(57)【要約】【課題】光触媒機能を維持しつつ、耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性を向上させる光触媒塗料、及び光触媒材料の製造方法を提供する。【解決手段】光触媒塗料は、酸化タングステンを含む光触媒粒子と、バインダーと、水とを少なくとも含有する。バインダーが、水溶性チタン化合物を含む。光触媒材料の製造方法は、このような光触媒塗料を基材上に塗布して加熱することにより、水溶性チタン化合物から酸化チタンを生成させて、酸化チタンを含む光触媒層を形成する工程を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化タングステンを含む光触媒粒子と、バインダーと、水とを少なくとも含有し、
前記バインダーが、水溶性チタン化合物を含む、光触媒塗料。
【請求項２】
前記水溶性チタン化合物は、配位子が配位した水溶性チタンキレート又はその塩であり、
前記配位子は、ヒドロキシカルボン酸由来の配位子を少なくとも含む、請求項１に記載の光触媒塗料。
【請求項３】
前記ヒドロキシカルボン酸由来の配位子は、乳酸由来の配位子である、請求項２に記載の光触媒塗料。
【請求項４】
前記水溶性チタン化合物は、カルボキシル基を有しないアルコール由来の基を少なくとも含む水溶性チタン化合物、又はその塩である、請求項１に記載の光触媒塗料。
【請求項５】
前記カルボキシル基を有しないアルコール由来の基は、トリエタノールアミン由来の基である、請求項４に記載の光触媒塗料。
【請求項６】
前記光触媒粒子と前記水溶性チタン化合物との合計重量に対する前記光触媒粒子の含有率が、８０重量％以上１００重量％未満である、請求項１〜５の何れか一項に記載の光触媒塗料。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の光触媒塗料を基材上に塗布して加熱することにより、前記水溶性チタン化合物から酸化チタンを生成させて、前記酸化チタンを含む光触媒膜を形成する工程を含む、光触媒材料の製造方法。
【請求項８】
前記光触媒塗料を前記基材上に塗布する前に、前記基材の表面を親水性に改質する、請求項７に記載の光触媒材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒塗料、及び光触媒材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光触媒粒子は、光触媒機能を有する。光触媒機能は、例えば、空気中の有害物質の分解、悪臭原因物質の分解、水中に溶解又は分散した汚染物質の分解、菌類の分解、菌類の成長抑制、外壁の汚れの抑制、又は窓の汚れの抑制である。光触媒粒子を実用化するためには、光触媒機能を損なうことなく、光触媒粒子を基材上に固定化する必要がある。光触媒粒子を固定化するためのバインダーが、種々検討されている。例えば、特許文献１には、光触媒を含有する水系塗料として、ポリオルガノシロキサンとアクリルポリマーが複合化された塗料が開示されている。特許文献２には、アクリルシリコン塗料に光触媒乾燥粉末を含有させた光触媒性塗料が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−９５９７６号公報
【特許文献２】特開２０００−９５９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の塗料を用いる場合、ポリオルガノシロキサンとアクリルポリマーの複合化物のようなポリマーで、基材及び光触媒粒子の表面が被覆される。特許文献２に記載の塗料を用いる場合、アクリルシリコンのようなポリマーで、基材及び光触媒粒子の表面が被覆される。光触媒粒子がポリマーで被覆されると、光照射を受けた光触媒粒子の活性が低下することがある。また、光触媒粒子が被膜中のポリマーの内部に埋没し、被膜表面における光触媒粒子の濃度が低くなることがある。被膜表面における光触媒粒子の濃度が低くなると、光触媒粒子の活性が低下することがある。また、特許文献１及び２に記載の塗料を用いる場合、基材と光触媒粒子との接着性が十分ではなく、光触媒粒子の剥離や脱離が引き起こされることがある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光触媒機能を維持しつつ、耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性を向上させる光触媒塗料を提供することである。また、本発明の別の目的は、このような光触媒塗料を用いることで、光触媒機能を維持しつつ、耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性を向上させる光触媒材料の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光触媒塗料は、酸化タングステンを含む光触媒粒子と、バインダーと、水とを少なくとも含有する。前記バインダーが、水溶性チタン化合物を含む。
【０００７】
本発明の光触媒材料の製造方法は、前記光触媒塗料を基材上に塗布して加熱することにより、前記水溶性チタン化合物から酸化チタンを生成させて、前記酸化チタンを含む光触媒膜を形成する工程を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光触媒塗料は、光触媒機能を維持しつつ、耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性に優れる。本発明の製造方法により製造される光触媒材料は、光触媒機能を維持しつつ、耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性に優れる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に何ら限定されない。本発明は、本発明の目的の範囲内で、適宜変更を加えて実施できる。説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の要旨は限定されない。以下、化合物名の後に「系」を付けて、化合物及びその誘導体を包括的に総称することがある。また、重量％をｗｔ％と記載することがある。
【００１０】
本実施形態は、光触媒塗料（以下、「塗料」と記載することがある）に関する。本実施形態の塗料は、光触媒粒子と、バインダーと、水とを少なくとも含有する。本実施形態の塗料は、光触媒粒子、バインダー、及び水に加えて、添加剤を更に含有してもよい。本実施形態の塗料は、水を含有する水系塗料である。塗料の溶媒として水を使用することで、環境負荷が低減し、作業環境を向上できる。
【００１１】
＜バインダー＞
バインダーは、塗料が塗布される基材と、光触媒粒子とを結合する。バインダーは、水溶性チタン化合物を含む。バインダーが水溶性チタン化合物を含むことで、以下の第１〜第３の利点が得られる。
【００１２】
第１の利点を説明する。水溶性チタン化合物によって、塗料が塗布される基材と、光触媒粒子とが強く結合される。これにより、光触媒粒子が、基材上に強く固定される。このため、塗料により形成される光触媒膜（以下、「被膜」と記載することがある）に、水、酸液、又はアルカリ液が付着した場合であっても、基材から光触媒粒子が溶出することを抑制できる。これにより、塗料により形成される被膜の耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性を向上させることができる。
【００１３】
第２の利点を説明する。既に述べたように、水溶性チタン化合物が、塗料が塗布される基材と、光触媒粒子とを強く結合する。そのため、光触媒粒子の重量に対するバインダーの添加量が少ない場合（例えば、数重量％程度の場合）であっても、バインダーが、光触媒粒子と基材とを強く結合する。このため、バインダーの添加量を減少させることができ、バインダーによって被膜の光触媒機能が損なわれることなく、被膜の耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性を向上させることができる。
【００１４】
第３の利点を説明する。塗料により被膜を形成する場合に、水溶性チタン化合物から酸化チタンが生成する。酸化チタンは、光触媒活性を有する。水溶性チタン化合物がバインダーとして機能するとともに、被膜形成時に生成する酸化チタンが光触媒としても機能する。このため、被膜がバインダーを含有する場合であっても、被膜の光触媒機能を維持することができる。
【００１５】
本明細書においてチタン化合物が水溶性を有するとは、固形分濃度が５重量％となるようにチタン化合物を水に添加した場合に、チタン化合物が水に溶解することをいう。チタン化合物が水に溶解したか否かは、目視で確認することができる。
【００１６】
水溶性チタン化合物としては、例えば、以下の第１の例〜第４の例に示される水溶性チタン化合物、及びその塩が挙げられる。塩としては、例えば、アンモニウム塩が挙げられる。塗料は、水溶性チタン化合物の１種のみを含有してもよく、２種以上を含有してもよい。
【００１７】
水溶性チタン化合物の第１の例は、配位子が配位した水溶性チタンキレートであり、且つ配位子がヒドロキシカルボン酸由来の配位子を少なくとも含むものである。このような水溶性チタンキレートによれば、光触媒粒子を基材上に更に強く固定することができる。これにより、上記第１及び第２の利点を、好適に得ることができる。なお、ヒドロキシカルボン酸は、カルボキシル基中のヒドロキシル基以外に、ヒドロキシル基を更に有するカルボン酸である。
【００１８】
ヒドロキシカルボン酸由来の配位子を構成するヒドロキシカルボン酸としては、例えば、乳酸、グリコール酸、タルトロン酸、グリセリン酸、ヒドロキシ酪酸、リンゴ酸、及び酒石酸が挙げられる。ヒドロキシカルボン酸由来の配位子を構成するヒドロキシカルボン酸としては、炭素原子数２以上４以下のヒドロキシカルボン酸が好ましく、乳酸がより好ましい。ヒドロキシカルボン酸由来の配位子を構成するヒドロキシカルボン酸が乳酸である場合、ヒドロキシカルボン酸由来の配位子は乳酸由来の配位子となる。ヒドロキシカルボン酸由来の配位子を構成するヒドロキシカルボン酸は、塩であってもよい。ヒドロキシカルボン酸の塩としては、ヒドロキシカルボン酸のアンモニウム塩が好ましく、炭素原子数２以上４以下のヒドロキシカルボン酸のアンモニウム塩がより好ましく、アンモニウムラクテートが更に好ましい。
【００１９】
ヒドロキシカルボン酸由来の配位子を少なくとも含む配位子が配位した水溶性チタンキレートの例としては、下記一般式（１）で表される水溶性チタンキレートが挙げられる。
【００２０】
【化１】
2019131733.tif 000002
【００２１】
一般式（１）中、Ｒ1及びＲ3は、各々独立に、水素原子、又はアルキル基を表す。Ｒ2及びＲ4は、各々独立に、−Ｒ5−ＣＯ−を表す。Ｒ5は、置換基を有してもよいアルキレン基を表す。
【００２２】
Ｒ1及びＲ3が表わすアルキル基としては、直鎖状又は分枝鎖状の炭素原子数１以上６以下のアルキル基が好ましく、直鎖状又は分枝鎖状の炭素原子数１以上３以下のアルキル基がより好ましく、イソプロピル基が更に好ましい。Ｒ5が表わすアルキレン基としては、直鎖状の炭素原子数１以上６以下のアルキレン基が好ましく、直鎖状の炭素原子数１以上３以下のアルキレン基がより好ましく、メチレン基が更に好ましい。Ｒ5が表わすアルキレン基は、置換基を有していてもよい。このような置換基としては、ヒドロキシル基、又はアルキル基が好ましく、直鎖状又は分枝鎖状の炭素原子数１以上６以下のアルキル基がより好ましく、直鎖状又は分枝鎖状の炭素原子数１以上３以下のアルキル基が更に好ましく、メチル基が特に好ましい。
【００２３】
ヒドロキシカルボン酸由来の配位子を少なくとも含む配位子が配位した水溶性チタンキレート又はその塩としては、チタンラクテート又はそのアンモニウム塩が好ましく、ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンがより好ましい。
【００２４】
次に、水溶性チタン化合物の第２の例は、カルボキシル基を有しないアルコール由来の基を少なくとも含む水溶性チタン化合物である。このような水溶性チタン化合物によれば、光触媒粒子を基材上に更に強く固定することができる。これにより、上記第１及び第２の利点を、好適に得ることができる。なお、カルボキシル基を有しないアルコール由来の基は、官能基であってもよく、配位子であってもよく、官能基及び配位子の両方であってもよい。カルボキシル基を有しないアルコール由来の基が官能基である場合、カルボキシル基を有しないアルコール由来の基は、チタンに対して、共有結合により結合する。カルボキシル基を有しないアルコール由来の基が配位子である場合、カルボキシル基を有しないアルコール由来の基は、チタンに対して、配位結合により結合する。
【００２５】
カルボキシル基を有しないアルコール由来の基を構成するアルコールとしては、炭素原子数１以上４以下のアルコール又はアルカノールアミンが好ましい。
【００２６】
炭素原子数１以上４以下のアルコールは、直鎖状又は分枝鎖状であり、非置換である。炭素原子数１以上４以下のアルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、及びｔｅｒｔ−ブタノールが挙げられる。炭素原子数１以上４以下のアルコールとしては、イソプロパノールが好ましい。
【００２７】
アルカノールアミンは、ヒドロキシル基とアミノ基とを有するアルカンである。アルカノールアミンとしては、炭素原子数６以上１２以下のアルカノールアミンが挙げられる。アルカノールアミンとしてより具体的には、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−メチルジイソプロパノールアミン、及びトリイソプロパノールアミンが挙げられる。アルカノールアミンとしては、トリエタノールアミンが好ましい。カルボキシル基を有しないアルコール由来の基を構成するアルコールがトリエタノールアミンである場合、カルボキシル基を有しないアルコール由来の基は、トリエタノールアミン由来の基となる。
【００２８】
カルボキシル基を有しないアルコール由来の基を少なくとも含む水溶性チタン化合物の一例としては、下記一般式（２）で表される水溶性チタン化合物が挙げられる。
【００２９】
【化２】
2019131733.tif 000003
【００３０】
一般式（２）中、Ｒ21及びＲ23は、各々独立に、水素原子、又はアルキル基を表す。Ｒ22及びＲ24は、各々独立に、−Ｒ25−ＮＲ27−Ｒ26−を表す。Ｒ25及びＲ26は、各々独立に、置換基を有してもよいアルキレン基を表し、Ｒ27は、置換基を有してもよいアルキル基を表す。
【００３１】
Ｒ21、Ｒ23、及びＲ27が表わすアルキル基としては、直鎖状又は分枝鎖状の炭素原子数１以上６以下のアルキル基が好ましく、直鎖状又は分枝鎖状の炭素原子数１以上３以下のアルキル基がより好ましく、エチル基又はイソプロピル基が更に好ましい。Ｒ27が表わすアルキル基は、置換基を有してもよい。このような置換基としては、ヒドロキシル基が好ましい。
【００３２】
Ｒ25及びＲ26が表わすアルキレン基としては、直鎖状の炭素原子数１以上６以下のアルキレン基が好ましく、直鎖状の炭素原子数１以上３以下のアルキレン基がより好ましく、エチレン基（即ち−ＣＨ2−ＣＨ2−基）が更に好ましい。Ｒ25及びＲ26が表わすアルキレン基は、置換基を有していてもよい。このような置換基としては、ヒドロキシル基、又はアルキル基が好ましく、直鎖状又は分枝鎖状の炭素原子数１以上６以下のアルキル基がより好ましく、直鎖状又は分枝鎖状の炭素原子数１以上３以下のアルキル基が更に好ましく、メチル基が特に好ましい。
【００３３】
カルボキシル基を有しないアルコール由来の基を少なくとも含む水溶性チタン化合物の別の例としては、一般式「Ｔｉ（−ＯＲ12）4」で表されるチタンアルコキシドが挙げられる。この一般式中、Ｒ12は、各々独立に、アルキル基を表す。Ｒ12が表わすアルキル基としては、直鎖状又は分枝鎖状の炭素原子数１以上８以下のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、又は２−エチルヘキシル基がより好ましい。水溶性チタンアルコキシドとしては、例えば、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラｎ−プロポキシチタン、テトライソプロポキシチタン、及びテトラブトキシチタンが挙げられる。
【００３４】
カルボキシル基を有しないアルコール由来の基を少なくとも含む水溶性チタン化合物又はその塩としては、ジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタン又はその塩が好ましい。
【００３５】
なお、ヒドロキシカルボン酸は、ヒドロキシル基とカルボキシル基とを有するため、カルボキシル基を有するアルコールと解釈することもできる。一方、カルボキシル基を有しないアルコール由来の基を構成するアルコールは、カルボキシル基を有していない。
【００３６】
次に、水溶性チタン化合物の第３の例としては、水溶性チタンアシレートが挙げられる。水溶性チタンアシレートとしては、例えば、一般式「Ｔｉ（−Ｏ（ＣＯ）−Ｒ11）4」で表されるチタンアシレートが挙げられる。この一般式中、Ｒ11は、各々独立に、一価の有機官能基を表す。Ｒ11が表わす一価の有機官能基としては、一価の脂肪族炭化水素基が好ましい。Ｒ11が表わす一価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、アルキル基（具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、及びブチル基等）、脂肪族不飽和炭化水素基（例えば、アルケニル基、より具体的には、ビニル、アリル、及び１−プロペニル等）、脂肪族不飽和結合を有する基（具体的には、アクリロイル基、及びメタクリロイル基等）、脂環式炭化水素基（具体的には、シクロヘキシル基、及び１−シクロヘキセニル基等）、芳香族炭化水素基（具体的には、フェニル基、スチリル基、トリル基、及びキシリル基等）、含酸素複合基（具体的には、エポキシ基、グリシジル基、アクリロイルオキシ基、及びメタクリロイルオキシ基等）、及び含窒素複合基（具体的には、ウレイド基、アミノ基、アミド基、及びイソシアネート基等）が挙げられる。
【００３７】
次に、水溶性チタン化合物の第４の例としては、オキソチタンビス（モノアンモニウムオキサレート）、及びチタンテトラアセチルアセトネートが挙げられる。
【００３８】
水溶性チタン化合物として、市販品を使用してもよい。水溶性チタン化合物として使用可能な市販品としては、例えば、マツモトファインケミカル株式会社製「オルガチックスＴＣ−３１０」、及び「オルガチックスＴＣ−４００」が挙げられる。
【００３９】
塗料により形成される被膜の耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性を向上させつつ、光触媒機能を特に向上させるためには、光触媒粒子と水溶性チタン化合物との合計重量に対する光触媒粒子の含有率が、７５重量％以上１００重量％未満であることが好ましく、８０重量％以上１００重量％未満であることがより好ましく、８０重量％以上９９重量％以下であることが更に好ましく、９０重量％以上９９重量％以下であることがなお更に好ましく、９５重量％以上９９重量％以下であることが一層好ましく、９８重量％以上９９重量％以下であることが特に好ましい。水溶性チタン化合物は、光触媒粒子と、基材の表面とを良好に結合させる。このため、光触媒粒子と水溶性チタン化合物との合計重量に対する光触媒粒子の含有率が高い場合、換言すると水溶性チタン化合物の含有率が低い場合であっても、バインダーである水溶性チタン化合物を介して、光触媒粒子と基材とが強く結合する。このため、バインダーである水溶性チタン化合物の添加量を減少させることができる。これにより、バインダーによって被膜の光触媒機能が損なわれることを抑制するとともに、バインダーへの光触媒粒子の埋没を抑制することができる。その結果、光触媒機能を維持しつつ、塗料により形成される被膜の耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性を向上させることができる。
【００４０】
塗料により形成される被膜の耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性を特に向上させるためには、光触媒粒子と水溶性チタン化合物との合計重量に対する光触媒粒子の含有率が、８０重量％以上９５重量％以下であることが好ましく、８０重量％以上９０重量％以下であることがより好ましく、８０重量％以上８５重量％以下であることが更に好ましい。光触媒粒子と水溶性チタン化合物との合計重量に対する光触媒粒子の含有率がこのような範囲内であると、水溶性チタン化合物の含有率を低く維持しながら、水溶性チタン化合物が、光触媒粒子と、基材の表面とを特に良好に結合する。これにより、バインダーへの光触媒粒子の埋没を抑制し光触媒機能を維持しながら、塗料により形成される被膜の耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性を向上させることができる。
【００４１】
＜光触媒粒子＞
光触媒粒子は、光触媒機能を有する。詳しくは、価電子帯と伝導帯との間のエネルギーのギャップ以上のエネルギーを持つ光が光触媒粒子に照射される。これにより、光触媒粒子の価電子帯の電子が伝導帯に励起して、価電子帯に正孔が発生する。この電子及び正孔が光触媒粒子内部を移動する。電子が酸素を還元することにより、スーパーオキシドアニオンが生成する。正孔が水を酸化することにより、ヒドロキシラジカルが生成する。生成したヒドロキシラジカルによって、活性酸素種が生成する。生成した活性酸素種によって、例えば、有害物質の分解、抗菌及び防汚が達成される。
【００４２】
本実施形態の塗料において、光触媒粒子は、酸化タングステンを含む。酸化タングステンは特に限定されず、酸化タングステンとしては市販品を適宜使用することができる。酸化タングステンの一部がＶ価に還元されていてもよい。ただし、酸化タングステンはＶＩ価に酸化してから使用することが好ましい。ＶＩ価に酸化する方法としては、例えば、酸化タングステンを高温で焼成する方法が挙げられる。酸化タングステンの結晶構造は、特に限定されない。
【００４３】
光触媒粒子は、酸化タングステンに加えて、酸化タングステン以外の光触媒粒子を更に含んでいてもよい。酸化タングステン以外の光触媒粒子の材料としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ2）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、及び酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）が挙げられる。塗料は、光触媒粒子の１種のみを含有してもよく、２種以上を含有してもよい。
【００４４】
光触媒粒子の５０％体積累積径（以下、「Ｄ50」と記載することがある）は、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。光触媒粒子のＤ50が５ｎｍ以上であると、光触媒粒子が凝集し難くなり、光触媒粒子の再分散が容易となる。光触媒粒子のＤ50が２００ｎｍ以下であると、光触媒粒子と他の塗料成分とを均一に混合できる傾向があり、塗料により形成される被膜から光触媒粒子が離脱することを抑制できる。光触媒粒子のＤ50は、例えば、レーザー回折式粒度分布計、又は動的光散乱式粒度分布計を用いて測定することができる。
【００４５】
光触媒粒子の表面に、助触媒粒子が備えられていてもよい。助触媒粒子としては、金属粒子が好ましく、遷移金属粒子がより好ましく、白金族金属粒子が更に好ましい。白金族金属粒子としては、例えば、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｏｓ、及びＩｒの粒子が挙げられる。光触媒粒子の表面に助触媒粒子が備えられることにより、光触媒粒子の価電子帯と伝導帯との間のエネルギーのギャップを小さくして、可視光領域での光応答性を向上させることができる。
【００４６】
＜添加剤＞
添加剤としては、例えば、コロイダルシリカ、及び光触媒粒子よりも一次粒子径の大きなスペーサー粒子が挙げられる。塗料は、添加剤の１種のみを含有してもよく、２種以上を含有してもよい。塗料が添加剤としてコロイダルシリカを含有する場合、塗料の全固形分の重量に対するコロイダルシリカの含有率は、５．０重量％以下であることが好ましく、１．０重量％以下であることがより好ましく、０．１重量％以上１．０重量％以下であることが更に好ましい。
【００４７】
コロイダルシリカの形状は、特に限定されないが、球形状であることが好ましい。ただし、コロイダルシリカの形状は、異形状、鎖状又は鱗片状であってもよい。コロイダルシリカの個数平均粒子径は、小さい方が好ましい。コロイダルシリカの個数平均粒子径が小さいほど、基材に対する塗料の濡れ性が向上するとともに、光触媒粒子とバインダーと基材との三次元的結合が強固になる。これにより、被膜の強度を向上させることができる。コロイダルシリカの個数平均粒子径は、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることがより好ましく、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることが更に好ましい。コロイダルシリカの個数平均粒子径は、窒素吸着法により測定することができる。
【００４８】
コロイダルシリカは、特に限定されず、市販品を適宜使用することができる。コロイダルシリカとして使用可能な市販品としては、例えば、日産化学工業株式会社販売のスノーテックス−ＸＳ、スノーテックス−Ｓ、スノーテックス−３０、スノーテックス−５０、スノーテックス−２０Ｌ、スノーテックス−ＸＬ、スノーテックス−ＯＸＳ、スノーテックス−ＯＳ、スノーテックスＯ、スノーテックス−Ｏ−４０、スノーテックスＯＬ、スノーテックス−ＮＸＳ、スノーテックス−ＮＳ、スノーテックス−Ｎ、スノーテックス−Ｎ−４０、スノーテックス−ＣＸＳ、スノーテックス−Ｃ、スノーテックス−ＣＭ、スノーテックス−ＵＰ、スノーテックス−ＯＵＰ及びＬＳＳ３５が挙げられる。また、コロイダルシリカとして使用可能な市販品の別の例としては、株式会社ＡＤＥＫＡ販売のアデライトＡＴ−２０Ａ及びアデライトＡＴ−３０が挙げられる。塗料は、これらコロイダルシリカの１種のみを含有してもよく、２種以上を含有してもよい。
【００４９】
塗料が添加剤としてスペーサー粒子を含有する場合、塗料の全固形分の重量に対するスペーサー粒子の含有率は、５．０重量％以下であることが好ましく、１．０重量％以下であることがより好ましく、０．１重量％以上１．０重量％以下であることが更に好ましく、０．１重量％以上０．５重量％以下であることが一層好ましい。
【００５０】
スペーサー粒子の一次粒子径は、光触媒粒子の一次粒子径よりも大きい。塗料にスペーサー粒子が含有されると、塗料により形成した被膜が、振とう又は衝撃によって被膜以外の部材又は被膜同士と接触した場合に、スペーサー粒子が摩擦及び衝撃を吸収する。このため、塗料により形成した被膜が摩擦及び衝撃に対して強くなり、光触媒粒子の光触媒機能を長く発揮させることができる。スペーサー粒子の材料としては、金属又は金属化合物が好ましい。金属粒子及び金属化合物粒子は、有機高分子である樹脂粒子と比較して、光触媒粒子によって分解されない。このため、金属粒子及び金属化合物粒子は、耐久性に優れている。スペーサー粒子として含有される金属粒子及び金属化合物粒子の材料は、特に限定されないが、周期表１０族、１１族、又は１２族の金属を含むことが好ましく、銀、亜鉛及び銅（好ましくは、亜酸化銅）からなる群から選ばれる１種以上の金属を含むことがより好ましい。このような金属は抗菌性能を有するため、光触媒粒子の光触媒機能と、スペーサー粒子の抗菌性能との両方を、塗料に付与することができる。スペーサー粒子の例として、例えば、亜酸化銅粒子（例えば、古河ケミカルズ株式会社製のＦＲＣ−０５Ｂ）が挙げられるが、特に限定されず、その他の材料を含め市販品を適宜使用することができる。
【００５１】
スペーサー粒子以外の添加剤の別の例としては、防藻効果を有する有機化合物が挙げられる。防藻効果を有する有機化合物としては、例えば、有機窒素硫黄系化合物、ピリチオン系化合物、有機ヨウ素化合物、トリアジン系化合物、イソチアゾリン系化合物、イミダゾール系化合物、ピリジン系化合物、ニトリル系化合物、チオカルバメート系化合物、チアゾール系化合物、及びジスルフィド系化合物が挙げられる。
【００５２】
塗料が添加剤を含有する場合、塗料の全固形分の重量に対する、添加剤の含有率は、５．０重量％以下であることが好ましく、１．０重量％以下であることがより好ましく、０．１重量％以上１．０重量％以下であることが更に好ましく、０．１重量％以上０．５重量％以下であることが一層好ましい。
【００５３】
＜光触媒材料の製造方法＞
次に、光触媒材料の製造方法を説明する。光触媒材料は、基材と被膜（光触媒膜）とを備える。被膜は、基材上に配置される。基材上に直接、被膜が配置されてもよい。或いは、基材上に、プライマー層を介して、被膜が配置されてもよい。プライマー層は、下塗剤により形成される。光触媒材料の製造方法は、例えば、塗料調製工程、及び被膜形成工程を含む。
【００５４】
（塗料調製工程）
塗料調製工程において、光触媒粒子と、バインダーと、水とを混合して、塗料を得る。光触媒粒子は、光触媒粒子と溶媒又は分散媒とを含有する光触媒液の状態で添加されてもよい。また、バインダーは、バインダーと溶媒又は分散媒とを含有するバインダー液の状態で添加されてもよい。光触媒液に含有される溶媒及び分散媒としては、例えば、極性溶媒が挙げられ、より具体的には、水、メタノール、エタノール、及びプロパノールが挙げられる。バインダー液に含有される溶媒及び分散媒としては、例えば、極性溶媒が挙げられ、より具体的には、水、メタノール、エタノール、及びプロパノールが挙げられる。塗料調製工程においては、添加剤を更に添加して混合してもよい。
【００５５】
（被膜形成工程）
被膜形成工程において、本実施形態の塗料を基材上に塗布して加熱する。これにより、塗料に含有される水溶性チタン化合物から、酸化チタンを生成させる。その結果、酸化チタンを含む被膜（光触媒膜）が形成される。
【００５６】
本実施形態の塗料は、水溶性チタン化合物を含有する。塗料を加熱することにより、水溶性チタン化合物中の炭素成分を分解して、酸化チタンを含む被膜が形成される。酸化チタンは、耐アルカリ性を有する。このため、塗料により形成される被膜の耐アルカリ性が向上する。また、水溶性チタン化合物から酸化チタンが生成するため、塗料の状態では水溶性を有するにもかかわらず、被膜の状態では耐水性を有し得る。また、既に述べたように、水溶性チタン化合物によって基材と光触媒粒子とが強く結合するため、塗料により形成される被膜から塗料成分が溶出することを抑制できる。これにより、塗料により形成される被膜の耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性が向上する。
【００５７】
水溶性チタン化合物中の炭素成分が分解されたか否かは、例えば、目視により確認することができる。基材上に塗布した塗料を加熱する場合、まず、水溶性チタン化合物中の炭素成分が炭化して、黒く変色する。次いで、水溶性チタン化合物中の炭化した炭素成分が分解して、無色となる。酸化チタンを含む被膜が形成されたか否かは、例えば、水に浸漬させた際の被膜の剥離率から、確認することができる。
【００５８】
基材（具体的には、支持体）の材料としては、例えば、金属、金属酸化物、ガラス、プラスチック、金属、セラミックス、木、石、セメント、コンクリート、繊維、布帛、紙、及び皮革、並びにこれらの組合せが挙げられる。本実施形態の塗料はバインダーとして水溶性チタン化合物を含有する。このため、このような材料の基材であっても、水溶性チタン化合物が基材と光触媒粒子とを強く結合する。基材は、異なる材料の層を複数備える積層体であってもよい。
【００５９】
塗料を基材上に塗布する方法は、特に限定されない。塗料を基材上に塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコート法、グラビア法、ワイヤーバー法、エアナイフ法、及びインクジェット法が挙げられる。なお、塗料は、基材上の少なくとも一部に塗布されていればよい。なお、形成される被膜の厚さは、特に限定されない。何れの塗布方法で得られる被膜の厚さであっても、本実施形態の塗料の効果を得ることができる。
【００６０】
基材上に塗布した塗料を加熱する温度は、１００℃以上１０００℃以下であることが好ましく、３００℃以上７００℃以下であることがより好ましい。基材上に塗布した塗料を加熱する温度が１００℃以上であると、水溶性チタン化合物中の炭素成分の分解を促進させることができる。
【００６１】
基材上に塗布した塗料を加熱する方法は、特に限定されない。基材上に塗布した塗料を加熱する方法としては、常温乾燥、乾燥機を用いた強制乾燥、及び焼成が挙げられる。
【００６２】
塗料を基材上に塗布する前に、基材の表面を親水性に改質することが好ましい。基材の表面を親水性に改質することにより、基材に対する塗料のぬれ性を向上させて、より均一な膜厚を有する被膜を形成することができる。
【００６３】
基材の表面を親水性に改質する方法としては、例えば、薬品処理、機械的処理、コロナ処理、火焔処理、紫外線照射処理、高周波処理、グロー放電処理、プラズマ処理、レーザー処理、混酸処理、及びオゾン酸化処理が挙げられる。基材の表面を親水性に改質する方法の別の例としては、基材上に下塗剤を塗布して、基材上にプライマー層を形成する方法が挙げられる。これらの方法のなかでも、プラズマ処理、紫外線照射処理、コロナ処理、又はグロー放電処理が好ましく、紫外線照射処理がより好ましい。
【００６４】
紫外線照射処理の一例について説明する。紫外線を照射する装置を用いて、基材の表面に紫外線を照射する。これにより、基材の表面を親水性に改質する。基材の表面を親水性に改質し易いことから、紫外線の波長は、１５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であることが好ましく、２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることがより好ましい。紫外線を照射する装置としては、特に限定されず、公知の装置を適宜使用することができる。紫外線の光源としては、例えば、低圧水銀ランプ、及びエキシマランプが挙げられる。低圧水銀ランプから照射される紫外線の波長（λ）は、例えば、２５４ｎｍ及び１８５ｎｍである。エキシマタンプから照射される紫外線の波長（λ）は、例えば、波長３０８ｎｍ（ＸｅＣｌ*ランプ）、２２７ｎｍ（ＫｒＣｌ*ランプ）、１７２ｎｍ（Ｘｅ2*ランプ）、１２６ｎｍ（Ａｒ2*ランプ）及び１４６ｎｍ（Ｋｒ2*ランプ）の少なくとも１つである。紫外線を照射する時間は、放射照度及び照射条件などにより異なるが、例えば、１分以上１時間以下である。
【００６５】
以上、本実施形態の塗料、及び本実施形態の塗料を用いた光触媒材料の製造方法を説明した。
【実施例】
【００６６】
以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されるものではない。表１に、実施例又は比較例に係る塗料（Ａ−１）〜（Ａ−１２）及び（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）の組成を示す。なお、各塗料の溶媒は、何れも、水であった。水として、純水を使用した。表１中の「−」は、「含有しないこと」、又は「含有しないため計算できないこと」を示す。
【００６７】
【表１】
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【００６８】
光触媒として、表１に示す「Ｐｔ−ＷＯ3」を使用した。「Ｐｔ−ＷＯ3」は、白金担持酸化タングステンを示す。この白金担持酸化タングステンの作製方法は、次の通りであった。酸化タングステン（ＷＯ3、キシダ化学株式会社製）２００ｇを水１０００ｍＬと混合した。次いで、超音波照射により水中に酸化タングステンを分散させて、酸化タングステン分散液を得た。酸化タングステンの重量に対して白金単体での含有率が０．０５ｗｔ％となるように、得られた酸化タングステン分散液にヘキサクロロ白金（ＶＩ）・６水和物（キシダ化学株式会社製、固形分濃度：９８．５％）を溶解させた。次に、酸化タングステン分散液を１００℃で加熱して水分を蒸発させ、白金担持酸化タングステンを得た。次いで、表１に示す「光触媒液」を作製した。詳しくは、得られた白金担持酸化タングステンと水とを混合した。次いで、超音波照射により水中に白金担持酸化タングステンを分散させた。これにより、固形分濃度が２０ｗｔ％である光触媒液（白金担持酸化タングステンの水分散液）を得た。
【００６９】
バインダーとして、表１に示す「ＴＣ−３１０」、「ＴＣ−４００」、又は「ＴＣ−８００」を使用した。「ＴＣ−３１０」として、マツモトファインケミカル株式会社製「オルガチックスＴＣ−３１０」（水溶性、固形分：ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタン、溶媒：水及び２−プロパノールの混合溶媒、固形分濃度：４４ｗｔ％、チタン含有率８．２ｗｔ％）を使用した。「ＴＣ−４００」として、マツモトファインケミカル株式会社製「オルガチックスＴＣ−４００」（水溶性、固形分：ジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタン、溶媒：２−プロパノール、固形分濃度：７９ｗｔ％、チタン含有率９．３ｗｔ％）を使用した。「ＴＣ−８００」として、マツモトファインケミカル株式会社製「オルガチックスＴＣ−８００」（水不溶性、固形分：イソプロポキシトリイソステアレートチタン、溶媒：イソステアリン酸、固形分濃度：７７ｗｔ％、チタン含有率：３．８ｗｔ％）を使用した。
【００７０】
添加剤として、表１に示す「シリカ」を使用した。「シリカ」は、コロイダルシリカを示す。コロイダルシリカとして、日産化学工業株式会社製「ＳＴ−Ｏ」（コロイダルシリカ水溶液、固形分濃度：２０ｗｔ％）を使用した。表１中の「シリカ」の「０．２（固形分）」は、コロイダルシリカ水溶液「ＳＴ−Ｏ」を１．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、コロイダルシリカ（固形分）：０．２ｇ、水：０．８ｇ）使用したことを示す。
【００７１】
添加剤として、表１に示す「亜酸化銅」を使用した。「亜酸化銅」として、古河ケミカルズ株式会社製「ＦＲＣ−０５Ｂ」（粉体、一次粒子径：０．５μｍ）を使用した。
【００７２】
表１中、「１００×Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）」は、光触媒粒子とバインダー（例えば、水溶性チタン化合物）との合計重量に対する光触媒粒子の含有率（単位：ｗｔ％）を示す。光触媒粒子とバインダーとの合計重量に対する光触媒粒子の含有率は、数式「１００×光触媒粒子の重量Ｗ１／（光触媒粒子の重量Ｗ１＋バインダーの重量Ｗ２）」により算出される。光触媒粒子の重量Ｗ１は、光触媒液の固形分重量に相当する。バインダーの重量Ｗ２は、バインダー液の固形分重量に相当する。
【００７３】
表１中、「１００×Ｗ３／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３）」は、塗料の全固形分の重量に対する添加剤の含有率（単位：ｗｔ％）を示す。塗料の全固形分の重量に対する添加剤の含有率は、数式「１００×添加剤の重量Ｗ３／（光触媒粒子の重量Ｗ１＋バインダーの重量Ｗ２＋添加剤の重量Ｗ３）」により算出される。添加量の重量Ｗ３は、添加剤の固形分重量に相当する。
【００７４】
表１中、「塗料固形分濃度」は、塗料の重量に対する全固形分の濃度（単位：ｗｔ％）を示す。塗料が添加剤を含有していない場合、塗料固形分濃度は、数式「１００×（光触媒の重量Ｗ１＋バインダーの重量Ｗ２）／塗料の重量」により算出され、より詳しくは、数式「１００×（光触媒の重量Ｗ１＋バインダーの重量Ｗ２）／（光触媒液の重量＋バインダー液の液量＋水の重量）」により算出される。塗料が添加剤を含有する場合、塗料固形分濃度は、数式「１００×（光触媒の重量Ｗ１＋バインダーの重量Ｗ２＋添加剤の重量Ｗ３）／塗料の重量」により算出され、より詳しくは、数式「１００×（光触媒の重量Ｗ１＋バインダーの重量Ｗ２＋添加剤の重量Ｗ３）／（光触媒液の重量＋バインダー液の液量＋水の重量＋添加剤の重量＋添加剤の溶媒重量）」により算出される。
【００７５】
以下、表１に示す塗料（Ａ−１）〜（Ａ−１２）及び（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）の作製方法、評価方法、及び評価結果について、説明する。
【００７６】
＜塗料（Ａ−１）の作製＞
次の方法で、白金担持酸化タングステン：ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの重量比が９９：１である塗料（Ａ−１）を作製した。詳しくは、オルガチックスＴＣ−３１０と水とを混合して、固形分濃度が２ｗｔ％であるバインダー液（ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの水溶液）を得た。次に、マグネチックスターラと攪拌子とを用いて、バインダー液１０．１ｇ（固形分濃度：２ｗｔ％、固形分であるジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの重量Ｗ２：０．２ｇ）と、光触媒液１００．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、光触媒である白金担持酸化タングステンの重量Ｗ１：２０．０ｇ）と、水９２．１ｇとを混合した。これにより、塗料（Ａ−１）を得た。
【００７７】
＜塗料（Ａ−２）の作製＞
次の方法で、白金担持酸化タングステン：ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの重量比が９５：５である塗料（Ａ−２）を作製した。詳しくは、オルガチックスＴＣ−３１０と水とを混合して、固形分濃度が５ｗｔ％であるバインダー液（ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの水溶液）を得た。次に、マグネチックスターラと攪拌子とを用いて、バインダー液２１．１ｇ（固形分濃度：５ｗｔ％、固形分であるジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの重量Ｗ２：１．１ｇ）と、光触媒液１００．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、光触媒である白金担持酸化タングステンの重量Ｗ１：２０．０ｇ）と、水８９．０ｇとを混合した。これにより、塗料（Ａ−２）を得た。
【００７８】
＜塗料（Ａ−３）の作製＞
次の方法で、白金担持酸化タングステン：ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの重量比が９０：１０である塗料（Ａ−３）を作製した。詳しくは、オルガチックスＴＣ−３１０と水とを混合して、固形分濃度が５ｗｔ％であるバインダー液（ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの水溶液）を得た。次に、マグネチックスターラと攪拌子とを用いて、バインダー液４４．４ｇ（固形分濃度：５ｗｔ％、固形分であるジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの重量Ｗ２：２．２ｇ）と、光触媒液１００．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、光触媒である白金担持酸化タングステンの重量Ｗ１：２０．０ｇ）と、水７５．８ｇとを混合した。これにより、塗料（Ａ−３）を得た。
【００７９】
＜塗料（Ａ−４）の作製＞
次の方法で、白金担持酸化タングステン：ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの重量比が８０：２０である塗料（Ａ−４）を作製した。詳しくは、オルガチックスＴＣ−３１０と水とを混合して、固形分濃度が５ｗｔ％であるバインダー液（ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの水溶液）を得た。次に、マグネチックスターラと攪拌子とを用いて、バインダー液１００．０ｇと、光触媒液１００．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、光触媒である白金担持酸化タングステンの重量Ｗ１：２０．０ｇ）と、水５０．０ｇとを混合した。これにより、塗料（Ａ−４）を得た。
【００８０】
＜塗料（Ａ−５）の作製＞
次の方法で、白金担持酸化タングステン：ジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタンの重量比が９９：１である塗料（Ａ−５）を作製した。詳しくは、オルガチックスＴＣ−４００と水とを混合して、固形分濃度が２ｗｔ％であるバインダー液（ジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタンの水溶液）を得た。次に、マグネチックスターラと攪拌子とを用いて、バインダー液１０．１ｇ（固形分濃度：２ｗｔ％、固形分であるジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタンの重量Ｗ２：０．２ｇ）と、光触媒液１００．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、光触媒である白金担持酸化タングステンの重量Ｗ１：２０．０ｇ）と、水９２．１ｇとを混合した。これにより、塗料（Ａ−５）を得た。
【００８１】
＜塗料（Ａ−６）の作製＞
次の方法で、白金担持酸化タングステン：ジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタンの重量比が９５：５である塗料（Ａ−６）を作製した。詳しくは、オルガチックスＴＣ−４００と水とを混合して、固形分濃度が５ｗｔ％であるバインダー液（ジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタンの水溶液）を得た。次に、マグネチックスターラと攪拌子とを用いて、バインダー液２１．１ｇ（固形分濃度：５ｗｔ％、固形分であるジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタンの重量Ｗ２：１．１ｇ）と、光触媒液１００．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、光触媒である白金担持酸化タングステンの重量Ｗ１：２０．０ｇ）と、水８９．０ｇとを混合した。これにより、塗料（Ａ−６）を得た。
【００８２】
＜塗料（Ａ−７）の作製＞
次の方法で、白金担持酸化タングステン：ジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタンの重量比が９０：１０である塗料（Ａ−７）を作製した。詳しくは、オルガチックスＴＣ−４００と水とを混合して、固形分濃度が５ｗｔ％であるバインダー液（ジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタンの水溶液）を得た。次に、マグネチックスターラと攪拌子とを用いて、バインダー液４４．４ｇ（固形分濃度：５ｗｔ％、固形分であるジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタンの重量Ｗ２：２．２ｇ）と、光触媒液１００．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、光触媒である白金担持酸化タングステンの重量Ｗ１：２０．０ｇ）と、水７５．８ｇとを混合した。これにより、塗料（Ａ−７）を得た。
【００８３】
＜塗料（Ａ−８）の作製＞
次の方法で、白金担持酸化タングステン：ジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタンの重量比が８０：２０である塗料（Ａ−８）を作製した。詳しくは、オルガチックスＴＣ−４００と水とを混合して、固形分濃度が５ｗｔ％であるバインダー液（ジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタンの水溶液）を得た。次に、マグネチックスターラと攪拌子とを用いて、バインダー液１００．０ｇ（固形分濃度：５ｗｔ％、固形分であるジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタンの重量Ｗ２：５．０ｇ）と、光触媒液１００．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、光触媒である白金担持酸化タングステンの重量Ｗ１：２０．０ｇ）と、水５０．０ｇとを混合した。これにより、塗料（Ａ−８）を得た。
【００８４】
＜塗料（Ａ−９）の作製＞
次の方法で、白金担持酸化タングステン：ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタン：コロイダルシリカの重量比が９８：１：１である塗料（Ａ−９）を作製した。詳しくは、オルガチックスＴＣ−３１０と水とを混合して、固形分濃度が２ｗｔ％であるバインダー液（ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの水溶液）を得た。次に、マグネチックスターラと攪拌子とを用いて、バインダー液１０．１ｇ（固形分濃度：２ｗｔ％、固形分であるジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの重量Ｗ２：０．２ｇ）と、光触媒液１００．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、光触媒である白金担持酸化タングステンの重量Ｗ１：２０．０ｇ）と、コロイダルシリカ水溶液１．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、コロイダルシリカの重量：０．２ｇ）と、水９２．０ｇとを混合した。これにより、塗料（Ａ−９）を得た。
【００８５】
なお、塗料（Ａ−９）において、光触媒の重量Ｗ１は２０．０ｇであり、バインダーの重量Ｗ２（即ち、バインダー液の固形分重量）は０．２ｇであり、添加剤の重量Ｗ３は０．２ｇであった。そのため、光触媒粒子と水溶性チタン化合物との合計重量に対する光触媒粒子の含有率（「１００×Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）」）は、９９ｗｔ％であった。また、光触媒粒子と水溶性チタン化合物と添加剤との合計重量に対する添加剤の含有率（「１００×Ｗ３／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３）」）は、１ｗｔ％であった。また、白金担持酸化タングステン：ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタン：コロイダルシリカの重量比（Ｗ１：Ｗ２：Ｗ３）は、２０．０：０．２：０．２、即ち（１００×２０．０／２０．４）：（１００×０．２／２０．４）：（１００×０．２／２０．４）であった。この重量比を四捨五入すると、９８：１：１であった。
【００８６】
＜塗料（Ａ−１０）の作製＞
次の方法で、白金担持酸化タングステン：ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタン：亜酸化銅の重量比が９８：１：１である塗料（Ａ−１０）を作製した。詳しくは、オルガチックスＴＣ−３１０と水とを混合して、固形分濃度が２ｗｔ％であるバインダー液（ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの水溶液）を得た。次に、マグネチックスターラと攪拌子とを用いて、バインダー液１０．１ｇ（固形分濃度：２ｗｔ％、固形分であるジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの重量Ｗ２：０．２ｇ）と、光触媒液１００．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、光触媒である白金担持酸化タングステンの重量Ｗ１：２０．０ｇ）と、亜酸化銅０．２ｇと、水９２．０ｇとを混合した。これにより、塗料（Ａ−１０）を得た。
【００８７】
なお、塗料（Ａ−１０）において、光触媒の重量Ｗ１は２０．０ｇであり、バインダーの重量Ｗ２（即ち、バインダー液の固形分重量）は０．２ｇであり、添加剤の重量Ｗ３は０．２ｇであった。そのため、光触媒粒子と水溶性チタン化合物との合計重量に対する光触媒粒子の含有率（「１００×Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）」）は、９９ｗｔ％であった。また、光触媒粒子と水溶性チタン化合物と添加剤との合計重量に対する添加剤の含有率（「１００×Ｗ３／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３）」）は、１ｗｔ％であった。また、白金担持酸化タングステン：ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタン：亜酸化銅の重量比（Ｗ１：Ｗ２：Ｗ３）は、２０．０：０．２：０．２、即ち（１００×２０．０／２０．４）：（１００×０．２／２０．４）：（１００×０．２／２０．４）であった。この重量比を四捨五入すると、９８：１：１であった。
【００８８】
＜塗料（Ａ−１１）の作製＞
次の方法で、白金担持酸化タングステン：ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの重量比が７５：２５である塗料（Ａ−１１）を作製した。詳しくは、オルガチックスＴＣ−３１０と水とを混合して、固形分濃度が５ｗｔ％であるバインダー液（ジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの水溶液）を得た。次に、マグネチックスターラと攪拌子とを用いて、バインダー液１３３．５ｇ（固形分濃度：５ｗｔ％、固形分であるジイソプロポキシビス（アンモニウムラクテート）チタンの重量Ｗ２：６．７ｇ）と、光触媒液１００．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、光触媒である白金担持酸化タングステンの重量Ｗ１：２０．０ｇ）と、水３３．０ｇとを混合した。これにより、塗料（Ａ−１１）を得た。
【００８９】
＜塗料（Ａ−１２）の作製＞
次の方法で、白金担持酸化タングステン：ジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタンの重量比が７５：２５である塗料（Ａ−１２）を作製した。詳しくは、オルガチックスＴＣ−４００と水とを混合して、固形分濃度が５ｗｔ％であるバインダー液（ジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタンの水溶液）を得た。次に、マグネチックスターラと攪拌子とを用いて、バインダー液１３３．５ｇ（固形分濃度：５ｗｔ％、固形分であるジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）チタンの重量Ｗ２：６．７ｇ）と、光触媒液１００．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、光触媒である白金担持酸化タングステンの重量Ｗ１：２０．０ｇ）と、水３３．０ｇとを混合した。これにより、塗料（Ａ−１２）を得た。
【００９０】
＜塗料（Ｂ−１）の作製＞
次の方法で、白金担持酸化タングステン：バインダーの重量比が１００：０である塗料（Ｂ−１）を作製した。詳しくは、バインダー液を添加することなく、光触媒液１００．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、光触媒である白金担持酸化タングステンの重量Ｗ１：２０．０ｇ）と、水１００．０ｇとを混合した。これにより、塗料（Ｂ−１）を得た。なお、塗料（Ｂ−１）には、バインダーが含有されていない。
【００９１】
＜塗料（Ｂ−２）の作製＞
次の方法で、白金担持酸化タングステン：イソプロポキシトリイソステアレートチタンの重量比が９９：１である塗料（Ｂ−２）を作製した。詳しくは、ＴＣ−８００と水とを混合して、固形分濃度が２ｗｔ％であるバインダー液（イソプロポキシトリイソステアレートチタンの水分散液）を得た。次に、マグネチックスターラと攪拌子とを用いて、バインダー液１０．１ｇ（固形分濃度：２ｗｔ％、固形分であるイソプロポキシトリイソステアレートチタンの重量Ｗ２：０．２ｇ）と、光触媒液１００．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、光触媒である白金担持酸化タングステンの重量Ｗ１：２０．０ｇ）と、水９２．１ｇとを混合した。これにより、塗料（Ｂ−２）を得た。
【００９２】
＜塗料（Ｂ−３）の作製＞
次の方法で、酸化チタン：イソプロポキシトリイソステアレートチタンの重量比が９０：１０である塗料（Ｂ−３）を作製した。詳しくは、ＴＣ−８００と水とを混合して、固形分濃度が５ｗｔ％であるバインダー液（イソプロポキシトリイソステアレートチタンの水分散液）を得た。次に、マグネチックスターラと攪拌子とを用いて、バインダー液４４．４ｇ（固形分濃度：５ｗｔ％、固形分であるイソプロポキシトリイソステアレートチタンの重量Ｗ２：２．２ｇ）と、光触媒液１００．０ｇ（固形分濃度：２０ｗｔ％、光触媒である白金担持酸化タングステンの重量Ｗ１：２０．０ｇ）と、水７５．８ｇとを混合した。これにより、塗料（Ｂ−３）を得た。
【００９３】
＜評価用光触媒材料の作製＞
塗料（Ａ−１）〜（Ａ−１２）及び（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）の各々を用いて、基材上に被膜を形成し、評価用光触媒材料を得た。基材としては、ガラス（ホウケイ酸ガラス、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ、厚み１ｍｍ）を用いた。まず、低圧水銀ランプを備えた紫外線オゾン照射装置（テクノビジョン社製、型式：ＵＶ−３１２）を用いて、３０分間、基材に紫外線照射処理（詳しくは、ＵＶオゾン洗浄処理）を施した。その後、スピンコータ（アクティブ社製「ＡＣＴ−２２０ＤＩＩ」）を用いて、基材上に塗料を複数回塗布した。塗布する塗料の量は、乾燥後の被膜が５．０ｇ／ｍ2になるような量に調整した。塗料を塗布した基材を、１００℃で１時間乾燥させた後、５００℃の焼成炉で１時間加熱焼成した。これにより、基材上に被膜を形成し、評価用光触媒材料を得た。
【００９４】
塗料（Ａ−１）〜（Ａ−１２）及び（Ｂ−２）〜（Ｂ−３）の各々を用いた評価用光触媒材料について、水溶性チタン化合物中の炭素成分が分解されたことを目視により確認した。なお、塗料（Ａ−１）〜（Ａ−１２）の各々を用いた評価用光触媒材料について、酸化チタンを含む被膜が形成されたことは、後述する耐水性評価と同じ方法で、水に浸漬させた際の被膜の剥離率から、確認した。
【００９５】
＜耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性の評価＞
（耐水性の評価）
容量５００ｍＬのガラス容器に、水１００ｍＬを注いだ。水中に評価用光触媒材料を浸漬させて、２０℃で２４時間静置した。評価用光触媒材料を取り出した後、残った水を１００℃で２４時間乾燥させて、剥離成分を得た。剥離成分の重量を測定した。そして、水に浸漬させる前の被膜の重量に対する剥離成分の重量の百分率（以下、剥離率と記載する。単位：ｗｔ％）を算出した。
【００９６】
（耐酸性の評価）
水１００ｍＬを、フタル酸塩ｐＨ標準液（２５℃におけるｐＨが４．０１である標準液）１００ｍＬに変更した以外は、耐水性の評価と同じ方法で、耐酸性を評価した。
【００９７】
（耐アルカリ性の評価）
水１００ｍＬを、ホウ酸塩ｐＨ標準液（２５℃におけるｐＨが９．１８である標準液）１００ｍＬに変更した以外は、耐水性の評価と同じ方法で、耐酸性を評価した。
【００９８】
（耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性の評価基準）
得られた剥離率から、下記の基準に従って、塗料により形成される被膜の耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性を評価した。
○（良好）：剥離率が０ｗｔ％以上１０ｗｔ％未満である。
×（不良）：剥離率が１０ｗｔ％以上である。
【００９９】
＜メチレンブルー分解特性の評価＞
マイクロピペットを用いて、濃度が１００μｍｏｌ／Ｌであるメチレンブルー試薬２０μＬを、評価用光触媒材料の被膜上に滴下した。滴下後の評価用光触媒材料を、常温で乾燥させた。次いで、５０００ｌｕｘの白色ＬＥＤの光を、評価用光触媒材料に１００時間連続して照射した。そして、評価用光触媒材料の被膜上に滴下されたメチレンブルーの褪色率を測定した。メチレンブルーの褪色率は、白黒反射濃度計（伊原電子株式会社製「Ｒ７００」）を用いて、被膜上のメチレンブルーの反射濃度を測定し、反射率（単位：％）の差分δｄを求めることにより行った。なお、メチレンブルーの褪色は、評価用光触媒材料の被膜上に滴下されたメチレンブルーが光分解されることにより引き起こされる。メチレンブルーの褪色率を示す反射率の差分δｄが小さいほど、塗料により形成される被膜のメチレンブルー分解特性が良好であることを示す。
【０１００】
（メチレンブルー分解特性の評価基準）
得られた反射率の差分δｄから、下記の基準に従って、塗料により形成される被膜のメチレンブルー分解特性を評価した。
◎（特に良好）：反射率の差分δｄが０である。
○（良好）    ：反射率の差分δｄが０より大きく５０％未満である。
×（不良）    ：反射率の差分δｄが５０％以上１００％以下である。
【０１０１】
（総合評価の基準）
被膜の耐水性、耐酸性、耐アルカリ性、及びメチレンブルー分解特性の各評価結果から、下記の基準に従って、塗料を総合的に評価した。
評価Ａ：耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性の評価が○（良好）であり、メチレンブルー分解特性の評価が◎（特に良好）である。
評価Ｂ：耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性の評価が○（良好）であり、メチレンブルー分解特性の評価が○（良好）である。
評価Ｃ：耐水性、耐酸性、耐アルカリ性、及びメチレンブルー分解特性の少なくとも１つの評価が、×（不良）である。
【０１０２】
【表２】
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【０１０３】
表１に示すように、塗料（Ａ−１）〜（Ａ−１２）は、酸化タングステンを含む光触媒粒子と、バインダーと、水とを少なくとも含有していた。バインダーが、水溶性チタン化合物を含んでいた。そのため、表２に示すように、塗料（Ａ−１）〜（Ａ−１２）により形成される被膜は、耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性の何れにも優れていた。また、塗料（Ａ−１）〜（Ａ−１２）により形成される被膜は、バインダーを含有する場合であっても、メチレンブルー分解特性に優れており、光触媒機能を損なうことなく、耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性を向上させることができた。
【０１０４】
一方、表１に示すように、塗料（Ｂ−１）は、バインダーを含有していなかった。塗料（Ｂ−２）及び（Ｂ−３）は、バインダーとしてイソプロポキシトリイソステアレートチタンを含有していたが、イソプロポキシトリイソステアレートチタンは水溶性ではなく、塗料が塗布される基材と光触媒粒子とを強く結合できなかったと考えられる。そのため、表２に示すように、塗料（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）により形成される被膜は、耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性の点で劣っていた。
【０１０５】
以上のことから、本発明の塗料は、光触媒機能を維持しつつ、耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性に優れることが示された。また、本発明の光触媒材料の製造方法によれば、光触媒機能を維持しつつ、耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性に優れる光触媒材料を製造できることが示された。本発明の塗料、及び本発明の製造方法により製造される光触媒材料は、耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性に優れる。このため、屋内、屋外、大気中及び水中を問わず、光触媒粒子の光触媒機能を発揮させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明の塗料、及び本発明の製造方法により製造される光触媒材料は、建築資材、自動車用内装材、家電製品及び繊維製品のような光触媒機能製品に利用することができる。