光触媒機能を有する成形品
【課題】室内で照射される蛍光灯などの可視光によっても、光触媒機能が発揮される成形品を提供することを課題とする。
【解決手段】化粧板や複層板や模様板などの基材１０の少なくとも片面に、可視光で光触媒機能を発揮する光触媒粒子が分散された光触媒層５を設ける。この光触媒粒子としては、窒素をドーピングした光触媒酸化チタン、或は酸素格子欠陥を持つ光触媒酸化チタン、或はブルッカイト型の結晶構造を持つ光触媒酸化チタン粒子などが使用される。そして、光触媒層５は、接着層３、保護層４とを介して積層されている。また、光触媒層の厚みは、１〜１０００ｎｍ程度にされるが、当該光触媒層５にクラックを生じさせないためには１５０ｎｍ以下とされる。
【解決手段】化粧板や複層板や模様板などの基材１０の少なくとも片面に、可視光で光触媒機能を発揮する光触媒粒子が分散された光触媒層５を設ける。この光触媒粒子としては、窒素をドーピングした光触媒酸化チタン、或は酸素格子欠陥を持つ光触媒酸化チタン、或はブルッカイト型の結晶構造を持つ光触媒酸化チタン粒子などが使用される。そして、光触媒層５は、接着層３、保護層４とを介して積層されている。また、光触媒層の厚みは、１〜１０００ｎｍ程度にされるが、当該光触媒層５にクラックを生じさせないためには１５０ｎｍ以下とされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内で光触媒機能を有する成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セラミックや金属や合成樹脂などの基材の表面に光触媒層を形成し、光触媒機能を付与した種々の成形品が開発されている。これらの成形品は、表面に露出する光触媒粒子により、悪臭を分解したり、抗菌・防黴作用をなしたり、親水性を発揮したりするため、クーラーや掃除機や鏡等の家庭用品、自動車の部品、カーポートの屋根材等の建築資材、高速道路や鉄道などの防音板等の道路資材などに使用されている。
【０００３】
一方、室内で使用される化粧板や壁紙などにも光触媒粒子を含む光触媒層を設けた成形品の研究開発がなされている。例えば、無機質不燃化粧板に光触媒層を設け、表面を親水性にすることで払拭による清掃を簡単に行なう化粧板が知られている（特許文献１）。この光触媒層は、アナターゼ型酸化チタンがシリコ−ン系樹脂に分散された塗布層からなるものである。
【特許文献１】特開２００３−７１９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の光触媒層に用いられているアナターゼ型酸化チタンは、紫外線が照射されると光触媒機能を良好に発揮させることができるが、これより波長が長い可視光が照射されても光触媒機能を十分に発揮させることはできなかった。そのため、この化粧板が室内で使用される場合に、窓際に施工されて太陽光がよく当たると光触媒機能が発揮されるが、太陽光が殆ど当たらずに蛍光灯や電灯の光が当たる場所に施工されると光触媒機能を満足に発揮させることはできない、という問題があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、室内で使用される成形品であっても光触媒機能が発揮される成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため、本発明の光触媒機能を有する成形品は、室内で使用される成形品であって、その表面に可視光で光触媒機能を発揮する光触媒粒子が分散された光触媒層が設けられていることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明においては、光触媒粒子が、窒素をドーピングした光触媒酸化チタン、酸素格子欠陥を持つ光触媒酸化チタン、ブルッカイト型の結晶構造を持つ光触媒酸化チタン粒子のいずれかであることが望ましい。そして、光触媒層が、成形品を構成する基材に接着層と保護層とを介して積層一体化されていることが好ましい。また、本発明の成形品が、無機質材料と熱硬化性樹脂とからなる基材層と化粧層とが積層一体化された化粧板であることが好ましく、また、成形品がポリカーボネート樹脂で成形されていることも好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の光触媒機能を有する成形品は、光触媒粒子として可視光で光触媒機能を発揮する粒子を用いているので、室内の蛍光灯や電灯などの波長が３５０〜８００ｎｍの可視光であっても、この可視光が光触媒層に当たることにより光触媒機能が発揮され、光触媒層に接触する悪臭を分解したり、親水性を発揮し、拭き掃除を容易にしたりする。
【０００８】
特に、光触媒粒子が、窒素をドーピングした光触媒酸化チタン、酸素格子欠陥を持つ光触媒酸化チタン、ブルッカイト型の結晶構造を持つ光触媒酸化チタン粒子のいずれかであると、可視光を吸収する事で光触媒機能が良好にかつ繰り返し安定的に発揮させることができる。
そして、光触媒層が成形品を構成する基材に接着層と保護層とを介して積層一体化されていると、接着層により保護層及び光触媒層を基材に接着させ、保護層により光触媒層の光触媒機能が接着層及び基材に作用するのを遮断して接着層と基材との劣化をなくし、長期に亘る耐久性を維持できる。
【０００９】
この光触媒層を有する成形品が、無機質材料と熱硬化性樹脂とからなる基材層と化粧層とが積層一体化された化粧板であると、台所や便所や洗面所や風呂場などの家屋の室内、或は駅舎や体育館や通路などの室内に施工されて、蛍光灯や電灯が点灯されると、光触媒機能が発揮されて夫々の環境に於ける悪臭や細菌および有毒成分を分解したり、付着した汚れ等を清掃により容易に取り除くことができる。
また、光触媒層を有する成形品が、ポリカーボネート樹脂で成形されていると、家屋室内や店舗室内などにポリカーボネート樹脂の透光性と強度とを生かして間仕切りなどに使用され、蛍光灯や電灯が点灯されると、光触媒機能が発揮されて各々の環境に於ける悪臭や細菌および有毒成分を分解したり、付着した汚れ等を清掃により容易に取り除くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の具体的な実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００１１】
図１は本発明の一実施形態を示す断面図である。
図1に示す成形品は、無機質材料と熱硬化性樹脂とからなる基材層１と化粧層２とからなる基材１０の化粧層２の外表面に、接着層３と保護層４とを介して光触媒層５を一体に積層してなる化粧板Ｔ１である。そして、この化粧板Ｔ１の裏面には強度向上や反り防止や壁面への接着性などを向上させるために、熱硬化性樹脂を含浸させたクラフト紙からなるバッカー層６を一体に積層している。
【００１２】
基材１０を構成する一方の基材層１は、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの含水無機材或は炭酸カルシウム、タルクなどの無機充填材などからなる無機質材料とメラミン樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂とよりなる組成物を、ガラス不織布に含浸させたり、硬化性樹脂含浸ガラス不織布の表面に積層させたりし、これらを複数枚積層させたりしたものが好適に用いられる。その他、無機質材料と硬化性樹脂とを混合して固化させたものでもよい。
【００１３】
具体的には、図２（ａ）に示すように、ガラス不織布に前記無機質材料と熱硬化性樹脂とよりなる塗液を含浸させた無機含浸不織布シート１１を複数枚積層した基材層１、或は、図２（ｂ）に示すように、前記ガラス不織布に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸不織布シート１２の片側の表面に、前記塗液を塗布・固化して積層させた無機質層１３とよりなる複合シート１４を複数枚積層した基材層１、或は、図２（ｃ）に示すように、中心に前記ガラス不織布より厚みの厚いガラス不織布に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸不織布シート１５の両側に前記塗液を塗布、固化させた厚みの厚い無機質層１６とよりなる基材層１などが使用される。
【００１４】
このような基材層１には、無機質材料を７０〜９０質量％、熱硬化性樹脂を１０〜３０質量％含有させることが、不燃性の化粧板を作製するうえで好ましい。そして、この基材層１の厚みを１．５〜５ｍｍ程度にすることで、化粧板としての強度、剛性などを付与することができる。
なお、この基材層１の構成を、その他の構成とすることができることは言うまでもない。
【００１５】
基材１０を構成する一方の化粧層２は、例えば酸化チタンを含有するクラフト紙などにメラミン樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸硬化させ、その表面に化粧板の模様や目地となる印刷を施した化粧紙が好ましく使用される。このチタン含有クラフト紙は、５０〜１５０ｇ／ｍ２のものが好ましく使用され、これに熱硬化性樹脂を８０〜２００ｇ／ｍ２含浸させたものを使用することが好ましい。
【００１６】
また、接着層３は、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、熱可塑性エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂などの接着性樹脂を用いて形成された層である。この接着層３は、基材層１と保護層４とを接着して一体化するものであり、基材層１と保護層４に使用される各材質を懸案して前記接着性樹脂の中から適宜選択されるが、いろいろな材質に良好に接着するアクリル系樹脂が最も好ましく用いられる。この接着層３の厚さは、０．１〜５０μｍに形成することが好ましい。０．１μｍより薄いと接着性が乏しくなり剥離する恐れがあり、５０μｍより厚いと接着性の向上がみられないので材料の無駄使いとなる。好ましい厚さは、１〜１０μｍである。
【００１７】
さらに、保護層４は、光触媒層５の光触媒作用が接着層３に作用するのを遮断するための層であり、シリカなどの無機物とポリジメチルシロキサンやアクリル樹脂やフッ素樹脂などのバインダー樹脂とを均一に混合させた組成物、或はシリコーン樹脂とアクリル樹脂との共重合樹脂などのように、無機物と有機物とからなる組成物で形成してなる無機−有機層、或はシリコーン樹脂が使用される。そのため、この保護層４は光触媒層５に比べて無機物の量が少なく、伸縮や衝撃や捻りなどが加わってもクラックが生じることはない。この保護層４の厚さは０．０１〜１０μｍに形成することが好ましい。０．０１μｍより薄いと、光触媒機能を効果的に遮断することができずに接着層３に光触媒作用が及んで劣化させる恐れがあり、１０μｍより厚くても遮断機能の更なる向上がみられないので材料の無駄使いとなる。より好ましい厚さは、０．５〜５μｍである。
【００１８】
更に、光触媒層５は、可視光で光触媒機能を発揮する光触媒粒子とバインダーとが均一に分散して形成された層であり、そこに含有されている光触媒粒子により悪臭を分解したり、親水性となったり、抗菌・防黴作用などの光触媒機能を発揮する。特にバインダーとして、シリカ若しくはシリコーン樹脂が、また必要に応じて１質量％以下の分散剤や樹脂とが用いられて形成された層であることが好ましく、これらのバインダーは光触媒粒子に直接接して光触媒機能が作用しても劣化することがなく、長期間に亘って光触媒層５を形成しておくことができる。
【００１９】
前記光触媒粒子は、可視光で光触媒機能を発揮する光触媒粒子であれば特に限定されるものではないが、例えば光触媒機能を有する酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、ＳｒＴiＯ３、ＷＯ３などの金属酸化物の粒子に、窒素、硫黄、炭素などをドーピングした光触媒粒子、或は結晶格子中に酸素欠陥を施した光触媒粒子、或は白金等を担持した光触媒粒子、或はブルッカイト型の結晶構造を持つ光触媒酸化チタン粒子などが使用される。これらの光触媒粒子が可視光により光触媒機能を発揮する機構は明らかでないが、例えば窒素をドーピングした光触媒粒子においては、Ｎをドーピングすることで可視光領域に新たな吸収帯が生じ、可視光を吸収して光触媒機能を発揮することができるものと考えられる。これらのなかでも、酸化チタンに窒素をドーピングした光触媒粒子、或は酸素格子欠陥を持つ光触媒酸化チタン、或はブルッカイト型の結晶構造を持つ光触媒酸化チタン粒子は、それ自体が他の粒子より活性が高くて入手し易く、吸収した可視光により光触媒機能が高くなるので、より好ましく使用される。
【００２０】
この光触媒粒子は、光触媒層５の中に３〜２０質量％含有される。３質量％以下では光触媒機能を発揮させることが困難であるし、２０質量％以上であっても光触媒機能がそれ以上向上せずに材料の無駄遣いとなる。
【００２１】
光触媒層５に含有されるバインダーである前記シリカは、シリカ前駆体、水ガラスなどのシリカを主体とした無機材料が使用され、これらが単独で或は組合わされて、更にはシリコーン樹脂と組み合わせて用いられ、これらは光触媒機能が作用しても劣化することはない。このシリカやシリコーン樹脂は光触媒層５の中に９７〜８０質量％含有されていて、光触媒粒子と共に光触媒層５を形成するために使用されている。
【００２２】
さらに、上記の窒素、硫黄、炭素などをドーピングした光触媒粒子に、アパタイト、ゼオライト、シリカ（二酸化ケイ素）、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化チタン、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、マグネシア、カルシアなどの無機材を網状に或は多孔質状に被覆してなる網状被覆型光触媒粒子なども好ましく使用される。これらは網状の網目を通じて可視光が光触媒粒子にまで達して光触媒機能を発揮すると共に、光触媒粒子は光触媒層５を構成するバインダーに直接接することがないので、バインダーとして樹脂を選択し当該樹脂中に直接分散させても樹脂を分解し劣化させることがない。そのため、保護層４を必要とせず、化粧層２に直接又は接着層３を介して光触媒層５を形成することもできる。
そして、これらの被覆無機材は、光触媒粒子に数オングストローム〜数μｍの厚さで、０．１〜５．０質量％となるように被覆されて、網状被覆型光触媒粒子の直径を５００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、更には０．００１〜２０μｍとされている。
【００２３】
これらの網状被覆型光触媒粒子のなかで、ゼオライト又はシリカの多孔質材で被覆した酸化チタン光触媒粒子は、ゼオライトやシリカが悪臭を捕獲し、酸化チタン光触媒粒子で付着悪臭を分解するので、効果的に悪臭を分解でき好ましく用いられる。
【００２４】
光触媒層５の厚さは、１〜１０００ｎｍ程度の厚みにすることが好ましい。この厚みの中でも、１〜１５０ｎｍ、好ましくは５〜１００ｎｍの厚さであると光触媒層５にクラックが発生することがなく光触媒機能を発揮し、また１５０〜５００ｎｍにすると余りクラックが発生することなく且つ光触媒機能を十分に発揮させることができ、さらに５００〜１０００ｎｍにすると光触媒機能が十二分に発揮させることができる。
【００２５】
しかし、該光触媒層５が、前記の如く、光触媒粒子とシリカ若しくはシリコーン樹脂とよりなる無機層であると、該層内部の残留応力がある一定以上になった場合に、クラックとなって応力を開放しようとする。この傾向は光触媒層５の厚さが厚くなるほど、また成形品の熱伸縮が大きいほど大きくなる傾向にある。化粧板Ｔ１の基材層１が、例えガラス繊維が含有され熱伸縮率が４×１０−６／℃と小さく、且つ室内で使用するとはいえ、夏冬、昼夜、冷暖房などによる温度差（４０℃）によって熱伸縮を繰り返すので、光触媒層５が厚過ぎると、基材１０の熱伸縮に追従することができない。そのため、この熱伸縮に追従できない光触媒層５にはクラックが発生し、化粧板Ｔ１の表面が白濁して模様が見えなくなるし外観も悪くなる。
【００２６】
そのため、クラックを生じなくするためには、光触媒層５の厚みを１〜１５０ｎｍ、好ましくは５〜１００ｎｍ、より好ましくは１０〜８０ｎｍにすることで、光触媒層５の形成時の内部応力を少なくし、例え基材１０が熱伸縮してもクラックが発生しないようにすることが好ましいのである。
【００２７】
しかし、厚みを１〜１５０ｎｍと薄くすると、厚みが厚い光触媒層５に比べて光触媒機能に劣るので、光触媒機能を一層良好に発揮させるためには、光触媒層５の厚さを１５０〜１０００ｎｍと厚くすることが好ましい。この場合は、当該光触媒層５の内部歪を大きくしないことが必要であるので、化粧層２と光触媒層５との間に設けている接着層３若しくは保護層４の厚みを、特に接着層３の厚みを上記に記載の厚さより厚くし、接着層３の厚さを３〜５０μｍに、保護層４の厚さを１〜１０μｍにすることで、基材層１の熱伸縮が当該接着層３、更には保護層４で緩和されて熱伸縮を吸収し、光触媒層５に対する熱伸縮の影響を少なくして内部歪の増加をなくして、クラックの発生をなくすことが好ましい。
【００２８】
このような基材層１と化粧層２と接着層３と保護層４と光触媒層５とを積層一体化した化粧板Ｔ１を作製する方法は特に限定されないが、例えば次の方法が用いられる。
まず、図２（ａ）や図２（ｂ）や図２（ｃ）に示すような、無機質材料と熱硬化性樹脂を含む基材層１となる無機含浸或は樹脂含浸ガラス不織シートを作製すると共に、クラフト紙に熱硬化性樹脂を含浸した化粧層２となる化粧紙を作製し、さらに熱硬化性樹脂を含浸させたバッカー層６となるクラフト紙を作製する。そして、前記ガラス不織布を複数枚重ねると共に、その上側に前記化粧紙を、下側に前記クラフト紙を重ねて熱圧することで、化粧層２と基材層１とバッカー層６とが積層一体化した化粧板を作製する。
【００２９】
一方、光触媒粒子とシリカ若しくはシリコーン樹脂とを、必要に応じて分散剤やバインダーの少量(１重量％以下)とを、溶剤若しくは水に均一に分散した光触媒層用塗料、接着性樹脂を溶剤に均一に溶解した接着層用塗料、シリカなどの無機物と樹脂などの有機物とを溶剤に均一に分散した保護層用塗料をそれぞれ作製する。
【００３０】
そして、前記化粧板の化粧層２の表面に、前記接着層用塗料を塗布して接着層３を形成し、その上に保護層用塗料を塗布して保護層４を形成し、更に、その上に光触媒層用塗料を塗布して光触媒層５を形成することで、図１に示すような６層構造の光触媒機能を有する化粧板Ｔ１を製造することができる。なお、必要に応じて、化粧層２の表面にコロナ処理などを施して接着性を高めても良い。
【００３１】
他の方法としては、アクリル系樹脂フィルムに前記保護層用塗料と前記光触媒層用塗料とを塗布して、該フィルムに保護層４、光触媒層５をこの順で形成したラミネートフィルムを作製する。そして、前記化粧板の化粧層２の表面に、該ラミネートフィルムのアクリル系樹脂フィルムが化粧層２側になるように重ねて加熱加圧してラミネートして接着することで、６層構造の光触媒機能を有する化粧板Ｔ１を得ることができる。このラミネートの方法では、アクリル系樹脂フィルムが接着層２の作用をなすため、接着層用塗料を塗布する必要はないが、接着層用塗料を併用してもよい。
【００３２】
更に他の方法は、ポリエチレンテレフタレートなどの剥離性を有する剥離フィルムの表面に、上記光触媒層用塗料を塗布して光触媒層５を形成し、その上に上記保護層用塗料を塗布して保護層４を形成し、更にその上に接着層用塗料を塗布して接着層３を形成することにより、剥離フィルムに光触媒層５、保護層４、接着層３をこの順で形成した転写フィルムを作製する。そして、前記化粧板の化粧層２に、作製された転写フィルムの接着層３が化粧層２側になるように重ねて加熱加圧し、化粧板に接着層３、保護層４、光触媒層５を転写させることで、６層構造の光触媒機能を有する化粧板Ｔ１を得ることができる。
【００３３】
さらに、光触媒層５に用いる光触媒粒子が、前記ゼオライトなどを網状に被覆してなる網状被覆型光触媒粒子を用いる場合は、前記各作製方法を採ってもよいが、前記の如く、当該粒子の光触媒機能が発揮されてもバインダー樹脂を分解せず、化粧層２の中に分散させておくこともできる。そのため、この場合は接着層３、保護層４は必ずしも必要がない。この化粧板Ｔ１を作製するには、この網状被覆型光触媒粒子を化粧紙などに含浸させるメラミン樹脂に均一に混合し、この混合塗液を化粧紙に含浸させることで、前記光触媒粒子を化粧紙に担持させ、これを複数枚の前記ガラス不織布の上に重ね合せて熱圧して積層することで、化粧層２に網状被覆型光触媒粒子を分散させた化粧板Ｔ１を得ることができる。従って、この化粧板Ｔ１においては、化粧層２と光触媒層５とが一体化したものとなる。さらに、混合塗液を化粧紙に含浸させる際に、網状被覆型光触媒粒子が化粧紙の表面側に多く担持されて表面にも露出し易いので、光触媒機能も十分に発揮させることができる。
【００３４】
このようにして得られた化粧板Ｔ１は、室内の蛍光灯などから照射される３５０〜８００ｎｍの可視光を受けて、光触媒層５に含有されている光触媒粒子が光触媒機能を発揮し、悪臭を分解し、さらに親水性となって清掃を容易にする。さらに抗菌・防黴機能も発揮する。光触媒層の厚みが１〜１５０ｎｍと薄いと、化粧板Ｔ１が熱伸縮しても光触媒層５にクラックを生じることはなく、長期に亘り外観を綺麗に保ち模様も保たせることができる。
【００３５】
図３は本発明の他の実施形態を示す断面図である。
この実施形態に示す成形品は、樹脂よりなる複層構造の基材７の両表面に、接着層３、保護層４、光触媒層５、とを一体に積層してなる光触媒機能付き樹脂製複層板Ｔ２である。なお、複層基材７の片面にのみ接着層３、保護層４、光触媒層５を設けてもよい。
【００３６】
この複層基材７は、図３に示すように、上面材７１と下面材７２とこれらを連接する複数のリブ７３とからなっている。そのため、上面材７１と下面材７２とリブ７３とで囲まれた多数の中空部７４が形成されていて、複層基材７は剛性を有し、断熱性を有し、視線遮蔽も行ない得るので、室内の間仕切り、インテリア、オブジェなどとして用いられる。この複層基材７は、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂やポリエステル樹脂やポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂やポリ塩化ビニル樹脂などの透光性熱可塑性樹脂を用いて押出し成形されたものである。このなかでも、ポリカーボネート樹脂からなる複層基材７は、強度があり、透光性も良好であるため好ましく用いられる。この複層基材７の厚さは３〜５０ｍｍ程度で、リブ間は５〜５０ｍｍ程度である。またその全光線透過率は４０％以上の、好ましくは７０％以上の透光性を有している。なお、複層基材７の表面に紫外線吸収剤を含有する樹脂やアクリル樹脂からなる耐候性層を設けてもよい。
【００３７】
この複層基材７の両表面に形成される光触媒層５の厚みは、１〜１０００ｎｍ程度、光触媒機能を良好に発揮させるには５〜５００ｎｍの厚みとすることが好ましいが、この複層基材７は、ガラス繊維で補強されていないので、熱伸縮が前記化粧板Ｔ１より大きい。そのため、温度差が室外とは比べて少ないとはいえ、熱伸縮によりクラックが発生し易いので、その厚さを５〜７０ｎｍに、好ましくは５〜５０ｎｍ程度にしてクラックの発生を防止するのがより好ましい。
【００３８】
この複層板Ｔ２の光触媒粒子、光触媒層５、保護層４、接着層３は、前記化粧板Ｔ１に用いたものと同じであるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
この光触媒機能付き複層板Ｔ２を得るためには、まず複層基材７を押し出し成形などで作製する。そして、この複層基材７の両表面に、前記と同様に、直接各塗料を塗布したり、ラミネートしたり、転写したりして、接着層３、保護層４、光触媒層５を形成することで、光触媒機能付き複層板Ｔ２を容易に作製することができる。また、網状被覆型光触媒粒子を用いる場合は、複層基材７の両表面に共押出しにより直接光触媒層５を形成するなどの方法で作製してもよい。
【００４０】
このようにして得られた光触媒機能付き複層板Ｔ２も、室内の蛍光灯などから照射される３５０〜８００ｎｍの可視光を受けて、光触媒層５に含有されている光触媒粒子が光触媒機能を発揮し、悪臭を分解し、さらに親水性となって清掃を容易にする。さらに抗菌・防黴機能も発揮する。光触媒層の厚みが５〜７０ｎｍと薄いと、複層板Ｔ２が熱伸縮しても光触媒層５にクラックを生じることはなく、長期に亘り外観を綺麗に保ち、透光性も維持できる。
【００４１】
図４は本発明の更に他の実施形態を示す断面図である。
この実施形態に示す成形品は、樹脂などよりなる模様基材８の両表面に、接着層３と保護層４とを介して光触媒層５を一体に積層してなる光触媒機能付き模様板Ｔ３である。
この模様基材８は、図４に示すように、単層の板材の片面に凹凸の模様を付した樹脂板である。なお、模様は樹脂板の両面に設けてもよいし、また光触媒層５は片面のみに形成してもよい。
【００４２】
この模様基材８は、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂やポリエステル樹脂やポリ塩化ビニル樹脂などの透光性熱可塑性樹脂を使用され形成されたものであり、その厚さは２〜１０ｍｍ程度、凹凸の深さは０．２〜１．０ｍｍ程度にしてある。また、その全光線透過率は７０％以上の透光性を有するようにしてある。特に、ポリカーボネート樹脂より製された模様基材８は、機械的強度があるうえに、全光線透過率も高くて透光性を有するので、好ましく使用されて、室内の間仕切り、ガラス代用品、オブジェなどに用いられる。
【００４３】
この光触媒機能付き模様板Ｔ３を得るためには、まず片面に凹凸模様を有する模様基材８を押し出し成形やプレス成形で、或は表面平坦な板に塗料などを施してシボ付き模様を有する模様基材８を作製する。
そして、この模様基材８の片面の模様面には前記各塗料を塗布して接着層３、保護層４、光触媒層５を形成し、他面のフラットな平坦面には前記塗料を塗布して形成してもよいし、ラミネートしたり、転写したりして接着層３、保護層４、光触媒層５を形成する。模様面は凹凸があるために、ラミネート若しくは転写すると、当該凹凸が埋まって平坦になり凹凸模様が目立たなくなる恐れもあるので、直接塗料を塗布することが好ましいのである。
【００４４】
この光触媒機能付き模様板Ｔ３の接着層３、保護層４、光触媒層５の前記以外のことは、前記複層板Ｔ２に用いたものと同じであるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
このようにして得られた光触媒機能付き模様板Ｔ３も前記複層板Ｔ２と同様に、室内の蛍光灯などから照射される３５０〜８００ｎｍの可視光を受けて光触媒機能を発揮し、悪臭を分解したり、清掃を容易にしたり、抗菌・防黴機能を発揮する。また、光触媒層５の厚みが５〜７０ｎｍと薄いとクラックを生じることがなく、長期に亘り外観を綺麗に保ち透光性も維持できる。
【００４６】
図５は本発明の更に他の実施形態を示す断面図である。
この実施形態に示す成形品は、樹脂よりなる樹脂基材９の片面の一部に凹凸模様部９１を形成すると共に、当該凹凸模様部９１を含む両表面に、接着層３と保護層４とを介して光触媒層５を一体に積層してなる光触媒機能付き樹脂板Ｔ４である。
【００４７】
この樹脂基材９は両面が平坦な板材であり、図５に示すように、その片面の一部に凹凸模様部９１を形成したものである。この凹凸模様部９１は、樹脂基材９の表面の全長或は全幅に亘って形成されていてもよいし、或は部分的な面域にのみ形成されていてもよい。更に、凹凸は連続的に形成されていてもよいし、非連続的に形成してもよい。また、凹凸は直線状、非直線状、湾曲状、斜線状、四角状、円形状などのあらゆる形状を取り得る。
なお、凹凸模様部９１は樹脂基材９の両面に設けてもよい。また光触媒層５は片面のみに形成してもよい。
【００４８】
樹脂基材９に凹凸模様部９１を形成するには、樹脂基材９に、凹凸を一部に有するフィルムをラミネートしてもよいし、一部に凹凸を有するプレス艶板や押出しロールで押圧して形成してもよいし、樹脂塗料を一部に塗布した後に熱等を加えて塗膜を収縮させて皺状凹凸を発生させて形成させてもよい。その他、どのような公知の手段を用いて樹脂基材９の表面に形成してもよい。更に、樹脂基材９の形成時に同時に形成してもよい。
【００４９】
この凹凸模様部９１の凸部の基材表面からの高さは、０．１〜１．０ｍｍ程度にして、凹凸模様が浮かび上がって見えるようにしてある。また、樹脂基材９の全光線透過率は、７０％以上の透光性を有するようにしてある。そのため、凹凸模様部９１が形成されている面域は光拡散されるが、形成されていない面域は光透過し反対側が透けて見えることとなり、光反射と光透過とが対照的に現れて斬新な模様となっている。
【００５０】
このような樹脂基材９を形成する樹脂は、前記模様基材８と同様の透光性樹脂が用いられ、その中でも、ポリカーボネート樹脂により形成された樹脂基材９は、機械的強度があるうえに、全光線透過率も高くて透光性を有するので、好ましく使用される。
【００５１】
そして、この樹脂基材９の片面の凹凸模様部９１及び平坦な基材表面に、前記各塗料を塗布して接着層３、保護層４、光触媒層５を形成し、一方樹脂基材８の他面のフラットな平坦面には前記塗料を塗布して接着層３、保護層４、光触媒層５を形成する。このように、各層を形成しても、樹脂基材９の凹凸模様部９１が光触媒層５の表面に現れて、一部に模様を有する光触媒機能付き樹脂板Ｔ４が得られる。
また、前記実施例の如く、ラミネートしたり、転写したりして、接着層３、保護層４、光触媒層５を形成してもよい。しかし、凹凸模様部９１のある片面は、前記の如く、一部に模様を有するために、直接塗料を塗布することが好ましい。
【００５２】
光触媒層５の厚さは、前記の如く、１〜１０００ｎｍ程度になされるが、クラックを発生させないためには、１〜１００ｎｍ、好ましくは５〜７０ｎｍ、更に好ましくは５〜５０ｎｍになされる。
【００５３】
この光触媒機能付き樹脂板Ｔ４の接着層３、保護層４、光触媒層５は、前記複層板Ｔ２に用いたものと同じであるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００５４】
このようにして得られた光触媒機能付き樹脂板Ｔ４も、前記複層板Ｔ２、Ｔ３と同様に、室内の蛍光灯などから照射される３５０〜８００ｎｍの可視光を受けて光触媒機能を発揮し、悪臭を分解したり、清掃を容易にしたり、抗菌・防黴機能をなす。また、光触媒層５の厚みが５〜１００ｎｍと薄いとクラックを生じることがなく、長期に亘り外観を綺麗に保ち透光性も維持できる。そして、この樹脂板Ｔ４は、一部が模様を、他部が透明であるので、このコントラストにより斬新な模様を有する樹脂板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の上記実施形態の基材層の各変形例を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
Ｔ１ 化粧板
Ｔ２ 複層板
Ｔ３ 模様板
Ｔ４ 樹脂板
１０ 基材
１ 基材層
２ 化粧層
３ 接着層
４ 保護層
５ 光触媒層
６ バッカー層
７、８、９ 基材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内で光触媒機能を有する成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セラミックや金属や合成樹脂などの基材の表面に光触媒層を形成し、光触媒機能を付与した種々の成形品が開発されている。これらの成形品は、表面に露出する光触媒粒子により、悪臭を分解したり、抗菌・防黴作用をなしたり、親水性を発揮したりするため、クーラーや掃除機や鏡等の家庭用品、自動車の部品、カーポートの屋根材等の建築資材、高速道路や鉄道などの防音板等の道路資材などに使用されている。
【０００３】
一方、室内で使用される化粧板や壁紙などにも光触媒粒子を含む光触媒層を設けた成形品の研究開発がなされている。例えば、無機質不燃化粧板に光触媒層を設け、表面を親水性にすることで払拭による清掃を簡単に行なう化粧板が知られている（特許文献１）。この光触媒層は、アナターゼ型酸化チタンがシリコ−ン系樹脂に分散された塗布層からなるものである。
【特許文献１】特開２００３−７１９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の光触媒層に用いられているアナターゼ型酸化チタンは、紫外線が照射されると光触媒機能を良好に発揮させることができるが、これより波長が長い可視光が照射されても光触媒機能を十分に発揮させることはできなかった。そのため、この化粧板が室内で使用される場合に、窓際に施工されて太陽光がよく当たると光触媒機能が発揮されるが、太陽光が殆ど当たらずに蛍光灯や電灯の光が当たる場所に施工されると光触媒機能を満足に発揮させることはできない、という問題があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、室内で使用される成形品であっても光触媒機能が発揮される成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため、本発明の光触媒機能を有する成形品は、室内で使用される成形品であって、その表面に可視光で光触媒機能を発揮する光触媒粒子が分散された光触媒層が設けられていることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明においては、光触媒粒子が、窒素をドーピングした光触媒酸化チタン、酸素格子欠陥を持つ光触媒酸化チタン、ブルッカイト型の結晶構造を持つ光触媒酸化チタン粒子のいずれかであることが望ましい。そして、光触媒層が、成形品を構成する基材に接着層と保護層とを介して積層一体化されていることが好ましい。また、本発明の成形品が、無機質材料と熱硬化性樹脂とからなる基材層と化粧層とが積層一体化された化粧板であることが好ましく、また、成形品がポリカーボネート樹脂で成形されていることも好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の光触媒機能を有する成形品は、光触媒粒子として可視光で光触媒機能を発揮する粒子を用いているので、室内の蛍光灯や電灯などの波長が３５０〜８００ｎｍの可視光であっても、この可視光が光触媒層に当たることにより光触媒機能が発揮され、光触媒層に接触する悪臭を分解したり、親水性を発揮し、拭き掃除を容易にしたりする。
【０００８】
特に、光触媒粒子が、窒素をドーピングした光触媒酸化チタン、酸素格子欠陥を持つ光触媒酸化チタン、ブルッカイト型の結晶構造を持つ光触媒酸化チタン粒子のいずれかであると、可視光を吸収する事で光触媒機能が良好にかつ繰り返し安定的に発揮させることができる。
そして、光触媒層が成形品を構成する基材に接着層と保護層とを介して積層一体化されていると、接着層により保護層及び光触媒層を基材に接着させ、保護層により光触媒層の光触媒機能が接着層及び基材に作用するのを遮断して接着層と基材との劣化をなくし、長期に亘る耐久性を維持できる。
【０００９】
この光触媒層を有する成形品が、無機質材料と熱硬化性樹脂とからなる基材層と化粧層とが積層一体化された化粧板であると、台所や便所や洗面所や風呂場などの家屋の室内、或は駅舎や体育館や通路などの室内に施工されて、蛍光灯や電灯が点灯されると、光触媒機能が発揮されて夫々の環境に於ける悪臭や細菌および有毒成分を分解したり、付着した汚れ等を清掃により容易に取り除くことができる。
また、光触媒層を有する成形品が、ポリカーボネート樹脂で成形されていると、家屋室内や店舗室内などにポリカーボネート樹脂の透光性と強度とを生かして間仕切りなどに使用され、蛍光灯や電灯が点灯されると、光触媒機能が発揮されて各々の環境に於ける悪臭や細菌および有毒成分を分解したり、付着した汚れ等を清掃により容易に取り除くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の具体的な実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００１１】
図１は本発明の一実施形態を示す断面図である。
図1に示す成形品は、無機質材料と熱硬化性樹脂とからなる基材層１と化粧層２とからなる基材１０の化粧層２の外表面に、接着層３と保護層４とを介して光触媒層５を一体に積層してなる化粧板Ｔ１である。そして、この化粧板Ｔ１の裏面には強度向上や反り防止や壁面への接着性などを向上させるために、熱硬化性樹脂を含浸させたクラフト紙からなるバッカー層６を一体に積層している。
【００１２】
基材１０を構成する一方の基材層１は、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの含水無機材或は炭酸カルシウム、タルクなどの無機充填材などからなる無機質材料とメラミン樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂とよりなる組成物を、ガラス不織布に含浸させたり、硬化性樹脂含浸ガラス不織布の表面に積層させたりし、これらを複数枚積層させたりしたものが好適に用いられる。その他、無機質材料と硬化性樹脂とを混合して固化させたものでもよい。
【００１３】
具体的には、図２（ａ）に示すように、ガラス不織布に前記無機質材料と熱硬化性樹脂とよりなる塗液を含浸させた無機含浸不織布シート１１を複数枚積層した基材層１、或は、図２（ｂ）に示すように、前記ガラス不織布に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸不織布シート１２の片側の表面に、前記塗液を塗布・固化して積層させた無機質層１３とよりなる複合シート１４を複数枚積層した基材層１、或は、図２（ｃ）に示すように、中心に前記ガラス不織布より厚みの厚いガラス不織布に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸不織布シート１５の両側に前記塗液を塗布、固化させた厚みの厚い無機質層１６とよりなる基材層１などが使用される。
【００１４】
このような基材層１には、無機質材料を７０〜９０質量％、熱硬化性樹脂を１０〜３０質量％含有させることが、不燃性の化粧板を作製するうえで好ましい。そして、この基材層１の厚みを１．５〜５ｍｍ程度にすることで、化粧板としての強度、剛性などを付与することができる。
なお、この基材層１の構成を、その他の構成とすることができることは言うまでもない。
【００１５】
基材１０を構成する一方の化粧層２は、例えば酸化チタンを含有するクラフト紙などにメラミン樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸硬化させ、その表面に化粧板の模様や目地となる印刷を施した化粧紙が好ましく使用される。このチタン含有クラフト紙は、５０〜１５０ｇ／ｍ２のものが好ましく使用され、これに熱硬化性樹脂を８０〜２００ｇ／ｍ２含浸させたものを使用することが好ましい。
【００１６】
また、接着層３は、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、熱可塑性エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂などの接着性樹脂を用いて形成された層である。この接着層３は、基材層１と保護層４とを接着して一体化するものであり、基材層１と保護層４に使用される各材質を懸案して前記接着性樹脂の中から適宜選択されるが、いろいろな材質に良好に接着するアクリル系樹脂が最も好ましく用いられる。この接着層３の厚さは、０．１〜５０μｍに形成することが好ましい。０．１μｍより薄いと接着性が乏しくなり剥離する恐れがあり、５０μｍより厚いと接着性の向上がみられないので材料の無駄使いとなる。好ましい厚さは、１〜１０μｍである。
【００１７】
さらに、保護層４は、光触媒層５の光触媒作用が接着層３に作用するのを遮断するための層であり、シリカなどの無機物とポリジメチルシロキサンやアクリル樹脂やフッ素樹脂などのバインダー樹脂とを均一に混合させた組成物、或はシリコーン樹脂とアクリル樹脂との共重合樹脂などのように、無機物と有機物とからなる組成物で形成してなる無機−有機層、或はシリコーン樹脂が使用される。そのため、この保護層４は光触媒層５に比べて無機物の量が少なく、伸縮や衝撃や捻りなどが加わってもクラックが生じることはない。この保護層４の厚さは０．０１〜１０μｍに形成することが好ましい。０．０１μｍより薄いと、光触媒機能を効果的に遮断することができずに接着層３に光触媒作用が及んで劣化させる恐れがあり、１０μｍより厚くても遮断機能の更なる向上がみられないので材料の無駄使いとなる。より好ましい厚さは、０．５〜５μｍである。
【００１８】
更に、光触媒層５は、可視光で光触媒機能を発揮する光触媒粒子とバインダーとが均一に分散して形成された層であり、そこに含有されている光触媒粒子により悪臭を分解したり、親水性となったり、抗菌・防黴作用などの光触媒機能を発揮する。特にバインダーとして、シリカ若しくはシリコーン樹脂が、また必要に応じて１質量％以下の分散剤や樹脂とが用いられて形成された層であることが好ましく、これらのバインダーは光触媒粒子に直接接して光触媒機能が作用しても劣化することがなく、長期間に亘って光触媒層５を形成しておくことができる。
【００１９】
前記光触媒粒子は、可視光で光触媒機能を発揮する光触媒粒子であれば特に限定されるものではないが、例えば光触媒機能を有する酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、ＳｒＴiＯ３、ＷＯ３などの金属酸化物の粒子に、窒素、硫黄、炭素などをドーピングした光触媒粒子、或は結晶格子中に酸素欠陥を施した光触媒粒子、或は白金等を担持した光触媒粒子、或はブルッカイト型の結晶構造を持つ光触媒酸化チタン粒子などが使用される。これらの光触媒粒子が可視光により光触媒機能を発揮する機構は明らかでないが、例えば窒素をドーピングした光触媒粒子においては、Ｎをドーピングすることで可視光領域に新たな吸収帯が生じ、可視光を吸収して光触媒機能を発揮することができるものと考えられる。これらのなかでも、酸化チタンに窒素をドーピングした光触媒粒子、或は酸素格子欠陥を持つ光触媒酸化チタン、或はブルッカイト型の結晶構造を持つ光触媒酸化チタン粒子は、それ自体が他の粒子より活性が高くて入手し易く、吸収した可視光により光触媒機能が高くなるので、より好ましく使用される。
【００２０】
この光触媒粒子は、光触媒層５の中に３〜２０質量％含有される。３質量％以下では光触媒機能を発揮させることが困難であるし、２０質量％以上であっても光触媒機能がそれ以上向上せずに材料の無駄遣いとなる。
【００２１】
光触媒層５に含有されるバインダーである前記シリカは、シリカ前駆体、水ガラスなどのシリカを主体とした無機材料が使用され、これらが単独で或は組合わされて、更にはシリコーン樹脂と組み合わせて用いられ、これらは光触媒機能が作用しても劣化することはない。このシリカやシリコーン樹脂は光触媒層５の中に９７〜８０質量％含有されていて、光触媒粒子と共に光触媒層５を形成するために使用されている。
【００２２】
さらに、上記の窒素、硫黄、炭素などをドーピングした光触媒粒子に、アパタイト、ゼオライト、シリカ（二酸化ケイ素）、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化チタン、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、マグネシア、カルシアなどの無機材を網状に或は多孔質状に被覆してなる網状被覆型光触媒粒子なども好ましく使用される。これらは網状の網目を通じて可視光が光触媒粒子にまで達して光触媒機能を発揮すると共に、光触媒粒子は光触媒層５を構成するバインダーに直接接することがないので、バインダーとして樹脂を選択し当該樹脂中に直接分散させても樹脂を分解し劣化させることがない。そのため、保護層４を必要とせず、化粧層２に直接又は接着層３を介して光触媒層５を形成することもできる。
そして、これらの被覆無機材は、光触媒粒子に数オングストローム〜数μｍの厚さで、０．１〜５．０質量％となるように被覆されて、網状被覆型光触媒粒子の直径を５００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、更には０．００１〜２０μｍとされている。
【００２３】
これらの網状被覆型光触媒粒子のなかで、ゼオライト又はシリカの多孔質材で被覆した酸化チタン光触媒粒子は、ゼオライトやシリカが悪臭を捕獲し、酸化チタン光触媒粒子で付着悪臭を分解するので、効果的に悪臭を分解でき好ましく用いられる。
【００２４】
光触媒層５の厚さは、１〜１０００ｎｍ程度の厚みにすることが好ましい。この厚みの中でも、１〜１５０ｎｍ、好ましくは５〜１００ｎｍの厚さであると光触媒層５にクラックが発生することがなく光触媒機能を発揮し、また１５０〜５００ｎｍにすると余りクラックが発生することなく且つ光触媒機能を十分に発揮させることができ、さらに５００〜１０００ｎｍにすると光触媒機能が十二分に発揮させることができる。
【００２５】
しかし、該光触媒層５が、前記の如く、光触媒粒子とシリカ若しくはシリコーン樹脂とよりなる無機層であると、該層内部の残留応力がある一定以上になった場合に、クラックとなって応力を開放しようとする。この傾向は光触媒層５の厚さが厚くなるほど、また成形品の熱伸縮が大きいほど大きくなる傾向にある。化粧板Ｔ１の基材層１が、例えガラス繊維が含有され熱伸縮率が４×１０−６／℃と小さく、且つ室内で使用するとはいえ、夏冬、昼夜、冷暖房などによる温度差（４０℃）によって熱伸縮を繰り返すので、光触媒層５が厚過ぎると、基材１０の熱伸縮に追従することができない。そのため、この熱伸縮に追従できない光触媒層５にはクラックが発生し、化粧板Ｔ１の表面が白濁して模様が見えなくなるし外観も悪くなる。
【００２６】
そのため、クラックを生じなくするためには、光触媒層５の厚みを１〜１５０ｎｍ、好ましくは５〜１００ｎｍ、より好ましくは１０〜８０ｎｍにすることで、光触媒層５の形成時の内部応力を少なくし、例え基材１０が熱伸縮してもクラックが発生しないようにすることが好ましいのである。
【００２７】
しかし、厚みを１〜１５０ｎｍと薄くすると、厚みが厚い光触媒層５に比べて光触媒機能に劣るので、光触媒機能を一層良好に発揮させるためには、光触媒層５の厚さを１５０〜１０００ｎｍと厚くすることが好ましい。この場合は、当該光触媒層５の内部歪を大きくしないことが必要であるので、化粧層２と光触媒層５との間に設けている接着層３若しくは保護層４の厚みを、特に接着層３の厚みを上記に記載の厚さより厚くし、接着層３の厚さを３〜５０μｍに、保護層４の厚さを１〜１０μｍにすることで、基材層１の熱伸縮が当該接着層３、更には保護層４で緩和されて熱伸縮を吸収し、光触媒層５に対する熱伸縮の影響を少なくして内部歪の増加をなくして、クラックの発生をなくすことが好ましい。
【００２８】
このような基材層１と化粧層２と接着層３と保護層４と光触媒層５とを積層一体化した化粧板Ｔ１を作製する方法は特に限定されないが、例えば次の方法が用いられる。
まず、図２（ａ）や図２（ｂ）や図２（ｃ）に示すような、無機質材料と熱硬化性樹脂を含む基材層１となる無機含浸或は樹脂含浸ガラス不織シートを作製すると共に、クラフト紙に熱硬化性樹脂を含浸した化粧層２となる化粧紙を作製し、さらに熱硬化性樹脂を含浸させたバッカー層６となるクラフト紙を作製する。そして、前記ガラス不織布を複数枚重ねると共に、その上側に前記化粧紙を、下側に前記クラフト紙を重ねて熱圧することで、化粧層２と基材層１とバッカー層６とが積層一体化した化粧板を作製する。
【００２９】
一方、光触媒粒子とシリカ若しくはシリコーン樹脂とを、必要に応じて分散剤やバインダーの少量(１重量％以下)とを、溶剤若しくは水に均一に分散した光触媒層用塗料、接着性樹脂を溶剤に均一に溶解した接着層用塗料、シリカなどの無機物と樹脂などの有機物とを溶剤に均一に分散した保護層用塗料をそれぞれ作製する。
【００３０】
そして、前記化粧板の化粧層２の表面に、前記接着層用塗料を塗布して接着層３を形成し、その上に保護層用塗料を塗布して保護層４を形成し、更に、その上に光触媒層用塗料を塗布して光触媒層５を形成することで、図１に示すような６層構造の光触媒機能を有する化粧板Ｔ１を製造することができる。なお、必要に応じて、化粧層２の表面にコロナ処理などを施して接着性を高めても良い。
【００３１】
他の方法としては、アクリル系樹脂フィルムに前記保護層用塗料と前記光触媒層用塗料とを塗布して、該フィルムに保護層４、光触媒層５をこの順で形成したラミネートフィルムを作製する。そして、前記化粧板の化粧層２の表面に、該ラミネートフィルムのアクリル系樹脂フィルムが化粧層２側になるように重ねて加熱加圧してラミネートして接着することで、６層構造の光触媒機能を有する化粧板Ｔ１を得ることができる。このラミネートの方法では、アクリル系樹脂フィルムが接着層２の作用をなすため、接着層用塗料を塗布する必要はないが、接着層用塗料を併用してもよい。
【００３２】
更に他の方法は、ポリエチレンテレフタレートなどの剥離性を有する剥離フィルムの表面に、上記光触媒層用塗料を塗布して光触媒層５を形成し、その上に上記保護層用塗料を塗布して保護層４を形成し、更にその上に接着層用塗料を塗布して接着層３を形成することにより、剥離フィルムに光触媒層５、保護層４、接着層３をこの順で形成した転写フィルムを作製する。そして、前記化粧板の化粧層２に、作製された転写フィルムの接着層３が化粧層２側になるように重ねて加熱加圧し、化粧板に接着層３、保護層４、光触媒層５を転写させることで、６層構造の光触媒機能を有する化粧板Ｔ１を得ることができる。
【００３３】
さらに、光触媒層５に用いる光触媒粒子が、前記ゼオライトなどを網状に被覆してなる網状被覆型光触媒粒子を用いる場合は、前記各作製方法を採ってもよいが、前記の如く、当該粒子の光触媒機能が発揮されてもバインダー樹脂を分解せず、化粧層２の中に分散させておくこともできる。そのため、この場合は接着層３、保護層４は必ずしも必要がない。この化粧板Ｔ１を作製するには、この網状被覆型光触媒粒子を化粧紙などに含浸させるメラミン樹脂に均一に混合し、この混合塗液を化粧紙に含浸させることで、前記光触媒粒子を化粧紙に担持させ、これを複数枚の前記ガラス不織布の上に重ね合せて熱圧して積層することで、化粧層２に網状被覆型光触媒粒子を分散させた化粧板Ｔ１を得ることができる。従って、この化粧板Ｔ１においては、化粧層２と光触媒層５とが一体化したものとなる。さらに、混合塗液を化粧紙に含浸させる際に、網状被覆型光触媒粒子が化粧紙の表面側に多く担持されて表面にも露出し易いので、光触媒機能も十分に発揮させることができる。
【００３４】
このようにして得られた化粧板Ｔ１は、室内の蛍光灯などから照射される３５０〜８００ｎｍの可視光を受けて、光触媒層５に含有されている光触媒粒子が光触媒機能を発揮し、悪臭を分解し、さらに親水性となって清掃を容易にする。さらに抗菌・防黴機能も発揮する。光触媒層の厚みが１〜１５０ｎｍと薄いと、化粧板Ｔ１が熱伸縮しても光触媒層５にクラックを生じることはなく、長期に亘り外観を綺麗に保ち模様も保たせることができる。
【００３５】
図３は本発明の他の実施形態を示す断面図である。
この実施形態に示す成形品は、樹脂よりなる複層構造の基材７の両表面に、接着層３、保護層４、光触媒層５、とを一体に積層してなる光触媒機能付き樹脂製複層板Ｔ２である。なお、複層基材７の片面にのみ接着層３、保護層４、光触媒層５を設けてもよい。
【００３６】
この複層基材７は、図３に示すように、上面材７１と下面材７２とこれらを連接する複数のリブ７３とからなっている。そのため、上面材７１と下面材７２とリブ７３とで囲まれた多数の中空部７４が形成されていて、複層基材７は剛性を有し、断熱性を有し、視線遮蔽も行ない得るので、室内の間仕切り、インテリア、オブジェなどとして用いられる。この複層基材７は、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂やポリエステル樹脂やポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂やポリ塩化ビニル樹脂などの透光性熱可塑性樹脂を用いて押出し成形されたものである。このなかでも、ポリカーボネート樹脂からなる複層基材７は、強度があり、透光性も良好であるため好ましく用いられる。この複層基材７の厚さは３〜５０ｍｍ程度で、リブ間は５〜５０ｍｍ程度である。またその全光線透過率は４０％以上の、好ましくは７０％以上の透光性を有している。なお、複層基材７の表面に紫外線吸収剤を含有する樹脂やアクリル樹脂からなる耐候性層を設けてもよい。
【００３７】
この複層基材７の両表面に形成される光触媒層５の厚みは、１〜１０００ｎｍ程度、光触媒機能を良好に発揮させるには５〜５００ｎｍの厚みとすることが好ましいが、この複層基材７は、ガラス繊維で補強されていないので、熱伸縮が前記化粧板Ｔ１より大きい。そのため、温度差が室外とは比べて少ないとはいえ、熱伸縮によりクラックが発生し易いので、その厚さを５〜７０ｎｍに、好ましくは５〜５０ｎｍ程度にしてクラックの発生を防止するのがより好ましい。
【００３８】
この複層板Ｔ２の光触媒粒子、光触媒層５、保護層４、接着層３は、前記化粧板Ｔ１に用いたものと同じであるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
この光触媒機能付き複層板Ｔ２を得るためには、まず複層基材７を押し出し成形などで作製する。そして、この複層基材７の両表面に、前記と同様に、直接各塗料を塗布したり、ラミネートしたり、転写したりして、接着層３、保護層４、光触媒層５を形成することで、光触媒機能付き複層板Ｔ２を容易に作製することができる。また、網状被覆型光触媒粒子を用いる場合は、複層基材７の両表面に共押出しにより直接光触媒層５を形成するなどの方法で作製してもよい。
【００４０】
このようにして得られた光触媒機能付き複層板Ｔ２も、室内の蛍光灯などから照射される３５０〜８００ｎｍの可視光を受けて、光触媒層５に含有されている光触媒粒子が光触媒機能を発揮し、悪臭を分解し、さらに親水性となって清掃を容易にする。さらに抗菌・防黴機能も発揮する。光触媒層の厚みが５〜７０ｎｍと薄いと、複層板Ｔ２が熱伸縮しても光触媒層５にクラックを生じることはなく、長期に亘り外観を綺麗に保ち、透光性も維持できる。
【００４１】
図４は本発明の更に他の実施形態を示す断面図である。
この実施形態に示す成形品は、樹脂などよりなる模様基材８の両表面に、接着層３と保護層４とを介して光触媒層５を一体に積層してなる光触媒機能付き模様板Ｔ３である。
この模様基材８は、図４に示すように、単層の板材の片面に凹凸の模様を付した樹脂板である。なお、模様は樹脂板の両面に設けてもよいし、また光触媒層５は片面のみに形成してもよい。
【００４２】
この模様基材８は、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂やポリエステル樹脂やポリ塩化ビニル樹脂などの透光性熱可塑性樹脂を使用され形成されたものであり、その厚さは２〜１０ｍｍ程度、凹凸の深さは０．２〜１．０ｍｍ程度にしてある。また、その全光線透過率は７０％以上の透光性を有するようにしてある。特に、ポリカーボネート樹脂より製された模様基材８は、機械的強度があるうえに、全光線透過率も高くて透光性を有するので、好ましく使用されて、室内の間仕切り、ガラス代用品、オブジェなどに用いられる。
【００４３】
この光触媒機能付き模様板Ｔ３を得るためには、まず片面に凹凸模様を有する模様基材８を押し出し成形やプレス成形で、或は表面平坦な板に塗料などを施してシボ付き模様を有する模様基材８を作製する。
そして、この模様基材８の片面の模様面には前記各塗料を塗布して接着層３、保護層４、光触媒層５を形成し、他面のフラットな平坦面には前記塗料を塗布して形成してもよいし、ラミネートしたり、転写したりして接着層３、保護層４、光触媒層５を形成する。模様面は凹凸があるために、ラミネート若しくは転写すると、当該凹凸が埋まって平坦になり凹凸模様が目立たなくなる恐れもあるので、直接塗料を塗布することが好ましいのである。
【００４４】
この光触媒機能付き模様板Ｔ３の接着層３、保護層４、光触媒層５の前記以外のことは、前記複層板Ｔ２に用いたものと同じであるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
このようにして得られた光触媒機能付き模様板Ｔ３も前記複層板Ｔ２と同様に、室内の蛍光灯などから照射される３５０〜８００ｎｍの可視光を受けて光触媒機能を発揮し、悪臭を分解したり、清掃を容易にしたり、抗菌・防黴機能を発揮する。また、光触媒層５の厚みが５〜７０ｎｍと薄いとクラックを生じることがなく、長期に亘り外観を綺麗に保ち透光性も維持できる。
【００４６】
図５は本発明の更に他の実施形態を示す断面図である。
この実施形態に示す成形品は、樹脂よりなる樹脂基材９の片面の一部に凹凸模様部９１を形成すると共に、当該凹凸模様部９１を含む両表面に、接着層３と保護層４とを介して光触媒層５を一体に積層してなる光触媒機能付き樹脂板Ｔ４である。
【００４７】
この樹脂基材９は両面が平坦な板材であり、図５に示すように、その片面の一部に凹凸模様部９１を形成したものである。この凹凸模様部９１は、樹脂基材９の表面の全長或は全幅に亘って形成されていてもよいし、或は部分的な面域にのみ形成されていてもよい。更に、凹凸は連続的に形成されていてもよいし、非連続的に形成してもよい。また、凹凸は直線状、非直線状、湾曲状、斜線状、四角状、円形状などのあらゆる形状を取り得る。
なお、凹凸模様部９１は樹脂基材９の両面に設けてもよい。また光触媒層５は片面のみに形成してもよい。
【００４８】
樹脂基材９に凹凸模様部９１を形成するには、樹脂基材９に、凹凸を一部に有するフィルムをラミネートしてもよいし、一部に凹凸を有するプレス艶板や押出しロールで押圧して形成してもよいし、樹脂塗料を一部に塗布した後に熱等を加えて塗膜を収縮させて皺状凹凸を発生させて形成させてもよい。その他、どのような公知の手段を用いて樹脂基材９の表面に形成してもよい。更に、樹脂基材９の形成時に同時に形成してもよい。
【００４９】
この凹凸模様部９１の凸部の基材表面からの高さは、０．１〜１．０ｍｍ程度にして、凹凸模様が浮かび上がって見えるようにしてある。また、樹脂基材９の全光線透過率は、７０％以上の透光性を有するようにしてある。そのため、凹凸模様部９１が形成されている面域は光拡散されるが、形成されていない面域は光透過し反対側が透けて見えることとなり、光反射と光透過とが対照的に現れて斬新な模様となっている。
【００５０】
このような樹脂基材９を形成する樹脂は、前記模様基材８と同様の透光性樹脂が用いられ、その中でも、ポリカーボネート樹脂により形成された樹脂基材９は、機械的強度があるうえに、全光線透過率も高くて透光性を有するので、好ましく使用される。
【００５１】
そして、この樹脂基材９の片面の凹凸模様部９１及び平坦な基材表面に、前記各塗料を塗布して接着層３、保護層４、光触媒層５を形成し、一方樹脂基材８の他面のフラットな平坦面には前記塗料を塗布して接着層３、保護層４、光触媒層５を形成する。このように、各層を形成しても、樹脂基材９の凹凸模様部９１が光触媒層５の表面に現れて、一部に模様を有する光触媒機能付き樹脂板Ｔ４が得られる。
また、前記実施例の如く、ラミネートしたり、転写したりして、接着層３、保護層４、光触媒層５を形成してもよい。しかし、凹凸模様部９１のある片面は、前記の如く、一部に模様を有するために、直接塗料を塗布することが好ましい。
【００５２】
光触媒層５の厚さは、前記の如く、１〜１０００ｎｍ程度になされるが、クラックを発生させないためには、１〜１００ｎｍ、好ましくは５〜７０ｎｍ、更に好ましくは５〜５０ｎｍになされる。
【００５３】
この光触媒機能付き樹脂板Ｔ４の接着層３、保護層４、光触媒層５は、前記複層板Ｔ２に用いたものと同じであるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００５４】
このようにして得られた光触媒機能付き樹脂板Ｔ４も、前記複層板Ｔ２、Ｔ３と同様に、室内の蛍光灯などから照射される３５０〜８００ｎｍの可視光を受けて光触媒機能を発揮し、悪臭を分解したり、清掃を容易にしたり、抗菌・防黴機能をなす。また、光触媒層５の厚みが５〜１００ｎｍと薄いとクラックを生じることがなく、長期に亘り外観を綺麗に保ち透光性も維持できる。そして、この樹脂板Ｔ４は、一部が模様を、他部が透明であるので、このコントラストにより斬新な模様を有する樹脂板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の上記実施形態の基材層の各変形例を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
Ｔ１ 化粧板
Ｔ２ 複層板
Ｔ３ 模様板
Ｔ４ 樹脂板
１０ 基材
１ 基材層
２ 化粧層
３ 接着層
４ 保護層
５ 光触媒層
６ バッカー層
７、８、９ 基材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内で使用される成形品であって、その表面に可視光で光触媒機能を発揮する光触媒粒子が分散された光触媒層が設けられていることを特徴とする光触媒機能を有する成形品。
【請求項２】
光触媒粒子が、窒素をドーピングした光触媒酸化チタン、酸素格子欠陥を持つ光触媒酸化チタン、ブルッカイト型の結晶構造を持つ光触媒酸化チタン粒子のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の光触媒機能を有する成形品。
【請求項３】
光触媒層が、成形品を構成する基材に接着層と保護層とを介して積層一体化されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光触媒機能を有する成形品。
【請求項４】
成形品が、無機質材料と熱硬化性樹脂とからなる基材層と化粧層とが積層一体化された化粧板であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光触媒機能を有する成形品。
【請求項５】
成形品が、ポリカーボネート樹脂で成形されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光触媒機能を有する成形品。
【請求項１】
室内で使用される成形品であって、その表面に可視光で光触媒機能を発揮する光触媒粒子が分散された光触媒層が設けられていることを特徴とする光触媒機能を有する成形品。
【請求項２】
光触媒粒子が、窒素をドーピングした光触媒酸化チタン、酸素格子欠陥を持つ光触媒酸化チタン、ブルッカイト型の結晶構造を持つ光触媒酸化チタン粒子のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の光触媒機能を有する成形品。
【請求項３】
光触媒層が、成形品を構成する基材に接着層と保護層とを介して積層一体化されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光触媒機能を有する成形品。
【請求項４】
成形品が、無機質材料と熱硬化性樹脂とからなる基材層と化粧層とが積層一体化された化粧板であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光触媒機能を有する成形品。
【請求項５】
成形品が、ポリカーボネート樹脂で成形されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光触媒機能を有する成形品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１７５６８５（Ｐ２００６−１７５６８５Ａ）
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７０３６２（Ｐ２００４−３７０３６２）
【出願日】平成１６年１２月２２日（２００４．１２．２２）
【出願人】（０００１０８７１９）タキロン株式会社 (421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２２日（２００４．１２．２２）
【出願人】（０００１０８７１９）タキロン株式会社 (421)
【Ｆターム（参考）】
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