[发明专利]光催化二氧化钛溶胶，和使用其的涂料组合物和部件

说明书

技术领域

本发明涉及一种光催化二氧化钛溶胶，其在暗处具有抗菌性，特别是涉及一种光催化二氧化钛溶胶，其是稳定的并且即使含有银时也不引起光致变色，以及涉及一种使用其的涂料组合物和部件。 

背景技术

已知的是二氧化钛具有光催化作用，即，当用紫外线照射时，它具有氧化还原功能，由此来分解有害物质和表现出抗菌性和超亲水现象，并且使用该作用的工业产品的发展非常活跃。由于光催化反应发生在二氧化钛的表面附近，因此在许多情况中所述的工业产品是通过将二氧化钛制成薄膜来使用它的。因此，由二氧化钛的细微粒子制成的二氧化钛溶胶已经被广泛用作薄膜形成材料。二氧化钛通过光能而表现出如它的名字所示的光催化效应，并因此其仅仅当用光例如日光和紫外灯的光照射时表现出该效应。就在光催化效应中的超亲水性所产生的抗污性能而言，存在于具有光催化作用的薄膜表面上的外部污物可以通过紫外线间歇照射来除去，即使该薄膜不用紫外线连续照射。有害物质也通过光的间歇照射而慢慢分解，除非该物质自然地增加。但是，因为当二氧化钛不具有光催化效应时，细菌和恶臭会繁殖和传播，因此二氧化钛需要用紫外线连续照射来保持抗菌性和除臭效应。当光催化剂被混入到能够用光连续照射的产品例如空气清洁器和净化装置中时，该产品可以一直用光照射。但是，由于室内或者室外使用的建筑材料或者其他的与宜居相关的产品本身不具有光源，因此光催化剂在其中没有日光或者灯的暗处是不起作用的。这个事实对于被期望具有抗菌性以及分解有害材料和防止由于光催化剂而产生的污染的效果的光催化产品而言是一个大问题，并因此，非常令人期望的是光催化剂具有在暗处的抗菌性和除臭效应。 

另一方面，为了使产品在其中无光的暗处表现出抗菌效果，最简单和最容易的方法是将光催化剂与不同于该光催化剂的抗菌剂一起使用。存在有不同类型的抗菌剂化合物，但是当该抗菌剂与光催化剂一起使用时，因为光催化剂分解有机物质，因此必须使用由无机物质制成的抗菌剂。无机抗菌成分包括金属例如银、铜和锌，并且已经开发了许多的工业产品，在其中无机抗菌成分存在于基底的表面来表现出抗菌性。这样的抗菌金属的作用也可以用于光催化剂中。无论是否存在照射光，抗菌性可以例如通过使光催化剂和抗菌金属存在于相同的涂层薄膜上而表现出来。例如，由于已经通过下面的步骤形成薄膜，因此产品可以具有暗处抗菌性：在该产品表面上形成含有二氧化钛的光催化薄膜，进一步将含有抗菌金属的化合物例如银或者铜的不同盐的水溶液施涂到该光催化薄膜的表面上，和热处理或者还原处理该施涂的水溶液；并由此具有由于金属离子而产生的光催化效应和抗菌性。但是，这样的方法需要施涂和干燥的冗长步骤，并且显然增加了制造成本。从工业的观点而言，优选的是一次性施涂和干燥含有光催化剂和抗菌金属的一种化学品溶液来获得所述的涂层薄膜。为此目的，可以想到的是将作为抗菌金属的银和铜混入到含有光催化剂的涂层薄膜形成材料中。 

作为涂层薄膜形成材料，优选的是上述的二氧化钛溶胶，因此可以想到的是将处于硝酸盐水溶液状态的银和铜分别与该涂层薄膜形成材料混合。当将硝酸银水溶液加入到商标名为STS-01的用硝酸稳定的二氧化钛溶胶(Ishihara Sangyo Kaisha，Ltd.的产品)中时，所形成的溶液在硝酸银加入后显然稳定了一会儿。但是，不久，银成分被还原，使得溶胶颜色由黄色变成褐色，并且最终甚至产生沉淀。当该溶胶产生沉淀时，涂层薄膜由该溶胶不稳定地形成，在溶胶施涂后由于沉淀物而表现出有缺陷的外观，或者产生不均衡的抗菌效果。因此，可以想到的是将银成分在即将生产涂层薄膜之前加入到溶胶中来防止变色和沉淀，但是这是不明智的。因此，本发明人对于生产二氧化钛溶胶的方法进行了广泛的研究，所述的溶胶包括抗菌金属，并且具有光催化功能和具有优异的储存稳定性。 就含有作为抗菌金属之一的铜的二氧化钛溶胶而言，本发明人已经公开了该技术。根据该技术，将铜以溶解在链烷醇胺中的络合物状态稳定地分散在二氧化钛溶胶中。(参见专利文献1)但是，对于含有银并且具有光催化功能的二氧化钛溶胶而言，还没有报道含有银并且不引起变色的稳定的溶胶以及其的生产方法。这是因为银比铜更易于还原。另一方面，公开了作为由无机胶体制成的抗菌剂的由抗菌无机氧化物的胶体溶液所形成的抗菌剂，其包含具有负电荷的无机氧化物胶体粒子，该粒子在其上具有选自下面的一种或多种抗菌金属成分：银，铜，锌，锡，铅，铋，镉，铬和汞。(参见专利文献2)