JPH11123334A - 光触媒性親水性組成物 - Google Patents

光触媒性親水性組成物

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JPH11123334A
JPH11123334A JP9290757A JP29075797A JPH11123334A JP H11123334 A JPH11123334 A JP H11123334A JP 9290757 A JP9290757 A JP 9290757A JP 29075797 A JP29075797 A JP 29075797A JP H11123334 A JPH11123334 A JP H11123334A
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JP
Japan
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water
added
synthetic resin
resin product
hydrophilicity
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Pending
Application number
JP9290757A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Hayakawa
信 早川
Mitsuhide Shimobukikoshi
光秀 下吹越
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Publication date
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  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 合成樹脂製品の表面にも、弾き現象を起こす
ことなく均一に塗布できる光触媒性親水性組成物を提供
する。 【解決手段】 例えば、 炭酸ソーダ15.6gを水7
38gに溶解し、これにコロイド状シリカ(シリカ含有
量48重量%)69.2gを攪拌しながら加え、次に、
10%塩化アルミニウム水溶液178g中に上記混合物
を攪拌しながら滴下し30分間熟成した。この反応液を
100gになるまで濃縮し、メタノール200gを加え
た後ガラスフィルターで濾過した。この濾液に水100
gを加えた後メタノールを除去し、次いで水を加えて2
00gにし、これに、アナターゼ型チタニアを10g、
ポリオキシエチレン(11モル)ノニルフェニルエーテ
ル1.2gを加えて濃厚液を調製し、この濃厚液を水で
希釈して、合成樹脂製品の表面に塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は合成樹脂製品やガラ
ス製品等の物質の表面を長期間に亘って親水性に維持す
るための光触媒性親水性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】多くの合成樹脂は表面エネルギーが比較
的小さく、疎水性を呈する。しかしながら、表面が疎水
性であると、合成樹脂製品の表面に結露したり、曇りが
生じる。また、汚れに対する自浄効果がない。そこで、
合成樹脂の表面を親水性にする組成物の提案が種々なさ
れているが、合成樹脂の表面は一般的に負に帯電してい
るので、合成樹脂表面に対する結合力が弱い。そこで、
特開昭54−20979号公報に提案されるものがあ
る。
【0003】特開昭54−20979号公報には、結露
防止剤として、合成樹脂表面を親水性にする水性液とし
て、アルミニウム陽イオンを表面に結合して正荷電を与
えられたコロイド状シリカとを、湿潤剤(界面活性剤)
とともに水に分散させた組成物が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の親水性
を付与する水性液にあっては、第1に親水性の度合いが
水との接触角に換算してせいぜい10°程度までしかな
らず、充分な親水性を発揮することができない。第2
に、数10μm以上の厚みで水性液を塗布しないと親水
性を発揮しないため、その厚みで塗布すると、光の乱反
射による白濁が生じたり、光の干渉による発色が生じ
る。第3に、従来の水性液を塗布・乾燥せしめ、合成樹
脂表面に親水性が付与されても、長期間親水性を維持す
るのは困難で、一旦親水性を失うと、再度塗布しない限
り、親水性は回復しない。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係る光触媒性親水性組成物は、光触媒性金属酸化
物粒子と、アルミニウム陽イオンを表面に結合して正荷
電を与えられたコロイド状シリカとを、湿潤剤とともに
水に分散させて構成される。
【0006】ここで、前記光触媒性金属酸化物粒子の割
合は0.01〜10重量%、湿潤剤の濃度は0.000
1〜0.5重量%で、シリカ表面に結合するアルミニウ
ム量はシリカ表面積100m2に対して1.0×10-2
g以上とするのが好ましい。
【0007】光触媒性金属酸化物粒子の割合が上記範囲
よりも少ないと、光触媒による親水性作用が不十分とな
り、上記範囲以上に添加しても添加による効果向上はな
く、却って被膜の結合強度を低下せしめることになる。
また、湿潤剤の濃度が上記範囲よりも少ないと、湿潤力
が弱く、上記範囲以上すると被膜がベトつく。また、シ
リカ表面に結合するアルミニウム量が上記範囲よりも少
ないと、コロイド状シリカ表面に与えられる正荷電が十
分ではなく、上記範囲以上に添加してもそれ以上の効果
は認められない。
【0008】光触媒性金属酸化物粒子としては、例え
ば、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、ブ
ルカイト型酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化第二
鉄、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、チタン酸
ストロンチウム等が挙げられる。湿潤剤としては、陽イ
オン界面活性剤、非イオン界面活性剤及び両性界面活性
剤のいずれも使用できる。
【0009】アルミニウム陽イオンを表面に結合して正
荷電を与えられたコロイド状シリカと湿潤剤とを含む水
性液を合成樹脂表面に塗布してもある程度の親水性は発
揮されるが、光触媒性金属酸化物粒子に光が照射される
と、以下の機構により水との接触角で10°以下、好条
件下では実質的に0°になるまで親水化される。
【0010】親水化現象は、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とが生成する。そし
て、その結果、表面に極性(おそらくは電子吸引性)が
付与される。それにより、表面に雰囲気との平衡以上の
量の水が化学吸着する。すると、その表面の水素結合に
基づく表面自由エネルギーが増加し、その表面自由エネ
ルギーの増加に応じた量の水分子がさらに物理吸着し、
表面に固定される。ところで、表面自由エネルギーが近
い物質同士は互いに接着しやすいことから、水分子が物
理吸着した表面は水になじみやすいものとなる。即ち、
そのような表面は親水化されることになる。
【0011】このように、本発明による親水性は、アル
ミニウム陽イオンを表面に結合して正荷電を与えられた
コロイド状シリカと湿潤剤とを含む水性液に由来するよ
りも、光触媒の親水化作用によるものと考えられる。こ
のことは、アルミニウム陽イオンを表面に結合して正荷
電を与えられたコロイド状シリカと湿潤剤とを含む水性
液によって親水性を発揮するには数10μm以上の厚み
で塗布しなければならなかったが、本発明による組成物
の場合には0.4μm以下でも親水性を発揮することか
らも首肯できる。ここで、0.4μm以下の厚みにする
ことで、光の乱反射による白濁を防止することができ、
更に0.2μm以下の厚みにすることで、光の干渉によ
る表面相の発色を防止することができる。尚、表面層中
の光触媒性金属酸化物粒子の量は、1×10-7〜1×1
-3g/cm2、好ましくは5×10-7〜5×10-4
/cm2、更に好ましくは1×10-6〜1×10-4g/
cm2である。
【0012】
【発明の実施の形態】
(実施例1)炭酸ソーダ15.6gを水738gに溶解
し、これにコロイド状シリカ(キャタロイドSI・5
0:触媒化学工業株式会社製、シリカ含有量48重量
%)69.2gを攪拌しながら加えた。次に、10%塩
化アルミニウム水溶液178g中に上記混合物を攪拌し
ながら滴下し30分間熟成した。この反応液を100g
になるまで濃縮し、メタノール200gを加えた後ガラ
スフィルターで濾過した。この濾液に水100gを加え
た後メタノールを除去し、次いで水を加えて200gに
した。この水分散液は正荷電を有する変性コロイドシリ
カを分散質として、固形分(4.3×10-2gAl/1
00m2シリカ)22%を含有するが、チクソトロピー
性がなく粘度は25℃で5cpと低い液体である。上記
で調製したアルミニウム陽イオンを表面に結合して正荷
電を与えられたコロイド状シリカの溶液にアナターゼ型
チタニアを10g、ポリオキシエチレン(11モル)ノ
ニルフェニルエーテル1.2gを加えて濃厚液を調製し
た。この濃厚液を水で100倍に希釈して、合成樹脂製
品の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の表面の
親水性は水との接触角に換算してほぼ0°になった。
【0013】(実施例2)前記実施例1において、アナ
ターゼ型チタニアを添加する代わりに、ルチル型チタニ
アを10g添加して濃厚液を調製した。この濃厚液を水
で100倍に希釈して、合成樹脂製品の表面に塗布し
た。その結果、合成樹脂製品の表面の親水性は水との接
触角に換算してほぼ0°になった。
【0014】(実施例3)前記実施例1において、アナ
ターゼ型チタニアを添加する代わりに、ブルカイト型チ
タニアを10g添加して濃厚液を調製した。この濃厚液
を水で100倍に希釈して、合成樹脂製品の表面に塗布
した。その結果、合成樹脂製品の表面の親水性は水との
接触角に換算してほぼ0°になった。
【0015】(比較例1)上記実施例1のアルミニウム
陽イオンを表面に結合して正荷電を与えられたコロイド
状シリカの溶液にポリオキシエチレン(11モル)ノニ
ルフェニルエーテル1.2gを加えて濃厚液を調製し
た。この濃厚液を水で100倍に希釈して、合成樹脂製
品の表面に塗布した。その結果、合成樹脂製品の表面の
親水性は水との接触角に換算して約10°になった。ま
た、当該製品を1ヵ月放置したところ、水との接触角は
約50°になった。これに紫外線を照射しても水との接
触角に変化はなかった。
【0016】(実施例4)炭酸ソーダ2.0gを水14
9gに溶解し、これにコロイド状シリカ(キャタロイド
SI・30:触媒化学工業株式会社製、シリカ含有量3
0重量%)6.1gを攪拌しながら加えた。次に、10
%硝酸アルミニウム水溶液43g中に上記混合物を攪拌
しながら滴下し30分間熟成した。この反応液を100
gになるまで濃縮し、メタノール200gを加えた後ガ
ラスフィルターで濾過した。この濾液に水100gを加
えた後メタノールを除去し、次いで水を加えて200g
にした。この水分散液は正荷電を有する変性コロイドシ
リカを分散質として、固形分(1.0×10-2gAl/
100m2シリカ)2.4%を含有する。上記で調製し
たアルミニウム陽イオンを表面に結合して正荷電を与え
られたコロイド状シリカの溶液にアナターゼ型チタニア
を10g、ポリオキシエチレン(13モル)ラウリルエ
ーテル1.8gを加えて濃厚液を調製した。この濃厚液
を水で3倍に希釈して、合成樹脂製品の表面に塗布し
た。その結果、合成樹脂製品の表面の親水性は水との接
触角に換算してほぼ0°になった。
【0017】(実施例5)前記実施例1において、アナ
ターゼ型チタニアを添加する代わりに、ルチル型チタニ
アを10g添加して濃厚液を調製した。この濃厚液を水
で3倍に希釈して、合成樹脂製品の表面に塗布した。そ
の結果、合成樹脂製品の表面の親水性は水との接触角に
換算してほぼ0°になった。
【0018】(実施例6)前記実施例1において、アナ
ターゼ型チタニアを添加する代わりに、ブルカイト型チ
タニアを10g添加して濃厚液を調製した。この濃厚液
を水で3倍に希釈して、合成樹脂製品の表面に塗布し
た。その結果、合成樹脂製品の表面の親水性は水との接
触角に換算してほぼ0°になった。
【0019】(比較例2)上記実施例4のアルミニウム
陽イオンを表面に結合して正荷電を与えられたコロイド
状シリカの溶液にポリオキシエチレン(13モル)ラウ
リルエーテル1.8gを加えて濃厚液を調製した。この
濃厚液を水で3倍に希釈して、合成樹脂製品の表面に塗
布した。その結果、合成樹脂製品の表面の親水性は水と
の接触角に換算して約10°になった。また、当該製品
を1ヵ月放置したところ、水との接触角は約50°にな
った。これに紫外線を照射しても水との接触角に変化は
なかった。
【0020】(実施例7)炭酸ソーダ0.6gを水61
gに溶解し、これにコロイド状シリカ(キャタロイドS
I・50:触媒化学工業株式会社製、シリカ含有量48
重量%)16.5gを攪拌しながら加えた。次に、5%
塩化アルミニウム水溶液22g中に上記混合物を攪拌
し、水分散液を調製した。この水分散液は正荷電を有す
る変性コロイドシリカを分散質として、固形分(1.1
×10-2gAl/100m2シリカ)9%を含有する。上
記で調製したアルミニウム陽イオンを表面に結合して正
荷電を与えられたコロイド状シリカの溶液にアナターゼ
型チタニアを10g、ソルビタンラウリル酸エステル
3.0g、ソジウムラウリルサルフェート0.05gを
加え濃厚液を調製した。この濃厚液を水で30倍に希釈
して、合成樹脂製品の表面に塗布した。その結果、合成
樹脂製品の表面の親水性は水との接触角に換算してほぼ
0°になった。
【0021】(実施例8)前記実施例7において、アナ
ターゼ型チタニアを添加する代わりに、ルチル型チタニ
アを10g添加して濃厚液を調製した。この濃厚液を水
で30倍に希釈して、合成樹脂製品の表面に塗布した。
その結果、合成樹脂製品の表面の親水性は水との接触角
に換算してほぼ0°になった。
【0022】(実施例9)前記実施例7において、アナ
ターゼ型チタニアを添加する代わりに、ブルカイト型チ
タニアを10g添加して濃厚液を調製した。この濃厚液
を水で30倍に希釈して、合成樹脂製品の表面に塗布し
た。その結果、合成樹脂製品の表面の親水性は水との接
触角に換算してほぼ0°になった。
【0023】(比較例3)上記実施例7のアルミニウム
陽イオンを表面に結合して正荷電を与えられたコロイド
状シリカの溶液に、ソルビタンラウリル酸エステル3.
0g、ソジウムラウリルサルフェート0.05gを加え
て濃厚液を調製した。この濃厚液を水で30倍に希釈し
て、合成樹脂製品の表面に塗布した。その結果、合成樹
脂製品の表面の親水性は水との接触角に換算して約10
°になった。また、当該製品を1ヵ月放置したところ、
水との接触角は約50°になった。これに紫外線を照射
しても水との接触角に変化はなかった。
【0024】
【発明の効果】以上に説明した如く本発明によれば、光
触媒性金属酸化物粒子と、アルミニウム陽イオンを表面
に結合して正荷電を与えられたコロイド状シリカとを、
湿潤剤とともに水に分散させて光触媒性親水性組成物を
構成したので、塗布の際には、合成樹脂製品等の被塗装
物表面に弾かれることなく、均一に且つ薄い光触媒性親
水性被膜を形成することができ、また、一旦形成された
光触媒性親水性被膜は高度に親水化した表面を長期に亘
って維持でき、しかも被膜の厚みを薄くできるので、白
濁や発色などの問題も生じない。更に、水性組成物であ
るので、溶剤臭がなく、取り扱い性にも優れる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // B05D 7/24 303 B05D 7/24 303B

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光触媒性金属酸化物粒子と、アルミニウ
    ム陽イオンを表面に結合して正荷電を与えられたコロイ
    ド状シリカとを、湿潤剤とともに水に分散させてなる光
    触媒性親水性組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光触媒性親水性組成物
    において、水に分散する前の状態で、前記光触媒性金属
    酸化物粒子の割合は0.01〜10重量%、湿潤剤の濃
    度は0.0001〜0.5重量%、更に、シリカ表面に
    結合するアルミニウム量はシリカ表面積100m2に対
    して1.0×10-2g以上であることを特徴とする光触
    媒性親水性組成物。
JP9290757A 1997-10-23 1997-10-23 光触媒性親水性組成物 Pending JPH11123334A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10308541B2 (en) 2014-11-13 2019-06-04 Gerresheimer Glas Gmbh Glass forming machine particle filter, a plunger unit, a blow head, a blow head support and a glass forming machine adapted to or comprising said filter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10308541B2 (en) 2014-11-13 2019-06-04 Gerresheimer Glas Gmbh Glass forming machine particle filter, a plunger unit, a blow head, a blow head support and a glass forming machine adapted to or comprising said filter

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