JP2013185043A - Photocatalyst coating liquid, cover for solar light generating system, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】光透過性を確保することが容易であるとともに、汚れの付着を抑制する効果を発揮させることの容易な光触媒塗工液、太陽光発電システム用カバー、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】光触媒塗工液は光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー及びシリカ微粒子を含有し、光触媒塗膜の屈折率が１．５以下とされるべく、光触媒微粒子として屈折率が２．２以下の微粒子を含有する。光触媒塗工液は屈折率が１．５以下とされる太陽光発電システム用のカバー本体に適用される。太陽光発電システム用カバーはガラス製のカバー本体と光触媒塗膜とを有し、その塗膜の屈折率はカバー本体の屈折率と一致される。太陽光発電システム用カバーは樹脂製のカバー本体と中間層と光触媒塗膜を有し、その塗膜の屈折率は中間層及びカバー本体の屈折率と一致される。太陽光発電システム用カバーの製造方法は光触媒塗工液の塗布により光触媒塗膜を形成する工程を備える。
【選択図】図１Provided are a photocatalyst coating liquid, a solar power generation system cover, and a method for manufacturing the same, which are easy to ensure light transmittance and easily exhibit the effect of suppressing the adhesion of dirt.
A photocatalyst coating liquid contains photocatalyst fine particles, a metal oxide-based binder, and silica fine particles, and the refractive index of the photocatalyst coating film is 1.5 or less so that the refractive index of the photocatalyst coating film is 1.5 or less. Of fine particles. The photocatalyst coating liquid is applied to a cover body for a photovoltaic power generation system having a refractive index of 1.5 or less. The cover for a photovoltaic power generation system has a glass cover body and a photocatalytic coating film, and the refractive index of the coating film matches the refractive index of the cover body. The cover for the photovoltaic power generation system has a resin cover body, an intermediate layer, and a photocatalyst coating film, and the refractive index of the coating film matches the refractive index of the intermediate layer and the cover body. The manufacturing method of the cover for photovoltaic power generation systems includes a step of forming a photocatalyst coating film by applying a photocatalyst coating liquid.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、太陽光発電システム用のカバー本体に適用される光触媒塗工液、光触媒塗膜を有する太陽光発電システム用カバー、その太陽光発電システム用カバーの製造方法に関する。 The present invention relates to a photocatalyst coating liquid applied to a cover body for a solar power generation system, a cover for a solar power generation system having a photocatalytic coating film, and a method for manufacturing the cover for the solar power generation system.
従来、太陽光発電システムは、受光面への汚れの付着を要因として、発電効率が経時的に低下する傾向がある。例えば、交通量が激しく排ガス汚れが付着し易い都市部、交通の要衝地域、砂塵汚れの付着が激しい乾燥地域等に太陽光発電システムを設置した場合、発電効率の低下する傾向が顕著となる。こうした太陽光発電システムの受光面は頻繁に洗浄されることで、発電効率は維持され易くなるものの、その洗浄に手間を要するうえ、受光面に傷を付けるおそれがある。また、スプリンクラー等の自動散水設備を用いて受光面を定期的に洗浄することで、発電効率は維持され易くなるものの、汚れを十分に除去できず、結果として発電効率を十分に回復することが困難となっている。 Conventionally, in a photovoltaic power generation system, power generation efficiency tends to decrease over time due to the adhesion of dirt to the light receiving surface. For example, when a solar power generation system is installed in an urban area where traffic volume is high and exhaust gas dirt easily adheres to, an important traffic area, or a dry area where dust dirt is heavily attached, the tendency of power generation efficiency to decrease becomes significant. The light receiving surface of such a solar power generation system is frequently cleaned, so that the power generation efficiency is easily maintained. However, it takes time for cleaning, and there is a risk of scratching the light receiving surface. Moreover, by periodically cleaning the light receiving surface using an automatic watering device such as a sprinkler, the power generation efficiency is easily maintained, but the dirt cannot be sufficiently removed, and as a result, the power generation efficiency can be sufficiently recovered. It has become difficult.
一方、酸化チタン光触媒を含有する光触媒塗工液から得られる光触媒塗膜は、防汚性を発現することが知られている。特許文献１には、酸化チタン光触媒を含有する光触媒塗工液から得られる光触媒塗膜の用途の一つとして太陽電池が記載されている。また、特許文献２では、有機基材と光触媒塗膜との間に介在させる中間膜用として用いられる材料として、有機−無機複合傾斜材料が提案されている。 On the other hand, it is known that a photocatalyst coating film obtained from a photocatalyst coating solution containing a titanium oxide photocatalyst exhibits antifouling properties. Patent Document 1 describes a solar cell as one of uses of a photocatalyst coating film obtained from a photocatalyst coating solution containing a titanium oxide photocatalyst. Patent Document 2 proposes an organic-inorganic composite gradient material as a material used for an intermediate film interposed between an organic substrate and a photocatalyst coating film.
太陽光発電システム用カバーは、光透過性を確保するというという観点から、屈折率が１．５以下の材料から形成されることが好適である。また、太陽電池用カバーに対する汚れの付着を抑制するために、光触媒塗膜を設けることが好適である。ここで、光触媒塗膜に含有させる光触媒としては、一般に酸化チタン光触媒が用いられる。ところが、酸化チタン光触媒を用いた場合、太陽光発電システム用カバーの光透過性が低下するおそれがある。太陽光発電システム用カバーにおいて、光透過性の低下は、太陽光発電システムの使用開始時点から、同システムが本来有する発電効率を得ることが困難となる。 The cover for the solar power generation system is preferably formed from a material having a refractive index of 1.5 or less from the viewpoint of ensuring light transmittance. In order to suppress the adhesion of dirt to the solar cell cover, it is preferable to provide a photocatalytic coating film. Here, as the photocatalyst to be contained in the photocatalyst coating film, a titanium oxide photocatalyst is generally used. However, when a titanium oxide photocatalyst is used, the light transmittance of the cover for a photovoltaic power generation system may be reduced. In the cover for a solar power generation system, a decrease in light transmittance makes it difficult to obtain the power generation efficiency inherent to the system from the start of use of the solar power generation system.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光透過性を確保することが容易であるとともに、汚れの付着を抑制する効果を発揮させることの容易な光触媒塗工液、太陽光発電システム用カバー、及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to easily ensure light transmission and to easily exhibit the effect of suppressing the adhesion of dirt. It is providing the cover for solar power generation systems, and its manufacturing method.
上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、屈折率が１．５以下とされる太陽光発電システム用のカバー本体に適用される光触媒塗工液であって、光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー、及びシリカ微粒子を含有してなり、前記光触媒塗工液から得られる光触媒塗膜の屈折率が１．５以下とされるべく、前記光触媒微粒子として、屈折率が２．２以下の微粒子を含有させることを要旨とする。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a photocatalyst coating liquid applied to a cover body for a photovoltaic power generation system having a refractive index of 1.5 or less, comprising photocatalyst fine particles, The photocatalyst fine particle contains a metal oxide binder and silica fine particles, and the refractive index of the photocatalyst coating film obtained from the photocatalyst coating liquid is 1.5 or less. The gist is to contain the following fine particles.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光触媒塗工液において、前記屈折率が２．２以下の微粒子として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）微粒子、酸化スズ（ＳｎＯ２）微粒子、酸化タングステン（ＷＯ３）微粒子、及び酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）微粒子から選ばれる少なくとも一種を含有することを要旨とする。 The invention according to claim 2 is the photocatalyst coating liquid according to claim 1, wherein the fine particles having a refractive index of 2.2 or less are zinc oxide (ZnO) fine particles, tin oxide (SnO 2 ) fine particles, tungsten oxide. The gist is to contain at least one selected from (WO 3 ) fine particles and bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) fine particles.
請求項３に記載の発明は、屈折率が１．５以下のカバー本体と光触媒塗膜とを有してなり、前記光触媒塗膜が太陽光発電システムの受光面を形成する太陽光発電システム用カバーであって、前記カバー本体はガラス製であり、前記光触媒塗膜は、光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー、及びシリカ微粒子を含有してなり、前記光触媒微粒子として屈折率が２．２以下の微粒子を含有させることで、前記光触媒塗膜の屈折率を前記カバー本体の屈折率と一致させてなることを要旨とする。 The invention according to claim 3 is for a photovoltaic power generation system comprising a cover body having a refractive index of 1.5 or less and a photocatalytic coating film, wherein the photocatalytic coating film forms a light receiving surface of the photovoltaic power generation system. The cover body is made of glass, and the photocatalyst coating film contains photocatalyst fine particles, a metal oxide binder, and silica fine particles, and the refractive index of the photocatalyst fine particles is 2.2 or less. By including fine particles, the gist is that the refractive index of the photocatalyst coating film is matched with the refractive index of the cover body.
請求項４に記載の発明は、屈折率が１．５以下のカバー本体と光触媒塗膜とを有してなり、前記光触媒塗膜が太陽光発電システムの受光面を形成する太陽光発電システム用カバーであって、前記カバー本体は樹脂製であり、前記光触媒塗膜は、光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー、及びシリカ微粒子を含有してなり、前記太陽光発電システム用カバーは、前記光触媒微粒子により生じる酸化力から前記カバー本体を保護する中間層を有し、前記中間層は、前記カバー本体と前記光触媒塗膜との間に設けられ、前記光触媒微粒子として屈折率が２．２以下の微粒子を含有させることで、前記光触媒塗膜の屈折率を前記中間層の屈折率及び前記カバー本体の屈折率と一致させてなることを要旨とする。 The invention according to claim 4 is for a photovoltaic power generation system comprising a cover body having a refractive index of 1.5 or less and a photocatalytic coating film, wherein the photocatalytic coating film forms a light receiving surface of the photovoltaic power generation system. The cover body is made of resin, the photocatalyst coating film contains photocatalyst fine particles, a metal oxide-based binder, and silica fine particles, and the cover for the photovoltaic power generation system is composed of the photocatalyst fine particles. An intermediate layer that protects the cover main body from the oxidizing power generated by the intermediate layer, the intermediate layer being provided between the cover main body and the photocatalyst coating film, and the photocatalyst fine particles having a refractive index of 2.2 or less It is summarized that the refractive index of the photocatalyst coating film is matched with the refractive index of the intermediate layer and the refractive index of the cover body.
請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載の太陽光発電システム用カバーの製造方法であって、光触媒塗工液の塗布により前記光触媒塗膜を形成する工程を備え、前記光触媒塗工液は、光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー、及びシリカ微粒子を含有し、前記光触媒微粒子として屈折率が２．２以下の微粒子を含有することを要旨とする。 Invention of Claim 5 is a manufacturing method of the cover for photovoltaic power generation systems of Claim 3 or Claim 4, Comprising: The process of forming the said photocatalyst coating film by application | coating of a photocatalyst coating liquid is provided, The gist of the photocatalyst coating liquid is that it contains photocatalyst fine particles, a metal oxide-based binder, and silica fine particles, and the photocatalyst fine particles contain fine particles having a refractive index of 2.2 or less.
本発明によれば、光透過性を確保することが容易であるとともに、汚れの付着を抑制する効果を発揮させることの容易な光触媒塗工液、太陽光発電システム用カバー、及びその製造方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a photocatalyst coating liquid, a photovoltaic power generation system cover, and a method for manufacturing the same, which are easy to ensure light transmission and easily exhibit the effect of suppressing adhesion of dirt. Provided.
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について詳細に説明する。
光触媒塗工液は、屈折率が１．５以下とされる太陽光発電システム用のカバー本体に適用される。本実施形態のカバー本体はガラス製である。カバー本体には、光触媒塗工液により光触媒塗膜が形成されることで、カバー本体と光触媒塗膜とを有する太陽光発電システム用カバーが得られる。太陽光発電システム用カバーの有する光触媒塗膜は太陽光発電システムの受光面を形成する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment embodying the present invention will be described in detail.
The photocatalyst coating liquid is applied to a cover body for a photovoltaic power generation system having a refractive index of 1.5 or less. The cover body of this embodiment is made of glass. A cover for a photovoltaic power generation system having a cover body and a photocatalyst coating film is obtained by forming a photocatalyst coating film on the cover body using a photocatalyst coating liquid. The photocatalyst coating film which the cover for solar power generation systems has forms the light-receiving surface of a solar power generation system.
光触媒塗工液には、光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー、及びシリカ微粒子が含有される。光触媒塗工液には、同塗工液から得られる光触媒塗膜の屈折率が１．５以下とされるべく、光触媒微粒子として、屈折率が２．２以下の微粒子（以下、「微粒子Ａ」という）が含有される。 The photocatalyst coating liquid contains photocatalyst fine particles, metal oxide binder, and silica fine particles. In the photocatalyst coating solution, a photocatalyst fine particle having a refractive index of 2.2 or less (hereinafter, “fine particle A”) is used as the photocatalyst fine particle so that the refractive index of the photocatalyst coating film obtained from the coating solution is 1.5 or less. Contained).
微粒子Ａは、その光触媒活性により、受光面に付着した有機物の分解を促進する。この微粒子Ａの屈折率は２．２以下であるため、光触媒塗膜の屈折率を１．５以下にすることが容易となる。 The fine particles A promote the decomposition of organic substances attached to the light receiving surface due to their photocatalytic activity. Since the refractive index of the fine particles A is 2.2 or less, it is easy to make the refractive index of the photocatalyst coating film 1.5 or less.
光触媒微粒子としては、太陽光の散乱を抑制するという観点から、平均粒子径が２００ｎｍ以下であるとともに累積重量９５％粒子径（Ｄ９５）が５００ｎｍ以下であるものを用いることが好ましい。なお、光触媒微粒子の平均粒子径の下限は、例えば１ｎｍ以上とされる。本明細書で記載する平均粒子径は動的光散乱法で測定されるとともに、Ｄ９５は動的光散乱法により測定される粒度分布から求められる。 As the photocatalyst fine particles, those having an average particle diameter of 200 nm or less and a cumulative weight 95% particle diameter (D95) of 500 nm or less are preferably used from the viewpoint of suppressing sunlight scattering. In addition, the minimum of the average particle diameter of photocatalyst fine particles shall be 1 nm or more, for example. The average particle diameter described in the present specification is measured by a dynamic light scattering method, and D95 is determined from a particle size distribution measured by the dynamic light scattering method.
微粒子Ａとしては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）微粒子、酸化スズ（ＳｎＯ２）微粒子、酸化タングステン（ＷＯ３）微粒子、及び酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）微粒子から選ばれる少なくとも一種が好適に用いられる。微粒子Ａの中でも、光透過性及び光触媒活性に優れるとともに、コスト的に有利であるという観点から、酸化タングステン微粒子が好ましい。 As the fine particles A, at least one selected from zinc oxide (ZnO) fine particles, tin oxide (SnO 2 ) fine particles, tungsten oxide (WO 3 ) fine particles, and bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) fine particles is preferably used. Among the fine particles A, tungsten oxide fine particles are preferable from the viewpoints of being excellent in light transmittance and photocatalytic activity and being advantageous in terms of cost.
光触媒塗工液中には、微粒子Ａ以外の光触媒微粒子として、例えば酸化チタン微粒子を含有させることもできる。光触媒塗工液中における光触媒微粒子の全体を１００質量％としたとき、微粒子Ａの含有量は、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上である。光触媒塗工液中における光触媒微粒子のうち、微粒子Ａの含有量を高めることで、光触媒塗膜の屈折率を１．５以下にすることがさらに容易となる。 The photocatalyst coating liquid may contain, for example, titanium oxide fine particles as photocatalyst fine particles other than the fine particles A. When the total amount of the photocatalyst fine particles in the photocatalyst coating liquid is 100% by mass, the content of the fine particles A is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more. By increasing the content of the fine particles A among the photocatalyst fine particles in the photocatalyst coating liquid, it becomes easier to make the refractive index of the photocatalyst coating film 1.5 or less.
光触媒微粒子を用いて光触媒塗工液を調製する際には、光触媒微粒子の粉体を用いることも可能であるが、凝集体の生成を抑制するという観点から、水又は極性溶媒中に光触媒微粒子が分散された分散液を用いることが好ましい。光触媒微粒子の分散性を確保する観点から、光触媒微粒子の分散液は、酸性に調整されることが好ましい。 When preparing a photocatalyst coating liquid using photocatalyst fine particles, it is possible to use a photocatalyst fine particle powder. From the viewpoint of suppressing the formation of aggregates, the photocatalyst fine particles are contained in water or a polar solvent. It is preferable to use a dispersed dispersion. From the viewpoint of ensuring the dispersibility of the photocatalyst fine particles, the dispersion of the photocatalyst fine particles is preferably adjusted to be acidic.
金属酸化物系バインダーは、耐酸化分解性のバインダーとして光触媒塗膜を構成する成分である。金属酸化物系バインダーは、下記一般式（１）で示される加水分解性金属化合物の加水分解縮合物により構成される。 The metal oxide binder is a component constituting the photocatalyst coating film as a oxidative decomposition resistant binder. The metal oxide binder is composed of a hydrolysis condensate of a hydrolyzable metal compound represented by the following general formula (1).
Ｍ１Ｒ１ ｍ ・・・（１）
一般式（１）中のＭ１は、金属原子であり、ｍはＭ１の価数である。一般式（１）中のＲ１は、加水分解性基又は非加水分解性基であり、Ｒ１のうち、少なくとも２つは加水分解性基である。なお、複数のＲ１は互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
M 1 R 1 m (1)
M 1 in the general formula (1) is a metal atom, and m is the valence of M 1 . R 1 in the general formula (1) is a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least two of R 1 are hydrolyzable groups. The plurality of R 1 may be the same as or different from each other.
Ｍ１の金属原子は、ケイ素、チタン、ジルコニウム、又はアルミニウムであり、金属酸化物系バインダーの屈折率が２．０以下となるように金属原子を適宜選択することが好ましい。Ｍ１の金属原子としては、光触媒塗膜の屈折率を低下させ易いという観点から、ケイ素が好ましい。Ｒ１を構成する加水分解性基としては、例えば、アルコキシル基、イソシアネート基、塩素原子等のハロゲン原子、オキシハロゲン基、アセチルアセトネート基等が挙げられる。Ｒ１を構成する非加水分解性基としては、例えば、炭素数１〜１０のアルキル基、アリール基、アルケニル基等が挙げられる。 The metal atom of M 1 is silicon, titanium, zirconium, or aluminum, and the metal atom is preferably selected as appropriate so that the refractive index of the metal oxide binder is 2.0 or less. As the metal atom of M 1 , silicon is preferable from the viewpoint that the refractive index of the photocatalyst coating film is easily lowered. Examples of the hydrolyzable group constituting R 1 include an alkoxyl group, an isocyanate group, a halogen atom such as a chlorine atom, an oxyhalogen group, and an acetylacetonate group. The non-hydrolyzable group constituting R 1, for example, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group, an alkenyl group.
上記一般式（１）で示される加水分解性金属化合物の具体例としては、シランアルコキシド、アルミニウムアルコキシド、金属イソシアネート、金属ハロゲン化物等が挙げられる。シランアルコキシドとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン等が挙げられる。アルミニウムアルコキシドとしては、トリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリ−ｎ−プロポキシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、トリ−ｎ−ブトキシアルミニウム、トリイソブトキシアルミニウム、トリ−ｓｅｃ−ブトキシアルミニウム、トリ−ｔｅｒｔ−ブトキシアルミニウム等が挙げられる。金属イソシアネートとしては、例えば、テトライソシアナトシラン、メチルトリイソシアナトシラン等が挙げられる。金属ハロゲン化物としては、例えば、テトラクロロシラン、メチルトリクロロシラン等が挙げられる。 Specific examples of the hydrolyzable metal compound represented by the general formula (1) include silane alkoxide, aluminum alkoxide, metal isocyanate, metal halide and the like. Examples of the silane alkoxide include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetraisobutoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert- Examples include butoxysilane. Aluminum alkoxides include trimethoxy aluminum, triethoxy aluminum, tri-n-propoxy aluminum, triisopropoxy aluminum, tri-n-butoxy aluminum, triisobutoxy aluminum, tri-sec-butoxy aluminum, tri-tert-butoxy aluminum Etc. Examples of the metal isocyanate include tetraisocyanatosilane and methyltriisocyanatosilane. Examples of the metal halide include tetrachlorosilane and methyltrichlorosilane.
金属酸化物系バインダーは、加水分解性金属化合物の一種のみから構成してもよいし、複数種を組み合わせて構成してもよい。また、金属酸化物系バインダーは、光触媒塗工液中に、上記の加水分解性金属化合物として含有させてもよいし、加水分解性金属化合物のオリゴマーとして含有させてもよい。 The metal oxide binder may be composed of only one kind of hydrolyzable metal compound, or may be composed of a combination of plural kinds. Further, the metal oxide binder may be contained in the photocatalyst coating liquid as the hydrolyzable metal compound or as an oligomer of the hydrolyzable metal compound.
上記一般式（１）で示される加水分解性金属化合物のオリゴマーとしては、好ましくは金属アルコキシドオリゴマーであり、例えば、アルコキシシランオリゴマーが好適に用いられる。アルコキシシランオリゴマーとしては、例えば、商品名「メチルシリケート５１（商品名）」、「エチルシリケート４０（商品名）」等としてコルコート社から市販されているものが挙げられる。 The oligomer of the hydrolyzable metal compound represented by the general formula (1) is preferably a metal alkoxide oligomer. For example, an alkoxysilane oligomer is suitably used. Examples of the alkoxysilane oligomer include those commercially available from Colcoat Corporation under the trade names “Methyl silicate 51 (trade name)”, “Ethyl silicate 40 (trade name)”, and the like.
シリカ微粒子は、受光面に親水性を付与するために含有される。シリカ微粒子としては、太陽光の散乱を抑制するという観点から、平均粒子径が１００ｎｍ以下であるとともに累積重量９５％粒子径（Ｄ９５）が２００ｎｍ以下であるコロイダルシリカを用いることが好ましい。なお、コロイダルシリカの平均粒子径の下限は、例えば１ｎｍ以上とされる。 Silica fine particles are contained in order to impart hydrophilicity to the light receiving surface. As the silica fine particles, it is preferable to use colloidal silica having an average particle diameter of 100 nm or less and a cumulative weight 95% particle diameter (D95) of 200 nm or less from the viewpoint of suppressing sunlight scattering. In addition, the minimum of the average particle diameter of colloidal silica shall be 1 nm or more, for example.
シリカ微粒子を用いて光触媒塗工液を調製する際には、シリカ微粒子の粉体を用いることも可能であるが、凝集体の生成を抑制するという観点から、水又は極性溶媒中に光触媒微粒子が分散された分散液を用いることが好ましい。シリカ微粒子の分散性を確保する観点から、シリカ微粒子の分散液は、酸性に調整されることが好ましい。 When preparing a photocatalyst coating liquid using silica fine particles, it is possible to use a powder of silica fine particles, but from the viewpoint of suppressing the formation of aggregates, the photocatalyst fine particles are contained in water or a polar solvent. It is preferable to use a dispersed dispersion. From the viewpoint of ensuring the dispersibility of the silica fine particles, the silica fine particle dispersion is preferably adjusted to be acidic.
光触媒塗工液は、微粒子Ａ、金属酸化物系バインダー、及びシリカ微粒子を溶媒に混合することで調製される。なお、光触媒塗工液には、粘度調整剤、ｐＨ調整剤等を含有させることもできる。 The photocatalyst coating liquid is prepared by mixing fine particles A, a metal oxide-based binder, and silica fine particles in a solvent. The photocatalyst coating liquid may contain a viscosity adjuster, a pH adjuster and the like.
光触媒塗工液に用いられる溶媒は、光触媒塗工液の乾燥速度、光触媒塗工液が塗工される面の状態、塗工方法等に応じて適宜選択することができる。溶媒としては、例えば、アルコール類、ケトン類、エーテル類等が挙げられる。溶媒の中でも、極性溶媒が好ましく用いられる。なお、溶媒としては、一種類の溶媒を用いてもよいし、複数種の溶媒が混合された混合溶媒を用いてもよい。 The solvent used in the photocatalyst coating solution can be appropriately selected according to the drying rate of the photocatalyst coating solution, the state of the surface on which the photocatalyst coating solution is applied, the coating method, and the like. Examples of the solvent include alcohols, ketones, ethers and the like. Of the solvents, polar solvents are preferably used. As the solvent, one kind of solvent may be used, or a mixed solvent in which a plurality of kinds of solvents are mixed may be used.
溶媒は、酸性にｐＨ調整されていることが好ましい。溶媒のｐＨ調整は、塩酸、硫酸、硝酸等の酸を用いてもよいし、カチオン交換樹脂等の固体酸を用いてもよい。なお、固体酸を用いる場合、その固体酸はｐＨ調整後に溶媒中から除去される。 It is preferable that the pH of the solvent is adjusted to be acidic. The pH of the solvent may be adjusted using an acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, or nitric acid, or a solid acid such as a cation exchange resin. When a solid acid is used, the solid acid is removed from the solvent after pH adjustment.
光触媒塗工液を調製する際には、溶媒に酸性度の強い成分から順に添加することが好ましい。この場合、光触媒塗工液の調製の後段階において酸性度の過剰な変動を抑制することができ、微粒子Ａ等の分散安定性が確保され易くなる。 When preparing the photocatalyst coating solution, it is preferable to add components with strong acidity in order from the solvent. In this case, an excessive variation in acidity can be suppressed at a later stage of the preparation of the photocatalyst coating liquid, and dispersion stability of the fine particles A and the like can be easily ensured.
光触媒塗工液中における光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー、及びシリカ粒子の各成分の含有量は、光触媒塗膜の屈折率が１．５以下となる含有量とされる。すなわち、光触媒塗工液中の光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー、及びシリカ粒子の各成分の含有量は、光触媒塗膜（乾燥後の光触媒塗膜）中における各成分の含有量に応じて設定することができる。 The content of each component of the photocatalyst fine particles, the metal oxide binder, and the silica particles in the photocatalyst coating liquid is set to a content that causes the refractive index of the photocatalyst coating film to be 1.5 or less. That is, the content of each component of the photocatalyst fine particles, the metal oxide binder, and the silica particles in the photocatalyst coating liquid is set according to the content of each component in the photocatalyst coating film (photocatalyst coating film after drying). can do.
光触媒塗膜中における微粒子Ａの含有量は、好ましくは２０〜６９体積％、より好ましくは２０〜５０体積％である。光触媒塗膜中における微粒子Ａの含有量が２０体積％以上の場合、受光面に付着した有機物をより効率的に分解することが容易となる。光触媒塗膜中における微粒子Ａの含有量が６９体積％以下の場合、光触媒塗膜の屈折率を１．５以下に設定することがさらに容易となる。 The content of the fine particles A in the photocatalyst coating film is preferably 20 to 69% by volume, more preferably 20 to 50% by volume. When the content of the fine particles A in the photocatalytic coating film is 20% by volume or more, it becomes easier to more efficiently decompose the organic matter attached to the light receiving surface. When the content of the fine particles A in the photocatalyst coating film is 69% by volume or less, it becomes easier to set the refractive index of the photocatalyst coating film to 1.5 or less.
光触媒塗膜中の金属酸化物系バインダーの含有量は、好ましくは３０〜５０体積％である。光触媒塗膜中の金属酸化物系バインダーの含有量が３０体積％以上の場合、光触媒塗膜の密着性が得られ易くなる。一方、光触媒塗膜中の金属酸化物系バインダーの含有量が５０体積％以下の場合、光触媒塗膜にクラック等の発生を抑制することが容易となる。 The content of the metal oxide binder in the photocatalyst coating film is preferably 30 to 50% by volume. When the content of the metal oxide binder in the photocatalyst coating film is 30% by volume or more, the adhesion of the photocatalyst coating film is easily obtained. On the other hand, when the content of the metal oxide binder in the photocatalyst coating film is 50% by volume or less, it becomes easy to suppress generation of cracks or the like in the photocatalyst coating film.
光触媒塗膜中におけるシリカ微粒子の含有量は、好ましくは１〜５０体積％、より好ましくは１０〜５０体積％、最も好ましくは３０〜５０体積％である。光触媒塗膜中におけるシリカ微粒子の含有量が１体積％以上の場合、光触媒塗膜の強度が向上する傾向となる。 The content of silica fine particles in the photocatalyst coating film is preferably 1 to 50% by volume, more preferably 10 to 50% by volume, and most preferably 30 to 50% by volume. When the content of the silica fine particles in the photocatalyst coating film is 1% by volume or more, the strength of the photocatalyst coating film tends to be improved.
次に、光触媒塗工液の作用について説明する。
本実施形態の光触媒塗工液は、屈折率が１．５以下のカバー本体に適用される。ここで、光触媒粒子として二酸化チタン微粒子を用いた場合、二酸化チタン微粒子の屈折率に基づいて、光触媒塗膜の屈折率がカバー本体の屈折率よりも高くなり易い。この点、光触媒塗工液、すなわち光触媒塗膜中の二酸化チタン微粒子の含有量を削減することで、光触媒塗膜の屈折率を低めることができるものの、光触媒塗膜の光触媒活性が発現し難くなる。本実施形態の光触媒塗工液は、得られる光触媒塗膜の屈折率が１．５以下とされるべく、光触媒微粒子として、屈折率が２．２以下の微粒子を含有させている。これにより、光触媒塗膜の屈折率が光触媒微粒子に基づいて高まることが抑制される。このため、屈折率が１．５以下とされるカバー本体の屈折率に、光触媒塗膜の屈折率を一致させることが容易となる。
Next, the effect | action of a photocatalyst coating liquid is demonstrated.
The photocatalyst coating liquid of this embodiment is applied to a cover body having a refractive index of 1.5 or less. Here, when titanium dioxide fine particles are used as the photocatalyst particles, the refractive index of the photocatalyst coating film tends to be higher than the refractive index of the cover main body based on the refractive index of the titanium dioxide fine particles. In this respect, the photocatalytic coating liquid, that is, the refractive index of the photocatalytic coating film can be lowered by reducing the content of the titanium dioxide fine particles in the photocatalytic coating film, but the photocatalytic activity of the photocatalytic coating film is hardly exhibited. . The photocatalyst coating liquid of this embodiment contains fine particles having a refractive index of 2.2 or less as photocatalyst fine particles so that the refractive index of the resulting photocatalyst coating film is 1.5 or less. Thereby, it is suppressed that the refractive index of a photocatalyst coating film increases based on photocatalyst microparticles | fine-particles. For this reason, it becomes easy to make the refractive index of a photocatalyst coating film correspond with the refractive index of the cover main body by which a refractive index is 1.5 or less.
次に、太陽光発電システム用カバー及びその製造方法について説明する。
太陽光発電システム用カバーは、屈折率が１．５以下であり、ガラス製のカバー本体と光触媒塗膜とを有している。光触媒塗膜は、太陽光発電システムの受光面を形成している。光触媒塗膜は、上述した光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー、及びシリカ微粒子を含有している。光触媒塗膜には、光触媒微粒子として上記微粒子Ａが含有されることで、光触媒塗膜の屈折率がカバー本体の屈折率と一致する構成とされる。
Next, a cover for a photovoltaic power generation system and a manufacturing method thereof will be described.
The cover for solar power generation system has a refractive index of 1.5 or less, and has a glass cover body and a photocatalytic coating film. The photocatalyst coating film forms the light receiving surface of the photovoltaic power generation system. The photocatalyst coating film contains the above-described photocatalyst fine particles, metal oxide binder, and silica fine particles. Since the photocatalyst coating film contains the fine particles A as photocatalyst fine particles, the photocatalytic coating film has a refractive index that matches the refractive index of the cover body.
カバー本体の形状は、平坦状、湾曲した形状等が挙げられ、光の反射を抑制する凹凸面を有するものであってもよい。また、カバー本体は、それ自体が例えばフレネルレンズ等の集光機能を有するものであってもよいし、太陽電池（セル、モジュール等）を保護する光透過性部材をさらに覆うように設けられるものであってもよい。 Examples of the shape of the cover main body include a flat shape and a curved shape, and the cover main body may have an uneven surface that suppresses reflection of light. Further, the cover body itself may have a light collecting function such as a Fresnel lens, or may be provided so as to further cover a light transmissive member that protects the solar cell (cell, module, etc.). It may be.
光触媒塗膜の厚みは、好ましくは２５〜５００ｎｍの範囲、より好ましくは５０〜１００ｎｍの範囲とされる。光触媒塗膜の厚みが厚くなるに従って、受光面における有機物の分解力が高まる傾向となる。一方、光触媒塗膜の厚みが薄くなるに従って、光触媒塗膜にクラックが発生し難くなる傾向となる。 The thickness of the photocatalyst coating film is preferably in the range of 25 to 500 nm, more preferably in the range of 50 to 100 nm. As the thickness of the photocatalytic coating film increases, the organic substance decomposing ability on the light receiving surface tends to increase. On the other hand, as the thickness of the photocatalyst coating film becomes thinner, cracks tend to be less likely to occur in the photocatalyst coating film.
太陽光発電システム用カバーで被覆される太陽電池の種類は、特に限定されず、例えば、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、化合物半導体系、色素増感型、有機薄膜型、量子ドット型等が挙げられる。 The type of solar cell covered with the cover for the solar power generation system is not particularly limited. For example, a single crystal silicon type, a polycrystalline silicon type, an amorphous silicon type, a compound semiconductor system, a dye sensitizing type, an organic thin film type, A quantum dot type etc. are mentioned.
太陽光発電システム用カバーの製造方法は、光触媒塗工液の塗布により光触媒塗膜を形成する工程を備える。光触媒塗工液の塗工方法は、カバー本体の外面形状等に応じて適宜選択することができる。塗工方法としては、例えば、ディップコート法、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法等が挙げられる。 The manufacturing method of the cover for solar power generation systems includes a step of forming a photocatalyst coating film by applying a photocatalyst coating liquid. The coating method of the photocatalyst coating liquid can be appropriately selected according to the outer surface shape of the cover body. Examples of the coating method include dip coating, spin coating, spray coating, bar coating, knife coating, roll coating, blade coating, die coating, and gravure coating.
カバー本体に塗布された光触媒塗工液は、乾燥工程で乾燥されることにより、カバー本体には光触媒塗膜が形成される。乾燥工程は、加熱乾燥であってもよいし、自然乾燥であってもよい。加熱乾燥の場合の乾燥温度は、例えば４０〜１５０℃の範囲に設定される。 The photocatalyst coating liquid applied to the cover body is dried in the drying process, whereby a photocatalyst coating film is formed on the cover body. The drying step may be heat drying or natural drying. The drying temperature in the case of heat drying is set in the range of 40 to 150 ° C., for example.
次に、太陽光発電システム用カバー及びその製造方法の作用について説明する。
太陽光発電システム用カバーは、光触媒塗膜の屈折率がカバー本体の屈折率と一致する構成とされているため、カバー本体と光触媒塗膜との境界面における光の反射を防止することができる。これにより、太陽光発電システム用カバーでは、カバー本体の光透過性が維持され、かつ光触媒塗膜の機能が発揮される。
Next, the effect | action of the cover for photovoltaic power generation systems and its manufacturing method is demonstrated.
Since the cover for the photovoltaic power generation system is configured so that the refractive index of the photocatalytic coating film matches the refractive index of the cover main body, reflection of light at the boundary surface between the cover main body and the photocatalytic coating film can be prevented. . Thereby, in the cover for solar power generation systems, the light transmittance of the cover main body is maintained, and the function of the photocatalyst coating film is exhibited.
太陽光発電システム用カバーを備える太陽光発電システムでは、光触媒塗膜を受光面としているため、受光面に付着した有機物の分解が促進される。ここで、砂塵等の無機物は、有機物を介して受光面に付着することが多い。こうした無機物の付着の要因なる有機物としては、特に油性の有機物が挙げられる。この点、微粒子Ａを含む光触媒微粒子によって有機物が分解されることで、受光面への無機物の付着が抑制される。また、受光面はシリカ微粒子によって親水性が付与されているため、降雨や受光面への散水によって、受光面の汚れは容易に洗い流される。こうしたシリカ微粒子及び微粒子Ａは、例えば二酸化チタン微粒子よりも低屈折率であるため、光触媒塗膜を要因として太陽電池に到達する光エネルギーが低下することが抑制される。 In the photovoltaic power generation system including the photovoltaic power generation system cover, the photocatalyst coating film is used as the light receiving surface, so that the decomposition of organic substances attached to the light receiving surface is promoted. Here, inorganic substances such as dust often adhere to the light receiving surface via organic substances. Examples of organic substances that cause the adhesion of inorganic substances include oily organic substances. In this respect, the organic matter is decomposed by the photocatalyst fine particles including the fine particles A, whereby the adhesion of the inorganic matter to the light receiving surface is suppressed. Further, since the light receiving surface is provided with hydrophilicity by silica fine particles, dirt on the light receiving surface is easily washed away by rain or water spraying on the light receiving surface. Since such silica fine particles and fine particles A have a lower refractive index than, for example, titanium dioxide fine particles, it is possible to suppress a decrease in light energy reaching the solar cell due to the photocatalytic coating film.
太陽光発電システム用カバーの製造方法では、上述した光触媒塗工液を塗布し、光触媒塗膜を形成する工程を備えることで、自身の屈折率がカバー本体の屈折率に一致してなる光触媒塗膜をカバー本体に容易に形成することができる。 In the method for manufacturing a cover for a photovoltaic power generation system, a photocatalyst coating having the refractive index of the cover body corresponding to the refractive index of the cover body is provided by applying the above-described photocatalyst coating liquid to form a photocatalyst coating film. The film can be easily formed on the cover body.
以上詳述した第１実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
（１）光触媒塗工液は、屈折率が１．５以下とされる太陽光発電システム用のカバー本体に適用される。光触媒塗工液は、光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー、及びシリカ微粒子を含有する。光触媒塗工液には、同塗工液から得られる光触媒塗膜の屈折率が１．５以下とされるべく、光触媒微粒子として、屈折率が２．２以下の微粒子が含有される。この構成によれば、屈折率が１．５以下とされるカバー本体の屈折率に、光触媒塗膜の屈折率を一致させることが容易となる。従って、光透過性を確保することが容易であるとともに、汚れの付着を抑制する効果を発揮させることが容易となる。
According to the first embodiment described in detail above, the following effects are exhibited.
(1) The photocatalyst coating liquid is applied to a cover body for a solar power generation system having a refractive index of 1.5 or less. The photocatalyst coating liquid contains photocatalyst fine particles, a metal oxide-based binder, and silica fine particles. The photocatalyst coating solution contains fine particles having a refractive index of 2.2 or less as photocatalyst fine particles so that the refractive index of the photocatalyst coating film obtained from the coating solution is 1.5 or less. According to this configuration, it becomes easy to make the refractive index of the photocatalyst coating film coincide with the refractive index of the cover body having a refractive index of 1.5 or less. Therefore, it is easy to ensure light transmittance and to easily exert the effect of suppressing the adhesion of dirt.
（２）光触媒微粒子としては、酸化亜鉛微粒子、酸化スズ微粒子、酸化タングステン微粒子、及び酸化ビスマス微粒子から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。このような微粒子を用いることで、太陽光発電システムに好適な光透過性を発揮させることがさらに容易となり、かつ、受光面の汚れの付着を抑制することがさらに容易となる。 (2) The photocatalyst fine particles are preferably at least one selected from zinc oxide fine particles, tin oxide fine particles, tungsten oxide fine particles, and bismuth oxide fine particles. By using such fine particles, it becomes easier to exhibit light transmittance suitable for the photovoltaic power generation system, and it becomes easier to suppress the adhesion of dirt on the light receiving surface.
（３）太陽光発電システム用カバーは、屈折率が１．５以下のカバー本体と光触媒塗膜とを有する。太陽光発電システムの受光面は、光触媒塗膜から形成される。カバー本体はガラス製であり、光触媒塗膜は光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー、及びシリカ微粒子を含有する。光触媒塗膜には、光触媒微粒子として屈折率が２．２以下の微粒子が含有されることで、光触媒塗膜の屈折率はカバー本体の屈折率と一致されている。 (3) The solar power generation system cover includes a cover body having a refractive index of 1.5 or less and a photocatalytic coating film. The light receiving surface of the photovoltaic power generation system is formed from a photocatalytic coating film. The cover body is made of glass, and the photocatalyst coating film contains photocatalyst fine particles, a metal oxide binder, and silica fine particles. Since the photocatalyst coating film contains fine particles having a refractive index of 2.2 or less as photocatalyst fine particles, the refractive index of the photocatalyst coating film matches the refractive index of the cover body.
この構成によれば、太陽光発電システム用カバーでは、カバー本体の光透過性が維持され、かつ光触媒塗膜の機能が発揮される。従って、光透過性を確保することが容易であるとともに、汚れの付着を抑制する効果を発揮させることの容易となる。 According to this structure, in the cover for photovoltaic power generation systems, the light transmittance of the cover body is maintained, and the function of the photocatalytic coating film is exhibited. Therefore, it is easy to ensure light transmittance and easily exert the effect of suppressing the adhesion of dirt.
（４）太陽光発電システム用カバーの製造方法は、光触媒塗工液の塗布により光触媒塗膜を形成する工程を備えている。光触媒塗工液は、光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー、及びシリカ微粒子を含有し、光触媒微粒子として屈折率が２．２以下の微粒子を含有するため、光透過性を確保することが容易であるとともに、汚れの付着を抑制する効果を発揮させることの容易な太陽光発電システム用カバーの製造方法が提供される。 (4) The method for manufacturing a cover for a photovoltaic power generation system includes a step of forming a photocatalyst coating film by applying a photocatalyst coating liquid. The photocatalyst coating liquid contains photocatalyst fine particles, metal oxide binder, and silica fine particles, and contains fine particles having a refractive index of 2.2 or less as photocatalyst fine particles, so that it is easy to ensure light transmittance. In addition, there is provided a method for manufacturing a cover for a photovoltaic power generation system that can easily exert the effect of suppressing the adhesion of dirt.
（５）本実施形態の太陽光発電システム用カバーを備えた太陽光発電システムでは、太陽光発電システムに好適な光透過性を発揮させることが容易であり、かつ、受光面の汚れの付着を抑制することが容易となる。従って、太陽光発電システムが本来有する発電効率が発揮され易くなる。 (5) In the solar power generation system provided with the cover for the solar power generation system of the present embodiment, it is easy to exhibit light transmittance suitable for the solar power generation system, and dirt on the light receiving surface is attached. It becomes easy to suppress. Therefore, the power generation efficiency inherent to the solar power generation system is easily exhibited.
（第２実施形態）
本発明を具体化した第２実施形態について第１実施形態と異なる点を中心に説明する。本実施形態の太陽光発電システム用カバーは、カバー本体が樹脂製である点と、カバー本体と光触媒塗膜との間に中間層を有する点が第１実施形態の太陽光発電システム用カバーと異なる。
(Second Embodiment)
A second embodiment embodying the present invention will be described focusing on differences from the first embodiment. The solar power generation system cover of this embodiment is different from the solar power generation system cover of the first embodiment in that the cover main body is made of resin, and the intermediate layer is provided between the cover main body and the photocatalytic coating film. Different.
カバー本体を構成する樹脂材料としては、光透過性を有する樹脂材料から適宜選択される。この樹脂材料は屈折率が１．５以下の低屈折率材料が好ましく、その具体例として例えば（メタ）アクリル系樹脂が挙げられる。 As a resin material which comprises a cover main body, it selects from the resin material which has a light transmittance suitably. This resin material is preferably a low refractive index material having a refractive index of 1.5 or less. Specific examples thereof include (meth) acrylic resins.
ここで、光触媒塗膜に含まれる光触媒微粒子は酸化力を発揮する。このため、光触媒塗膜をカバー本体に直接形成した場合、カバー本体を構成する樹脂材料が酸化分解されるおそれがある。この点、本実施形態の太陽光発電システム用カバーでは、光触媒微粒子により生じる酸化力からカバー本体を保護する中間層を有している。すなわち、中間層は、カバー本体と光触媒塗膜との間に設けられることで、光触媒塗膜の下地層となり、光触媒微粒子により生じる酸化力に対してカバー本体は保護される。 Here, the photocatalyst fine particles contained in the photocatalyst coating film exhibit oxidizing power. For this reason, when the photocatalyst coating film is directly formed on the cover body, the resin material constituting the cover body may be oxidized and decomposed. In this regard, the cover for the photovoltaic power generation system of this embodiment has an intermediate layer that protects the cover body from the oxidizing power generated by the photocatalyst fine particles. That is, the intermediate layer is provided between the cover main body and the photocatalyst coating film, thereby serving as a base layer for the photocatalyst coating film, and the cover main body is protected against the oxidizing power generated by the photocatalyst fine particles.
中間層は、例えば特開２０００−３３６２８１号公報（特許第３８９７９３８号）に記載される有機−無機複合傾斜材料からなる成分傾斜膜が用いられる。有機−無機複合材料は、有機高分子化合物と金属系化合物との化学結合物を含有する。有機高分子化合物は、金属含有基を含むアルキル基をエステル成分とする（メタ）アクリル酸エステルの少なくとも一種と、エチレン性不飽和基を有する単量体の少なくとも一種とをラジカル重合させることにより得られる。 As the intermediate layer, for example, a component gradient film made of an organic-inorganic composite gradient material described in JP 2000-336281 A (Patent No. 3897938) is used. The organic-inorganic composite material contains a chemical bond between an organic polymer compound and a metal compound. The organic polymer compound is obtained by radical polymerization of at least one (meth) acrylic acid ester having an alkyl group containing a metal-containing group as an ester component and at least one monomer having an ethylenically unsaturated group. It is done.
金属含有基を含むアルキル基をエステル成分とする（メタ）アクリル酸エステルは、下記一般式（２）で示される。 The (meth) acrylic acid ester having an alkyl group containing a metal-containing group as an ester component is represented by the following general formula (2).
エチレン性不飽和基を有する単量体は、下記一般式（３）で示される。 The monomer having an ethylenically unsaturated group is represented by the following general formula (3).
金属系化合物は、金属酸化物系化合物又は金属窒化物系化合物が用いられる。
金属酸化物系化合物は、下記一般式（４）で示される。
Ｍ３Ｒ５ ｍ ・・・（４）
一般式（４）中のＭ３は、金属原子であり、ｍはＭ３の価数である。一般式（４）中のＲ５は、加水分解性基又は非加水分解性基であり、Ｒ５のうち、少なくとも２つは加水分解性基であり、その加水分解性基のうち、少なくとも１つは加水分解により有機高分子化合物と化学結合し得るものである。複数のＲ５は互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Ｍ３の金属原子は、ケイ素、チタン、ジルコニウム、又はアルミニウムである。
As the metal compound, a metal oxide compound or a metal nitride compound is used.
The metal oxide compound is represented by the following general formula (4).
M 3 R 5 m (4)
M 3 in the general formula (4) is a metal atom, and m is the valence of M 3 . R 5 in the general formula (4) is a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least two of R 5 are hydrolyzable groups, and at least one of the hydrolyzable groups. One is capable of chemically bonding with an organic polymer compound by hydrolysis. The plurality of R 5 may be the same as or different from each other. Metal atom M 3 are, silicon, titanium, zirconium, or aluminum.
金属窒化物系化合物は、下記一般式（５）で表される構造単位を含むポリシラザンより得られるものであり、金属酸化物系化合物を介して有機高分子化合物に化学結合させてなる。 A metal nitride compound is obtained from polysilazane containing a structural unit represented by the following general formula (5), and is chemically bonded to an organic polymer compound via a metal oxide compound.
成分傾斜膜では、金属系化合物の含有量が膜の表面から深さ方向に連続的に変化する成分傾斜構造を有する。成分傾斜膜の厚みは、例えば５μｍ以下とされる。成分傾斜膜の厚みは、好ましくは．０１〜１．０μｍの範囲とされる。なお、中間層は、単層から構成されてもよいし、複数層から構成されてもよい。 The component gradient film has a component gradient structure in which the content of the metal compound continuously changes in the depth direction from the surface of the film. The thickness of the component gradient film is, for example, 5 μm or less. The thickness of the component gradient film is preferably. The range is 01 to 1.0 μm. The intermediate layer may be composed of a single layer or a plurality of layers.
光触媒塗膜には、光触媒微粒子として上記微粒子Ａが含有されることで、光触媒塗膜の屈折率が中間層の屈折率及びカバー本体の屈折率と一致する構成とされる。すなわち、太陽光発電システム用カバーにおいて、光触媒塗膜、中間層、及びカバー本体の各屈折率は一致している。 Since the photocatalyst coating film contains the fine particles A as photocatalyst fine particles, the refractive index of the photocatalyst coating film matches the refractive index of the intermediate layer and the refractive index of the cover body. That is, in the solar power generation system cover, the refractive indexes of the photocatalyst coating film, the intermediate layer, and the cover body are the same.
成分傾斜膜からなる中間層の屈折率は、中間層に微粒子を含有させたり、金属系化合物の種類を選択したりすることにより調整することができる。中間層の屈折率は、例えば、シリカ微粒子を含有させたり、金属系化合物としてシリカ系化合物を用いたりすることで、低めることができる。また、中間層の屈折率は、例えば、チタニア微粒子を含有させたり、金属系化合物としてチタニア系化合物を用いたりすることで高めることができる。 The refractive index of the intermediate layer composed of the component gradient film can be adjusted by allowing the intermediate layer to contain fine particles or selecting the type of metal compound. The refractive index of the intermediate layer can be lowered by, for example, containing silica fine particles or using a silica compound as the metal compound. Further, the refractive index of the intermediate layer can be increased by, for example, containing titania fine particles or using a titania compound as the metal compound.
カバー本体と中間層との間には、カバー本体の耐候性を向上させるという観点から、紫外線吸収層を設けることが好ましい。この場合、光触媒塗膜の屈折率が中間層の屈折率、紫外線吸収層の屈折率、及びカバー本体の屈折率と一致する構成とされる。すなわち、紫外線吸収層を設けた太陽光発電システム用カバーでは、光触媒塗膜、中間層、紫外線吸収層及びカバー本体の各屈折率は一致している。 An ultraviolet absorbing layer is preferably provided between the cover main body and the intermediate layer from the viewpoint of improving the weather resistance of the cover main body. In this case, the refractive index of the photocatalytic coating film coincides with the refractive index of the intermediate layer, the refractive index of the ultraviolet absorbing layer, and the refractive index of the cover body. That is, in the solar power generation system cover provided with the ultraviolet absorption layer, the refractive indexes of the photocatalyst coating film, the intermediate layer, the ultraviolet absorption layer, and the cover body are the same.
紫外線吸収層は、マトリックス樹脂及び紫外線吸収成分を含有する。マトリックス樹脂は、光透過性を有する樹脂から適宜選択することができる。マトリックス樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂等が好適に用いられる。 The ultraviolet absorbing layer contains a matrix resin and an ultraviolet absorbing component. The matrix resin can be appropriately selected from resins having optical transparency. As the matrix resin, for example, an acrylic resin, an acrylic urethane resin, or the like is preferably used.
紫外線吸収成分は、紫外線のエネルギーを熱エネルギー等に変換可能な化学構造を有する有機成分である。紫外線吸収層へ紫外線吸収成分を含有させる場合、市販の紫外線吸収剤をマトリックス樹脂に添加してもよいし、前記化学構造が導入された市販の樹脂を用いてもよい。紫外線吸収成分としては、例えばベンゾトリアゾール類、ベンゾエート類、シアノアクリレート類、ベンゾフェノン類、サリチル酸エステル類、及び置換アクリロニトリル類が挙げられる。紫外線吸収層の厚みは、例えば０．１〜１００μｍの範囲とされる。なお、紫外線吸収層は、単層から構成されてもよいし、複数層から構成されてもよい。 The ultraviolet absorbing component is an organic component having a chemical structure capable of converting ultraviolet energy into heat energy or the like. When the ultraviolet absorbing component is contained in the ultraviolet absorbing layer, a commercially available ultraviolet absorber may be added to the matrix resin, or a commercially available resin into which the chemical structure is introduced may be used. Examples of the ultraviolet absorbing component include benzotriazoles, benzoates, cyanoacrylates, benzophenones, salicylic acid esters, and substituted acrylonitriles. The thickness of the ultraviolet absorbing layer is, for example, in the range of 0.1 to 100 μm. The ultraviolet absorbing layer may be composed of a single layer or a plurality of layers.
太陽光発電システム用カバーの製造方法は、中間層に光触媒塗工液を塗布し、光触媒塗膜を形成する工程を備える。中間層は、特開２０００−３３６２８１号公報（特許第３８９７９３８号）に記載される方法に従ってカバー本体に形成することができる。なお、紫外線吸収層をカバー本体に設ける場合には、カバー本体に予め紫外線吸収層用塗料を用いて紫外線吸収層を形成する。紫外線吸収層は、マトリックス樹脂及び紫外線吸収成分が溶剤に溶解された紫外線吸収層用塗料を用いる常法に従って形成することができる。 The method for manufacturing a cover for a photovoltaic power generation system includes a step of applying a photocatalyst coating liquid to an intermediate layer to form a photocatalyst coating film. The intermediate layer can be formed on the cover body according to the method described in JP 2000-336281 A (Patent No. 3897938). When the ultraviolet absorbing layer is provided on the cover main body, the ultraviolet absorbing layer is previously formed on the cover main body using the ultraviolet absorbing layer coating material. The ultraviolet absorbing layer can be formed according to a conventional method using an ultraviolet absorbing layer coating material in which a matrix resin and an ultraviolet absorbing component are dissolved in a solvent.
以上詳述した第２実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（５）欄で述べた効果に加えて次のような効果が発揮される。
（６）太陽光発電システム用カバーは、樹脂製のカバー本体であるため、例えば軽量化や成形加工性の点で有利である。そして、太陽光発電システム用カバーは、カバー本体と光触媒塗膜との間に中間層を有している。この中間層により、カバー本体は、光触媒微粒子により生じる酸化力から保護されるため、太陽光発電システム用カバーの耐久性を維持することが容易となる。
According to the second embodiment described in detail above, the following effects are exhibited in addition to the effects described in the columns (1) to (5) of the first embodiment.
(6) Since the cover for the photovoltaic power generation system is a resin cover body, it is advantageous in terms of weight reduction and moldability, for example. And the cover for solar power generation systems has an intermediate | middle layer between a cover main body and a photocatalyst coating film. By this intermediate layer, the cover body is protected from the oxidizing power generated by the photocatalyst fine particles, so that it is easy to maintain the durability of the cover for the photovoltaic power generation system.
（変更例）
なお、前記実施形態を次のように変更して構成してもよい。
・太陽光発電システムの受光面への汚れの付着は、前記光触媒塗膜により抑制されるが、さらにスプリンクラー等の自動散水設備を併用してもよい。この場合、光触媒塗膜の有する親水性により、付着した汚れを容易に洗い流すことができる。また、太陽光発電システムの受光面に空気を吹き付けることで、付着した砂等の無機物を強制的に除去してもよい。この場合、光触媒塗膜による有機物の分解に基づいて、無機物と光触媒塗膜との密着性が低下しているため、無機物を容易に除去することができる。
(Example of change)
The embodiment may be modified as follows.
-Although the adhesion of the stain | pollution | contamination to the light-receiving surface of a solar power generation system is suppressed by the said photocatalyst coating film, you may use together automatic watering equipment, such as a sprinkler. In this case, due to the hydrophilicity of the photocatalyst coating film, the attached dirt can be easily washed away. Moreover, you may forcibly remove inorganic substances, such as adhering sand, by spraying air on the light-receiving surface of a solar power generation system. In this case, since the adhesiveness between the inorganic substance and the photocatalyst coating film is reduced based on the decomposition of the organic substance by the photocatalyst coating film, the inorganic substance can be easily removed.
・太陽光発電システム用カバーの製造方法では、太陽電池に装着する前のカバー本体に対して光触媒塗膜を形成してもよいし、カバー本体を太陽電池に装着した後、そのカバー本体に対して光触媒塗膜を形成してもよい。 In the method for manufacturing a cover for a photovoltaic power generation system, a photocatalyst coating film may be formed on the cover body before being attached to the solar cell, or after the cover body is attached to the solar cell, A photocatalytic coating film may be formed.
次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
＜シリカアルコキシドの加水分解縮合液（Ｃ１）の合成＞
エタノール１４ｇを撹拌しながら、テトラエトキシシラン（信越化学工業（株）製）１６．８ｇを滴下することで混合液を得た。得られた混合液を撹拌しながら、エタノール７．０ｇ、蒸留水１１．２ｇ、１Ｎ濃硝酸０．０９８ｇの混合溶液を滴下し、２５℃で１６時間撹拌することで、シリカアルコキシドの加水分解縮合液（Ｃ１）を得た。
Next, the embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
<Synthesis of Hydrolysis Condensation Solution (C1) of Silica Alkoxide>
While stirring 14 g of ethanol, 16.8 g of tetraethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added dropwise to obtain a mixed solution. While stirring the resulting mixture, 7.0 g of ethanol, 11.2 g of distilled water and 0.098 g of 1N concentrated nitric acid were added dropwise, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 16 hours to hydrolyze and condense silica alkoxide. A liquid (C1) was obtained.
＜チタンアルコキシドの加水分解縮合液（Ｃ２）の合成＞
エチルセロソルブ３７２．３ｇを撹拌しながら、チタンテトライソプロポキシド（日本曹達（株）製、Ａ−１）１８９ｇを滴下することで混合液を得た。得られた混合液を撹拌しながら、エチルセロソルブ１４５．７ｇ、蒸留水１１．４ｇ、６０ｗｔ％濃硝酸３１．６ｇの混合溶液を滴下し、３０℃で４時間撹拌することで、チタンアルコキシドの加水分解縮合液（Ｃ２）を得た。
<Synthesis of Titanium Alkoxide Hydrolysis Condensation Solution (C2)>
While stirring ethyl cellosolve 372.3 g, 189 g of titanium tetraisopropoxide (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., A-1) was added dropwise to obtain a mixed solution. While stirring the obtained mixed liquid, a mixed solution of 145.7 g of ethyl cellosolve, 11.4 g of distilled water and 31.6 g of 60 wt% concentrated nitric acid was dropped, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 4 hours, thereby A decomposition condensation liquid (C2) was obtained.
＜紫外線吸収層用塗料（プライマー塗料（Ｐ１））の調製＞
紫外線吸収機能を有するアクリル系樹脂（日本触媒（株）製、ＵＶ−Ｇ３０１）８７．６７ｇにメチルイソブチルケトン７３．０６ｇ及び酢酸ブチル７３．０６ｇを混合することで混合液を得た。その混合液に、メチルイソブチルケトン２７．５５ｇ、酢酸ブチル２７．５５ｇ、及びイソシアネート系硬化剤（住友バイエルウレタン（株）製、商品名：デスモジュールＮ３２００）１１．１３ｇを混合した溶液を加えることで、紫外線吸収層用プライマー塗料（Ｐ１）を得た。
<Preparation of UV absorbing layer coating (primer coating (P1))>
A mixed liquid was obtained by mixing 73.06 g of methyl isobutyl ketone and 73.06 g of butyl acetate with 87.67 g of an acrylic resin having a UV absorbing function (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., UV-G301). By adding a mixed solution of 27.55 g of methyl isobutyl ketone, 27.55 g of butyl acetate, and 11.13 g of an isocyanate curing agent (manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd., trade name: Desmodur N3200) to the mixed solution. As a result, a primer coating (P1) for ultraviolet absorbing layer was obtained.
＜中間層用塗料（Ｉ１）の合成＞
窒素雰囲気下で、３Ｌセパラブルフラスコに、メチルイソブチルケトン８５４ｇ、メタクリル酸メチル４１１ｇ、及びメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン５２ｇを添加し、５６℃まで昇温することで混合液を得た。得られた混合液に、予めアゾビスイソブチロニトリル４．０５ｇを溶解したメチルイソブチルケトン１４２ｇを滴下し、重合反応を開始し、３０時間撹拌することで溶液（Ｊ１）を得た。
<Synthesis of Intermediate Layer Paint (I1)>
Under a nitrogen atmosphere, 854 g of methyl isobutyl ketone, 411 g of methyl methacrylate, and 52 g of methacryloxypropyltrimethoxysilane were added to a 3 L separable flask, and the mixture was heated to 56 ° C. to obtain a mixed solution. 142 g of methyl isobutyl ketone, in which 4.05 g of azobisisobutyronitrile was previously dissolved, was added dropwise to the obtained mixed solution to start the polymerization reaction, and the solution (J1) was obtained by stirring for 30 hours.
エチルセロソルブ１８．２２ｇに、硝酸アルミニウム・九水和物（和光純薬工業（株）製）２．８２ｇを溶解し、上記チタンアルコキシドの加水分解縮合液（Ｃ２）を２２．３６ｇ加えて撹拌することにより溶液（Ｊ２）を得た。 In 18.22 g of ethyl cellosolve, 2.82 g of aluminum nitrate nonahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is dissolved, and 22.36 g of the above hydrolytic condensate (C2) of titanium alkoxide is added and stirred. As a result, a solution (J2) was obtained.
次に、溶液（Ｊ１）３．３６ｇ、メチルイソブチルケトン１０８．４１ｇ、エチルセロソルブ６３．８７ｇ、溶液（Ｊ２）４３．４ｇ、及びコロイダルシリカ（日産化学工業（株）製、ＩＰＡ−ＳＴ）６．３９ｇの各原料を順に混合した後、３３℃で９６時間撹拌することで、原液を合成した。得られた原液４．２２ｇに、エチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル３．０２ｇ及びメチルイソブチルケトン６．７２ｇを加え、成分傾斜膜を形成するための中間層用塗料（Ｉ１）を得た。 Next, 3.36 g of solution (J1), 108.41 g of methyl isobutyl ketone, 63.87 g of ethyl cellosolve, 43.4 g of solution (J2), and colloidal silica (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., IPA-ST) After mixing 39 g of each raw material in order, the stock solution was synthesized by stirring at 33 ° C. for 96 hours. To 4.22 g of the obtained stock solution, 3.02 g of ethyl tert-butyl ether and 6.72 g of methyl isobutyl ketone were added to obtain an intermediate layer coating material (I1) for forming a component gradient film.
（実施例１）
エチルセロソルブ３５．１９ｇと１−プロパノール１０５．５８ｇとを混合した混合液を撹拌しながら、酸化タングステンスラリー（住友化学（株）製、商品名：ｉＬＵＭｉＯ、平均粒子径６０ｎｍ、Ｄ９５：５００ｎｍ以下、屈折率２．２、密度７．１ｇ／ｃｍ３）２８．８ｇを加えた。得られた混合液を撹拌しながら、コロイダルシリカ（日産化学工業（株）製、商品名：スノーテックＮ、平均粒子径１５ｎｍ、屈折率１．３、密度２．０ｇ／ｃｍ３）１０．２ｇを滴下した。得られた混合液を撹拌しながら、上記のシリカアルコキシド加水分解縮合液（Ｃ１、乾固したときの密度１．８ｇ／ｃｍ３）１０．８ｇを滴下し、２５℃で４時間撹拌することで、光触媒塗工液（Ｔ１）を調製した。光触媒塗工液（Ｔ１）をガラス（商品名：パイレックスガラス）上に乾燥前の厚みが約１０μｍとなるようにスピンコーターを用いて塗布し、８０℃で２分間乾燥することで、乾燥後の厚みが５０ｎｍの光触媒塗膜を有する評価用サンプルを得た。
Example 1
While stirring a mixed liquid of 35.19 g of ethyl cellosolve and 105.58 g of 1-propanol, a tungsten oxide slurry (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name: iLUMiO, average particle diameter 60 nm, D 95 : 500 nm or less, 28.8 g of refractive index 2.2, density 7.1 g / cm 3 ) was added. While stirring the resulting mixture, colloidal silica (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name: Snowtech N, average particle size 15 nm, refractive index 1.3, density 2.0 g / cm 3 ) 10.2 g Was dripped. While stirring the obtained mixture, 10.8 g of the above silica alkoxide hydrolysis-condensation liquid (C1, density 1.8 g / cm 3 when dried) was added dropwise and stirred at 25 ° C. for 4 hours. A photocatalyst coating liquid (T1) was prepared. The photocatalyst coating liquid (T1) was applied onto glass (trade name: Pyrex glass) using a spin coater so that the thickness before drying was about 10 μm, and dried at 80 ° C. for 2 minutes, so that An evaluation sample having a photocatalytic coating film having a thickness of 50 nm was obtained.
（実施例２）
エチルセロソルブ３５．２ｇと１−プロパノール１０５．６１ｇとを混合した混合液を撹拌しながら、酸化タングステンスラリー（住友化学（株）製、商品名：ｉＬＵＭｉＯ、平均粒子径６０ｎｍ、Ｄ９５：５００ｎｍ以下、屈折率２．２、密度７．１ｇ／ｃｍ３）３１．２ｇを加えた。得られた混合液を撹拌しながら、コロイダルシリカ（日産化学工業（株）製、商品名：スノーテックＮ、平均粒子径１５ｎｍ、屈折率１．３、密度２．０ｇ／ｃｍ３）９．０ｇを滴下した。得られた混合液を撹拌しながら、シリカアルコキシドの加水分解縮合液（Ｃ１、乾固したときの密度１．８ｇ／ｃｍ３）１０．２ｇを滴下し、２５℃で４時間撹拌することで、光触媒塗工液（Ｔ２）を調製した。
(Example 2)
While stirring a mixed liquid of 35.2 g of ethyl cellosolve and 105.61 g of 1-propanol, a tungsten oxide slurry (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name: iLUMiO, average particle size 60 nm, D 95 : 500 nm or less, Refractive index 2.2, density 7.1 g / cm 3 ) 31.2 g was added. While stirring the resulting mixture, colloidal silica (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name: Snow Tech N, average particle size 15 nm, refractive index 1.3, density 2.0 g / cm 3 ) 9.0 g Was dripped. While stirring the resulting mixed liquid, 10.2 g of silica alkoxide hydrolysis-condensation liquid (C1, density 1.8 g / cm 3 when dried) was added dropwise and stirred at 25 ° C. for 4 hours. A photocatalyst coating liquid (T2) was prepared.
厚み２ｍｍの無色透明なアクリル板（ＰＭＭＡ板、三菱レーヨン（株）製、商品名：アクリライトＬ）にスピンコーターを用いてプライマー塗料（Ｐ１）を塗布し、８０℃で４時間乾燥させて乾燥後の厚みが１０μｍの紫外線吸収層を形成した。その紫外線吸収層上に、上記の中間層用塗料（Ｉ１）を乾燥前の厚みが約１０μｍとなるようにスピンコーターを用いて塗布し、８０℃で２分間乾燥させて、乾燥後の厚みが８０ｎｍの成分傾斜膜からなる中間層を形成した。 A primer coating (P1) is applied to a colorless and transparent acrylic plate (PMMA plate, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., trade name: Acrylite L) using a spin coater, dried at 80 ° C. for 4 hours, and dried. An ultraviolet absorbing layer having a thickness of 10 μm later was formed. On the ultraviolet absorbing layer, the intermediate layer coating material (I1) is applied using a spin coater so that the thickness before drying is about 10 μm, and dried at 80 ° C. for 2 minutes. An intermediate layer composed of an 80 nm component gradient film was formed.
得られた中間層上に上記の光触媒塗工液（Ｔ２）を乾燥前の厚みが約１０μｍとなるようにスピンコーターを用いて塗布し、８０℃で２分間乾燥することで、乾燥後の厚みが５０ｎｍの光触媒塗膜を有する評価用サンプルを得た。 On the obtained intermediate layer, the photocatalyst coating liquid (T2) is applied using a spin coater so that the thickness before drying is about 10 μm, and dried at 80 ° C. for 2 minutes. A sample for evaluation having a photocatalytic coating film of 50 nm was obtained.
（実施例３）
厚み２ｍｍの無色透明なアクリル板（三菱レーヨン（株）製、商品名：アクリライトＬ）を真空成型法で半球状に湾曲させたアクリルカバー（湾曲ＰＭＭＡ）に、スプレーガン（（株）明治機械製作所製、ＦＳＡ−Ｇ０５）を用いて上記プライマー塗料（Ｐ１）をスプレー塗工し、８０℃で４時間乾燥することで、乾燥後の厚みが１０μｍの紫外線吸収層を形成した。その紫外線吸収層上に、前記スプレーガンを用いて上記中間層用塗料（Ｉ１）を乾燥前の厚みが約１０μｍとなるようにスプレー塗工し、８０℃で２分間乾燥することで、乾燥後の厚みが８０ｎｍの成分傾斜膜からなる中間層を形成した。その中間層の上に、前記スプレーガンを用いて、実施例２に記載の光触媒塗工液（Ｔ２）を乾燥前の厚みが約１０μｍとなるようにスプレー塗工し、８０℃で２分間乾燥することで、乾燥後の厚みが５０ｎｍの光触媒塗膜を有する評価用サンプルを得た。
(Example 3)
A spray gun (Meiji Machinery Co., Ltd.) is placed on an acrylic cover (curved PMMA) in which a colorless and transparent acrylic plate (Mitsubishi Rayon Co., Ltd., trade name: Acrylite L) with a thickness of 2 mm is bent into a hemisphere by vacuum molding. The primer paint (P1) was spray-coated using FSA-G05, manufactured by Seisakusho, and dried at 80 ° C. for 4 hours to form an ultraviolet absorbing layer having a thickness of 10 μm after drying. On the ultraviolet absorbing layer, the intermediate layer paint (I1) is spray-coated using the spray gun so that the thickness before drying is about 10 μm, and dried at 80 ° C. for 2 minutes. An intermediate layer made of a component gradient film having a thickness of 80 nm was formed. On the intermediate layer, using the spray gun, the photocatalyst coating liquid (T2) described in Example 2 was spray-coated so that the thickness before drying was about 10 μm, and dried at 80 ° C. for 2 minutes. Thus, an evaluation sample having a photocatalyst coating film having a thickness of 50 nm after drying was obtained.
（実施例４）
エチルセロソルブ３５．２ｇと１−プロパノール１０５．６１ｇとを混合した混合液を撹拌しながら、酸化亜鉛スラリー（シーアイ化成（株）製、商品名：ＮａｎｏＴｅｋ ＺｎＯ、平均粒子径３４ｎｍ、Ｄ９５：５００ｎｍ以下、屈折率１．９５、密度５．６ｇ／ｃｍ３）３２．４ｇを加えた。得られた混合液を撹拌しながら、コロイダルシリカ（日産化学工業（株）製、商品名：スノーテックＮ、平均粒子径１５ｎｍ、屈折率１．３、密度２．０ｇ／ｃｍ３）８．４ｇを滴下した。得られた混合液を撹拌しながら、シリカアルコキシド加水分解縮合液（Ｃ１、乾固したときの密度１．８ｇ／ｃｍ３）１０．２ｇを滴下し、２５℃で４時間撹拌することで、光触媒塗工液（Ｔ３）を調製した。光触媒塗工液（Ｔ３）をガラス（商品名：パイレックスガラス）上にスピンコーターを用いて乾燥前の厚みが約１０μｍとなるように塗布し、８０℃で２分間乾燥することで、乾燥後の厚みが５０ｎｍの光触媒塗膜を有する評価用サンプルを得た。
Example 4
While stirring a mixed liquid obtained by mixing 35.2 g of ethyl cellosolve and 105.61 g of 1-propanol, a zinc oxide slurry (manufactured by CI Kasei Co., Ltd., trade name: NanoTek ZnO, average particle size 34 nm, D 95 : 500 nm or less) 32.4 g), refractive index 1.95, density 5.6 g / cm 3 ). 8.4 g of colloidal silica (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name: Snowtech N, average particle diameter 15 nm, refractive index 1.3, density 2.0 g / cm 3 ) while stirring the obtained mixed liquid. Was dripped. While stirring the obtained mixed liquid, 10.2 g of silica alkoxide hydrolysis-condensation liquid (C1, density when dried to solid 1.8 g / cm 3 ) was added dropwise, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 4 hours. A coating solution (T3) was prepared. The photocatalyst coating liquid (T3) was applied on glass (trade name: Pyrex glass) using a spin coater so that the thickness before drying was about 10 μm, and dried at 80 ° C. for 2 minutes, so that An evaluation sample having a photocatalytic coating film having a thickness of 50 nm was obtained.
（実施例５）
表１に示すように、光触媒塗膜に含まれる各成分の含有量を変更した以外は、実施例１と同様にして乾燥後の厚みが５０ｎｍの光触媒塗膜を有する評価用サンプルを得た。
(Example 5)
As shown in Table 1, an evaluation sample having a photocatalyst coating having a thickness of 50 nm after drying was obtained in the same manner as in Example 1 except that the content of each component contained in the photocatalyst coating was changed.
（比較例１）
エチルセロソルブ７２．３８ｇと１−プロパノール８９．７０ｇとを混合した混合液を撹拌しながら、上記シリカアルコキシド加水分解縮合液（Ｃ１、乾固したときの密度１．８ｇ／ｃｍ３）６．４８ｇ加えた。得られた混合液に、６０質量％の硝酸０．６０ｇと水１１．６６ｇを混合した液をゆっくりと加えるとともに撹拌しながら、酸化チタンスラリー（住友化学（株）製、ＰＣ−２０１、平均粒子径２０ｎｍ、屈折率２．７、密度３．９ｇ／ｃｍ３）３．６７ｇをゆっくりと滴下した。得られた混合液を撹拌しながら、コロイダルシリカ（日産化学工業（株）製、ＩＰＡ−ＳＴ、平均粒子径１５ｎｍ、密度２．０ｇ／ｃｍ３）２．６７ｇを滴下し、約３０℃の温浴で４時間撹拌することで、光触媒塗工液（Ｔ４）を調製した。
(Comparative Example 1)
6.48 g of the above silica alkoxide hydrolysis condensate (C1, density 1.8 g / cm 3 when dried) was added while stirring a mixture of 72.38 g of ethyl cellosolve and 89.70 g of 1-propanol. It was. Titanium oxide slurry (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., PC-201, average particle) while slowly adding and stirring a liquid obtained by mixing 60% by mass of nitric acid 0.60 g and water 11.66 g. 3.67 g in diameter 20 nm, refractive index 2.7, density 3.9 g / cm 3 ) was slowly added dropwise. While stirring the obtained mixed liquid, 2.67 g of colloidal silica (Nissan Chemical Industry Co., Ltd., IPA-ST, average particle diameter 15 nm, density 2.0 g / cm 3 ) was added dropwise, and a warm bath at about 30 ° C. The photocatalyst coating liquid (T4) was prepared by stirring for 4 hours.
厚み２ｍｍの無色透明なアクリル板（ＰＭＭＡ板、三菱レーヨン（株）製、商品名：アクリライトＬ）に、スピンコーターを用いて上記プライマー塗料（Ｐ１）を塗布し、８０℃で４時間乾燥することで、乾燥後の厚みが１０μｍの紫外線吸収層を形成した。その紫外線吸収層に、スピンコーターを用いて上記中間層用塗料（Ｉ１）を乾燥前の厚みで約１０μｍとなるよう塗布し、８０℃で２分間乾燥することで、乾燥後の厚みが８０ｎｍの成分傾斜膜からなる中間層を形成した。その中間層上に、スピンコーターを用いて光触媒塗工液（Ｔ４）を乾燥前の厚みが約１０μｍとなるように塗布し、８０℃で２分間乾燥することで、乾燥後の厚みが５０ｎｍの光触媒塗膜を有する評価用サンプルを得た。 The primer paint (P1) is applied to a colorless and transparent acrylic plate having a thickness of 2 mm (PMMA plate, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., trade name: Acrylite L) using a spin coater, and dried at 80 ° C. for 4 hours. Thus, an ultraviolet absorbing layer having a thickness of 10 μm after drying was formed. The intermediate layer coating material (I1) is applied to the ultraviolet absorbing layer using a spin coater so that the thickness before drying is about 10 μm, and dried at 80 ° C. for 2 minutes, so that the thickness after drying is 80 nm. An intermediate layer composed of a component gradient film was formed. On the intermediate layer, a photocatalyst coating liquid (T4) is applied using a spin coater so that the thickness before drying is about 10 μm, and dried at 80 ° C. for 2 minutes, so that the thickness after drying is 50 nm. An evaluation sample having a photocatalyst coating film was obtained.
（比較例２）
エチルセロソルブ７０．５６ｇと１−プロパノール８９．３８ｇとを混合した混合液を撹拌しながら、上記シリカアルコキシド加水分解縮合液（Ｃ１、乾固したときの密度１．８ｇ／ｃｍ３）を７．０４ｇ加えた。得られた混合液に、６０質量％硝酸０．６３ｇと水１２．７４ｇを混合した液をゆっくりと加えた。得られた混合液を撹拌しながら、酸化チタンスラリー（住友化学（株）製、ＰＣ−２０１、平均粒子径２０ｎｍ、屈折率２．７、密度３．９ｇ／ｃｍ３）２．２２ｇをゆっくりと滴下した。得られた混合液を撹拌しながらコロイダルシリカ（日産化学工業（株）製、ＩＰＡ−ＳＴ、平均粒子径１５ｎｍ、屈折率１．３、密度２．０ｇ／ｃｍ３）３．４７ｇを滴下し、約３０℃の温浴で４時間撹拌することで、光触媒塗料（Ｔ５）を調製した。
(Comparative Example 2)
While stirring a mixed liquid of 70.56 g of ethyl cellosolve and 89.38 g of 1-propanol, 7.04 g of the silica alkoxide hydrolysis-condensation liquid (C1, density 1.8 g / cm 3 when dried) was stirred. added. A liquid obtained by mixing 0.63 g of 60% by mass nitric acid and 12.74 g of water was slowly added to the obtained mixed liquid. While stirring the resulting mixture, 2.22 g of titanium oxide slurry (Sumitomo Chemical Co., Ltd., PC-201, average particle size 20 nm, refractive index 2.7, density 3.9 g / cm 3 ) was slowly added. It was dripped. While stirring the obtained mixed liquid, 3.47 g of colloidal silica (Nissan Chemical Industry Co., Ltd., IPA-ST, average particle size 15 nm, refractive index 1.3, density 2.0 g / cm 3 ) was dropped. The photocatalyst coating material (T5) was prepared by stirring in a warm bath at about 30 ° C. for 4 hours.
厚み２ｍｍの無色透明なアクリル板（ＰＭＭＡ板、三菱レーヨン（株）製、商品名：アクリライトＬ）に、スピンコーターを用いて上記プライマー塗料（Ｐ１）を塗布し、８０℃で４時間乾燥することで、乾燥後の厚みが１０μｍの紫外線吸収層を形成した。その紫外線吸収層上に、スピンコーターを用いて中間層用塗料（Ｉ１）を乾燥前の厚みが約１０μｍとなるよう塗布し、８０℃で２分間乾燥することで、乾燥後の厚みが８０ｎｍの成分傾斜膜からなる中間層を形成した。その中間層上に、スピンコーターを用いて光触媒塗工液（Ｔ５）を乾燥前の厚みが約１０μｍとなるように塗布し、８０℃で２分間乾燥することで、乾燥後の厚みが５０ｎｍの光触媒塗膜を有する評価用サンプルを得た。 The primer paint (P1) is applied to a colorless and transparent acrylic plate having a thickness of 2 mm (PMMA plate, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., trade name: Acrylite L) using a spin coater, and dried at 80 ° C. for 4 hours. Thus, an ultraviolet absorbing layer having a thickness of 10 μm after drying was formed. The intermediate layer coating material (I1) is applied on the ultraviolet absorbing layer using a spin coater so that the thickness before drying is about 10 μm, and dried at 80 ° C. for 2 minutes, so that the thickness after drying is 80 nm. An intermediate layer composed of a component gradient film was formed. On the intermediate layer, a photocatalyst coating liquid (T5) is applied using a spin coater so that the thickness before drying is about 10 μm, and dried at 80 ° C. for 2 minutes, so that the thickness after drying is 50 nm. An evaluation sample having a photocatalyst coating film was obtained.
＜基材の屈折率の測定＞
基材の屈折率は、ＪＩＳ Ｋ７１４２：２００８のＡ法に従って、アッベ屈折計（（株）アタゴ製、商品名：ＮＡＲ−１Ｔ）を用いて、波長５８９ｎｍにおける屈折率を測定した。
<Measurement of refractive index of substrate>
The refractive index of the substrate was measured at a wavelength of 589 nm using an Abbe refractometer (trade name: NAR-1T, manufactured by Atago Co., Ltd.) according to method A of JIS K7142: 2008.
＜微粒子、光触媒塗膜、紫外線吸収層及び中間層の屈折率の測定＞
微粒子、光触媒塗膜、紫外線吸収層及び中間層の屈折率は、スペクトル反射測定器（Ｆｉｌｍｅｔｒｉｃｓ社製、商品名：フィルメトリクスＦ２０）を用いて、波長６５５ｎｍにおける屈折率を測定した。
<Measurement of refractive index of fine particles, photocatalyst coating film, ultraviolet absorbing layer and intermediate layer>
The refractive indexes of the fine particles, the photocatalyst coating film, the ultraviolet absorption layer, and the intermediate layer were measured at a wavelength of 655 nm using a spectral reflectometer (manufactured by Filmmetrics, trade name: Filmetrics F20).
なお、微粒子の屈折率は、パイレックスガラス（商品名）上に微粒子スラリーを乾燥後の厚みが約５０ｎｍとなるように塗工し、２００℃で２時間加熱することで形成した層について、屈折率を測定した。 In addition, the refractive index of fine particles is the refractive index of a layer formed by coating fine particle slurry on Pyrex glass (trade name) so that the thickness after drying is about 50 nm and heating at 200 ° C. for 2 hours. Was measured.
紫外線吸収層の屈折率は、ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム（株）社製、ＨＢ３）上にプライマー塗料（Ｐ１）を乾燥後の厚みが約５００ｎｍとなるように塗工することで形成した紫外線吸収層について屈折率を測定した。 The refractive index of the ultraviolet absorption layer is an ultraviolet absorption formed by coating the primer coating (P1) on a PET film (Teijin DuPont Films, HB3) so that the thickness after drying is about 500 nm. The refractive index was measured for the layer.
中間層の屈折率は、ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム（株）社製、ＨＢ３）上に中間層用塗料（Ｉ１）を乾燥後の厚みが約１００ｎｍとなるように塗工することで形成した中間層について屈折率を測定した。 The intermediate layer was formed by coating the intermediate layer coating (I1) on a PET film (manufactured by Teijin DuPont Films, Inc., HB3) so that the thickness after drying would be about 100 nm. The refractive index was measured for the layer.
＜評価１：光透過性＞
各例の評価用サンプルの全光線透過率Ｓ、各例の基材（カバー本体）の全光線透過率Ｓ０をＪＩＳ Ｋ７３６１−１（１９９７）に準拠して測定した。全光線透過率の測定は、濁度計（日本電色工業（株）製、ＮＤＨ２０００）を用いた。次に、全光線透過率Ｓ０［％］に対する全光線透過率Ｓ［％］の比率Ｒ（Ｒ［％］＝Ｓ／Ｓ０×１００）を算出し、その算出値から以下の基準に従って評価した。
<Evaluation 1: Light transmission>
Total light transmittance S of the evaluation samples of each example, the total light transmittance of S 0 of the base material of each example (cover body) was measured according to JIS K7361-1 (1997). The total light transmittance was measured with a turbidimeter (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., NDH2000). Next, a ratio R (R [%] = S / S 0 × 100) of the total light transmittance S [%] to the total light transmittance S 0 [%] is calculated, and evaluation is performed according to the following criteria from the calculated value. did.
比率Ｒが１００［％］を超える場合、光透過性が改善されると判定：「◎」
比率Ｒが９５［％］以上、１００［％］以下である場合、光透過性が維持できると判定：「○」
比率Ｒが９０［％］以上、９５［％］未満である場合、光透過性がやや維持できないと判定：「△」
比率Ｒが９０［％］未満の場合、光透過性が維持できないと判定：「×」
各例の判定結果を表１中の「評価１」欄に示す。
When the ratio R exceeds 100%, it is determined that the light transmittance is improved: “：”
When the ratio R is 95 [%] or more and 100 [%] or less, it is determined that the light transmittance can be maintained: “◯”
When the ratio R is 90 [%] or more and less than 95 [%], it is determined that the light transmittance cannot be maintained slightly: “Δ”
When the ratio R is less than 90%, it is determined that the light transmission cannot be maintained: “×”
The determination result of each example is shown in the “Evaluation 1” column in Table 1.
＜評価２：汚れの付着抑制効果＞
宮崎大学工学部にてサンプル暴露架台を設置し、各例の評価用サンプルを約３ヶ月間の屋外暴露試験を行った。屋外暴露試験では、各例の評価用サンプルについて、約２週間毎に波長５００ｎｍの平行線透過率Ｔｎ［％］を測定した。なお、暴露前の評価用サンプルについて波長５００ｎｍの平行線透過率Ｔ０［％］を予め測定した。
<Evaluation 2: Effect of suppressing adhesion of dirt>
A sample exposure stand was set up at the Faculty of Engineering, Miyazaki University, and each sample for evaluation was subjected to an outdoor exposure test for about 3 months. In the outdoor exposure test, the parallel line transmittance T n [%] at a wavelength of 500 nm was measured about every two weeks for the sample for evaluation in each example. In addition, the parallel line transmittance T 0 [%] at a wavelength of 500 nm was measured in advance for the sample for evaluation before exposure.
平行線透過率Ｔ０［％］に対する平行線透過率Ｔｎ［％］の低下率Ｄを以下の式（Ａ）にて算出した。
Ｄ［％］＝（Ｔ０−Ｔｎ）／Ｔ０×１００ ・・・（Ａ）
低下率Ｄがおおむね１［％］以下で推移する場合は、汚れの付着抑制効果が得られると判定し、表１中に「○」と記載した。一方、低下率Ｄがおおむね１〜２［％］の範囲で推移する場合は、汚れの付着抑制効果が弱いと判定し、表１中に「△」と記載した。また、低下率Ｄが２［％］を超える範囲で推移する場合は、汚れの付着抑制効果が得られないと判定し、表１中に「×」と記載した。
The reduction rate D of the parallel line transmittance T n [%] with respect to the parallel line transmittance T 0 [%] was calculated by the following formula (A).
D [%] = (T 0 −T n ) / T 0 × 100 (A)
When the rate of decrease D was generally 1% or less, it was determined that the effect of suppressing the adhesion of dirt was obtained, and “◯” was described in Table 1. On the other hand, when the rate of decrease D is generally in the range of 1 to 2 [%], it is determined that the effect of suppressing the adhesion of dirt is weak, and is described as “Δ” in Table 1. In addition, when the decrease rate D transitioned in a range exceeding 2%, it was determined that the effect of suppressing the adhesion of dirt was not obtained, and “x” is described in Table 1.
図１には、評価２の屋外暴露試験における経過日数と平行線透過率の低下率［％］との関係を示している。図１に示されるように、実施例２は、基材単体及び比較例２よりも、平行線透過率の低下率［％］が小さい値で推移している。 FIG. 1 shows the relationship between the number of days elapsed in the outdoor exposure test of Evaluation 2 and the rate of decrease [%] in parallel line transmittance. As shown in FIG. 1, in Example 2, the parallel line transmittance decrease rate [%] is smaller than that of the base material alone and Comparative Example 2.
Claims (5)
光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー、及びシリカ微粒子を含有してなり、前記光触媒塗工液から得られる光触媒塗膜の屈折率が１．５以下とされるべく、前記光触媒微粒子として、屈折率が２．２以下の微粒子を含有させることを特徴とする光触媒塗工液。 A photocatalyst coating liquid applied to a cover body for a photovoltaic power generation system having a refractive index of 1.5 or less,
The photocatalyst fine particles contain a photocatalyst fine particle, a metal oxide binder, and silica fine particles, and the refractive index of the photocatalyst fine particle is 1.5 or less so that the refractive index of the photocatalyst coating film obtained from the photocatalyst coating liquid is 1.5 or less. A photocatalyst coating liquid characterized by containing fine particles of 2.2 or less.
前記カバー本体はガラス製であり、
前記光触媒塗膜は、光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー、及びシリカ微粒子を含有してなり、
前記光触媒微粒子として屈折率が２．２以下の微粒子を含有させることで、前記光触媒塗膜の屈折率を前記カバー本体の屈折率と一致させてなることを特徴とする太陽光発電システム用カバー。 A cover for a photovoltaic power generation system comprising a cover body having a refractive index of 1.5 or less and a photocatalytic coating, wherein the photocatalytic coating forms a light receiving surface of the photovoltaic power generation system,
The cover body is made of glass,
The photocatalyst coating film contains photocatalyst fine particles, a metal oxide binder, and silica fine particles,
A cover for a photovoltaic power generation system, wherein the photocatalyst fine particles contain fine particles having a refractive index of 2.2 or less so that the refractive index of the photocatalyst coating film coincides with the refractive index of the cover body.
前記カバー本体は樹脂製であり、
前記光触媒塗膜は、光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー、及びシリカ微粒子を含有してなり、
前記太陽光発電システム用カバーは、前記光触媒微粒子により生じる酸化力から前記カバー本体を保護する中間層を有し、
前記中間層は、前記カバー本体と前記光触媒塗膜との間に設けられ、
前記光触媒微粒子として屈折率が２．２以下の微粒子を含有させることで、前記光触媒塗膜の屈折率を前記中間層の屈折率及び前記カバー本体の屈折率と一致させてなることを特徴とする太陽光発電システム用カバー。 A cover for a photovoltaic power generation system comprising a cover body having a refractive index of 1.5 or less and a photocatalytic coating, wherein the photocatalytic coating forms a light receiving surface of the photovoltaic power generation system,
The cover body is made of resin,
The photocatalyst coating film contains photocatalyst fine particles, a metal oxide binder, and silica fine particles,
The solar power generation system cover has an intermediate layer that protects the cover body from the oxidizing power generated by the photocatalyst fine particles,
The intermediate layer is provided between the cover body and the photocatalytic coating film,
By containing fine particles having a refractive index of 2.2 or less as the photocatalyst fine particles, the refractive index of the photocatalyst coating film is matched with the refractive index of the intermediate layer and the refractive index of the cover body. Cover for solar power generation system.
前記光触媒塗工液は、光触媒微粒子、金属酸化物系バインダー、及びシリカ微粒子を含有し、前記光触媒微粒子として屈折率が２．２以下の微粒子を含有することを特徴とする太陽光発電システム用カバーの製造方法。 It is a manufacturing method of the cover for photovoltaic power generation systems according to claim 3 or 4, Comprising: The process of forming the photocatalyst coat by application of a photocatalyst coating liquid,
The photocatalyst coating liquid contains photocatalyst fine particles, a metal oxide binder, and silica fine particles, and the photocatalyst fine particles contain fine particles having a refractive index of 2.2 or less. Manufacturing method.
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