建築物の外壁構造、シリカ溶液及びシリカ微粒子膜の形成方法
【課題】親水性を有する建築物の外壁において、建築仕上材層の劣化を防止するための塗装工程を容易にする。
【解決手段】建築物の外壁の表面に建築仕上材としての合成樹脂塗料が塗装されている。該合成樹脂塗料が乾燥して塗膜を形成した後、シリカ溶液を施工する。施工されたシリカ溶液は、乾燥によって個々のシリカ微粒子同士が固着し、均一なシリカ微粒子膜を形成する。このようにして形成された建築物の外壁に大気中に、浮遊している煤塵等の汚染物質が付着すると外壁が汚染される。建築物の外壁はシリカ微粒子膜によって親水性が付与されているため、雨滴が汚染物質と外壁との界面に浸透し、汚染物質を浮き上がらせ、重力により建築物の外壁表面から流れ落とすことで、該外壁の汚染を抑制することができる。
【解決手段】建築物の外壁の表面に建築仕上材としての合成樹脂塗料が塗装されている。該合成樹脂塗料が乾燥して塗膜を形成した後、シリカ溶液を施工する。施工されたシリカ溶液は、乾燥によって個々のシリカ微粒子同士が固着し、均一なシリカ微粒子膜を形成する。このようにして形成された建築物の外壁に大気中に、浮遊している煤塵等の汚染物質が付着すると外壁が汚染される。建築物の外壁はシリカ微粒子膜によって親水性が付与されているため、雨滴が汚染物質と外壁との界面に浸透し、汚染物質を浮き上がらせ、重力により建築物の外壁表面から流れ落とすことで、該外壁の汚染を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風雨に直接さらされる建築物の外壁に形成される親水性の表面構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、親水性を付与した建築物の外壁としては、高層ビル等の外壁用建材基体の表面に、光触媒性酸化物粒子及びシリカ又はシリコーンを含有する表面層を備え、前記光触媒性酸化物の光励起に応じて、前記表面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、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が雨滴により洗い流されるのを可能にする又は水で洗浄するのを容易とする外壁用建材（例えば、特許文献１参照。）が挙げられる。また、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（例えば、特許文献２参照。）等が挙げられる。
【０００３】
しかし、これらの親水性外壁材はいずれも光触媒性酸化物粒子を利用しており、親水性の発現には光照射が必要であり、建物の影になって光が当たらない部分では汚染を抑制できないという問題点があった。また、光触媒作用により有機物を分解してしまうため、一般に建築物の外壁用に用いられている建築仕上材の上には塗装できないという問題点があった。
【０００４】
これに対して、光触媒層と建築仕上材層との間に光触媒作用を持たないバリア層を設ける方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
しかし、この方法では、塗装工程が増すばかりでなく、バリア層を均一に施工することが困難であり、建築仕上材層の劣化を防止するのが困難であるという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４９８２８号公報（第２〜３頁）
【特許文献２】特開平９−２２８６０２号公報（第２〜３頁）
【特許文献３】再公表公報第ＷＯ９７／００１３４号（第２〜７頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、親水性を有する建築物の外壁において、建築仕上材層の劣化を防止するための塗装工程が複雑な点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、光触媒性酸化物粒子を含有しない建築物の外壁において、該外壁の表面に平均粒子径４〜１００ｎｍのシリカ微粒子膜が厚さ２〜１５０μｍに形成されていることを最も主要な特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記シリカ微粒子膜が結晶化した膜構造であることを最も主要な特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、建築仕上材層が設けられている建築物の外壁表面にシリカ微粒子膜が形成されている場合に、前記建築仕上材層の表面が親水性であることを最も主要な特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、建築物の表面にシリカ微粒子膜を形成するために用いられ、光触媒性酸化物粒子を含有せず、かつ、平均粒子径４〜１００ｎｍのシリカ微粒子を含有したものであることを最も主要な特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記シリカ溶液がコロイダルシリカを含有していることを最も主要な特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は請求項５に記載の発明において、前記シリカ溶液が指示薬を含有していることを最も主要な特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、建築物の外壁構造を形成するため、請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載のシリカ溶液をアルコールで希釈して建築物の外壁に塗装することを最も主要な特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、外壁用建材基体の表面に光触媒性酸化物粒子を含有せず、かつ、該表面に平均粒子径４〜１００ｎｍのシリカ微粒子が厚さ２〜１５０μｍで形成されていることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、シリカ微粒子間の結合力を最適にすることができるとともに、建築物の外壁表面に充分な親水性を付与することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、経年の風雨によるシリカ微粒子膜表面の流出を抑制することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加えて、建築仕上材層表面においてシリカ微粒子との密着性に優れる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、シリカ微粒子間の結合力を最適にすることができるとともに、建築物の外壁表面に充分な親水性を付与することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加え、平均粒子径を４〜１００ｎｍに設定することが容易になる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、請求項４又は請求項５に記載の発明の効果に加え、シリカ溶液とアルコール類とを混合したことを目視によって確認することができ、未混合のままの施工を防止することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、請求項４〜請求項６に記載の発明の効果に加え、シリカ微粒子を建築仕上材表面に薄く均一に塗布することができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、シリカ微粒子間の結合力を最適にすることができるとともに、建築物の外壁表面に充分な親水性を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施形態を図１に基づいて説明する。
本発明の建築物の外壁構造は、該外壁の表面に平均粒子径４〜１００ｎｍのシリカ微粒子が厚さ２〜１５０μｍで形成されており、かつ、光触媒性酸化物粒子を含有していないことが必要である。
【００２４】
前記シリカ微粒子としては例えば、コロイダルシリカ、オルガノシリカゾル等のシリカ微粒子の分散液を用いることができる。建築物外壁への形成前においてシリカ微粒子は、シリカ溶液、すなわちシリカ微粒子の分散液、として用いることが好ましい。シリカ微粒子をシリカ溶液として用いることにより、建築物の外壁表面にシリカ微粒子を薄膜で均一に形成させることができる。
【００２５】
前記シリカ溶液はコロイダルシリカであることが好ましい。シリカ溶液がコロイダルシリカであることにより、平均粒子径を４〜１００ｎｍに設定することが容易になる。
【００２６】
前記コロイダルシリカとしてはシリカ、ケイ酸リチウム等のケイ酸塩等の水分散液が挙げられる。また、オルガノシリカゾルとしてはシリカのメタノール分散液、イソプロピルアルコール分散液、エチレングリコール分散液、ｎ−プロピルセロソルブ分散液、ジメチルアセトアミド分散液、メチルエチルケトン分散液、メチルイソブチルケトン分散液、キシレン・ｎ−ブタノール混合溶媒分散液、プロピレングリコールモノメチルアセテート分散液等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上を混合して用いても良い。
【００２７】
前記シリカ微粒子の平均粒子径は好ましくは４〜１００ｎｍであり、より好ましくは６〜５０ｎｍであり、最も好ましくは１０〜２０ｎｍである。この範囲にあるとき、シリカ微粒子間の結合力が最適になる。前記シリカ微粒子の平均粒子径が４ｎｍ未満の場合には、シリカ微粒子間の結合力が強すぎて、シリカ微粒子膜に収縮クラックが発生するおそれがある。逆に１００ｎｍを超える場合には、シリカ微粒子間の結合力が弱く、シリカ微粒子膜を充分に形成することができない。
【００２８】
前記シリカ微粒子の粒子形状としては球状、パールネックレス状、針状、棒状等が挙げられる。これらのうち、球状であることが好ましい。シリカ微粒子が球状であることにより、シリカ微粒子が乾燥して乾燥ゲルとなったときに、粒子同士が最密充填構造をとることができるため、シリカ微粒子膜の強度を向上させることができる。
【００２９】
前記シリカ微粒子によって、建築物の外壁表面に形成されるシリカ微粒子膜の厚さは２〜１５０μｍであることが必要であり、５〜１００μｍであることがより好ましく、１０〜５０μｍであることが最も好ましい。この範囲にあるとき、建築物の外壁表面に充分な親水性を付与することができる。前記シリカ微粒子の建築物の外壁表面に形成される厚さが２μｍ未満である場合には、シリカ微粒子膜が薄すぎて、外部からの衝撃に弱いため、表面クラックを生じやすい。逆に１５０μｍを超える場合にはシリカ微粒子膜の光透過性が低下するため、建築仕上材の色彩や光沢等を抑制し、意匠性を低下させるおそれがある。また、シリカ微粒子膜の厚さが５μｍ以上である場合には、経年の風雨によるシリカ微粒子膜表面の流出があってもなお、シリカ微粒子膜が残存しているため耐久性に優れる。
【００３０】
前記シリカ微粒子膜は結晶化した膜構造であることが好ましい。シリカ微粒子膜が結晶化した膜構造であることにより、非結晶の状態に比べて経年の風雨によるシリカ微粒子膜表面の流出を抑制することができる。
【００３１】
なお、シリカ微粒子膜厚さの設定は、予定する厚みとするときの平米当たりのシリカ微粒子による重量、シリカ溶液の固形分濃度から平米当たりの実質的な必要量を算出したのち、スプレー塗装による飛散ロスを見込んで計算される。その飛散ロスは、エアレススプレーでは２０％、エアスプレーでは５０％を見込んだ数値としている。なお、「建築施工の実務 塗装・吹付け工事 監理と施工」１９９１年１０月１０日、彰国社発行の表−４．３「エアスプレーとエアレススプレーの比較」、ではエアレススプレーでは塗料ロスが１５〜２５％、エアスプレーでは塗料ロスが３０〜６０％と記している。
【００３２】
前記光触媒性酸化物粒子とは光照射によって、価電子帯中の電子の励起が生ずる酸化物の粒子をいい、具体的には酸化チタン、酸化亜鉛等の典型金属酸化物をいう。本発明においては、外壁構造中に光触媒性酸化物粒子を含有しないことが必要である。光触媒性酸化物粒子を含有しないことにより、下地となる建築仕上材等の有機物を分解することがない。
【００３３】
以上のように構成された建築物の外壁構造の形成は以下のように行われる。まず始めに、建築物の外壁の表面に建築仕上材としての合成樹脂塗料が塗装されている。該合成樹脂塗料が乾燥して塗膜を形成した後、シリカ溶液をエアレススプレーにて平均塗付量５０ｇ／ｍ２で塗装する。この平均塗付量はスプレー塗装による飛散ロス分を除いたものとしている。
【００３４】
前記シリカ溶液は平均粒子径１５ｎｍのコロイダルシリカ水分散液（シリカ含有率２５重量％）１００重量部をイソプロピルアルコール５０重量部と水５０重量部とで希釈したものである。
【００３５】
前記シリカ溶液はメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等のアルコール類で希釈してから塗装することが好ましい。アルコール類で希釈してから塗装することにより、シリカ溶液の表面張力を低下させることができるため、シリカ微粒子を建築仕上材表面に薄く均一に塗布することができる。
【００３６】
前記シリカ溶液がアルカリ性である場合には、アルコール類にはアルカリ性領域（ｐＨ８超）で有色である指示薬を添加することが好ましい。該指示薬を添加することにより、両者を混合することによって溶液を変色させることができるため、シリカ溶液とアルコール類とを混合したことを目視によって確認することができ、未混合のままの施工を防止することができる。また、有色であることによって、施工・未施工を目視によって容易に判別することができるため、塗り忘れを防止することができる。
【００３７】
前記指示薬は酸性領域（ｐＨ６未満）及び中性領域（ｐＨ６〜８）で無色又は淡色であることが好ましい。前記指示薬が酸性領域及び中性領域で無色であることにより、施工後に大気中の炭酸ガス又は酸性雨等によって中性化し、徐々に色が薄れてゆくため、施工完了後における建築仕上材の意匠性に影響を及ぼさない。
【００３８】
前記指示薬のアルコール類に対する含有量は好ましくは０．００１〜５．０重量％であり、より好ましくは０．０１〜３．０重量％であり、最も好ましくは０．０３〜１．０重量％である。この範囲にあるとき、アルカリ性領域において適度な呈色を示すことができるため、建築仕上材の意匠性に影響を及ぼさない。前記指示薬のアルコール類に対する含有量が０．００１重量％未満の場合には呈色が十分でないため、混合忘れや塗り忘れを生ずるおそれがある。逆に５．０重量％を超える場合には、呈色が強すぎて炭酸ガス等による中性化が相当程度進行しないと無色又は淡色にならず、建築仕上材表面を長期にわたって呈色するため、該建築仕上材の意匠性を害するおそれがある。
【００３９】
前記指示薬のうち、酸性領域及び中性領域で無色又は淡色であるものとしては、例えば、フェノールフタレイン、チモールフタレイン等のラクトン系指示薬、ブロモチモールブルー、フェノールレッド等のサルトン系指示薬、アリザリンイエロー等のジアゾ系指示薬、テアルビジン等が挙げられる。これらのうち、ラクトン系指示薬を用いることが好ましく、フェノールフタレイン又はチモールフタレインを用いることがより好ましい。ラクトン系指示薬を用いることにより、酸性領域及び中性領域で無色であるため、建築仕上材の意匠性により影響を及ぼさない。
【００４０】
前記ラクトン系指示を含有するシリカ溶液は、施工直後のアルカリ性領域であった状態から、炭酸ガス等によって中性化することで中性領域さらには酸性領域になると、共役しているベンゼン環と炭素の間の二重結合が単結合となり、さらにキノン型であった１つのフェノールが閉じてラクトン環になる。ラクトン環ではベンゼン環のように共役せず、波長の短い紫外線しか吸収しないため無色である。このようにして、施工後数時間〜１０日ほど経過すると建築仕上材本来の意匠が発現される。
【００４１】
前記シリカ溶液には界面活性剤を添加することが好ましい。界面活性剤を添加することにより、建築仕上材の表面が非親水性であっても均一なシリカ微粒子膜を形成することができる。
【００４２】
前記界面活性剤としてはラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルフォン酸、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸ナトリウム、スチレンマレイン酸樹脂半エステル、ポリカルボン酸アンモニウム塩等が挙げられる。これらのうちポリカルボン酸アンモニウム塩を用いることが好ましい。ポリカルボン酸アンモニウム塩を用いることにより、建築仕上材の表面が非親水性であっても良好に密着させることができる。
【００４３】
前記建築仕上材とシリカ微粒子膜の間には、シランカップリング剤膜を形成することが好ましい。シランカップリング剤膜を形成させることにより、建築仕上材とシリカ微粒子膜とを強固に密着させることができる。
【００４４】
前記シランカップリング剤膜とは、分子の一端に加水分解でシラノール基を付与するエトキシ基又はメトキシ基を有し、他端にアミノ基、グリシジル基等の有機官能基を有するものを薄膜化したものをいう。前記シランカップリング剤膜はシラノール基がシリカ微粒子膜と結合し、有機官能基が建築仕上材と結合する接着剤の役割を果たす。
【００４５】
前記建築仕上材とは、建築物に色彩、形状等の意匠を付与するために施工される建築材料であり、例えば、ＪＩＳ Ｋ ５５１６に規定されている合成樹脂調合ペイント、ＪＩＳ Ｋ ５５７２に規定されているフタル酸樹脂エナメル、ＪＩＳ Ｋ ５６５３に規定されているアクリル樹脂ワニス、ＪＩＳ Ｋ ５６５４に規定されているアクリル樹脂エナメル、ＪＩＳ Ｋ ５６６０に規定されているつや有合成樹脂エマルションペイント、ＪＩＳ Ｋ ５６６３に規定されている合成樹脂エマルションペイント、ＪＩＳ Ｋ ５６６７に規定されている多彩模様塗料、ＪＩＳ Ｋ ５６６８に規定されている合成樹脂エマルション模様塗料、ＪＩＳ Ｋ ５５８１に規定されている塩化ビニル樹脂ワニス、ＪＩＳ Ｋ ５５８２に規定されている塩化ビニル樹脂エナメル、ＪＩＳ Ｋ ５６７０に規定されているアクリル樹脂系非水分散形塗料、ＪＩＳ Ｋ ５６５６に規定されている建築用ポリウレタン樹脂塗料、ＪＩＳ Ｋ ５６５７に規定されている鋼構造物用ポリウレタン樹脂塗料、ＪＩＳ Ｋ ５６５８に規定されている建築用ふっ素樹脂塗料、ＪＩＳ Ｋ ５６５９に規定されている鋼構造物用ふっ素樹脂塗料、ＪＩＳ Ａ ６９０９に規定されている薄付仕上塗材、複層仕上塗材、可とう形改修用仕上塗材等が挙げられる。
【００４６】
前記建築仕上材の表面は親水性であることが好ましい。建築仕上材の表面が親水性であることにより、シリカ微粒子との密着性に優れる。
【００４７】
前記建築仕上材の表面の水に対する接触角は好ましくは５０°以下、より好ましくは４０°以下、最も好ましくは３０°以下である。この範囲にあるとき、同じく親水性であるシリカ微粒子との密着性に優れる。建築仕上材の表面の水に対する接触角が５０°を超える場合にはシリカ微粒子との密着が充分でないおそれがある。
【００４８】
前記シリカ溶液中のシリカ微粒子１００重量部に対する有機物の添加量は好ましくは２０重量部以下、より好ましくは１０重量部以下、最も好ましくは５重量部以下である。この範囲にあるとき、シリカ微粒子膜の耐久性に優れる。シリカ微粒子１００重量部に対する有機物の添加量が２０重量部を超える場合には、元来、親水性であるシリカ微粒子と、元来、疎水性である有機物とが反発しあって、シリカ微粒子同士の固着を阻害するおそれがある。また、１０重量部を超える場合には、一般に建築仕上材の表面は有機物である場合が多いため、シリカ溶液中の有機物が建築仕上材表面に集まり、シリカ微粒子膜の「浮き」を生ずるおそれがある。
【００４９】
前記シリカ溶液中のシリカ含有率が、好ましくは５〜４０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％、最も好ましくは１２〜２０重量％であるのが良い。この範囲にあるとき、シリカ微粒子膜の形成に最適である。シリカ溶液中のシリカ含有率が５重量％未満の場合には、充分なシリカ微粒子膜の厚みを確保するために多数回の塗装が必要となり、施工の容易性に劣る。逆に４０重量％を超える場合には、一度に塗付する量が多すぎて、均一なシリカ微粒子膜を得ることが困難になる。
【００５０】
前記シリカ溶液の施工はエアレススプレーに限らず、エアスプレー、ローラー、刷毛等、通常の塗料の施工に使用される器具を任意に用いることができる。これらのうち、エアレススプレー、エアスプレー等のスプレーによって塗装することが好ましい。スプレーによって塗装することにより、均一なシリカ微粒子膜を形成することができる。
【００５１】
前記シリカ溶液は所定の膜厚を１度の塗装で確保せず、２回以上に分割して塗装することが好ましい。２回以上に分割して塗装することにより、均一なシリカ微粒子膜を得ることができるため、虹彩やムラの発生を抑制することができる。
【００５２】
以上のようにして施工されたシリカ溶液は、乾燥によって個々のシリカ微粒子同士が固着し、均一なシリカ微粒子膜を形成する。該シリカ微粒子膜の水に対する接触角は光照射の有無にかかわらず０〜２０°である。
【００５３】
このようにして形成された建築物の外壁に大気中に浮遊している煤塵等の汚染物質が付着すると外壁が汚染される。建築物の外壁はシリカ微粒子膜によって親水性が付与されているため、雨滴が汚染物質と外壁との界面に浸透し、汚染物質を浮き上がらせ、重力により建築物の外壁表面から流れ落とすことで、該外壁の汚染を抑制することができる。
【００５４】
また、シリカ微粒子膜自体は下地となる建築仕上材が含有している有機物を分解することがないため、長期にわたって建築仕上材の耐久性を阻害することがない。
【００５５】
本実施形態は以下に示す効果を発揮することができる。
・前記シリカ微粒子の平均粒子径が４〜１００ｎｍであることにより、シリカ微粒子間の結合力が最適になる。
【００５６】
・前記シリカ微粒子の粒子形状が球状であることにより、シリカ微粒子が乾燥して乾燥ゲルとなったときに、粒子同士が最密充填構造をとることができるため、シリカ微粒子膜の強度を向上させることができる。
【００５７】
・前記シリカ微粒子の建築物の外壁表面に形成されるシリカ微粒子膜の厚さが２〜１５０μｍであることにより、建築物の外壁表面に充分な親水性を付与することができる。
【００５８】
・前記シリカ溶液をメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等のアルコール類で希釈してから塗装することにより、シリカ溶液の表面張力を低下させることができるため、建築仕上材表面に薄く均一に塗布することができる
【００５９】
・前記シリカ溶液に界面活性剤を添加することにより、建築仕上材の表面が非親水性であっても均一なシリカ微粒子膜を形成することができる。
【００６０】
・前記界面活性剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩を用いることにより、建築仕上材の表面が非親水性であっても良好に密着させることができる。
【００６１】
・前記建築仕上材表面の水に対する接触角が５０°以下であることにより、同じく親水性であるシリカ微粒子との密着性に優れる。
【００６２】
・前記シリカ溶液中のシリカ微粒子１００重量部に対する有機物の添加量が２０重量部以下であることにより、シリカ微粒子膜の耐久性に優れる。
【００６３】
・前記シリカ溶液中のシリカ含有率が５〜４０重量％であることにより、シリカ微粒子膜が最適に形成される。
【００６４】
・前記シリカ溶液の施工をエアレススプレー、エアスプレー等のスプレーによって塗装することにより、均一なシリカ微粒子膜を形成することができる。
【００６５】
・前記シリカ溶液の施工において、所定の膜厚を１度の塗装で確保せず、２回以上に分割して塗装することにより、均一なシリカ微粒子膜を得ることができるため、虹彩やムラの発生を抑制することができる
【００６６】
なお、本発明の前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・前記実施形態においては、建築現場においてシリカ微粒子膜を形成させたが、予め工場等において外壁材にシリカ微粒子を塗装することにより形成させても良い。
【００６７】
・前記実施形態においては、建築仕上材の上にシリカ微粒子膜を形成したが、コンクリート等の無機物の表面に直接形成させても良い。
【００６８】
・前記実施形態においては、シリカ溶液を外気温下で乾燥させてシリカ微粒子膜を形成させたが、加熱乾燥によって形成させても良い。
このように構成した場合、乾燥に要する時間を短縮することができる。
【００６９】
・前記実施形態においてはアルコール類を使用しているが、該アルコール類は水で希釈して使用しても良い。
このように構成した場合、アルコール類の引火の危険性を低下させることができる。
【００７０】
・前記実施形態においては、アルコール類に指示薬を含有させているが、シリカ溶液を最適なｐＨ領域に調整するか、シリカ溶液のｐＨに最適な指示薬を選択することにより、シリカ溶液に含有させても良い。
【００７１】
次に、前記実施形態から把握される請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果と共に記載する。
（１） 親水性の建築仕上材表面にシリカ微粒子膜を形成させることを特徴とする建築物外壁の形成方法。
このように構成した場合、シリカ微粒子との密着性に優れる。
【００７２】
（２） 水に対する接触角が５０°以下である建築仕上材の表面にシリカ微粒子膜を形成させることを特徴とする建築物外壁の形成方法。
このように構成した場合、シリカ微粒子との密着性に優れる。
【実施例】
【００７３】
以下、実施例についての比較試験により、従来の技術に比べた本発明の顕著な効果を説明する。
【００７４】
試験は７０×１５０×２．３ｍｍのスレート板に白色のアクリル樹脂塗料を塗布して標準試験体とし、実施例及び比較例の汚染防止処理をした後に、該試験体を水平角３０度で屋外に６ヶ月間暴露して、塗膜の劣化状態を目視観察するとともに、暴露前後のＬａｂ表色系におけるＬ値を比較することによって行った。なお、暴露前の標準試験体のＬ値は９９．７であった。また試験前における試験体のＪＩＳ Ｋ５６００−４−７に規定されている鏡面光沢度（６０°）を測定した。
【００７５】
（実施例１）
実施例１の試験体は標準試験体に平均粒子径４０ｎｍのコロイダルシリカを平均厚さ５０μｍで塗装した。このときの光沢度は８１であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は９８．６であり、塗膜の状態は良好であった。
【００７６】
（実施例２）
実施例２の試験体は標準試験体に平均粒子径１０ｎｍのコロイダルシリカを平均厚さ５μｍで塗装した。このときの光沢度は８５であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は９６．４であり、塗膜の状態は良好であった。
【００７７】
（実施例３）
実施例２の試験体は標準試験体に平均粒子径８０ｎｍのコロイダルシリカを平均厚さ６μｍで塗装した。このときの光沢度は７８であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は９５．６であり、塗膜の状態は良好であった。
【００７８】
（比較例１）
比較例１の試験体は標準試験体そのものを暴露した。このときの光沢度は８７であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は５４．０であり、塗膜の状態は良好であった。
【００７９】
（比較例２）
比較例２の試験体は標準試験体に光触媒酸化チタンを平均厚さ４８μｍで塗装した。このときの光沢度は８０であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は９４．０であり、塗膜の状態は劣化して白亜化していた。
【００８０】
（比較例３）
比較例３の試験体は標準試験体に非晶質酸化チタンを平均厚さ５μｍで塗装した後、光触媒酸化チタンを平均厚さ８μｍで塗装した。このときの光沢度は７７であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は９７．６であり、塗膜の状態は良好であった。
【００８１】
（比較例４）
比較例４の試験体は標準試験体に平均粒子径４ｎｍのコロイダルシリカを平均厚さ５０μｍで塗装した。このときの光沢度は８０であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は６６．２であり、塗膜の状態は良好であったが、表面にクラックが発生しており、汚染がまだらになっていた。
【００８２】
（比較例５）
比較例５の試験体は標準試験体に平均粒子径１０８ｎｍのコロイダルシリカを平均厚さ５０μｍで塗装した。このときの光沢度は７７であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は５６．４であり、塗膜の状態は良好であったが、汚染がまだらになっていた。
【００８３】
（比較例６）
比較例６の試験体は標準試験体に平均粒子径１０ｎｍのコロイダルシリカを平均厚さ０．５μｍで塗装した。このときの光沢度は８６であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は７６．８であり、塗膜の状態は良好であったが、表面にクラックが発生しており、汚染がまだらになっていた。
【００８４】
（比較例７）
比較例７の試験体は標準試験体に平均粒子径２５ｎｍのコロイダルシリカを平均厚さ２０３μｍで塗装した。このときの光沢度は６４であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は７０．１であり、塗膜の状態は良好であった。
【００８５】
なお、本明細書に記載されている技術的思想は以下に示す発明者により創作された。
段落番号［０００１］〜［００８４］に記載されている技術的思想は加藤圭一により創作された。また、願書に添付した特許請求の範囲、明細書の著作者は加藤圭一である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風雨に直接さらされる建築物の外壁に形成される親水性の表面構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、親水性を付与した建築物の外壁としては、高層ビル等の外壁用建材基体の表面に、光触媒性酸化物粒子及びシリカ又はシリコーンを含有する表面層を備え、前記光触媒性酸化物の光励起に応じて、前記表面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、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が雨滴により洗い流されるのを可能にする又は水で洗浄するのを容易とする外壁用建材（例えば、特許文献１参照。）が挙げられる。また、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（例えば、特許文献２参照。）等が挙げられる。
【０００３】
しかし、これらの親水性外壁材はいずれも光触媒性酸化物粒子を利用しており、親水性の発現には光照射が必要であり、建物の影になって光が当たらない部分では汚染を抑制できないという問題点があった。また、光触媒作用により有機物を分解してしまうため、一般に建築物の外壁用に用いられている建築仕上材の上には塗装できないという問題点があった。
【０００４】
これに対して、光触媒層と建築仕上材層との間に光触媒作用を持たないバリア層を設ける方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
しかし、この方法では、塗装工程が増すばかりでなく、バリア層を均一に施工することが困難であり、建築仕上材層の劣化を防止するのが困難であるという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４９８２８号公報（第２〜３頁）
【特許文献２】特開平９−２２８６０２号公報（第２〜３頁）
【特許文献３】再公表公報第ＷＯ９７／００１３４号（第２〜７頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、親水性を有する建築物の外壁において、建築仕上材層の劣化を防止するための塗装工程が複雑な点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、光触媒性酸化物粒子を含有しない建築物の外壁において、該外壁の表面に平均粒子径４〜１００ｎｍのシリカ微粒子膜が厚さ２〜１５０μｍに形成されていることを最も主要な特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記シリカ微粒子膜が結晶化した膜構造であることを最も主要な特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、建築仕上材層が設けられている建築物の外壁表面にシリカ微粒子膜が形成されている場合に、前記建築仕上材層の表面が親水性であることを最も主要な特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、建築物の表面にシリカ微粒子膜を形成するために用いられ、光触媒性酸化物粒子を含有せず、かつ、平均粒子径４〜１００ｎｍのシリカ微粒子を含有したものであることを最も主要な特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記シリカ溶液がコロイダルシリカを含有していることを最も主要な特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は請求項５に記載の発明において、前記シリカ溶液が指示薬を含有していることを最も主要な特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、建築物の外壁構造を形成するため、請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載のシリカ溶液をアルコールで希釈して建築物の外壁に塗装することを最も主要な特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、外壁用建材基体の表面に光触媒性酸化物粒子を含有せず、かつ、該表面に平均粒子径４〜１００ｎｍのシリカ微粒子が厚さ２〜１５０μｍで形成されていることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、シリカ微粒子間の結合力を最適にすることができるとともに、建築物の外壁表面に充分な親水性を付与することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、経年の風雨によるシリカ微粒子膜表面の流出を抑制することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加えて、建築仕上材層表面においてシリカ微粒子との密着性に優れる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、シリカ微粒子間の結合力を最適にすることができるとともに、建築物の外壁表面に充分な親水性を付与することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加え、平均粒子径を４〜１００ｎｍに設定することが容易になる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、請求項４又は請求項５に記載の発明の効果に加え、シリカ溶液とアルコール類とを混合したことを目視によって確認することができ、未混合のままの施工を防止することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、請求項４〜請求項６に記載の発明の効果に加え、シリカ微粒子を建築仕上材表面に薄く均一に塗布することができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、シリカ微粒子間の結合力を最適にすることができるとともに、建築物の外壁表面に充分な親水性を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施形態を図１に基づいて説明する。
本発明の建築物の外壁構造は、該外壁の表面に平均粒子径４〜１００ｎｍのシリカ微粒子が厚さ２〜１５０μｍで形成されており、かつ、光触媒性酸化物粒子を含有していないことが必要である。
【００２４】
前記シリカ微粒子としては例えば、コロイダルシリカ、オルガノシリカゾル等のシリカ微粒子の分散液を用いることができる。建築物外壁への形成前においてシリカ微粒子は、シリカ溶液、すなわちシリカ微粒子の分散液、として用いることが好ましい。シリカ微粒子をシリカ溶液として用いることにより、建築物の外壁表面にシリカ微粒子を薄膜で均一に形成させることができる。
【００２５】
前記シリカ溶液はコロイダルシリカであることが好ましい。シリカ溶液がコロイダルシリカであることにより、平均粒子径を４〜１００ｎｍに設定することが容易になる。
【００２６】
前記コロイダルシリカとしてはシリカ、ケイ酸リチウム等のケイ酸塩等の水分散液が挙げられる。また、オルガノシリカゾルとしてはシリカのメタノール分散液、イソプロピルアルコール分散液、エチレングリコール分散液、ｎ−プロピルセロソルブ分散液、ジメチルアセトアミド分散液、メチルエチルケトン分散液、メチルイソブチルケトン分散液、キシレン・ｎ−ブタノール混合溶媒分散液、プロピレングリコールモノメチルアセテート分散液等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上を混合して用いても良い。
【００２７】
前記シリカ微粒子の平均粒子径は好ましくは４〜１００ｎｍであり、より好ましくは６〜５０ｎｍであり、最も好ましくは１０〜２０ｎｍである。この範囲にあるとき、シリカ微粒子間の結合力が最適になる。前記シリカ微粒子の平均粒子径が４ｎｍ未満の場合には、シリカ微粒子間の結合力が強すぎて、シリカ微粒子膜に収縮クラックが発生するおそれがある。逆に１００ｎｍを超える場合には、シリカ微粒子間の結合力が弱く、シリカ微粒子膜を充分に形成することができない。
【００２８】
前記シリカ微粒子の粒子形状としては球状、パールネックレス状、針状、棒状等が挙げられる。これらのうち、球状であることが好ましい。シリカ微粒子が球状であることにより、シリカ微粒子が乾燥して乾燥ゲルとなったときに、粒子同士が最密充填構造をとることができるため、シリカ微粒子膜の強度を向上させることができる。
【００２９】
前記シリカ微粒子によって、建築物の外壁表面に形成されるシリカ微粒子膜の厚さは２〜１５０μｍであることが必要であり、５〜１００μｍであることがより好ましく、１０〜５０μｍであることが最も好ましい。この範囲にあるとき、建築物の外壁表面に充分な親水性を付与することができる。前記シリカ微粒子の建築物の外壁表面に形成される厚さが２μｍ未満である場合には、シリカ微粒子膜が薄すぎて、外部からの衝撃に弱いため、表面クラックを生じやすい。逆に１５０μｍを超える場合にはシリカ微粒子膜の光透過性が低下するため、建築仕上材の色彩や光沢等を抑制し、意匠性を低下させるおそれがある。また、シリカ微粒子膜の厚さが５μｍ以上である場合には、経年の風雨によるシリカ微粒子膜表面の流出があってもなお、シリカ微粒子膜が残存しているため耐久性に優れる。
【００３０】
前記シリカ微粒子膜は結晶化した膜構造であることが好ましい。シリカ微粒子膜が結晶化した膜構造であることにより、非結晶の状態に比べて経年の風雨によるシリカ微粒子膜表面の流出を抑制することができる。
【００３１】
なお、シリカ微粒子膜厚さの設定は、予定する厚みとするときの平米当たりのシリカ微粒子による重量、シリカ溶液の固形分濃度から平米当たりの実質的な必要量を算出したのち、スプレー塗装による飛散ロスを見込んで計算される。その飛散ロスは、エアレススプレーでは２０％、エアスプレーでは５０％を見込んだ数値としている。なお、「建築施工の実務 塗装・吹付け工事 監理と施工」１９９１年１０月１０日、彰国社発行の表−４．３「エアスプレーとエアレススプレーの比較」、ではエアレススプレーでは塗料ロスが１５〜２５％、エアスプレーでは塗料ロスが３０〜６０％と記している。
【００３２】
前記光触媒性酸化物粒子とは光照射によって、価電子帯中の電子の励起が生ずる酸化物の粒子をいい、具体的には酸化チタン、酸化亜鉛等の典型金属酸化物をいう。本発明においては、外壁構造中に光触媒性酸化物粒子を含有しないことが必要である。光触媒性酸化物粒子を含有しないことにより、下地となる建築仕上材等の有機物を分解することがない。
【００３３】
以上のように構成された建築物の外壁構造の形成は以下のように行われる。まず始めに、建築物の外壁の表面に建築仕上材としての合成樹脂塗料が塗装されている。該合成樹脂塗料が乾燥して塗膜を形成した後、シリカ溶液をエアレススプレーにて平均塗付量５０ｇ／ｍ２で塗装する。この平均塗付量はスプレー塗装による飛散ロス分を除いたものとしている。
【００３４】
前記シリカ溶液は平均粒子径１５ｎｍのコロイダルシリカ水分散液（シリカ含有率２５重量％）１００重量部をイソプロピルアルコール５０重量部と水５０重量部とで希釈したものである。
【００３５】
前記シリカ溶液はメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等のアルコール類で希釈してから塗装することが好ましい。アルコール類で希釈してから塗装することにより、シリカ溶液の表面張力を低下させることができるため、シリカ微粒子を建築仕上材表面に薄く均一に塗布することができる。
【００３６】
前記シリカ溶液がアルカリ性である場合には、アルコール類にはアルカリ性領域（ｐＨ８超）で有色である指示薬を添加することが好ましい。該指示薬を添加することにより、両者を混合することによって溶液を変色させることができるため、シリカ溶液とアルコール類とを混合したことを目視によって確認することができ、未混合のままの施工を防止することができる。また、有色であることによって、施工・未施工を目視によって容易に判別することができるため、塗り忘れを防止することができる。
【００３７】
前記指示薬は酸性領域（ｐＨ６未満）及び中性領域（ｐＨ６〜８）で無色又は淡色であることが好ましい。前記指示薬が酸性領域及び中性領域で無色であることにより、施工後に大気中の炭酸ガス又は酸性雨等によって中性化し、徐々に色が薄れてゆくため、施工完了後における建築仕上材の意匠性に影響を及ぼさない。
【００３８】
前記指示薬のアルコール類に対する含有量は好ましくは０．００１〜５．０重量％であり、より好ましくは０．０１〜３．０重量％であり、最も好ましくは０．０３〜１．０重量％である。この範囲にあるとき、アルカリ性領域において適度な呈色を示すことができるため、建築仕上材の意匠性に影響を及ぼさない。前記指示薬のアルコール類に対する含有量が０．００１重量％未満の場合には呈色が十分でないため、混合忘れや塗り忘れを生ずるおそれがある。逆に５．０重量％を超える場合には、呈色が強すぎて炭酸ガス等による中性化が相当程度進行しないと無色又は淡色にならず、建築仕上材表面を長期にわたって呈色するため、該建築仕上材の意匠性を害するおそれがある。
【００３９】
前記指示薬のうち、酸性領域及び中性領域で無色又は淡色であるものとしては、例えば、フェノールフタレイン、チモールフタレイン等のラクトン系指示薬、ブロモチモールブルー、フェノールレッド等のサルトン系指示薬、アリザリンイエロー等のジアゾ系指示薬、テアルビジン等が挙げられる。これらのうち、ラクトン系指示薬を用いることが好ましく、フェノールフタレイン又はチモールフタレインを用いることがより好ましい。ラクトン系指示薬を用いることにより、酸性領域及び中性領域で無色であるため、建築仕上材の意匠性により影響を及ぼさない。
【００４０】
前記ラクトン系指示を含有するシリカ溶液は、施工直後のアルカリ性領域であった状態から、炭酸ガス等によって中性化することで中性領域さらには酸性領域になると、共役しているベンゼン環と炭素の間の二重結合が単結合となり、さらにキノン型であった１つのフェノールが閉じてラクトン環になる。ラクトン環ではベンゼン環のように共役せず、波長の短い紫外線しか吸収しないため無色である。このようにして、施工後数時間〜１０日ほど経過すると建築仕上材本来の意匠が発現される。
【００４１】
前記シリカ溶液には界面活性剤を添加することが好ましい。界面活性剤を添加することにより、建築仕上材の表面が非親水性であっても均一なシリカ微粒子膜を形成することができる。
【００４２】
前記界面活性剤としてはラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルフォン酸、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸ナトリウム、スチレンマレイン酸樹脂半エステル、ポリカルボン酸アンモニウム塩等が挙げられる。これらのうちポリカルボン酸アンモニウム塩を用いることが好ましい。ポリカルボン酸アンモニウム塩を用いることにより、建築仕上材の表面が非親水性であっても良好に密着させることができる。
【００４３】
前記建築仕上材とシリカ微粒子膜の間には、シランカップリング剤膜を形成することが好ましい。シランカップリング剤膜を形成させることにより、建築仕上材とシリカ微粒子膜とを強固に密着させることができる。
【００４４】
前記シランカップリング剤膜とは、分子の一端に加水分解でシラノール基を付与するエトキシ基又はメトキシ基を有し、他端にアミノ基、グリシジル基等の有機官能基を有するものを薄膜化したものをいう。前記シランカップリング剤膜はシラノール基がシリカ微粒子膜と結合し、有機官能基が建築仕上材と結合する接着剤の役割を果たす。
【００４５】
前記建築仕上材とは、建築物に色彩、形状等の意匠を付与するために施工される建築材料であり、例えば、ＪＩＳ Ｋ ５５１６に規定されている合成樹脂調合ペイント、ＪＩＳ Ｋ ５５７２に規定されているフタル酸樹脂エナメル、ＪＩＳ Ｋ ５６５３に規定されているアクリル樹脂ワニス、ＪＩＳ Ｋ ５６５４に規定されているアクリル樹脂エナメル、ＪＩＳ Ｋ ５６６０に規定されているつや有合成樹脂エマルションペイント、ＪＩＳ Ｋ ５６６３に規定されている合成樹脂エマルションペイント、ＪＩＳ Ｋ ５６６７に規定されている多彩模様塗料、ＪＩＳ Ｋ ５６６８に規定されている合成樹脂エマルション模様塗料、ＪＩＳ Ｋ ５５８１に規定されている塩化ビニル樹脂ワニス、ＪＩＳ Ｋ ５５８２に規定されている塩化ビニル樹脂エナメル、ＪＩＳ Ｋ ５６７０に規定されているアクリル樹脂系非水分散形塗料、ＪＩＳ Ｋ ５６５６に規定されている建築用ポリウレタン樹脂塗料、ＪＩＳ Ｋ ５６５７に規定されている鋼構造物用ポリウレタン樹脂塗料、ＪＩＳ Ｋ ５６５８に規定されている建築用ふっ素樹脂塗料、ＪＩＳ Ｋ ５６５９に規定されている鋼構造物用ふっ素樹脂塗料、ＪＩＳ Ａ ６９０９に規定されている薄付仕上塗材、複層仕上塗材、可とう形改修用仕上塗材等が挙げられる。
【００４６】
前記建築仕上材の表面は親水性であることが好ましい。建築仕上材の表面が親水性であることにより、シリカ微粒子との密着性に優れる。
【００４７】
前記建築仕上材の表面の水に対する接触角は好ましくは５０°以下、より好ましくは４０°以下、最も好ましくは３０°以下である。この範囲にあるとき、同じく親水性であるシリカ微粒子との密着性に優れる。建築仕上材の表面の水に対する接触角が５０°を超える場合にはシリカ微粒子との密着が充分でないおそれがある。
【００４８】
前記シリカ溶液中のシリカ微粒子１００重量部に対する有機物の添加量は好ましくは２０重量部以下、より好ましくは１０重量部以下、最も好ましくは５重量部以下である。この範囲にあるとき、シリカ微粒子膜の耐久性に優れる。シリカ微粒子１００重量部に対する有機物の添加量が２０重量部を超える場合には、元来、親水性であるシリカ微粒子と、元来、疎水性である有機物とが反発しあって、シリカ微粒子同士の固着を阻害するおそれがある。また、１０重量部を超える場合には、一般に建築仕上材の表面は有機物である場合が多いため、シリカ溶液中の有機物が建築仕上材表面に集まり、シリカ微粒子膜の「浮き」を生ずるおそれがある。
【００４９】
前記シリカ溶液中のシリカ含有率が、好ましくは５〜４０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％、最も好ましくは１２〜２０重量％であるのが良い。この範囲にあるとき、シリカ微粒子膜の形成に最適である。シリカ溶液中のシリカ含有率が５重量％未満の場合には、充分なシリカ微粒子膜の厚みを確保するために多数回の塗装が必要となり、施工の容易性に劣る。逆に４０重量％を超える場合には、一度に塗付する量が多すぎて、均一なシリカ微粒子膜を得ることが困難になる。
【００５０】
前記シリカ溶液の施工はエアレススプレーに限らず、エアスプレー、ローラー、刷毛等、通常の塗料の施工に使用される器具を任意に用いることができる。これらのうち、エアレススプレー、エアスプレー等のスプレーによって塗装することが好ましい。スプレーによって塗装することにより、均一なシリカ微粒子膜を形成することができる。
【００５１】
前記シリカ溶液は所定の膜厚を１度の塗装で確保せず、２回以上に分割して塗装することが好ましい。２回以上に分割して塗装することにより、均一なシリカ微粒子膜を得ることができるため、虹彩やムラの発生を抑制することができる。
【００５２】
以上のようにして施工されたシリカ溶液は、乾燥によって個々のシリカ微粒子同士が固着し、均一なシリカ微粒子膜を形成する。該シリカ微粒子膜の水に対する接触角は光照射の有無にかかわらず０〜２０°である。
【００５３】
このようにして形成された建築物の外壁に大気中に浮遊している煤塵等の汚染物質が付着すると外壁が汚染される。建築物の外壁はシリカ微粒子膜によって親水性が付与されているため、雨滴が汚染物質と外壁との界面に浸透し、汚染物質を浮き上がらせ、重力により建築物の外壁表面から流れ落とすことで、該外壁の汚染を抑制することができる。
【００５４】
また、シリカ微粒子膜自体は下地となる建築仕上材が含有している有機物を分解することがないため、長期にわたって建築仕上材の耐久性を阻害することがない。
【００５５】
本実施形態は以下に示す効果を発揮することができる。
・前記シリカ微粒子の平均粒子径が４〜１００ｎｍであることにより、シリカ微粒子間の結合力が最適になる。
【００５６】
・前記シリカ微粒子の粒子形状が球状であることにより、シリカ微粒子が乾燥して乾燥ゲルとなったときに、粒子同士が最密充填構造をとることができるため、シリカ微粒子膜の強度を向上させることができる。
【００５７】
・前記シリカ微粒子の建築物の外壁表面に形成されるシリカ微粒子膜の厚さが２〜１５０μｍであることにより、建築物の外壁表面に充分な親水性を付与することができる。
【００５８】
・前記シリカ溶液をメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等のアルコール類で希釈してから塗装することにより、シリカ溶液の表面張力を低下させることができるため、建築仕上材表面に薄く均一に塗布することができる
【００５９】
・前記シリカ溶液に界面活性剤を添加することにより、建築仕上材の表面が非親水性であっても均一なシリカ微粒子膜を形成することができる。
【００６０】
・前記界面活性剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩を用いることにより、建築仕上材の表面が非親水性であっても良好に密着させることができる。
【００６１】
・前記建築仕上材表面の水に対する接触角が５０°以下であることにより、同じく親水性であるシリカ微粒子との密着性に優れる。
【００６２】
・前記シリカ溶液中のシリカ微粒子１００重量部に対する有機物の添加量が２０重量部以下であることにより、シリカ微粒子膜の耐久性に優れる。
【００６３】
・前記シリカ溶液中のシリカ含有率が５〜４０重量％であることにより、シリカ微粒子膜が最適に形成される。
【００６４】
・前記シリカ溶液の施工をエアレススプレー、エアスプレー等のスプレーによって塗装することにより、均一なシリカ微粒子膜を形成することができる。
【００６５】
・前記シリカ溶液の施工において、所定の膜厚を１度の塗装で確保せず、２回以上に分割して塗装することにより、均一なシリカ微粒子膜を得ることができるため、虹彩やムラの発生を抑制することができる
【００６６】
なお、本発明の前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・前記実施形態においては、建築現場においてシリカ微粒子膜を形成させたが、予め工場等において外壁材にシリカ微粒子を塗装することにより形成させても良い。
【００６７】
・前記実施形態においては、建築仕上材の上にシリカ微粒子膜を形成したが、コンクリート等の無機物の表面に直接形成させても良い。
【００６８】
・前記実施形態においては、シリカ溶液を外気温下で乾燥させてシリカ微粒子膜を形成させたが、加熱乾燥によって形成させても良い。
このように構成した場合、乾燥に要する時間を短縮することができる。
【００６９】
・前記実施形態においてはアルコール類を使用しているが、該アルコール類は水で希釈して使用しても良い。
このように構成した場合、アルコール類の引火の危険性を低下させることができる。
【００７０】
・前記実施形態においては、アルコール類に指示薬を含有させているが、シリカ溶液を最適なｐＨ領域に調整するか、シリカ溶液のｐＨに最適な指示薬を選択することにより、シリカ溶液に含有させても良い。
【００７１】
次に、前記実施形態から把握される請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果と共に記載する。
（１） 親水性の建築仕上材表面にシリカ微粒子膜を形成させることを特徴とする建築物外壁の形成方法。
このように構成した場合、シリカ微粒子との密着性に優れる。
【００７２】
（２） 水に対する接触角が５０°以下である建築仕上材の表面にシリカ微粒子膜を形成させることを特徴とする建築物外壁の形成方法。
このように構成した場合、シリカ微粒子との密着性に優れる。
【実施例】
【００７３】
以下、実施例についての比較試験により、従来の技術に比べた本発明の顕著な効果を説明する。
【００７４】
試験は７０×１５０×２．３ｍｍのスレート板に白色のアクリル樹脂塗料を塗布して標準試験体とし、実施例及び比較例の汚染防止処理をした後に、該試験体を水平角３０度で屋外に６ヶ月間暴露して、塗膜の劣化状態を目視観察するとともに、暴露前後のＬａｂ表色系におけるＬ値を比較することによって行った。なお、暴露前の標準試験体のＬ値は９９．７であった。また試験前における試験体のＪＩＳ Ｋ５６００−４−７に規定されている鏡面光沢度（６０°）を測定した。
【００７５】
（実施例１）
実施例１の試験体は標準試験体に平均粒子径４０ｎｍのコロイダルシリカを平均厚さ５０μｍで塗装した。このときの光沢度は８１であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は９８．６であり、塗膜の状態は良好であった。
【００７６】
（実施例２）
実施例２の試験体は標準試験体に平均粒子径１０ｎｍのコロイダルシリカを平均厚さ５μｍで塗装した。このときの光沢度は８５であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は９６．４であり、塗膜の状態は良好であった。
【００７７】
（実施例３）
実施例２の試験体は標準試験体に平均粒子径８０ｎｍのコロイダルシリカを平均厚さ６μｍで塗装した。このときの光沢度は７８であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は９５．６であり、塗膜の状態は良好であった。
【００７８】
（比較例１）
比較例１の試験体は標準試験体そのものを暴露した。このときの光沢度は８７であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は５４．０であり、塗膜の状態は良好であった。
【００７９】
（比較例２）
比較例２の試験体は標準試験体に光触媒酸化チタンを平均厚さ４８μｍで塗装した。このときの光沢度は８０であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は９４．０であり、塗膜の状態は劣化して白亜化していた。
【００８０】
（比較例３）
比較例３の試験体は標準試験体に非晶質酸化チタンを平均厚さ５μｍで塗装した後、光触媒酸化チタンを平均厚さ８μｍで塗装した。このときの光沢度は７７であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は９７．６であり、塗膜の状態は良好であった。
【００８１】
（比較例４）
比較例４の試験体は標準試験体に平均粒子径４ｎｍのコロイダルシリカを平均厚さ５０μｍで塗装した。このときの光沢度は８０であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は６６．２であり、塗膜の状態は良好であったが、表面にクラックが発生しており、汚染がまだらになっていた。
【００８２】
（比較例５）
比較例５の試験体は標準試験体に平均粒子径１０８ｎｍのコロイダルシリカを平均厚さ５０μｍで塗装した。このときの光沢度は７７であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は５６．４であり、塗膜の状態は良好であったが、汚染がまだらになっていた。
【００８３】
（比較例６）
比較例６の試験体は標準試験体に平均粒子径１０ｎｍのコロイダルシリカを平均厚さ０．５μｍで塗装した。このときの光沢度は８６であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は７６．８であり、塗膜の状態は良好であったが、表面にクラックが発生しており、汚染がまだらになっていた。
【００８４】
（比較例７）
比較例７の試験体は標準試験体に平均粒子径２５ｎｍのコロイダルシリカを平均厚さ２０３μｍで塗装した。このときの光沢度は６４であった。
試験の結果、６ヶ月間暴露後のＬ値は７０．１であり、塗膜の状態は良好であった。
【００８５】
なお、本明細書に記載されている技術的思想は以下に示す発明者により創作された。
段落番号［０００１］〜［００８４］に記載されている技術的思想は加藤圭一により創作された。また、願書に添付した特許請求の範囲、明細書の著作者は加藤圭一である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒性酸化物粒子を含有しない建築物の外壁において、該外壁の表面に平均粒子径４〜１００ｎｍのシリカ微粒子膜が厚さ２〜１５０μｍに形成されていることを特徴とする建築物の外壁構造。
【請求項２】
前記シリカ微粒子膜が結晶化した膜構造であることを特徴とする請求項１に記載の建築物の外壁構造。
【請求項３】
建築仕上材層が設けられている建築物の外壁表面にシリカ微粒子膜が形成されている場合において、前記建築仕上材層の表面が親水性であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の建築物の外壁構造。
【請求項４】
建築物の表面にシリカ微粒子膜を形成するために用いられ、光触媒性酸化物粒子を含有せず、かつ、平均粒子径４〜１００ｎｍのシリカ微粒子を含有したものであることを特徴とするシリカ溶液。
【請求項５】
前記シリカ溶液がコロイダルシリカを含有していることを特徴とする請求項４に記載のシリカ溶液。
【請求項６】
前記シリカ溶液が指示薬を含有していることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のシリカ溶液。
【請求項７】
建築物の外壁構造を形成するため、請求項４〜請求項６に記載のシリカ溶液をアルコールで希釈して建築物の外壁に塗装することを特徴とするシリカ微粒子膜の形成方法。
【請求項８】
外壁用建材基体の表面に光触媒性酸化物粒子を含有せず、かつ、該表面に平均粒子径４〜１００ｎｍのシリカ微粒子が厚さ２〜１５０μｍで形成されていることを特徴とする外壁用建材。
【請求項１】
光触媒性酸化物粒子を含有しない建築物の外壁において、該外壁の表面に平均粒子径４〜１００ｎｍのシリカ微粒子膜が厚さ２〜１５０μｍに形成されていることを特徴とする建築物の外壁構造。
【請求項２】
前記シリカ微粒子膜が結晶化した膜構造であることを特徴とする請求項１に記載の建築物の外壁構造。
【請求項３】
建築仕上材層が設けられている建築物の外壁表面にシリカ微粒子膜が形成されている場合において、前記建築仕上材層の表面が親水性であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の建築物の外壁構造。
【請求項４】
建築物の表面にシリカ微粒子膜を形成するために用いられ、光触媒性酸化物粒子を含有せず、かつ、平均粒子径４〜１００ｎｍのシリカ微粒子を含有したものであることを特徴とするシリカ溶液。
【請求項５】
前記シリカ溶液がコロイダルシリカを含有していることを特徴とする請求項４に記載のシリカ溶液。
【請求項６】
前記シリカ溶液が指示薬を含有していることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のシリカ溶液。
【請求項７】
建築物の外壁構造を形成するため、請求項４〜請求項６に記載のシリカ溶液をアルコールで希釈して建築物の外壁に塗装することを特徴とするシリカ微粒子膜の形成方法。
【請求項８】
外壁用建材基体の表面に光触媒性酸化物粒子を含有せず、かつ、該表面に平均粒子径４〜１００ｎｍのシリカ微粒子が厚さ２〜１５０μｍで形成されていることを特徴とする外壁用建材。
【公開番号】特開２００７−１９７９１２（Ｐ２００７−１９７９１２Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４５４７（Ｐ２００６−１４５４７）
【出願日】平成１８年１月２４日（２００６．１．２４）
【出願人】（０００１５９０３２）菊水化学工業株式会社 (121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２４日（２００６．１．２４）
【出願人】（０００１５９０３２）菊水化学工業株式会社 (121)
【Ｆターム（参考）】
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