(57)【要約】【課題】ポリウレタン本体６ａの外面又はポリウレタン本体６ａに塗装した塗装膜６ｂの外面に対して接着力の高い光触媒のコーティング６ｃ又は空気触媒のコーティングを有するポリウレタン成型品６を製造することにある。【解決手段】上型１及び下型２からなる金型の成形面１ａ、２ａに離型剤を塗布する工程と、塗布した離型剤を拭き取りつつ均一に伸ばす工程と、成形面１ａ、２ａに塗布した離型剤の上に光触媒を塗布する工程と、成形面１ａ、２ａに塗布した光触媒の上に塗料を塗布する工程と、金型のキャビティ４にウレタン原料を注入する工程と、樹脂化したポリウレタン成型品６を金型から取り出す工程とからなる、表面に光触媒のコーティング６ｃを有するポリウレタン成型品６の製造方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型や樹脂型（以下単に「金型等」という。）において製品の外形を形作る面（以下単に「成形面」という。）に離型剤を塗布する工程と、成形面に塗布した前記離型剤の上に光触媒又は空気触媒（以下両方をまとめて「光空触媒」という。）を塗布する工程と、前記金型等のキャビティにウレタン原料を注入する工程と、樹脂化したポリウレタン成型品を前記金型等から取り出す工程とからなることを特徴とする、表面に光空触媒のコーティングを有するポリウレタン成型品の製造方法。
【請求項２】
金型等の成形面に離型剤を塗布する工程と、成形面に塗布した前記離型剤の上に光空触媒を塗布する工程と、さらに成形面に塗布した前記光空触媒の上に塗料を塗布する工程と、前記金型等のキャビティにウレタン原料を注入する工程と、樹脂化したポリウレタン成型品を前記金型等から取り出す工程とからなることを特徴とする、表面に光空触媒のコーティングを有するポリウレタン成型品の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載したポリウレタン成型品の製造方法において、成形面に離型剤を塗布した後に、前記離型剤を拭き取りつつ均一に伸ばす工程を行い、その後光空触媒を塗布する工程を行うことを特徴とする、表面に光空触媒のコーティングを有するポリウレタン成型品の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載したポリウレタン成型品の製造方法において、成形面の温度を摂氏４０〜５０度とした状態で製造することを特徴とする、表面に光空触媒のコーティングを有するポリウレタン成型品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金型又は樹脂型（以下単に「金型等」という。）を使用してポリウレタン成型品を製造する方法に係わり、特に成型品の最も外の面たる表面に光触媒又は空気触媒（以下両方をまとめて「光空触媒」という。）のコーティングを有するポリウレタン成型品を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酸化チタン類は光を受けてエネルギーの高い状態になり、菌や臭いや汚れなどの元になる有機物や、人に頭痛や吐き気やアトピー性皮膚炎やアレルギー類似の症状など、いわゆるシックハウス症候群を起こさせるホルムアルデヒド等の化学物質（以下、以上をまとめて「有害物質」という。）を分解して無害化する機能を有することから、酸化チタン類を含有するコーティング剤は光触媒と言われ、汚れ防止、抗菌、脱臭、シックハウス症候群の発生防止などの機能を持っている。
またリン酸チタニア化合物は光のエネルギーが届かない場所においても、空気さえあれば有害物質を分解して無害化する機能を有することから、リン酸チタニア化合物を含有するコーティング剤は空気触媒（無光触媒と言われることもある。）と言われ、汚れ防止、抗菌、脱臭、シックハウス症候群の発生防止などの機能を持っている。
従来には光触媒機能を有するポリウレタンフォームの発明があった（例えば、特許文献１参照。）。しかし係る発明は光触媒たるアナターゼ型酸化チタンをウレタン成型品の全体に分散させて含有させる発明である。ポリウレタン成型品の内部に含有する酸化チタン類は光触媒としての機能を発揮することはない。このため特許文献１の発明は高価なアナターゼ型酸化チタンを無駄に消費する問題がある。またウレタン成型品の表面に存在する酸化チタン類は僅かしかないため、特許文献１の発明には有害物質を分解する機能がほとんど得られない問題があった。
さらに従来には下塗層と上塗層とからなる、密着性の高い光触媒含有塗膜積層構造の発明があった（例えば、特許文献２、３参照。）。係る発明は光触媒を含む塗装組成物の発明である。実際に塗装してみると上塗層の中に光触媒が埋没してしまうため、特許文献２、３の発明には有害物質を分解する機能が僅かしか得られない問題があった。
現実的にはウレタン素材の色と異なる色彩の塗装を行う場合が多く、このような場合はウレタン素材の色が表面に現れないようにするために塗膜の厚い塗装を行う必要があるが、塗膜の厚い塗装を行うほど光触媒の効果が得られなくなる問題があった。
また、ポリウレタン成型品の外面に光触媒を塗装してコーティングを行ったところ、有害物質を分解する能力は充分得られたが、光触媒のコーティングの表面にセロテープ（登録商標以下同じ。）を貼り付けて引っ張った程度の力で、ポリウレタンの表面から光触媒のコーティングが剥がれてしまい、人が踏んだり触れたりするポリウレタン成型品に求められる程度の強い接着力を有していない問題があった。
【特許文献１】特開２０００−２９０４９６号公報
【特許文献２】特開２００１−  １１３７３号公報
【特許文献３】特開２００１−  １１３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記した従来技術の欠点を除くためになされたものでその目的とするところは、ポリウレタン成型品の中や塗装の上塗層の中に光触媒物質を混入する発明の有する、光触媒物質が埋没して表面に存在しない問題を解決するため、ポリウレタン成型品の表面に光空触媒のコーティングを行うことにある。
またポリウレタン成型品の外面に光触媒を塗装してコーティングを行う発明の有する、ポリウレタン成型品の外面と光触媒のコーティングとの間の接着力が弱い問題を解決して、ポリウレタン成型品の外面に対して強い接着力で接着する光空触媒のコーティングを行うことにある。
金型等を使用してポリウレタン成型品を製造するときには、金型等において製品の外形を形作る面（以下単に「成形面」という。）に離型剤を塗布して、成形後にポリウレタン成型品を金型等から取り出す作業を容易にする必要がある。この離型剤がポリウレタン成型品の外面に残っていることが、ポリウレタン成型品の外面と光触媒のコーティングとの間の接着力を弱くする原因の一つと思われる。
しかし離型剤を取り除くために有機溶剤を使用すると、離型剤を取り除くための余分な作業が必要となるだけでなく、ポリウレタン本体に塗装した塗装膜が有機溶剤によって色あせてしまったり、有機溶剤によって塗装膜が溶けてポリウレタン本体の外面にあるピンホールが露出して製品価値がなくなるなどの問題が生じる。
そこでポリウレタン成型品の外面と光空触媒との間又はポリウレタン本体の外面に塗った塗装膜と光空触媒との間に、離型剤を介在させない製造方法を得るため試行錯誤の実験を繰り返した。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
金型等の成形面に離型剤を塗布する工程と、塗布した離型剤を拭き取りつつ均一に伸ばす工程と、金型等のキャビティにウレタン原料を注入する工程と、樹脂化したポリウレタン成型品を金型等から取り出す工程とを有するポリウレタン成型品の製造方法とする。
また金型等の成形面に離型剤を塗布する工程と、塗布した離型剤を拭き取りつつ均一に伸ばす工程と、成形面に塗布した離型剤の上に光空触媒を塗布する工程と、成形面に塗布した光空触媒の上に塗料を塗布する工程と、金型等のキャビティにウレタン原料を注入する工程と、樹脂化したポリウレタン成型品を金型等から取り出す工程とを有するポリウレタン成型品の製造方法とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明により製造したポリウレタン成型品は、ポリウレタン本体に直接光空触媒をコーティングした場合も、ポリウレタン本体に塗装を行いその塗装膜の外面に光空触媒をコーティングした場合も、いずれの場合も光空触媒の表面にセロテープを貼り付けて引っ張る実験を行った結果、光空触媒のコーティングが剥がれることがなかった。さらにガムテープと言われる粘着力の強い丈夫なテープを貼り付けて引っ張る実験を行った結果、いずれの場合も光空触媒のコーティングは剥がれることはなかった。
ポリウレタン本体の外面と光空触媒との間、ポリウレタン本体の外面と塗料との間及び塗装膜の外面と光空触媒との間のいずれにも離型剤を介在させていないため、離型剤が接着力を阻害することを防ぐことができたものと思われる。
また光空触媒や塗料は乾くときに接する面に接着する力を持ち、ポリウレタンも樹脂化反応するときに接する面に接着する力を持っている。光空触媒とポリウレタンが直接接触する面では、互いに接着力を及ぼしながら光空触媒は乾燥しポリウレタンは樹脂化する。塗料とポリウレタンが直接接触する面では、互いに接着力を及ぼしながら塗料は乾燥しポリウレタンは樹脂化する。また塗料と光空触媒が直接接触する面では、互いに接着力を及ぼしながら塗料と光空触媒は乾燥する。このように互いの接着力を充分発揮させて製造したため強い接着力が得られたものと思われる。
従って本発明により製造した表面に光空触媒のコーティングを有するポリウレタン成型品は、人が踏んだり触れたりしても光空触媒のコーティングが剥がれることがなく、汚れ防止、抗菌、脱臭、シックハウス症候群の発生防止などの機能を発揮する耐久性の高い実用品を提供することが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
金型等の成形面に離型剤を塗布する工程と、成形面に塗布した離型剤の上に光空触媒を塗布する工程と、金型等のキャビティにウレタン原料を注入する工程と、樹脂化したポリウレタン成型品を金型等から取り出す工程とからなる、表面に光空触媒のコーティングを有するポリウレタン成型品の製造方法とする。
離型剤はスプレーガンを使用して吹き付けたり又は刷毛塗りなどにより成形面の全面に塗布する。離型剤を塗布するのは金型等と光空触媒のコーティングとの間で接着することを防ぐためである。剥離剤を均一に薄く成形面に塗布することができる場合は剥離剤を拭き取る工程は必要ない。
光空触媒としては酸化チタンを含む溶液タイプの光触媒やリン酸チタニア化合物を含む溶液タイプの空気触媒などが好ましく、細かく霧状に吹き付けるタイプのスプレーガンを使用して、コーティングの厚さを薄くして成形面全体になるべく均一に吹き付ける。光空触媒の種類によっては下塗り剤を塗布する必要のある場合があるが、この場合は光空触媒を離型剤に重ねて塗布した後に下塗り剤を塗布する。
ウレタン原料はポリイソシアネート、ポリオール、アミン化合物等の触媒、発泡剤、整泡剤などを含む２液タイプの原料を使用し、２液タイプの原料を混合攪拌した後に金型等のキャビティに流し込んだり圧力をかけたりして注入する。
流し込む場合は金型等を開いた状態で、下型の成形面の上に混合攪拌後のウレタン原料を流し込んだ後に金型等を閉じる。圧力をかけて注入する場合は金型等を閉じた状態で混合攪拌後のウレタン原料を注入する。
ウレタン原料はキャビティの中で泡化反応と樹脂化反応をする。おおよそ４〜６分の間に樹脂化するので、樹脂化した後に金型等を開いてポリウレタン成型品を取り出す。
【０００７】
金型等の成形面に離型剤を塗布する工程と、成形面に塗布した離型剤の上に光空触媒を塗布する工程と、さらに成形面に塗布した光空触媒の上に塗料を塗布する工程と、金型等のキャビティにウレタン原料を注入する工程と、樹脂化したポリウレタン成型品を金型等から取り出す工程とからなる、表面に光空触媒のコーティングを有するポリウレタン成型品の製造方法とする。
本発明は上記した発明に対して、光空触媒の上に塗料を塗布する工程を追加した点で異なるだけである。重複した記載を避けて光空触媒の上に塗料を塗布する工程について記載する。塗料としてはポリウレタン用の速乾性の塗料が好ましく、スプレーガンを使用して成形面全体になるべく均一に吹き付ける。
上記したいずれかのポリウレタン成型品の製造方法において、成形面に離型剤を塗布した後に、離型剤を拭き取りつつ均一に伸ばす工程を行い、その後光空触媒を塗布する工程を行うことを特徴とする、外面に光空触媒のコーティングを有するポリウレタン成型品の製造方法とする。
本発明は上記したいずれかの発明に対して、離型剤を拭き取りつつ均一に伸ばす工程を追加した点で異なる。重複した記載を避けて離型剤を拭き取りつつ均一に伸ばす工程について説明する。離型剤を布や紙などを使用して拭く工程を行うのは、余分な離型剤を取り除きながら均一な薄い離型剤の膜を金型等の成形面に形成させるためである。
上記したいずれかのポリウレタン成型品の製造方法において、成形面の温度を摂氏４０〜５０度とした状態で製造したことを特徴とする、表面に光空触媒のコーティングを有するポリウレタン成型品の製造方法とする。
金型等の成形面の温度を摂氏４０〜５０度に管理した状態で製造することにより、実際に密着力の高い光空触媒のコーティングが得られたからである。
【実施例１】
【０００８】
以下本発明の実施例１を図１〜図３に示し説明する。実施例１の金型は上型１と下型２がヒンジ３ａを中心として開閉可能に構成されている。上型１は合わせ面１ｃ側に開放する成形面１ａを有しており、上型１の内部には図示しないパイプ配管が設けられている。下型２は合わせ面２ｃ側に開放する成形面２ａを有しており、上型２の内部にも図示しないパイプ配管が設けられている。
上型１には給温水管１ｂが下型２には排温水管２ｂがそれぞれ連結しており、ヒーターで暖めた摂氏５０〜６０度の温水を給温水管１ｂに供給すると、温水は上型１の内部のパイプ配管を通過した後に連結管３ｂを通って下型２に流れ、下型２の内部のパイプ配管を通過した後に排温水管２ｂから流れ出てヒーターで再び暖められる。
このように構成することにより、金型の成形面１ａ、２ａの温度を摂氏４０〜５０度に管理しながらポリウレタン成型品６を製造する。
初めに離型剤を成形面１ａ、２ａに吹き付けた後に、きれいな布で離型剤を拭き取りながら均一に伸ばして、成形面１ａ、２ａの全体に薄い離型剤の膜ができるようにする。
続いて光触媒の溶液をスプレーガン５で吹き付けて、離型剤の上に重ねて成形面１ａ、２ａの全面に光触媒のコーティングを行う。光触媒としては株式会社フクシン（住所  千葉県市川市広尾１−６−３２  電話番号０４７−３５７−７２６１）の商品名「Ｋ２フラッシュ」を使用した。このときスプレーガン５の選定に留意し、光触媒の溶液を可能な限り細かい霧にして薄く均一に吹き付けることが好ましい。実施例１では単位面積１平方メートルあたり２．５〜３グラムのＫ２フラッシュを吹き付けた。
その後速乾性のウレタン用の塗料をスプレーガンで吹き付けて、光触媒に重ねて成形面１ａ、２ａの全面に塗装を行う。続いて２液タイプのウレタン原料を混ぜて攪拌したものを、下型２の成形面２ｂの上に流し込んで、上型１を閉じて合わせ面１ｃと合わせ面２ｃを密着させて型締めする。
このようにすると上型の成形面１ａと下型の成形面２ａにより挟まれたキャビティ４が構成され、ウレタン原料はキャビティ４の中で泡化反応と樹脂化反応を行い。４〜６分の間にキャビティ４に合致した形状になって樹脂化する。樹脂化した後に上型１を開いてポリウレタン成型品６を取り出す。
【０００９】
ポリウレタン成型品６はポリウレタン本体６ａの外面に塗装膜６ｂと光触媒のコーティング６ｃが構成されていて、表面に光触媒のコーティング６ｃを有している。
光触媒のコーティング６ｃの表面に粘着力の強いガムテープを貼り付けて引っ張ったところ、光触媒のコーティング６ｃは剥がれることはなかった。この程度の強さの接着力を有していれば人が踏んだり触れたりする部品や部分に使用したときに、通常の使用状態において光触媒のコーティングが剥がれることはない。
光触媒のコーティング６ｃを有するポリウレタン成型品６による有害物質分解効果の測定については、香川大学の材料創造工学科に依頼して「蛍光有機化学物質の分解実験」により確認した。実験では光触媒のコーティング６ｃ面に蛍光有機化学物質（７−アミノ−４−メチルクマリン）の水溶液を付着させて、４８時間タングステン光源を用いて光照射した後に、表面に残った蛍光有機化学物質を抽出して最初に付着した量と比較した。
蛍光有機化学物質の分解実験の結果、光照射前に付着させた蛍光有機化学物質の量に対して光触媒のコーティング６ｃ面に残っていた蛍光有機化学物質の量は１６％であった。この実験結果から実施例１の光触媒のコーティング６ｃは４８時間の光照射により８４％の蛍光有機化学物質を分解したと評価されている。  
【産業上の利用可能性】
【００１０】
本発明は、ポリウレタン成型品を製造販売する産業で利用される。また住宅の壁面や風呂場などのタイル材として使用すると、殺菌、脱臭、坊汚、シックハウス症候群などの発生を防ぐ効果があるので、住宅建築産業などで利用される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】金型の成形面に光触媒を吹き付ける状態の断面図である。
【図２】上型と下型を合わせてキャビティを構成した状態の断面図である。
【図３】上型を開いてポリウレタン成型品を取り出した状態の断面図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  ：上型                    １ａ：成形面                １ｂ：給温水管
１ｃ：合わせ面                ２  ：下型                  ２ａ：成形面
２ｂ：排温水管                ２ｃ：合わせ面              ３ａ：ヒンジ
３ｂ：連結管                  ４  ：キャビティ            ５  ：スプレーガン
６  ：ポリウレタン成型品      ６ａ：ポリウレタン本体      ６ｂ：塗装膜
６ｃ：光触媒のコーティング    
【図１】
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【図２】
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【図３】
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