(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１）被塗物に対しプライマーを塗布・乾燥させ、プライマー塗膜を形成し、２）フッ素樹脂系塗料をプライマー塗膜上に０．１〜０．３ｋｇ／ｍ２塗布・乾燥させ、第２塗膜を形成し、３）フッ素樹脂系塗料と、天然の火山ガラス微粒子を急激な加熱処理により得られる微細なガラスバルーンの表面をアナターゼ型２酸化チタンで被覆したマイクロアナターゼバルーン（商品名）とが、質量比で、塗料：マイクロアナターゼバルーン＝２〜２．５：１の混合比で混合されているフッ素樹脂系塗料を第２塗膜上に０．２〜１．０ｋｇ／ｍ２塗布・乾燥させ、第３塗膜を形成し、４）  ａ）ペルオキソチタン酸溶液、ｂ）ペルオキソ改質アナターゼゾルの少なくとも１種以上を含む過酸化チタン溶液を第３塗膜上に０．１〜１．０ｋｇ／ｍ２塗布・乾燥させてなることを特徴とする防汚塗膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防汚塗膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
酸化チタン、特にアナターゼ型酸化チタンは、光触媒としての働きがあることが最近知られている。例えば大気中の有害物質である窒素酸化物、硫黄酸化物、有機塩素化合物、悪臭物質、汚れ成分等、又水中の有機塩素化合物、悪臭物質等を吸着し、分解する、更に抗菌、抗黴、抗ウィルス等の作用があることがわかっている。
【０００３】
酸化チタンの光触媒能については、次のように説明されている。まず酸化チタン表面に、紫外線等の短波長光が照射されると、電子が励起されて価電子帯から伝導帯に移動する。電子の移動した後の価電子帯には正孔が生じる。一方伝導帯に移動した電子は、強い還元能を有する。価電子帯の正孔は強い酸化能を有するため、これらと、大気中の酸素・あるいは水が結合すると、水酸ラジカルなどの強力な酸化剤が生じ、これが酸化チタン表面に存在する様になる。
例として、大気中の一酸化窒素の分解過程を説明する。酸化チタン粒子の表面に、一酸化窒素（ＮＯ）が吸着されると、光により酸化チタン表面に発生した酸化剤によって二酸化窒素（ＮＯ2）に酸化される。二酸化窒素は更に酸化され、硝酸イオン（ＮＯ3--）に酸化される。硝酸イオンは雨などの水によってＨＮＯ3となって、低濃度の酸性水となって流下する。すると再び酸化チタンの光触媒活性が再生される。
【０００４】
このような酸化チタンの光触媒能力を使用して、各種の用途開発が行なわれている。例えば大気有害物質を分解するセルフクリーニングタイル、細菌死滅効果をつかった抗菌内装材等である。
【０００５】
特開平７−３３１１２０号公報には、大気中の窒素酸化物を光触媒作用により除去する作用を有することを特徴とする窒素酸化物除去用塗料として、市販の水溶性塗料とチタニア（酸化チタン）微粉末を混合した塗料、市販の油性塗料とチタニア微粉末を混合した塗料が開示されているが、建築物の外装用として、あるいは内装用としていかなる塗装方法によって塗装されるかといった具体的な塗膜形成方法についての記載はなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、酸化チタンの優れた光触媒作用を最大限に活用し得る塗膜の形成方法を開発することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決せんとして、本発明者らは鋭意研究の結果、プライマーと、このプライマーを保護する塗膜、更に無機充填材を含有する塗膜、過酸化チタン溶液による塗膜を順次形成することにより、上記課題を解決することを見出したものであり、しかして本発明の要旨は、以下に存する。
【０００８】
１）被塗物に対しプライマーを塗布・乾燥させ、プライマー塗膜を形成し、２）フッ素樹脂系塗料をプライマー塗膜上に０．１〜０．３ｋｇ／ｍ２塗布・乾燥させ、第２塗膜を形成し、３）フッ素樹脂系塗料と、天然の火山ガラス微粒子を急激な加熱処理により得られる微細なガラスバルーンの表面をアナターゼ型２酸化チタンで被覆したマイクロアナターゼバルーン（商品名）とが、質量比で、塗料：マイクロアナターゼバルーン＝２〜２．５：１の混合比で混合されているフッ素樹脂系塗料を第２塗膜上に０．２〜１．０ｋｇ／ｍ２塗布・乾燥させ、第３塗膜を形成し、４）  ａ）ペルオキソチタン酸溶液、ｂ）ペルオキソ改質アナターゼゾルの少なくとも１種以上を含む過酸化チタン溶液を第３塗膜上に０．１〜１．０ｋｇ／ｍ２塗布・乾燥させてなることを特徴とする防汚塗膜の形成方法。
以下に詳細に説明する。
【０００９】
本発明の塗膜の形成方法は、建築用外装材、建築用内装材に好適に適用される。外装材としては、各種窯業系建材、モルタル、コンクリート、セメント、軽量気泡コンクリートパネル、カーテンウォール等の外壁材、金属屋根材、厚形スレート、瓦等の屋根材が例示でき、内装材としては、石膏パネル、木質パネル、コンクリート、モルタル等の内壁材が例示できる。
【００１０】
本発明の塗膜の施工方法を実施する際には、通常の外壁化粧塗装と同様に、被塗物の下地調整を行なうことが望ましい。具体的には被塗面の清掃、洗浄を行なって、表面のゴミ、ほこり、汚れ、油脂、離型剤等を除去する。
【００１１】
次に、被塗面にプライマーを塗布する。プライマーは被塗面に目的の塗料が付着させるために予め形成させる塗膜であるから、被塗面によって使用するプライマーが変わる。従来建築内外装塗装に使用されているプライマーであれば、被塗面に合わせて最適なプライマーを選択すれば良い。２液型の常温硬化エポキシ樹脂系塗料などが例示できる。２液型エポキシ樹脂系塗料の場合、塗装時に主剤と硬化剤とを反応当量比で混合させ、刷毛塗り、ローラー塗装、スプレー塗装等の塗装方法にて塗装する。塗布量としては０．１〜０．３kg／ｍ2が適当である。０．１kg／ｍ2未満の塗布量であると、次に塗装する塗膜が付着しない虞れがあり、 ０．３kg／ｍ2を超えて塗布しても塗布量に比例した効果は期待できず、コスト的には望ましくない。塗布後に乾燥・塗膜形成させるには、一般的には３〜５時間以上の放置乾燥を必要とするが、気温、湿度、風速等の塗布環境によって変わることは当然である。
【００１２】
プライマー塗膜形成後に、フッ素樹脂系塗料を塗布、乾燥させ、被塗面から数えて第２塗膜を形成する。本塗料組成物には、必要に応じてコロイダルシリカ等の無機系樹脂を混合することも可能である。この塗膜は、光触媒作用により発生する酸性溶液によりプライマー層が侵され、塗膜全体が剥離してしまう事を防止し、プライマー層を保護するために必要である。フッ素樹脂系塗料は、塗装時に主剤と硬化剤とを反応当量比で混合させ、刷毛塗り、ローラー塗装、スプレー塗装等の塗装方法にて塗装する。塗布量としては０．１〜０．３kg／ｍ2が適当である。０．１kg／ｍ2未満であると、プライマー保護が十分ではなく、０．３kg／ｍ2を超えて塗布しても塗布量に比例した効果は期待できず、コスト的には望ましくない。塗布後に乾燥・塗膜形成させるには、一般的には２時間以上の放置乾燥を必要とするが、気温、湿度、風速等の塗布環境によって変わることは当然である。なお、加温強制乾燥、加熱乾燥を行ない塗膜形成することも可能である。加熱乾燥条件は、使用する樹脂の種類、塗布量によって適宜決められる。
【００１３】
プライマー保護層である第２塗膜を形成後、無機充填材を含むフッ素樹脂系塗料を第２塗膜上に塗装し、第３塗膜を形成する。本塗料組成物には、必要に応じてコロイダルシリカ等の無機系樹脂を混合することも可能である。無機充填材としては、珪砂、亜鉛末、亜鉛華、ガラス質粉砕粉、ガラスバルーン等の中空状充填材が使用できる。これらの無機充填材は、その表面に酸化チタンを被覆させた充填材であれば、酸化チタンの表面積が増大し、仮に後述する過酸化チタン溶液による酸化チタン層における酸化チタンが経年変化で減少劣化したとしても、無機充填材自身が光触媒作用を有するため、塗膜の光触媒作用はより効果的・持続的となる。このような充填材としては、天然の火山ガラス微粒子を急激な加熱処理により得られる微細なガラスバルーンの表面を、アナターゼ型２酸化チタンで被覆した、マイクロアナターゼバルーン（商品名）が例示できる。塗料と表面にアナターゼ型２酸化チタンを被覆させた無機中空状充填材との混合比としては、質量比で、塗料：無機中空状充填材＝２〜２．５：１が適当である。２：１より無機中空状充填材の混合割合が小さいと、次に塗装する過酸化チタン溶液が十分に充填材の間隙に浸透できず、２．５：１より無機中空状充填材の混合割合が大きいと、塗料中に均一に充填材が分散できず、塗装が困難となる虞れがある。本塗料は、塗装時に主剤と硬化剤とを反応当量比で混合させ、スプレー塗装にて塗装する。塗布量としては０．２〜１．０kg／ｍ2が適当である。０．２kg／ｍ2未満であると、光触媒作用が十分ではなく、１．０kg／ｍ2を超えて塗布しても塗布量に比例した効果は期待できず、コスト的には望ましくない。塗布後に本塗膜を乾燥・塗膜形成させるには、一般的には２時間以上の放置乾燥を必要とするが、気温、湿度、風速等の塗布環境によって変わることは当然である。なお、加温強制乾燥、加熱乾燥を行ない塗膜形成することも可能である。加熱乾燥条件は、使用する樹脂の種類、塗布量によって適宜決められる。
【００１４】
第３塗膜を形成後、過酸化チタン溶液を第３塗膜上に塗布・乾燥させて光触媒塗膜を形成する。過酸化チタン溶液としては、ペルオキソ改質アナターゼゾル（以下「ＰＡゾル」という）と、ペルオキソチタン酸溶液（以下「ＰＴＡ溶液」という）が例示できる。ＰＡゾルは、アナターゼ超微粒子の分散液体であり、乾燥によりアナターゼ型酸化チタンが結晶化するため、ＰＡゾルのみの使用でも良い。一方、ＰＡＴ溶液は、２５０℃でアナターゼ型へ結晶化するため、ＰＴＡ溶液単独では、常温乾燥塗膜としては光触媒作用が十分現れないおそれがある。塗膜形成過程において、２５０℃以上の加熱乾燥が可能であれば、ＰＡＴ溶液単独の使用も可能である。このため、塗膜を常温硬化で形成する場合には、過酸化チタン溶液としては、ＰＡゾル単独、又はＰＡゾルとＰＴＡ溶液との混合液の使用が望ましい。過酸化チタン溶液は、刷毛塗り、ローラー塗装、スプレー塗装等の塗装方法にて塗装する。塗布量としては０．１〜１．０kg／ｍ2が適当である。０．１kg／ｍ2未満であると、光触媒作用が十分ではなく、１．０kg／ｍ2を超えて塗布しても塗布量に比例した効果は期待できず、コスト的には望ましくない。塗布後に乾燥・塗膜形成させるには、一般的には２時間以上の放置乾燥を必要とするが、気温、湿度、風速等の塗布環境によって変わることは当然である。なお、加温強制乾燥、加熱乾燥を行ない塗膜形成することも可能である。加熱乾燥条件は、使用する樹脂の種類、塗布量によって適宜決められるが、過酸化チタン溶液にＰＴＡ溶液のみを使用した場合には、上記理由により２５０℃以上の加熱乾燥が特に望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の理解に供するため、以下に実施例を記載する。いうまでもなく、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１６】
【実施例】
被塗物として、表面を清浄にしたモルタルパネル（200×200mm）を用意し、これにプライマーとして、主剤と硬化剤とを反応当量比で混合させた２液型エポキシ樹脂系塗料を、刷毛塗りにて塗布量０．３kg／ｍ2で塗装し、２０℃にて４時間乾燥してプライマー層を得た。該プライマー層の上に、常温硬化型フッ素樹脂系塗料をスプレー塗装により０．３kg／ｍ2塗布し、２０℃にて２時間乾燥させ、第２塗膜を形成した。該第２塗膜の上に、常温硬化型フッ素樹脂系塗料：マイクロアナターゼバルーン（商品名）＝２：１で混合（質量比）した塗料を、塗装時に主剤と硬化剤とを反応当量比で混合させ、スプレー塗装にて塗布量０．３kg／ｍ2塗布し、２０℃にて２時間乾燥させ、第３塗膜を形成した。該第３塗膜の上に、ＰＡゾル：ＰＡＴ溶液＝１：１（質量比）にて混合した過酸化チタン溶液をスプレー塗装にて塗布量０．２kg／ｍ2塗布し、２０℃にて２時間乾燥させ、光触媒作用塗膜を形成した。
【００１７】
【比較例】
実施例と同じモルタルパネルに、実施例と同様の施工方法で、プライマー層、第２塗膜層を形成した。
【００１８】
【試験方法】
実施例及び比較例の塗板を、自動車の交通が激しい国道脇の暴露台（傾斜角４５°）に載置固定し、以後１ヵ月後、２ヵ月後、３ヵ月後の各々の塗板表面を、純水にて洗浄し、この水に含まれるＮＯX濃度を測定した。
【００１９】
【結果】
表１のとおりである。なお、 ＮＯX濃度は積算値である。
【表１】
0004240254.tif 000002
【００２０】
【発明の効果】
本発明になる防汚塗膜の形成方法は、いかなる被塗物に対しても優れた付着性と、継続的に安定して優れた光触媒作用を発揮できるため、建築外装用の塗装に適用した場合、外壁の汚れを防止してメンテナンスフリーな外装を実現でき、内壁の塗装に適用した場合、抗菌作用により衛生的な塗装面が実現できるものである。