(57)【要約】  【課題】光触媒機能を十分に発揮でき、外観においても優れた光触媒塗膜を形成できる、光触媒塗膜を形成する方法及びその方法に使用する光触媒塗膜形成液を提供する。  【解決手段】本発明に係る光触媒塗膜形成方法では、塗膜形成液をインクジェットにより噴出させて被覆対象物に吹き付ける。該塗膜形成液は、酸化チタン水溶液、酸化チタン溶液、ペルオキソチタン酸溶液、ペルオキソ改質アナターゼゾル又はアナターゼ改質ゾルの何れかに表面張力調整剤を添加して得られたものであることが好ましく、また、該被覆対象物に応じた粒径と密度で吹き付けられることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗膜形成液をインクジェットにより噴出させて被覆対象物に吹き付けることを特徴とする光触媒塗膜形成方法。
【請求項２】
該塗膜形成液は、酸化チタン水溶液、酸化チタン溶液、ペルオキソチタン酸溶液、ペルオキソ改質アナターゼゾル又はアナターゼ改質ゾルの何れかに、表面張力調整剤を添加して得られたものである請求項１に記載の光触媒塗膜形成方法。
【請求項３】
該塗膜形成液に、シリカ、銅、亜鉛、白金、防カビ剤、スメクタイト、アルコール類の何れか一種又は二種以上の添加物が添加されている請求項２に記載の光触媒塗膜形成方法。
【請求項４】
該塗膜形成液に潤滑剤が添加されている請求項２又は３に記載の光触媒塗膜形成方法。
【請求項５】
該塗膜形成液は、該被覆対象物に応じた粒径と密度で吹き付けられる請求項１、２、３又は４の何れか一つの項に記載の光触媒塗膜形成方法。
【請求項６】
酸化チタン水溶液、酸化チタン溶液、ペルオキソチタン酸溶液、ペルオキソ改質アナターゼゾル又はアナターゼ改質ゾルの何れかに、表面張力調整剤が添加されていることを特徴とする塗膜形成液。
【請求項７】
シリカ、銅、亜鉛、白金、防カビ剤、スメクタイト、アルコール類の何れか一種又は二種以上の添加物が添加されている請求項６に記載の塗膜形成液。
【請求項８】
潤滑剤が添加されている請求項６又は７に記載の塗膜形成液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築用資材等、屋内外で使用される材料の表面に、光触媒塗膜を形成する方法及びその方法に使用する光触媒塗膜形成液に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、防汚機能、脱臭機能、抗菌機能等に優れた光触媒塗膜は、様々な物品への応用が試みられており、そのための方法も提案されている。例えば、特開平９−７１４１８号公報に開示されているチタニア膜形成法は、それまで光触媒塗膜の形成に採用されてきた酸化チタン粉末を塗布する方法や、プラズマ溶射、或いはスパッタ法などの問題点を解決するもので、特徴的なチタニア膜形成用溶液を使用してそれまでのものよりも比較的密度の高い密着性に優れた結晶性チタニア膜を低温で形成することができるため、その応用範囲を広げることが可能となる。また、特開平１０−６７５１６号公報に開示されているアナターゼ分散液を用いた塗膜形成方法によれば、それまでのものよりも高密度の密着性に優れたアナターゼ膜を低温で形成でき、やはり、この方法によっても、その応用範囲を広げることができる。
【０００３】
更に、上記チタニア膜形成用溶液やアナターゼ分散液については、改良の提案がなされており、例えば、特開２００１−４８５３８号公報には、安定性にすぐれたチタン酸化物形成用溶液が開示されている。
【特許文献１】特開平９−７１４１８号公報
【特許文献２】特開平１０−６７５１６号公報
【特許文献３】特開２００１−４８５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光触媒塗膜を様々な物品に応用するにあたり、従来の建築材料等への使用とは異なる要請がなされており、その要請として外観の向上がある。そこで、仕上がり後の外観を考慮した塗膜形成方法が必要となっているが、上記従来技術はいずれも、光触媒塗膜を形成するための液剤に関するものであり、それら液剤を使用してどのように塗膜を形成するのか、具体的な工法について開示されていなかった。また、塗膜を形成する対象物に液剤を塗装する方法として、グラビア印刷方式、ローラー方式、ディップ（どぶ付け）方式或いは吹きつけ方式等の一般的な塗装方法を適用すると、以下のような問題があった。
【０００５】
グラビア印刷方式及びローラー方式の場合、まず、均一に塗ることが難しく、ムラができてしまい、外観に問題があった。また、壁紙に関しては、光触媒膜形成（光触媒加工）の後に凹凸をつけること、逆に凹凸をつけた後に光触媒加工することが困難であった。
ディップ方式の場合、触媒膜が乱反射し干渉縞(虹いろ)が生じるという問題があった。そのため、外観が重視される素材には不向きであった。
吹きつけ方式の場合、吹付け面に対して、重なって吹き付けする部分が出来てしまい、ムラ無く均一に加工するのは困難であった。そのため、やはり、外観に問題があった。
以上のように、上記一般的な塗装方法では、いずれも、形成された塗膜の外観に問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、光触媒機能を十分に発揮でき、外観においても優れた光触媒塗膜を形成できる、光触媒塗膜を形成する方法及びその方法に使用する光触媒塗膜形成液を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光触媒塗膜形成方法は、塗膜形成液をインクジェットにより噴出させて被覆対象物に吹き付けることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、塗膜形成液とは、被覆対象物（塗膜を形成する対象）に塗布すると、溶媒が蒸発し、光触媒粒子が被覆対象物の表面に残存して膜を形成する機能を備える液剤をいうものとする。そして、塗膜形成液として、特に、本発明に係る塗膜形成液が、すなわち、酸化チタン水溶液、酸化チタン溶液、ペルオキソチタン酸溶液、ペルオキソ改質アナターゼゾル又はアナターゼ改質ゾルの何れかに、表面張力調整剤を添加して得られたものが好適である。
【０００９】
なお、表面張力調整剤とは、塗膜形成液の表面張力を低下させる機能を有するもので、塗膜形成液がインクジェットのノズルに付着して閉塞させることを防止する目的で使用され、例えば、ノルマルプロパノールやアルコール類が好適である。
【００１０】
該塗膜形成液は、シリカ、銅、亜鉛、白金、防カビ剤、スメクタイト、アルコール類の何れか一種又は二種以上の添加物が添加されたものであってもよい。
【００１１】
また、該塗膜形成液は、潤滑剤が添加されたものであってもよい。なお、潤滑剤は、塗膜形成液とインクジェット装置各部との間の摩擦を低減し、それら各部の損耗を防止する目的で使用されるもので、例えば、グリセリンが挙げられる。
【００１２】
更に、該塗膜形成液は、該被覆対象物に応じた粒径と密度で吹き付けられることが好ましい。粒径と密度は、例えば、被覆対象物がＰＥＴフィルムの場合、粒径が５〜１０ｎｍ、密度が０．００４〜０．０１ｋｇ／ｍ３と、被覆対象物が壁紙の場合、粒径が５〜１００ｎｍ、密度が０．００４〜０．０２ｋｇ／ｍ３となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる光触媒塗膜形成方法によれば、インクジェットを利用することで、まず、外観に優れたムラの無い塗膜を形成することが可能となる。また、従来の塗装方法ではその調整が不可能であった吹き付け密度を自由に調整することが可能となるため、光触媒塗膜の被覆対象物の性質に応じた最適の吹き付け状態とすることができる。更に、インクジェットから噴出する塗膜形成液の粒径を被覆対象物に応じた最適の粒径とすることで、光触媒粒子を被覆対象物の表面に最適の状態で配置することができる。光触媒粒子が最適の状態で配置された、しかもムラのない光触媒塗膜は、その機能を最大限に発揮するため、この形成方法によれば、光触媒機能を十分に発揮でき、外観においても優れた光触媒塗膜を形成することが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係る塗膜形成液を使用することにより、インクジェットにおいて液剤の表面張力に起因する詰まりを生じさせることなく、塗装された基材表面に、光触媒粒子が構成する光触媒塗膜を良好な状態で形成することができる。
【００１５】
更に、使用する塗膜形成液に添加剤を添加することで、光触媒機能と定着力の向上を図ることができる。更にまた、潤滑剤を添加することでインクジェット装置各部の損耗等の防止を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を具体的な例によって説明する。ただし、本発明は以下に示す具体例に何ら限定されるものではない。
【００１７】
「実施例１」
酸化チタン粒子を含有するゲル状体に熱処理して得た液剤、すなわち、アナターゼ改質ゾルである竹ャコート（製品名、竹ャ（個人商店：大阪市天王寺区上本町）製）に、表面張力調整剤としてノルマルプロパノールを２０％重量部添加し、塗膜形成液を得た。この塗膜形成液を、ノズル径２０μｍのインクジェットで、ＰＥＴフィルム基板に吹き付け塗装し（塗装面は３００ｍｍ×２１０ｍｍ）、乾燥させ、塗膜を形成した。なお、噴出させる塗膜形成液の粒径は５〜１０ｎｍである。また、吹き付け密度は、０．００８ｋｇ／ｍ３とした。また、インクジェット装置は、ＢＪＣ−５０ｖ（製品名、キャノン株式会社製）のカートリッジ部分を改良したものを使用した。図４に、本実施例で使用したインクジェット装置における改良部分を模式的に示す。図４に示すように、使用したインクジェット装置のカートリッジ部１のスポンジは、吸水性に優れたウレタンスポンジ２に変え、そのウレタンスポンジ２に塗膜形成液の供給管３を接触させ、ノズル４に塗膜形成液を連続供給できる構造とした。なお、塗膜形成液のウレタンスポンジに対する供給量は、５０ｃｃ／回である。
「実施例２」
実施例１における吹き付け密度のみを変え、その他の条件は同じとして、同様に塗膜を形成した。なお、吹き付け密度は実施例１の７０％とした。
「実施例３」
実施例１における吹き付け密度のみを変え、その他の条件は同じとして、同様に塗膜を形成した。なお、吹き付け密度は実施例１の４０％とした。
【００１８】
上記各実施例について、まず、ゴバン目テープ密着性試験の要領に従って密着性検査を行った。その結果、いずれの塗膜についても、十分な密着性を有することが確認された。
【００１９】
次に、インク分解試験を実施した。この試験では、塗膜上にパイロット社製赤インキを純水で２００倍に希釈した溶液を塗布し、紫外線を照射し始めてから色が消失するまでの時間を計測することにより、インク分解能を測定した。その結果、消失までに要する時間は、実施例１で１０分、実施例２で１５分、実施例３で２５分となり、いずれも、実用上に問題ない分解機能を有することが確認できた。
【００２０】
次に、上記各実施例の塗膜について、その表面状態のＳＥＭ像を撮影した。この際の撮影条件は加速電圧２０ｋＶとした。図１は実施例１のＳＥＭ像、図２は実施例２のＳＥＭ像、図３は実施例３のＳＥＭ像である。これらの映像から、上記各実施例の塗膜は、緻密で表面状態が極めて良いものとなることが確認できた。ただし、目視では、実施例２及び実施例３の塗膜はその外観が良好であるものの、実施例１の塗膜の外観がやや劣る印象を受けた。これは、後述のように、基板に起因するものであり、ＰＥＴフィルムの場合、密度はあまり高くないことが好ましいことも確認できた。
【００２１】
「実施例４」
実施例１における基材を壁紙とし、その他の条件は同じとして、実施例１と同様に塗膜を形成した。
「実施例５」
実施例２における基材を壁紙とし、その他の条件は同じとして、実施例２と同様に塗膜を形成した。
「実施例６」
実施例３における基材を壁紙とし、その他の条件は同じとして、実施例３と同様に塗膜を形成した。
【００２２】
実施例４、５、６について、実施例１、２、３と同様に、密着性検査及びインク分解試験を行った。その結果、実施例４、５、６の塗膜についても、十分な密着性を有し、また、実用上に問題ない分解機能を有することが確認できた。なお、インクの分解に要する時間は、実施例４が８分、実施例５が１２分、実施例６が１８分であった。
【００２３】
また、実施例４、５、６の塗膜について、表面状態のＳＥＭ像の撮影は行わないものの、目視では、いずれもその外観が良好であることが確認された。この結果、壁紙を基材とする場合、密度を高くしてもその外観は良好となることが確認された。
【００２４】
なお、吹き付け密度は、高くなると機能が向上するという利点がある反面、製品として仕上げるために要する塗膜形成液の量も多くなり、コストが増大するという問題点がある。また、実施例１、２、３のように、同じ基材であっても、吹き付け密度の違いにより仕上がり具合（外観）が異なるものもある。そのため、吹き付け密度は、製品に必要とされる機能、コスト、好ましい外観を得るための限界点などを考慮し、基材に応じて適宜変更することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例１のＳＥＭ像である。
【図２】実施例２のＳＥＭ像である。
【図３】実施例３のＳＥＭ像である。
【図４】インクジェット装置の改良部分を模式的に示すカートリッジ部断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    カートリッジ部
２    ウレタンスポンジ
３    供給管
４    ノズル
【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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