材上に作成するに際し、コーティング膜の原料である親水性液をスプレー状で基材上に噴霧して親水性液を基材上に塗布し、その直後に塗布面に水をかけることによって親水性液の厚塗り箇所から厚塗りとなっている親水性液のみを取り除き、均一な親水性コーティング膜を作成することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の方法は、親水性コーティング膜を基材上に作成するに際し、コーティング膜の原料である親水性液を基材上に噴霧して塗布した後に水を噴霧することにより、塗布面の親水化性質を利用して親水性コーティングがなされていない箇所を判別し、該箇所に親水性液を噴霧して未塗布箇所のない親水性コーティング膜を作成することを特徴としている。
この場合、親水性液の噴霧と水の噴霧を繰り返して基材上に親水性コーティングを行う過程で、親水化性質を利用し、未塗布箇所のない親水性コーティング膜を形成させることが好ましい。
【００１１】
なお、親水性コーティング膜としては、酸化チタン等を含む光触媒の他に、例えば、酸化ジルコニウムなどの金属酸化物等が挙げられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することが可能なものである。
まず、図面を参照しながら、本発明のコーティング膜作成方法について詳細に説明する。
（１）光触媒液噴霧
図１に示すように、基材１０の表面に光触媒液をスプレー状に塗布した段階では、酸化チタン（ＴｉＯ2を含有する液滴）１２が不均一に基材１０上に塗布され、不均一なＴｉＯ2膜（光触媒層）が形成される。１４は光触媒スプレー缶である。図２に示すように、光触媒液の塗布直後は、基材表面に酸化チタンが強固に付着しているのに対し、厚塗り箇所の酸化チタン同士は弱い結合力で付着している。
【００１３】
（２）水噴霧
光触媒液を基材上に塗布した直後に水をかけると、光触媒の親水性効果により水分子とＴｉＯ2分子が物理吸着又は化学結合する。このときの結合力の大小は以下のように考えられる。
ＴｉＯ2−ＴｉＯ2＜ＴｉＯ2−Ｈ2Ｏ＜ＴｉＯ2−Ｍ（基材）
このように、酸化チタンと水の結合力は、酸化チタン同士の結合力よりは強いが、酸化チタンと基材の結合力よりは弱いので、図３に示すように、水１６が流れ落ちる際には、厚塗り箇所となっている酸化チタン１２同士の結合は切れて水１６とともに流れ落ち、基材１０と酸化チタン１２の結合は残ることになる。したがって、光触媒塗布直後で（具体的には、揮発分が完全に蒸発しておらず）酸化チタン同士の結合が不安定な状態のうちに水をかけることによって、厚塗りとなっている酸化チタンのみを取り除くことができ、均一な光触媒（ＴｉＯ2）コーティング膜を容易に作成することが可能となる。
【００１４】
つぎに、基材上に厚塗り箇所のない均一な光触媒コーティング膜を形成させた後に水を噴霧して光触媒未塗布箇所を判別する手法について説明する（図４参照）。
（１）水噴霧
光触媒未塗布部分のある基材１０に水を噴霧する。
【００１５】
（２）光触媒未塗布箇所の判別
光触媒（酸化チタン）未塗布箇所が撥水性の場合は、酸化チタンの未塗布部分に水がかかっても水をはじき、水膜の中に空隙が生じるので、その箇所が光触媒未塗布箇所１８と判定できる。したがって、その箇所を重点的に光触媒塗布を再度行うことにより、光触媒未塗布箇所のない完全で均一な光触媒コーティング膜を形成させることができる。
光触媒（酸化チタン）未塗布箇所が撥水性でない場合は、酸化チタンの塗布部分、未塗布部分の全面に水膜が形成されるが、水膜が流れ落ちる段階で、酸化チタン未塗布箇所の窪みに落ち込んだ水滴１６が残存するので、その箇所が光触媒未塗布箇所２０と判定できる。したがって、その箇所を重点的に光触媒塗布を再度行うことにより、光触媒未塗布箇所のない完全で均一な光触媒コーティング膜を形成させることができる。
このように、本手法では光触媒塗布時に水をかけながら塗布を行うため、光触媒の塗り損ねの非常に少ない塗布方法となる。
【００１６】
本発明の実施の一形態として、自動車の車体に光触媒コーティング膜を作成する方法について記述する。
（１）  光触媒コーティング膜を施す自動車の車体を十分に洗浄する。このとき通常の洗剤でとれない水あか汚れがある場合は、水あか分解用の洗剤等を用いて十分に塗布面を洗浄する。なお、車体にワックス分が付着している場合は、付着したワックス分も十分に取り除いておく。
（２）  洗浄後、水で濡れた状態のまま、光触媒の原料である酸化チタンを含む液をスプレー状に車体面に噴霧し、微細な液滴の形で車体面に光触媒液を付着させる。このとき光触媒をできるだけ均一に塗布するために、スプレーノズルの先端と車体面との距離を、一例として、約３０cm程度離す。この距離が近すぎると液中のアルコール等の揮発分が車体面で多量に蒸発して光触媒が不均一なままで密着してしまい、この距離が遠すぎると光触媒液が車体面に充分に付着しないという不都合がある。ただし、この距離は、スプレーの噴霧圧により前後する。
【００１７】
（３）  車体面に付着した光触媒液は、液中の揮発分が瞬時に蒸発し、その蒸発過程で光触媒の主成分である酸化チタンが車体面に接着していくため、光触媒液を噴霧した直後（例えば、約５〜２０秒以内）に、光触媒塗布面全体に水をかけて洗い流す。なお、温度が高いときは揮発分の蒸発が速いので、より迅速に水噴霧を行う必要があり、逆に温度が低いときは揮発分の蒸発が遅いので、水噴霧に多少の時間的余裕ができる。
（４）  車体面に光触媒液を塗布した直後では、光触媒が車体面に強固に付着しておらず、特に厚塗りの状態で付着している光触媒液は硬い接着がなされていないため、その上に水をかけることによって、厚塗りの部分の光触媒液は車体側よりも噴霧される水と強固に物理吸着又は化学結合し、厚塗り部分の光触媒液のみが噴霧した水とともに車体から流れ落ちる。
【００１８】
（５）  この作用により、光触媒液が厚塗りされることなく、ほぼ均一に車体面に光触媒コーティング膜が形成される。
（６）  本手法による光触媒コーティング膜作成方法を車体面全体に適用することによって、車体面全体に薄く均一な光触媒コーティング膜を形成させることが可能となる。
【００１９】
（７）  また、光触媒液をスプレー状に噴霧するとともに水を噴霧しながら光触媒コーティング膜を形成させていくが、光触媒液が付着していない車体面は一般的に水をはじき、光触媒液が付着した車体面は水になじむ性質を利用して、この光触媒コーティング膜の作成時点で、上述したような手法を用いて光触媒塗布面と光触媒未塗布面を識別することが可能となる。なお、車体面の撥水性が落ちて水をあまりはじかない場合でも、噴霧した水が流れ落ちる過程で光触媒未塗布部分の窪みに水滴が残るため、同様に、光触媒塗布面と光触媒未塗布面を識別することが可能である。
（８）  この光触媒特有の親水性の性質を利用し、光触媒未塗布面に対して重点的に光触媒を再塗布することによって、車体全体に光触媒未塗布箇所ができずに完全で均一な光触媒コーティング膜を作成することが可能となる。
【００２０】
本実施の形態では、一例として、光触媒コーティングを自動車の車体に適用する場合について説明したが、本発明の方法の適用対象はこれに限定されるものではなく、例えば、窓ガラスや外壁等に適用することが可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１）  光触媒液又は親水性液を基材上に噴霧した直後に水をかけることにより、基材表面に薄く均一な光触媒コーティング膜又は親水性コーティング膜を形成させることができる。
（２）  光触媒液又は親水性液の噴霧と水の噴霧を繰り返してコーティング膜を形成させていく過程で、光触媒液又は親水性液の塗布面が親水性となる性質を利用して、光触媒液又は親水性液の未塗布箇所を判別することができ、この未塗布箇所に重点的に再塗布を行うことにより、基材表面に未塗布箇所ができずに光触媒コーティング膜又は親水性コーティング膜を形成させることができる。
（３）  専用機具や熟練度を要することなく、容易に、未塗布箇所のない完全で均一な光触媒コーティング膜や親水性コーティング膜を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコーティング膜作成方法の概念を模式的に示す概略断面説明図（光触媒液をスプレー状に噴霧した状態）である。
【図２】本発明のコーティング膜作成方法の概念を模式的に示す概略断面説明図（図１における結合力の関係）である。
【図３】本発明のコーティング膜作成方法の概念を模式的に示す概略断面説明図（水を噴霧して光触媒の厚塗り部を取り除く工程）である。
【図４】本発明のコーティング膜作成方法の概念を模式的に示す概略断面説明図（水を噴霧して光触媒未塗布箇所を判別する手法）である。
【符号の説明】
１０  基材
１２  酸化チタン（ＴｉＯ2を含有する液滴）
１４  光触媒スプレー缶
１６  水（水滴）
１８、２０  光触媒未塗布箇所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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