(57)【要約】【課題】  基材に光触媒微粒子を含む膜を被覆するときに用いる光触媒分散液及びその製造方法を提供する。【解決手段】  光触媒分散液が、光触媒用ディスパージョンと、樹脂溶液と、を混合した分散液からなる。光触媒分散液は、光触媒用ディスパージョンを製造する工程と、光触媒用ディスパージョンに水を加え粘度を調整する工程と、粘度を調整した光触媒用ディスパージョンにフッ素樹脂溶液を加え撹拌し分散させる工程とからなっていればよい。光触媒として酸化チタン、樹脂としてフッ素樹脂を用いれば、酸化チタン光触媒を含有させたフッ素樹脂層を形成するための、分散性と経時安定性のよい分散液を提供できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒用ディスパージョンと、
樹脂溶液と、
を混合した分散液からなることを特徴とする、光触媒分散液。
【請求項２】
前記光触媒用ディスパージョンが、少なくとも、光触媒と、水と、有機系分散剤と、からなることを特徴とする、請求項１に記載の光触媒分散液。
【請求項３】
前記光触媒は、少なくとも、酸化チタン（ＴｉＯ2 又はＴｉＯ3 ）からなることを特徴とする、請求項１または２に記載の光触媒分散液。
【請求項４】
前記有機系分散剤は、ポリアクリル酸系分散剤、ポリカルボン酸系分散剤、リン酸系分散剤の何れかであることを特徴とする、請求項２に記載の光触媒分散液。
【請求項５】
前記樹脂溶液がフッ素樹脂溶液であり、該フッ素樹脂溶液は、少なくともフッ素樹脂ディスパージョンと界面活性剤とからなることを特徴とする、請求項１に記載の光触媒分散液。
【請求項６】
前記フッ素樹脂溶液が、ＦＥＰ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡの何れか一つを含むことを特徴とする、請求項５に記載の光触媒分散液。
【請求項７】
前記光触媒は、前記フッ素樹脂の重量に対し１０〜６０重量％であることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の光触媒分散液。
【請求項８】
光触媒用ディスパージョンを製造する工程と、
該光触媒用ディスパージョンに水を加え粘度を調整する工程と、
上記粘度を調整した光触媒用ディスパージョンにフッ素樹脂溶液を加え撹拌し分散させる工程と、
からなることを特徴とする、光触媒分散液の製造方法。
【請求項９】
前記光触媒用ディスパージョンを製造する工程が、水に少なくとも有機系分散剤を混合し撹拌し水溶液とする工程と、該水溶液に光触媒微粒子をさらに混合して、ミルを用いて撹拌することにより分散させる工程と、からなることを特徴とする、請求項８に記載の光触媒分散液の製造方法。
【請求項１０】
前記ミル分散工程において、ビーズミルを用いることを特徴とする、請求項９に記載の光触媒分散液の製造方法。
【請求項１１】
前記光触媒用ディスパージョンが、少なくとも、光触媒と、水と、有機系分散剤と、からなることを特徴とする、請求項８または９に記載の光触媒分散液の製造方法。
【請求項１２】
前記光触媒は、少なくとも、酸化チタン（ＴｉＯ2 又はＴｉＯ3 ）からなることを特徴とする、請求項８、９、１１の何れかに記載の光触媒分散液の製造方法。
【請求項１３】
前記有機系分散剤は、ポリアクリル酸系分散剤、ポリカルボン酸系分散剤、リン酸系分散剤の何れかであることを特徴とする、請求項１１に記載の光触媒分散液。
【請求項１４】
前記樹脂溶液がフッ素樹脂溶液であり、該フッ素樹脂溶液は、少なくともフッ素樹脂ディスパージョンと界面活性剤とからなることを特徴とする、請求項８に記載の光触媒分散液の製造方法。
【請求項１５】
前記フッ素樹脂溶液が、ＦＥＰ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡの何れか一つを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の光触媒分散液の製造方法。
【請求項１６】
前記光触媒は、前記フッ素樹脂の重量に対し１０〜６０重量％であることを特徴とする、請求項１１、１２の何れかに記載の光触媒分散液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒分散液及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光触媒微粒子は各種の材料の表面に被覆されて、日光に含まれる紫外線に照射されたときの光触媒作用による表面の防汚などに利用されつつある。
このような光触媒をガラス基板に付着させるバインダ（結合剤）として、例えば、溶媒中に、バインダとなる非酸化性高分子材料と酸化チタン微粒子を混合した組成が知られている（特許文献１参照）。この文献においては、バインダとしてシリコーン樹脂などの非酸化性高分子、多孔質材のアルミナ及びシリカ、コロイド状の酸化錫やこれらの材料の混合物を使用している。このバインダは、従来のプラスティックや繊維のように加熱しシンターさせて被覆するための熱工程が必要であった材料にも、乾燥や、低温加熱（キュア）だけで、材料の表面に被覆できることが開示されている。
【０００３】
野球場，催し場などのドームやサッカースタジアム，テント倉庫，体育館，商業施設などの膜構造物や、軒出テント，トラック幌，養生シートなどに使用される基材や、防雨服，カバン，椅子などに使用される防水布、ベルトコンベア，タイミングベルトなど機械用の繊維補強樹脂の基材には、透光性や防汚性を確保するために、ほぼ透明または無色透明な表面処理剤で被覆されている。
なお本明細書で基材とは、上記各種の製品自体又はこれらの製品に用いられる材料を含む概念であり、材料（素材）の表面に表面処理剤を被覆した状態又は被覆する前の状態のものを含む概念として用いている。これらの基材の表面においては、基材となる膜や繊維の彩色や透光性能を損なわないように、また、防汚性などを確保するために、ほぼ透明または無色透明な表面膜が使用されていた。
近年、このような膜構造物に使用される膜構造材として、例えば、ガラス繊維等からなる繊維布を基材とし、この基材を塩化ビニル樹脂層やフッ素樹脂層で被覆した膜構造材が知られている。これらの中で、フッ素樹脂層で被覆した膜構造材は、不燃で機械強度が高く、しかも、軽量かつ柔軟性に富むという利点を有している。
一方、フッ素樹脂層で被覆した膜構造材においては、大気中の煤煙、粉塵、黄砂などの細い砂等の物質が膜表面に付着して汚れるという問題があり、この汚れを軽減、あるいは生じにくくするために、フッ素樹脂層に光触媒を含ませた膜構造材が知られている。
【０００４】
光触媒を含有させたフッ素樹脂層を上記のような基材に被覆する方法として、特許文献２及び３には、フッ素樹脂であるＰＴＦＥ層（ポリテトラフルオロエチレン）上に、光触媒酸化チタン微粒子を含有するディスパージョン（分散液とも呼ばれる）を塗布し、乾燥し、焼成する工程を繰り返して、光触媒として酸化チタン微粒子を露出させたＰＴＦＥ層を形成することが開示されている。ここで、ディスパージョンは、酸化チタン微粒子とフッ素樹脂粒子を含有する液状物であり、より具体的には、液体としては、水が使用されている。また、このディスパージョンには、シリコーン系界面活性剤が含まれる組成とすることが記載されている。
【０００５】
また、特許文献４及び５には、膜構造材のＰＴＦＥ層上に、ＰＴＦＥ粉末と光触媒微粒子とを含有するディスパージョンの塗布・焼成で光触媒層を形成することが開示されており、ＰＴＦＥ粉末と光触媒微粒子とを重量比６：４で含有する固形分濃度４０％の水ディスパージョンが使用されている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許５，６１６，５３２号
【特許文献２】特開平０９−２０７２８９号公報（第３−４頁、図１）
【特許文献３】特開平１０−４４３４６号公報（第５−６頁、図１）
【特許文献４】特開平１１−４７６１０号公報（第３−４頁、図１）
【特許文献５】特開平１１−４７６１２号公報（第２−３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光触媒を含有させたフッ素樹脂層を上記膜構造材に被覆する方法は、上記特許文献１には開示されていない。
【０００８】
基材として、その表面がフッ素樹脂である場合には、フッ素樹脂のはっ水性により、基材にディスパージョンを塗布する際に、むら無く均一に塗布し、塗り漏れや斑点が生じないようにする必要がある。また、光触媒酸化チタン微粒子による防汚作用を高めるためには、光触媒酸化チタン微粒子を均一に塗布して、かつ、基材の表面に露出させる必要がある。
特許文献２〜５においては、ＰＴＦＥ粉末と光触媒微粒子とを含有するディスパージョンとしては、水系ディスパージョンや水にシリコーン系界面活性剤を添加した水系ディスパージョンが使用されているが、均一に塗布するために二度塗りなどが行われていた。
【０００９】
しかしながら、基材の表面にフッ素樹脂を被覆し、このフッ素樹脂の表面に光触媒としての酸化チタンを含有させる場合において使用するフッ素樹脂と光触媒微粒子を、大面積に均一に塗布できる光触媒分散液は知られていない。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑み、光触媒を含む膜を基材に被覆するときに用いる光触媒分散液及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の光触媒分散液は、光触媒用ディスパージョンと樹脂溶液とを混合した分散液からなることを特徴とする。
上記構成によれば、光触媒用ディスパージョンと樹脂溶液とを混合することで、光触媒の分散性がよく、長期保存しても光触媒微粒子の沈降などが生じない光触媒分散液を提供できる。この光触媒分散液を用いれば、樹脂膜に光触媒を含有させた光触媒膜を均一に形成することができる。
【００１２】
上記構成において、好ましくは、光触媒用ディスパージョンは、少なくとも、光触媒と水と有機系分散剤とからなる。また、樹脂溶液は、好ましくは、フッ素樹脂溶液であり、少なくとも、フッ素樹脂ディスパージョンと界面活性剤とからなる。また、フッ素樹脂溶液は、好ましくは、ＦＥＰ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡの何れか一つを含む。また、光触媒は、好ましくは、少なくとも酸化チタン（ＴｉＯ2 又はＴｉＯ3 ）からなる。また、光触媒の重量％は、好ましくは、フッ素樹脂の重量に対して１０〜６０重量％である。そして、前記有機系分散剤は、ポリアクリル酸系分散剤、ポリカルボン酸系分散剤、リン酸系分散剤の何れかを用いるのが有利である。
上記構成によれば、光触媒分散液として、光触媒及びフッ素樹脂の分散性がよい光触媒分散液を得ることができる。基材などに光触媒として酸化チタンを含有させたフッ素樹脂膜を均一に形成することができる。
【００１３】
また、本発明の光触媒分散液の製造方法は、光触媒用ディスパージョンを製造する工程と、光触媒用ディスパージョンに水を加え粘度を調整する工程と、粘度を調整した光触媒用ディスパージョンにフッ素樹脂溶液を加え撹拌し、分散させる工程と、からなることを特徴とする。
上記構成において、光触媒用ディスパージョンを製造する工程は、好ましくは、水に少なくとも有機系分散剤を混合し撹拌し水溶液とする工程と、水溶液に光触媒微粒子をさらに混合して、ミルを用いて撹拌することにより分散させる工程と、からなる。ミル分散工程では、ビーズミルを用いればよい。
上記構成によれば、最初に分散性のよい光触媒用ディスパージョンを製造し、次に、水を加えることで、光触媒用ディスパージョンの粘度を調整し、さらに、フッ素樹脂膜となるフッ素樹脂溶液を混合し、分散性のよい光触媒分散液を製造することができる。
【００１４】
光触媒用ディスパージョンは、好ましくは、少なくとも、光触媒と水と有機系分散剤とからなる。光触媒は、好ましくは、少なくとも酸化チタン（ＴｉＯ2 又はＴｉＯ3 ）からなる。また、樹脂溶液はフッ素樹脂溶液であり、好ましくは、フッ素樹脂溶液は、少なくとも、フッ素樹脂ディスパージョンと界面活性剤とからなる。また、フッ素樹脂溶液は、好ましくは、ＦＥＰ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡの何れか一つを含む。光触媒は、好ましくは、フッ素樹脂の重量に対して１０〜６０重量％である。そして、前記有機系分散剤は、ポリアクリル酸系分散剤、ポリカルボン酸系分散剤、リン酸系分散剤の何れかを用いるのが有利である。上記構成によれば、酸化チタンなどを光触媒として含有させたフッ素樹脂膜を基材上に均一に形成できる光触媒分散液を再現性よく製造することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光触媒分散液及びその製造方法によれば、光触媒を含有させた樹脂層を均一に形成するための分散性と経時安定性のよい光触媒分散液を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
本発明の光触媒分散液は、光触媒用ディスパージョンと、樹脂溶液と、を混合した分散液からなる。光触媒用ディスパージョンは、少なくとも、光触媒微粒子と、水と、有機系分散剤からなっている。光触媒微粒子は、酸化チタン（ＴｉＯ2 又はＴｉＯ3 ）などでよい。有機系分散剤としては、ポリアクリル酸系分散剤、ポリカルボン酸系分散剤、リン酸系分散剤などが使用できる。
樹脂溶液は、少なくとも、樹脂ディスパージョンと界面活性剤とからなっている。樹脂ディスパージョンは、一例として、フッ素樹脂ディスパージョンであり、フッ素樹脂溶液は、ＦＥＰ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡの何れかを含むものであればよい。界面活性剤としては、シリコン系やアクリル系などの界面活性剤が使用できる。
【００１７】
本発明の光触媒分散液は、以上のように構成されており、最初に光触媒微粒子と有機系分散剤とを含んだ水系の光触媒用ディスパージョンを作製し、次に、フッ素樹脂溶液を作製し、これらを混合し分散性を高め、経時安定性に優れた点に特徴がある。これにより、光触媒分散液は、光触媒用ディスパージョンに含まれる有機系分散剤により、適度に粘性を有していて、製造直後の分散性が良く、短期（例えば１０日程度）及びそれ以上の長期の経時においても光触媒の沈降などが生じないという利点がある。さらに、フッ素樹脂溶液に含まれている界面活性剤により、布や繊維補強樹脂などからなる基材に対し、濡れ性よく、均一性よく塗工できる。
【００１８】
また、布や繊維補強樹脂以外の基材として、金属やガラスやプラスティックや無機建材やコンクリートなどに塗布し硬化させた塗装面の表面に対し、或いは、ゴム材料やフィルムやシートなどの成形品の表面に対し、さらにこれらの機械加工製品などの表面に対し、本発明の光触媒分散液を塗布することによって、光触媒の塗膜を形成することができる。具体的には、フッ素樹脂塗装アルミニウム建材（ビル用カーテンウォール、門扉用、サッシなど）、フッ素樹脂塗装鋼板、フッ素樹脂塗装積層鋼板、フッ素樹脂積層キッチン用品（キッチンバック壁材、レンジフード、ガスレンジなど）のフッ素樹脂塗装品などが挙げられる。
【００１９】
さらに、本発明の光触媒分散液は、屋外で使用される基材の表面に光触媒を含有させたフッ素樹脂塗膜を形成でき、屋外用部材として使用することができる。屋外用部材とは、建築物に用いる外壁用部材（高層ビル、一般建築物）、膜構造建築物の天井、壁部材、輸送用車両のボディ部材、道路用部材（高速道路、歩道、橋梁、歩道橋など）などの光触媒を活性化するための紫外線を含む太陽光が照射される部位に使用され得る部材及びその一部である。
本発明の光触媒分散液が塗布された屋外部材は、紫外線が照射されたときの光触媒の酸化還元作用により高い防汚性を有し、屋外用部材となる基材に施された彩色などの見栄えを長期間保持することができるので、洗浄に要するコストが不要となる。
【００２０】
次に、本発明の光触媒分散液の製造方法を図１を参照して説明する。図１は、本発明の光触媒分散液を製造する場合の工程を順次示すフロー図である。最初に、図１（ａ）に示すように、所定量の水及びポリアクリル酸系分散剤を容器に入れて混合し、所定時間撹拌を行い水溶液とする。この際、適宜の量の消泡剤と防腐剤とを添加してもよい。次に、所定量の光触媒微粒子を入れ、所定の時間混合する。
【００２１】
そして、図１（ｂ）に示すように、上記水溶液を分散用容器に移し、分散工程を所定時間行うことにより、光触媒微粒子が一様に分散された光触媒用ディスパージョンを製造する。このようにして製造した光触媒用ディスパージョンはステンレス容器などに貯蔵してもよい。分散工程においては、熱が発生し、光触媒の分散が不十分となるのを防止するために、分散用容器を適宜、冷却することが好ましい。この分散工程は、ミル分散や混合機（ディゾルバー）分散により行うことができる。分散工程において、ミル分散を用いれば、光触媒用ディスパージョン中の光触媒微粒子の分散を効率よく行うことができる。この際、ミル分散には、セラミックビーズ（ジルコンビーズ、ジルコニアビーズ、チタニアビーズなど）、ガラスビーズなどの適当なビーズを添加することが好ましい。
ここで、ビーズミル装置としては、横型、縦型、パス方式、循環方式、デスクタイプ撹拌式、ピンタイプ撹拌式などの各種方式の装置が使用できる。また、ミルの材質としては、焼き入れ鋼、ステンレス鋼、セラミック材料を用いることができる。
【００２２】
続いて、図１（ｃ）に示すように、所定量の光触媒用ディスパージョンと水を混合機（ディゾルバー）を用いて所定の時間撹拌して、光触媒用ディスパージョンの粘度調整を行う。
【００２３】
最後に、図１（ｄ）に示すように、上記粘度調整がされた光触媒用ディスパージョンにフッ素樹脂溶液を投入し、所定時間撹拌することにより分散を行い、光触媒分散液を製造する。ここで、フッ素樹脂溶液は、所定量のフッ素樹脂を含有したフッ素樹脂ディスパージョンと界面活性剤とからなる。
【００２４】
フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ、融点３２７℃），ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ、融点１５６〜１７８℃），テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ、融点＝３１０℃）、テトラフルオロエチレン−へキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ、融点＝２７５℃）などのフッ素を含むモノマーの重合体、または、共重合体を用いることができる。なお、各材料の融点は、日本弗素樹脂工業会編、「フッ素樹脂ハンドブック」、改訂７版、日本弗素樹脂工業会、平成１０年（１９９８年）６月、ｐ．１８を参照される。
【００２５】
光触媒は光半導体とも呼ばれる材料である。本発明に用いる光触媒材料としては、アナターゼ型ＴｉＯ2 （禁制帯幅３．２ｅＶ、波長３８８ｎｍ）のほかに、ルチル型ＴｉＯ2 （禁制帯幅３．０ｅＶ、波長４１４ｎｍ）、三酸化チタン（ＴｉＯ3 ）などを使用することができる。これらのチタン酸化物を総称して、酸化チタンと呼ぶ。光触媒は、酸化チタン以外には、酸化亜鉛（ＺｎＯ、禁制帯幅３．２ｅＶ、波長３８８ｎｍ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ2 、禁制帯幅３．２ｅＶ、波長３８８ｎｍ）、三酸化タングステン（ＷＯ3 、禁制帯幅３．２ｅＶ、波長３８８ｎｍ）などが使用できる。本発明の光触媒分散液には、直径が例えば１ｎｍ〜１００ｎｍのアナターゼ型ＴｉＯ2 （二酸化チタン）などの光触媒微粒子を用い、光触媒効果を高めるためには、光触媒微粒子の表面積を大きくするために、光触媒微粒子の粒子径は適度に小さいことが望ましい。
【００２６】
さらに、光触媒分散液に含まれる光触媒の配合量により、光触媒シートの表面を疎水性または親水性などにすることができる。また、光触媒膜に、導電性や光触媒効果の増強効果をさらに付与するためには、光触媒と共に、金属材料や光触媒機能補助物質を添加すればよい。金属材料としては、Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｉｎ，Ｉｒ，Ｎｉ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｚｒ等が使用できる。
また、上記光触媒分散液に含まれる光触媒の配合量は、フッ素樹脂の重量に対し、１０〜６０重量％となるようにすればよい。すなわち、最終の光触媒を含有したフッ素樹脂に対する光触媒の含有量として、１０〜６０重量％となるようにすれば、光触媒膜に十分な防汚性を付与することができる。また、光触媒分散液の粘度は、光触媒膜の用途、性能、下地となる基材の材質、塗布方法などにより適宜調製すればよい。
【００２７】
以上のようにして製造される本発明の光触媒分散液の使用方法について説明する。
図２は、本発明の光触媒分散液を用いて光触媒膜を形成した基材１の断面を模式的に示す図である。図に示すように、本発明の光触媒分散液を用いて形成した光触媒膜５が、基材６の表面に形成されている。基材６は、芯材となるガラス繊維からなる織物２に、２層のフッ素樹脂層３，４を被覆した材料を、一例として示している。図２の場合には、基材６の両面に光触媒膜５を形成しているが片面だけでもよい。光触媒膜５は、基材６に本発明の光触媒分散液を塗布する工程と、乾燥工程と、焼結工程と、冷却工程と、により形成することができる。
【００２８】
図３は、図２の光触媒膜の構造を示す拡大断面図である。光触媒膜５は、一例として、ＰＴＦＥ，ＰＶＤＦ，ＦＥＰなどのフッ素樹脂５を主体として、光触媒７，８が添加されている。
ここで光触媒７，８は直径が例えば１ｎｍ〜１００ｎｍのアナターゼ型ＴｉＯ2 （二酸化チタン）などの光触媒微粒子であり、それぞれ、光触媒膜５内にある光触媒微粒子と、光触媒膜の表面５ａに露出した光触媒微粒子を示している。光触媒効果を高めるためには、光触媒膜の表面５ａに露出した光触媒８の表面積を大きくするために、光触媒７，８の粒子径は適度に小さいことが望ましい。
【００２９】
本発明の光触媒分散液及びその製造方法は、以上のように構成されており、布や繊維補強樹脂などからなる基材に、光触媒微粒子を含有するフッ素樹脂膜などを形成する際に、均一な光触媒膜を再現性よく形成することができる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の光触媒分散液及びその製造方法の実施例について説明する。ステンレス製混合タンクに、水１４６ｋｇ、有機系分散剤としてポリアクリル酸系分散剤２８ｋｇ、消泡剤０．５ｋｇ、防腐剤０．３ｋｇを秤量し、投入して、混合機で５分間撹拌した。続いて、光触媒微粒子としてアナターゼ型ＴｉＯ2 を６８ｋｇを追加投入し、さらに、混合機で３０分間撹拌した（図１（ａ）参照）。これを溶液Ａとする。
次に、上記溶液Ａを、粒径１．５ｍｍのジルコーンビーズを満たしたビーズミル容器に移し入れ、ミル内を６０分撹拌して、光触媒微粒子の分散を行い、光触媒用ディスパージョンを製造した（図１（ｂ）参照）。分散の際には、ミル容器内を５０℃以下となるように、冷却した。この光触媒用ディスパージョンＣは、ミル容器からステンレス製混合タンクに移し入れて貯蔵した。
【００３１】
次に、光触媒用ディスパージョンＣを混合機で撹拌しつつ、水３６６ｋｇを投入して、粘度調整を行った（図１（ｃ）参照）。撹拌しながら、フッ素樹脂溶液となるフッ素ディスパージョン３８０ｋｇとシリコン系界面活性剤１０ｋｇとを投入し混合させた。引き続き、撹拌を１０分間行い、分散を行い（図１（ｄ）参照）、光触媒分散液を製造した。
図４は、実施例の光触媒分散液の組成と、製造条件をまとめて示した表である。図には、後述する比較例の組成及び製造条件も併せて記載している。
【００３２】
このようにして製造した本発明の光触媒分散液の製造後の光触媒微粒子の沈降性を調べるために、光触媒分散液の分散直後と、１０日間静置後の分散状態を調べた。図５は、実施例の光触媒分散液中の光触媒微粒子の粒度測定結果を示す表である。そして、図６は、実施例の粒度測定を行った試料の顕微鏡写真であり、（ａ）が分散直後、（ｂ）は１０日後の状態を示している。倍率は４００倍である。
分散直後の光触媒微粒子の粒度は、０．２７μｍであった（図６（ａ）参照）。１０日後の試料瓶上層と下層における粒度の差はなかったので、試料瓶を撹拌後、試料瓶上層部より試料の採取を行った。１０日後の光触媒微粒子の粒度は、０．３０μｍであり、分散性は変わらず、光触媒微粒子の沈降も生じなかった（図６（ｂ）参照）。
【００３３】
次に、比較例について説明する。
（比較例１）
ミルによる光触媒微粒子の分散時間を６０分よりも短い２０分とし、分散状態を通常よりも弱くした以外は、実施例と同じく光触媒分散液を製造した。図７は、比較例１の光触媒分散液中の光触媒微粒子の粒度測定結果を示す表である。また、図８は、比較例１の粒度測定を行った試料の顕微鏡写真であり、（ａ）が分散直後、（ｂ）は１０日後の試料瓶上層部、（ｃ）は１０日後の試料瓶下層部の状態を示している。
分散直後の光触媒微粒子の粒度は、０．４９μｍであり（図８（ａ）参照）、実施例に比較して分散レベルが低く、光触媒の大きな凝集体が完全に砕けていないために、分散から１０日後には光触媒微粒子の沈降が生じた。この際、酸化チタンの粗粒があり沈降が激しく、時間の経過と共にハードケーキを形成して２層に分かれたために、試料瓶の上層及び下層での粒度測定を行った。試料瓶の上層部及び下層部における１０日後の光触媒微粒子の粒度は、それぞれ、０．１９μｍと、０．７０μｍであった（図８（ｂ）、（ｃ）参照）。
【００３４】
（比較例２）
溶液Ａにおいて、ポリアクリル酸系分散剤の量を実施例の約１／３である９．３ｋｇとし、水を実施例の約８２％である１１９．４ｋｇとした以外は、実施例と同じく光触媒分散液を製造した。得られた光触媒分散液を静置して、１０日後に、分散状態を調べたところ、実施例に比較して、ポリアクリル酸系分散剤不足により、光触媒微粒子が凝集し、ゲル化が生じた。
図９は、比較例２の光触媒分散液中の光触媒微粒子の粒度測定結果を示す表である。また、図１０は比較例２の粒度測定を行った試料の顕微鏡写真であり、（ａ）が分散直後、（ｂ）は１０日後の状態を示している。
分散直後の光触媒微粒子の粒度は、０．２４μｍであった（図１０（ａ）参照）。分散直後は、分散性よく分散安定性を保っているが、経時によりゲル化し、酸化チタンが凝集してきた。また、分散から１０日後の試料瓶の上層における光触媒微粒子の粒度は、０．３９μｍであったが、これは、ゲル化が生じた上澄み液の値であり、光触媒微粒子の凝集が生じていることが分かる。顕微鏡写真では、３０μｍ〜４０μｍの粗粒の凝集体が観測される（図１０（ｂ）のＰ参照）が、粒度測定時の操作により、凝集体がある程度再分散するために、粒度測定値は小さく出ており、実際はもっと大きい値と推測される。
以上のことから、比較例２の分散液のこれらの経時変化は、分散剤不足に起因するものであると推定される。
【００３５】
（比較例３）
ミルによる光触媒微粒子の分散を、混合機（ディゾルバー）で３０分とした以外は、実施例と同じく光触媒分散液を製造した。得られた光触媒分散液を静置して分散状態を調べたところ、１０分経過後に光触媒微粒子が凝集した２０〜３０μｍの粗粒が沈降し始め、１時間後には、これらの粗粒による固形物（ハードケーキ）が形成された。さらに、時間を経過した比較例３の光触媒分散液は、ハードケーキを形成し２層に分かれために、試料瓶の上層及び下層での粒度測定を行った。
図１１は、比較例３の光触媒分散液中の光触媒微粒子の粒度測定結果を示す表である。また、図１２は比較例３の粒度測定を行った試料の顕微鏡写真であり、（ａ）が分散直後、（ｂ）は１０日後の試料瓶上層部、（ｃ）は１０日後の試料瓶下層部の状態を示している。分散直後の光触媒微粒子の粒度は、１．１５μｍであった（図１２（ａ）参照）。また、分散から１０日後の試料瓶の上層における光触媒微粒子の粒度は、０．０９μｍであったが、これは、粗粒沈降後の上澄み液の値である（図１２（ｂ）参照）。そして、試料瓶の下層における１０日後の光触媒微粒子の粒度は、３．７９μｍとなり、光触媒微粒子が沈降してハードケーキを形成していることが分かった（図１２（ｃ）参照）。
【００３６】
以上の結果から、実施例の光触媒分散液は、分散性と経時安定性とが、共に良好であることが判明した。それに対して、比較例１〜３の光触媒分散液は、分散液の安定性が悪いために、分散液の保存時及び塗工時に、光触媒である酸化チタンの沈降と分散液のゲル化が生じる。また、酸化チタンの粗粒が多いので塗膜表面の荒れが発生し、光触媒特性の低下が生じる。
【００３７】
本発明は、上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。例えば、上記実施の形態で説明した樹脂やフッ素樹脂の種類、有機系分散剤、界面活性剤などの分散液の組成、混合や分散に使用する混合機やミルの方式やビーズなどは、被塗布物に応じて適宜に選択できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の光触媒分散液の製造工程を順次示すフロー図である。
【図２】本発明の光触媒分散液を用いて光触媒膜を形成した基材の断面を示す図である。
【図３】図２の光触媒膜の構造を示す拡大断面図である。
【図４】実施例の光触媒分散液の組成と、製造条件をまとめて示した表である。
【図５】実施例において光触媒微粒子の粒度の測定結果を示す表である。
【図６】実施例の粒度測定を行った試料の顕微鏡写真であり、（ａ）は分散直後、（ｂ）は１０日後の状態を示している。
【図７】比較例１において光触媒微粒子の粒度の測定結果を示す表である。
【図８】比較例１の粒度測定を行った試料の顕微鏡写真であり、（ａ）は分散直後、（ｂ）は１０日後の試料瓶上層部、（ｃ）は１０日後の試料瓶下層部の状態を示している。
【図９】比較例２において光触媒微粒子の粒度の測定結果を示す表である。
【図１０】比較例２の粒度測定を行った試料の顕微鏡写真であり、（ａ）は分散直後、（ｂ）は１０日後の状態を示している。
【図１１】比較例３において光触媒微粒子の粒度の測定結果を示す表である。
【図１２】比較例３の粒度測定を行った試料の顕微鏡写真であり、（ａ）は分散直後、（ｂ）は１０日後の試料瓶上層部、（ｃ）は１０日後の試料瓶下層部の状態を示している。
【符号の説明】
【００３９】
１：  光触媒分散液を用いて光触媒膜を形成した基材
２：  織物
３，４：  フッ素樹脂層
５：  光触媒分散液を用いて形成した光触媒膜
５ａ：  光触媒膜の表面
６：  基材
７：  光触媒膜内の光触媒
８：  光触媒膜の表面に露出した光触媒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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