防污性材料、其制造方法及用于该方法的涂料组合物和装置制造方法及图纸

公开了一种表面防污性优良，特别是对含有油性成分的污物的防污性优良的防污性材料及其制造方法，以及用于制造该防污性材料的涂料组合物和所用的装置。该防污性材料具有基材和实质上由非晶质金属氧化物构成的无机覆膜，该无机覆膜含有有效量的碱金属和非交联氧并且它粘合于上述防污性材料的最表层上，使得只需用流水洗去粘附在其表面上的废气污物便能使其表面的扩散反射率恢复至７５％以上。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
防污性材料、其制造方法及用于该方法的涂料组合物和装置本专利技术申请是申请号为CN99814552.1(国际申请日为1999年10月19日)的进入国家阶段的PCT申请的分案申请。                      专利技术背景专利
本专利技术涉及表面防污性优良的，特别是对含油性成分的污物具有优良防污性的防污性材料及其制造方法，以及用于该方法的涂料组合物和装置。
技术介绍
作为传统上用于基材表面的防污技术，已知的方法是例如通过使表面平滑化来使污物难以物理地粘附在表面上的方法；或者借助于固定在表面上的光催化剂所具有的优良的氧化分解能力将有机物分解，并利用光催化剂的超亲水化作用来使附着的污物洗脱的方法。然而对于这些方法来说，如果在油性污物负荷大的环境中，或者在无法充分地获得为了发挥光催化功能所必需的光线的环境中，就往往不能获得足够的防污性。另外，作为与表面防污性有关的材料，或者与表面的防污性无关而只是在基材表面上形成无机覆膜的材料，已知的有如下列举的材料。在特开平53-98324号公报中公开的技术是首先在多孔质无机基材上涂布一层胶体二氧化硅类无机质涂料作为底涂层，然后再涂布一层碱金属硅酸盐类无机质涂料作为顶涂层，最后在常温或加热下使涂层硬化，从而向基材赋予耐热性等性能。在特开平5-123639号公报中公开的技术是在硅酸钙等多孔质基材的表面上首先涂布一层合成树脂涂料作为底涂层，接着涂布一层无机涂料作为中涂层，最后在其表面上涂布一层以碱金属硅酸盐为主体的无机质涂料。在特开平9-278431号公报中公开了一种亲水性膜，该亲水性膜表面的中心线平均粗糙度Ra′值为0.5～500nm，它主要由一种沿表面的凹凸面方向往返的长度在0.5μm以下的凹凸形状构成。在特开平9-227160号公报中公开了一种光催化性亲水性构件，在该构件上形成了含有光催化性氧化钛和非晶质氧化物的涂层。-->在特开平6-9995号公报中公开了一种使用水溶性碱金属盐来除去污物的方法。该方法的特征在于，向已经粘附在基材表面上的污物涂布一种含有上述水溶性碱金属硅酸盐的去污剂，用去污剂将污物包含在其中，然后通过除去包含有所说污物的去污剂来发挥其防污性。但该去污剂不能固着在基材上，因此，这种去污方法只不过是与含有表面活性剂的洗涤剂同样地属于一时性的去污方法。然而，在这些先有技术中不管任一种技术，都是在非晶质金属氧化物中含有足够量的碱金属和非交联氧，而关于如何获得优良的防污性和耐磨性方面都没有公开任何内容。                     专利技术的概要本专利技术的目的是提供一种防污性材料及其制造方法，以及用于该材料的涂料组合物和装置，所说防污性材料不管在室内或室外等使用环境中都具有优良的表面防污性，特别是对含有油性成分的污物具有优良的半永久的防污性，而且还具有耐磨性。本专利技术为了达到上述目的，其第一技术方案涉及一种防污性材料，该防污性材料具有基材和实质上由非晶质金属氧化物构成的无机覆膜，其中，上述无机覆膜含有有效量的碱金属和非交联氧，并且粘合于该防污性材料的最表层上，使得只需用流水洗去粘附在其上面的废气污物便能使其表面的扩散反射率恢复至75％以上。另外，本专利技术的第二技术方案涉及一种涂料组合物，该涂料组合物在上述防污性材料制造过程中用于在基材表面上形成防污性无机覆膜，该涂料组合物含有溶剂和溶质，上述的溶质含有选自碱金属硅酸盐、碱金属铝酸盐、碱金属锆酸盐、碱金属硼酸盐、碱金属磷酸盐和碱金属膦酸盐中的一种以上作为主成分。进而，本专利技术的第三技术方案涉及一种防污性材料的制造方法，该方法包含如下步骤：将上述涂料组合物涂布于基材表面上，将该基材加热以使上述涂料组合物的涂层作为防污性无机覆膜固定于上述基材的表面上。另外，本专利技术的第四技术方案涉及一种防污性材料的制造装置，该装置至少具有用于将上述涂料组合物涂布到基材表面上的涂布装置，以及用于将上述基材迅速加热以使上述涂料组合物的涂层作为防污性无机覆膜固定于上述基材表面上的加热装置。-->                   对附图的简单说明图1是本专利技术一实施方案中所说无机覆膜的概念图。图2是本专利技术防污性材料的制造方法的说明图。(a)是加热处理前的状态；(b)是加热处理后的状态。其中，涂布于基材1上的涂料组合物的涂层2a通过加热处理而成为能向基材1赋予多种功能的薄膜2b。图3是本专利技术防污性材料的制造方法的说明图。(a)是加热处理前的状态；(b)是加热处理后的状态。其中，涂布于基材1上的涂料组合物的涂层2a和涂层4a通过迅速加热而变成能向基材1赋予多种功能的薄膜2b，并使其中的涂层4a变成具有非交联氧并能发挥亲水性的涂层4b。图4是本专利技术防污性材料制造装置的说明图。图中所示的装置由用于制造作为基材的所谓陶器的成型装置5、施釉装置6和烧结装置7构成的装置与由涂料组合物的涂布装置8、迅速加热装置9和冷却区域10构成的本专利技术的装置连续地配置而成，并且在各装置内和各装置间具有起连接作用而且可用来搬送基材的搬送装置16。图5是表示图4中迅速加热装置9的结构的模式图。该迅速加热装置9由下列零件构成：发热体21、用于包围发热体21并形成加热空间的耐热材料22、用于把需要加热的基材23保持在上述加热空间内并能按图中箭头A的方向搬送基材的搬送装置16、以及用于把基材搬入搬出上述加热空间的搬入口24和搬出口25。图6所示的装置具有用于在涂料组合物涂布之前将基材预热的预热装置11和用于把已涂布上述涂料组合物的基材干燥的干燥装置12。图7是简略图，它表示在本专利技术的一实施方案中用于测定所说无机覆膜在水中与色拉油的接触角的测定方法。图8是表示实施例C-1结果的曲线图，其中示出了从曾经在150℃、350℃或550℃下热处理过的硅酸钾瓷砖中钾离子的溶出试验的结果。图9是表示实施例C-2、C-2和比较例C-1的结果的曲线图。其中示出了曾经在150℃、350℃、450℃、550℃或800℃下热处理过的硅酸钾瓷砖在水中与色拉油的接触角的测定结果和对硅酸钾的热重分析结果。-->                   对专利技术的具体说明防污性材料本专利技术的防污性材料具有基材和实质上由非晶质金属氧化物构成的无机覆膜的最表层。本专利技术的防污性材料的功能包括各种各样的功能，例如可以举出：亲水性、防污性、防雾性、抗静电功能等，但是如果其中的几种功能发挥协同的作用，则能获得更优良的防污性。(a)基材在本专利技术中使用的基材可以是金属、无机材料、有机材料或者它们的复合材料，例如可以举出：内装材料、外装材料、瓷砖、陶瓷洁具、餐具、硅酸钙板、水泥挤压成型板等的建材或陶瓷基板、半导体等的新型陶瓷、绝缘子、玻璃、镜子、木材、树脂等。另外，作为其他用途，可以举出：建筑物外装、建筑物内装、窗框、窗玻璃、结构部件、交通工具的外装和涂装、机械装置或物品的外装、防尘罩及其涂装、交通标识、各种显示装置、广告塔、道路用隔音壁、铁道用隔音壁、桥梁、护栏的外装及涂装、隧道的内装及涂装、绝缘子、太阳能电池外罩、太阳能热水器集热罩、聚乙烯薄膜大棚、车辆用照明灯的玻璃罩、住宅设备、便器、浴缸、盥洗台、照明器具、灯具外罩、厨房用品、餐具洗涤器、餐具干燥器、洗手池、调理透镜、厨房排烟罩、换气扇、以及用于贴附在上述物品表面上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防污性材料的制造方法，其特征在于，该方法包含如下步骤：将含有碱金属硅酸盐和溶剂的涂料组合物涂布于基材表面上，将该基材表面迅速加热，使上述涂料组合物固定于上述基材表面上，利用具有每单位面积的发热量在１２０ＭＪ／ｍ↑ ［２］.ｈ以上的发热体的发热装置进行上述迅速加热，从该发热体到上述基材表面的距离在５ｍｍ～３００ｍｍ的范围，上述迅速加热进行２～６０秒。

【技术特征摘要】
JP 1998-10-19 316847/98;JP 1999-1-22 14896/99;JP 11.一种防污性材料的制造方法，其特征在于，该方法包含如下步骤：将含有碱金属硅酸盐和溶剂的涂料组合物涂布于基材表面上，将该基材表面迅速加热，使上述涂料组合物固定于上述基材表面上，利用具有每单位面积的发热量在120MJ/m2·h以上的发热体的发热装置进行上述迅速加热，从该发热体到上述基材表面的距离在5mm～300mm的范围，上述迅速加热进行2～60秒。2.如权利要求1所述的方法，其中，上述加热处理按照可将上述基材的表面温度加热至100～800℃的程度来进行。3.如权利要求2所述的方法，其中，上述加热处理按照可将上述基材的表面温度加热至150～600℃的程度来进行。4.如权利要求1所述的方法，其中，上述加热处理中的上述基材所处的气氛温度被加热至100～1000℃。5.如权利要求1所述的方法，其中，在上述加热处理中把加热温度实质上保持一定。6.如权利要求1所述的方法，其中，在涂布上述涂料组合物之前，对上述基材进行预热。7.如权利要求6所述的方法，其中，上述的预热通过将上述基材的表面加热至20～400℃进行。8.如权利要求1所述的方法，其中，上述的加热处理通过集中地只向上述基材的表面供给热量进行。9.如权利要求1所述的方法，其中，在上述加热处理之前，将已涂布上述涂料组合物的基材干燥。10.如权利要求1所述的方法，其中，对经过上述加热处理的基材，接着使其迅速冷却。11.如权利要求1所述的方法，其中，上述涂料组合物还含有光催化性金属氧化物。12.如权利要求11所述的方法，其中，上述光催化性金属氧化物为TiO2。13.如权利要求1所述的方法，其中，上述涂料组合物还含有选自由Al、Ti、Si、Zr、Zn、Ce、Sn、Sb、Sr、Fe、Cr、P、B、Co、Mn、Cu、Ag、Pt、Au、V、Ta和Bi构成的金属或它们的金属化合物中的至少一种以上。14.如权利要求13所述的方法，其中，上述涂料组合物还含有Cu或Ag的金属或其金属氧化物。15.如权利要求14所述的方法，其中，上述金属或金属氧化物被上述光催化性金属氧化物担载。16.如权利要求15所述的方法，其中，上述金属或金属氧化物通过由照射紫外线产生的光催化还原能力而被光催化性金属氧化物担载。17.如权利要求1所述的方法，其中，作为上述涂料组合物，使用组成相同或不同的组合物，将它们在上述基材表面上按积层状或多层状进行涂布...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐伯义光，小林秀纪，真弓祯隆，辻道万也，藤井宽之，龟岛顺次，森川智章，田中伸二，中岛靖，久我辰彦，
申请(专利权)人：TOTO株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]