(57)【要約】【課題】常温硬化型の光触媒塗料の触媒反応と硬膜形成を阻害することなく、疎水性物質を融合して塗膜の耐水性を増し、それによって光の干渉縞が生じない無色透明な塗膜を形成する光触媒塗料を提供する。【解決手段】本発明の光触媒塗料は、二酸化チタンと、二酸化ケイ素およびメチルメトキシシロキサンを含む常温硬化型である。この光触媒塗料を建造物又は，ガラスを含む建築材料の表面に塗布し乾燥した塗膜は無色透明で耐水性があり、可視光線に対して光の干渉縞が生じない。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化チタンと、二酸化ケイ素およびメチルメトキシシロキサンを含むことを特徴とする常温硬化型の光触媒塗料。
【請求項２】
建造物又は，ガラスを含む建築材料の表面に塗布して形成された無色透明な塗膜が、乾燥後に可視光線に対して光の干渉縞を生じないことを特徴とする請求項１記載の光触媒塗料。
【請求項３】
４８時間以上の乾燥を経た後の塗膜が、鉛筆硬度９Ｈを呈することを特徴とする請求項１または請求項２記載の光触媒塗料。
【請求項４】
前記塗膜面上に付着した水滴が塗膜面となす接触角が、前記塗膜に太陽光を５時間照射しても、２８〜４２°に保つことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光触媒塗料。
【請求項５】
ガラスの表面に塗布し乾燥した後における塗膜が、１０００時間の水中浸漬によっても、鉛筆硬度７Ｈを保つことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光触媒塗料。
【請求項６】
前記光触媒塗料は、二酸化チタンを０．４〜１．０重量％、二酸化ケイ素を０．５〜１．０重量％、およびメチルメトキシシロキサンを０．６〜４．０重量％の組成を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光触媒塗料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建造物又は建築材料，例えば透光性ガラスの表面を保護し、防菌防汚を目的に使用する、無色透明な耐水性塗膜を形成する光触媒塗料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の常温硬化型の光触媒塗料は、耐水性がなく、水に長時間接すると塗膜が加水分解し剥がれてしまうという欠点があった。光触媒塗料の塗布面に波長４００ナノメートル以下の紫外線が当たると光触媒反応が起き、酸化還元作用により、表面の吸着した水を安定させている疎水分子が分解されるので親水性の塗膜になる。親水性の塗膜は、水と馴染み易く接触面積も大きいため加水分解が起きやすい。そのため従来の光触媒塗料を塗布した物体を水中に２４時間以上浸すと、塗膜の加水分解が進み硬度が低下するとともに白濁し透明度を失う。塗膜の硬度が鉛筆硬度Ｂ以下に低下すると塗布面を指でこすっただけで剥がれるので、実用的見地からは水と接する部分には常温硬化型の光触媒塗料を使用することができなかった。また従来の光触媒塗料をガラス面に形成した塗布面には、虹色の干渉縞が発生し、美観を損ねているのが実情であった。
【０００３】
本発明に関連する先行技術はつぎのとおりである。（１）特開昭６０−１８７３２２発明の名称「廃棄物の浄化方法」。（２）特開平４−１７４６７９発明の名称「光反応性有害物質除去剤及びこれを用いる有害物質除去方法」。（３）特開平６−２７８２４１発明の名称「建築材料」。（５）特開平７−５１６４６発明の名称「固体表面の汚れ浄化方法」。（６）特願平１１−７６２８５発明の名称「超耐水性光触媒塗料」。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
常温硬化型の光触媒塗料の塗膜が劣化する最大の原因は加水分解による。本発明は常温で硬化する光触媒塗料に疎水性物質を配合し、塗膜が水に馴染みにくくすることにより加水分解を防ぐものである。本発明は常温硬化型の光触媒塗料の触媒反応と硬膜形成を阻害することなく、疎水性物質を融合して耐水性を増し、それによって光の干渉縞が生じない無色透明な塗膜を形成持続する光触媒塗料を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、二酸化チタンと、二酸化ケイ素およびメチルメトキシシロキサンを含む常温硬化型の光触媒塗料である。この光触媒塗料を建造物又は，ガラスを含む建築材料の表面に塗布し乾燥した塗膜は無色透明で耐水性があり、可視光線に対して光の干渉縞が生じない。
【０００６】
本発明の光触媒塗料は耐水性に優れ、４８時間以上の乾燥を経た後の塗膜が、鉛筆硬度９Ｈを呈し、太陽光を５時間照射しても塗膜面上に付着した水滴が塗膜面となす接触角が２８〜４２°に保たれるため超親水性を呈することがなく、さらには１０００時間の水中浸漬によっても、塗膜の鉛筆硬度は７Ｈを保たれる。
【０００７】
本発明の光触媒塗料の組成は、二酸化チタン０．４〜１．０重量％（以下において単に％と記すこととする。）、二酸化ケイ素０．５〜１．０％、およびメチルメトキシシロキサン０．６〜４．０％である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の光触媒塗料は、二酸化チタンと二酸化ケイ素を混合アルコールに分散担持させた液にエチルシリケートとシランカップリング剤およびメチルメトキシシロキサンを配合して構成される。本発明の光触媒塗料を、透光性のガラスに塗布しても、乾燥して形成される塗膜は常温で硬化し光の干渉縞を生じない。しかもこの塗膜は、表面に付着した水滴との間に大きな接触角を形成することから、優れた耐水性を有することが判る。
【０００９】
特にラスタータイルの表面にプライマー（Ｇ）を塗布し，その上に本発明の光触媒塗料を塗布すると全く干渉縞が発生しない．
【００１０】
さらに、二酸化チタンおよびメチルメトキシシロキサンの配合比率を変えることにより、光触媒塗料の塗膜の硬度、光触媒反応の強弱、塗膜と水滴との接触角を自由に制御することができる。
【００１１】
以下の配合によって、本発明の光触媒塗料を得ることができる。
二酸化タチン               ０．４〜１．０％
二酸化ケイ素               ０．５〜１．０％
メタノール                 ２０〜４０％
メチルメトキシシロキサン  ０．６〜４．０％
硝酸                      ０．０１〜０．３％
純水                      ２．０〜４．０％
エタノール                残余
【００１２】
以下に、実施例をもって本発明をさらに説明する。
【実施例１】
二酸化タチン０．５％、二酸化ケイ素０．５％、メチルメトキシシロキサン０．６％のほか、メタノール、硝酸、エタノールおよび純水を前記に沿った配合とした光触媒塗料を調製した。
【００１３】
前記調製による光触媒塗料をガラス表面に塗布し、常温で４８時間乾燥させて試料とした。塗膜は４８時間の常温乾燥で硬化しており、ＪＩＳ Ｋ５４０４規格の硬度測定により鉛筆硬度９Ｈを呈した。さらに試料表面、すなわちガラスと塗膜の界面および塗膜表面でのそれぞれの反射光による干渉縞は観察されない。この本実施例による試料に水を滴下し、試料表面と水滴の接触角を測定した。接触角は協和接触角計ＣＡ−Ａ型（協和界面科学（株）社製）を用いて測定し、３点測定平均値による測定方法を採用した。その結果接触角は４８〜７６゜であった。つぎに太陽光を５時間照射した後の試料に水を滴下し、同様にガラス表面と水滴の接触角を測定した結果は２８〜４２゜であった。この結果から、本実施例による光触媒塗料を塗布した時点での試料表面は疎水性であるが、太陽光を５時間照射した結果親水性に変化したことが判る。
【００１４】
本実施例の光触媒塗料の塗布面に付着した水は水玉になる。しかし、光の照射により、塗布面の吸着水を安定させている疎水分子が分解されるため、試料の表面に付着した水玉を支持する要因がなくなり、不安定になる。その結果、わずかな傾斜や振動で、水玉は塗膜表面から滑落するので塗布面に水滴や汚物が付着しにくくなる。
【００１５】
【実施例２】
二酸化タチン０．９％、二酸化ケイ素０．９％、メチルメトキシシロキサン４．０％のほか、メタノール４０％、硝酸０．０１％、純水３％およびエタノール（残余）を配合とする光触媒塗料を調製した。
【００１６】
本実施例による光触媒塗料をガラスに塗布し、前記実施例１と同様の測定を行った。本実施例の塗膜は透明度が高いほかは、実施例１と同様の結果を得た。
【００１７】
さらに本実施例による光触媒塗料を４ｃｍ×４ｃｍの合板に塗布した試料を２組製作した。この試料にＪＩＳＺ２９１１規格のカビ抵抗性試験を実施した。試料を直径１５ｃｍの殺菌済シャーレに分注した寒天培地に接地して、カビの混合胞子分散液を接種した後、温度２４〜２６℃、湿度９５±５％の条件で培養した。一方の試料は遮光し、他方の試料には２０ワットの蛍光灯の光を照射（紫外線強度１μｗ）して、それぞれ３０日間培養した。その結果、遮光して培養した試料には１週間で大量のカビが繁殖した。
【００１８】
光を照射しながら培養した試料には３０日経過後もカビは全く繁殖しない。しかも試料の周囲には１〜１．５ｃｍの幅で接種した菌が繁殖することができない阻止帯が形成されている。光触媒反応により生じたＯＨラジカルによる抗菌力が試料の周囲に作用している。塗膜の物性を疎水性にしても反応による殺菌力が低下せず、抗菌防汚機能は阻害されず、作用していることが証明された。
【００１９】
なお、二酸化チタンを０．４％未満、または二酸化ケイ素を０．５％未満とした組成の場合には十分な光触媒効果が得られない。１．０％を超える二酸化チタンあるいは２．０％を超える二酸化ケイ素を含む組成とすると塗膜の硬度が低下しキズが付きやすく簡単に破れる。さらにメチルメトキシシロキサンは光触媒塗料の塗膜の硬度、光触媒反応の強弱、塗膜と水滴との接触角の保持に寄与する。メチルメトキシシロキサンの組成が０．６％未満、または６．０％を超えると、これらの特性を十分に得ることが困難である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光触媒塗料は、常温で硬化し、耐水性のある無色透明な硬膜を形成するため、剥がれにくく風・雨による劣化と損傷を防ぐ。塗膜は無色透明なため建造物又は，ガラスを含む建築材料に適用することが可能で、その場合でも光の干渉縞が生じることがない。塗膜の透明度を保つことにより表面に照射された光を光触媒反応に効率よく利用できるため、酸化還元反応による有機物を分解する効果が持続し、汚物と微生物の付着を防止して、環境を浄化する。