JPH0975245A

JPH0975245A - 洗面台ボウル及びその清浄化方法

Info

Publication number: JPH0975245A
Application number: JP8159177A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hayakawa; 信早川; Makoto Chikuni; 真千国; Toshiya Watabe; 俊也渡部; Eiichi Kojima; 栄一小島; Atsushi Kitamura; 厚北村
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1997-03-25
Anticipated expiration: 2016-05-31
Also published as: JP3695552B2

Abstract

(57)【要約】【課題】石鹸カスや油脂汚れを流水で簡単に落せるよ
うな洗面台ボウルを提供する。【解決手段】本発明の洗面台ボウル１は、光半導体を
含む表面層で覆われたボウル面５を有する。このボウル
面５は、紫外線ランプ１１からの紫外線照射を受け、光
半導体の光励起に対応してボウル面が親水性を示す。ボ
ウルの表面が十分に親水性であれば、疎水性の汚れ（油
脂、カーボンブラック、煤煙等）は、水の存在下ではボ
ウル表面に付着しない。また、水が存在しない時に付着
した汚れについても、水を流せば汚れが落ちる。一方、
親水性の汚れ（泥汚れ、塵芥等）はボウル表面に付着す
るが、水を流せば汚れが落ちる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗面化粧台や手洗
い等の洗面台ボウル及びその清浄化方法に関する。特に
は、石鹸カスや油脂汚れが付きにくく清浄性に優れた洗
面台ボウル、及び、そのような洗面台ボウルを得るため
の方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】洗面台
ボウルは、表面に釉薬層を有する陶器である。この洗面
台ボウルの表面に石鹸カスがよく付着する。石鹸カスと
は、石鹸（Ｒ−ＣＯＯＮａ）のＮａが取れてＣａが付い
たもの（（Ｒ−ＣＯＯ）₂ Ｃａ）である。この石鹸カス
がボウル面に付くと、ざらざらとした汚れとなり不潔で
ある。さらに、この石鹸カス表面に菌が繁殖すると、ぬ
めりや黄ばみが生じ一層不潔な状態になる。油脂汚れが
付いた場合も同様な事態となる。

【０００３】最近、光触媒や抗菌金属（Ａｇ、Ｃｕ等）
をボウル面に存在させてボウル面に抗菌性を与えるとの
新技術・新製品が提案されているが、上述の石鹸カスや
油脂汚れがボウル面に付くと、抗菌作用がダイレクトに
菌に届かなくなり、抗菌能力が弱まる。

【０００４】本発明は、石鹸カスや油脂汚れを流水で簡
単に落せるような洗面台ボウルを提供することを目的と
する。また、石鹸カスや油脂汚れの付着を防止すること
により抗菌性を付与されているボウル面と菌との接触を
強化し、その抗菌性能をより有効に発揮させることを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、光半導体を含む表面層で覆われたボウル
面を有し、該光半導体の光励起に対応して該ボウル面
が親水性を示すことを特徴とする。

【０００６】ボウルの表面が十分に親水性であれば、疎
水性の汚れ（油脂、カーボンブラック、煤煙等）は、水
の存在下ではボウル表面に付着しない。また、水が存在
しない時に付着した汚れについても、水を流せば汚れが
落ちる。一方、親水性の汚れ（泥汚れ、塵芥等）はボウ
ル表面に付着するが、水を流せば汚れが落ちる。

【０００７】また、本発明の洗面台ボウルの清浄化方法
は、光半導体を含有する層で被覆されたボウル面を有す
る洗面台を準備する工程、前記光半導体を光励起するこ
とにより前記層の表面を親水性にする工程、前記ボウル
面を水で濯ぐ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る工程を含むこと
を特徴とする。この方法により、簡単な水洗浄で清浄性
を保てる高清浄性の洗面台ボウルを提供できる。

【０００８】次に、光半導体と親水性との関係について
述べる。本発明者は、光半導体を光励起すると光半導体
の表面が高度に親水化されることを発見した。すなわ
ち、光半導性チタニアを紫外線で光励起したところ、水
との接触角が１０°以下、より詳しくは５°以下、特に
約０°になる程度に表面が高度に親水化されること、及
び、光の照射により高度の親水性が維持・回復されるこ
と、さらには特定条件下では一旦高度に親水化された状
態が３週間以上暗所にあっても維持されることを発見し
た。

【０００９】光半導体のバンドギャップエネルギーより
高いエネルギーの波長をもった光を充分な照度で充分な
時間照射すると、光半導体含有層の表面は親水性を呈す
るに至る。光半導体の光励起によって起こる表面の親水
化現象は、現在のところ、必ずしも明確に説明すること
はできない。光半導体による親水化現象は、光半導体の
化学反応への応用に関する分野において従来知られてい
る光触媒的酸化還元反応による物質の光分解とは必ずし
も同じではないように見受けられる。この点に関し、光
触媒的酸化還元反応に関する従来の定説は、光励起によ
り電子−正孔対が生成し、生成した電子は表面酸素を還
元してスーパーオキサイドイオン（Ｏ₂ ^-）を生成し、正
孔は表面水酸基を酸化して水酸ラジカル（・ＯＨ）を生
成し、これらの高度に反応性の活性酸素種（Ｏ₂ ^-や・Ｏ
Ｈ）の酸化還元反応によって物質が分解されるというも
のであった。

【００１０】しかしながら、光半導体による親水化現象
は、少なくとも２つの点において、物質の光触媒的分解
に関する従来の知見と合致しない。第一に、従来の定説
では、ルチルや酸化錫のような光半導体は、伝導体のエ
ネルギー準位が十分に高くないため、還元反応が進行せ
ず、その結果、伝導体に光励起された電子が過剰とな
り、光励起により生成した電子−正孔対が酸化還元反応
に関与することなく再結合すると考えられていた。これ
に対して、光半導体による親水化現象は、ルチルや酸化
錫のような光半導体でも起こることが確認された。

【００１１】第二に、従来、光触媒性酸化還元反応によ
る物質の分解は光半導体層の膜厚が少なくとも１００nm
以上でないと起こらないと考えられている。これに対し
て、光半導体による親水化は、光半導体含有層の膜厚が
数nmのオーダーでも起こることが観察された。

【００１２】したがって、明確には結論できないが、光
半導体による親水化現象は、光触媒的酸化還元反応によ
る物質の光分解とはやや異なる現象であると考えられ
る。しかしながら、光半導体のバンドギャップエネルギ
ーより高いエネルギーの光を照射しなければ表面の親水
化は起こらないことが確認された。おそらくは、光半導
体の励起により生成した伝導電子と正孔によって光半導
体含有層の表面に極性が付与され水が水酸基（ＯＨ^- ）
の形で化学吸着され、さらにその上に物理吸着水層が形
成されて、表面が親水性になると考えられる。

【００１３】光励起により光半導体含有層の表面が一旦
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。時間の経過に
伴い表面水酸基に汚染物質が吸着され、表面が次第に親
水性を失った時には、再び光励起すれば親水性は回復す
る。

【００１４】光半導体含有層を最初に親水化するために
は、光半導体のバンドギャップエネルギーより高いエネ
ルギーの波長をもった任意の光源を利用することができ
る。チタニアのように光励起波長が紫外線領域に位置す
る光半導体の場合には、光半導体含有層で被覆された基
材に太陽光が当たるような条件では、太陽光に含まれる
紫外線を好適に利用することができる。屋内や夜間に
は、人工光源により光半導体を光励起することができ
る。後述するように、光半導体含有層がシリカ配合チタ
ニアからなる場合には、蛍光灯に含まれる微弱な紫外線
でも容易に親水化することができる。

【００１５】光半導体含有層の表面が一旦親水化された
後には、比較的微弱な光によって親水性を維持し、或い
は、回復させることができる。例えば、チタニアの場合
には、親水性の維持と回復は、蛍光灯のような室内照明
灯に含まれる微弱な紫外線でも充分に行うことができ
る。

【００１６】光半導体含有層は非常に薄くしても親水性
を発現し、特に金属酸化物からなる光触媒半導体材料は
充分な硬度を有するので、光半導体含有層は充分な耐久
性と耐摩耗性を有する。

【００１７】基材がプラスチックスのような非耐熱性の
材料で形成されている場合や基材が塗料で塗装されてい
る場合には、後述するように光半導体を含有する耐光酸
化性塗料を表面に塗布し硬化させることにより、光半導
体含有層を形成することができる。

【００１８】光半導体本発明の親水性繊維に使用する光半導体としては、チタ
ニア（ＴｉＯ₂ ）が最も好ましい。チタニアは、無害で
あり、化学的に安定であり、かつ、安価に入手可能であ
る。さらに、チタニアはバンドギャップエネルギーが高
く、従って、光励起には紫外線を必要とし、光励起の過
程で可視光を吸収しないので、補色成分による発色が起
こらない。

【００１９】チタニアとしてはアナターゼとルチルのい
ずれも使用することができる。アナターゼ型チタニアの
利点は、非常に細かな微粒子を分散させたゾルを市場で
容易に入手することができ、非常に薄い薄膜を容易に形
成することができることである。ルチル型チタニアはア
ナターゼ型よりも伝導帯準位が低いが、光半導体による
親水化の目的に使用することができる。基材をチタニア
からなる光半導体含有層で被覆し、チタニアを紫外線に
よって光励起すると、水が水酸基（ＯＨ^- ）の形で表面
に化学吸着され、さらにその上に物理吸着水層が形成さ
れて、その結果、表面が高度に親水性になると考えられ
る。なお、洗面台ボウルが釉薬の塗られた陶器である場
合には、釉薬上に光半導体層を重合硬化反応を伴わずに
形成するには、釉薬が適当に軟化する温度（９００〜
１，０００℃）で光半導体（粒子等）を釉薬表面に固着
させることができる。この温度域での酸化チタンの安定
相はルチル型である。

【００２０】本発明の使用可能な他の光半導体として
は、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂ 、ＳｒＴｉＯ₃、ＷＯ₃ 、Ｂｉ₂
Ｏ₃ 、Ｆｅ₂ Ｏ₃ のような金属酸化物がある。これらの
金属酸化物は、チタニアと同様に、表面に金属元素と酸
素が存在するので、表面水酸基（ＯＨ^- ）を吸着しやす
いと考えられる。また、光半導体の粒子をシリカ等の光
半導体でない金属酸化物と混合してもよい。特に、シリ
カ又は酸化錫に光半導体を配合した場合には、表面を高
度に親水化することができる。

【００２１】そのようなシリカ配合チタニアからなる光
半導体層の作製方法の一例として、無定型シリカの前駆
体（例えば、テトラエトキシシラン、テトライソプロポ
キシシラン、テトラｎ−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、等のテトラアルコ
キシシラン；それらの加水分解物であるシラノール；又
は平均分子量３，０００以下のポリシロキサン）と結晶
性チタニアゾルとの混合物を基材の表面に塗布し、必要
に応じて加水分解させてシラノールを形成した後、室温
又は必要に応じて加熱してシラノールを脱水縮重合に付
すことにより、チタニアが無定型シリカで結着された光
半導体層を形成する。

【００２２】無定形チタニアの焼成による光触媒層の形
成基材が金属、セラミックス、ガラスのような耐熱性の材
料で形成されている場合には、水との接触角が０°にな
る程度の高度な親水性を呈する耐摩耗性に優れた光半導
体含有層を形成する好ましいやり方の１つは、先ず基材
の表面を無定形チタニアで被覆し、次いで焼成により無
定形チタニアを結晶性チタニア（アナターゼ又はルチ
ル）に相変化させることである。無定形チタニアの形成
には、次のいずれかの方法を採用することができる。

【００２３】（１）有機チタン化合物の加水分解と脱水
縮重合チタンのアルコキシド、例えば、テトラエトキシチタ
ン、テトライソプロポキシチタン、テトラｎ−プロポキ
シチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタ
ン、に塩酸又はエチルアミンのような加水分解抑制剤を
添加し、エタノールやプロパノールのようなアルコール
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、フローコーティング、スピンコーティング、
ディップコーティング、ロールコーティングその他のコ
ーティング法により、基材の表面に塗布し、常温から２
００℃の温度で乾燥させる。乾燥により、チタンのアル
コキシド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形チタニアの層が
基材の表面に形成される。チタンのアルコキシドに代え
て、チタンのキレート又はチタンのアセテートのような
他の有機チタン化合物を用いてもよい。

【００２４】（２）無機チタン化合物による無定形チタ
ニアの形成無機チタン化合物、例えば、ＴｉＣｌ₄ 又はＴｉ（ＳＯ
₄)₂ の酸性水溶液をスプレーコーティング、フローコー
ティング、スピンコーティング、ディップコーティン
グ、ロールコーティングにより、基材の表面に塗布す
る。次いで無機チタン化合物を約１００〜２００℃の温
度で乾燥させることにより加水分解と脱水縮重合に付
し、無定形チタニアの層を基材の表面に形成する。或い
はＴｉＣｌ₄の化学蒸着により基材の表面に無定形チ
タニアさせてもよい。

【００２５】（３）スパッタリングによる無定形チタニ
アの形成金属チタンのターゲットに酸化雰囲気で電子ビームを照
射することにより基材の表面に無定形チタニアを被着す
る。

【００２６】（４）焼成温度無定形チタニアの焼成は少なくともアナターゼの結晶化
温度以上の温度で行う。４００〜５００℃以上の温度で
焼成すれば、無定形チタニアをアナターゼ型チタニアに
変換させることができる。６００〜７００℃以上の温度
で焼成すれば、無定形チタニアをルチル型チタニアに変
換させることができる。

【００２７】シリカ配合チタニアからなる光半導体層水との接触角が０°になる程度の高度な親水性を呈する
耐摩耗性に優れた光半導体含有層を形成する他の好まし
いやり方は、チタニアとシリカとの混合物からなる光半
導体含有層を基材の表面に形成することである。チタニ
アとシリカとの合計に対するシリカの割合は、５〜９０
モル％、好ましくは１０〜７０モル％、より好ましくは
１０〜５０モル％にすることができる。シリカ配合チタ
ニアからなる光半導体含有層の形成には、次のいずれか
の方法を採用することができる。

【００２８】（１）アナターゼ型又はルチル型チタニア
の粒子とシリカの粒子とを含む懸濁液を基材の表面に塗
布し、基材の軟化点以下の温度で焼結する。（２）無定形シリカの前駆体（例えば、テトラエトキシ
シラン、テトライソプロポキシシラン、テトラｎ−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、等のテトラアルコキシシラン；それらの加水分
解物であるシラノール；又は平均分子量３，０００以下
のポリシロキサン）と結晶性チタニアゾルとの混合物を
基材の表面に塗布し、必要に応じて加水分解させてシラ
ノールを形成した後、約１００℃以上の温度で加熱して
シラノールを脱水縮重合に付すことにより、チタニアが
無定形シリカで結着された光半導体含有層を形成する。
特に、シラノールの脱水縮重合温度を約２００℃以上の
温度で行えば、シラノールの重合度を増し、光半導体含
有層の耐アルカリ性能を向上させることができる。

【００２９】（３）無定形チタニアの前駆体（チタンの
アルコキシド、キレート、又はアセテートのような有機
チタン化合物、又はＴｉＣｌ₄ 又はＴｉ（ＳＯ₄)₂ のよ
うな無機チタン化合物）の溶液にシリカの粒子を分散さ
せてなる懸濁液を基材の表面に塗布し、チタン化合物を
常温から２００℃の温度で加水分解と脱水縮重合に付す
ことにより、シリカ粒子が分散された無定形チタニアの
薄膜を形成する。次いで、チタニアの結晶化温度以上の
温度、かつ、基材の軟化点以下の温度に加熱することに
より、無定形チタニアを結晶性チタニアに相変化させ
る。

【００３０】（４）無定形チタニアの前駆体（チタンの
アルコキシド、キレート、又はアセテートのような有機
チタン化合物、又はＴｉＣｌ₄ 又はＴｉ（ＳＯ₄)₂ のよ
うな無機チタン化合物）の溶液に無定形シリカの前駆体
（例えば、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキ
シシラン、テトラｎ−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、等のテトラアルコキ
シシラン；それらの加水分解物であるシラノール；又は
平均分子量３，０００以下のポリシロキサン）を混合
し、基材の表面に塗布する。次いで、これらの前駆体を
加水分解と脱水縮重合に付すことにより、無定形チタニ
アと無定形シリカの混合物からなる薄膜を形成する。次
いで、チタニアの結晶化温度以上の温度、かつ、基材の
軟化点以下の温度に加熱することにより、無定形チタニ
アを結晶性チタニアに相変化させる。

【００３１】酸化錫配合チタニアからなる光半導体層水との接触角が０°になる程度の高度な親水性を呈する
耐摩耗性に優れた光半導体含有層を形成する更に他の好
ましいやり方は、チタニアと酸化錫との混合物からなる
光半導体含有層を基材の表面に形成することである。チ
タニアと酸化錫との合計に対する酸化錫の割合は、１〜
９５重量％、好ましくは１〜５０重量％にすることがで
きる。酸化錫配合チタニアからなる光半導体含有層の形
成には、次のいずれかの方法を採用することができる。

【００３２】（１）アナターゼ型又はルチル型チタニア
の粒子と酸化錫の粒子とを含む懸濁液を基材の表面に塗
布し、基材の軟化点以下の温度で焼結する。（２）無定形チタニアの前駆体（チタンのアルコキシ
ド、キレート、又はアセテートのような有機チタン化合
物、又はＴｉＣｌ₄ 又はＴｉ（ＳＯ₄)₂ のような無機チ
タン化合物）の溶液に酸化錫の粒子を分散させてなる懸
濁液を基材の表面に塗布し、チタン化合物を常温から２
００℃の温度で加水分解と脱水縮重合に付すことによ
り、酸化錫粒子が分散された無定形チタニアの薄膜を形
成する。次いで、チタニアの結晶化温度以上の温度、か
つ、基材の軟化点以下の温度に加熱することにより、無
定形チタニアを結晶性チタニアに相変化させる。

【００３３】光半導体含有シリコーン塗料水との接触角が０°になる程度の高度な親水性を呈する
光半導体層を形成する更に他の好ましいやり方は、未硬
化の若しくは部分的に硬化したシリコーン（オルガノポ
リシロキサン）又はシリコーンの前駆体からなる塗膜形
成要素に光半導体の粒子を分散させてなる組成物を用い
ることである。この組成物を基材の表面に塗布し、塗膜
形成要素を硬化させた後、光半導体を光励起すると、シ
リコーン分子のケイ素原子に結合した有機基は光半導体
の作用により水酸基に置換され、光半導体含有層の表面
は親水化される。

【００３４】このやり方には、幾つかの利点がある。光
半導体含有シリコーン塗料は常温又は比較的低温で硬化
させることができるので、プラスチックスや有機物のよ
うな非耐熱性の材料にも適用することができる。光半導
体を含有したこのコーティング組成物は、表面の親水化
を要する既存の基材に、ディッピング、刷毛塗り、スプ
レーコーティング、ロールコーティング等により必要に
応じ何時でも塗布することができる。光半導体の光励起
による親水化は、太陽光のような光源でも容易に行うこ
とができる。

【００３５】さらに、鋼板のような塑性加工可能な基材
に塗膜を形成した場合には、塗膜を硬化させた後、光励
起する前に、鋼板を必要に応じ容易に塑性加工すること
ができる。光励起前には、シリコーン分子のケイ素原子
には有機基が結合しており、従って塗膜は充分な可撓性
を備えているので、塗膜を損傷させることなく容易に鋼
板を塑性加工することができる。塑性加工後には、光半
導体を光励起すればシリコーン分子のケイ素原子に結合
した有機基は光半導体作用により水酸基に置換され、塗
膜の表面は親水化される。

【００３６】光半導体含有シリコーン組成物はシロキサ
ン結合を有するので、光半導体の光酸化作用に対する充
分な対抗性を有する。光半導体含有シリコーン塗料から
なる光半導体含有層の更に他の利点は、表面が一旦親水
化された後には、暗所に保持しても長期間親水性を維持
し、かつ、蛍光灯のような室内照明灯の光でも親水性を
回復することである。

【００３７】塗膜形成要素としては、メチルトリクロル
シラン、メチルトリブロムシラン、メチルトリメトキシ
シラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプ
ロポキシシラン、メチルトリｔ−ブトキシシラン；エチ
ルトリクロルシラン、エチルトリブロムシラン、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
ルトリイソプロポキシシラン、エチルトリｔ−ブトキシ
シラン；ｎ−プロピルトリクロルシラン、ｎ−プロピル
トリブロムシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、
ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリイ
ソプロポキシシラン、ｎ−プロピルトリｔ−ブトキシシ
ラン；ｎ−ヘキシルトリクロルシラン、ｎ−ヘキシルト
リブロムシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ
−ヘキシルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリイソ
プロポキシシラン、ｎ−ヘキシルトリｔ−ブトキシシラ
ン；ｎ−デシルトリクロルシラン、ｎ−デシルトリブロ
ムシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−デシル
トリエトキシシラン、ｎ−デシルトリイソプロポキシシ
ラン、ｎ−デシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−オクタ
デシルトリクロルシラン、ｎ−オクタデシルトリブロム
シラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、ｎ−オ
クタデシルトリエトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリ
イソプロポキシシラン、ｎ−オクタデシルトリｔ−ブト
キシシラン；フェニルトリクロルシラン、フェニルトリ
ブロムシラン、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、フェニルトリイソプロポキシシラ
ン、フェニルトリｔ−ブトキシシラン；テトラクロルシ
ラン、テトラブロムシラン、テトラメトキシシラン、テ
トラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキ
シジエトキシシラン；ジメチルジクロルシラン、ジメチ
ルジブロムシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチ
ルジエトキシシラン；ジフェニルジクロルシラン、ジフ
ェニルジブロムシラン、ジフェニルジメトキシシラン、
ジフェニルジエトキシシラン；フェニルメチルジクロル
シラン、フェニルメチルジブロムシラン、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；トリクロルヒドロシラン、トリブロムヒドロシラ
ン、トリメトキシヒドロシラン、トリエトキシヒドロシ
ラン、トリイソプロポキシヒドロシラン、トリｔ−ブト
キシヒドロシラン；ビニルトリクロルシラン、ビニルト
リブロムシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルト
リエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、
ビニルトリｔ−ブトキシシラン；トリフルオロプロピル
トリクロルシラン、トリフルオロプロピルトリブロムシ
ラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリ
フルオロプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプ
ロピルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピ
ルトリｔ−ブトキシシラン；γ−グリシドキシプロピル
メチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメ
チルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリｔ−ブトキシ
シラン；γ−メタアクリロキシプロピルメチルジメトキ
シシラン、γ−メタアクリロキシプロピルメチルジエト
キシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリエトキシ
シラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリイソプロポ
キシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリｔ−ブ
トキシシラン；γ−アミノプロピルメチルジメトキシシ
ラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソ
プロポキシシラン、γ−アミノプロピルトリｔ−ブトキ
シシラン；γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシ
ラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−
メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプ
トプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メルカプト
プロピルトリｔ−ブトキシシラン；β−（３，４−エポ
キシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−
（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキ
シシラン；及び、それらの部分加水分解物；及びそれら
の混合物を使用することができる。

【００３８】シリコーン塗膜の良好な硬度と平滑性を確
保するためには、３次元架橋型シロキサンを１０モル％
以上含有させるのが好ましい。さらに、良好な硬度と平
滑性を確保しながら塗膜の充分な可撓性を提供するため
には、２次元架橋型シロキサンを６０モル％以下含有さ
せるのが好ましい。また、シリコーン分子のケイ素原子
に結合した有機基が光励起により水酸基に置換される速
度を速めるには、シリコーン分子のケイ素原子に結合す
る有機基がｎ−プロピル基若しくはフェニル基からなる
シリコーンを使用するのが好ましい。シロキサン結合を
有するシリコーンに替えて、シラザン結合を有するオル
ガノポリシラザン化合物を使用することも可能である。

【００３９】抗菌増強剤の添加光半導体含有層にはＡｇ、Ｃｕ、Ｚｎのような金属をド
ーピングすることができる。光半導体にＡｇ、Ｃｕ、又
はＺｎをドーピングするためには、光半導体粒子の懸濁
液にこれらの金属の可溶性塩を添加し、得られた溶液を
用いて光半導体含有層を形成することができる。或い
は、光半導体含有層を形成後、これらの金属の可溶性塩
を塗布し、光照射により光還元析出させてもよい。

【００４０】Ａｇ、Ｃｕ、又はＺｎでドーピングされた
光半導体含有層は、表面に付着した細菌を死滅させるこ
とができる。さらに、この光半導体含有層は、黴、藻、
苔のような微生物の成長を抑制する。従って、洗面台ボ
ウルの表面を長期間にわたって清浄に維持することがで
きる。

【００４１】光活性増強剤の添加光半導体含有層には、さらに、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒ
ｕ、Ｏｓ、Ｉｒのような白金族金属をドーピングするこ
とができる。これらの金属も、同様に、光還元析出や可
溶性塩の添加により光半導体にドーピングすることがで
きる。光半導体を白金族金属でドーピングすると、光半
導体の酸化還元活性を増強させることができ、表面に付
着した汚染物質を分解することができる。

【００４２】光励起・紫外線照射本発明においては、チタニアのように高いバンドギャッ
プエネルギーを有し紫外線によってのみ光励起される光
半導体で光半導体含有層を形成するのが好ましい。そう
すれば、可視光が光半導体含有層に吸収されることがな
く、ボウルが補色成分によって発色することがない。ア
ナターゼ型チタニアは波長３８７nm以下、ルチル型チタ
ニアは４３１nm以下、酸化錫は３４４nm以下、酸化亜鉛
は３８７nm以下の紫外線で光励起することができる。

【００４３】紫外線光源としては、蛍光灯、白熱電灯、
メタルハライドランプ、水銀ランプのような室内照明灯
を使用することができる。太陽光にさらされる条件で
は、有利なことに太陽光に含まれる紫外線により光半導
体は自然に光励起される。

【００４４】光励起は、表面の水との接触角が好ましく
は約１０°以下、より好ましくは約５°以下、特に約０
°になるまで行い、或いは行わせることができる。一般
には、０．００１mW/cm²の紫外線照度で光励起すれば、
数日で水との接触角が約０°になるまで超親水化するこ
とができる。地表に降り注ぐ太陽光に含まれる紫外線の
照度は約０．１〜１mW/cm²であるから、太陽光にさらせ
ばより短時間で表面を超親水化することができる。

【００４５】光半導体含有層がチタニア含有シリコーン
で形成されている場合には、シリコーン分子のケイ素原
子に結合した表面有機基が充分な量だけ水酸基に置換さ
れるに充分な照度で光触媒を光励起するのが好ましい。
このための最も有利な方法は、太陽光を利用することで
ある。表面が一旦高度に親水化された後は、親水性は夜
間でも持続する。再び太陽光にさらされる度に親水性は
回復され、維持される。本発明の洗面台ボウルを使用者
に提供するに際しては、ボウル面を予め超親水化してお
くことが望ましい。

【００４６】本発明においては、光半導体を含む表面層
の厚さを０．２μm 未満とすることが好ましい。美感を
損なう白濁や干渉縞を起さないようにするためである。

【００４７】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明の一実施例に係る洗面台ボウルの構成の大要を示
す断面図である。図１の洗面台ボウル１の本体３は陶器
製である。このボウル本体３の上凹面であるボウル面５
には詳しくは後述する光半導体（酸化チタン）含有層が
形成されている。

【００４８】ボウル本体３の上縁部内側には、多数の洗
浄水口１４が開口している。洗浄水口１４は、ボウル本
体３上縁部内に環状に設けられている洗浄水通路１３に
連通している。洗浄水通路１３には、洗浄水管１９が連
結されており、水道水が供給される。すなわち、洗浄水
管１９に設けられている水洗バルブ２１が開となると、
水が洗浄水管１９から洗浄水通路１３に入り、洗浄水口
１４からボウル面５内に流れ出る（洗浄水１５）。

【００４９】ボウル本体３の上縁の一部には紫外線ラン
プ１１が配置されている。紫外線ランプ１１は、ボウル
面５に紫外線を照射し、その表面の光半導体層を光励起
し、親水性や抗菌作用を発揮させる。紫外線ランプ１１
の上部には、同ランプの上方を覆うように遮光カバー７
が設けられている。このカバー７は、ボウル１の使用者
（図の右側に立つ）に紫外線が当らないように保護する
ものである。

【００５０】カバー７の上面には光センサ９が設置され
ている。この光センサ９は使用者の存在を検知するもの
である。センサ９の捉えた使用者有無の信号によって、
後述のように紫外線ランプ１１や水洗バルブ２１がコン
トロールされる。

【００５１】図２は、図１の洗面台ボウルの制御系統の
構成を示すブロック図である。制御装置３１は、光セン
サ９よりの信号や内蔵するタイマ３３よりの時間情報に
基づいて紫外線ランプ１１や水洗バルブ２１をコントロ
ールする。コントロールの方式としては以下がある。一定時間毎にある時間紫外線ランプをＯＮし水洗バ
ルブを開とする。これによって、ボウル面５の親水化及
び洗浄を行う。夜間のみ紫外線ランプをＯＮとする。その意味合い
は、一旦親水化させると、その表面は１日程度であれば
充分にその状態が維持できるので朝に０の状態にリセッ
トされていればその状態を使用時に維持できる。また夜
間は特にパブリックのトイレ化粧ルーム等では人の出入
りが少なく上記操作を行うのに適している。洗面台ボウルの使用を光センサ９や蛇口２の開閉で
検知し、使用後一定時間毎に紫外線ランプをＯＮし水洗
バルブを開とする。その意味合いは、汚物を含水しない
水で清浄化するとよりよい効果が得られることが期待さ
れることと頻繁に使用されるパブリックのトイレ、化粧
ルームにおいて、使用者の前に常に清潔な状態の洗面ボ
ールを供することができるようにするためである。

【００５２】以下、ボウル面の材料的処理に関する実施
例（実験）を説明する。実施例１衛生陶器と同一組成のタイル板を作製し、その上にアナ
ターゼ型酸化チタンゾルとシリカゾルの混合物を塗布
し、９３０℃で焼成し、タイル面にチタニア−シリカ混
合層を形成した。この間に、表面層中の酸化チタン粒子
は焼成中に相転移してルチル型に変化した。得られた試
料にＢＬＢランプを照度０．５mW/cm²で１日照射した。
なお、上記混合物の具体的組成はルチル型チタニア１重
量部、シリカ１重量部であった。

【００５３】実施例２衛生陶器と同一組成のタイル板を作製し、その上にアナ
ターゼ型酸化チタンゾルとシリカゾルの混合物を塗布
し、９３０℃で焼成し、タイル面にチタニア−シリカ混
合層を形成した。この間に、表面層中の酸化チタン粒子
は焼成中に相転移してルチル型に変化した。その後、硝
酸銀水溶液をタイルに塗布し、銀をチタニア−シリカ混
合層上に光還元固定した。得られた試料にＢＬＢランプ
を照度０．５mW/cm²で１日照射した。なお、上記混合物
の具体的組成はルチル型チタニア１００重量部、シリカ
１００重量部、銀０．２重量部である。

【００５４】実施例３衛生陶器と同一組成のタイル板を作製し、その上にアナ
ターゼ型酸化チタンゾルとテトラエトキシシランを塗布
し、１００℃で乾燥した。この間に、テトラエトキシシ
ランは加水分解及び脱水重合され、無定型シリカに変化
した。得られた試料にＢＬＢランプを照度０．５mW/cm²
で１日照射した。なお、上記混合物の具体的組成はアナ
ターゼ１重量部、無定型シリカ１重量部である。

【００５５】実施例４衛生陶器と同一組成のタイル板を作製し、その上にアナ
ターゼ型酸化チタンゾルと硝酸銀とテトラエトキシシラ
ンを塗布し、１００℃で乾燥した。この間に、テトラエ
トキシシランは加水分解及び脱水重合され、無定型シリ
カに変化した。得られた試料にＢＬＢランプを照度０．
５mW/cm²で１日照射した。なお、上記混合物の具体的組
成はアナターゼ５０重量部、無定型シリカ５０重量部、
硝酸銀は銀重量換算で２重量部である。

【００５６】比較例衛生陶器と同一組成のタイル板にＢＬＢランプを照度
０．５mW/cm²で１日照射した。

【００５７】得られた各試料について以下の項目を評価
した。水との接触角実施例１〜４は接触角０°と高度な親水性を示した。一
方比較例は接触角３０°であった。

【００５８】抗菌性下記条件にて抗菌性をテストしたところ、銀をドープし
た実施例２、４については菌の生存率が１０％未満と良
好な抗菌性を示した。それに対して比較例では生存率７
０％以上と抗菌性は観察されなかった。

【００５９】汚れの除去性下記条件で、石鹸カスとラードを含む汚れ液の除去性
を、ボウル面の光沢度変化で調べたところ、実施例１〜
４は９０％以上の光沢度を維持し、いずれも良好であっ
た。一方、比較例は光沢度６０％以下と汚れやすいこと
を示した。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、洗面化粧台や手洗い等の洗面台ボウルにおいて、石
鹸カスや油脂汚れが付きにくく清浄性に優れた洗面台ボ
ウルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る洗面台ボウルの構成の
大要を示す断面図である。

【図２】図１の洗面台ボウルの制御系統の構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１洗面台ボウル２蛇口３ボウル本体５ボウル面７遮光カバー９光センサ１１紫外線ランプ１３洗浄水通路１４洗浄水口１５洗浄水１７排水口１９洗浄水管２１水洗バルブ３１制御装置３３タイマ

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｂ３２Ｂ 27/18 Ｂ３２Ｂ 27/18 Ｚ (72)発明者渡部俊也福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者小島栄一福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者北村厚福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光半導体を含む表面層で覆われたボウル
面を有し、該光半導体の光励起に対応して該ボウル面が親水性を示
すことを特徴とする洗面台ボウル。
【請求項２】光半導体及びシリコーンを含む表面層で
覆われたボウル面を有し、該光半導体の光励起に対応して、該表面層の表面に存在
するシリコーン分子中のケイ素原子に結合した有機基が
水酸基に置換され、該ボウル面が親水性を示すことを特
徴とする洗面台ボウル。
【請求項３】光半導体及びシリカを含む表面層で覆わ
れたボウル面を有し、該光半導体の光励起に対応して該ボウル面が親水性を示
すことを特徴とする洗面台ボウル。
【請求項４】上記光半導体がルチル型酸化チタンであ
る請求項１〜３いずれか１項記載の洗面台ボウル。
【請求項５】上記表面層がさらに白金、ルテニウム、
パラジウム、ロジウム、オスニウム、イリジウムのうち
少なくとも１種を含む請求項１〜４いずれか１項記載の
洗面台ボウル。
【請求項６】上記表面層がさらに抗菌性金属を含む請
求項１〜５いずれか１項記載の洗面台ボウル。
【請求項７】上記抗菌性金属が銀、銅、亜鉛のうちの
少なくとも１種である請求項６記載の洗面台ボウル。
【請求項８】上記親水性の作用として、上記ボウル面
に水を濯ぐことにより上記ボウル面に付着した堆積物及
び／又は汚染物を洗い流し該ボウル面を清浄化すること
ができる請求項１〜７いずれか１項記載の洗面台ボウ
ル。
【請求項９】上記光半導体の光励起に対応して、該光
半導体の光触媒作用により上記ボウル面に付着した細菌
及び／又は真菌を死滅又は減少させることができる請求
項１〜８いずれか１項記載の洗面台ボウル。
【請求項１０】上記光半導体の光励起が室内照明によ
ってなされる請求項１〜９いずれか１項記載の洗面台ボ
ウル。
【請求項１１】上記光半導体の光励起を行うために、
該光半導体の励起波長を発光しうる照射手段が付設され
ている請求項１〜９いずれか１項記載の洗面台ボウル。
【請求項１２】上記光半導体が結晶性酸化チタンであ
り、上記照射手段が紫外線照射手段であり、かつ上記照
射手段には使用者の直視を遮断するカバーが付設されて
いる請求項１１記載の洗面台ボウル。
【請求項１３】上記照射手段にはタイマーとＯＮ／Ｏ
ＦＦ手段が接続されており、該手段が一定時間間隔で照
射される請求項１１記載の洗面台ボウル。
【請求項１４】上記照射手段にはタイマーとＯＮ／Ｏ
ＦＦ手段が接続されており、該手段が夜間のみ照射され
る請求項１１記載の洗面台ボウル。
【請求項１５】ボウルの使用検知手段が付設されてお
り、使用後一定時間毎に照射手段が照射される請求項１
１記載の洗面台ボウル。
【請求項１６】さらにタイマーと流水手段が接続され
ており、光照射と同時及び／又は前後に流水によりボウ
ル表面が水で濯がれる請求項１１〜１５いずれか１項記
載の洗面台ボウル。
【請求項１７】上記表面層の膜厚が０．２μm 以下で
ある請求項１〜１６いずれか１項記載の洗面台ボウル。
【請求項１８】光半導体を含有する層で被覆されたボ
ウル面を有する洗面台を準備する工程、前記光半導体を
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、前記ボウル面を水で濯ぐ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る
工程を含むことを特徴とする洗面台ボウル面の清浄化方
法。
【請求項１９】光半導体とシリコーンを含有する層で
被覆されたボウル面を有する洗面台を準備する工程、前
記光半導体を光励起することにより前記層の表面のシリ
コーン分子のケイ素原子に結合した有機基を水酸基に置
換する工程、前記光半導体をさらに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、前記ボウル面を水
で濯ぐ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る工程を含むことを特徴
とする洗面台ボウル面の清浄化方法。
【請求項２０】光半導体及び抗菌性金属を含有する層
で被覆されたボウル面を有する洗面台を準備する工程、
前記光半導体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、前記ボウル面を水で濯ぐことにより前
記層の表面に付着する堆積物及び／又は汚染物を表面か
ら釈放させる工程、前記抗菌性金属の抗菌作用により前
記層の表面に付着する細菌及び／又は真菌を死滅又は減
少させる工程を含むことを特徴とする洗面台ボウル面の
清浄化方法。
【請求項２１】光半導体、シリコーン及び抗菌性金属
を含有する層で被覆されたボウル面を有する洗面台を準
備する工程、前記光半導体を光励起することにより前記
層の表面のシリコーン分子のケイ素原子に結合した有機
基を水酸基に置換する工程、前記光半導体をさらに光励
起することにより前記層の表面を親水性にする工程、前
記ボウル面を水で濯ぐ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る工程、
前記抗菌性金属の抗菌作用により前記層の表面に付着す
る細菌及び／又は真菌を死滅又は減少させる工程を含む
ことを特徴とする洗面台ボウル面の清浄化方法。