光觸媒涂裝體以及光觸媒涂液的制作方法
【專利說明】
[00011本申請是2012年09月25日進(jìn)入中國國家階段的、發(fā)明名稱為"光觸媒涂裝體以及 光觸媒涂液"的國家申請?zhí)枮?01180015808.1專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種光觸媒涂裝體以及用于其形成的光觸媒涂液。
【背景技術(shù)】
[0003] 近幾年廣泛利用氧化鈦等光觸媒。利用由光能激發(fā)的光觸媒的活性，能夠分解各 種有害物質(zhì)，或者通過對形成在包含光觸媒粒子的表層上的構(gòu)件表面進(jìn)行親水化，從而能 夠容易地用水清洗附著在表面上的污漬。
[0004] 作為在基體材料表面上形成包含光觸媒粒子的層的方法，公知有如下方法(例如， 日本國特開平7-171408號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1))，利用對光觸媒具有耐蝕性的粘結(jié)劑成分而形 成層，而且貼緊在基體材料表面上。
[0005] 也公開有在這種方法中使用的各種粘結(jié)劑種類。具體而言，存在氟化乙烯樹脂(例 如，日本國特開平7-171408號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1))、硅酮(例如，日本國特開2005-161204號(hào)公 報(bào)(專利文獻(xiàn)2))、二氧化硅粒子(例如，日本國特開2008-264747號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3))、鋯化 合物（例如，國際公開第99/28393號(hào)（專利文獻(xiàn)4)、日本國特開2007-055207號(hào)公報(bào)（專利文 獻(xiàn)5 ))、鋁化合物(例如，日本國特開2009-39687號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)6))等。
[0006] 在基體材料表面上形成上述光觸媒層的結(jié)構(gòu)中，如果基體材料為有機(jī)材料，則有 機(jī)材料因光觸媒的光觸媒活性而有可能發(fā)生分解或劣化。為了應(yīng)對該問題，公知有如下技 術(shù)（國際公開第97/00134號(hào)（專利文獻(xiàn)7))，在光觸媒層與基體材料之間設(shè)置硅酮變性樹脂 等的粘接層，從由光觸媒作用引起的劣化中保護(hù)基底的基體材料。該現(xiàn)有技術(shù)中，具體地公 開有光觸媒量超過20質(zhì)量％的例子，而且記載成有效地防止了基體材料產(chǎn)生分解或劣化。
[0007] 而且，也公開有如下內(nèi)容（日本國特開2008-272718號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)8))，在光觸 媒層與基體材料之間設(shè)置包含硅酮變性樹脂與有機(jī)防霉劑的中間層，防止基體材料發(fā)生分 解或劣化。
[0008] 另外，也利用氧化鈦等光觸媒來分解NOx等各種有害物質(zhì)。
[0009] 關(guān)于使用光觸媒來分解NOx的技術(shù)，存在各種提案（例如，日本國特開平1-218622 號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn)9)、日本國特開2001-162176號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn)10)、日本國特開2008-264747號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)等）。另外，為了在各種基體材料上發(fā)揮上述功能，周知有使用各 種粘結(jié)劑將光觸媒粒子固定在基體材料上的方法(例如，日本國特開平7-171408號(hào)公報(bào)(專 利文獻(xiàn)1 )、國際公開第97/00134號(hào)(專利文獻(xiàn)7)、國際公開第99/28393號(hào)(專利文獻(xiàn)4))。
[0010] 在NOx分解中重要的是，在高效地進(jìn)行該分解的同時(shí)抑制有害的NO2等中間生成物 的生成。在利用光觸媒進(jìn)行NOx分解時(shí)，存在對能夠抑制有害的中間生成物的生成的技術(shù)的 需求。
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本國特開平7-171408號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)2:日本國特開2005-161204號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)3:日本國特開2008-264747號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)4:國際公開第99/28393號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)5:日本國特開2007-055207號(hào)公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)6:日本國特開2009-39687號(hào)公報(bào)
[0017] 專利文獻(xiàn)7:國際公開第97/00134號(hào)公報(bào)
[0018] 專利文獻(xiàn)8:日本國特開2008-272718號(hào)公報(bào)
[0019] 專利文獻(xiàn)9:日本國特開平1-218622號(hào)公報(bào)
[0020] 專利文獻(xiàn)10:日本國特開2001-162176號(hào)公報(bào)
[0021] 專利文獻(xiàn)11:日本國特開平9-227156號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 本發(fā)明者們這次得到了如下知識(shí)，通過構(gòu)成以特定的比例包含光觸媒性氧化鈦粒 子、二氧化硅粒子與特定的鋯化合物的光觸媒層，從而能夠得到良好的耐大氣腐蝕性，即有 效地防止基體材料發(fā)生分解或劣化。而且還得到了如下知識(shí)，通過構(gòu)成以特定的比例包含 光觸媒性氧化鈦粒子、二氧化硅粒子與特定的鋯化合物且粒子成分量被控制的光觸媒層， 從而在除去NOx時(shí)，尤其在除去空氣中的NOx時(shí)，能夠在提高NOx除去量的同時(shí)抑制NO 2等中間 生成物的生成。本發(fā)明是基于上述知識(shí)而進(jìn)行的。
[0023] 因而，本發(fā)明的第一形態(tài)的目的在于提供一種能夠得到良好的耐大氣腐蝕性的光 觸媒涂裝體以及用于其形成的光觸媒涂液。
[0024] 另外，本發(fā)明的第二形態(tài)的目的在于提供一種在除去NOx時(shí)，尤其在除去空氣中的 NOx時(shí)，能夠在提高NOx除去量的同時(shí)抑制NO2等中間生成物的生成的光觸媒涂裝體以及用于 其形成的光觸媒涂液。
[0025] 而且，本發(fā)明的第一形態(tài)涉及的光觸媒涂裝體為，
[0026] 其具備基體材料與設(shè)置在該基體材料上的光觸媒層，其特征為，
[0027] 所述光觸媒層至少包含光觸媒性氧化鈦粒子、二氧化硅粒子與水溶性鋯化合物的 干燥物，
[0028] 在將所述光觸媒層整體為100質(zhì)量％時(shí)，
[0029] 所述光觸媒性氧化鈦粒子為1質(zhì)量％以上、20質(zhì)量％以下，
[0030] 所述二氧化硅粒子為51質(zhì)量％以上、98質(zhì)量％以下，
[0031 ]換算成氧化鋯(ZrO2)的所述水溶性鋯化合物的干燥物的量為1質(zhì)量％以上、48質(zhì) 量％以下。
[0032]另外，本發(fā)明的第一形態(tài)涉及的光觸媒涂液為，
[0033]其至少包含光觸媒性氧化鈦粒子、二氧化硅粒子、水溶性鋯化合物、水，其特征為， [0034]在所述光觸媒涂液的全部固體部分中的所述光觸媒性氧化鈦粒子為1質(zhì)量％以 上、20質(zhì)量％以下，
[0035] 所述二氧化硅粒子為51質(zhì)量％以上、98質(zhì)量％以下，
[0036]換算成ZrO2的所述水溶性鋯化合物的量為1質(zhì)量％以上、48質(zhì)量％以下。
[0037]而且，本發(fā)明的第二形態(tài)涉及的光觸媒涂裝體為，
[0038] 其具備基體材料與設(shè)置在該基體材料上的光觸媒層，其特征為，
[0039] 所述光觸媒層至少包含光觸媒性氧化鈦粒子、二氧化硅粒子與水溶性鋯化合物的 干燥物，
[0040] 在將所述光觸媒層整體為100質(zhì)量％時(shí)，
[0041 ]所述光觸媒性氧化鈦粒子為1質(zhì)量％以上、15質(zhì)量％以下，
[0042] 所述二氧化硅粒子為51質(zhì)量％以上、98質(zhì)量％以下，
[0043] 換算成氧化鋯(ZrO2)的所述水溶性鋯化合物的干燥物的量為1質(zhì)量％以上、15質(zhì) 量％以下，
[0044] 所述光觸媒層包含除了所述光觸媒性氧化鈦粒子與所述二氧化硅粒子以外的0質(zhì) 量％以上、47質(zhì)量％以下粒子成分，
[0045] 在所述光觸媒層中的粒子成分的總量為85質(zhì)量％以上、99質(zhì)量％以下。
[0046] 另外，本發(fā)明的第二形態(tài)涉及的光觸媒涂液為，
[0047] 其至少包含光觸媒性氧化鈦粒子、二氧化硅粒子、水溶性鋯化合物、水，其特征為，
[0048] 在所述光觸媒涂液的全部固體部分中的所述光觸媒性氧化鈦粒子為1質(zhì)量％以 上、20質(zhì)量％以下，
[0049] 所述二氧化硅粒子為51質(zhì)量％以上、98質(zhì)量％以下，
[0050] 換算成ZrO2的所述水溶性鋯化合物的量為1質(zhì)量％以上、15質(zhì)量％以下，
[0051] 還包含除了所述光觸媒性氧化鈦粒子與所述二氧化硅粒子以外的0質(zhì)量％以上、 47質(zhì)量％以下粒子成分，
[0052] 所述粒子成分的總量為85質(zhì)量％以上、99質(zhì)量％以下。
[0053] 另外，本發(fā)明的目的在于提供一種使用用途，其為用于分解本發(fā)明涉及的光觸媒 涂裝體的NOx。
[0054] 另外，本發(fā)明的目的在于提供一種NOx分解方法，其包含使本發(fā)明涉及的光觸媒涂 裝體與NOx接觸的方法。
【具體實(shí)施方式】 [0055]第一形態(tài) [0056]光觸媒涂裝體
[0057] 本發(fā)明的第一形態(tài)涉及的光觸媒涂裝體作為基本構(gòu)造而具備基體材料與設(shè)置在 該基體材料上的光觸媒層。
[0058] 而且，該光觸媒層至少包含光觸媒性氧化鈦粒子、二氧化娃粒子與水溶性錯(cuò)化合 物的干燥物，在將所述光觸媒層整體為100質(zhì)量％時(shí)，所述光觸媒性氧化鈦粒子為1質(zhì)量％ 以上、20質(zhì)量％以下，所述二氧化硅粒子為51質(zhì)量％以上、98質(zhì)量％以下，換算成氧化鋯 (ZrO 2)的所述水溶性鋯化合物的干燥物的量為1質(zhì)量％以上、48質(zhì)量％以下。下面，說明本 發(fā)明的第一形態(tài)涉及的光觸媒涂裝體的基本構(gòu)造即基體材料與光觸媒層。
[0059] 基體材料
[0060] 使用于本發(fā)明中的基體材料為，如果是能在其上面形成光觸媒層的材料，則不限 于無機(jī)材料、有機(jī)材料可以是各種材料，也不限定其形狀。從材料的觀點(diǎn)出發(fā)，作為基體材 料的優(yōu)選例可舉出金屬、陶瓷、玻璃、塑料、橡膠、石頭、水泥、混凝土、纖維、布帛、木、紙、這 些材料的組合、這些材料的層疊體、在這些材料的表面上至少具有一層被膜的材料。從用途 的觀點(diǎn)出發(fā)，作為基體材料的優(yōu)選例可舉出建筑材料、建筑物的外裝、窗框、窗戶玻璃、結(jié)構(gòu) 構(gòu)件、交通工具的外裝與涂裝、機(jī)械裝置或物件的外裝、防塵罩與涂裝、交通標(biāo)記、各種顯示 裝置、廣告塔、道路用隔音墻、鐵路用隔音墻、橋梁、護(hù)欄的外裝與涂裝、隧道內(nèi)裝與涂裝、絕 緣子、太陽能電池罩、太陽能熱水器集熱罩、塑料棚、車輛用照明燈罩、室外用照明器具、臺(tái) 以及用于粘貼在上述物件表面上的薄膜、薄板、貼膜等外裝材料。
[0061] 在表面上包含有有機(jī)物質(zhì)的基體材料有利地發(fā)揮本發(fā)明的第一形態(tài)涉及的優(yōu)點(diǎn)。 作為這樣的基體材料可舉出例如:含有有機(jī)物的樹脂;在表面上實(shí)施含有樹脂的涂裝，該樹 脂含有有機(jī)物:及在表面上層置有含有樹脂的薄I旲等的層置體等，該薄I旲等含有有機(jī)物。如 果以用途說明可適用的基體材料，則可舉出金屬涂裝板、樹脂裝飾鋼板等金屬層疊板、窯業(yè) 用裝飾板、樹脂建筑材料等建筑材料、建筑物的外裝、建筑物的內(nèi)裝、窗框、窗戶玻璃、結(jié)構(gòu) 構(gòu)件、交通工具的外裝與涂裝、機(jī)械裝置或物件的外裝、防塵罩與涂裝、交通標(biāo)記、各種顯示 裝置、廣告塔、道路用隔音墻、鐵路用隔音墻、橋梁、護(hù)欄的外裝與涂裝、隧道內(nèi)裝與涂裝、絕 緣子、太陽能電池罩、太陽能熱水器集熱罩、塑料棚、車輛用照明燈罩、住宅設(shè)備、便器、浴 槽、洗面臺(tái)、照明器具、照明罩、廚房用品、餐具、餐具清洗器、餐具干燥器、洗菜槽、烹飪灶、 廚房排煙罩、通風(fēng)扇等。尤其在本發(fā)明中，在作為基體材料而利用金屬涂裝板、金屬層疊板 時(shí)，使基體材料難以發(fā)生劣化、腐蝕，因此優(yōu)選。
[0062] 以往，在光觸媒涂裝體中，一般通過在基體材料之間設(shè)置由硅酮系樹脂構(gòu)成的層 來抑制光觸媒層的光觸媒活性對基體材料的影響。根據(jù)本發(fā)明，不但可以采用上述以往一 般設(shè)置的硅酮系樹脂，而且也可以在由有機(jī)材料構(gòu)成的基體材料上直接設(shè)置光觸媒層。其 結(jié)果，本發(fā)明在擴(kuò)大其利用、適用范圍的方面上顯得極其有利。
[0063]光觸媒涂裝體的光觸媒層
[0064] 本發(fā)明涉及的光觸媒涂裝體的所述光觸媒層為，作為基本結(jié)構(gòu)至少包含光觸媒性 氧化鈦粒子、二氧化硅粒子與水溶性鋯化合物的干燥物