JP2006512463A

Photocatalytically-active, self-cleaning aqueous coating compositions and methods

Abstract

TiO that is coated or sprayed and dried under predetermined conditions to form a novel photochemically active and colorless coating that has high wettability and strong adhesion to transparent substrates such as window glass.2A method for producing a novel photochemically active metal oxide-containing aqueous formulation such as a formulation. It is desirable that the aqueous formulation comprises a combination of suitable wetting agents or agents to improve the wetting properties of the titanium peroxide-containing amorphous coating, allowing the thin film to be easily applied. Also, the aliphatic acrylic urethane polymer can be totally or partially replaced with titanium peroxide, which can provide additional coating and wetting properties. Acrylic urethane polymers reduce or remove the amount of titanium peroxide required and, as a result, reduce or remove yellow coloration.

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72 claims: 6 independent, 66 dependent

  1. 1
    金属過酸化物および少量の水溶性高分子剤を含むことを特徴とする水性塗料。
  2. 2
    前記金属過酸化物は、固体状態の1つにおいて非晶質であることを特徴とする請求項1に記載の塗料。
  3. 3
    前記金属過酸化物は、1または2以上の固体状態において結晶質であり且つ光触媒性を有することを特徴とする請求項2に記載の塗料。
  4. 4
    前記水溶性高分子剤は、ポリエチレンオキシドシランを含むことを特徴とする請求項1に記載の塗料。
  5. 5
    前記水溶性高分子剤は、脂肪族アクリルウレタンポリマーであることを特徴とする請求項1に記載の塗料。
  6. 6
    前記水溶性高分子剤は、パラビスシクロヘキシルメタンジアミンであることを特徴とする請求項1に記載の塗料。
  7. 7
    前記水溶性高分子剤は、水溶性の脂肪族ジイソシアネートと第3アミンとの反応生成物であることを特徴とする請求項1に記載の塗料。
  8. 8
    前記脂肪族ジイソシアネートは、ジメチルプロピオン酸とイソフォロンジイソシアネートとの反応生成物であることを特徴とする請求項1に記載の塗料。
  9. 9
    前記水溶性高分子剤の量は、前記金属過酸化物および水溶性高分子剤の全乾燥重量に対して約9~55重量パーセントであることを特徴とする請求項1に記載の塗料。
  10. 10
    前記金属過酸化物はチタン過酸化物ゾルであることを特徴とする請求項1に記載の塗料。
  11. 11
    水性塗料であって、金属過酸化物と、約6~10nmの範囲内の粒径を有する光化学的に活性な金属酸化物粒子と、水溶性高分子剤と、を含み、該金属酸化物粒子の一部は前記水性塗料に溶解し、前記水溶性高分子剤の含有量は前記水性塗料の構成成分の全乾燥重量に対して約5~50重量パーセントの範囲にあることを特徴とする水性塗料。
  12. 12
    前記金属過酸化物は、固体状態の1つにおいて非晶質であることを特徴とする請求項11に記載の塗料。
  13. 13
    前記金属過酸化物は、1または2以上の固体状態において結晶質であり且つ光触媒性を有することを特徴とする請求項11に記載の塗料。
  14. 14
    前記金属過酸化物はチタン過酸化物ゾルであることを特徴とする請求項11に記載の塗料。
  15. 15
    前記水溶性高分子剤はポリエチレンオキシドシラン湿潤剤を含むことを特徴とする請求項11に記載の塗料。
  16. 16
    前記水溶性高分子剤は、脂肪族アクリルウレタンポリマーであることを特徴とする請求項11に記載の塗料。
  17. 17
    前記水溶性高分子剤は、パラビスシクロヘキシルメタンジアミンであることを特徴とする請求項11に記載の塗料。
  18. 18
    前記水溶性高分子剤は、水溶性の脂肪族ジイソシアネートと第3アミンとの反応生成物であることを特徴とする請求項11に記載の塗料。
  19. 19
    前記脂肪族ジイソシアネートは、ジメチルプロピオン酸とイソフォロンジイソシアネートとの反応生成物であることを特徴とする請求項18に記載の塗料。
  20. 20
    前記水溶性高分子剤の含有量は、前記塗料の構成成分の全乾燥重量に対して約5~38重量パーセントの範囲にあることを特徴とする請求項11に記載の塗料。
  21. 21
    前記光化学的に活性な金属酸化物粒子の量は、前記塗料の構成成分の全乾燥重量に対して約32~48重量パーセントの範囲にあることを特徴とする請求項11に記載の塗料。
  22. 22
    前記光化学的に活性な金属酸化物粒子の量は、前記塗料の構成成分の全乾燥重量に対して約45~47重量パーセントの範囲にあることを特徴とする請求項11に記載の塗料。
  23. 23
    請求項1に記載の塗料で塗布されていることを特徴とする基材。
  24. 24
    ガラス、金属、ポリマー、セラミック、コンクリート、れんが、木材、石材および布地からなる群から選択されてなることを特徴とする請求項1に記載の塗布された基材。
  25. 25
    ガラス、金属およびポリマーからなる群から選択されてなることを特徴とする請求項1に記載の塗布された基材。
  26. 26
    前記基材は透明または半透明であることを特徴とする請求項1に記載の塗布された基材。
  27. 27
    前記基材は透明であることを特徴とする請求項1に記載の塗布された基材。
  28. 28
    前記基材は不透明であることを特徴とする請求項1に記載の塗布された基材。
  29. 29
    請求項11に記載の塗料で塗布されていることを特徴とする基材。
  30. 30
    ガラス、金属、ポリマー、セラミック、コンクリート、れんが、木材、石材および布地からなる群から選択されてなることを特徴とする請求項29に記載の塗布された基材。
  31. 31
    ガラス、金属およびポリマーからなる群から選択されてなることを特徴とする請求項30に記載の塗布された基材。
  32. 32
    前記基材は、透明または半透明であることを特徴とする請求項11に記載の塗布された基材。
  33. 33
    前記基材は透明であることを特徴とする請求項11に記載の塗布された基材。
  34. 34
    前記基材は不透明であることを特徴とする請求項11に記載の塗布された基材。
  35. 35
    薄膜化可能な無色且つ水不溶性の塗料の製造方法であって、 (a)金属過酸化物を含む水性配合物を製造するステップと、 (b)水溶性の高分子剤を前記ステップ(a)で得た溶液に加えて、前記水溶性の高分子剤の量を、前記金属過酸化物と水溶性高分子剤との全乾燥重量に対して約9~55重量パーセントとならしめるステップと、を備えることを特徴とする製造方法。
  36. 36
    前記金属過酸化物はチタン過酸化物ゾルであることを特徴とする請求項35に記載の方法。
  37. 37
    前記水溶性高分子剤は、ポリエチレンオキシドシランを含むことを特徴とする請求項35に記載の方法。
  38. 38
    前記水溶性高分子剤は、脂肪族アクリルウレタンポリマーを含むことを特徴とする請求項35に記載の方法。
  39. 39
    前記水溶性高分子剤は、パラビスシクロヘキシルメタンジアミンを含むことを特徴とする請求項35に記載の方法。
  40. 40
    前記水溶性の高分子剤は水溶性の脂肪族ジイソシアネートと第3アミンとの反応生成物を含むことを特徴とする請求項35に記載の方法。
  41. 41
    前記脂肪族ジイソシアネートは、ジメチルプロピオン酸とイソフォロンジイソシアネートとの反応生成物を含むことを特徴とする請求項40に記載の方法。
  42. 42
    基材上への薄膜且つ無色且つ水不溶性のコーティングの製造方法であって、 (a)金属過酸化物を含む水性配合物を製造するステップと、 (b)水溶性高分子剤を前記ステップ(a)で得た溶液に加えて、前記水溶性高分子剤の量を、前記金属過酸化物と水溶性高分子剤との全乾燥重量に対して約9~55重量パーセントとならしめるステップと、 (c)前記基材に、100°C未満の温度において前記ステップ(b)で得た溶液を塗布するステップと、 (d)前記塗布された基材を100°C未満の温度で乾燥するステップと、を備えることを特徴とする製造方法。
  43. 43
    前記金属過酸化物はチタン過酸化物ゾルであることを特徴とする請求項42に記載の方法。
  44. 44
    前記水溶性高分子剤はポリエチレンオキシドシラン湿潤剤を含むことを特徴とする請求項42に記載の方法。
  45. 45
    前記水溶性高分子剤は、脂肪族アクリルウレタンポリマーを含むことを特徴とする請求項42に記載の方法。
  46. 46
    前記水溶性高分子剤はパラビスシクロヘキシルメタンジアミンを含むことを特徴とする請求項42に記載の方法。
  47. 47
    前記水溶性高分子剤は、水溶性の脂肪族ジイソシアネートと第3アミンとの反応生成物を含むことを特徴とする請求項42に記載の方法。
  48. 48
    前記脂肪族ジイソシアネートは、ジメチルプロピオン酸とイソフォロンジイソシアネートとの反応生成物を含むことを特徴とする請求項47に記載の方法。
  49. 49
    前記基材は、所定環境下で塗布されることを特徴とする請求項42に記載の方法。
  50. 50
    前記塗布された基材は、所定環境下で乾燥されることを特徴とする請求項42に記載の方法。
  51. 51
    自浄作用を有し光触媒活性であり薄膜化可能な無色且つ水不溶性の塗料の製造方法であって、 (a)約6~10nmの範囲内の粒径を有する光触媒活性の金属酸化物粒子と、金属過酸化物と、を含む水性配合物を製造し、該金属酸化物粒子の一部を前記水性配合物に溶解せしめるステップと、 (b)水溶性高分子剤を前記ステップ(a)で得た水性配合物に加え、前記水溶性高分子剤の量を前記水性配合物の構成成分の全乾燥重量に対して約5~50重量パーセントとならしめるステップと、を備えることを特徴とする製造方法。
  52. 52
    前記水溶性高分子剤はポリエチレンオキシドシランを含むことを特徴とする請求項51に記載の方法。
  53. 53
    前記水溶性高分子剤は脂肪族アクリルウレタンポリマーであることを特徴とする請求項51に記載の方法。
  54. 54
    前記水溶性高分子剤はパラビスシクロヘキシルメタンジアミンであることを特徴とする請求項51に記載の方法。
  55. 55
    前記水溶性高分子剤は水溶性の脂肪族ジイソシアネートと第3アミンとの反応生成物であることを特徴とする請求項51に記載の方法。
  56. 56
    前記脂肪族ジイソシアネートは、ジメチルプロピオン酸とイソフォロンジイソシアネートとの反応生成物であることを特徴とする請求項51に記載の方法。
  57. 57
    前記水溶性高分子剤の量は、前記金属過酸化物と水溶性高分子剤との全乾燥重量に対して約9~55重量パーセントであることを特徴とする請求項51に記載の方法。
  58. 58
    前記金属過酸化物は二酸化チタンゾル過酸化物であることを特徴とする請求項51に記載の方法。
  59. 59
    基材上への薄膜且つ自浄作用を有する光触媒活性の無色且つ水不溶性のコーティングの製造方法であって、 (a)約6~10nmの範囲内の粒径を有する光触媒活性の金属酸化物粒子と、金属過酸化物と、を含む水性配合物を製造し、該金属酸化物粒子の一部を前記水性配合物に溶解せしめるステップと、 (b)水溶性高分子剤を前記ステップ(a)で得た配合物に加え、前記水溶性高分子剤の量を前記水性配合物の構成成分の全乾燥重量に対して約5~50重量パーセントとならしめるステップと、 (c)前記基材に、100°C未満の温度において前記ステップ(b)で得た溶液を塗布するステップと、 (d)前記塗布された基材を100°C未満の温度で乾燥するステップと、を備えることを特徴とする製造方法。
  60. 60
    前記金属過酸化物はチタン過酸化物であることを特徴とする請求項59に記載の方法。
  61. 61
    前記水溶性高分子剤は、ポリエチレンオキシドシラン湿潤剤を含むことを特徴とする請求項59に記載の方法。
  62. 62
    前記水溶性高分子剤は、脂肪族アクリルウレタンポリマーを含むことを特徴とする請求項59に記載の方法。
  63. 63
    前記水溶性高分子剤は、パラビスシクロヘキシルメタンジアミン鎖伸長剤を含むことを特徴とする請求項59に記載の方法。
  64. 64
    前記水溶性高分子剤は、水溶性の脂肪族ジイソシアネートと第3アミンとの反応生成物を含むことを特徴とする請求項59に記載の方法。
  65. 65
    前記脂肪族ジイソシアネートは、ジメチルプロピオン酸とイソフォロンジイソシアネートとの反応生成物である付加体を含むことを特徴とする請求項59に記載の方法。
  66. 66
    前記基材は所定環境下で塗布されることを特徴とする請求項59に記載の方法。
  67. 67
    前記塗布された基材は、所定環境下で乾燥されることを特徴とする請求項59に記載の方法。
  68. 68
    前記金属酸化物粒子は、TiO 2 ,ZnO,SrTi0 3 ,CdO,In 2 0 3 ,BaTiO 3 ,K 2 NbO 3 ,Fe 2 0 3 ,Ta 2 0 5 ,WO 3 ,Sa0 2 ,Bi 2 0 3 ,NiO,Cu 2 0,SiO 2 ,RuO 2 ,CeO 2 から選択されることを特徴とする請求項59に記載の方法。
  69. 69
    前記金属酸化物粒子は、Ti0 2 およびZrO 2 から選択されることを特徴とする請求項59に記載の方法。
  70. 70
    約6~10nmの範囲内の粒径を有する金属酸化物粒子をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の塗料。
  71. 71
    前記金属酸化物粒子の一部が溶解されてなることを特徴とする請求項70に記載の塗料。
  72. 72
    前記金属酸化物粒子の全てが溶解されてなることを特徴とする請求項70に記載の塗料。
Independent claims72