2024/07/02

仙台を中心に東北地方で施工パートナーとして活躍されているスカイリノベーション社は以前から東北大学のキ……… 続きを読む

2024/07/07

光触媒反応は塗料技術の業界では塗膜を劣化させる厄介な反応として、もう40年以上前からよく知られていました。酸化チタンは白色顔料として一般的に塗料成分に採用されていますが、酸化チタンだけでなく酸化鉄、酸化銅、酸化クロム等の金属酸化物も着色顔料として採用されています。そしてこれらはすべて光触媒反応を起こして塗膜を劣化させます。つまり顔料は塗膜の最大の劣化因子と見なされてきました。そんな顔料の光触媒反応によく耐えて長期の耐候性を有する塗料として米国でフッ化ビニリデン塗料が開発されました。塗り替えが不可能な超高層ビルの外装に採用されてきてもう60年以上の実績を積んできています。我が国でも私の知る最古のフッ化ビニリデン塗料採用の建築物は大阪の御堂筋本町ビルでこれはちょうど40年経過していますがまったく劣化の兆しはありません。最大の欠点は230℃以上の高温で焼付け塗装をしなければならないことで、現場施工は不可能です。これを改良すべく、ある種の溶剤に可溶なフッ化度のさらに高いフッ素樹脂塗料を若い頃に開発しつつありました。耐候性は優に1世紀見込める自信作でしたが・・・・同じタイミングでルミフロンが画期的な塗料用フッ素樹脂として市場に登場し、上の研究は残念ながら雲散霧消してしまいました。しかし、これはフッ化度が低いので光触媒反応には十分に耐えません。人生塞翁が馬で、この経緯の経験は私に重要な知見を与えました。無機高分子だけでなく、フッ化度の高いフッ素樹脂は光触媒に1世紀耐える」ということです。これは他の光触媒関係研究者には持ち得ない知見だと思います。

2024/06/08

透明の光触媒コーティング膜は1ミクロン前後のごく薄膜なので下地を保護しうるほどのUVカット機能を持たせるにはちょっと無理がありました。 この業界では有名なLaｍbert-Beerの法則があり、UV吸収率は正確にこの法則に従います。
Log（I0/I1）=ε×c×ℓ
I0　入射光の強さ
I1　透過光の強さ
ε（UV吸収剤の吸光係数）
ｃ（濃度）
ℓ（層の厚み）
光触媒であるかないかを問わず酸化チタンはそれ自体がUV吸収剤で日焼け止めにも採用されていますが本来は白色顔料でもありますから、あまり添加すると白濁して見映えが悪くなり、つまりcを大きくはできません。加えてℓは常識外れの薄さです。
これを解決するにはεを大きくするしかないです、まず思いつくのが有機系ＵＶ吸収剤ですね、当社も色々試してみましたが・・・・
複雑な構造の有機物ですが、光触媒の活性酸素でかんたんに変質＆開裂する部分が多く、光触媒と共存させると長期の耐久性を謳える材料ではないようです。
試行錯誤の上、視点を変えて当社光触媒コーティング液をスライドガラスに塗布後、1ヶ月日光浴させてからUV吸収率の測定に供しました。他の一般的な光触媒コーティング液とことなり金属銅粉が含まれていて、それが光触媒の活性酸素で酸化されて銅イオンCu2+を発生させることが特徴になっていますが、ひょっとしてその薄くブルーに呈色する膜がUV吸収効果を持っているのではないかと考えました。もう繰り返しご紹介している反応ですね。測定中は期待と緊張でヒヤヒヤとしましたが、結果として理想的なUV吸収機能があることが判明しました。1．330nmより短波長領域で50％以上の高いカット率を示す
2．375nm付近の光触媒反応に必要なUV光をほとんど遮蔽しない
3．光触媒で分解されることはなく、逆にますますカット効果が増す
以上の特長でこのレベルの薄膜でありながらUVカット効果つまり下地保護効果が十分に高いことが判明しました。実感できるほどの下地耐候性延長効果を示す唯一の光触媒コーティング剤といえます。