JPH09228602A

JPH09228602A - 外壁用建材、及びそれらの清浄化方法

Info

Publication number: JPH09228602A
Application number: JP8282812A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hayakawa; 信早川; Makoto Chikuni; 真千国
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 1997-09-02
Anticipated expiration: 2016-09-18
Also published as: JP3612896B2

Abstract

(57)【要約】【課題】セルフクリーニング性、易清掃性を有する外
壁用建材の提供。【解決手段】外壁用建材基体の表面に、実質的に透明
な光触媒性酸化チタン粒子を含有する表面層を備えた外
壁用建材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、降雨により自己浄
化（セルフクリーニング）可能な外壁用建材、及びその
セルフクリーニング方法に関する。また、水洗浄により
容易に清浄化される外壁用建材、及びその清浄化方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】高層ビル等の外壁は、空気中に含まれる
煤塵や排気ガスなどの燃焼生成物や、上方にあるシーラ
ントから溶出する汚れや、建物の排気口から排出される
汚染物質等の疎水性汚れにより汚れる。これらの疎水性
汚れはうす黒く、建物の美観を著しく損ねる。さらに、
高層ビル外壁を清掃しようとすれば、その清掃は、高所
作業であり、重労働であると同時に危険を伴う。

【０００３】

【発明の解決すべき課題】本発明の他の目的は、降雨や
水洗浄により清浄化可能な外壁用建材及びその降雨によ
るセルフクリーニング方法、水による簡単な清浄化方法
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、光触媒を含有
する表面層を形成した部材において、光触媒を光励起す
ると、部材の表面が高度に親水化されるという発見に基
づく。この現象は以下に示す機構により進行すると考え
られる。すなわち、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が生成し、そのいずれかまたは
双方の作用により、おそらく表面に極性が付与され、水
や水酸基等の極性成分が集められる。そして伝導電子と
正孔のいずれかまたは双方と、上記極性成分との協調的
な作用により、表面と前記表面に化学的に吸着した汚染
物質との化学結合を切断すると共に、表面に化学吸着水
が吸着し、さらに物理吸着水層がその上に形成されるの
である。また、一旦部材表面が高度に親水化されたなら
ば、部材を暗所に保持しても、表面の親水性はある程度
の期間持続する。

【０００５】本発明では、外壁用建材基体の表面に、実
質的に透明な光触媒性酸化物粒子を含有する表面層を備
えたセルフクリーニング性外壁用建材を提供する。光触
媒性酸化物粒子を含有する表面層を備えることにより、
光触媒の光励起に応じて、表面層の表面は親水性を呈
し、外壁用建材表面が、降雨にさらされた時に、付着堆
積物及び／又は汚染物が雨滴により洗い流されるように
なる。

【０００６】本発明では、外壁用建材基体の表面に、実
質的に透明な光触媒性酸化物粒子を含有する表面層を備
えた易清掃性外壁用建材を提供する。光触媒性酸化物粒
子を含有する表面層を備えることにより、光触媒の光励
起に応じて、表面層の表面は親水性を呈し、外壁用建材
表面は、水で洗浄するのが容易になり、水濯ぎや簡単な
水拭き程度で清浄化される。

【０００７】本発明の好ましい態様においては、表面層
には、さらにシリカが含有されているようにする。シリ
カが含有されることにより、表面が水濡れ角０゜に近い
高度の親水性を呈しやすくなると共に、暗所に保持した
ときの親水維持性が向上する。その理由はシリカは構造
中に水を蓄えることができることと関係していると思わ
れる。

【０００８】本発明の好ましい態様においては、表面層
には、さらに固体酸が含有されているようにする。固体
酸が含有されることにより、表面が水濡れ角０゜に近い
高度の親水性を呈しやすくなると共に、暗所に保持した
ときの親水維持性が向上する。その理由は表面層に固体
酸が含有されると、表面の極性が、光の有無にかかわら
ず極端に大きな状態にあるために、疎水性分子よりも極
性分子である水分子を選択的に吸着させやすい。そのた
め安定な物理吸着水層が形成されやすく、暗所に保持し
ても、表面の親水性をかなり長期にわたり高度に維持で
きる。

【０００９】本発明の好ましい態様においては、表面層
には、さらにシリコーンが含有されているようにする。
シリコーンが含有されることにより、光触媒の光励起に
よって、シリコーン中のシリコン原子に結合する有機基
の少なくとも一部が水酸基に置換され、さらにその上に
物理吸着水層が形成されることにより、表面が水濡れ角
０゜に近い高度の親水性を呈するようになると共に、暗
所に保持したときの親水維持性が向上する。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の具体的な構成につ
いて説明する。本発明における外壁用建材表面には、図
１又は図２に示すように、基材の表面に光触媒（結晶）
性酸化物等を含む層が形成されている。このような表面
構造をとることで、外壁用建材の表面は、光触媒の光励
起に応じて高度に親水化されるのである。それにより、
降雨により前記表面層の表面に付着する堆積物及び／又
は汚染物が雨滴により洗い流されるようになる。さら
に、外壁用建材の表面に、上記表面構造を設けた場合
に、前記表面層の表面に付着する堆積物及び／又は汚染
物が水で洗浄するのが容易になり、晴天の日が続く場合
でも、水濯ぎや散水程度で清浄化されるようになる。

【００１１】図１においては、表面層が光触媒性酸化物
粒子のみからなる。この場合、光触媒が酸化物からなる
ことにより、酸化物は環境中の汚染物質が吸着していな
い状態では親水性を示すので、光励起作用によりその汚
染物質を排斥させ、吸着水層を形成させることで、親水
性を呈しやすく、一様な水膜が形成できる。図２におい
て、Ｍは金属元素を示す。従って、図２の場合、最表面
は一般の無機酸化物からなる。この場合も、酸化物は環
境中の汚染物質が吸着していない状態では親水性を示す
ので、上記無機酸化物以外に表面層に混入する光触媒性
酸化物の光励起作用によりその汚染物質を排斥させ、吸
着水層を形成させることで、一様な水膜が形成できる。

【００１２】本発明が利用できる外壁用建材基体には、
施釉タイル、無釉タイル、レンガ、結晶化ガラス、ガラ
スブロック、コンクリート、石材、木材；軽量気泡コン
クリート板、石綿セメントケイ酸カルシウム板、プレキ
ャスト鉄筋コンクリート板、石綿スレート板、パルプセ
メント板、石膏ボード板などの無機基材の表層に、アク
リル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル、シリコーン、
フッ素樹脂、アクリルシリコン樹脂などの樹脂塗料を塗
装した化粧無機建材；アルミニウム、ステンレス、鉄鋼
等の金属基材の表層に、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、
ポリエステル、シリコーン、フッ素樹脂、アクリルシリ
コン樹脂などの樹脂塗料を塗装した塗装鋼板；アクリル
板、ポリカーボネート板等のプラスチック板又はその塗
装物等が好適に利用できる。

【００１３】光触媒とは、その結晶の伝導帯と価電子帯
との間のエネルギーギャップよりも大きなエネルギー
（すなわち短い波長）の光（励起光）を照射したとき
に、価電子帯中の電子の励起（光励起）が生じて、伝導
電子と正孔を生成しうる物質をいい、光触媒性酸化チタ
ンとは、例えば、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸
化チタン等の結晶性酸化チタンをいう。ここで光触媒の
光励起に用いる光源としては、太陽光が好適に利用でき
る。光触媒の光励起により、基材表面が高度に親水化さ
れるためには、励起光の照度は、０．００１ｍＷ／ｃｍ
^２以上あればよいが、０．０１ｍＷ／ｃｍ^２以上だと好
ましく、０．１ｍＷ／ｃｍ^２以上だとより好ましい。

【００１４】光触媒性酸化チタンを含有する表面層の膜
厚は、０．４μｍ以下にするのが好ましい。そうすれ
ば、光の乱反射による白濁を防止することができ、表面
層は実質的に透明となる。さらに、光触媒性酸化チタン
を含有する表面層の膜厚を０．２μｍ以下にすると一層
好ましい。そうすれば、光の干渉による表面層の発色を
防止することができる。また、表面層が薄ければ薄いほ
どその透明度は向上する。更に、膜厚を薄くすれば、表
面層の耐摩耗性が向上する。上記表面層の表面に、更
に、親水化可能な耐摩耗性又は耐食性の保護層や他の機
能膜を設けても良い。

【００１５】上記表面層は、基材と比較して屈折率があ
まり高くないのが好ましい。好ましくは表面層の屈折率
は２以下であるのがよい。そうすれば、基材と表面層と
の界面、及び表面層と空気との界面における光の反射を
抑制できる。表面層の屈折率を２以下にするには、光触
媒性酸化チタンに、屈折率２以下の他の物質を表面層に
添加する。ここで、屈折率２以下の他の物質としては、
例えば、炭酸カルシウム（屈折率１．６）、水酸化カル
シウム（屈折率１．６）、炭酸マグネシウム（屈折率
１．５）、炭酸ストロンチウム（屈折率１．５）、ドロ
マイト（屈折率１．７）、フッ化カルシウム（屈折率
１．４）、フッ化マグネシウム（屈折率１．４）、シリ
カ（屈折率１．５）、アルミナ（屈折率１．６）、ケイ
砂（屈折率１．６）、モンモリロナイト（屈折率１．
５）、カオリン（屈折率１．６）、セリサイト（屈折率
１．６）、ゼオライト（屈折率１．５）、酸化錫（屈折
率１．９）等を表面層に添加できる。

【００１６】上記表面層には、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎのよう
な金属を添加することができる。前記金属を添加した表
面層は、表面に付着した細菌や黴を暗所でも死滅させる
ことができる。

【００１７】上記表面層には、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、Ｏｓのような白金族金属を添加することがで
きる。前記金属を添加した表面層は、光触媒の酸化還元
活性を増強でき、脱臭浄化作用等が向上する。また、光
触媒以外に固体酸を添加した場合には、白金族金属の添
加により固体酸の酸度が向上するので、親水維持性も向
上し、付着水の水膜化がより促進されると共に、ある程
度長期間光触媒に励起光が照射されない場合の親水維持
性も向上する。上記表面層には、Ｍｏが添加されていて
もよい。この場合にも添加により固体酸の酸度が向上す
るので、親水維持性も向上し、付着水の水膜化がより促
進されると共に、ある程度長期間光触媒に励起光が照射
されない場合の親水維持性も向上する。

【００１８】基材がナトリウムのようなアルカリ網目修
飾イオンを含むガラス（ソーダライムガラス、並板ガラ
ス等）の場合には、基材と表面層との間にシリカ等の中
間層を形成してもよい。そうすれば、焼成中にアルカリ
網目修飾イオンが基材から表面層へ拡散するのが防止さ
れ、光触媒機能がよりよく発揮される。

【００１９】親水性とは、表面に水を滴下したときにな
じみやすい性質をいい、一般に水濡れ角が９０゜未満の
状態をいう。本発明における高度の親水性とは、表面に
水を滴下したときに非常になじみやすい性質をいい、よ
り具体的には水濡れ角が１０゜以下程度になる状態をい
う。特に、防曇性にはＰＣＴ／ＪＰ９６／００７３４に
開示したように、水濡れ角が１０゜以下であると好まし
く、５゜以下ではより好ましい。

【００２０】本発明における固体酸には、硫酸担持Ａｌ
_２Ｏ_３、硫酸担持ＴｉＯ_２、硫酸担持ＺｒＯ_２、硫酸担
持ＳｎＯ_２、硫酸担持Ｆｅ_２Ｏ_３、硫酸担持ＳｉＯ_２、
硫酸担持ＨｆＯ_２、ＴｉＯ_２／ＷＯ_３、ＷＯ_３／ＳｎＯ
_２、ＷＯ_３／ＺｒＯ_２、ＷＯ_３／Ｆｅ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２
・Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２／ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２／Ａｌ_２
Ｏ_３、ＴｉＯ_２／ＺｒＯ_２等が好適に利用できる。

【００２１】次に、表面層の形成方法について説明す
る。まず、表面層が光触媒性酸化物のみからなる場合の
製法について、光触媒がアナターゼ型酸化チタンの場合
を例にとり説明する。この場合の方法は、大別して３つ
の方法がある。１つの方法はゾル塗布焼成法であり、他
の方法は有機チタネート法であり、他の方法は電子ビー
ム蒸着法である。（１）ゾル塗布焼成法アナターゼ型酸化チタンゾルを、基材表面に、スプレー
コーティング法、ディップコーティング法、フローコー
ティング法、スピンコーティング法、ロールコーティン
グ法等の方法で塗布し、焼成する。（２）有機チタネート法チタンアルコキシド（テトラエトキシチタン、テトラメ
トキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキ
シチタン等）、チタンアセテート、チタンキレート等の
有機チタネートに加水分解抑制剤（塩酸、エチルアミン
等）を添加し、アルコール（エタノール、プロパノー
ル、ブタノール等）などの非水溶媒で希釈した後、部分
的に加水分解を進行させながら又は完全に加水分解を進
行させた後、混合物をスプレーコーティング法、ディッ
プコーティング法、フローコーティング法、スピンコー
ティング法、ロールコーティング法等の方法で塗布し、
乾燥させる。乾燥により、有機チタネートの加水分解が
完遂して水酸化チタンが生成し、水酸化チタンの脱水縮
重合により無定型酸化チタンの層が基材表面に形成され
る。その後、アナターゼの結晶化温度以上の温度で焼成
して、無定型酸化チタンをアナターゼ型酸化チタンに相
転移させる。（３）電子ビーム蒸着法酸化チタンのターゲットに電子ビームを照射することに
より、基材表面に無定型酸化チタンの層を形成する。そ
の後、アナターゼの結晶化温度以上の温度で焼成して、
無定型酸化チタンをアナターゼ型酸化チタンに相転移さ
せる。

【００２２】次に、表面層が光触媒性酸化物とシリカか
らなる場合について、光触媒がアナターゼ型酸化チタン
の場合を例にとり説明する。この場合の方法は、例え
ば、以下の３つの方法がある。１つの方法はゾル塗布焼
成法であり、他の方法は有機チタネート法であり、他の
方法は４官能性シラン法である。（１）ゾル塗布焼成法アナターゼ型酸化チタンゾルとシリカゾルとの混合液
を、基材表面にスプレーコーティング法、ディップコー
ティング法、フローコーティング法、スピンコーティン
グ法、ロールコーティング法等の方法で塗布し、焼成す
る。（２）有機チタネート法チタンアルコキシド（テトラエトキシチタン、テトラメ
トキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキ
シチタン等）、チタンアセテート、チタンキレート等の
有機チタネートに加水分解抑制剤（塩酸、エチルアミン
等）とシリカゾルを添加し、アルコール（エタノール、
プロパノール、ブタノール等）などの非水溶媒で希釈し
た後、部分的に加水分解を進行させながら又は完全に加
水分解を進行させた後、混合物をスプレーコーティング
法、ディップコーティング法、フローコーティング法、
スピンコーティング法、ロールコーティング法等の方法
で塗布し、乾燥させる。乾燥により、有機チタネートの
加水分解が完遂して水酸化チタンが生成し、水酸化チタ
ンの脱水縮重合により無定型酸化チタンの層が基材表面
に形成される。その後、アナターゼの結晶化温度以上の
温度で焼成して、無定型酸化チタンをアナターゼ型酸化
チタンに相転移させる。（３）４官能性シラン法テトラアルコキシシラン（テトラエトキシシラン、テト
ラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメ
トキシシラン等）とアナターゼ型酸化チタンゾルとの混
合物を基材の表面にスプレーコーティング法、ディップ
コーティング法、フローコーテイング法、スピンコーテ
ィング法、ロールコーティング法等の方法で塗布し、必
要に応じて加水分解させてシラノールを形成した後、加
熱等の方法でシラノールを脱水縮重合に付す。

【００２３】次に、表面層が光触媒性酸化物と固体酸か
らなる場合について、光触媒がアナターゼ型酸化チタ
ン、固体酸がＴｉＯ_２／ＷＯ_３の場合を例にとり説明す
る。この場合の方法は、タングステン酸のアンモニア溶
解液とアナターゼ型酸化チタンゾルとを混合し、必要に
応じて希釈液（水、エタノール等）で希釈した混合物を
基材の表面にスプレーコーティング法、ディップコーテ
ィング法、フローコーティング法、スピンコーティング
法、ロールコーティング法等の方法で塗布し、焼成す
る。他の方法は、電子ビーム蒸着や、チタンアルコキシ
ド、チタンアセテート、チタンキレート等の有機チタネ
ートの加水分解及び脱水縮重合により、無定型酸化チタ
ン被膜を形成後、タングステン酸を塗布し、その後、無
定型酸化チタンが結晶化し、かつＴｉＯ_２／ＷＯ_３複合
酸化物が生成する温度で熱処理する。

【００２４】次に、表面層が光触媒性酸化物とシリコー
ンからなる場合について、光触媒がアナターゼ型酸化チ
タンの場合を例にとり説明する。この場合の方法は、未
硬化の若しくは部分的に硬化したシリコーン又はシリコ
ーンの前駆体からなる塗料とアナターゼ型酸化チタンゾ
ルとを混合し、シリコーンの前駆体を必要に応じて加水
分解させた後、混合物を基材の表面にスプレーコーティ
ング法、ディップコーティング法、フローコーティング
法、スピンコーティング法、ロールコーティング法等の
方法で塗布し、加熱等の方法でシリコーンの前駆体の加
水分解物を脱水縮重合に付して、アナターゼ型酸化チタ
ン粒子とシリコーンからなる表面層を形成する。形成さ
れた表面層は、紫外線を含む光の照射によりアナターゼ
型酸化チタンが光励起されることにより、シリコーン分
子中のケイ素原子に結合した有機基の少なくとも一部を
水酸基に置換され、さらにその上に物理吸着水層が形成
されて、高度の親水性を呈する。ここでシリコーンの前
駆体には、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエト
キシシラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリプ
ロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルト
リエトキシシラン、エチルトリブトキシシラン、エチル
トリプロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、
フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリブトキシシ
ラン、フェニルトリプロポキシシラン、ジメチルジメト
キシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジブ
トキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジエチル
ジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチ
ルジブトキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、フ
ェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエト
キシシラン、フェニルメチルジブトキシシラン、フェニ
ルメチルジプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、及びそれらの加水分解物、それ
らの混合物が好適に利用できる。

【００２５】その他、上記コーティングを塗布したフィ
ルムを基材表面にセッケン水等の透明接着剤で貼着して
もよい。ここでフィルム基材には、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリエステル、ポリエチレン等のプラスチッ
ク製フィルムが好適に利用できる。

【００２６】

【実施例】

実施例１．アナターゼ型酸化チタンゾル（日産化学、Ｔ
Ａ−１５、固形分１５重量％、硝酸解膠型、ｐＨ＝１）
１６重量部と、シリカゾル（日本合成ゴム、グラスカＡ
液、固形分１３重量％、ｐＨ＝４）９重量部を混合後、
メチルトリメトキシシラン（日本合成ゴム、グラスカＢ
液）３重量部とエタノール４５２重量部を添加し、さら
に２時間撹拌し、メチルトリメトキシシランを部分的に
加水分解反応と脱水縮重合反応に付することにより、コ
ーティング液を調製した。このコーティング液をフロー
コーティング法により、化粧無機建材（大建工業、セラ
スター、ＷＫ１００２−１１３，アイボリーホワイト、
板厚４ｍｍ；オートクレーブ処理したセメントケイ酸カ
ルシウム板の表面を素地調整した後、シリコーン樹脂系
の着色塗料を塗布した化粧無機建材）の表面に塗布した
後、１５０℃で３０分間加熱した。次に、コーティング
液を塗布した面に、紫外線光源（（三共電気、ブラック
ライトブルー（ＢＬＢ）蛍光灯）を用いて０．５ｍＷ／
ｃｍ^２の紫外線照度で約３日紫外線を照射し、＃１試料
を得た。比較のため、化粧無機建材（大建工業、セラス
ター、ＷＫ１００２−１１３，アイボリーホワイト、板
厚４ｍｍ）＃２試料も準備した。＃１試料と＃２試料に
水滴を滴下し、水との接触角の測定を行った。ここで水
との接触角は接触角測定器（協和界面科学、ＣＡ−Ｘ１
５０）を用い、滴下後３０秒後の水との接触角で評価し
た。その結果、＃２試料では水との接触角が９０゜と疎
水性を示したのに対し、＃１試料では水との接触角が０
゜と高度の親水性を示した。

【００２７】次に、＃１試料、＃２試料を屋外に設置し
て、降雨によるセルフクリーニング性について調べた。
降雨によるセルフクリーニング性は以下のようにして試
験した。すなわち、茅ケ崎市所在の建物の屋上に３図及
び４図に示す屋外汚れ加速試験装置を設置した。３図及
び４図を参照するに、この装置は、フレーム２０に支持
された傾斜した試料支持面２２を備え、試料２４を取り
付けるようになっている。フレームの頂部には前方に傾
斜した屋根２６が固定してある。この屋根は波形プラス
チック板からなり、集まった雨が試料支持面２２に取り
付けた試料２４の表面に筋を成して流下するようになっ
ている。この装置の試料支持面２２に＃１試料と、＃２
試料を取り付け、１９９５年６月１２日から１か月間天
候条件に暴露した。この間梅雨時のため、頻繁に雨が降
った。１か月後に観察したところ、光触媒被膜のない＃
２試料では、試料表面に縦筋状の汚れが顕著に観察され
た。これに対して、光触媒被膜のある＃１試料では、汚
れは観察されなかった。その様子を加速試験装置取り付
け前後に最も顕著に汚れた部分の色差変化で調べた。こ
こで色差は色差計（東京電色）を用い、日本工業規格
（ＪＩＳ）Ｈ０２０１に従い、ΔＥ＊表示を用いて調べ
た。その結果、光触媒被膜のない＃２試料では色差変化
は７．２と非常に大きく、汚れが顕著であるのに対し、
光触媒被膜のある＃１試料では、色差変化は０．８と非
常に小さかった。

【００２８】実施例２．テトラエトキシシラン（和光純
薬）０．６９ｇとアナターゼ型酸化チタンゾル（日産化
学、ＴＡ−１５、平均粒径１０ｎｍ）１．０７ｇとエタ
ノール２９．８８ｇと、純水０．３６ｇを混合し、コー
ティング液を調製した。このコーティング液をフローコ
ーティング法により、５×１０ｃｍ角の結晶化ガラス基
材上に塗布した。この結晶化ガラス板を約２０分間約１
５０℃の温度に保持することにより、テトラエトキシシ
ランを加水分解と脱水縮重合に付し、アナターゼ型酸化
チタン粒子が無定型シリカで結着されたコーティングを
結晶化ガラス板表面に形成した。このコーティング中
の、酸化チタンとシリカとの重量比は１であった。この
結晶化ガラス板を数日間暗所に放置した後、紫外線光源
（三共電気、ブラックライトブルー（ＢＬＢ）蛍光灯）
を用いて試料の表面に０．５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線照度
で約１時間紫外線を照射し、＃３試料を得た。比較のた
め、１０ｃｍ角の結晶化ガラス板を数日間暗所に放置し
た＃４試料も準備した。まず、＃３試料と＃４試料に水
滴を滴下し、滴下後の様子の観察及び水との接触角の測
定を行った。ここで水との接触角は接触角測定器（協和
界面科学、ＣＡ−Ｘ１５０）を用い、滴下後３０秒後の
水との接触角で評価した。その結果＃３試料はマイクロ
シリンジから試料表面に水滴を滴下されると、水滴が一
様に水膜状に試料表面を拡がる様子が観察された。また
３０秒後の水との接触角は約０゜まで高度に親水化され
ていた。それに対し、＃４試料ではマイクロシリンジか
ら試料表面に水滴を滴下されると、水滴は表面になじん
でいくものの、一様に水膜状になるまでには至らなかっ
た。また、３０秒後の水との接触角は３０゜であった。

【００２９】次に、疎水性カーボンブラック１重量部、
親水性カーボンブラック１重量部からなる粉体混合物を
１．０５ｇ／リッターの濃度で水に懸濁させたスラリー
を調製した。４５度に傾斜させた＃１試料に上記スラリ
ー１５０ｍｌを流下させて１５分間乾燥させ、次いで蒸
留水１５０ｍｌを流下させて１５分間乾燥させ、このサ
イクルを２５回反復した。試験前後の色差変化を、色差
計（東京電色）を用いて計測した。色差は日本工業規格
（ＪＩＳ）Ｈ０２０１に従い、ΔＥ＊表示を用いて評価
した。その結果、＃１試料の試験前後の色差変化は０．
６とほとんど変化しなかった。

【００３０】実施例３．アンモニア解膠アナターゼ型酸
化チタンゾル（石原産業、ＳＴＳ−１１）１ｇと、２ｇ
の２５％アンモニア水に溶解させたタングステン酸を混
合し、さらに２ｇの蒸留水を加えてコーティング液中の
酸化チタン粒子とタングステン酸のモル比は１０：１と
なるようにした。次いで、５×１０ｃｍ四角の施釉タイ
ル板（東陶機器、ＡＢ０２Ｅ１１）に、上記コーティン
グ液を塗布し、７００℃の温度で３０分焼成して、アナ
ターゼ型酸化チタンとＴｉＯ_２／ＷＯ_３からなる＃５試
料を得た。なお、表面層による発色は認められなかっ
た。次に、この＃５試料を数日間暗所に放置した後、Ｂ
ＬＢ蛍光灯を用いて試料の表面に０．５ｍＷ／ｃｍ^２の
紫外線照度で約１時間紫外線を照射し、＃６試料を得
た。比較のため、５×１０ｃｍ角の施釉タイル板（東陶
機器、ＡＢ０２Ｅ１１）を数日間暗所に放置した＃７試
料も準備した。まず、＃６試料と＃７試料に水滴を滴下
し、滴下後の様子の観察及び水との接触角の測定を行っ
た。その結果＃６試料はマイクロシリンジから試料表面
に水滴を滴下されると、水滴が一様に水膜状に試料表面
を拡がる様子が観察された。また３０秒後の水との接触
角は約０゜まで高度に親水化されていた。それに対し、
＃７試料ではマイクロシリンジから試料表面に水滴を滴
下されると、水滴は表面になじんでいくものの、一様に
水膜状になるまでには至らなかった。また、３０秒後の
水との接触角は３０゜であった。さらに、＃６試料を、
その後２日間暗所に放置し、＃８試料を得た。そして＃
８試料について、同様に水との接触角を接触角測定器に
より測定した。その結果、＃８試料にマイクロシリンジ
から試料表面に水滴を滴下されると、＃６試料と同様
に、水滴が一様に水膜状に試料表面を拡がる様子が観察
された。また水との接触角は約１゜に維持された。

【００３１】次に＃８試料の表面にオレイン酸を塗布
し、試料表面を水平姿勢に保持しながら夫々の試料を水
槽に満たした水の中に浸漬した。その結果、オレイン酸
は丸くなり、軽くこすると表面から離脱した。

【００３１】次に、疎水性カーボンブラック１重量部、
親水性カーボンブラック１重量部からなる粉体混合物を
１．０５ｇ／リッターの濃度で水に懸濁させたスラリー
を調製した。４５度に傾斜させた＃８試料に上記スラリ
ー１５０ｍｌを流下させて１５分間乾燥させ、次いで蒸
留水１５０ｍｌを流下させて１５分間乾燥させ、このサ
イクルを２５回反復した。試験前後の色差変化を、色差
計（東京電色）を用いて計測した。色差は日本工業規格
（ＪＩＳ）Ｈ０２０１に従い、ΔＥ＊表示を用いて評価
した。その結果、＃８試料の試験前後の色差変化は０．
４とほとんど変化しなかった。

【００３２】

【発明の効果】本発明では、外壁用建材の表面に、実質
的に透明な光触媒性酸化物粒子を含有する表面層を備え
ることにより、光触媒の光励起に応じて、表面層の表面
は親水性を呈する。それにより、降雨により前記表面層
の表面はセルフクリーニングされるようになる。さら
に、水で濯ぐ又は散水のみで前記表面層の表面は清浄化
されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る外壁用建材の表面構造を示す
図。

【図２】本発明に係る外壁用建材の他の表面構造を示
す図。

【図３】本発明の実施例に係る屋外汚れ加速試験装置
の正面図。

【図４】本発明の実施例に係る屋外汚れ加速試験装置
の側面図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外壁用建材基体の表面に、光触媒性酸化
物粒子を含有する表面層を備え、前記光触媒の光励起に応じて、前記層の表面は親水性を
呈し、前記外壁用建材表面が、降雨にさらされた時に、
付着堆積物及び／又は汚染物が雨滴により洗い流させる
のを可能にするセルフクリーニング性外壁用建材。
【請求項２】外壁用建材基体の表面に、光触媒性酸化
物粒子を含有する表面層を備え、前記光触媒の光励起に応じて、前記層の表面は親水性を
呈し、前記外壁用建材表面は、水で洗浄するのが容易に
なる易清掃性外壁用建材。
【請求項３】前記表面層には、さらにシリカが含有さ
れていることを特徴とする請求項１、２に記載の外壁用
建材。
【請求項４】前記表面層には、さらに固体超強酸が含
有されていることを特徴とする請求項１、２に記載の外
壁用建材。
【請求項５】前記表面層には、さらにシリコーンが含
有されていることを特徴とする請求項１、２に記載の外
壁用建材。
【請求項６】前記表面層の表面は、前記光触媒性酸化
物が光励起されることに応じて、水との接触角に換算し
て１０゜以下の親水性を呈することを特徴とする請求項
１〜５に記載の外壁用建材。
【請求項７】前記表面層の膜厚は０．４μｍ以下であ
ることを特徴とする請求項１〜６に記載の外壁用建材。
【請求項８】前記表面層の膜厚は０．２μｍ以下であ
ることを特徴とする請求項１〜６に記載の外壁用建材。
【請求項９】前記表面層の表面に、さらに親水化可能
な保護層が設けられていることを特徴とする請求項１〜
６に記載の外壁用建材。
【請求項１０】請求項１〜９の外壁用建材を準備する
工程、前記外壁用建材を屋外に配置する工程、前記表面
層に含有される光触媒を光励起することにより、前記表
面層の表面を親水性になす工程、前記基材を降雨にさら
して、前記表面層の表面に付着する堆積物及び／又は汚
染物を雨滴により洗い流させる工程、からなる外壁用建
材のセルフクリーニング方法。
【請求項１１】請求項１〜９の外壁用建材を準備する
工程、前記外壁用建材の前記表面層に含有される光触媒
を光励起することにより、前記表面層の表面を親水性に
なす工程、前記基材を水濯ぎ及び／又は水拭きすること
により、前記表面層の表面に付着する堆積物及び／又は
汚染物を表面から釈放させる工程、からなる外壁用建材
の清浄化方法。