JPH09613A - 機能性物質粉末を含有したシリカ膜を有する物品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基体との付着性及び耐光性に優れた、機能性
物質粉末を含有するシリカ膜を有する物品の提供。 【構成】 基体、基体表面に作製された樹脂層、樹脂層
上に固定されたシリカ膜、及び前記シリカ膜上に固定さ
れた機能性物質粉末を含有するシリカ膜を有する物品、
及びケイ酸エステル、水及び／又は有機溶媒を分散させ
てできるシリカゾルを基体表面に作製された樹脂層表面
に被覆してシリカ膜を作製し、さらにケイ酸エステル、
水及び／又は有機溶剤に機能性物質粉末を分散させた塗
料を前記シリカ膜上に被覆後、４００℃以下で加熱処理
する、前記の物品の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は日常生活において発生す
る各種悪臭ガスや有害ガス、水中の有害化合物等の分
解、除去及び殺菌等に有用な物品に関し、具体的には紫
外線照射によって、各種有機物及び無機物の分解効果を
示す二酸化チタン、酸化亜鉛などの光触媒活性物質、及
び二酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛等を含有する脱臭剤
などを含むシリカ膜を、樹脂層及び樹脂層上に固定され
たシリカ膜を介して基体上に形成した物品に関する。得
られた物品表面のシリカ膜は、加工性及び耐候性に優れ
ているという特徴を有する。

【０００２】

【従来の技術】二酸化チタンなどの光触媒は紫外線を照
射すると、光励起により価電子帯から伝導帯に電子が移
行して、ｎ型半導体となり、各種化合物の分解及び殺菌
効果を示すことは広く知られており、水中有機物の分解
（『用水と廃水』、ｖｏｌ．３０ Ｎｏ．１０（１９８
８）ｐ９４３−９４８）、有機物分解や脱臭、殺菌
（『表面』ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．８（１９８７）ｐ４７
７−４９５、『セラミックス』２１（１９８６）Ｎｏ．
４，ｐ３２６−３３３）などに使用できることが報告さ
れている。しかし、実際にその光触媒活性を、排気ガス
中の有害ガスやタバコ、トイレ等の悪臭ガス、農薬など
の有害物質、環境汚染物質の分解除去及び殺菌等の目的
で使用する場合、その使用勝手から、何らかの基体上に
担持、固定することが必要である。その他、近年、開発
されている脱臭剤などの各種機能性物質粉末について
も、粉末の形態で使用されるものは僅かである。

【０００３】機能性物質粉末の例として、光触媒用二酸
化チタンを基体に担持させる方法が例えば以下に提案さ
れている。 （１）ニトロセルロース、ガラス、ポリ塩化ビニル、ナ
イロン、メタクリル樹脂、ポリプロピレン等の光透過性
物質材料からなるフィルム状、ビーズ状、ボード状、繊
維状等の形状の基体に酸化チタン微粉末を付着させる方
法（特開昭６２−６６８６１） （２）多孔性ガラス支持体にチタン（ＩＶ）テトラブト
キシオキサイドのアルコール溶液を含浸し、加熱して、
アナターゼ型の酸化チタンにすることによって多孔性ガ
ラス支持体に保持・固定する方法（特開平２−５０１５
４） （３）色素又は金属錯体などの光増感剤を側鎖として持
つ多孔性高分子膜（例えばポリフッ化エチレン樹脂）中
に圧入、含浸、付着等の方法により、半導体触媒粉末を
保持・固定する方法（特開昭５８−１２５６０２） （４）ポリプロピレン繊維あるいはセラミックスからな
る濾過フィルターに酸化チタンを担持する方法（特開平
２−６８１９０） （５）石英、ガラス、プラスチックの繊維のからみの中
に酸化チタン粉末を保持・固定しその両面を光透過性の
ガラスでおさえつける方法（アメリカ特許４８８８１０
１） （６）アルミナ基板に白金をスパッタリング法により固
着させ、その上にアナターゼ型の酸化チタン粉末とメチ
ルメタクリレートの有機溶媒溶液との混合分散液をスピ
ンコーティング法により塗着し、しかるのちに結着剤と
してのメチルメタクリレートを加熱分解するとともに、
アナターゼ型の酸化チタンをルチル型の酸化チタンにす
る方法（Ｒｏｂｅｒｔ Ｅ．Ｈｅｔｒｉｃ，Ａｐｐｌｉ
ｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，
５，（３），１７７−１８７（１９８５）） （７）ポリエステル布の表面に酸化チタンを低温溶射方
法で溶射担持する方法（桜田司、表面技術４１巻、１０
号、Ｐ６０（１９９０））

【０００４】上記の公知の光触媒二酸化チタンの基体へ
の担持方法には、それぞれ以下の欠点があった。
（１），（３），（４），（５）などの有機物をバイン
ダ−とする固定では、二酸化チタンの光触媒作用で大部
分の有機物が分解されるので、長期使用時の固定は信頼
性が無い。（２）の方法は、高価な有機チタン化合物を
原料とする上に、破損し易いガラスに直接担持させてい
るため、強度の信頼性が無い。また（６），（７）の方
法は固定の際に非常に高温になり、二酸化チタンの高い
光触媒活性が失われるので好ましくない。その他、よく
使用される方法として、単に無機多孔質体、繊維にスラ
リ状の二酸化チタンを含浸、担持させる方法、及びシリ
カ系、アルミナ系等のアルカリ塩を加水分解や加熱溶融
させたバインダ−を使用する方法等があるが、前者では
二酸化チタン粒子が固定されていないために、振動、衝
撃で容易に脱落するし、後者では触媒を固定するための
バインダ−によって、触媒表面が被覆されて活性が大部
分失われるという問題があった。更にこれらの方法では
耐熱性等が必要とされるため、使用できる基体の種類も
制限され、広い面への固定や加工が困難なために、コス
トがかさむ一方、光エネルギ−を充分に利用できないと
いう問題があった。この問題は二酸化チタン以外の光触
媒や、更に吸着剤、殺菌剤等の高活性物質全てに共通の
ものである。これら高活性物質を実用化するに際して、
活性を低下させること無く、強度に優れ、安価で、取り
扱いが容易な固定方法が望まれていた。

【０００５】

【発明が解決すべき課題】本発明は上記の問題を解決す
ることを目的とし、脱臭剤の脱臭効果、抗菌剤の殺菌効
果、二酸化チタンなどの光触媒活性による、アセトアル
デヒド、メルカプタン等の悪臭ガス、ＮＯ_X 等の有害ガ
ス、農薬等の有害物質、環境汚染物質の分解除去及び殺
菌効果に優れた、加工性及び耐候性に優れた物品を提供
することにある。

【０００６】

【問題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
を達成するために鋭意研究を行った結果、基体の表面に
作製した樹脂層上に、ケイ酸エステル、水及び任意の有
機溶剤の混合液を塗布してシリカ膜を作製し、前記シリ
カ膜上にケイ酸エステル、水及び任意の有機溶剤とを混
合した中に機能性物質粉末を分散させた塗料を塗布して
形成した、基体、基体表面に作製された樹脂層、樹脂層
上に固定されたシリカ膜及び機能性物質粉末を含有する
シリカ膜からなる物品は、機能性物質の特徴を失わず、
脱臭剤の脱臭効果、抗菌剤の殺菌効果、紫外線の照射に
よるアルデヒド、メルカプタン等の悪臭ガス、ＮＯ_X 等
の有害ガス、農薬等の有害物質、環境汚染物質の分解除
去及び殺菌などの光触媒効果を示すこと、及びアルミ板
や樹脂等の耐熱性の無い基体に適用した場合にも、付着
性、加工性及び耐候性に優れていることを見い出して本
発明を完成した。

【０００７】すなわち、本発明は、基体、基体表面に作
製された樹脂層、樹脂層に固定されたシリカ膜及び前記
シリカ膜上に固定された、機能性物質粉末を含有するシ
リカ膜を有する物品に関する。基体は、その表面に樹脂
層を形成させる事ができるものであればどのようなもの
でも良いが、好ましくは、アルミニウム、鉄、ニッケル
及び銅から成る群より選ばれる少なくとも１種を主成分
とする金属材料、ガラス、セラミックス、樹脂、布、繊
維、またはこれらの組み合わせから選択される。基体表
面に作られる樹脂層の種類は、基体への付着性及びケイ
酸エステル、水および任意の有機溶剤の混合液またはケ
イ酸エステルの加水分解で生じるアルコールへの溶解性
があれば、エポキシ、アクリル、ウレタン、シリコン樹
脂等、通常の塗料用樹脂等、何でも使用し得る。中でも
アクリル及びエポキシ樹脂が好ましく、エポキシ樹脂が
多種の基体に対する接着性が強いので特に好ましい。エ
ポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡタイプ、ノボラ
ックタイプ、脂肪族タイプの樹脂のいずれも使用でき
る。エポキシ樹脂のタイプ、及び硬化剤の種類は使用す
る基体の種類および要求性能に応じて適宜選択できる。
また樹脂に顔料をいれて着色させたり、紫外線吸収剤を
添加して耐光性を向上させることも可能である。樹脂層
の厚みは１μｍ以上あれば十分である。

【０００８】本発明のシリカ膜の製造において使用され
る機能性物質粉末とは、光触媒、脱臭および抗菌等の機
能を有する粉末をいい、光触媒機能を有するものとして
は二酸化チタン、および酸化鉄、脱臭機能を有するもの
としては二酸化チタン、酸化鉄および酸化亜鉛、抗菌機
能を有するものとしては銀、銅、亜鉛等の化合物が挙げ
られる。また、これらを担持させた多孔質体や薬剤を包
含したマイクロカプセル等も含まれる。これらは高活性
を有するものの、固定化の際に、表面が被覆されたり、
加熱などで活性を失い易く、更に樹脂などで塗料化して
固定した場合には、その活性のために樹脂が劣化される
など問題の多いものである。本発明のシリカ膜による固
定は、比較的低温で、これら高活性物質を均一にシリカ
膜中に固定し、更にシリカ膜を介して基体表面に作製さ
れた樹脂層上に固定することで、樹脂層を劣化させる恐
れなく、樹脂層を強力な結合材として基体への固定を可
能にするものである。機能性物質粉末の粒子径は塗膜強
度のためには５μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは
０．５μｍ以下であり、最も好ましくは０．１μｍ以下
である。機能性物質粉末の例として、光触媒用二酸化チ
タンはアナタ−ゼ型が好ましく、比表面積は２０ｍ² ／
ｇ以上が好ましく、５０ｍ² ／ｇ以上がさらに好まし
い。また二酸化チタンには、Ｗ、Ｓｎ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍ
ｎ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｕ及びＺｎ等の触媒活性を向
上させる金属酸化物を含有させることも好ましい。また
シリカ膜にはこれら機能性物質粉末以外にも顔料などの
添加も可能である。

【０００９】本発明の物品において、機能性物質粉末を
含有したシリカ膜は樹脂層上に固定されたシリカ膜を介
して基体に固定されている為、機能性物質粉末による樹
脂の劣化は無い。特に光触媒用二酸化チタン及び二酸化
チタンを含有する脱臭剤においては、紫外線照射により
樹脂を分解する傾向が強いが、本発明のシリカ膜では樹
脂層は長時間の紫外線に対しても劣化しにくいという特
徴がある。また樹脂層上に固定された両シリカ膜は互い
の接着面で一体化しており、ケイ酸エステルの加水分解
で生じるシリカゾルの脱水、溶剤の蒸発による体積の収
縮で、数μｍから数十μｍ以上のブロックに分かれるた
め、例えば両シリカ膜を固定した金属板を曲げて加工し
たり、両シリカ膜を固定した布を畳む等の変形をさせて
も、その変形を吸収できるので、剥離が起こりにくいと
いう長所も合わせ持つ。両シリカ膜の厚さが大きくなる
と強度が下がる傾向にあるので、膜厚はそれぞれ１００
μｍ以下であることが好ましい。樹脂層上に固定された
シリカ膜上に固定される、機能性物質粉末を含有したシ
リカ膜中の機能性物質粉末の割合は、１０〜９０重量％
が好ましく、より好ましくは２０〜８５重量％、最も好
ましくは４０〜８０重量％である。なお、基体表面に樹
脂層を設ける方法、樹脂層上にシリカ膜を設ける方法及
び前記シリカ膜上に機能性物質粉末を含有したシリカ膜
を設ける方法としては公知の方法が使用できるが、基体
の形状に応じて、塗布、吹き付け、浸漬等の適当な塗装
方法を選択できる。

【００１０】本発明は更に、上記物品の製造方法であっ
て、ケイ酸エステル、水及び任意の有機溶剤の混合液を
基体表面に作製された樹脂層上に成膜し、さらにその上
にケイ酸エステル、水及び任意の有機溶剤に、機能性物
質粉末を分散させた塗料を成膜後、４００℃以下で加熱
処理する製造方法を提供する。ケイ酸エステルとしては
公知のいずれのものも使用できるが、ケイ酸メチル、ケ
イ酸エチル、ケイ酸ブチルが好ましく、ケイ酸エチルが
最も好ましい。樹脂層上に成膜させるシリカ膜の原料と
なる混合液においては、有機溶剤はケイ酸エステル及び
その分解生成物であるアルコ−ルと混和して、シリカ膜
を基体に良好に接着させるために樹脂層を溶解できるこ
とが必要である。また、機能性物質粉末を分散させた塗
料においては、有機溶剤は、ケイ酸エステルの加水分解
で生成するシリカゾルと親和して、機能性物質粉末粒子
の分散性を高め、塗布を容易にすることが必要である。
なお、ケイ酸エステルの加水分解で生じるアルコールが
樹脂層を溶解できる性質を有し、かつその量が充分であ
る場合には溶剤は加える必要はない。

【００１１】溶剤の種類は使用する樹脂層の種類に応じ
て、適当な溶解性を有するものを適宜選択できるが、代
表的なものとしては、セロソルブ類、カルビト−ル類、
アルコール類が挙げられる。セロソルブ類ではアルキル
基を有するものが好ましく、特にブチル基を有するブチ
ルセロソルブが好ましい。カルビトール類では、カルビ
トールおよび酢酸カルビトールが好ましい。アルコール
類ではエタノール、ブタノールが好ましい。

【００１２】塗料に添加する水はケイ酸エステルの加水
分解に使用されるものであるが、塗料中での機能性物質
粉末の分散性、塗膜強度を上げるためには塗料ｐＨは酸
性が好ましく、ｐＨ４以下がより好ましく、ｐＨ２以下
が特に好ましい。塗料ｐＨを低下させる方法としては、
水に少量の酸を添加して塗料ｐＨを調整することが好ま
しい。また機能性物質粉末を含まないシリカ膜原料とな
る混合液においてもｐＨは酸性が好ましい。水に添加す
る酸は塩酸、硫酸、硝酸等いずれも使用できる。

【００１３】まず樹脂層上に固定させるシリカ膜の原料
となる混合液の配合割合はケイ酸エステル１００重量部
に対して水は２５〜１００重量部、好ましくは５０〜１
００重量部であり、有機溶剤は０〜２０００重量部、好
ましくは０〜５００重量部である。次に前記シリカ膜上
に固定させる機能性物質粉末を含有したシリカ膜を作製
するための塗料の配合割合は、機能性物質粉末１００重
量部に対し、ケイ酸エステルとしてケイ酸エチルを使用
した場合、ケイ酸エチルは３０〜３２００重量部、好ま
しくは６０〜１４００重量部、更に好ましくは８０〜５
２０重量部であり、ケイ酸エステルとしてケイ酸メチ
ル、ケイ酸ブチルを使用した場合、好ましい量はそれぞ
れの分子量の比に対応した係数、０．７３、１．５４を
ケイ酸エチルでの数値に乗じた値となる。溶剤は０〜１
０００重量部、好ましくは０〜５００重量部、また水は
１０〜１１００重量部、好ましくは２０〜５００重量
部、更に好ましくは３０〜２００重量部である。上記の
配合割合において、機能性物質粉末が該配合割合より少
なくなると、膜としての光触媒活性が低くなり、該配合
割合より多くなるとシリカ膜の付着性、強度が劣るので
好ましくない。

【００１４】ケイ酸エステル、水及び任意の有機溶剤の
混合液を作成後、長時間経過した後に樹脂層上に塗布し
て得られるシリカ膜は剥離し易く、特に混合液の酸濃
度、液温が高い場合にはその傾向が強いので、該混合液
は９０℃以下、好ましくは１週間以内に塗布するのがよ
い。ケイ酸エステル、水及び任意の有機溶剤の混合液を
塗布した直後に、機能性物質粉末を含有するシリカ膜を
作成するための塗料を塗布した場合は、両者が完全に混
ざり合って機能性物質粉末の割合の少ないシリカ膜を塗
布したのと同じことになり、機能性物質粉末と樹脂との
接触が生じるので好ましくない。樹脂層上に固定される
シリカ膜と前記シリカ膜上に固定される機能性物質粉末
を含有したシリカ膜を接着面で一体化させるためには、
ケイ酸エステル、水及び任意の有機溶剤の混合液を基体
上に作成された樹脂層上に塗布後、９０℃以下、好まし
くは６０℃以下で１週間以内、好ましくは３日以内、特
に好ましくは１日以内に機能性物質粉末を含有した塗料
を塗布するのがよい。後者を塗布した後の加熱処理は樹
脂層及び基体の酸化、変質及び変形が生じない温度範囲
で行うことが好ましい。一般的には４００℃以下が好ま
しいが、１００℃以下ではシリカゾルのゲル化に長時間
を要し、膜強度を得にくいため、１００〜４００℃が更
に好ましい。本発明の機能性物質粉末を含有したシリカ
膜は、ケイ酸エステルの加水分解で生じたアルコ−ルの
蒸発、シリカゾルの脱水、溶剤の蒸発によって多孔質と
なり、機能性物質粉末と雰囲気との接触を容易にする
が、よりシリカ膜を多孔質にするため、機能性物質粉末
を分散させた塗料にホウ酸などの可溶性物質を添加して
おき、シリカ膜を固化させた後、塗膜を温水で洗浄して
可溶性物質を除去することも可能である。また塗料に可
溶性物質を添加しない場合でも、塗膜を洗浄すること
で、遊離シリカ、付着物等が除去されるので、膜中の機
能性物質粉末の活性が向上する。更に機能性物質粉末が
光触媒活性を有するものの場合には、紫外線を照射して
機能性物質粉末粒子表面の有機物を分解することで、活
性が一段と強くなる。

【００１５】機能性物質粉末は、効率を上げる為に微粒
子を薄く広げて固定するのが好ましいため、塗料として
基体上に塗布し、塗膜として固定するのがよい。本発明
にかかる製造方法においては、ケイ酸エステルと水の混
合液に有機溶剤を加えることで、混合液としての安定
性、粘度、分散性、乾燥速度が改善されるばかりでな
く、基体表面に作製された樹脂層表面に塗布することで
樹脂を溶解させ、シリカと樹脂が混ざりあった層を作
り、さらにその上に機能性物質粉末を含有した塗料を塗
布し、両シリカ層を互いに接着面で一体化させると同時
に樹脂層上に強固に固定させることに成功した。しか
も、機能性物質粉末自体はシリカ膜中に固定され、樹脂
層上に固定されたシリカ膜を介しているので、樹脂と直
接接触せず樹脂を劣化させない効果が得られる。更に樹
脂が紫外線に弱いものであっても、樹脂層上に固定され
たシリカ膜及び機能性物質が紫外線を遮蔽するため、樹
脂の劣化を防ぐ長所も合わせ持つ。なお、最初のシリカ
膜を形成させるのに際し、前記混合液にあらかじめ樹脂
を溶解させたものを、樹脂層が作製されていない基板上
に塗布して、樹脂による固定を行うことも考えられる
が、この方法によると機能性物質と樹脂が接触し、樹脂
の劣化が生じ、好ましくない。

【００１６】本発明の物品におけるシリカ膜は、ケイ酸
エステルの加水分解で生成したシリカゾルからの脱水や
アルコールの蒸発、及び有機溶剤の蒸発で多孔質とな
り、包含された機能性物質粉末粒子が雰囲気のガスや
水、細菌等の表面吸着物質と接触し易いため、これらと
効率よく反応することができる。本発明にかかる物品は
脱臭剤として好適に使用される。すなわち、本発明はそ
の一態様として、基体、基体表面に作製された樹脂層、
樹脂層上に固定されたシリカ膜、及び前記シリカ膜上に
固定された、脱臭剤や光触媒活性を有する二酸化チタン
などの機能性物質粉末を含有するシリカ膜を有する脱臭
剤を提供する。なお、機能性物質のうち、光触媒活性を
有する二酸化チタンなどについては、アルデヒド、メル
カプタンなどの脱臭効果以外にも、ＮＯ_X 、アンモニ
ア、硫化水素等の無機ガスや農薬等の有害物質、環境汚
染物質の分解除去及び菌類、藻類に対する殺菌、除去な
どが、光触媒効果として公知であり、脱臭効果が得られ
る場合には、光触媒効果として知られているその他の効
果も同時に得られることは明かである。以下に実施例を
挙げて、本発明の内容をより詳細に説明するが、これら
実施例はあくまでも例示であり、本発明の範囲はこれに
限定されるものではない。

【００１７】実施例１ 特公平３−３３０２２号公報記載の方法により、以下の
手順で二酸化チタンと酸化亜鉛の緊密結合体からなる脱
臭剤を製造した。５リットルビーカーに純水１リットル
を分取し、攪拌しながら温度６０℃に加熱保持した。次
いで別途用意したＴｉＯ₂ として１４４ｇ、およびＺｎ
Ｏとして１６ｇを含む硫酸チタン−硫酸亜鉛混成水溶液
２リットルとアンモニア水溶液とをこれらの合体液のｐ
Ｈが７．５を維持するように注意しながら３０分間かけ
て前記純水中に同時滴下した。生成物を濾過・洗浄後２
００℃で３時間乾燥し、二酸化チタンと酸化亜鉛の緊密
結合体粒子からなる脱臭剤（比表面積４１０ｍ² ／ｇ、
平均粒子径０．４μｍ）を製造した。上記脱臭剤６ｇ、
ケイ酸エチル９ｇ、塩酸０．５モルを添加した水３ｇ、
ホウ酸０．１２ｇ及びブチルセロソルブ６ｇを、３ｍｍ
のガラスビーズ９０ｇとともに１２０ｍｌのマヨネーズ
瓶に仕込み、レッドデビル社製のペイントコンディショ
ナーで１０分間分散、混合して、脱臭剤を含有する塗料
とした。またケイ酸エチル６ｇ、および塩酸０．０５モ
ルを添加した水２ｇを、１２０ｍｌのマヨネーズ瓶に仕
込み、レッドデビル社製のペイントコンディショナーで
１分間分散して、混合液を作製した。スカイアルミニウ
ム（株）製スカイコ−トのエポキシ系樹脂塗布面（６０
ｍｍ×１５０ｍｍ×０．５ｍｍ）に上記のシリカゾルを
２ミルのドクターブレードで塗布して３０分後、上記の
塗料を２ミルのドクターブレードで塗布した。一昼夜風
乾後、１５０℃で１時間焼き付けしてシリカ膜を作製し
た後、６０℃の温水で洗浄して、ホウ酸を除去した後、
紫外線を照射して脱臭剤粒子表面に付着した有機物を分
解、除去した。走査型電子顕微鏡観察より、基体表面
に、脱臭剤粒子を包含するシリカ膜が、脱臭剤を包含し
ないシリカ膜上に形成され、これらの膜は樹脂によって
基体上に固定されていることが確認された。シリカ膜の
厚さはともに約２０μｍで、シリカ膜重量は約１．５ｍ
ｇ／ｃｍ² であった。この膜は、 ＪＩＳ−Ｋ５４００の
方法により塗膜の付着性、硬さを調べたところ、付着性
は評価点１０で、鉛筆硬度３Ｈ以上であった。塗膜面を
５ｃｍ×１ｃｍ切り出して１２０ｍｌのガラス製瓶に入
れ、アセトアルデヒドを瓶内のガス濃度が１０００ｐｐ
ｍになる量まで注入し、室温で１時間静置した後、瓶内
の空気を柳本製作所製ガスクロマトグラフＧ３８００
（検出器ＦＩＤ）で測定したところ、アセトアルデヒド
濃度は０ｐｐｍであった。同様の試験により、酢酸１０
０ｐｐｍ、トリメチルアミン１０００ｐｐｍ、エチルメ
ルカプタン１０００ｐｐｍ、およびジメチルスルフィド
５０ｐｐｍのいずれの場合においても、１時間後に、０
ｐｐｍとなった。また、使用した脱臭剤粉末１０ｍｇ
（５ｃｍ×１ｃｍの塗膜面に含まれるのとほぼ同量）に
ついて、同様にしてアセトアルデヒドの脱臭試験を行っ
たところ、濃度の減少速度はほぼ同等で、今回の塗膜化
による活性の低下は余り無いと考えられる。表６に、ア
セトアルデヒド、エチルメルカプタンについて、今回の
脱臭デ−タを示す。更にこの塗膜をスガ試験機（株）製
デューパネル光コントロールウェザーメーターを使用し
て、３．０ｍＷ／ｃｍ² ×５００時間の紫外線照射を行
ったが、塗膜の変色、強度劣化は生じなかった。

【００１８】実施例２ 二酸化チタン（アナタ−ゼ型、比表面積６０ｍ² ／ｇ、
平均粒子径０．１μｍ）６ｇ、ケイ酸エチル９ｇ、塩酸
０．５モルを添加した水３ｇ、ホウ酸０．１２ｇ及びブ
チルセロソルブ６ｇを、３ｍｍのガラスビーズ９０ｇと
ともに１２０ｍｌのマヨネーズ瓶に仕込み、レッドデビ
ル社製のペイントコンディショナーで１０分間分散、混
合して、二酸化チタンを含有する塗料とした。またケイ
酸エチル６ｇ、塩酸０．０５モルを添加した水２ｇおよ
びブチルセロソルブ４ｇを、１２０ｍｌのマヨネーズ瓶
に仕込み、レッドデビル社製のペイントコンディショナ
ーで１分間分散して、混合液を作製した。スカイアルミ
ニウム（株）製スカイコ−トのエポキシ系樹脂塗布面
（６０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．５ｍｍ）に上記の混合液
を２ミルのドクターブレードで塗布して３０分後、上記
の塗料を２ミルのドクターブレードで塗布した。一昼夜
風乾後、１５０℃で１時間焼き付けしてシリカ膜を作製
した後、９０℃の温水で洗浄して、ホウ酸を除去した
後、紫外線を照射して触媒に付着した有機物を分解、除
去した。走査型電子顕微鏡観察より、基体表面に、二酸
化チタンを包含するシリカ膜が二酸化チタンを包含しな
いシリカ膜上に形成され、これらの膜は樹脂によって基
体上に固定されていることが確認された。シリカ膜の厚
さはともに約２０μｍで、シリカ膜の重量は約１．５ｍ
ｇ／ｃｍ² であった。この膜は、 ＪＩＳ−Ｋ５４００の
方法により塗膜の付着性、硬さを調べたところ、付着性
は評価点１０で、鉛筆硬度３Ｈ以上であった。５ｃｍ×
１ｃｍに切り出した塗膜を１２０ｍｌのガラス製瓶に入
れ、アセトアルデヒドを瓶内のガス濃度が１０００ｐｐ
ｍになる量注入し、瓶の外から波長３５０ｎｍの紫外線
を４．０−４．４ｍＷ／ｃｍ² で１時間照射した後、瓶
内の空気を柳本製作所製ガスクロマトグラフＧ３８００
（検出器ＦＩＤ）で測定したところ、アセトアルデヒド
濃度は０ｐｐｍであった。同様にして、酢酸５０ｐｐ
ｍ、トリメチルアミン１０００ｐｐｍ、およびジメチル
スルフィド５０ｐｐｍでは、１時間の紫外線照射で０ｐ
ｐｍとなった。また、エチルメルカプタン１０００ｐｐ
ｍでは、１時間の紫外線照射で６０ｐｐｍとなった。ま
た、上記で使用した触媒用二酸化チタン粉末を１０ｍｇ
（５ｃｍ×１ｃｍの塗膜面に含まれるのとほぼ同量）に
ついて、同様にしてアセトアルデヒドの分解試験を行っ
たところ、濃度の減少速度はほぼ同等で、今回の塗膜化
による触媒活性の低下は余り無いと考えられる。表７
に、アセトアルデヒド、およびエチルメルカプタンにつ
いて、今回の紫外線照射による除去デ−タを示す。ガラ
ス製試験管に、５ｃｍ×１ｃｍに切り出した塗膜と水２
０ｍｌを入れて、室外に一週間放置したところ、塗膜を
入れないものには藻の発生が見られたが、塗膜を入れた
ものには変化は無かった。更にこの塗膜をスガ試験機
（株）製デューパネル光コントロールウェザーメーター
を使用して、３００ｍＷ／ｃｍ² ×５００時間の紫外線
照射を行ったが、塗膜の変色、強度劣化は生じなかっ
た。

【００１９】実施例３ 実施例１において、塗料が、酸化鉄（板状ヘマタイト、
比表面積４０ｍ² ／ｇ、長軸／短軸比５）６ｇ、ケイ酸
エチル９ｇ、硝酸０．５モルを添加した水３ｇ、ホウ酸
０．１２ｇ及びブチルセロソルブ６ｇを、３ｍｍのガラ
スビーズ９０ｇとともに１２０ｍｌのマヨネーズ瓶に仕
込み、レッドデビル社製のペイントコンディショナーで
１０分間分散、混合して作製されたものであること以外
は同様にして、酸化鉄を包含するシリカ膜と酸化鉄を包
含しないシリカ膜とを基体上に作製した。

【００２０】実施例４ 実施例１において、塗料が、酸化亜鉛（比表面積１０ｍ
² ／ｇ）６ｇ、ケイ酸エチル９ｇ、硝酸０．５モルを添
加した水３ｇ、及びブチルセロソルブ６ｇを、３ｍｍの
ガラスビーズ９０ｇとともに１２０ｍｌのマヨネーズ瓶
に仕込み、レッドデビル社製のペイントコンディショナ
ーで１０分間分散、混合して作製されたものであること
以外は同様にして、酸化亜鉛を包含するシリカ膜と酸化
亜鉛を包含しないシリカ膜とを基体上に作製した。

【００２１】実施例５−７ 実施例２において、基体をスカイアルミニウム（株）製
スカイコ−トのポリエステル、アクリル及びフッ素系樹
脂塗布面（６０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．５ｍｍ）とした
以外は同様にして、二酸化チタンを包含するシリカ膜と
二酸化チタンを包含しないシリカ膜とを基体上に作製し
た。これらを表１および表２に示す。

【００２２】実施例８−２１ 実施例２において、二酸化チタン粒子を含まないシリカ
ゾル及び二酸化チタン粒子を分散させた塗料の配合と、
基体に塗布する樹脂の種類、塗布方法等を変えた膜を作
製した。これらを表１および表２に示す。また、実施例
８−２１について実施例２と同様に、紫外線照射による
アセトアルデヒド、およびエチルメルカプタン除去デ−
タを表７に示す。

【００２３】実施例２２，２３ 基体をポリプロピレン布、繊維とした以外は、実施例２
１と同様にして膜を作製した。これらは１００回以上の
曲げ及び洗濯機での洗濯を行っても、シリカ膜の剥離に
よる重量減少は認められなかった。

【００２４】比較例１ 実施例１において、二酸化チタンを含有する塗料を直接
アルミニウム板に塗布し、１５０℃×１時間焼き付けた
塗膜面は、手で触れただけで粉が剥落した。 比較例２ アルミニウム板に、表５の塗料組成で二酸化チタンをア
クリル樹脂に分散させた塗料を塗布した。スガ試験機
（株）製デューパネル光コントロールウェザーメーター
を使用した５００時間の紫外線照射により、アクリル樹
脂膜は剥離した。 比較例３ アルミニウム板に、表５の塗料組成で二酸化チタンをウ
レタン樹脂に分散させた塗料を塗布した。スガ試験機
（株）製デューパネル光コントロールウェザーメーター
を使用した２００時間の紫外線照射により、ウレタン樹
脂膜は剥離した。 比較例４ アルミニウム板に二酸化チタンをメラミン、アルキド樹
脂に分散させた塗料を塗布したものはアルデヒドの分解
効果はなかった。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】

【００２８】

【表４】

【００２９】

【表５】

【００３０】

【表６】

【００３１】

【表７】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｄ 5/14 ＰＱＭ Ｃ０９Ｄ 5/14 ＰＱＭ 7/12 ＰＳＫ 7/12 ＰＳＫ 201/00 ＰＤＣ 201/00 ＰＤＣ (72)発明者 斎藤辰夫 山口県宇部市大字小串1978番地の25 チタ ン工業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体、基体表面に作製された樹脂層、樹
   脂層上に固定されたシリカ膜、及び前記シリカ膜上に固
   定された機能性物質粉末を含有するシリカ膜を有する物
   品。
2. 【請求項２】 基体がアルミニウム、鉄、ニッケル及び
   銅から成る群より選ばれる少なくとも１種を主成分とす
   る金属材料、ガラス、セラミックス、樹脂、布、繊維、
   またはこれらの組み合わせから選択される請求項１記載
   の物品。
3. 【請求項３】 機能性物質粉末が、二酸化チタン、酸化
   亜鉛および酸化鉄、またはこれらの組み合わせから選択
   される請求項１の物品。
4. 【請求項４】 ケイ酸エステル、水および／または有機
   溶剤の混合液を基体表面に作製された樹脂層表面に被覆
   してシリカ膜を作製し、さらにケイ酸エステル、水およ
   び／または有機溶剤に機能性物質粉末を分散させた塗料
   を前記シリカ膜上に被覆後、４００℃以下で加熱処理す
   る、請求項１の物品の製造方法。
5. 【請求項５】 前記混合液がケイ酸エステル１００重量
   部に対して水２５〜１００重量部、有機溶剤０〜２００
   ０重量部である請求項４記載の製造方法。
6. 【請求項６】 前記塗料が機能性物質粉末１００重量部
   に対して、ケイ酸エステル２０〜５０００重量部、水１
   ０〜１１００重量部及び有機溶剤０〜１０００重量部の
   割合で混合、分散させた塗料である、請求項４記載の製
   造方法。
7. 【請求項７】 基体、基体表面に作製された樹脂層、樹
   脂層上に固定されたシリカ膜及び前記シリカ膜上に固定
   された、機能性物質粉末を含有するシリカ膜を有する脱
   臭剤。