(57)【要約】本発明は、自浄する性質を有する被膜材料に関する。室内で暗闇であっても自浄作用を有する表面を有す被膜材料を生成できるように、本発明は、ナノ構造又はミクロ構造の形状、あるいはミクロ構造とナノ構造を組み合わせた形状の親水性表面部分を有する、被膜材料を提供する。驚くべきことであるが、ロータス効果（登録商標）で発生する原理が、疎水性表面だけでなく、親水性表面でも作用することも本発明の範囲に含まれる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノ構造又はミクロ構造の形状、あるいはミクロ構造とナノ構造を組み合わせた形状の親水性表面部分を有することを特徴とする被膜材料。
【請求項２】
前記親水性表面部分がシラノール基、カルビノール基又は金属水酸化物基であることを特徴とする請求項１記載の被膜材料。
【請求項３】
ナノ構造の親水性表面部分が５〜１５０ｎｍ、好ましくは５〜８０ｎｍの大きさを有することを特徴とする請求項１記載の被膜材料。
【請求項４】
ミクロ構造の親水性表面部分が０．２〜５０μｍ、好ましくは１〜１０μｍの大きさを有することを特徴とする請求項１記載の被膜材料。
【請求項５】
ナノ粒子を構成する被膜材料を含むことを特徴とする請求項１記載の被膜材料。
【請求項６】
前記ナノ粒子が二酸化珪素粒子又は二酸化チタン粒子であることを特徴とする請求項５記載の被膜材料。
【請求項７】
被膜が銀ナノ粒子又は酸化銀ナノ粒子を含むことを特徴とする請求項５又は請求項６記載の被膜材料。
【請求項８】
請求項１から請求項７迄の何れかに記載の被膜材料を用いて被膜を生成する方法であって、
前記被膜材料を完全に乾燥していない塗料下地又はラッカー下地に塗布することを特徴とする方法。
【請求項９】
ガラス、セラミック、ガラスセラミック、石、コンクリート、プラスター、天然石、木材、織物、織物材料、皮革、合成皮革、プラスチック、金属、メタロイド、表面を塗装した基板からなる基板を被膜することを特徴とする請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被膜材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許出願第ＥＰ０７７２５１４Ａ１号及び独国特許出願第ＤＥ１９９５８３２１Ａ１号には、自浄する性質（ロータス効果：Ｌｏｔｏｓ−Ｅｆｆｅｃｔ（登録商標））を有する構造的疎水性表面について記載されている。このような表面は、実際、環境の影響、摩耗、花粉（Ｐｏｌｌｅｎｅｉｎｔｒａｇ）、油及び油脂の影響などによって時間の経過とともに破壊される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方で、ほぼ酸化チタンに基づいて機能する光触媒表面がある。このようなものについては、例えば、独国特許出願第ＤＥ１０１０５８４３Ａ１号、欧州特許第ＥＰ０８５０２０４Ｂ１号、欧州特許第ＥＰ１１３２３５１Ｂ１号、欧州特許出願第ＥＰ１６０８７９３Ａ１号、欧州出願第ＥＰ０９４４５５７Ｂ１号、国際出願第ＷＯ９７／２３５７２Ａ号、国際特許出願第ＷＯ９８／０３６０７Ａ号、国際特許出願第ＷＯ９９／４１３２２Ａ号に記載されている。紫外線放射と水、例えば、水分によって、親水性の表面、具体的には水拡散する（水が拡散して広がる）表面が形成され、表面の汚れがこの水または水分の膜に浸透して、剥がれていく、すなわち洗浄されていく。このような「光触媒効果」は持続する、すなわち、紫外線放射と水分で長期的に親水性化している必要がある。アナターゼを結晶改質した二酸化チタンの場合、約３８０ｎｍで紫外線励起するため、この効果は、室外の用途でのみ機能する。室内の用途には、窓ガラスの反対側でも作用する、すなわち、４１０ｎｍを上回る波長でも吸収して励起する高い量子効率を示す、二酸化チタンの改質型を開発する必要がある。しかし、確実なことは、このような改質型であっても暗闇では機能しない。
【０００４】
したがって、本発明は、室内で、しかも暗闇であっても、自浄する表面を生成することができる、被膜材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、ナノ構造又はミクロ構造の、あるいはミクロ構造とナノ構造を組み合わせた形状の親水性表面部分を有する被膜材料によって達成される。
【０００６】
驚くべきことであるが、ロータス効果（登録商標）で発生する原理が、疎水性表面だけでなく、親水性表面でも作用することも本発明の範囲に含まれる。
【０００７】
本発明の構成物は、親水性表面部分がシラノール基、カルビノール基、または金属水酸化物基で構成される。
【０００８】
本発明によると、ナノ構造の親水性表面部分が５〜１５０ｎｍ、好ましくは５〜８０ｎｍの大きさを有してもよい。
【０００９】
同様に、本発明によると、ミクロ構造の親水性表面部分が０．２〜５０μｍ、好ましくは１〜１０μｍの大きさを有してもよい。
【００１０】
層に、
ガラス及び／又はポリマーの性質と、
ナノ構造又は、ナノメートルのレベル（５〜１５０ｎｍ、好ましくは５〜８０ｎｍ）の構造及びミクロメートルのレベル（０．２〜５０μｍ、好ましくは、１〜１０μｍ）の構造の組み合わせを有する、
シラノール基、カルビノール基、又は一般金属水酸化物基（Ｓｉ−ＯＨ，Ｃ−ＯＨ，Ｍ−ＯＨ，．．．）などの親水性表面部分を設けることによって、表面に毒性は生じないことが判明している。光触媒活性の二酸化チタン化合物又は代替の光触媒活性の酸化物（酸化スズ、酸化亜鉛，．．．）を使用することなく、自浄作用、すなわち、室外に持続性の親水性表面が存在することが判明している。
【００１１】
本発明の有利なさらなる構成は、ナノ粒子を構成する被膜材料を含むことである。
【００１２】
ここで、ナノ粒子は二酸化珪素粒子又は二酸化チタン粒子であってもよい。
【００１３】
被膜が銀ナノ粒子又は酸化銀ナノ粒子を含んでもよい。
【００１４】
被膜材料を完全に乾燥していない塗料下地又はラッカー下地に塗布して、本発明の被膜材料を生成する方法も本発明の範囲である。
【００１５】
ガラス、セラミック、ガラスセラミック、石、コンクリート、プラスター、天然石、木材、織物、織物材料、皮革、合成皮革、プラスチック、金属、メタロイド、表面を塗装した基板からなる基板を被膜することも本発明の範囲である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
【実施例】
【００１７】
（第１の実施例）
２０．８ｇのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を１０ｇの０．０１Ｎ塩酸とともに１時間撹拌した。次に５００．０ｇの脱塩水で希釈し、撹拌しながら８０．０ｇのシリカゾル（Ｌｅｖａｓｉｌ２００Ｓ、Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製）を添加した。
【００１８】
（第２の実施例）
５００ｇのエタノールに３０ｇのアエロジル３００（Ｄｅｇｕｓｓａ社製）を加え、トゥラックス（Ｔｕｒｒａｘ）を用いて１１０００ｒｐｍで１０分間分散させた。１７．８ｇのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を１０ｇの０．０１Ｎ塩酸とともに１時間撹拌する。この透明な溶液を撹拌しながらゆっくりと上述の分散物に加えた。
【００１９】
（第３の実施例）
２０．８ｇのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）と２０．０ｇの有機官能性シラン（Ｄｙｎａｓｙｌａｎ４１４０）（Ｄｅｇｕｓｓａ社のポリエーテルシラン）を１０ｇの０．０１Ｎ塩酸とともに１時間撹拌した。次に５００．０ｇの脱塩水で希釈し、撹拌しながら８０．０ｇのシリカゾル（Ｌｅｖａｓｉｌ２００Ｓ、Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製）を添加する。この溶液をさらに３０分間で室温（ＲＴ）で撹拌した。
【００２０】
第１から第３の実施例で生成した被膜材料を、鉱物性基板材料（ｍｉｎｅｒａｌｉｓｃｈｅ  Ｕｎｔｅｒｇｒｕｅｎｄｅ）（プラスター、コンクリート、花崗岩、砂岩、．．．）、ガラス、セラミック、などの無機基板、または、ポリマー基板材料（ｐｏｌｙｍｅｒｅ  Ｕｎｔｅｒｇｒｕｅｎｄｅ）（ＰＶＣ、レーキ顔料、ポリエステル、ポリカーボネート、．．．）に塗布し、乾燥（基板の最大継続使用温度に応じて室温から５００°Ｃ迄）させることによって、被膜せずに管理した場合と比較して自然の天候に曝しても汚れの少ない表面を得ることができる。
【００２１】
被膜システムは、自然に塗布することも（Ｄ．Ｉ．Ｙ．室温乾燥）、又は工業的な製造工程で塗布することもできる。
【００２２】
第１の実施例の溶液を、洗浄したたばかりの自動車の塗装に塗布して、１時間室温で乾燥させると、上質の保護膜がえられる。これは、従来自動車ワックスとして知られている、高い疎水性（パールエフェクト、大きな水滴を複数形成する）を有するのものではなく、極めて高い水拡散性（水の膜を形成する）を有するものである。これによって、環境、交通、産業からの汚染物（Ｉｍｍｉｓｓｉｏｎｅｎ）が、界面活性剤を含む洗浄剤で知られている水の拡散効果によって、（雨）水及び水分（露）により洗い流されることがわかる。ミクロ構造、又はミクロ構造とナノ構造の組み合わせが汚れを水膜に浸透させて、落としていくことを助けている。
【００２３】
第１の実施例の溶液を噴霧して被覆して室温（ＲＴ）で乾燥させた屋根瓦は、外部の天候に曝しても同様に汚れの少ないことが示されている。
【００２４】
同様の被覆を施したＰＶＣ板は、被覆を施していない対比用の板と比較して汚れが少ない。
【００２５】
本発明に従って被覆したキッチンのタイルは、従来の（被覆を施していない）キッチンのタイルと比較して、ケチャップ、からし、牛乳などの食べかすを容易に洗浄できることが観察された。
【００２６】
塗料の改質や、「自浄性添加物」の添加を必要とせずに、従来の塗料とラッカーに塗布する際に自浄する性質を付与できることは驚くべきことである。
【００２７】
この場合、特許出願の被膜溶液を「ウェットインウェット処理」で塗布する。
【００２８】
本方法では、まず、下地に色を与える被膜剤、例えば、塗料又はワニスを塗布する。塗布処理の直後、または短い脱気処理の後、この塗料層に上述の特許出願の「親水性層」（実施例１〜３）を塗布する。
【００２９】
これは、例えば、二回続けて切り替えて噴霧処理を行う、あるいは、圧延処理又はドクターブレード処理を噴霧処理と組み合わせて行うことができる。これによって、二つの層膜が広範囲に混合することを防止し、自浄する特性に必要な官能基（ＯＨ−基など）が、好ましくは、空気との境界面に形成されるようにする。塗料の下地はその性質（粘着性、摩擦、柔軟性，．．．）を変えることなく存在しながら、（塗料）表面に自浄する官能基、すなわち活性基が定着する。
【００３０】
ウェットインウェット塗布の後、通常、自浄層のない塗料下地に対する温度で層の接合部を硬化させる。ここで、乾燥させるための温度は室温から２５０°Ｃの間、好ましくは、室温から１８０°Ｃの間、特に好ましくは６０°Ｃから１８０°Ｃの間である。
【００３１】
被膜材料として、例えば、以下の製品に使用できる。
加熱及び冷却技術：
冷却装置、空調装置、熱交換機
自動車用途：
クーラー、空調装置、自動車用塗装、自動車のリム、自動車のミラー、自動車のウィンドウ、バンパー、トラックの防水シート
インフラ用途：
交通標識、道路反射鏡、ガードレール、防音壁、看板、ポスター、表札、配線盤（電流、電話）
建築部材用途：
窓ガラス、日除け板、オーニング（日除け）、ロールシャッター、ブラインド、及び特殊鋼、アルミニウム、塗装された下地からなるファサードフレーム部材、ファサードプレート（コンクリート、エターニット（Ｅｔｅｒｎｉｔ））、底板、煉瓦、橋、薄板、ファサードなど
家庭／庭園：
庭園家具、庭園器具、小人のフィギュア、窓ガラスと窓枠、タイル、化粧タイル（キッチン用タイル、浴室用タイル）、作業板、キッチンの流し台、洗面台、床材（リノリウム、プラスチック、石，．．．）
その他：
墓石、遊園地設備、水泳場、テント、太陽光発電設備及び太陽電池、風力発電設備、飛行機、オートバイ、自転車、センサ
【国際調査報告】
2009537639.tif 000002
2009537639.tif 000003
2009537639.tif 000004
2009537639.tif 000005
2009537639.tif 000006
2009537639.tif 000007
2009537639.tif 000008
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