JPH09228545A - ガラスブロック、及びその清浄化方法 - Google Patents
ガラスブロック、及びその清浄化方法Info
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- JPH09228545A JPH09228545A JP8282810A JP28281096A JPH09228545A JP H09228545 A JPH09228545 A JP H09228545A JP 8282810 A JP8282810 A JP 8282810A JP 28281096 A JP28281096 A JP 28281096A JP H09228545 A JPH09228545 A JP H09228545A
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- surface layer
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
- F24F8/20—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by sterilisation
- F24F8/22—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by sterilisation using UV light
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2245/00—Coatings; Surface treatments
- F28F2245/02—Coatings; Surface treatments hydrophilic
Landscapes
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Finishing Walls (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 降雨により自己清浄化（セルフクリーニン
グ）され、或いは散水や水濯ぎや水拭き程度で清掃可能
になるガラスブロックの提供。 【解決手段】 光触媒粒子を含有する表面層を備えたガ
ラスブロック。
グ）され、或いは散水や水濯ぎや水拭き程度で清掃可能
になるガラスブロックの提供。 【解決手段】 光触媒粒子を含有する表面層を備えたガ
ラスブロック。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスブロック、
及びその清浄化方法に関する。
及びその清浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラスブロック建材は、水拭き程度で
は、手垢等による油脂汚れが容易には充分に洗浄されな
い。また、高層ビルに利用した場合には、清掃しないと
汚れやすく、その清掃は高所作業であり、重労働である
と同時に危険を伴う。
は、手垢等による油脂汚れが容易には充分に洗浄されな
い。また、高層ビルに利用した場合には、清掃しないと
汚れやすく、その清掃は高所作業であり、重労働である
と同時に危険を伴う。
【０００３】
【発明の解決すべき課題】本発明の目的は、降雨により
自己清浄化（セルフクリーニング）される表面を有する
ガラスブロック、及びガラスブロックの清浄化方法を提
供することにある。本発明の他の目的は、散水や水濯ぎ
程度で簡単に清掃可能な表面を有するガラスブロック、
及びその清浄化方法を提供することにある。
自己清浄化（セルフクリーニング）される表面を有する
ガラスブロック、及びガラスブロックの清浄化方法を提
供することにある。本発明の他の目的は、散水や水濯ぎ
程度で簡単に清掃可能な表面を有するガラスブロック、
及びその清浄化方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、光触媒を含有
する表面層を形成した部材において、光触媒を光励起す
ると、部材の表面が高度に親水化されるという発見に基
づく。この現象は以下に示す機構により進行すると考え
られる。すなわち、光触媒の価電子帯上端と伝導帯下端
とのエネルギーギャップ以上のエネルギーを有する光が
光触媒に照射されると、光触媒の価電子帯中の電子が励
起されて伝導電子と正孔が生成し、そのいずれかまたは
双方の作用により、おそらく表面に極性が付与され、水
や水酸基等の極性成分が集められる。そして伝導電子と
正孔のいずれかまたは双方と、上記極性成分との協調的
な作用により、表面と前記表面に化学的に吸着した汚染
物質との化学結合を切断すると共に、表面に化学吸着水
が吸着し、さらに物理吸着水層がその上に形成されるの
である。また、一旦部材表面が高度に親水化されたなら
ば、部材を暗所に保持しても、表面の親水性はある程度
の期間持続する。
する表面層を形成した部材において、光触媒を光励起す
ると、部材の表面が高度に親水化されるという発見に基
づく。この現象は以下に示す機構により進行すると考え
られる。すなわち、光触媒の価電子帯上端と伝導帯下端
とのエネルギーギャップ以上のエネルギーを有する光が
光触媒に照射されると、光触媒の価電子帯中の電子が励
起されて伝導電子と正孔が生成し、そのいずれかまたは
双方の作用により、おそらく表面に極性が付与され、水
や水酸基等の極性成分が集められる。そして伝導電子と
正孔のいずれかまたは双方と、上記極性成分との協調的
な作用により、表面と前記表面に化学的に吸着した汚染
物質との化学結合を切断すると共に、表面に化学吸着水
が吸着し、さらに物理吸着水層がその上に形成されるの
である。また、一旦部材表面が高度に親水化されたなら
ば、部材を暗所に保持しても、表面の親水性はある程度
の期間持続する。
【０００５】本発明では、ガラスブロック基材の表面
に、光触媒粒子を含有する表面層を備えたセルフクリー
ニング性ガラスブロックを提供する。光触媒を含有する
表面層を備えることにより、光触媒の光励起に応じて、
表面層の表面は親水性を呈するので、ガラスブロックの
表面が降雨にさらされた時に付着堆積物及び／又は汚染
物が雨滴により洗い流されるのが可能となる。
に、光触媒粒子を含有する表面層を備えたセルフクリー
ニング性ガラスブロックを提供する。光触媒を含有する
表面層を備えることにより、光触媒の光励起に応じて、
表面層の表面は親水性を呈するので、ガラスブロックの
表面が降雨にさらされた時に付着堆積物及び／又は汚染
物が雨滴により洗い流されるのが可能となる。
【０００６】本発明では、ガラスブロック基材の表面
に、光触媒粒子を含有する表面層を備えた易清掃性ガラ
スブロックを提供する。光触媒を含有する表面層を備え
ることにより、光触媒の光励起に応じて、表面層の表面
は親水性を呈するので、ガラスブロックの表面を水で洗
浄するのが容易になる。
に、光触媒粒子を含有する表面層を備えた易清掃性ガラ
スブロックを提供する。光触媒を含有する表面層を備え
ることにより、光触媒の光励起に応じて、表面層の表面
は親水性を呈するので、ガラスブロックの表面を水で洗
浄するのが容易になる。
【０００７】本発明の好ましい態様においては、表面層
には、さらにシリカが含有されているようにする。シリ
カが含有されることにより、表面が水濡れ角０゜に近い
高度の親水性を呈しやすくなると共に、暗所に保持した
ときの親水維持性が向上する。その理由はシリカは構造
中に水を蓄えることができることと関係していると思わ
れる。
には、さらにシリカが含有されているようにする。シリ
カが含有されることにより、表面が水濡れ角０゜に近い
高度の親水性を呈しやすくなると共に、暗所に保持した
ときの親水維持性が向上する。その理由はシリカは構造
中に水を蓄えることができることと関係していると思わ
れる。
【０００８】本発明の好ましい態様においては、表面層
には、さらに固体酸が含有されているようにする。固体
酸が含有されることにより、表面が水濡れ角０゜に近い
高度の親水性を呈しやすくなると共に、暗所に保持した
ときの親水維持性が向上する。その理由は表面層に固体
酸が含有されると、表面の極性が、光の有無にかかわら
ず大きな状態にあるために、疎水性分子よりも極性分子
である水分子を選択的に吸着させやすい。そのため安定
な物理吸着水層が形成されやすく、暗所に保持しても、
表面の親水性をかなり長期にわたり高度に維持できる。
には、さらに固体酸が含有されているようにする。固体
酸が含有されることにより、表面が水濡れ角０゜に近い
高度の親水性を呈しやすくなると共に、暗所に保持した
ときの親水維持性が向上する。その理由は表面層に固体
酸が含有されると、表面の極性が、光の有無にかかわら
ず大きな状態にあるために、疎水性分子よりも極性分子
である水分子を選択的に吸着させやすい。そのため安定
な物理吸着水層が形成されやすく、暗所に保持しても、
表面の親水性をかなり長期にわたり高度に維持できる。
【０００９】本発明の好ましい態様においては、表面層
には、さらにシリコーンが含有されているようにする。
シリコーンが含有されることにより、光触媒の光励起に
よって、シリコーン中のシリコン原子に結合する有機基
の少なくとも一部が水酸基に置換され、さらにその上に
物理吸着水層が形成されることにより、表面が水濡れ角
０゜に近い高度の親水性を呈するようになると共に、暗
所に保持したときの親水維持性が向上する。
には、さらにシリコーンが含有されているようにする。
シリコーンが含有されることにより、光触媒の光励起に
よって、シリコーン中のシリコン原子に結合する有機基
の少なくとも一部が水酸基に置換され、さらにその上に
物理吸着水層が形成されることにより、表面が水濡れ角
０゜に近い高度の親水性を呈するようになると共に、暗
所に保持したときの親水維持性が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の具体的な構成につ
いて説明する。本発明におけるガラスブロックの表面に
は、図１又は図２に示すように、基材の表面に光触媒を
含む層が形成されている。このような表面構造をとるこ
とで、ガラスブロックの表面は、光触媒の光励起に応じ
て高度に親水化されるのである。それにより、表面の親
水性が親油性より強まる。それにより、ガラスブロック
の表面が降雨にさらされた時に付着堆積物及び／又は汚
染物が雨滴により洗い流されるようになる。さらに、ガ
ラスブロックの表面を水で洗浄するのが容易になる。
いて説明する。本発明におけるガラスブロックの表面に
は、図１又は図２に示すように、基材の表面に光触媒を
含む層が形成されている。このような表面構造をとるこ
とで、ガラスブロックの表面は、光触媒の光励起に応じ
て高度に親水化されるのである。それにより、表面の親
水性が親油性より強まる。それにより、ガラスブロック
の表面が降雨にさらされた時に付着堆積物及び／又は汚
染物が雨滴により洗い流されるようになる。さらに、ガ
ラスブロックの表面を水で洗浄するのが容易になる。
【００１１】図１においては、表面層が光触媒のみから
なる場合には、光触媒は酸化物であることが好ましい。
そうすることにより、酸化物は環境中の汚染物質が吸着
していない状態では親水性を示すので、光励起作用によ
りその汚染物質を排斥させ、吸着水層を形成させること
で、親水性を呈しやすく、一様な水膜が形成できる。図
２において、Ｍは金属元素を示す。従って、図２の場
合、最表面は一般の無機酸化物からなる。この場合も、
酸化物は環境中の汚染物質が吸着していない状態では親
水性を示すので、上記無機酸化物以外に表面層に混入す
る光触媒の光励起作用によりその汚染物質を排斥させ、
吸着水層を形成させることで、一様な水膜が形成でき
る。
なる場合には、光触媒は酸化物であることが好ましい。
そうすることにより、酸化物は環境中の汚染物質が吸着
していない状態では親水性を示すので、光励起作用によ
りその汚染物質を排斥させ、吸着水層を形成させること
で、親水性を呈しやすく、一様な水膜が形成できる。図
２において、Ｍは金属元素を示す。従って、図２の場
合、最表面は一般の無機酸化物からなる。この場合も、
酸化物は環境中の汚染物質が吸着していない状態では親
水性を示すので、上記無機酸化物以外に表面層に混入す
る光触媒の光励起作用によりその汚染物質を排斥させ、
吸着水層を形成させることで、一様な水膜が形成でき
る。
【００１２】本発明におけるガラスブロックは、例え
ば、無蓋の箱型のガラスを１対準備し、 対向させて、
４００℃以上の温度で接触部を融着して作製する。
ば、無蓋の箱型のガラスを１対準備し、 対向させて、
４００℃以上の温度で接触部を融着して作製する。
【００１３】光触媒とは、その結晶の伝導帯と価電子帯
との間のエネルギーギャップよりも大きなエネルギー
（すなわち短い波長）の光（励起光）を照射したとき
に、価電子帯中の電子の励起（光励起）が生じて、伝導
電子と正孔を生成しうる物質をいい、例えば、アナター
ゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化錫、酸化亜
鉛、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、酸化第二
鉄、チタン酸ストロンチウム等が好適に利用できる。こ
こで光触媒の光励起に用いる光源としては、太陽光；街
灯、常夜灯、室内照明、蛍光灯、メタルハライドラン
プ、ブラックライトランプ、キセノンランプ、水銀灯な
どが好適に利用できる。光触媒の光励起により、基材表
面が高度に親水化されるためには、励起光の照度は、
０．００１ｍＷ／ｃｍ２以上あればよいが、０．０１ｍ
Ｗ／ｃｍ２以上だと好ましく、０．１ｍＷ／ｃｍ２以上
だとより好ましい。
との間のエネルギーギャップよりも大きなエネルギー
（すなわち短い波長）の光（励起光）を照射したとき
に、価電子帯中の電子の励起（光励起）が生じて、伝導
電子と正孔を生成しうる物質をいい、例えば、アナター
ゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化錫、酸化亜
鉛、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、酸化第二
鉄、チタン酸ストロンチウム等が好適に利用できる。こ
こで光触媒の光励起に用いる光源としては、太陽光；街
灯、常夜灯、室内照明、蛍光灯、メタルハライドラン
プ、ブラックライトランプ、キセノンランプ、水銀灯な
どが好適に利用できる。光触媒の光励起により、基材表
面が高度に親水化されるためには、励起光の照度は、
０．００１ｍＷ／ｃｍ２以上あればよいが、０．０１ｍ
Ｗ／ｃｍ２以上だと好ましく、０．１ｍＷ／ｃｍ２以上
だとより好ましい。
【００１４】光触媒を含有する表面層の膜厚は、０．４
μｍ以下にするのが好ましい。そうすれば、光の乱反射
による白濁を防止することができ、表面層は実質的に透
明となる。さらに、光触媒を含有する表面層の膜厚を
０．２μｍ以下にすると一層好ましい。 そうすれば、
光の干渉による表面層の発色を防止することができる。
また、表面層が薄ければ薄いほどその透明度は向上す
る。更に、膜厚を薄くすれば、表面層の耐摩耗性が向上
する。上記表面層の表面に、更に、親水化可能な耐摩耗
性又は耐食性の保護層や他の機能膜を設けても良い。
μｍ以下にするのが好ましい。そうすれば、光の乱反射
による白濁を防止することができ、表面層は実質的に透
明となる。さらに、光触媒を含有する表面層の膜厚を
０．２μｍ以下にすると一層好ましい。 そうすれば、
光の干渉による表面層の発色を防止することができる。
また、表面層が薄ければ薄いほどその透明度は向上す
る。更に、膜厚を薄くすれば、表面層の耐摩耗性が向上
する。上記表面層の表面に、更に、親水化可能な耐摩耗
性又は耐食性の保護層や他の機能膜を設けても良い。
【００１５】上記表面層には、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎのよう
な金属を添加することができる。前記金属を添加した表
面層は、表面に付着した細菌や黴を暗所でも死滅させる
ことができる。
な金属を添加することができる。前記金属を添加した表
面層は、表面に付着した細菌や黴を暗所でも死滅させる
ことができる。
【００１６】上記表面層には、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、Ｏｓのような白金族金属を添加することがで
きる。前記金属を添加した表面層は、光触媒の酸化還元
活性を増強でき、脱臭浄化作用等が向上する。また、光
触媒以外に固体酸を添加した場合には、白金族金属の添
加により固体酸の酸度が向上するので、親水維持性も向
上し、付着水の水膜化がより促進されると共に、ある程
度長期間光触媒に励起光が照射されない場合の親水維持
性も向上する。上記表面層には、Ｍｏが添加されていて
もよい。この場合も光触媒以外に固体酸を添加した場合
に、固体酸の酸度が向上するので、親水維持性も向上
し、付着水の水膜化がより促進されると共に、ある程度
長期間光触媒に励起光が照射されない場合の親水維持性
も向上する。
ｈ、Ｉｒ、Ｏｓのような白金族金属を添加することがで
きる。前記金属を添加した表面層は、光触媒の酸化還元
活性を増強でき、脱臭浄化作用等が向上する。また、光
触媒以外に固体酸を添加した場合には、白金族金属の添
加により固体酸の酸度が向上するので、親水維持性も向
上し、付着水の水膜化がより促進されると共に、ある程
度長期間光触媒に励起光が照射されない場合の親水維持
性も向上する。上記表面層には、Ｍｏが添加されていて
もよい。この場合も光触媒以外に固体酸を添加した場合
に、固体酸の酸度が向上するので、親水維持性も向上
し、付着水の水膜化がより促進されると共に、ある程度
長期間光触媒に励起光が照射されない場合の親水維持性
も向上する。
【００１７】基材がナトリウムのようなアルカリ網目修
飾イオンを含むガラス（ソーダライムガラス、並板ガラ
ス等）の場合には、基材と表面層との間にシリカ等の中
間層を形成してもよい。そうすれば、焼成中にアルカリ
網目修飾イオンが基材から表面層へ拡散するのが防止さ
れ、光触媒機能がよりよく発揮される。
飾イオンを含むガラス（ソーダライムガラス、並板ガラ
ス等）の場合には、基材と表面層との間にシリカ等の中
間層を形成してもよい。そうすれば、焼成中にアルカリ
網目修飾イオンが基材から表面層へ拡散するのが防止さ
れ、光触媒機能がよりよく発揮される。
【００１８】親水性とは、表面に水を滴下したときにな
じみやすい性質をいい、一般に水濡れ角が９０゜未満の
状態をいう。本発明における高度の親水性とは、表面に
水を滴下したときに非常になじみやすい性質をいい、よ
り具体的には水濡れ角が１０゜以下程度になる状態をい
う。特に、セルフクリーニング性、水による易清掃性に
はＰＣＴ／ＪＰ９６／００７３４に開示したように、水
濡れ角が１０゜以下であると好ましく、５゜以下ではよ
り好ましい。
じみやすい性質をいい、一般に水濡れ角が９０゜未満の
状態をいう。本発明における高度の親水性とは、表面に
水を滴下したときに非常になじみやすい性質をいい、よ
り具体的には水濡れ角が１０゜以下程度になる状態をい
う。特に、セルフクリーニング性、水による易清掃性に
はＰＣＴ／ＪＰ９６／００７３４に開示したように、水
濡れ角が１０゜以下であると好ましく、５゜以下ではよ
り好ましい。
【００１９】本発明における固体酸には、硫酸担持Ａｌ
２Ｏ３、硫酸担持ＴｉＯ２、硫酸担持ＺｒＯ２、硫酸担
持ＳｎＯ２、硫酸担持Ｆｅ２Ｏ３、硫酸担持ＳｉＯ２、
硫酸担持ＨｆＯ２、ＴｉＯ２／ＷＯ３、ＷＯ３／ＳｎＯ
２、ＷＯ３／ＺｒＯ２、ＷＯ３／Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２
・Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２、ＴｉＯ２／Ａｌ２
Ｏ３、ＴｉＯ２／ＺｒＯ２等が好適に利用できる。
２Ｏ３、硫酸担持ＴｉＯ２、硫酸担持ＺｒＯ２、硫酸担
持ＳｎＯ２、硫酸担持Ｆｅ２Ｏ３、硫酸担持ＳｉＯ２、
硫酸担持ＨｆＯ２、ＴｉＯ２／ＷＯ３、ＷＯ３／ＳｎＯ
２、ＷＯ３／ＺｒＯ２、ＷＯ３／Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２
・Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２、ＴｉＯ２／Ａｌ２
Ｏ３、ＴｉＯ２／ＺｒＯ２等が好適に利用できる。
【００２０】次に、表面層の形成方法について説明す
る。まず、表面層が光触媒のみからなる場合の製法につ
いて、光触媒がアナターゼ型酸化チタンの場合を例にと
り説明する。この場合の方法は、大別して３つの方法が
ある。１つの方法はゾル塗布焼成法であり、他の方法は
有機チタネート法であり、他の方法は電子ビーム蒸着法
である。 （１）ゾル塗布焼成法 アナターゼ型酸化チタンゾルを、基材表面に、スプレー
コーティング法、ディップコーティング法、フローコー
ティング法、スピンコーティング法、ロールコーティン
グ法等の方法で塗布し、焼成する。 （２）有機チタネート法 チタンアルコキシド（テトラエトキシチタン、テトラメ
トキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキ
シチタン等）、チタンアセテート、チタンキレート等の
有機チタネートに加水分解抑制剤（塩酸、エチルアミン
等）を添加し、アルコール（エタノール、プロパノー
ル、ブタノール等）などの非水溶媒で希釈した後、部分
的に加水分解を進行させながら又は完全に加水分解を進
行させた後、混合物をスプレーコーティング法、ディッ
プコーティング法、フローコーティング法、スピンコー
ティング法、ロールコーティング法等の方法で塗布し、
乾燥させる。乾燥により、有機チタネートの加水分解が
完遂して水酸化チタンが生成し、水酸化チタンの脱水縮
重合により無定型酸化チタンの層が基材表面に形成され
る。その後、アナターゼの結晶化温度以上の温度で焼成
して、無定型酸化チタンをアナターゼ型酸化チタンに相
転移させる。 （３）電子ビーム蒸着法 酸化チタンのターゲットに電子ビームを照射することに
より、基材表面に無定型酸化チタンの層を形成する。そ
の後、アナターゼの結晶化温度以上の温度で焼成して、
無定型酸化チタンをアナターゼ型酸化チタンに相転移さ
せる。
る。まず、表面層が光触媒のみからなる場合の製法につ
いて、光触媒がアナターゼ型酸化チタンの場合を例にと
り説明する。この場合の方法は、大別して３つの方法が
ある。１つの方法はゾル塗布焼成法であり、他の方法は
有機チタネート法であり、他の方法は電子ビーム蒸着法
である。 （１）ゾル塗布焼成法 アナターゼ型酸化チタンゾルを、基材表面に、スプレー
コーティング法、ディップコーティング法、フローコー
ティング法、スピンコーティング法、ロールコーティン
グ法等の方法で塗布し、焼成する。 （２）有機チタネート法 チタンアルコキシド（テトラエトキシチタン、テトラメ
トキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキ
シチタン等）、チタンアセテート、チタンキレート等の
有機チタネートに加水分解抑制剤（塩酸、エチルアミン
等）を添加し、アルコール（エタノール、プロパノー
ル、ブタノール等）などの非水溶媒で希釈した後、部分
的に加水分解を進行させながら又は完全に加水分解を進
行させた後、混合物をスプレーコーティング法、ディッ
プコーティング法、フローコーティング法、スピンコー
ティング法、ロールコーティング法等の方法で塗布し、
乾燥させる。乾燥により、有機チタネートの加水分解が
完遂して水酸化チタンが生成し、水酸化チタンの脱水縮
重合により無定型酸化チタンの層が基材表面に形成され
る。その後、アナターゼの結晶化温度以上の温度で焼成
して、無定型酸化チタンをアナターゼ型酸化チタンに相
転移させる。 （３）電子ビーム蒸着法 酸化チタンのターゲットに電子ビームを照射することに
より、基材表面に無定型酸化チタンの層を形成する。そ
の後、アナターゼの結晶化温度以上の温度で焼成して、
無定型酸化チタンをアナターゼ型酸化チタンに相転移さ
せる。
【００２１】次に、表面層が光触媒とシリカからなる場
合について、光触媒がアナターゼ型酸化チタンの場合を
例にとり説明する。この場合の方法は、例えば、以下の
３つの方法がある。１つの方法はゾル塗布焼成法であ
り、他の方法は有機チタネート法であり、他の方法は４
官能性シラン法である。 （１）ゾル塗布焼成法 アナターゼ型酸化チタンゾルとシリカゾルとの混合液
を、基材表面にスプレーコーティング法、デイップコー
ティング法、フローコーティング法、スピンコーティン
グ法、ロールコーティング法等の方法で塗布し、焼成す
る。 （２）有機チタネート法 チタンアルコキシド（テトラエトキシチタン、テトラメ
トキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキ
シチタン等）、チタンアセテート、チタンキレート等の
有機チタネートに加水分解抑制剤（塩酸、エチルアミン
等）とシリカゾルを添加し、アルコール（エタノール、
プロパノール、ブタノール等）などの非水溶媒で希釈し
た後、部分的に加水分解を進行させながら又は完全に加
水分解を進行させた後、混合物をスプレーコーティング
法、ディップコーティング法、フローコーティング法、
スピンコーティング法、ロールコーティング法等の方法
で塗布し、乾燥させる。乾燥により、有機チタネートの
加水分解が完遂して水酸化チタンが生成し、水酸化チタ
ンの脱水縮重合により無定型酸化チタンの層が基材表面
に形成される。その後、アナターゼの結晶化温度以上の
温度で焼成して、無定型酸化チタンをアナターゼ型酸化
チタンに相転移させる。 （３）４官能性シラン法 テトラアルコキシシラン（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、テトラメ
トキシシラン等）とアナターゼ型酸化チタンゾルとの混
合物を基材の表面にスプレーコーティング法、ディップ
コーティング法、フローコーティング法、スピンコーテ
ィング法、ロールコーティング法等の方法で塗布し、必
要に応じて加水分解させてシラノールを形成した後、加
熱等の方法でシラノールを脱水縮重合に付す。
合について、光触媒がアナターゼ型酸化チタンの場合を
例にとり説明する。この場合の方法は、例えば、以下の
３つの方法がある。１つの方法はゾル塗布焼成法であ
り、他の方法は有機チタネート法であり、他の方法は４
官能性シラン法である。 （１）ゾル塗布焼成法 アナターゼ型酸化チタンゾルとシリカゾルとの混合液
を、基材表面にスプレーコーティング法、デイップコー
ティング法、フローコーティング法、スピンコーティン
グ法、ロールコーティング法等の方法で塗布し、焼成す
る。 （２）有機チタネート法 チタンアルコキシド（テトラエトキシチタン、テトラメ
トキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキ
シチタン等）、チタンアセテート、チタンキレート等の
有機チタネートに加水分解抑制剤（塩酸、エチルアミン
等）とシリカゾルを添加し、アルコール（エタノール、
プロパノール、ブタノール等）などの非水溶媒で希釈し
た後、部分的に加水分解を進行させながら又は完全に加
水分解を進行させた後、混合物をスプレーコーティング
法、ディップコーティング法、フローコーティング法、
スピンコーティング法、ロールコーティング法等の方法
で塗布し、乾燥させる。乾燥により、有機チタネートの
加水分解が完遂して水酸化チタンが生成し、水酸化チタ
ンの脱水縮重合により無定型酸化チタンの層が基材表面
に形成される。その後、アナターゼの結晶化温度以上の
温度で焼成して、無定型酸化チタンをアナターゼ型酸化
チタンに相転移させる。 （３）４官能性シラン法 テトラアルコキシシラン（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、テトラメ
トキシシラン等）とアナターゼ型酸化チタンゾルとの混
合物を基材の表面にスプレーコーティング法、ディップ
コーティング法、フローコーティング法、スピンコーテ
ィング法、ロールコーティング法等の方法で塗布し、必
要に応じて加水分解させてシラノールを形成した後、加
熱等の方法でシラノールを脱水縮重合に付す。
【００２２】次に、表面層が光触媒と固体酸からなる場
合について、光触媒がアナターゼ型酸化チタン、固体酸
がＴｉＯ２／ＷＯ３の場合を例にとり説明する。この場
合の方法は、タングステン酸のアンモニア溶解液とアナ
ターゼ型酸化チタンゾルとを混合し、必要に応じて希釈
液（水、エタノール等）で希釈した混合物を基材の表面
にスプレーコーティング法、ディップコーティング法、
フローコーティング法、スピンコーティング法、ロール
コーティング法等の方法で塗布し、焼成する。他の方法
は、電子ビーム蒸着や、チタンアルコキシド、チタンア
セテート、チタンキレート等の有機チタネートの加水分
解及び脱水縮重合により、無定型酸化チタンが結晶化
し、かつＴｉＯ２／ＷＯ３複合酸化物が生成する温度で
熱処理する。
合について、光触媒がアナターゼ型酸化チタン、固体酸
がＴｉＯ２／ＷＯ３の場合を例にとり説明する。この場
合の方法は、タングステン酸のアンモニア溶解液とアナ
ターゼ型酸化チタンゾルとを混合し、必要に応じて希釈
液（水、エタノール等）で希釈した混合物を基材の表面
にスプレーコーティング法、ディップコーティング法、
フローコーティング法、スピンコーティング法、ロール
コーティング法等の方法で塗布し、焼成する。他の方法
は、電子ビーム蒸着や、チタンアルコキシド、チタンア
セテート、チタンキレート等の有機チタネートの加水分
解及び脱水縮重合により、無定型酸化チタンが結晶化
し、かつＴｉＯ２／ＷＯ３複合酸化物が生成する温度で
熱処理する。
【００２３】次に、表面層が光触媒とシリコーンからな
る場合について、光触媒がアナターゼ型酸化チタンの場
合を例にとり説明する。この場合の方法は、未硬化の若
しくは部分的に硬化したシリコーン又はシリコーンの前
駆体からなる塗料とアナターゼ型酸化チタンゾルとを混
合し、シリコーンの前駆体を必要に応じて加水分解させ
た後、混合物を基材の表面にスプレーコーティング法、
ディップコーティング法、フローコーティング法、スピ
ンコーティング法、ロールコーティング法等の方法で塗
布し、加熱等の方法でシリコーンの前駆体の加水分解物
を脱水縮重合に付して、アナターゼ型酸化チタン粒子と
シリコーンからなる表面層を形成する。形成された表面
層は、紫外線を含む光の照射によりアナターゼ型酸化チ
タンが光励起されることにより、シリコーン分子中のケ
イ素原子に結合した有機基の少なくとも一部を水酸基に
置換され、さらにその上に物理吸着水層が形成されて、
高度の親水性を呈する。ここでシリコーンの前駆体に
は、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリプロポキ
シシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエト
キシシラン、エチルトリブトキシシラン、エチルトリプ
ロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニ
ルトリエトキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、
フェニルトリプロポキシシラン、ジメチルジメトキシシ
ラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジブトキシ
シラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジエチルジメト
キシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジブ
トキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、フェニル
メチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシ
ラン、フェニルメチルジブトキシシラン、フェニルメチ
ルジプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、及びそれらの加水分解物、それらの混
合物が好適に利用できる。
る場合について、光触媒がアナターゼ型酸化チタンの場
合を例にとり説明する。この場合の方法は、未硬化の若
しくは部分的に硬化したシリコーン又はシリコーンの前
駆体からなる塗料とアナターゼ型酸化チタンゾルとを混
合し、シリコーンの前駆体を必要に応じて加水分解させ
た後、混合物を基材の表面にスプレーコーティング法、
ディップコーティング法、フローコーティング法、スピ
ンコーティング法、ロールコーティング法等の方法で塗
布し、加熱等の方法でシリコーンの前駆体の加水分解物
を脱水縮重合に付して、アナターゼ型酸化チタン粒子と
シリコーンからなる表面層を形成する。形成された表面
層は、紫外線を含む光の照射によりアナターゼ型酸化チ
タンが光励起されることにより、シリコーン分子中のケ
イ素原子に結合した有機基の少なくとも一部を水酸基に
置換され、さらにその上に物理吸着水層が形成されて、
高度の親水性を呈する。ここでシリコーンの前駆体に
は、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリプロポキ
シシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエト
キシシラン、エチルトリブトキシシラン、エチルトリプ
ロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニ
ルトリエトキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、
フェニルトリプロポキシシラン、ジメチルジメトキシシ
ラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジブトキシ
シラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジエチルジメト
キシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジブ
トキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、フェニル
メチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシ
ラン、フェニルメチルジブトキシシラン、フェニルメチ
ルジプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、及びそれらの加水分解物、それらの混
合物が好適に利用できる。
【００２４】
【実施例】１０ｃｍ角のソーダライムガラス板の表面に
電子ビーム蒸着法により無定型酸化チタンを被着し、そ
の後５００℃の温度で焼成することにより、無定型酸化
チタンを結晶化させてアナターゼ型酸化チタンを生成さ
せた。アナターゼ型酸化チタン被膜の膜厚は１００ｎｍ
であった。さらにその上に２５％アンモニア水に溶解さ
せたタングステン酸を、タングステン酸重量に換算して
０．６μｇ／ｃｍ２を塗布後、５００℃の温度で焼成し
た。次に、このガラス板を数日間暗所に放置した後、紫
外線光源（三共電気、ブラックライトブルー（ＢＬＢ）
蛍光灯）を用いて試料の表面に０．５ｍＷ／ｃｍ２の紫
外線照度で約１時間紫外線を照射し、＃１試料を得た。
比較のため、１０ｃｍ角のソーダライムガラス板＃２試
料も準備した。まず、＃１試料と＃２試料に水滴を滴下
し、滴下後の様子の観察及び水との接触角の測定を行っ
た。ここで水との接触角は接触角測定器（協和界面科
学、ＣＡ−Ｘ１５０）を用い、滴下後３０秒後の水との
接触角で評価した。その結果＃１試料はマイクロシリン
ジから試料表面に水滴を滴下されると、水滴が一様に水
膜状に試料表面を拡がる様子が観察された。また３０秒
後の水との接触角は約０゜まで高度に親水化されてい
た。それに対し、＃２試料ではマイクロシリンジから試
料表面に水滴を滴下されると、水滴は表面にややなじむ
ものの、一様に水膜状になるまでには至らなかった。ま
た３０秒後の水との接触角は４０゜であった。
電子ビーム蒸着法により無定型酸化チタンを被着し、そ
の後５００℃の温度で焼成することにより、無定型酸化
チタンを結晶化させてアナターゼ型酸化チタンを生成さ
せた。アナターゼ型酸化チタン被膜の膜厚は１００ｎｍ
であった。さらにその上に２５％アンモニア水に溶解さ
せたタングステン酸を、タングステン酸重量に換算して
０．６μｇ／ｃｍ２を塗布後、５００℃の温度で焼成し
た。次に、このガラス板を数日間暗所に放置した後、紫
外線光源（三共電気、ブラックライトブルー（ＢＬＢ）
蛍光灯）を用いて試料の表面に０．５ｍＷ／ｃｍ２の紫
外線照度で約１時間紫外線を照射し、＃１試料を得た。
比較のため、１０ｃｍ角のソーダライムガラス板＃２試
料も準備した。まず、＃１試料と＃２試料に水滴を滴下
し、滴下後の様子の観察及び水との接触角の測定を行っ
た。ここで水との接触角は接触角測定器（協和界面科
学、ＣＡ−Ｘ１５０）を用い、滴下後３０秒後の水との
接触角で評価した。その結果＃１試料はマイクロシリン
ジから試料表面に水滴を滴下されると、水滴が一様に水
膜状に試料表面を拡がる様子が観察された。また３０秒
後の水との接触角は約０゜まで高度に親水化されてい
た。それに対し、＃２試料ではマイクロシリンジから試
料表面に水滴を滴下されると、水滴は表面にややなじむ
ものの、一様に水膜状になるまでには至らなかった。ま
た３０秒後の水との接触角は４０゜であった。
【００２５】次に、＃１試料の表面にオレイン酸を塗布
し、試料表面を水平姿勢に保持しながら夫々の試料を水
槽に満たした水の中に浸漬した。その結果、＃１試料で
は、オレイン酸は丸くなり、軽くこすると表面から離脱
した。
し、試料表面を水平姿勢に保持しながら夫々の試料を水
槽に満たした水の中に浸漬した。その結果、＃１試料で
は、オレイン酸は丸くなり、軽くこすると表面から離脱
した。
【００２６】次に、疎水性カーボンブラック１重量部、
親水性カーボンブラック１重量部からなる粉体混合物を
１．０５ｇ／リッターの濃度で水に懸濁させたスラリー
を調製した。４５度に傾斜させた＃１試料に上記スラリ
ー１５０ｍｌを流下させて１５分間乾燥させ、次いで蒸
留水１５０ｍｌを流下させて１５分間乾燥させ、このサ
イクルを２５回反復した。試験前後の色差変化を，色差
計（東京電色）を用いて計測した。色差は日本工業規格
（ＪＩＳ）Ｈ０２０１に従い、ΔＥ＊表示を用いた。そ
の結果、＃１試料の色差変化は０．６に止まった。
親水性カーボンブラック１重量部からなる粉体混合物を
１．０５ｇ／リッターの濃度で水に懸濁させたスラリー
を調製した。４５度に傾斜させた＃１試料に上記スラリ
ー１５０ｍｌを流下させて１５分間乾燥させ、次いで蒸
留水１５０ｍｌを流下させて１５分間乾燥させ、このサ
イクルを２５回反復した。試験前後の色差変化を，色差
計（東京電色）を用いて計測した。色差は日本工業規格
（ＪＩＳ）Ｈ０２０１に従い、ΔＥ＊表示を用いた。そ
の結果、＃１試料の色差変化は０．６に止まった。
【００２９】
【発明の効果】本発明では、ガラスブロック基材の表面
に、光触媒粒子を含有する表面層を備えるようにするこ
とにより、ガラスブロック表面は、光触媒の光励起に応
じて高度の親水性を呈し、降雨により自己清浄化（セル
フクリーニング）され、或いは散水や水濯ぎや水拭き程
度で清掃可能になる。
に、光触媒粒子を含有する表面層を備えるようにするこ
とにより、ガラスブロック表面は、光触媒の光励起に応
じて高度の親水性を呈し、降雨により自己清浄化（セル
フクリーニング）され、或いは散水や水濯ぎや水拭き程
度で清掃可能になる。
【図１】 本発明に係るガラスブロックの表面構造を示
す図。
す図。
【図２】 本発明に係るガラスブロックの他の表面構造
を示す図。
を示す図。
Claims (10)
- 【請求項１】 ガラスブロック基材の表面に、光触媒粒
子を含有する表面層を備え、前記光触媒の光励起に応じ
て、前記層の表面は親水性を呈し、以てガラスブロック
の前記層が降雨にさらされた時に付着堆積物及び／又は
汚染物が雨滴により洗い流されるのを可能にするセルフ
クリーニング性ガラスブロック。 - 【請求項２】 ガラスブロック基材の表面に、光触媒粒
子を含有する表面層を備え、前記光触媒の光励起に応じ
て、前記層の表面は親水性を呈し、以てガラスブロック
の前記層表面を水で洗浄するのが容易になる易清掃性ガ
ラスブロック。 - 【請求項３】 前記表面層には、さらにシリカが含有さ
れていることを特徴とする請求項１、２に記載のガラス
ブロック。 - 【請求項４】 前記表面層には、さらに固体酸が含有さ
れていることを特徴とする請求項１、２に記載のガラス
ブロック。 - 【請求項５】 前記表面層には、さらにシリコーンが含
有されていることを特徴とする請求項１、２に記載のガ
ラスブロック。 - 【請求項６】 前記表面層の表面は、前記光触媒の光励
起に応じて、水との接触角に換算して１０゜以下の親水
性を呈することを特徴とする請求項１〜５に記載のガラ
スブロック。 - 【請求項７】 前記表面層の表面は、前記光触媒の光励
起に応じて、水との接触角に換算して５゜以下の親水性
を呈することを特徴とする請求項１〜５に記載のガラス
ブロック。 - 【請求項８】 前記表面層の表面に、さらに親水化可能
な保護層が設けられていることを特徴とする請求項１〜
７に記載のガラスブロック。 - 【請求項９】 請求項１〜８に記載のガラスブロックを
準備する工程と；前記ガラスブロックを前記層表面が降
雨の当たるように配置する工程と；前記ガラスブロック
の表面層に含有される光触媒を光励起することにより、
前記層の表面を親水性にする工程と；前記ガラスブロッ
クを降雨にさらして、前記層の表面に付着する堆積物及
び／又は汚染物を雨滴により洗い流させる工程；からな
るガラスブロックのセルフクリーニング方法。 - 【請求項１０】 請求項１〜８に記載のガラスブロック
を準備する工程と；前記ガラスブロックの表面層に含有
される光触媒を光励起することにより、前記層の表面を
親水性にする工程と；前記ガラスブロックを水で濯ぐ又
は水拭きすることにより、前記層の表面に付着する堆積
物及び／又は汚染物を表面から釈放させて水により洗い
流す工程；からなるガラスブロックの清浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8282810A JPH09228545A (ja) | 1995-12-22 | 1996-09-18 | ガラスブロック、及びその清浄化方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35464995 | 1995-12-22 | ||
| JP7-354649 | 1995-12-22 | ||
| JP8282810A JPH09228545A (ja) | 1995-12-22 | 1996-09-18 | ガラスブロック、及びその清浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09228545A true JPH09228545A (ja) | 1997-09-02 |
Family
ID=93155454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8282810A Pending JPH09228545A (ja) | 1995-12-22 | 1996-09-18 | ガラスブロック、及びその清浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09228545A (ja) |
-
1996
- 1996-09-18 JP JP8282810A patent/JPH09228545A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041021 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041102 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041227 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050930 |