JPH11156202A - 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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JPH11156202A
JPH11156202A JP9321392A JP32139297A JPH11156202A JP H11156202 A JPH11156202 A JP H11156202A JP 9321392 A JP9321392 A JP 9321392A JP 32139297 A JP32139297 A JP 32139297A JP H11156202 A JPH11156202 A JP H11156202A
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JP
Japan
Prior art keywords
water
photocatalytic
liquid
hydrophilic composition
mixed
Prior art date
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Pending
Application number
JP9321392A
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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Publication of JPH11156202A publication Critical patent/JPH11156202A/ja
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  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 雰囲気が乾燥した状態でも、部材表面に物理
吸着水の膜を形成した親水性を発揮せしめる。 【解決手段】 例えば、分子量50,000のポリヒド
ロキシアクリル酸ナトリウム塩10gに水50ccを加
えて溶解し、この水溶液に架橋剤としてポリアミン−ポ
リアミド−エピクロルヒドリン付加物1g加えて混合し
粘稠液を調製し、この粘稠液にアナターゼ型チタニアを
10重量%混合し、更にこの混合液を30重量%となる
ように水に混合して光触媒性親水性組成物液とする。

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、ガラス、
木材、セメント、石、繊維、金属等の各種材料からなる
製品の表面に塗布することで製品表面を親水性にし、或
いは当該組成物で製品を成形することで、製品自体に親
水性を付与する光触媒性親水性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】建材の表面、窓ガラス、自動車のボディ
の表面を親水性にすることによって雨水等を利用した自
浄効果が期待でき、また記録媒体の表面を親水性にする
ことで帯電防止効果が期待できる。
【0003】このため、従来から各主製品の表面を親水
化する手段が種々提案されている。具体的には、界面活
性剤を合成樹脂材料の中に練り込んで成形品を製造する
方法、ポリビニルアルコール等の水溶性親水性物質を製
品表面に塗布する方法(特公昭46−13252号公
報)、アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルを主成分
とする親水性ポリマーと界面活性剤とからなる組成物を
製品表面に塗布する方法(特公昭50−6437号公
報)、アルミナゾルに界面活性剤を加えた組成物を成形
品表面に塗布する方法(特公昭49−32668号公
報)、更にはヒドロキシ基を有する親水性アクリル酸エ
ステル系重合体を架橋剤にて水不溶化し且つ吸水性を付
与する方法(特公昭56−34219号公報)等が提案
されている。
【0004】しかしながら、これらの提案では、第1
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。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。
【0005】そこで本出願人は、PCT/JP97/0
2467に光触媒による親水性の付与に関する提案を行
っている。即ち、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、これにより親水性が発揮される提案をしてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、光触
媒による親水性は空気中の水分子を物理吸着することに
よって発揮される。したがって、雰囲気の湿度が乾燥し
ているような場合には、暗所に放置されたときに水との
接触角が(平衡状態に戻りやすいために)上昇しやすく
なり、日常生活上の使用に際し、不便な場合がある。
【0007】
【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、水不溶性の吸水性樹脂材料とを水に分散させ
て構成される。このように、光触媒性金属酸化物粒子と
吸水性樹脂材料とを混合することで、雰囲気中の水分が
少ない場合でも水分子が物理吸着している状態を、暗所
でもある程度の長期間維持できるようになる。
【0008】また、水性液中の光触媒性金属酸化物粒子
は0.01重量%以上〜10重量%以下とするのが好ま
しい。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、
表面層中の光触媒性金属酸化物粒子の量としては、1×
10-7〜1×10-3g/cm2、好ましくは5×10-7
〜5×10-4g/cm2、更に好ましくは1×10-6
1×10-4g/cm2である。
【0009】ここで、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ができる。
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。
【0010】また、本発明に係る光触媒性親水性組成物
には、シリカ粒子やアルミナ粒子を添加することが可能
である、これらシリカ粒子やアルミナ粒子を添加するこ
とで、暗所での親水性維持効果が向上し、また膜の強度
も向上する。
【0011】前記吸水性樹脂材料としては、例えばヒド
ロキシアクリレート重合体とポリアミン−ポリアミド−
エピクロルヒドリン付加物とを架橋反応せしめたものが
挙げられる。ヒドロキシアクリレート重合体は以下の
(化1)で示される。
【0012】
【化1】
【0013】また、ポリアミン−ポリアミド−エピクロ
ルヒドリン付加物としては、炭素数3〜10の脂肪族飽
和ジカルボン酸と、ポリアルキレンポリアミンから誘導
された塩基性低分子量ポリアミドとエピクロルヒドリン
とを反応させて得る。
【0014】
【発明の実施の形態】(実施例1)分子量50,000
のポリヒドロキシアクリル酸ナトリウム塩10gに水5
0ccを加えて溶解する。この水溶液に架橋剤としてポ
リアミン−ポリアミド−エピクロルヒドリン付加物1g
加えて混合し粘稠液を調製した。次いで、上記粘稠液に
アナターゼ型チタニアを10重量%混合し、更にこの混
合液を30重量%となるように水に混合して光触媒性親
水性組成物液(A)を調製した。同様にして、アナター
ゼ型チタニアの代わりにルチル型チタニアを分散させた
光触媒性親水性組成物液(B)及びブルカイト型チタニ
アを分散させた光触媒性親水性組成物液(C)を調製し
た。これら光触媒性親水性組成物液(A〜C)を合成樹
脂製品の表面にスポンジ拭きにより塗布した後、70℃
で2時間乾燥させることにより、光触媒層を形成した。
上記試料について、相対湿度60%の室内で紫外線を照
射した前後のIR(赤外線分光)を測定したところ、照
射後の表面では物理吸着水のピークが顕著に増加してい
るのが観察された。
【0015】(比較例1)上記実施例1から結晶性チタ
ニアを除いた組成物液を調製し、これを合成樹脂製品の
表面に塗布し、70℃で2時間乾燥させることにより、
表面層を形成した。この表面層に水を噴霧したところ、
表面層1g当たり50gの給水能を示した。しかしなが
ら、水との接触角は約50°であった。また、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2)分子量5,000のポリヒド
ロキシアクリル酸ナトリウム塩10gに水50ccを加
えて溶解する。この水溶液に架橋剤としてポリアミン−
ポリアミド−エピクロルヒドリン付加物5g加えて混合
し粘稠液を調製した。次いで、上記粘稠液にアナターゼ
型チタニアを1重量%混合し、更にこの混合液を30重
量%となるように水に混合して光触媒性親水性組成物液
(A)を調製した。同様にして、アナターゼ型チタニア
の代わりにルチル型チタニアを分散させた光触媒性親水
性組成物液(B)及びブルカイト型チタニアを分散させ
た光触媒性親水性組成物液(C)を調製した。これら光
触媒性親水性組成物液(A〜C)を合成樹脂製品の表面
にスポンジ拭きにより塗布した後、70℃で2時間乾燥
させることにより、光触媒層を形成した。上記試料につ
いて、相対湿度50%の室内で紫外線を照射した前後の
IR(赤外線分光)を測定したところ、照射後の表面で
は物理吸着水のピークが顕著に増加しているのが観察さ
れた。
【0017】(比較例2)上記実施例2から結晶性チタ
ニアを除いた組成物液を調製し、これを合成樹脂製品の
表面に塗布し、70℃で2時間乾燥させることにより、
表面層を形成した。この表面層に水を噴霧したところ、
表面層1g当たり36gの給水能を示した。しかしなが
ら、水との接触角は約50°であった。また、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。
【0018】(実施例3)分子量7,100のポリヒド
ロキシアクリル酸ナトリウム塩10gに水50ccを加
えて溶解する。この水溶液に架橋剤としてポリアミン−
ポリアミド−エピクロルヒドリン付加物1g加えて混合
し粘稠液を調製した。次いで、上記粘稠液にアナターゼ
型チタニアを0.1重量%混合し、更にこの混合液を3
0重量%となるように水に混合して光触媒性親水性組成
物液(A)を調製した。同様にして、アナターゼ型チタ
ニアの代わりにルチル型チタニアを分散させた光触媒性
親水性組成物液(B)及びブルカイト型チタニアを分散
させた光触媒性親水性組成物液(C)を調製した。これ
ら光触媒性親水性組成物液(A〜C)を合成樹脂製品の
表面にスポンジ拭きにより塗布した後、70℃で2時間
乾燥させることにより、光触媒層を形成した。上記試料
について、相対湿度70%の室内で紫外線を照射した前
後のIR(赤外線分光)を測定したところ、照射後の表
面では物理吸着水のピークが顕著に増加しているのが観
察された。
【0019】(比較例3)上記実施例3から結晶性チタ
ニアを除いた組成物液を調製し、これを合成樹脂製品の
表面に塗布し、70℃で2時間乾燥させることにより、
表面層を形成した。この表面層に水を噴霧したところ、
表面層1g当たり22gの給水能を示した。しかしなが
ら、水との接触角は約50°であった。また、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4)分子量18,000のポリヒ
ドロキシアクリル酸ナトリウム塩10gに水50ccを
加えて溶解する。この水溶液に架橋剤としてポリアミン
−ポリアミド−エピクロルヒドリン付加物1g加えて混
合し粘稠液を調製した。次いで、上記粘稠液にアナター
ゼ型チタニアを0.01重量%混合し、更にこの混合液
を30重量%となるように水に混合して光触媒性親水性
組成物液(A)を調製した。同様にして、アナターゼ型
チタニアの代わりにルチル型チタニアを分散させた光触
媒性親水性組成物液(B)及びブルカイト型チタニアを
分散させた光触媒性親水性組成物液(C)を調製した。
これら光触媒性親水性組成物液(A〜C)を合成樹脂製
品の表面にスポンジ拭きにより塗布した後、70℃で2
時間乾燥させることにより、光触媒層を形成した。上記
試料について、相対湿度70%の室内で紫外線を照射し
た前後のIR(赤外線分光)を測定したところ、照射後
の表面では物理吸着水のピークが顕著に増加しているの
が観察された。
【0021】(比較例4)上記実施例4から結晶性チタ
ニアを除いた組成物液を調製し、これを合成樹脂製品の
表面に塗布し、70℃で2時間乾燥させることにより、
表面層を形成した。この表面層に水を噴霧したところ、
表面層1g当たり17gの給水能を示した。しかしなが
ら、水との接触角は約50°であった。また、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。
【0022】(実施例5)分子量26,000のポリヒ
ドロキシアクリル酸ナトリウム塩10gに水50ccを
加えて溶解する。この水溶液に架橋剤としてポリアミン
−ポリアミド−エピクロルヒドリン付加物1g加えて混
合し粘稠液を調製した。次いで、上記粘稠液にアナター
ゼ型チタニアとルチル型チタニアとブルカイト型チタニ
アの混合物を10.0重量%混合し、更にこの混合液を
30重量%となるように水に混合して光触媒性親水性組
成物液を調製した。この光触媒性親水性組成物液を合成
樹脂製品の表面にスポンジ拭きにより塗布した後、70
℃で2時間乾燥させることにより、光触媒層を形成し
た。上記試料について、相対湿度70%の室内で紫外線
を照射した前後のIR(赤外線分光)を測定したとこ
ろ、照射後の表面では物理吸着水のピークが顕著に増加
しているのが観察された。
【0023】(比較例5)上記実施例5から結晶性チタ
ニアを除いた組成物液を調製し、これを合成樹脂製品の
表面に塗布し、70℃で2時間乾燥させることにより、
表面層を形成した。この表面層に水を噴霧したところ、
表面層1g当たり17gの給水能を示した。しかしなが
ら、水との接触角は約50°であった。また、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、水不溶
性の吸水性樹脂材料とを水に分散させて構成される。こ
のように、光触媒性金属酸化物粒子と吸水性樹脂材料と
を混合することで、雰囲気中の水分が少ない場合でも積
極的に水分子の物理吸着量が増加するので、光触媒の光
励起に応じた親水化に加え、暗所での親水維持効果を向
上させることができ、日常生活上格段に利用しやすい水
性塗布液を提供できる。
【0025】また、本発明に係る光触媒性親水性組成物
から形成された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 C08J 7/04 C08J 7/04 T

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光触媒性金属酸化物粒子と、水不溶性の
    吸水性樹脂材料とを水に分散させたことを特徴とする光
    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、この組成物にはシリカ粒子またはアルミナ粒
    子が添加されていることを特徴とする光触媒性親水性組
    成物。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の光触媒
    性親水性組成物において、前記吸水性樹脂材料はヒドロ
    キシアクリレート重合体とポリアミン−ポリアミド−エ
    ピクロルヒドリン付加物とを架橋反応せしめたものであ
    ることを特徴とする光触媒性親水性組成物。
JP9321392A 1997-11-21 1997-11-21 光触媒性親水性組成物 Pending JPH11156202A (ja)

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