JP3523787B2

JP3523787B2 - 光触媒層を有する屋外で使用される建築用材料

Info

Publication number: JP3523787B2
Application number: JP19364598A
Authority: JP
Inventors: 英夫福井; 信幸番匠; 信之中田; 和夫相川; 年将米屋; 敏次佐藤; 昭藤嶋; 和仁橋本
Original assignee: Nippon Soda Co Ltd
Current assignee: Nippon Soda Co Ltd
Priority date: 1998-06-25
Filing date: 1998-06-25
Publication date: 2004-04-26
Anticipated expiration: 2018-06-25
Also published as: JP2000006303A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抗菌、防黴、防
汚、脱臭、空気浄化などの作用を長期間に亘って発揮で
きる光触媒層を有することにより、屋外での使用に好適
な建築用材料に関する。さらに詳しくは、基材の有機質
表面に耐久性の高い光触媒層を形成でき、それにより、
建築用の外装材や各種成形品など、基材の表面部が有機
質からなるために光触媒層を形成しても耐久性の面で問
題があった種々の分野に適用できる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴｉＯ₂に代表される光触媒作用を有す
る半導体が、その光触媒作用により抗菌・防黴・防汚・
防臭作用を有することは従来から知られており、最近で
はこれらの作用を利用した様々な材料が研究、開発され
ている。例えば、特開平２−６３３３号には酸化チタン
の粒子表面に銅、亜鉛等の抗菌性金属を担持させた抗菌
性粉末について開示されており、この粉末を樹脂、ゴ
ム、ガラス等に配合することによって抗菌性組成物が得
られ、また、公知の方法により、電機機器、家具調度
品、室内装飾材、食品等の包装資材などの抗菌性処理の
ほか、環境衛生施設、機器類の抗菌剤として上記粉末を
利用できると教示している。

【０００３】特開平６−６５０１２号には、銀、銅、亜
鉛、白金等の金属を含有した酸化チタン膜をコンクリー
ト、ガラス、プラスチック、セラミックス、金属等の材
質からなる基板にコーティングすることによって、該基
板において雑菌及び黴の繁殖を防止できる旨が開示され
ている。さらに、国際公開ＷＯ９６／１３３２７号に
は、ガラス板等の透光性基体上に膜厚０．０２〜０．２
μｍ程度のＳｉＯ₂薄膜等からなるプレコート薄膜及び
波長５５０ｎｍの光に対する光直線透過率が５０％以上
の膜厚０．１〜５μｍ程度の酸化チタン薄膜を形成した
酸化チタン光触媒構造体が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】光触媒としては、前記
のように一般に酸化チタンが用いられるが、この酸化チ
タンをコーティングした製品や部品は、屋外などの波長
４００ｎｍ程度以下の光の存在する環境下で使用した場
合、光触媒作用により空気中の水分が酸化されて発生し
た・ＯＨラジカルや、空気中の酸素が還元されて発生し
たＯ₂ ^-あるいはＨＯ₂・ラジカルなどの活性物質の働き
により、抗菌、防汚、浄化効果など様々な機能を発現す
るため、幅広い分野で用いられつつある。しかし、無機
基材の上に光触媒膜や光触媒粒子を支持して用いる場合
は問題ないが、一部の有機材料を除き、一般に有機基材
の上に光触媒膜や光触媒粒子を支持して用いる場合は、
上記光触媒作用により発生した活性物質が有機基材表面
部を侵すため、様々な問題が発生する。

【０００５】前記国際公開ＷＯ９６／１３３２７号に記
載の酸化チタン光触媒構造体の場合、ガラス板等の無機
基材を用いるものであるため、ＳｉＯ₂薄膜等のプレコ
ート薄膜がなくても光触媒作用によって無機基材が侵さ
れることはない。この光触媒構造体においては、プレコ
ート薄膜は、酸化チタン薄膜の光触媒活性が基材から拡
散してくるナトリウムなどのアルカリ成分により阻害さ
れるので、この拡散を防止する目的で用いられており、
前記したような光触媒作用により発生する活性物質によ
る侵蝕作用については全く言及されていない。

【０００６】仮に有機基材上に上記のようなプレコート
薄膜を形成しても、０．０２〜０．２μｍ程度の膜厚で
は、その上に形成される酸化チタン光触媒膜の光触媒作
用で発生した・ＯＨラジカルの透過を防止できず、有機
基材表面部が分解されてしまう。また、光触媒膜形成の
段階で、加熱硬化工程の際の収縮により光触媒膜に多数
の微細な亀裂が生じ、それに追従してプレコート薄膜に
も多数の微細な亀裂が生じてしまう。仮に光触媒膜形成
方法を変えてプレコート薄膜に多数の亀裂が生じないよ
うに形成しても、経時劣化や歪み、突起物の衝突や衝撃
などにより光触媒膜及びプレコート薄膜の一部に欠けを
生じてしまう。このような亀裂や欠けが生じた場合、プ
レコート薄膜の膜厚が多少厚く、例えば標準的な成膜法
であるディップコーティング法で成膜できる１μｍ程度
であっても、活性物質は有機基材表面部にまで到達し、
その分解を防ぎきれない。

【０００７】このような分解が生じても、例えば屋外使
用環境下で期待寿命１年以下の用途であればそれ程問題
ないが、それ以上の長期耐久性を必要とする部材に光触
媒をコーティングする場合、様々な問題が発生する。具
体的には、有機基材表面部が分解すると、その上に存在
している中間層、光触媒層ともに足場を失うため、脱落
する。またそれにより、光触媒作用を利用した目的の機
能（防汚性や、抗菌性、脱臭性など）が失われるだけで
なく、表面光沢が低下したり、粉吹き状態になるなど、
本来の外観特性や意匠性も失われてしまう。

【０００８】従って、本発明の基本的な目的は、前記し
たような問題を解決し、抗菌、防黴、防汚、脱臭、空気
浄化などの作用を長期間に亘って安定して発揮できる光
触媒層を有する屋外で使用される建築用材料を提供する
ことにある。さらに本発明の目的は、製造段階で光触媒
層及びその下の中間層に多数の微細な亀裂が発生した
り、経時劣化や歪み、突起物の衝突や衝撃などによりこ
れらの膜の一部に欠けが生じた場合でも、屋外など波長
４００ｎｍ程度以下の光の存在する環境下での長期使用
において、光触媒作用が下地の有機基材表面部にまで及
ぶことがなく、いつまでも光触媒層が有機基材上に安定
に保たれるような光触媒膜構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によれば、基材の有機質表面と、塗料中に塗
料基剤に対し１〜１００重量％の割合で粒径５ｎｍ〜１
μｍのＴｉＯ ₂ からなる光触媒粒子を分散させた薄膜か
ら形成され、平均膜厚が０．０５〜１０μｍである表面
層としての光触媒層との間に、光触媒作用によって侵さ
れない材料の中間層を介在させ、上記有機質表面と光触
媒層との間の距離を３．２〜１０μｍとすることを特徴
とする光触媒層を有する屋外で使用される建築用材料が
提供される。さらにより特定的な態様によれば、基材の
有機質表面と、塗料中に塗料基剤に対し１〜１００重量
％の割合で粒径５ｎｍ〜１μｍのＴｉＯ ₂ からなる光触
媒粒子を分散させた薄膜から形成され、平均膜厚が０．
０５〜１０μｍである表面層としての光触媒層との間
に、光触媒作用によって侵されない材料からなり、亀裂
もしくはピンホールを有する構造又は多孔質構造の中間
層が介在し、上記有機質表面と光触媒層との間の距離が
３．２〜１０μｍであることを特徴とする光触媒層を有
する屋外で使用される建築用材料が提供される。ここ
で、基材の有機質表面とは、製品や部材の基材自体が有
機材料からなる場合にはその表面、任意の材料からなる
基材の表面に塗装、含浸、ラミネート等の適宜の手段に
より有機材料の被膜が形成されている場合には該被膜の
表面を意味する。上記光触媒層は、光触媒作用を発揮す
る層を意味し、光触媒作用を有するＴｉＯ ₂を含む（担
持及び／又は含有する）薄膜である。半導体微粒子を含
む薄膜のバインダーとしては、無機バインダー、特にシ
リカを用いることが好ましく、また上記中間層としても
このようなシリカを主成分とする無機質材料を用いるこ
とが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】有機基材／中間層／光触媒層の膜
構造において、従来、耐久性の面から、中間層の膜厚
や、有機基材と光触媒層との間の間隔の最適範囲につい
て示されたものは無かった。そこで、本発明者らは、こ
れらの膜厚や間隔について各種の検討を行った。その結
果、屋外など４００ｎｍ以下の波長の光が当たる環境下
での長期使用においても、有機基材を侵すことなく、長
期耐久性を発揮させる重要なポイントは、有機基材と光
触媒層の物理的間隔にあることを見い出した。すなわ
ち、屋外など波長４００ｎｍ程度以下の光の存在する環
境下で長期間使用した場合、光触媒作用により空気中の
水分が酸化されて発生した・ＯＨラジカルや、空気中の
酸素が還元されて発生したＯ₂ ^-などの活性物質は、それ
らの移動可能距離範囲内にある有機物を分解する作用が
ある。その移動距離は、屋外使用環境下では、概ね３．
２μｍ以下であることを確認した。以下、添付図面を参
照しながら説明する。

【００１１】図１は、有機基材１／中間層２／光触媒層
３の基本的な膜構造を概略的に示している。一般に、光
触媒層３の形成に加熱硬化工程が含まれる場合には、光
触媒層３の硬化収縮に伴って多数の微細な亀裂が発生
し、それに追従して中間層２にも多数の微細な亀裂が発
生する。その断面を電子顕微鏡で観察すると、概略、図
２に示すような断面構造になる。図２において、符号４
は発生した亀裂を示しており、この部分の有機基材１は
露出している。製造段階でこのような亀裂４が発生しな
い場合でも、長期間使用する間の経時劣化や歪み、突起
物の衝突や衝撃などにより、光触媒層３及び中間層２が
部分的に欠け、その部分の有機基材１は露出する。

【００１２】このような状態の膜構造を有する製品や部
材が長期間使用されると、亀裂４の部分に結露水が溜ま
り易くなる。また、この部分には空気中の水分も存在す
る。このようにして、図３に示すように亀裂４に水５が
存在すると、光触媒層３が光を受けて光触媒作用を発揮
することにより生成した・ＯＨラジカルが上記水中を移
動し易くなるものと考えられる。その結果、図４に示す
ように、有機基材１の露出部表面は上記・ＯＨラジカル
により侵され、さらに時間の経過と共に図５に示すよう
に有機基材１の表面部の分解は主として中間層２との界
面に沿って進行し、遂には中間層２と光触媒層３が剥落
してしまう。本発明者らは、このような現象について鋭
意研究の結果、有機基材１の露出表面部が侵されるか否
かは、有機基材１の表面と光触媒層３との間の距離ｄに
より決定付けられ、しかもその値が臨界的であることを
見い出した。すなわち、この距離ｄが３．２μｍを境と
して、３．２μｍ未満では有機基材１の表面部は侵さ
れ、３．２μｍ以上では侵されない。このことから、上
記のような条件下での・ＯＨラジカルの臨界的移動距離
は約３．２μｍ近傍又はそれ以下にあると考えられる。

【００１３】なお、上記距離ｄは必ずしも中間層２の膜
厚を意味しない。例えば、中間層２の表面は凹凸状であ
ってもよく、その場合には中間層の最低膜厚が３．２μ
ｍ以上あればよい。また、中間層２は光触媒作用により
侵されない材料から形成する必要はあるが、有機基材１
の表面部が侵されるか否かはそれと光触媒層３との間の
距離ｄに依存するものであるため、この距離ｄを一定に
保持できる構造の中間層であればよい。従って、中間層
２に多数の亀裂やピンホールがあってもよく、また多孔
質構造のものでもよい。光触媒作用により侵されない中
間層としては、シリカ、アルミナ、酸化インジウム、酸
化ジルコニウム、ＳｉＯ₂＋ＭＯ_X（ＭＯ_XはＰ₂Ｏ₅、Ｂ₂
Ｏ₃、ＺｒＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅等の少なくとも１種の金属酸化
物）あるいは窒化物、酸窒化物、硫化物、炭化物、カー
ボン等のセラミックス、金属などの各種無機材料の薄膜
を好適に用いることができる。また、光触媒作用により
侵されない、もしくは非常に侵され難いシリコーン樹
脂、ポリテトラフルオロエチレンなどの有機材料の薄膜
も用いることができる。

【００１４】以上のように、有機基材１の表面と光触媒
層３（もしくは光触媒粒子）の下端との間の距離ｄを
３．２μｍ以上とすることにより、長期間の使用によっ
ても概ね有機基材の表面部が分解されることはなく、中
間層及びその上の光触媒層を安定に保持でき、抗菌、防
黴、防汚、脱臭、空気浄化などの作用を長期間に亘って
安定的に発揮させることが可能となる。ただし、屋外で
の使用の場合、使用場所や使用形態により、日射量、降
雨量、気温、湿度などの環境条件が最悪に重なり合う場
合もあり、・ＯＨラジカルの移動距離も変動する可能性
があるため、有機基材の表面と光触媒層（もしくは光触
媒粒子）下端の間の距離ｄは、より好ましくは３．５μ
ｍ以上とすることが望ましい。一方、この距離ｄの上限
は特に限定されるものではなく、例えば数十μｍ程度、
あるいは適用対象物によってはそれ以上でもよいが、生
産性や経済性、さらには適用対象物がシート状物の場合
にはその可撓性、などを考慮すると、１０μｍ以下が適
当である。

【００１５】有機基材又は任意の基材表面に形成される
有機被膜の材質としては、ＡＢＳ樹脂、スチレンアクリ
ロニトリル共重合体（ＳＡＮ）、酢酸繊維素、酪酢酸繊
維素、クレゾール樹脂、硝酸繊維素、カゼイン、エポキ
シ樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド、ポリカーボネー
ト、三フッ化エチレン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、
ポリエチレン、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アセタ
ール樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタ
ン、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン
樹脂、ケイ素樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、フッ素樹脂などにより構成される樹脂材料や塗装膜
が挙げられる。また、セルロース等から構成される木材
や紙、さらにはゴム材料などを用いることもできる。さ
らに、有機被膜を形成する基材としても、アルミニウ
ム、鉄等の各種金属もしくは陽極酸化等の耐食性を付与
する表面処理を施した各種金属、セラミックス、合成樹
脂などを用いることができ、特定のものに限定されな
い。また、基材の形態も、形材、パネル、シート、フィ
ルム、各種形状の成形物などの製品、部品もしくは部材
であってよく、特定のものに限定されない。

【００１６】上記のような基材表面に中間層を形成する
方法としては、従来公知の種々の方法が適用でき、特定
の方法に限定されない。例えば、中間層をセラミックス
から形成する場合には、有機溶剤中にセラミックス微粒
子又はそれらの前駆体（金属アルコキシド、金属ハロゲ
ン化物等）を分散させた塗料を、その粘度に応じてスプ
レーコーティング法、ロールコーティング法、ディップ
コーティング法、スピンコーティング法、フローコーテ
ィング法など適宜の方法で基材表面にコーティングし、
加熱して溶剤を蒸散させると共に硬化させる方法が、生
産性やコストの点から有利である。一方、中間層を金属
から形成する場合には、金属箔のラミネート法やメッキ
法などを採用でき、シリコーン樹脂、ポリテトラフルオ
ロエチレンなどの有機材料の場合には種々の塗装方法を
採用できる。

【００１７】光触媒作用を有する半導体としては、電子
−正孔移動度が比較的大きく、光触媒作用を有する半導
体であることが必要であり、特にＴｉＯ₂が好ましい。
また、このような光触媒作用を有する半導体と共に銀、
銅、亜鉛等の抗菌性金属又は抗菌性金属化合物を共存さ
せれば、例えば光触媒層中に分散させたり、光触媒層の
表面に付着させたりすれば、夜間であっても抗菌・防黴
性が維持されるようになる。

【００１８】光触媒作用を有する半導体、抗菌性金属又
は抗菌性金属化合物の形態としては、個々の微粒子の形
態、光触媒作用を有する半導体微粒子（以下、光触媒微
粒子という。）の表面に抗菌性金属又は抗菌性金属化合
物が部分的に（又は一部の粒子は全体的でも構わない）
付着している形態、光触媒微粒子の表面にシリカ等の無
機質微粒子が部分的に付着している形態、光触媒微粒子
の表面に無機質微粒子と抗菌性金属又は抗菌性金属化合
物が部分的に付着している形態、抗菌性金属又は抗菌性
金属化合物が付着している無機質微粒子が光触媒微粒子
の表面に付着している形態など、種々の形態を採用でき
る。

【００１９】光触媒作用を有する半導体のコーティング
方法としては、スパッタ法、溶射法、レーザーアブレー
ション法、ゾルーゲル法、メッキ法など種々の方法を用
いることができるが、前記中間層の場合と同様に、適当
な塗料中に光触媒微粒子又はその前駆体、あるいはさら
に必要に応じて抗菌性金属又は抗菌性金属化合物の微粒
子を分散させ、これを基材に塗布・乾燥することによっ
てコーティングし、加熱硬化する方法が好ましい。基材
や被膜が高温に耐えられる場合には、上記の種々のコー
ティング方法で光触媒膜の形成が可能であるが、耐熱性
が劣る樹脂材料からなる場合は、高温に加熱することが
難しくなる。その場合には、適当な塗料中に光触媒微粒
子を分散させ、これを基材に塗布・乾燥することによっ
てコーティングする方法を採用すればよい。また、光触
媒微粒子を分散させた塗料の基剤（無機系バインダー）
が前記したような中間層の塗料の被膜形成成分と同一の
場合、中間層と光触媒層の密着性がより一層向上すると
いう効果が得られる。

【００２０】中間層の上にコーティングされる光触媒層
の膜厚は、０．０５〜１０μｍが適当である。膜厚が厚
いと光触媒活性を長期間に亘って高く維持でき、また光
干渉による着色も減少するなどの利点があるが、１０μ
ｍを超える膜厚になると、光触媒膜が基材から剥離し易
くなり、また生産性やコストの面からも好ましくない。
特に、光触媒膜をコーティングした後、組立時や施工時
に剥離が起き易くなる。なお、この程度の膜厚であれ
ば、光触媒膜に白化等の問題を生ずることなく充分に高
い透明性を保持できる。特に屋外で使用する場合は、耐
摩耗性も考慮し、平均膜厚を０．５μｍ以上とすること
が好ましい。

【００２１】塗料中に光触媒微粒子を分散させ、これを
塗布するコーティング方法の場合、混合される光触媒微
粒子の割合は、塗料基剤に対し１〜１００重量％（ここ
で１００重量％は、光触媒微粒子の重量と塗料基剤の重
量が等しいことに相当する。）の範囲にあることが好ま
しい。１重量％より少なくなると、光触媒作用を発揮す
る光触媒微粒子の量が不足し、ひいては充分な光触媒作
用が得られず、一方、１００重量％を超えると、光触媒
作用の発揮に関しては問題ないが、塗膜の機械的特性が
著しく低下する。

【００２２】使用する光触媒微粒子の粒径は、５ｎｍ〜
１μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜３００ｎｍが適当であ
る。粒径が５ｎｍよりも小さくなると、量子サイズ効果
によりバンドギャップが大きくなり、高圧水銀灯等の短
波長光を発生する照明下でないと光触媒作用が得られな
いといった問題がある。また、粒径があまりに小さ過ぎ
ると、取り扱いが困難であったり、塗料中への分散性が
悪くなるという問題も生じてくる。取り扱い性の点から
は１０ｎｍ以上の粒径が好ましい。一方、粒径が１μｍ
を超えると、材料表面に比較的大きな光触媒微粒子が存
在することになるため、表面の滑らかさが乏しくなり、
また材料表面に露出した粒子が脱落し易くもなる。材料
表面の平滑さ等を考慮すると３００ｎｍ以下の粒径が好
ましい。

【００２３】光触媒層上に抗菌性金属又は抗菌性金属化
合物を析出させる方法は、硝酸銀や塩化銅などの銀や銅
などの抗菌性金属を含む適当な化合物の溶液を調製し、
一つの方法としては、中間層及び光触媒層をコーティン
グした基材を該溶液中に浸し、紫外線ランプやブラック
ライトなどで紫外線を照射すると、光触媒層の光触媒作
用で生じた電子の作用により抗菌性金属イオン又は抗菌
性金属化合物イオンが還元され、光触媒層表面に抗菌性
金属又は抗菌性金属化合物が析出する。この場合、抗菌
性金属又は抗菌性金属化合物の析出量は、溶液中の抗菌
性金属イオンの量、すなわち調製した溶液の濃度や溶液
中に添加するアルコールやＥＤＴＡ等の還元剤の濃度や
紫外線照射時間によって制御できる。

【００２４】また、別の方法としては、前記溶液を中間
層及び光触媒層をコーティングした基材上にスプレー等
の適当な方法で塗布した後、紫外線を照射する方法があ
る。この方法では、溶液中の抗菌性金属イオンの量、す
なわち調製した溶液の濃度や溶液中に添加するアルコー
ルやＥＤＴＡ等の還元剤の濃度や塗布量あるいは紫外線
照射時間によって抗菌性金属又は抗菌性金属化合物の析
出量が制御できる。なお、上記のいずれの方法において
も、抗菌性金属又は抗菌性金属化合物で光触媒層表面全
体を被覆してしまうと、光触媒作用が発現できなくなる
ため、表面全体を被覆しない程度の析出量に制御する必
要がある。

【００２５】

【実施例】以下、実施例及び比較例を示して本発明の効
果について具体的に説明するが、本発明が下記実施例に
限定されるものでないことはもとよりである。

【００２６】実施例１〜１０及び比較例１〜１５膜厚３０μｍのフッ素樹脂塗膜を形成したアルミ板の表
面に、シリコン系コーティング剤（日本曹達（株）製、
ビストレイターＬＮＳＣ−２００Ａ、有機溶剤系シリ
コン−アクリル含有コーティング剤、固形分１０ｗｔ
％）をスプレー法でコーティングし、９０℃で３０分加
熱して硬化させ、表１に示す種々の膜厚のシリコン系の
中間層を形成した。この上に、光触媒酸化チタンコーテ
ィング剤（日本曹達（株）製、ビストレイターＬＮＳ
Ｃ−２００Ｃ、有機溶剤系酸化チタン含有コーティング
剤、固形分８ｗｔ％）をスプレー法でコーティングし、
１２０℃で３０分加熱して硬化させ、表１に示す種々の
膜厚の光触媒層を形成した。このようにして得られた試
料の膜部分を鉄筆で引っ掻き、図６に示すような亀裂４
を入れた。

【００２７】劣化促進試験：試料の劣化促進は、デューパネルウエザーメーター（ス
ガ試験機（株）製、ＤＰＷＬ−５Ｒ）を用い、紫外線蛍
光ランプの照射（６０℃、４時間、放射照度３０Ｗ／ｍ
²ｎｍ）及び結露（５０℃、４時間）を２５０時間、５
００時間、又は１，０００時間繰り返すことにより行っ
た。試験終了後の試料の断面構造を電子顕微鏡により観
察することによって、図７に概略的に示す断面モデルの
ような亀裂箇所の塗膜（樹脂）部の劣化の有無を調べ
た。その結果を表１にまとめて示す。なお、表１におけ
る各符号の意味は以下のとおりである。 ○：塗膜部の分解無し。 △：塗膜部に僅かに分解が認められる。 ×：塗膜部の分解有り。

【００２８】

【表１】表１に示されるように、中間層の最低膜厚が３．２μｍ
未満かそれ以上かによって、塗膜（樹脂）部に分解が生
じるか否か明瞭に分かれることがわかる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明の光触媒層を有す
る屋外で使用される建築用材料では、製造段階で光触媒
層及びその下の中間層に多数の微細な亀裂が発生した
り、経時劣化や歪み、突起物の衝突や衝撃などによりこ
れらの膜の一部に欠けが生じた場合でも、屋外など波長
４００ｎｍ程度以下の光の存在する環境下での長期使用
において、光触媒作用が下地の有機基材表面部にまで及
ぶことがなく、いつまでも光触媒層が有機基材上に安定
に保たれ、抗菌、防黴、防汚、脱臭、空気浄化などの作
用を長期間に亘って安定して発揮できる。また、光触媒
層を様々な有機基材表面に適用し、長期間に亘って光触
媒機能を維持することができるので、サッシ、パネル
材、網戸等の建築用外装材のみでなく、各種成形材な
ど、幅広い分野で光触媒機能の利用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光触媒層を有する建築用材料の基本的
な膜構造を示す概略部分断面図である。

【図２】製造後の建築用材料の光触媒層及び中間層に亀
裂が生じた状態を示す概略部分断面図である。

【図３】建築用材料の亀裂に存在する水を介して・ＯＨ
ラジカルが移動する状態を説明するための概略部分断面
図である。

【図４】建築用材料の有機基材表面部の分解が発生した
状態を説明するための概略部分断面図である。

【図５】建築用材料の有機基材表面部の分解がさらに進
んだ状態を説明するための概略部分断面図である。

【図６】実施例及び比較例で作製した試料の概略部分断
面図である。

【図７】実施例及び比較例において劣化促進試験後の試
料の塗膜部の分解状態を示す概略部分断面図である。

【符号の説明】

１有機基材２中間層３光触媒層４亀裂５水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福井英夫富山県黒部市三日市4016 (72)発明者番匠信幸富山県滑川市上小泉13 (72)発明者中田信之富山県黒部市堀切1300 (72)発明者相川和夫富山県滑川市上小泉526−２ (72)発明者米屋年将富山県黒部市生地神区335−８ (72)発明者佐藤敏次富山県魚津市天神野新552−２ (72)発明者藤嶋昭神奈川県川崎市中原区中丸子710番地５ (72)発明者橋本和仁神奈川県横浜市栄区飯島町2073番地２ニューシティ本郷台Ｄ棟213号 (56)参考文献特開平７−171408（ＪＰ，Ａ) 特開平９−57911（ＪＰ，Ａ) 特開平９−313887（ＪＰ，Ａ) 特開平11−52487（ＪＰ，Ａ) 特開平11−52491（ＪＰ，Ａ) 特開2000−1314（ＪＰ，Ａ) 特開平11−291408（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 B01J 21/00 - 37/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基材の有機質表面と、塗料中に塗料基剤
に対し１〜１００重量％の割合で粒径５ｎｍ〜１μｍの
ＴｉＯ ₂ からなる光触媒粒子を分散させた薄膜から形成
され、平均膜厚が０．０５〜１０μｍである表面層とし
ての光触媒層との間に、光触媒作用によって侵されない
材料の中間層を介在させ、上記有機質表面と光触媒層と
の間の距離を３．２〜１０μｍとすることを特徴とする
光触媒層を有する屋外で使用される建築用材料。
【請求項２】基材の有機質表面と、塗料中に塗料基剤
に対し１〜１００重量％の割合で粒径５ｎｍ〜１μｍの
ＴｉＯ ₂ からなる光触媒粒子を分散させた薄膜から形成
され、平均膜厚が０．０５〜１０μｍである表面層とし
ての光触媒層との間に、光触媒作用によって侵されない
材料からなり、亀裂もしくはピンホールを有する構造又
は多孔質構造の中間層が介在し、上記有機質表面と光触
媒層との間の距離が３．２〜１０μｍであることを特徴
とする光触媒層を有する屋外で使用される建築用材料。
【請求項３】前記有機質表面と光触媒層との間の距離
が３．５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１又
は２に記載の建築用材料。
【請求項４】前記中間層が無機薄膜又はシリコーン樹
脂もしくはポリテトラフルオロエチレンからなる有機薄
膜であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一
項に記載の建築用材料。
【請求項５】前記有機質表面が、有機基材の表面又は
基材表面に形成された有機材料の被膜の表面であること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の建
築用材料。
【請求項６】前記光触媒層の平均膜厚が０．５〜１０
μｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
一項に記載の建築用材料。