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光触媒の頭出し 光触媒は有害物質と直に接触しなければ分解
できないため、アパタイト被覆酸化チタンが塗膜
の表面に頭を出す必要があります(頭出し)。
原子間力顕微鏡による頭出しの確認
【分散性評価】

 塗料中の分散性は、原料の分散性と言い換えても良い位、原料の分散が重要です。
原料の分散は、一般には原料表面の電位で決定されます。例えば、界面活性剤で
分散性が向上することが言われていますが、原理的には界面活性剤が原料に付着し
表面の電位が大きくなるためです。
 

 原料表面の電位は、ゼ−タ電位の大小で評価されます。このゼ−タ電位が−の意味は、原料表面が負に帯電し、上図のpH=8付近の電位が-30mVは、このpHで原料表面が-30mVの電荷を帯びていると読みとれます。

 上図は、フッ化アパタイト被覆二酸化チタンのpHに対する電荷の挙動を表しています。ここで、二酸化チタンの電位は、pHの変化に係わらず+5mV〜−5mVの範囲と非常に小さい値を取ります。そのため、粒子−粒子間の反発が小さいため凝集します。

 一方、フッ化アパタイト被覆二酸化チタンは、pHがアルカリ側になると負の電荷が大きくなり、粒子−粒子間の反発が大きくなるため分散が向上します。この挙動は、アパタイトのそれに非常に近いものです。一般には自主分散(粒子が沈殿しない状態)の電位は、およそ±40mVと言われていることからこのフッ化アパタイト被覆二酸化チタンをアルカリ側で調整するとほぼ自主分散に近い状態となります。

 二酸化チタンの表面にフッ化アパタイトを被覆することにより水中の分散挙動に対しても有利であることが分かりました。


【吸着効果】
分散させたアパタイト被覆酸化チタンは塗料が塗膜に変わるときに塗膜上に浮いた状態で硬化します。
したがって、分散性の高さは酸化
チタンの頭出しに重要な役割を果たします。

左の図はアパタイト被覆酸化チタンの吸着・分解性を表しています。
頭出しができているかいないかに
よって顕著な差が見られます。
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