(57)【要約】基材の表面に優れた親水性を付与できる光触媒膜形成用組成物の提供。特に、汚れ分解性に優れ、親水性の耐久性に優れる光触媒膜を形成できる光触媒膜形成用組成物の提供。また、親水性に優れた光触媒膜付き基材の提供。光触媒（酸化チタン等）、特定のシリカ前駆体（ケイ酸の１００質量部に対してアルカリ金属イオンが０．００１〜１質量部であるケイ酸化合物。たとえば、ケイ酸ソーダからイオン交換樹脂を用いてナトリウムイオンを減らしたもの等。）および媒体、を必須とする光触媒膜形成用組成物。【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒半導体微粒子、下記シリカ前駆体および媒体を必須とする光触媒膜形成用組成物。
シリカ前駆体：ケイ酸１００質量部に対してアルカリ金属イオンが０．００１〜１質量部含まれるケイ酸化合物。
【請求項２】
前記光触媒半導体微粒子の平均粒子径が５〜９０ｎｍである請求項１に記載の光触媒膜形成用組成物。
【請求項３】
前記光触媒膜形成用組成物中のアルカリ金属イオンの濃度は、光触媒膜形成用組成物に対して質量換算で１〜８０ｐｐｍである請求項１または２に記載の光触媒膜形成用組成物。
【請求項４】
前記シリカ前駆体は、ケイ酸のアルカリ金属塩からアルカリ金属イオンの一部を除去することにより形成されてなる請求項１、２または３に記載の光触媒膜形成用組成物。
【請求項５】
前記シリカ前駆体は、ケイ酸のアルカリ金属塩からアルカリ金属イオンの一部を、陽イオン交換樹脂を用いて除去することにより形成されてなる請求項１、２または３に記載の光触媒膜形成用組成物。
【請求項６】
前記ケイ酸のアルカリ金属塩がケイ酸ナトリウムおよび／またはケイ酸リチウムである請求項４または５に記載の光触媒膜形成用組成物。
【請求項７】
前記光触媒半導体微粒子１００質量部に対して前記シリカ前駆体が２５〜９００質量部含まれる請求項１〜６のいずれか１項に記載の光触媒膜形成用組成物。
【請求項８】
前記光触媒膜形成用組成物１００質量部に対して前記光触媒半導体微粒子と前記シリカ前駆体との総量が０．５〜５０質量部含まれる請求項１〜７のいずれか１項に記載の光触媒膜形成用組成物。
【請求項９】
基材の表面に、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光触媒膜形成用組成物より形成されてなる光触媒膜。
【請求項１０】
基材の表面に前処理を施し、前記表面に請求項１〜８のいずれか１項に記載の光触媒膜形成用組成物を塗布した後、後処理を施すことにより形成されてなる光触媒膜。
【請求項１１】
前記後処理が、電磁波の照射である請求項１０の光触媒膜。
【請求項１２】
前記光触媒膜の厚さが１０〜３００ｎｍである請求項９、１０または１１に記載の光触媒膜。
【請求項１３】
基材の表面に請求項９〜１２のいずれか１項に記載の光触媒膜を有する光触媒膜付き基材。
【請求項１４】
前記基材がガラスまたは有機樹脂である請求項１３に記載の光触媒膜付き基材。
【請求項１５】
前記光触媒膜付き基材の可視光透過率が７０％以上である請求項１３または１４に記載の光触媒膜付き基材。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、各種基材の表面に光触媒膜を形成できる光触媒膜形成用組成物、および該組成物から形成された光触媒膜および該光触媒膜を有する光触媒膜付き基材に関する。
背景技術
光触媒を光励起すると光触媒表面に付着した有機汚れなどが分解され、結果として親水性表面が実現することが知られている。光触媒膜を形成する方法として、乾式法の一種である熱分解法などが従来より知られている（例えば、特表平１１−５１２３３７号公報）。しかし、上記方法では、湿式法と比較して、親水持続性という点で劣っている問題があった。
また、光触媒とシリカとを含むコーティング組成物を用いて光触媒膜を形成する方法も知られている（例えば、特許２７５６４７４号公報）。しかし、上記方法のシリカを用いた膜は、親水持続性の点で劣り、かつ汚れ分解性が低い問題があった。
本発明は、上記の問題を解消するものであり、優れた親水性を基材の表面に付与でき、特に汚れ分解性に優れる光触媒膜を形成できる光触媒膜形成用組成物、該組成物から形成されてなる光触媒膜、および該光触媒膜付き基材の提供を目的とする。また、親水性の持続時間が長く、表面の耐摩耗性にも優れた光触媒膜を形成できる光触媒膜形成用組成物および該組成物から形成された光触媒膜および該光触媒膜付き基材の提供を目的とする。
発明の開示
本発明は、光触媒半導体微粒子、下記シリカ前駆体および媒体を必須とする光触媒膜形成用組成物を提供する。
シリカ前駆体：ケイ酸１００質量部に対してアルカリ金属イオンが０．００１〜１質量部含まれるケイ酸化合物。
また、本発明は、基材の表面に光触媒膜形成用組成物から形成されてなる光触媒膜、および該光触媒膜を有する光触媒膜付き基材を提供する。
発明を実施するための形態
本発明における光触媒半導体微粒子とは、該光触媒の価電子帯と伝導電子帯との間のエネルギー差よりも大きなエネルギーの光を照射したときに、価電子帯中の電子の励起によって伝導電子と正孔を生成しうる性質を有する材料をいう。このような光触媒半導体微粒子としては、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛、三酸化タングステン、酸化第二鉄、チタン酸ストロンチウムなどが好ましく挙げられる。
本発明における光触媒半導体微粒子の平均粒子径は、光散乱を利用して組成物中の微粒子の凝集粒子径をマイクロトラックＵＰＡ粒度分布計（ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ社製）を用いて測定したものであり、好ましくは５〜９０ｎｍ、特に好ましくは４０〜７０である。平均粒子径があまりに小さいと、形成された光触媒膜の中に光触媒の微粒子が埋没してしまうため、光触媒の種々の効果が発現しにくい。また、平均粒子径があまりに大きいと、形成される光触媒膜の機械的強度が不足し、また、透明性が確保できないおそれがある。
本発明におけるシリカ前駆体とは、ケイ酸１００質量部に対してアルカリ金属イオンが０．００１〜１質量部含まれるケイ酸化合物であり、なかでも、０．００１〜０．２質量部含まれることが好ましく、０．００１〜０．１５質量部含まれることが特に好ましい。アルカリ金属イオン濃度は、セイコーインスツルメンツ社製ＳＰＳ４０００などを用いて、ＩＣＰ発光分析にて測定したものである。アルカリ金属イオンとしては、特に限定はなく、１種を用いてもよく、２種以上を用いてもよい。アルカリ金属イオンとしては、ナトリウムイオンまたはリチウムイオンが好ましい。また、ケイ酸化合物とは、後述するような後処理を施すことにより、シリカ膜を形成する化合物を意味する。
シリカ前駆体は、ケイ酸のアルカリ金属塩からアルカリ金属イオンの一部を除去して得られる生成物が好ましい。該生成物は、たとえば、陽イオン交換樹脂を用いて、ケイ酸のアルカリ金属塩からアルカリ金属イオンを減らす方法により得られる。使用する陽イオン交換樹脂の量、接触時間、接触方法等を制御することで、減らすアルカリ金属イオンの量を調節できる。
陽イオン交換樹脂としては、強酸性陽イオン交換樹脂（ＲＳＯ３Ｈ型）、弱酸性陽イオン交換樹脂（ＲＣＯＯＨ型）等が使用できるが、強酸性陽イオン交換樹脂を使用するのが反応速度の点で好ましい。
本発明の光触媒膜形成用組成物においては、アルカリ金属イオンの濃度は光触媒形成用組成物に対して質量換算で１〜８０ｐｐｍであるのが好ましく、特に１〜４０ｐｐｍ、さらには１〜２０ｐｐｍであるのが好ましい。アルカリ金属イオンの濃度が小さすぎると、該組成物の安定性および親水性が低下し、大きすぎると該組成物の安定性が著しく低下する。
ケイ酸のアルカリ金属塩としては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウム、およびケイ酸カリウムなどの群から選ばれる１種以上が挙げられ、特にケイ酸ナトリウムおよび／またはケイ酸リチウムが好ましい。
ケイ酸ナトリウムとしては、ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの組成比が異なる材料が知られており、特に限定されずに用いることができる。なかでも、Ｎａ２Ｏの含有比が小さい材料が好ましい。市販のケイ酸ナトリウムとしては、ケイ酸ソーダ１号（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏのモル比：２．０〜２．３）（ケイ酸ソーダ１号とは日本化学工業社製の商品名である。以下、２〜４号についても同じ。）、ケイ酸ソーダ２号（同モル比：２．４〜２．７）、ケイ酸ソーダ３号（同モル比：３．０〜３．３）、ケイ酸ソーダ４号（同モル比：３．７〜３．９）がある。特に、Ｎａ２Ｏの含有比が小さいケイ酸ソーダ３号または４号が特に好ましい。
ケイ酸リチウムとしては、ＳｉＯ２／Ｌｉ２Ｏの組成比が異なる材料が知られており、特に限定されずに用いることができる。なかでも、Ｌｉ２Ｏの含有比が小さい材料が好ましい。市販のケイ酸リチウムとしては、ケイ酸リチウム３５（ＳｉＯ２／Ｌｉ２Ｏのモル比：３．５）（ケイ酸リチウム３５とは日本化学工業社製の商品名である。以下、４５、７５についても同じ。）、ケイ酸リチウム４５（同モル比：４．５）、ケイ酸リチウム７５（同モル比：７．５）がある。特に、Ｌｉ２Ｏの含有比が小さいケイ酸リチウム７５が特に好ましい。
本発明の光触媒膜形成用組成物には、界面活性剤が含まれるのが好ましい。該界面活性剤には主に２つの機能があり、第１は、組成物の基材に対する濡れ性を確保することであり、第２は、該組成物を用いて形成された光触媒膜の親水性をより高くすることである。界面活性剤の種類は特に限定されないが、非イオン系界面活性剤が液分散安定性の点で好ましく用いられる。特に、親水部がポリオキシアルキレンであり、疎水部が含フッ素有機基である化合物［たとえば、Ｃ８Ｆ１７ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｘ（ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ）ｙＨ［ｘ：ｙ＝７０：３０、ｘ＋ｙ＝５．７２、平均分子量８００］で表される化合物（以下、界面活性剤Ｑと記す。）等。］が好ましい。または、親水部がポリオキシアルキレンであり、疎水部がメチルポリシロキサンである化合物（たとえば、日本ユニカー社製、商品名「Ｌ−７７」等。）が好ましい。
本発明の光触媒膜形成用組成物において、シリカ前駆体は、光触媒半導体微粒子１００質量部に対して２５〜９００質量部含まれることが好ましく、特に５０〜４００質量部含まれることが好ましい。また、界面活性剤を含む場合は、界面活性剤は、光触媒半導体微粒子１００質量部に対して０．１〜１０質量部含まれることが好ましい。
シリカ前駆体の濃度が大きすぎると得られた光触媒膜の親水性の耐久性が低下し、小さすぎると得られた光触媒膜に親水性が付与されない。また、界面活性剤の割合が大きすぎると得られた光触媒膜の外観が損なわれ、親水性の耐久性が低下し、小さすぎると組成物の塗布性が優れず、光触媒膜の親水性が低下する。
本発明の光触媒膜形成用組成物は、媒体を含む。媒体としては、特に限定はなく、水を含む媒体が好ましく、溶剤が含まれていてもよい。溶剤は主に希釈のために用いられ、該組成物は溶液の形態であることが好ましい。該溶剤としては、低級アルコール、含窒素系溶剤、含イオウ系溶剤等の極性溶剤が好ましく、特に低級アルコールが好ましい。溶剤は２種類以上を用いてもよい。媒体としては、特に水が好ましい。
本発明の光触媒膜形成用組成物における光触媒半導体微粒子とシリカ前駆体との総量は、塗布する方法、目的とする光触媒膜の厚さにより決定すればよい。上記の総量は、該組成物の安定性、経済性等を考慮して、光触媒形成用組成物１００質量部に対して０．５〜５０質量部含まれることが好ましく、特に０．５〜１５質量部が好ましく、とりわけ０．５〜５質量部が好ましい。
本発明の光触媒膜形成用組成物には、機能性添加剤が含まれていてもよい。該機能性添加剤としては、着色用染料、顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、本発明における光触媒半導体微粒子以外の酸化物微粒子（五酸化リン、酸化マグネシウム等。平均粒子径は２００ｎｍ以下が好ましい。）等が好ましく挙げられる。
本発明の光触媒膜形成用組成物を用いて、基材の表面に該組成物が塗布され、光触媒膜が形成され、光触媒膜付き基材が作られる。前記光触媒膜において、シリカ前駆体はシリカに変換されているが、部分的にシラノール基が残っていてもよい。
シリカ前駆体は、化合物中にシラノール基を有し、すなわちＳｉＯｓ（ＯＨ）ｔ（ｓ、ｔは０以上の整数であり、ｓ＋ｔ＝４。）で表される構造を有する（ただし、該構造において、水酸基でない酸素原子は、別のケイ素原子と化学結合している。）と考えられ、該シリカ前駆体から脱水縮合反応によりシリカが形成される。
本発明においては、公知の湿式法を用いて光触媒膜形成用組成物を基材の表面に塗布し、図１のとおり、基材２０上に光触媒膜３０が形成された光触媒膜付き基材１０を形成できる。湿式法としては、たとえば、スプレーコート法、はけ塗り、手塗り、回転塗布、浸漬塗布、各種印刷方式による塗布、カーテンフロー、ダイコート、フローコート等の塗布方法が好ましく挙げられる。
光触媒膜形成用組成物を塗布した後、媒体の除去や光触媒膜の硬度を高めることを目的として、後処理を施すことが好ましい。前記後処理としては、室温における乾燥や加熱や、紫外線、電子線等の電磁波の照射、加熱等が挙げられる。加熱は基材の耐熱性を考慮して、５０〜７００℃、特に１００〜３５０℃の範囲で５〜６０分間行うことが好ましい。特に基材が有機樹脂などの耐熱性が低い材料である場合や基材中の低分子化合物が加熱により基材外に拡散する場合には、前記後処理として、紫外線、電子線等の電磁波の照射を行うことが好ましい。
本発明においては、光触媒膜形成用組成物の濃度、溶剤の種類、塗布条件、後処理条件等を調節することにより、得られる光触媒膜の厚さを制御できる。光触媒膜の厚さは、厚すぎると膜にクラックが入ったり、干渉縞が生じたり、傷が発生した場合にその傷が目立つという欠点があり、薄すぎると所望の光触媒性能が発揮されないおそれがある。光触媒膜の厚さは、経済性も考慮して、１０〜３００ｎｍが好ましく、特に１０〜１５０ｎｍが好ましい。
本発明に用いられる基材は、特に限定されない。基材の形状は平板に限らず、全面に、または、一部に曲率を有していてもよい。本発明において用いられる基材は、ガラス、有機樹脂等の透明な基材が好ましい。前記ガラスとしては、例えば、板ガラスや自動車用ガラスに主として用いられるソーダライムガラスが挙げられ、前記有機樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂が挙げられる。また、前記有機樹脂の強度を上げるため、樹脂の表面にシリコーンハードコートを施してもよい。また、基材として、ガラス、有機樹脂等の透明な基材を用いる場合には、その視認性の観点から、光触媒膜付き基材の可視光透過率（ＪＩＳ  Ｒ３１０６（１９９８年））が７０％以上であることが好ましい。
基材には前処理を施してもよい。前処理としては、プラズマ処理、コロナ放電、ＵＶ処理、オゾン処理等の放電処理、酸またはアルカリ等を用いた化学的処理、研磨材を用いた物理的処理等が挙げられる。前処理を行うことで、組成物の基材への濡れ性がよくなり、組成物が均一に塗布でき、形成された光触媒膜の基材への密着性を高めることができる。特に基材が有機樹脂の場合、前処理を行うことが好ましい。一般にプラスチックの改質に用いられる低圧水銀ランプ等による紫外線照射により行われる前処理は特に有効である。
また、これらの前処理および前述したような後処理は、得られる膜の性能を大きく左右することから、それぞれの処理条件を最適化する必要がある。例えば紫外線の照射による後処理により、脱水縮重合反応を進行させ膜の硬化を進めるとともに、基材表面と組成物との密着性をも向上させることができる。このように後処理により基材との密着性を向上させることができる場合には、前処理は必須ではない。必要以上に前処理をすることによりかえって基材を劣化させ性能低下をまねく場合もある。
本発明の光触媒膜付き基材は、その表面が親水性に優れ、かつ透明性に優れるため、輸送機器用物品、建築用物品等として好ましく用いられる。輸送機器用物品としては、電車、自動車、船舶、航空機等のボディー、窓ガラス、ミラー、各種表示素子用カバー板等が挙げられる。建築用物品としては、外壁、シーラント部分、窓ガラス、橋やトンネル等の構造物等が挙げられる。また他の用途として、照明用カバーガラス、遮音壁等が挙げられる。
本発明の光触媒膜付き基材は、その表面が親水性に優れるため、表面に付着した水滴が濡れ広がり、表面が曇らないという防曇性を有する。また、表面において有機汚れが分解される。さらに、表面への光照射によって、有機汚れの分解性能がさらに向上する。さらに、降雨により雨滴が表面を流れ落ちる際に汚れも同時に流れ落ちる（セルフクリーニング効果）。本発明の光触媒膜付き基材は、視界の確保、美観の保護またはメンテナンス費用の削減等の効果も期待できる。
本発明の光触媒膜形成用組成物から形成された光触媒膜は、従来のアルコキシシランであるＳｉ（ＯＲ）４（Ｒ：アルキル基）を加水分解して得られるＳｉＯｐ（ＯＨ）ｑ（ＯＲ）ｒ（ｐ、ｑは０以上の整数であり、ｒは１以上の整数であり、ｐ＋ｑ＋ｒ＝４。）で表される構造（ただし、該構造において、水酸基でない酸素原子は、別のケイ素原子と化学結合している。）を有する生成物を用いた組成物から形成された被膜よりも、親水持続性や汚れ分解性に優れる。
本発明の光触媒膜付き基材は、基材と光触媒膜との間に別の膜を設けてもよい。前記別の膜としては、例えば、アルカリバリア層（基材がアルカリ金属含有ガラスである場合、光触媒膜へのアルカリ金属の拡散を防止することを目的とした層）が挙げられる。
実施例
本発明を実施例（例１〜７、１０〜１２）、比較例（例８、９）により具体的に説明する。サンプルは、以下の方法を用いて評価した。評価結果を表１に示す。
［親水性］
サンプル作製直後の、光を照射していない初期の水の接触角を測定した。
［親水持続性］
サンプル作成直後からサンプルを光のあたらない環境に１週間保持した後、水の接触角を測定した。接触角は、２０°以下、さらには１０°以下であることが親水性維持の観点から好ましい。
［汚れ分解性］
作成直後のサンプルにオレイン酸を付着させ、水の接触角が７０°程度である汚れた表面を作り、その表面にブラックライト（中心波長３６５ｎｍ）を０．５ｍＷ／ｃｍ２の強度で６時間照射した後、水の接触角を測定した。接触角が１０°以下、さらには６°以下であることが防汚性の観点から好ましい。
［膜強度］
サンプルにテーバー磨耗試験（磨耗回数：１００回、荷重：４．９Ｎ。）を行い、磨耗試験前後におけるヘーズ値を測定（測定機器名：スガ試験機社製直読ヘーズコンピュータ）し、その変化量を求めた。変化量が３％以下であることが耐磨耗性の観点から好ましい。
［防汚性］
作成直後のサンプルを屋外に１ヶ月間曝露した後、汚れの程度（ほとんど汚れが目立たない：○、少し汚れが目立つ：△、かなり汚れが目立つ：×。）を肉眼で観察した。
［防曇性］
作成直後のサンプルに息を吹きかけ、曇りの有無（曇りなし：○、曇り発生：×。）を肉眼で観察した。
［例１］
ソーダライムガラス板（１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ３．５ｍｍ）を用意し、その表面を酸化セリウムで研磨し、蒸留水で洗浄した後に乾燥させ、前処理済ガラス板とした。
水の３７．５ｇにケイ酸ソーダ４号（商品名：日本化学工業社製。ＳｉＯ２：２３．３５質量％、Ｎａ２Ｏ：６．２９質量％。ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏのモル比：３．８３。）の１２．５ｇを添加し、さらに強酸性陽イオン交換樹脂（三菱化学社製、商品名「ＳＫ１ＢＨ」。）の３０ｇを添加して、１０分間室温で撹拌して脱塩ケイ酸ソーダ液（ケイ酸の１００質量部に対してナトリウムイオンは０．１２質量部。）を調整した。
また、２−プロパノールの３２．１ｇに、アナターゼ型酸化チタン微粒子（平均粒子径：５６ｎｍ。以下、光触媒Ａと記す。）の水分散液（固形分濃度：１０質量％。）の９ｇおよび脱塩ケイ酸ソーダ液の８．９ｇを添加し、さらに界面活性剤「Ｌ−７７」（商品名：日本ユニカー社製）を液量に対して１００ｐｐｍとなるように添加して、コート液１（ナトリウムイオン濃度は１２ｐｐｍ。）を得た。
得られたコート液１の２ｍＬを前記処理済ガラス板の表面に滴下し、スピンコート法により塗布した後、大気雰囲気中２００℃にて６０分間焼成し、厚さ８０ｎｍの光触媒膜を有するサンプルを得た。
［例２］
水の３６．０７ｇにケイ酸リチウム７５（商品名：日本化学工業社製。ＳｉＯ２：２１．５４質量％、Ｌｉ２Ｏ：１．４３質量％。ＳｉＯ２／Ｌｉ２Ｏのモル比：７．４９。）の１３．９３ｇを添加し、さらに「ＳＫ１ＢＨ」の３０ｇを添加して、１０分間室温で撹拌して脱塩ケイ酸リチウム液（ケイ酸の１００質量部に対してリチウムイオンは０．１３質量部。）を調整した。
また、２−プロパノールの３２．１ｇに、光触媒Ａの９ｇおよび脱塩ケイ酸リチウム液の８．９ｇを添加し、さらに「Ｌ−７７」を液量に対して１００ｐｐｍとなるように添加して、コート液２（リチウムイオン濃度は１３ｐｐｍ。）を得た。得られたコート液２を用いて、例１と同様にして、厚さ８３ｎｍの光触媒膜を有するサンプルを得た。
［例３］
２−プロパノールの３２．１ｇに、光触媒Ａの１０．５ｇおよび例１における脱塩ケイ酸ソーダ液の６．６９ｇを添加し、さらに「Ｌ−７７」を液量に対して１００ｐｐｍとなるように添加して、コート液３（ナトリウムイオン濃度は７ｐｐｍ。）を得た。得られたコート液３を用いて、例１と同様にして、厚さ８２ｎｍの光触媒膜を有するサンプルを得た。
［例４］
２−プロパノールの３２．１ｇに、光触媒Ａの４．５ｇおよび例１における脱塩ケイ酸ソーダ液の１５．６ｇを添加し、さらに「Ｌ−７７」を液量に対して１００ｐｐｍとなるように添加して、コート液４（ナトリウムイオン濃度は２３ｐｐｍ。）を得た。得られたコート液４を用いて、例１と同様にして、厚さ８３ｎｍの光触媒膜を有するサンプルを得た。
［例５］
例１において、「Ｌ−７７」の代わりに界面活性剤Ｑを用いた以外は、例１と同様にしてサンプルを得た。
［例６］
例１において、大気雰囲気中２００℃にて６０分間焼成する代わりに、大気雰囲気中３００℃にて３０分間焼成してサンプルを得た。
［例７］
例１において、大気雰囲気中２００℃にて６０分間焼成する代わりに、大気雰囲気中６５０℃にて５分間焼成してサンプルを得た。
［例８］（比較例）
エタノールの９０ｇにテトラメトキシシランの５ｇを添加し、１０分間撹拌した後、硝酸水溶液（１質量％）の５ｇを徐々に添加し、テトラメトキシシランの加水分解生成物Ｂを得た。
２−プロパノールの３２．１ｇに、光触媒Ａの９ｇおよび前記加水分解生成物Ｂの８．９ｇを添加し、さらに「Ｌ−７７」を液量に対して１００ｐｐｍとなるように添加して、コート液８（ナトリウムイオン濃度は０ｐｐｍ。）を得た。
得られたコート液８を用いて、例１と同様にして、厚さ８０ｎｍの光触媒膜を有するサンプルを得た。
［例９］（比較例）
２−プロパノールの３２．１ｇに、光触媒Ａの９ｇおよびケイ酸ソーダ４号（ケイ酸の１００質量部に対してナトリウムイオンは２６．９質量部。）の８．９ｇを添加したところ、沈殿物が発生しコート液にできなかった。
［例１０］
シリコーンハードコート付きポリカーボネート樹脂板（１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ５．０ｍｍ）を用意し、そのハードコート表面を蒸留水で洗浄した後に乾燥させ、前処理済ポリカーボネート板とした。
例１で得られたコート液１の２ｍＬを前記処理済ポリカーボネート板の表面に滴下し、スピンコート法により塗布した後、低圧ＵＶ照射装置（センエンジニアリング株式会社製ＰＬ７−２００）を用いランプと前記樹脂板との距離を２ｃｍとして、紫外線を５分間照射し、厚さ８０ｎｍの光触媒膜を有するサンプルを得た。ここでの紫外線とは、低圧水銀ランプによる２５３．７ｎｍと１８４．９ｎｍを主波長とする高エネルギーな紫外線（以降ＵＶ−Ｃと呼ぶ）を指す。
［例１１］
例１０において、シリコーンハードコート付きポリカーボネート樹脂板を洗浄、乾燥後、前述の低圧ＵＶ照射装置を用いてＵＶ−Ｃを２分間照射し、前処理済ポリカーボネート板とした以外は、例１０と同様にしてサンプルを得た。
［例１２］
例１０において、ＵＶ−Ｃを５分間照射する代わりに、メタルハライドランプ（アイグラフィックス株式会社製Ｍ０３−Ｌ３１）を用いランプと前記樹脂板との距離を１０ｃｍとして紫外線を５分間照射し、厚さ８０ｎｍの光触媒膜を有するサンプルを得た。ここでのメタルハライドランプとは、３００〜４５０ｎｍという、低圧水銀ランプより長波長の紫外線の出力が高いランプを指す。
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産業上の利用可能性
本発明によれば、基材の表面に優れた親水性を付与できる光触媒膜形成用組成物が得られる。また、本発明の光触媒膜形成用組成物を用いて、親水性に優れる光触媒膜が低温で形成でき、該光触媒膜付き基材の表面は親水性に優れる。さらに、本発明の光触媒膜形成用組成物を用いて形成された光触媒膜は、特に汚れ分解性に優れ、また、親水性の持続時間が長い。このため、表面は常に清浄に保たれる。
本発明の光触媒膜形成用組成物を用いて形成された、優れた親水性が付与された基材の表面は、流滴性、防曇性、防汚性、耐磨耗性に優れる。すなわち、基材の表面に親水性が付与されることで、基材の表面に付着する水滴が濡れ広がり、表面が曇らない。また、太陽光等の光が照射されることよってさらに汚れの分解（特に有機物の汚れの分解）が促進される。さらに、降雨等により水が物品の表面を流れ落ちる際に無機物の汚れも流れ落ちる（セルフクリーニング効果）。
【図面の簡単な説明】
図１：本発明の光触媒膜付き基材の一実施例を示す概略断面図。
符号の説明
１０：光触媒膜付き基材
２０：基材
３０：光触媒膜
【図１】
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【国際調査報告】
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