(57)【要約】【課題】光触媒活性の高い塗膜構成体を提供するを提供する。【解決手段】光触媒を含有する光触媒層１０５と、光を反射する光反射材１０６を含有する光反射層１０４とを備える塗膜構成体１０３である。光反射層１０４は、光反射材１０６で反射された光が光触媒層１０５に入射可能な位置に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒を含有する光触媒層と、光を反射する光反射材を含有する光反射層とを備える塗膜構成体であって、
前記光反射層は、前記光反射材で反射された光が前記光触媒層に入射可能な位置に形成されている
塗膜構成体。
【請求項２】
請求項１において、
前記光反射材の励起波長が前記光触媒の励起波長と異なる
塗膜構成体。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記光反射層は、その表面が前記光反射材により粗面化されている
塗膜構成体。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記光反射層はバインダ部を備え、
前記光反射材の屈折率が前記バインダ部の屈折率と同等である
塗膜構成体。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記光反射層は紫外線カット剤を含有している
塗膜構成体。
【請求項６】
基材の表面に着色層を備え、
前記着色層の表面に請求項１乃至５のいずれか一項に記載された塗膜構成体を備え、
前記光触媒層と前記着色層の間に前記光反射層が設けられている
化粧材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗膜構成体及び化粧材に関する。詳しくは、防汚性などを備えた塗膜構成体及びこの塗膜構成体を表面に備えた屋根材や外壁材などの化粧材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基材と、基材上に設けられる中間層と、光触媒層とを備えた光触媒塗装体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。光触媒層としては、波長５５０ｎｍの光の直線透過率が９０％以上であり、且つ平均粒径が１００ｎｍ未満かつ励起波長が３８０ｎｍ以上の光触媒粒子が含まれることが記載されている。光触媒粒子は紫外線域等の光のエネルギーで活性することにより強い酸化分解効果を発揮し（酸化分解機能）、また光触媒粒子の活性により光触媒塗装体の表面がとても水になじみやすくなる（親水化機能）。これらの機能を利用して光触媒塗装体の防汚性が向上するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３０５２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような光触媒塗装体の防汚性を向上させるためには、光触媒粒子の光触媒活性を向上させるようにすればよく、そのため、多くの光が光触媒層に進入することが望まれていた。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、光触媒活性の高い塗膜構成体及びそれを備えた化粧材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】
【０００６】
本発明に係る塗膜構成体の一態様は、光触媒を含有する光触媒層と、光を反射する光反射材を含有する光反射層とを備える塗膜構成体であって、前記光反射層は、前記光反射材で反射された光が前記光触媒層に入射可能な位置に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る化粧材の一態様は、基材の表面に着色層を備え、前記着色層の表面に前記塗膜構成体を備え、前記光触媒層と前記着色層の間に前記光反射層が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、光反射層によって光触媒層に入射する光を増量することができ、光触媒活性の高い塗膜構成体及びそれを備えた化粧材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１Ａは、第一実施形態に係る化粧材を示す断面図である。図１Ｂは、第一実施形態に係る塗膜構成体を示す断面図である。
【図２】図２Ａは、第二実施形態に係る化粧材を示す断面図である。図２Ｂは、第二実施形態に係る塗膜構成体を示す断面図である。
【図３】図３Ａは、第三実施形態に係る化粧材を示す断面図である。図３Ｂは、第三実施形態に係る塗膜構成体を示す断面図である。
【図４】図４Ａは、第四実施形態に係る化粧材を示す断面図である。図４Ｂは、第四実施形態に係る塗膜構成体を示す断面図である。
【図５】図５Ａは、実施例２〜４及び比較例２において、水の静的接触角の経時変化を示すグラフである。図５Ｂは、実施例２〜４及び比較例２における水の静的接触角の変化率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【００１１】
（第一実施形態）
図１は、第一実施形態に係る化粧材１００を示している。この化粧材１００は、基材１０１と、着色層１０２と、塗膜構成体１０３とを備えている。
【００１２】
基材１０１は板状に形成されている。基材１０１は、例えば、窯業系板材（セメントを含む水硬性材料の硬化物）、プラスチック板、木質板、金属板などの任意の材質で形成されており、特に、従来から建材として用いられている材質で形成することが好ましい。基材１０１の表面には意匠性向上のために凹凸が形成されていてもよい。また基材１０１の表面には隠蔽性向上のためにシーラー処理が施されていることが好ましい。
【００１３】
着色層１０２は化粧材１００の意匠性向上及び基材１０１の隠蔽のために設けられている。着色層１０２は単色であってもよいし、複数色で形成されていてもよい。また着色層１０２は基材１０１の表面に全面にわたって設けられていてもよいし、基材１０１の表面に部分的に設けられていてもよい。また着色層１０２はアクリル塗料やアクリルシリコーン塗料に顔料等を加えたエナメル塗料などの塗膜で形成されていてもよいし、インクジェットなどによる印刷で形成されていてもよい。
【００１４】
塗膜構成体１０３は、主に、化粧材１００に所定の機能性を付与するために設けられている。例えば、化粧材１００は塗膜構成体１０３により、防汚性、親水性、耐候性、耐傷性、耐薬品性などの機能を有するものである。塗膜構成体１０３は着色層１０２の表面に全面にわたって設けられている。塗膜構成体１０３は光反射層１０４と光触媒層１０５とを有している。
【００１５】
光反射層１０４は、主に、入射した光を反射して光触媒層１０５へと出射する機能を有する。また光反射層１０４は、光触媒層１０５で生じる光触媒活性を着色層１０２に及びにくくする機能を有する。光反射層１０４は着色層１０２の表面に全面にわたって設けられている。光反射層１０４は塗膜で形成されており、光を反射する光反射材１０６と、バインダ部１０７とを有している。光反射材１０６としては艶消し剤などとして用いられているシリカ粒子が使用可能である。シリカ粒子としては、平均粒子径（レーザー回折式測定によるＤ５０）が０．５μｍ以上４．０μｍ以下のものが使用可能である。バインダ部１０７は複数の光反射材１０６を接着して保持している。バインダ部１０７は、例えば、無機塗料（シリコーン系コーティング剤）の硬化物（クリアー塗膜）で形成することができる。光反射層１０４の表面（光触媒層１０５との界面）は凹凸面に形成されている。この凹凸面は光反射層１０４に含まれている光反射材１０６により形成されている。すなわち、各光反射材１０６の一部分がバインダ部１０７の表面よりも光触媒層１０５側に突出することにより形成される。このように光反射層１０４の表面が凹凸面に形成されるように、光反射材１０６の平均粒径が設定されたり、光反射層１０４における光反射材１０６の含有量が設定されたりする。例えば、バインダ部１０７の１００質量部に対して光反射材１０６は２質量部以上４質量部以下の割合で含有されていることが好ましい。
【００１６】
光触媒層１０５は、主に、入射した光で光触媒が活性化されて防汚性などの機能を発揮する。光触媒層１０５は光反射層１０４の表面に全面にわたって設けられている。また光触媒層１０５は化粧材１００の最外面を構成している。光触媒層１０５は塗膜で形成されており、光触媒活性を有する光触媒粒子１０８と、バインダ部１０９とを有している。光触媒粒子１０８としては、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、ブルッカイト型酸化チタンなどが使用可能である。光触媒粒子１０８は１０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の平均粒径を有するのが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下である。バインダ部１０９は複数の光触媒粒子１０８を接着して保持している。バインダ部１０９は、例えば、アクリル塗料やアクリルシリコーン塗料の硬化物（クリアー塗膜）で形成することができる。バインダ部１０９の１００質量部に対して光触媒粒子１０８は１０質量部以上９０質量部以下の割合で含有されていることが好ましい。
【００１７】
上記のような塗膜構成体１０３では、光触媒層１０５に外部から進入した紫外線等の光Ｌにより光触媒粒子１０８が活性化し、これにより、塗膜構成体１０３に防汚性などの機能を発揮させることができる。また光反射層１０４が光触媒層１０５の下側に設けられているため、光触媒層１０５に外部から進入した光Ｌが光触媒層１０５を厚み方向に通過したとしても、その通過した光Ｌは光反射層１０４（主に、光反射材１０６）で反射されて光触媒層１０５に再度入射することになる。従って、光触媒層１０５に直接入射する光Ｌに加えて、光反射層１０４で反射された光Ｌによっても光触媒粒子１０８が活性化され、光触媒層１０５の機能を向上させることができる。また光反射層１０４の表面が凹凸面に形成されることにより、光反射層１０４の表面積が増大して光Ｌが反射されやすくなり、光触媒層１０５へ入射する光Ｌを増量することができる。
【００１８】
なお、塗膜構成体１０３では光触媒層１０５の下層（基材１０１側）に光反射層１０４が設けられているが、これに限らず、光反射層１０４で反射された光が光触媒層１０５に入射する位置であれば、光反射層１０４は光触媒層１０５に対して任意の位置に設けることが可能である。
【００１９】
塗膜構成体１０３において、光反射材１０６の励起波長は光触媒粒子１０８の励起波長と異なることが好ましい。この場合、光触媒粒子１０８の励起波長の光が光反射材１０６で吸収されにくくなって、光反射材１０６で反射される光に光触媒粒子１０８の励起波長の光が含まれやすくなる。従って、光反射層１０４で反射された光で光触媒粒子１０８が光活性されやすくなる。例えば、光触媒粒子１０８の励起波長が３８０ｎｍ以上の場合、光反射材１０６は励起波長（吸収波長）が１６０ｎｍ程度のものを使用するのが好ましい。
【００２０】
また塗膜構成体１０３において、光反射材１０６の光の屈折率がバインダ部１０７の光の屈折率と同等であることが好ましい。塗膜構成体１０３は着色層１０２の表面（上側）に設けられているため、着色層１０２は塗膜構成体１０３を透して視認されることになる。この場合、光反射材１０６を通過する光とバインダ部１０７を通過する光とで屈折率が異なると、着色層１０２の色柄模様が歪んで、化粧材１００の外観が低下することがある。そこで、光反射材１０６の光の屈折率がバインダ部１０７の光の屈折率と同等にすることで、光反射材１０６を通過する光とバインダ部１０７を通過する光の屈折を同等にすることができ、光反射層１０４を透して着色層１０２を見た場合の歪を少なくし、着色層１０２の鮮明な柄模様を発現させることができる。
【００２１】
（第二実施形態）
図２は、第二実施形態に係る化粧材２００を示している。この化粧材２００は、第一実施形態の化粧材１００に対して紫外線カット剤２０１を使用したものであり、その他の構成は第一実施形態と同様である。
【００２２】
紫外線カット剤２０１は、紫外線を吸収して熱エネルギー等に変換するものであり、例えば、酸化亜鉛粒子が用いられる。紫外線カット剤２０１は塗膜構成体１０３の光反射層１０４に含有されている。このため、光反射層１０４に入射した紫外線が紫外線カット剤２０１に吸収されやすくなり、紫外線が光反射層１０４を通過するのを抑制することができる。従って、光反射層１０４の下側にある着色層１０２に紫外線が到達しにくくなり、着色層１０２が紫外線により脱色などの劣化するのを抑制することができ、長期使用による化粧材２００の外観劣化を少なくすることができる。バインダ部１０７の１００質量部に対して紫外線カット剤２０１は７質量部以上１５質量部以下の割合で含有されていることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２３】
（第三実施形態）
図３は、第三実施形態に係る化粧材３００を示している。この化粧材３００は、第二実施形態の化粧材２００と比較して光反射層１０４を二層に形成したものであり、その他の構成は第二実施形態と同様である。
【００２４】
光反射層１０４は、第一光反射層３０１と第二光反射層３０２とで構成されている。第一光反射層３０１は片面が着色層１０２の表面に接し、他の片面が第二光反射層３０２に接している。第二光反射層３０２は片面が第二光反射層３０２に接し、他の片面が光触媒層１０５に接している。そして、第一光反射層３０１には紫外線カット剤２０１が含まれているが、光反射材１０６は含まれていない。また第二光反射層３０２には光反射材１０６が含まれているが、紫外線カット剤２０１は含まれていない。
【００２５】
このように光反射材１０６と紫外線カット剤２０１とを別々の層に含有させることによって、光反射材１０６で反射した光が紫外線カット剤２０１に当たることが少なくなって光触媒層１０５への入射が妨げられにくくなり、また紫外線カット剤２０１で吸収させたい紫外線が光反射材１０６に当たることが少なくなって紫外線カット剤２０１への入射が妨げられにくくなり、光反射材１０６及び紫外線カット剤２０１のそれぞれの機能を充分に発揮させることができる。
【００２６】
（第四実施形態）
図４は、第四実施形態に係る化粧材４００を示している。この化粧材４００は、第三実施形態の化粧材３００と比較して第一光反射層３０１に光反射材１０６を含有させたものであり、その他の構成は第三実施形態と同様である。
【００２７】
この化粧材４００では、第二光反射層３０２で反射された光Ｌ１に加えて、第二光反射層３０２を通過した光Ｌ２を第一光反射層３０１に含まれている光反射材１０６で反射して光触媒層１０５に入射させることができ、第三実施形態に比べて、光触媒層１０５に入射する光を増量させることができる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２９】
（実施例１）
図１に示す化粧材を作製した。基材としては窯業系基材を使用した。基材の表面にはエナメル塗料の塗膜で形成される着色層を設けた。着色層の表面には光反射材を含有する光反射層を形成した。光反射層は無機塗料の硬化物でバインダ部を形成し、光反射材として平均粒径が２．０μｍで励起波長が１６０ｎｍのシリカ粒子を使用した。光反射材はバインダ部１００質量部に対して３質量部の割合で配合した。光反射層の表面には光触媒粒子を含有する光触媒層を形成した。光触媒層はアクリル塗料の硬化物でバインダ部を形成し、光触媒粒子として励起波長が３５０ｎｍの酸化チタンを使用した。光触媒粒子はバインダ部１００質量部に対して８０質量部の割合で配合した。
【００３０】
（比較例１）
実施例１において、光反射材を含有しない光反射層を形成した以外は、実施例１と同様にして化粧材を形成した。
【００３１】
そして、実施例１および比較例１について、水の静的接触角の測定を行った。すなわち、実施例１および比較例１について、光触媒層に外部から３５０ｎｍの紫外線（ＢＬＢ（ブラックライトブルー）を使用）を照射し（照度１ｍＷ／ｃｍ２）、初期（０時間後）から照射時間４０時間後の光触媒層の表面の水の静的接触角の変化を測定した。結果を表１に示す。なお、変化率は、（（０時間後の水の静的接触角）−（４０時間後の水の静的接触角））／（０時間後の水の静的接触角）×１００の式で求められる。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
光反射層に光反射材を含有する実施例１では、光反射材を含有しない比較例１よりも水の静的接触角の変化率が大きくなり、光触媒層に含有される光触媒の活性が高まったと考えられる。
【００３４】
（実施例２）
実施例１において、光反射層に紫外線カット剤を含有させたこと以外は、実施例１と同様にして、図２に示すような化粧材を形成した。紫外線カット剤としては酸化亜鉛粒子を用いた。紫外線カット剤はバインダ部１００質量部に対して８質量部の割合で配合した。
【００３５】
（実施例３）
実施例２において、紫外線カット剤を含有する第一光反射層と、光反射材を含有する第二光反射層とで光反射層を形成した以外は、実施例２と同様にして、図３に示す化粧材を形成した。
【００３６】
（実施例４）
実施例３において、紫外線カット剤を含有する第一光反射層に、さらに、光反射材を含有させるようにした以外は、実施例３と同様にして、図４に示す化粧材を形成した。
【００３７】
（比較例２）
実施例２において、光反射材を含有しない光反射層（紫外線カット剤は含有）を形成した以外は、実施例２と同様にして化粧材を形成した。
【００３８】
そして、実施例２〜４および比較例２についても、上記と同様の水の静的接触角の測定を行った。結果を表２および図５Ａ、図５Ｂに示す。
【００３９】
【表２】
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【００４０】
紫外線カット剤を使用した場合であっても、光反射層に光反射材を含有する実施例２は、光反射材を含有しない比較例２よりも水の静的接触角の変化率が大きくなり、光触媒層に含有される光触媒の活性が高まったと考えられる。また実施例３は実施例２よりも変化率が大きくなっている。このことから、紫外線カット剤は光反射材と同じ層に含有されていないほうが光触媒層に含有される光触媒の活性が高まりやすいと考えられる。また、光反射層を二層で形成した場合、両方の層に光反射材を含有する実施例４は、片方の層にのみ光反射材を含有する実施例３よりも水の静的接触角の変化率が大きくなり、光触媒層に含有される光触媒の活性が高まったと考えられる。
【００４１】
本実施形態に係る塗膜構成体は以下の特徴を有する。
【００４２】
本実施形態に係る塗膜構成体は、光触媒を含有する光触媒層１０５と、光を反射する光反射材１０６を含有する光反射層１０４とを備える塗膜構成体１０３である。光反射層１０４は、光反射材１０６で反射された光が光触媒層１０５に入射可能な位置に形成されている。
【００４３】
この場合、光触媒層１０５に直接入射する光に加えて、光反射材１０６で反射された光によっても光触媒が活性化され、光触媒層１０５の機能を向上させることができる。
【００４４】
本実施形態に係る塗膜構成体にあっては、光反射材１０６の励起波長が光触媒の励起波長と異なることが好ましい。
【００４５】
この場合、光触媒の励起波長の光が光反射材１０６で吸収されにくくなって、光反射材１０６で反射される光に光触媒の励起波長の光が含まれやすくなり、光触媒が活性されやすい。
【００４６】
本実施形態に係る塗膜構成体にあっては、光反射層１０４は、その表面が光反射材１０６により粗面化されていることが好ましい。
【００４７】
この場合、光反射層１０４の表面積が増大しやすくなって、光反射層１０４による光の反射性を向上させることができる。
【００４８】
本実施形態に係る塗膜構成体にあっては、光反射層１０４はバインダ１０７部を備え、光反射材１０６の屈折率がバインダ部１０７の屈折率と同等であることが好ましい。
【００４９】
この場合、光反射材１０６を通過する光とバインダ部１０７を通過する光の屈折を同等にすることができ、光反射層１０４を透して柄模様を見た場合の歪を少なくし、鮮明な柄模様を発現させることができる。
【００５０】
本実施形態に係る塗膜構成体にあっては、光反射層１０４は紫外線カット剤を含有していることが好ましい。
【００５１】
この場合、光反射層１０４に入射する紫外線を紫外線カット剤２０１で吸収することができ、光反射層１０４及びその下層にある着色層１０２などの紫外線による劣化を少なくすることができる。
【００５２】
本実施形態に係る化粧材は、基材１０１の表面に着色層１０２を備え、着色層１０２の表面に塗膜構成体１００を備え、光触媒層１０５と着色層１０２の間に光反射層１０４が設けられていることを特徴とする。
【００５３】
この場合、光触媒層１０５に直接入射する光に加えて、光反射材１０６で反射された光によっても光触媒が活性化され、光触媒層１０５の機能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１００、２００、３００、４００  化粧材
１０１  基材
１０２  着色層
１０３  塗膜構成体
１０４  光反射層
１０５  光触媒層
１０６  光反射材
１０７  バインダ部
２０１  紫外線カット剤
【図１】
2019098557.tif 000005
【図２】
2019098557.tif 000006
【図３】
2019098557.tif 000007
【図４】
2019098557.tif 000008
【図５】
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