(57)【要約】【課題】  光の有無に関わらず、熱により、汚染物質の分解又は付着防止機能を発揮して、防汚、抗菌、消臭などの作用を示す触媒層を基材に形成する方法を提供する。【解決手段】  ケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、および亜鉛から選択された少なくとも１種の元素と、カリウムとを少なくとも含む触媒であって、熱により酸化及び／又は還元作用を発揮する触媒を含むコーティング剤を基材に塗布し、前記触媒を含む触媒層を基材に形成する。前記コーティング剤が、触媒と、バインダー樹脂、加水分解縮合性化合物、釉薬および塗料から選択された少なくとも１種のバインダーとで構成してもよい。また、このようなコーティング剤において、触媒の割合は、バインダー１００重量部に対して１０〜１００重量部程度であってもよい。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱により酸化及び／又は還元作用を発揮する触媒を含むコーティング剤を基材に塗布し、前記触媒を含む触媒層を基材に形成する方法であって、前記触媒が、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、および亜鉛から選択された少なくとも１種の元素と、カリウムとを少なくとも含む触媒である触媒層の形成方法。
【請求項２】
触媒が、原子換算で、ケイ素／アルミニウム／チタン／スズ／亜鉛／カリウム（重量比）＝１／０．０５〜１／０．０１〜２．５／０．００１〜２／０．００３〜０．３／０．００３〜０．３の割合でケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、亜鉛、およびカリウムを含む触媒である請求項１記載の方法。
【請求項３】
コーティング剤が、触媒と、バインダー樹脂、加水分解縮合性化合物、釉薬および塗料から選択された少なくとも１種のバインダーとで構成されている請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
コーティング剤における触媒の割合が、バインダー１００重量部に対して１０〜１００重量部である請求項３記載の方法。
【請求項５】
屋内又は遮光下で使用される基材に触媒層を形成する請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
基材のうち、加熱源の近傍に触媒層を形成する請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
基材としてのコンロのうち、コンロの天板、コンロの受け皿及び五徳から選択された少なくとも１つの部位に触媒層を形成する請求項１〜６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載の方法により触媒層が形成された基材。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項記載の触媒層を基材に形成し、基材の汚染を抑制又は防止する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の存在の有無に関わらず、熱により、汚染物質の分解機能又は付着防止機能を発揮して、防汚、抗菌、消臭などの作用を示す触媒層を基材に形成する方法、前記触媒層が形成された基材、および基材の汚染を抑制又は防止する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
調理場で利用される各種機器やその部品（例えば、ガラストップコンロの天板や五徳、温水および冷却水の配管系統など）は、様々な汚れや菌が付着しやすい状況にある。このため、これらの機器などの表面に光触媒機能を有する層を形成し、光触媒を光励起させて層の表面を親水化させて、防汚性を付与する方法が知られている。しかしながら、この方法では光（主に紫外線）の存在が必要不可欠である。従って、屋内で主に使用する調理機器やその部品は、防汚性の付与がその環境（天候、季節、昼夜、建物の向きなど）によって左右されやすい状態にある。また、菌の増殖を抑制するため、冷却水の配管系統においては薬液を注入していた。
【０００３】
このような環境条件の変化に関わりなく、防汚性を付与できる方法として、電荷移動型触媒を利用した方法が知られている。例えば、特許第３５１４７０２号公報（特許文献１）では、電子供与元素としてのモリブデン及び／又はタングステンと、電子受容元素としてのアルミニウムと、電子キャリアー元素としてのジルコニウムと、酸化中心元素としての白金と、還元中心元素としてのパラジウムとの複合酸化物結晶からなり、該結晶内外に、酸化活性化剤としてのリチウムの酸化物と、還元活性化剤としてのイットリウムの酸化物とを含む触媒が、防汚性、抗菌性、防臭性などの機能を基材に付与できることが開示されている。
【０００４】
このような環境条件の変化に関係なく、防汚性、抗菌性、防臭性などの機能を基材へ簡便に付与できる方法について更なる研究が望まれる。
【特許文献１】特許第３５１４７０２号公報（特許請求の範囲、段落番号[0010]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的は、熱により、酸化及び／又は還元作用を発揮し、基材に、抗菌、消臭、防汚作用などを発現できる触媒層の形成方法、この触媒層が形成された基材（部品、機器など）、および基材の汚染を抑制又は防止する方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、主に光の当たりにくい（又は光の作用しにくい）場所であっても、効率よく基材の汚染を抑制（又は防止）できる触媒層の形成方法、この触媒層が形成された基材（部品、機器など）、および基材の汚染を抑制又は防止する方法を提供することにある。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、既に付着した汚染物質（例えば、コンロにおける油や調味料などの付着汚れなど）であっても、容易に除去可能な触媒層の形成方法、この触媒層が形成された基材（部品、機器など）、および基材の汚染を抑制又は防止する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、特定の成分で構成され、熱により酸化及び／又は還元作用を発揮可能な触媒を含む触媒層を基材に形成すると、前記触媒が電荷移動により触媒として機能するためか、光が作用しにくい環境下であっても、汚染物質の分解機能又は付着防止機能を発揮し、基材に、抗菌、消臭、防汚作用などを効率よく発現できることを見いだし、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明は、熱により酸化及び／又は還元作用を発揮する触媒を含むコーティング剤を基材（又は基材上、基材表面）に塗布し、前記触媒を含む触媒層を基材に形成する方法であって、前記触媒が、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、および亜鉛から選択された少なくとも１種の元素と、カリウムとを少なくとも含む触媒である触媒層の形成方法である。前記触媒は、例えば、原子換算で、ケイ素／アルミニウム／チタン／スズ／亜鉛／カリウム（重量比）＝１／０．０５〜１／０．０１〜２．５／０．００１〜２／０．００３〜０．３／０．００３〜０．３の割合でケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、亜鉛、およびカリウムを含む触媒であってもよい。前記コーティング剤は、触媒と、バインダー（例えば、バインダー樹脂、加水分解縮合性化合物、釉薬および塗料から選択された少なくとも１種のバインダー）とで構成されていてもよい。前記形成方法において、コーティング剤における触媒の割合が、バインダー１００重量部に対して１０〜１００重量部程度であってもよい。
【００１０】
前記触媒又は触媒層は、光の有無にかかわらず酸化及び／又は還元作用を有しているため、前記形成方法では、屋内又は遮光下で使用される基材に触媒層を形成してもよい。特に、前記形成方法では、前記触媒の活性をより一層高めるため、基材のうち、加熱源の近傍に触媒層を形成してもよく、例えば、基材としてのコンロのうち、コンロの天板、コンロの受け皿（例えば、五徳又はバーナー周辺の受け皿（汁受け皿）など）及び五徳から選択された少なくとも１つの部位に触媒層を形成してもよい。
【００１１】
本発明には、前記方法（形成方法）により触媒層が形成された基材も含まれる。
【００１２】
前記形成方法によれば、前記触媒層を基材に形成し、熱により前記触媒が酸化及び／又は還元作用（酸化還元活性）を発揮することにより、汚染物質の分解機能又は付着防止機能（又は抑制機能）を発現でき、基材の汚染を抑制又は防止できる。そのため、本発明には、前記触媒層を基材に形成し、基材の汚染を抑制又は防止する方法も含まれる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の触媒層の形成方法では、特定の成分で構成された触媒層を基材に形成するので、熱により、酸化及び／又は還元作用を発揮し、基材に、抗菌、消臭、防汚作用などを発現できる。また、本発明の方法では、熱により触媒作用を発揮する触媒を使用するので、主に光に当たりにくい（又は光の作用しにくい）場所であっても、効率よく基材の汚染を抑制（又は防止）できる。さらに、本発明では、熱により汚染物質の分解機能を有する触媒層を予め形成するので、既に基材に付着した汚染物質（例えば、コンロにおける油や調味料などの付着汚れなど）であっても、容易に除去可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の触媒層の形成方法では、熱により酸化及び／又は還元作用（触媒作用）を発揮する特定の触媒を含むコーティング剤を基材に塗布し、前記触媒を含む触媒層（コーティング層、塗膜）を基材に形成する。
【００１５】
［コーティング剤］
（触媒）
前記触媒は、熱の作用により、酸化及び／又は還元作用（触媒作用）を発揮可能な物質であればよい。このような触媒は、熱により酸化及び／又は還元作用を発揮することにより、基材において、汚染物質（又は汚染成分）の分解機能又は付着防止機能（又は抑制機能）を発現できる。
【００１６】
前記触媒は、熱により触媒活性を発揮できればよく、通常、電荷移動により酸化及び／又は還元可能な触媒（電荷移動触媒、電荷移動型触媒）であってもよい。このような電荷移動触媒（無機系の電荷移動触媒）は、例えば、電子供与元素と、電子受容元素と、前記電子供与元素から前記電子受容元素への電子の移動を促進する電子キャリアー元素と、前記電子受容元素に移動した電子により還元反応を行う還元中心元素及び／又は電子の移動により生じた前記電子供与元素の正孔により酸化反応を行う酸化中心元素とで少なくとも構成されていてもよい。前記触媒は、さらに必要に応じて、酸化還元反応を活性化させる活性化剤（酸化反応を活性化する酸化活性化剤及び／又は還元反応を活性化する還元活性化剤）を含んでいてもよい。
【００１７】
前記電荷移動触媒は、前記各元素（および活性化剤）を、原子又は化合物（例えば、酸化物、塩など）の形態で含有していてもよい。通常、電子供与元素と、電子受容元素と、電子キャリアー元素と、還元中心元素及び／又は酸化中心元素とは、複合物（通常、複酸化物）の形態で触媒に含まれていてもよい。例えば、前記触媒は、前記各元素を含む複酸化物の結晶と、この結晶の内外に含まれる前記活性化剤とで構成されていてもよい。なお、前記電荷移動触媒は、電荷移動に関与しない元素（すなわち、前記のような、電子供与機能、電子受容機能、酸化又は還元活性化機能などを有しない元素）を含んでいてもよく、このような元素は、前記と同様に化合物（酸化物など）などの形態で触媒に含有されていてもよい。
【００１８】
なお、電荷移動触媒に関し、特開２００２−１１２１号公報には、前記各元素および活性剤として機能する金属元素について具体的に開示されており、例えば、電子供与元素としてモリブデン、タングステン、ニッケル、及びコバルトからなる群から選ばれる一種以上の元素を、電子受容元素として、アルミニウム、ケイ素、錫、チタン、及び鉄からなる群から選ばれる一種以上の元素を、電子キャリアー元素としてジルコニウム、マンガン、及びバナジウムからなる群から選ばれる一種以上の元素を、酸化中心元素として銀、及び白金からなる群から選ばれる一種以上の元素を、還元中心元素としてパラジウム、及び亜鉛からなる群から選ばれる一種以上の元素を、酸化活性化剤として、ＩＡ、ＩＩＡ族の元素（例えば、リチウム、ベリリウム、及びバリウムからなる群から選ばれる一種以上の元素）の酸化物を、還元活性化剤としてイットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、及び白金からなる群から選ばれる一種以上の元素の酸化物を、それぞれ例示している。
【００１９】
本発明では、前記触媒として、ケイ素（又はケイ素原子）、アルミニウム（又はアルミニウム原子）、チタン（又はチタン原子）、スズ（又はスズ原子）、および亜鉛（又は亜鉛原子）から選択された少なくとも１種の元素（又は原子）と、カリウム（又はカリウム元素又はカリウム原子）とを少なくとも含む触媒を使用する。本発明では、これらの特定の元素（又は原子）を含む触媒を使用することにより効率よく汚染物質の分解又は付着防止機能を基材に付与する。これらの元素（又は原子）及びカリウムは、電子供与元素、電子受容元素、電子キャリアー元素、還元中心元素及び／又は酸化中心元素、および活性化剤から選択されたいずれの機能を有していてもよく、必ずしもこれらの機能を有しない成分（元素）であってもよい。通常、前記触媒は、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、亜鉛、およびカリウムを少なくとも含んでいる場合が多い。特に、前記触媒は、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズおよび亜鉛を酸化物（複酸化物、複酸化物結晶を含む）の形態で含有し、かつカリウムをカリウム化合物［特にカリウム酸化物（複酸化物を含む）］の形態で含有していてもよい。
【００２０】
前記触媒において、各成分の割合は、原子（又は元素）換算で、例えば、ケイ素／アルミニウム／チタン／スズ／亜鉛／カリウム（重量比）＝１／０．０１〜１．５／０．０１〜３／０．００１〜３／０．００１〜０．５／０．００１〜０．５、好ましくは１／０．０５〜１／０．０１〜２．５／０．００１〜２／０．００３〜０．３／０．００３〜０．３、さらに好ましくは１／０．１〜０．８／０．１〜２／０．０１〜１．６／０．００５〜０．１／０．００５〜０．１、特に１／０．１〜０．７／０．５〜１．８／０．３〜１．５／０．００６〜０．０８／０．００６〜０．０８であってもよく、通常１／０．２〜０．６／１〜１．６／０．８〜１．４／０．００８〜０．０５／０．００８〜０．０５程度であってもよい。
【００２１】
なお、本発明で使用する前記触媒は、前記特開２００２−１１２１号公報に記載の種々の機能を有する元素を含んでいてもよい。
【００２２】
コーティング剤において、触媒の形状は特に限定されないが、通常、粉末状（又は粉粒状）であってもよい。このような触媒粉末の平均粒径（平均直径）は、例えば、５ｎｍ以上（例えば、５〜６００ｎｍ程度）、好ましくは１０ｎｍ以上（例えば、１０〜３００ｎｍ程度）、さらに好ましくは１０〜１００ｎｍ程度であってもよい。
【００２３】
なお、触媒粉末は、触媒層表面で効率よく触媒作用を発揮するという観点から、比較的小粒径の粒子（例えば、１０〜１００ｎｍ、好ましくは１０〜３０ｎｍ程度の粒子）を含んでいるのが好ましい。そのため、触媒粉末の最大粒径（最大直径）は、例えば、５００ｎｍ以下（例えば、２０〜４００ｎｍ程度）、好ましくは３００ｎｍ以下（例えば、３０〜２５０ｎｍ程度）、さらに好ましくは２００ｎｍ以下（例えば、５０〜１５０ｎｍ程度）であってもよい。
【００２４】
（バインダー）
コーティング剤は、少なくとも前記触媒を含んでいればよいが、通常、基材に対して効率よく前記触媒を付着させるため、バインダーを含んでいてもよい。バインダーは、基材の種類（又は材質）などに応じて適宜選択でき、種々の有機又は無機バインダー、例えば、樹脂（バインダー樹脂）、加水分解縮合性化合物（アルコキシシラン類など）、釉薬、塗料などが挙げられる。バインダーは、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。
【００２５】
コーティング剤において、バインダーを使用する場合、触媒の割合は、バインダー１００重量部に対して、例えば、３〜２００重量部、好ましくは５〜１５０重量部、さらに好ましくは１０〜１００重量部程度であってもよい。
【００２６】
なお、コーティング剤は、コーティング方法に応じて、溶媒を含んでいてもよい。溶媒としては、炭化水素類（ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素類、シクロヘキサンなどの脂環族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類など）、アルコール類（メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルカノール類など）、エーテル類（例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテルなどの鎖状エーテル類、テトラヒドロフランなどの環状エーテル類など）、ケトン類（アセトン、エチルメチルケトンなどのジアルキルケトン類など）、エステル類（例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル類など）、ジオール類（エチレングリコール、プロピレングリコールなどのアルカンジオール類、ポリオキシエチレングリコールなど）、セロソルブ類（メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど）、カルビトール類（カルビトールなど）、水などが挙げられる。これらの溶媒は、単独で又は二種以上組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
また、コーティング剤は、バインダーの種類になどに応じて、慣用の添加剤を含んでいてもよい。
【００２８】
バインダーを含むコーティング剤は、前記触媒とバインダーと（必要に応じてバインダーの種類などに応じて他の成分と、さらに必要に応じて溶媒と）を混合することにより調製できる。通常、前記コーティング剤は、バインダー（又はバインダーを含む系）に前記触媒を分散させることにより調製できる。混合（および分散）には、慣用の混合機や分散機を使用してもよい。
【００２９】
［触媒層の形成方法および汚染抑制方法］
本発明では、前記コーティング剤を基材に塗布（又はコーティング）することにより基材に前記触媒を含む触媒層（コーティング層）を形成する。
【００３０】
基材としては、前記コーティング剤をコーティング（塗布）できる限り特に限定されず、例えば、機器［例えば、コンロ（ガスコンロなど）、電磁調理器、レンジなどの調理機器、換気扇、レンジフード、冷蔵庫などの台所用機器、鍋、やかん、フライパンなどの調理器具など］、配管［例えば、水（冷却水、温水など）を流通させる配管］、日用品（例えば、コップ、皿など）、建材（壁又は壁材など）などが挙げられる。
【００３１】
また、基材のうち、前記コーティング剤をコーティングする部分の材質は、前記コーティング剤の形態やバインダーの種類などに応じて適宜選択でき、金属、ガラス、樹脂、セラミック、繊維、木材などのいずれであってもよい。
【００３２】
特に、本発明では、熱により酸化及び／又は還元作用を発揮する触媒を使用するので、光があたりにくい環境、例えば、屋内又は遮光下で使用される基材に前記コーティング層を形成しても、基材の汚染を効率よく抑制又は防止できる。このような屋内又は遮光下で使用される基材としては、前記例示の基材のうち屋内又は遮光下で使用する機材、例えば、屋内に配置又は設置する機器（例えば、ガスコンロなどの台所用機器）、機器などの内面又は内壁［例えば、配管の内面（又は内壁）、レンジの内壁など］、屋内の建材（屋内の壁材など）などが挙げられる。特に、コンロ（テーブルコンロ、ビルトインコンロなど）、配管の内面などに付着した汚染物質の洗浄や拭き取りに手間がかかる部分（箇所）に触媒層を形成すると、清掃や手入れ性を飛躍的に簡略化でき、基材の商品価値を向上できる。
【００３３】
また、前記塗布方法では、特に、基材のうち、加熱源の近傍に触媒層を形成してもよい。前記触媒は、熱により酸化及び／又は還元作用を発揮するので、基材のうち、加熱源の近傍、すなわち、大きな熱エネルギーが作用しやすい箇所（又は部分）に前記触媒層を形成すると、前記触媒の触媒作用をより一層向上させて効率よく基材の汚染を抑制又は防止できる。具体的な態様としては、（i）加熱源を備えた基材（例えば、コンロなど）のうち、前記加熱源の近傍に触媒層を形成する態様（例えば、コンロの天板、コンロの受け皿（五徳又はバーナー周りの受け皿（汁受け皿）、グリルなど）、コンロの五徳などのコンロのバーナー近傍に触媒層を形成する態様など）、（ii）加熱源の近傍で（又は近傍に配置して）使用する基材のうち、前記加熱源の近傍に触媒層を形成する態様［例えば、鍋、フライパン、やかんなどのコンロのバーナー近傍で使用する調理器具（又はその外側面）などに触媒層を形成する態様など］などが挙げられる。
【００３４】
特に、基材としてのコンロのうち、加熱源としてのバーナーの近傍［例えば、コンロの天板、コンロの受け皿、コンロの五徳など）など］などの部位は、高温が作用しやすく、しかも汚染物質の除去に手間がかかる部位である。そのため、このようなバーナーの近傍に触媒層を形成すると、汚染物質の除去を効率よく行うことができる。なお、コンロの天板（又はそのコーティング）は、ガラス、ホーロー、ステンレスなどのいずれの材質であってもよい。
【００３５】
前記コーティング剤を基材に塗布する方法としては、特に限定されず、コーティング剤の種類（バインダーの種類など）、コーティングする部分の形状や材質などに応じて、例えば、コーティング液の滴下、噴霧（スプレー）、浸漬などにより塗布してもよく、慣用の塗布法（例えば、ディップコート、スピンコート、フローコート、スプレーコートなど）を用いてもよい。
【００３６】
塗布は、一回で行ってもよく、必要に応じて所望の厚みを有する触媒層を形成するため複数回行ってもよい。また、塗布後の基材には、必要に応じて適当な温度（例えば、４０〜１５０℃、好ましくは６０〜１２０℃程度）で乾燥処理を施してもよい。
【００３７】
触媒層を効率よく基材表面に密着又は固定させるため、加熱処理を施してもよい。加熱処理において、加熱温度および加熱時間は、バインダーや基材の種類などに応じて適宜選択できる。
【００３８】
前記方法により基材に形成する触媒層の厚み（平均厚み）は、基材の種類や触媒層中の触媒の含有割合などに応じて選択でき、例えば、１μｍ〜５ｍｍ、好ましくは１０μｍ〜１ｍｍ、さらに好ましくは５０〜５００μｍ程度であってもよい。
【００３９】
本発明の方法により触媒層が形成された基材では、熱により前記触媒が酸化及び／又は還元作用を発揮することにより、汚染物質の分解機能又は付着防止機能（又は抑制機能）を発揮できる。なお、汚染物質は、基材（又は基材表面）に付着して基材を汚染する成分であれば特に限定されず、例えば、有機物質（例えば、コンロに付着する油、調味料、薬剤など）、微生物（例えば、大腸菌、レジオネラ菌、サルモネラ菌などの細菌など）などであってもよい。すなわち、前記触媒（又は触媒層）は、付着した汚染物質（例えば、有機物質など）を分解したり、汚染物質の付着を防止（又は抑制）する機能を有していればよく、このような機能を発揮することにより、防汚、抗菌、消臭作用などを基材に発現できる。なお、前記有機物質（調味料など）などの汚染物質は、人為的に付着する汚染物質であるが、本発明では、基材（触媒層）に付着しても、拭き取りなどにより極めて簡便に除去可能である。
【００４０】
そのため、本発明には、前記触媒層（前記触媒を含む触媒層）を基材に形成し、基材の汚染を抑制又は防止する方法も含まれる。なお、前記触媒の触媒作用を発揮するためには、前記基材（又は触媒層）に熱（又は熱エネルギー）を作用させる必要があるが、このような熱は、環境温度（例えば、１０〜４０℃、好ましくは１５〜３０℃程度）において基材に作用するエネルギー程度の熱エネルギーであればよいため、触媒作用を発揮させるために新たに加熱するなどの操作を必ずしも要しない。すなわち、前記基材に触媒層を形成すると、通常の環境温度（室温）において、汚染物質の分解又は付着防止機能を発揮する。
【００４１】
特に、基材の汚染をより一層効率よく抑制又は防止するため、汚染物質が付着した触媒層を加熱処理してもよい。加熱処理により、付着した汚染物質をより効率よく除去できる。加熱処理において、加熱温度および加熱時間は、基材に付着した汚染物質の種類や量、基材の材質やバインダーの種類などに応じて適宜選択できる。なお、加熱処理は、基材を直接的に又は間接的に加熱（又は加温）することにより行うことができ、例えば、前記のように加熱源からの熱により直接的又は間接的に触媒層を加熱することもできる。
【００４２】
以下、代表的なバインダーに関して、コーティング剤および触媒層の形成方法について詳述する。
【００４３】
（バインダー樹脂を含むコーティング剤および触媒層の形成方法）
バインダー樹脂としては、特に限定されず、種々の樹脂（熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂など）が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、オレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体など）、スチレン系樹脂（例えば、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂など）、ポリエステル系樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリアルキレンアリレート又はこれらのコポリエステルなど）、ポリカーボネート系樹脂（ビスフェノールＡ型ポリカーボネートなど）、アクリル系樹脂（ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体など）、ハロゲン含有ビニル系樹脂（ポリ塩化ビニルなど）、ポリアミド系樹脂（ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２など）、ポリアセタール系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリ（チオ）エーテル系樹脂（ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィドなど）、熱可塑性エラストマー（例えば、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性樹脂エラストマーなど）などが挙げられる。
【００４４】
熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、フラン樹脂、アミノ樹脂［尿素樹脂、メラミン樹脂など］、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などが例示できる。熱硬化性樹脂は初期縮合物であってもよい。
【００４５】
これらの樹脂は、単独で又は二種以上を組み合わせてもよく、複数の樹脂で構成されたポリマーアロイ（高分子多成分系）であってもよい。
【００４６】
前記触媒とバインダー樹脂とを含むコーティング剤は、固体状であってもよく、液状であってもよい。通常、このようなコーティング剤は、触媒とバインダー樹脂と溶媒とで構成する場合が多い。溶媒としては、前記例示の溶媒などが挙げられる。
【００４７】
バインダー樹脂を含むコーティング剤は、前記触媒とバインダー樹脂と（必要に応じて溶媒と）を混合することにより調製でき、例えば、バインダー樹脂を溶媒に溶解又は分散させ、得られた溶液又は分散液に前記触媒を分散させて調製してもよい。なお、溶液又は分散液は、スターラーなどを使用して攪拌しつつ調製してもよい。
【００４８】
前記触媒の割合は、バインダー樹脂１００重量部に対して、例えば、５〜１５０重量部、好ましくは１０〜１００重量部、さらに好ましくは２０〜８０重量部程度であってもよい。このような割合でコーティング剤を構成すると、基材表面に、触媒を効率よく析出及び固定させることができる。
【００４９】
バインダー樹脂を含むコーティング剤のコーティングには、慣用のコーティング法、例えば、ロールコーティング法、ディップコーティング法、バーコーティング法、ノズルコーティング法、ダイコーティング法、スプレーコーティング法、スピンコーティング法、カーテンコーティング法、フローコーティング法、スクリーン印刷、グラビア印刷、曲面印刷などを採用できる。
【００５０】
なお、コーティング後、通常、適当な温度（例えば、５０〜１５０℃、好ましくは８０〜１２０℃程度）で乾燥することにより溶媒を除去（脱溶媒）して基材に触媒層を形成できる。
【００５１】
（加水分解縮合性化合物を含むコーティング剤および触媒層の形成方法）
加水分解縮合性化合物としては、例えば、ケイ素アルコキシド類（アルコキシシラン類）、アルミニウムアルコキシド類（例えば、トリメトキシアルミネートなどのトリＣ1-4アルコキシアルミネートなど）、チタンアルコキシド類（例えば、テトラメトキシチタネート、テトラエトキシチタネート、テトラプロポキシチタネートなどのジ乃至テトラＣ1-4アルコキシチタネート類）などが挙げられる。
【００５２】
好ましい加水分解縮合性化合物には、アルコキシシラン類が挙げられる。アルコキシシラン類としては、例えば、ジアルコキシシラン類［例えば、ジアルキルジＣ1-4アルコキシシラン（例えば、ジメチルジメトキシシランなど）、ジアリールジＣ1-4アルコキシシラン（例えば、ジフェニルジメトキシシランなど）、官能基を有するジＣ1-4アルコキシシラン（例えば、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルジメトキシメチルシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシランなど）など］、トリアルコキシシラン類［例えば、トリＣ1-4アルコキシシラン（例えば、トリメトキシシランなど）、アルキルトリＣ1-4アルコキシシラン（例えば、メチルトリメトキシシランなど）、アリールトリＣ1-4アルコキシシラン（例えば、フェニルトリメトキシシランなど）、官能基を有するトリＣ1-4アルコキシシラン（例えば、２−アミノエチルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシランなど）など］、テトラアルコキシシラン類［例えば、テトラＣ1-4アルコキシシラン（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシランなど）など］、これらのアルコキシシランが縮合した縮合物（部分縮合物）又はオリゴマー（例えば、テトラアルコキシシラン類のオリゴマー（例えば、２〜１０量体）など）などが挙げられる。加水分解縮合性化合物は、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。
【００５３】
加水分解縮合性化合物を含むコーティング剤は、加水分解縮合によるゾル・ゲル法により基材表面にコーティング層を形成する。そのため、前記コーティング剤は、加水分解縮合性化合物に加えて、通常、他の成分［例えば、水、均質なコーティング液を調製するための溶媒（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類；エチレングリコールなどのグリコール類；エチレンオキシド、トリエタノールアミン、キシレンなどの有機溶媒）、加水分解を促進するための触媒（例えば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ素酸などの酸触媒；アンモニアなどの塩基触媒など）、重縮合物を安定化（重合停止）させるための安定化剤（例えば、アセチルアセトン、アセトン、酢酸エチルなど）など］を含んでいてもよい。これらの他の成分は、単独で又は２種以上組みあわせてもよい。このような成分と加水分解縮合性化合物とを混合すると、加水分解縮合性化合物の加水分解および縮合反応により、加水分解縮合性化合物の重縮合物（予備縮合物）がゾル溶液として得られる。
【００５４】
前記コーティング液は、触媒と、加水分解縮合性化合物と［通常、他の成分（水、アルコール類、酸触媒など）と］を混合することにより調製でき、例えば、加水分解縮合性化合物と他の成分（水、アルコール類、酸触媒など）とを混合して予備縮合物を含むゾル溶液を調製し、このゾル溶液と前記触媒とを混合（及び分散）することにより調製してもよい。前記ゾル溶液と触媒との混合は、ゾル溶液と前記触媒を他の溶媒に混合することにより行ってもよい。なお、ゾル溶液と触媒との混合及び分散は、慣用の混合機又は分散機（例えば、スターラ、マグネチックスターラ、ペイントシェーカー、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、サンドミル、３本ロール、ニーダーなど）を用いて行うことができる。混合時間は、混合機又は分散機の種類などに応じて適宜調整できる。
【００５５】
前記触媒の割合は、加水分解縮合性化合物１００重量部に対して、例えば、５〜１５０重量部、好ましくは１０〜１００重量部、さらに好ましくは２０〜８０重量部程度であってもよい。このような割合でコーティング剤を構成すると、基材表面に、触媒を効率よく析出及び固定させることができる。
【００５６】
前記コーティング液のコーティング方法としては、前記と同様の慣用の方法が利用できる。そして、コーティング後、適当な温度（例えば、室温）下で加水分解縮合を進行させ、加水分解縮合性化合物の縮合物を含む触媒層を基材に形成できる。なお、加水分解縮合反応を促進するため、コーティング後の基板に加熱処理を施してもよい。加熱処理において、加熱処理温度は、例えば、８０〜８００℃、好ましくは１５０〜７００℃、さらに好ましくは３００〜６００℃程度であってもよく、加熱時間は、例えば、５分以上（例えば、１０分〜５時間）程度、好ましくは２０分以上（例えば、３０分〜３時間程度）であってもよい。
【００５７】
（釉薬を含むコーティング剤および触媒層の形成方法）
釉薬とは、陶磁器、金属などの表面にガラス層を形成するために用いられるガラス成分（又はその組成物）である。ガラス成分としては、基材の種類に応じて適宜選択でき、例えば、ケイ酸質成分（二酸化ケイ素）、アルミナ質成分（Ａｌ2Ｏ3）、カルシウム成分（ＣａＯなど）、ナトリウム成分（Ｎａ2Ｏなど）、ホウ素成分（Ｂ2Ｏ3など）、カリウム成分（Ｋ2Ｏなど）などが挙げられる。釉薬は、ガラス成分を含む鉱物（例えば、ケイ石、長石など）の形態でこれらのガラス成分を含んでいてもよい。これらのガラス成分は、単独で又は２種以上組みあわせてもよい。なお、釉薬は、着色釉薬であってもよい。釉薬は、ガラス質成分に加えて、釉薬に添加される慣用の成分、例えば、粘土、炭酸アンモニウム、密着剤（酸化コバルトなど）、水などを含んでいてもよい。
【００５８】
ガラス成分の形状は、粉粒状などであってもよく、フリット状であってもよい。通常、前記コーティング液を基材（例えば、基材のうち、コンロの天板、コンロの五徳など）にホーローコーティング（ホーローびき）する場合、釉薬（ホーローぐすり）は、フリット状のガラス成分で構成する場合が多い。
【００５９】
釉薬を含むコーティング剤は、前記触媒と釉薬（ガラス成分および粘土などの他の成分など）とを混合することにより調製できる。混合は、慣用の釉薬調製方法に準じて行うことができ、例えば、ホーローコーティング用のコーティング液は、溶媒（例えば、水）と、前記触媒と、フリット状の釉薬とをスターラーなどを用いて攪拌しつつ混合することにより調製できる。
【００６０】
前記触媒の割合は、釉薬（又はガラス成分又は釉薬の固形分）１００重量部に対して、例えば、３〜５０重量部、好ましくは５〜４０重量部、さらに好ましくは１０〜３０重量部程度であってもよい。このような割合でコーティング剤を構成すると、基材表面に、触媒を効率よく析出及び固定させることができる。
【００６１】
釉薬を含むコーティング液のコーティング方法としては、特に限定されず慣用の方法が利用できる。このようなコーティング剤をコーティングする基材の部分としては、例えば、鋼（ステンレスなど）などの金属、ガラスなどが挙げられ、具体的な基材（又は基材のコーティング箇所）としては、例えば、調理機器の金属部分（例えば、コンロの天板、コンロの五徳など）などが挙げられる。また、釉薬を含むコーティング液を複数回コーティングしてもよく、例えば、基材にしたぐすりとして触媒層を形成した後、さらにうわぐすりとして触媒層を形成してもよい。また、釉薬を含むコーティング剤をコーティングしたのち、通常、焼成処理（加熱処理）により釉薬の焼き付けを行って、触媒層を形成する。焼成処理において、焼成温度（加熱温度）は、ガラス成分の種類などに応じて、例えば、３００〜１５００℃、好ましくは５００〜１２００℃、さらに好ましくは７００〜１０００℃（例えば、７７０〜８５０℃）程度であってもよく、加熱時間は、例えば、１０秒以上（例えば、２０秒〜１時間）、好ましくは３０秒以上（例えば、１〜３０分程度）であってもよい。なお、焼成に先立って、コーティング後の基材を乾燥（通常、脱水）してもよい。脱水は、所定の時間（例えば、１〜２時間程度）、加温下（例えば、４０〜１００℃程度）で行ってもよい。
【００６２】
（塗料を含むコーティング剤および触媒層の形成方法）
塗料としては、例えば、油性塗料（例えば、油性ペイント、油性エナメルなど）、合成樹脂塗料（例えば、アルキド樹脂塗料、アミノ樹脂塗料、フェノール樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、ポリウレタン樹脂塗料、不飽和ポリエステル樹脂塗料、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂塗料、ポリビニルブチラール樹脂塗料、アクリル樹脂塗料など）、セルロース誘導体塗料（例えば、ニトロセルロースを塗膜成分とする塗料など）、酒精塗料（例えば、ロジンなどの天然樹脂の溶剤溶解物をビヒクルとする塗料など）、水性塗料（例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体などの樹脂粒子が水に懸濁したエマルジョン塗料）などが挙げられる。これらの塗料は、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。なお、塗料は、粉体塗料であってもよい。
【００６３】
なお、塗料は、塗膜形成成分（乾性油、合成樹脂、天然樹脂、セルロース誘導体など）に加えて、塗料に添加される慣用の成分、例えば、添加剤（顔料、可塑剤、顔料分散剤、乳化剤、増粘剤など）、溶剤（前記例示の溶媒など）などを含んでいてもよい。
【００６４】
前記触媒の割合は、塗料の塗膜形成成分（又は塗料の固形分）１００重量部に対して、例えば、５〜１５０重量部、好ましくは１０〜１００重量部、さらに好ましくは２０〜８０重量部程度であってもよい。このような割合でコーティング剤を構成すると、基材に対する塗膜の密着性および塗膜の平滑性を保持しつつ、基材表面に、触媒を効率よく析出及び固定させることができる。
【００６５】
塗料を含むコーティング剤は、前記触媒と塗料（塗膜形成成分、添加剤および溶剤など）とを混合することにより調製できる。混合は、ペイントシェーカーなどの分散又は混合機を用いて前記触媒を分散させることにより行ってもよい。
【００６６】
なお、塗料を含むコーティング剤のコーティング方法としては、慣用の方法（前記バインダー樹脂の項で例示の方法など）が利用できる。なお、コーティング剤をコーティングする基材としては、例えば、鋼板（ダル鋼板など）などの金属板などが挙げられる。コーティング後の基材には、塗料の硬化を促進して強固な塗膜を形成するため加熱処理を施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明では、熱により、酸化及び／又は還元作用を発揮する触媒を利用することにより、光の有無にかかわらず、基材に抗菌、消臭、防汚効果を付与できる。例えば、汚染物質が付着しやすく、かつ汚染物質の除去に手間がかかる機器（例えば、ガスコンロなど）に本発明のコーティング方法を適用すると、汚染物質が付着した後であっても、前記触媒の酸化及び／又は還元作用に伴う分解機能により、拭き取りなどで容易に汚染物質を除去でき、効率よく汚染を抑制又は防止できる。また、水（温水、冷却水など）を流通させる配管（配管系統）の内面に本発明の方法を適用すると、触媒の酸化／及び還元作用により配管に対する微生物（レジオネラ菌など）の付着を抑制又は防止でき、優れた抗菌作用を配管に付与でき、配管系統のメンテナンスを著しく簡略化できる。
【実施例】
【００６８】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００６９】
（実施例１）
器物用下釉に使用されるフリット９０重量部と、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、亜鉛およびカリウムを含む触媒粉末（ケイ素／アルミニウム／チタン／スズ／亜鉛／カリウム（重量比）＝１／０．４／１．４／１．１／０．０１／０．０１、粒径１０〜１００ｎｍ程度の粉末状）１０重量部と、水とをスターラーを用いて混合し、コーティング液（分散液）を調製した。このコーティング液を五徳に滴下することにより塗布し、６０℃で１時間乾燥して脱水し、８４０℃で３分間熱処理（焼成）することにより、五徳と同じ材質（低炭素鋼）のテストピースにホーローコーティングを施した。
【００７０】
さらに、ホーローコーティングを施したテストピースに、五徳用途で予想される汚れ成分（調味料、および油の混合物）を滴下して付着させたのち、２５０℃で熱処理した。
【００７１】
そして、先端に金属ヘラをつけた置針式テンションゲージ（大場計器（株）製、商品名「ＡＧ３０６０」）を使用し、汚れ成分の取れやすさを評価した。すなわち、前記金属ヘラを、テストピースに付着した汚れ成分に接触させて、徐々に荷重を増加させていったところ、５Ｎで汚れ成分がほぼ除去された。図１に、金属ヘラを接触させる前のテストピースの写真（評価前）および汚れ成分が除去された後のテストピースの写真（評価後）をあわせて示す。
【００７２】
（実施例２）
器物用下釉に使用されるフリット８０重量部と、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、亜鉛およびカリウムを含む触媒粉末（ケイ素／アルミニウム／チタン／スズ／亜鉛／カリウム（重量比）＝１／０．４／１．４／１．１／０．０１／０．０１、粒径１０〜１００ｎｍ程度の粉末状）２０重量部と、水とをスターラーを用いて混合し、コーティング液（分散液）を調製した。このコーティング液を五徳に滴下することにより塗布し、６０℃で１時間乾燥して脱水し、７８０℃で３分間熱処理（焼成）することにより、五徳と同じ材質（低炭素鋼）のテストピースにホーローコーティングを施した。
【００７３】
そして、実施例１と同様にしてテストピースに汚れ成分を付着させ、熱処理し、汚れ成分のとれやすさを評価したところと、荷重５Ｎで汚れ成分がほぼ除去された。
【００７４】
（比較例１）
触媒粉末を使用しないこと以外は、実施例１と同条件で汚れ成分を付着させ、汚れ成分のとれやすさを評価したところ、２０Ｎまで荷重を増加させても汚れ成分を除去することはできなかった。図２に、金属ヘラを接触させる前のテストピースの写真（評価前）および２０Ｎの荷重を作用させた後のテストピースの写真（評価後）をあわせて示す。
【００７５】
（実施例３）
テトラアルコキシシランの縮合物（日本曹達（株）製、）５０重量部と、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、亜鉛およびカリウムを含む触媒粉末（ケイ素／アルミニウム／チタン／スズ／亜鉛／カリウム（重量比）＝１／０．４／１．４／１．１／０．０１／０．０１、粒径１０〜１００ｎｍ程度の粉末状）５０重量部と、水とをスターラーを用いて混合し、コーティング液（分散液）を調製した。このコーティング液をガスガラストップコンロの天板表面に塗布し、５００℃で１時間熱処理することにより、天板表面に触媒層を形成した。
【００７６】
さらに、天板表面の触媒層を形成した部分に、汚れ成分（調味料、および油の混合物）を滴下して付着させたのち、汚れ成分が付着した部分を温度２５０℃で熱処理した。
【００７７】
そして、熱処理後のガスガラストップコンロを、暗所に一週間放置した後、濡れタオルで天板表面に付着した汚れ成分を拭き取ったところ、容易に汚れを除去することができた。
【００７８】
（比較例２）
天板表面に触媒層を形成しなかった以外は、実施例３と同様にして、汚れ成分を付着させて熱処理し、暗所に一週間放置した後、濡れタオルで汚れを拭き取ったところ、容易に汚れを除去することができず、汚れ成分が表面に残った状態であった。
【００７９】
（実施例４）
ポリカーボネート（帝人化成（株）製、商品名「パンライトＬ−１２２５−Ｌ」）５０重量部を、ジクロロメタンに溶解させ、得られた溶液に、ケイ素、アルミニウム、チタン、スズ、亜鉛およびカリウムを含む触媒粉末（ケイ素／アルミニウム／チタン／スズ／亜鉛／カリウム（重量比）＝１／０．４／１．４／１．１／０．０１／０．０１、粒径１０〜１００ｎｍ程度の粉末状）５０重量部を混合し、コーティング液（分散液）を調製した。このコーティング液を、１００冷凍トンの吸収式冷温水機の冷却水配管系統の配管内面（配管内壁）に塗布したのち、乾燥して溶媒を除去（脱溶媒）することにより、配管内面に触媒層を形成した。
【００８０】
触媒層を形成したのち、前記吸収式冷温水機を運転させ、前記触媒層を形成した配管に１年間水を流通し続けたのち、配管内面を観察したところ、配管内面へのスライム形成は肉眼では確認できなかった。
【００８１】
（比較例３）
配管内面に触媒層を形成しなかった以外は、実施例４と同様にして吸収式冷温水機を１年間運転し、配管内面を観察したところ、配管内面に肉眼ではっきりと確認できる程度にスライムが形成されていた。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は、実施例１において、金属ヘラを接触させる前のテストピースの写真（評価前）および汚れ成分が除去された後のテストピースの写真（評価後）である。
【図２】図２は、比較例１において、金属ヘラを接触させる前のテストピースの写真（評価前）および２０Ｎの荷重を作用させた後のテストピースの写真（評価後）である。
【図１】
2007038119.tif 000002
【図２】
2007038119.tif 000003