光触媒涂装体以及光触媒涂液的制作方法
【专利说明】
[00011本申请是2012年09月25日进入中国国家阶段的、发明名称为"光触媒涂装体以及 光触媒涂液"的国家申请号为201180015808.1专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种光触媒涂装体以及用于其形成的光触媒涂液。
【背景技术】
[0003] 近几年广泛利用氧化钛等光触媒。利用由光能激发的光触媒的活性，能够分解各 种有害物质，或者通过对形成在包含光触媒粒子的表层上的构件表面进行亲水化，从而能 够容易地用水清洗附着在表面上的污渍。
[0004] 作为在基体材料表面上形成包含光触媒粒子的层的方法，公知有如下方法(例如， 日本国特开平7-171408号公报(专利文献1))，利用对光触媒具有耐蚀性的粘结剂成分而形 成层，而且贴紧在基体材料表面上。
[0005] 也公开有在这种方法中使用的各种粘结剂种类。具体而言，存在氟化乙烯树脂(例 如，日本国特开平7-171408号公报(专利文献1))、硅酮(例如，日本国特开2005-161204号公 报(专利文献2))、二氧化硅粒子(例如，日本国特开2008-264747号公报(专利文献3))、锆化 合物（例如，国际公开第99/28393号（专利文献4)、日本国特开2007-055207号公报（专利文 献5 ))、铝化合物(例如，日本国特开2009-39687号公报(专利文献6))等。
[0006] 在基体材料表面上形成上述光触媒层的结构中，如果基体材料为有机材料，则有 机材料因光触媒的光触媒活性而有可能发生分解或劣化。为了应对该问题，公知有如下技 术（国际公开第97/00134号（专利文献7))，在光触媒层与基体材料之间设置硅酮变性树脂 等的粘接层，从由光触媒作用引起的劣化中保护基底的基体材料。该现有技术中，具体地公 开有光触媒量超过20质量％的例子，而且记载成有效地防止了基体材料产生分解或劣化。
[0007] 而且，也公开有如下内容（日本国特开2008-272718号公报(专利文献8))，在光触 媒层与基体材料之间设置包含硅酮变性树脂与有机防霉剂的中间层，防止基体材料发生分 解或劣化。
[0008] 另外，也利用氧化钛等光触媒来分解NOx等各种有害物质。
[0009] 关于使用光触媒来分解NOx的技术，存在各种提案（例如，日本国特开平1-218622 号公报（专利文献9)、日本国特开2001-162176号公报（专利文献10)、日本国特开2008-264747号公报(专利文献3)等）。另外，为了在各种基体材料上发挥上述功能，周知有使用各 种粘结剂将光触媒粒子固定在基体材料上的方法(例如，日本国特开平7-171408号公报(专 利文献1 )、国际公开第97/00134号(专利文献7)、国际公开第99/28393号(专利文献4))。
[0010] 在NOx分解中重要的是，在高效地进行该分解的同时抑制有害的NO2等中间生成物 的生成。在利用光触媒进行NOx分解时，存在对能够抑制有害的中间生成物的生成的技术的 需求。
[0011]专利文献1:日本国特开平7-171408号公报
[0012] 专利文献2:日本国特开2005-161204号公报
[0013] 专利文献3:日本国特开2008-264747号公报
[0014] 专利文献4:国际公开第99/28393号公报
[0015] 专利文献5:日本国特开2007-055207号公报
[0016] 专利文献6:日本国特开2009-39687号公报
[0017] 专利文献7:国际公开第97/00134号公报
[0018] 专利文献8:日本国特开2008-272718号公报
[0019] 专利文献9:日本国特开平1-218622号公报
[0020] 专利文献10:日本国特开2001-162176号公报
[0021] 专利文献11:日本国特开平9-227156号公报
【发明内容】
[0022] 本发明者们这次得到了如下知识，通过构成以特定的比例包含光触媒性氧化钛粒 子、二氧化硅粒子与特定的锆化合物的光触媒层，从而能够得到良好的耐大气腐蚀性，即有 效地防止基体材料发生分解或劣化。而且还得到了如下知识，通过构成以特定的比例包含 光触媒性氧化钛粒子、二氧化硅粒子与特定的锆化合物且粒子成分量被控制的光触媒层， 从而在除去NOx时，尤其在除去空气中的NOx时，能够在提高NOx除去量的同时抑制NO 2等中间 生成物的生成。本发明是基于上述知识而进行的。
[0023] 因而，本发明的第一形态的目的在于提供一种能够得到良好的耐大气腐蚀性的光 触媒涂装体以及用于其形成的光触媒涂液。
[0024] 另外，本发明的第二形态的目的在于提供一种在除去NOx时，尤其在除去空气中的 NOx时，能够在提高NOx除去量的同时抑制NO2等中间生成物的生成的光触媒涂装体以及用于 其形成的光触媒涂液。
[0025] 而且，本发明的第一形态涉及的光触媒涂装体为，
[0026] 其具备基体材料与设置在该基体材料上的光触媒层，其特征为，
[0027] 所述光触媒层至少包含光触媒性氧化钛粒子、二氧化硅粒子与水溶性锆化合物的 干燥物，
[0028] 在将所述光触媒层整体为100质量％时，
[0029] 所述光触媒性氧化钛粒子为1质量％以上、20质量％以下，
[0030] 所述二氧化硅粒子为51质量％以上、98质量％以下，
[0031 ]换算成氧化锆(ZrO2)的所述水溶性锆化合物的干燥物的量为1质量％以上、48质 量％以下。
[0032]另外，本发明的第一形态涉及的光触媒涂液为，
[0033]其至少包含光触媒性氧化钛粒子、二氧化硅粒子、水溶性锆化合物、水，其特征为， [0034]在所述光触媒涂液的全部固体部分中的所述光触媒性氧化钛粒子为1质量％以 上、20质量％以下，
[0035] 所述二氧化硅粒子为51质量％以上、98质量％以下，
[0036]换算成ZrO2的所述水溶性锆化合物的量为1质量％以上、48质量％以下。
[0037]而且，本发明的第二形态涉及的光触媒涂装体为，
[0038] 其具备基体材料与设置在该基体材料上的光触媒层，其特征为，
[0039] 所述光触媒层至少包含光触媒性氧化钛粒子、二氧化硅粒子与水溶性锆化合物的 干燥物，
[0040] 在将所述光触媒层整体为100质量％时，
[0041 ]所述光触媒性氧化钛粒子为1质量％以上、15质量％以下，
[0042] 所述二氧化硅粒子为51质量％以上、98质量％以下，
[0043] 换算成氧化锆(ZrO2)的所述水溶性锆化合物的干燥物的量为1质量％以上、15质 量％以下，
[0044] 所述光触媒层包含除了所述光触媒性氧化钛粒子与所述二氧化硅粒子以外的0质 量％以上、47质量％以下粒子成分，
[0045] 在所述光触媒层中的粒子成分的总量为85质量％以上、99质量％以下。
[0046] 另外，本发明的第二形态涉及的光触媒涂液为，
[0047] 其至少包含光触媒性氧化钛粒子、二氧化硅粒子、水溶性锆化合物、水，其特征为，
[0048] 在所述光触媒涂液的全部固体部分中的所述光触媒性氧化钛粒子为1质量％以 上、20质量％以下，
[0049] 所述二氧化硅粒子为51质量％以上、98质量％以下，
[0050] 换算成ZrO2的所述水溶性锆化合物的量为1质量％以上、15质量％以下，
[0051] 还包含除了所述光触媒性氧化钛粒子与所述二氧化硅粒子以外的0质量％以上、 47质量％以下粒子成分，
[0052] 所述粒子成分的总量为85质量％以上、99质量％以下。
[0053] 另外，本发明的目的在于提供一种使用用途，其为用于分解本发明涉及的光触媒 涂装体的NOx。
[0054] 另外，本发明的目的在于提供一种NOx分解方法，其包含使本发明涉及的光触媒涂 装体与NOx接触的方法。
【具体实施方式】 [0055]第一形态 [0056]光触媒涂装体
[0057] 本发明的第一形态涉及的光触媒涂装体作为基本构造而具备基体材料与设置在 该基体材料上的光触媒层。
[0058] 而且，该光触媒层至少包含光触媒性氧化钛粒子、二氧化娃粒子与水溶性错化合 物的干燥物，在将所述光触媒层整体为100质量％时，所述光触媒性氧化钛粒子为1质量％ 以上、20质量％以下，所述二氧化硅粒子为51质量％以上、98质量％以下，换算成氧化锆 (ZrO 2)的所述水溶性锆化合物的干燥物的量为1质量％以上、48质量％以下。下面，说明本 发明的第一形态涉及的光触媒涂装体的基本构造即基体材料与光触媒层。
[0059] 基体材料
[0060] 使用于本发明中的基体材料为，如果是能在其上面形成光触媒层的材料，则不限 于无机材料、有机材料可以是各种材料，也不限定其形状。从材料的观点出发，作为基体材 料的优选例可举出金属、陶瓷、玻璃、塑料、橡胶、石头、水泥、混凝土、纤维、布帛、木、纸、这 些材料的组合、这些材料的层叠体、在这些材料的表面上至少具有一层被膜的材料。从用途 的观点出发，作为基体材料的优选例可举出建筑材料、建筑物的外装、窗框、窗户玻璃、结构 构件、交通工具的外装与涂装、机械装置或物件的外装、防尘罩与涂装、交通标记、各种显示 装置、广告塔、道路用隔音墙、铁路用隔音墙、桥梁、护栏的外装与涂装、隧道内装与涂装、绝 缘子、太阳能电池罩、太阳能热水器集热罩、塑料棚、车辆用照明灯罩、室外用照明器具、台 以及用于粘贴在上述物件表面上的薄膜、薄板、贴膜等外装材料。
[0061] 在表面上包含有有机物质的基体材料有利地发挥本发明的第一形态涉及的优点。 作为这样的基体材料可举出例如:含有有机物的树脂;在表面上实施含有树脂的涂装，该树 脂含有有机物:及在表面上层置有含有树脂的薄I旲等的层置体等，该薄I旲等含有有机物。如 果以用途说明可适用的基体材料，则可举出金属涂装板、树脂装饰钢板等金属层叠板、窑业 用装饰板、树脂建筑材料等建筑材料、建筑物的外装、建筑物的内装、窗框、窗户玻璃、结构 构件、交通工具的外装与涂装、机械装置或物件的外装、防尘罩与涂装、交通标记、各种显示 装置、广告塔、道路用隔音墙、铁路用隔音墙、桥梁、护栏的外装与涂装、隧道内装与涂装、绝 缘子、太阳能电池罩、太阳能热水器集热罩、塑料棚、车辆用照明灯罩、住宅设备、便器、浴 槽、洗面台、照明器具、照明罩、厨房用品、餐具、餐具清洗器、餐具干燥器、洗菜槽、烹饪灶、 厨房排烟罩、通风扇等。尤其在本发明中，在作为基体材料而利用金属涂装板、金属层叠板 时，使基体材料难以发生劣化、腐蚀，因此优选。
[0062] 以往，在光触媒涂装体中，一般通过在基体材料之间设置由硅酮系树脂构成的层 来抑制光触媒层的光触媒活性对基体材料的影响。根据本发明，不但可以采用上述以往一 般设置的硅酮系树脂，而且也可以在由有机材料构成的基体材料上直接设置光触媒层。其 结果，本发明在扩大其利用、适用范围的方面上显得极其有利。
[0063]光触媒涂装体的光触媒层
[0064] 本发明涉及的光触媒涂装体的所述光触媒层为，作为基本结构至少包含光触媒性 氧化钛粒子、二氧化硅粒子与水溶性锆化合物的干燥物