JP2000160055A - 光触媒含有コーティング液およびそれを用いて作製した光触媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温焼付けの必要がなく、各種の基材に対し
ても成膜性、密着性が優れ、かつ光触媒能が優れた光触
媒体を作製できる光触媒含有コーティング液を提供す
る。 【解決手段】 光触媒となる酸化チタンおよび／または
酸化亜鉛の有機溶媒分散ゾルもしくは上記酸化チタンお
よび／または酸化亜鉛の親油化処理粉体と、親油性スメ
クタイト型層状ケイ酸塩と、有機溶剤を含み、上記親油
性スメクタイト型層状ケイ酸塩の重量に対して上記有機
媒体分散ゾルもしくは親油化処理粉体を固形分換算で１
〜８倍量添加し、全体の固形分濃度を１〜２０重量％に
することによって光触媒含有コーティング液を構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒含有コーテ
ィング液およびそれを用いて作製した光触媒体に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】酸化チタンや酸化亜鉛は、特定の波長を
持つ光を照射すると、酸化・還元などの触媒作用を示す
光触媒として作用することが知られている。つまり、酸
化チタンや酸化亜鉛は、そのバンドギャップ以上のエネ
ルギーを持つ波長３８０ｎｍ以下の光が照射されると、
伝導帯に電子を生じ、価電子帯には正孔を生じ、その生
成した電子および正孔が空気中で酸化・還元反応を起こ
し、主に有機化合物などを分解する作用を示すようにな
る。

【０００３】そこで、近年、この酸化チタンや酸化亜鉛
を環境浄化のための光触媒として利用する研究が盛んに
行われている。たとえば、食用油、醤油、タバコのヤニ
などの生活環境から生ずる有機化合物の除去、アンモニ
ア、アルデヒド類、アミン類、メルカプト類などの悪臭
の除去、工業排水中に含まれる染料、糊剤などの除去、
細菌、放射菌、菌類の殺菌、藻類の殺藻などに酸化チタ
ンや酸化亜鉛を光触媒として利用することが提案されて
いる。

【０００４】しかしながら、そのような用途に酸化チタ
ンや酸化亜鉛を粉体のままで使用すると、飛散したり、
流失したりするなどの問題があった。そこで、それを防
止するため、下記〜に示すような対策がとられてい
る。 原料段階で酸化チタンや酸化亜鉛などの光触媒粉体
を基材に混合して成形する。 基材の表面に酸化チタンや酸化亜鉛などの光触媒粉
体を固定する。

【０００５】しかしながら、上記の方法による場合、
光触媒反応が光の照射を必要とするので成形物の内部に
存在する光触媒粒子はその光触媒機能を発揮できないた
め、光触媒粒子を表面に高密度に露出させる必要があ
る。そのため、光触媒粉体の添加比率を高くすると、コ
ストアップや成形体の強度低下などの問題を生じること
になる。

【０００６】また、上記の方法による場合、基材表面
への固定化に関しては、ＣＶＤ法、溶射法、チタン金属
を酸化する方法、メカノケミカル反応法、コーティング
液塗布方法など、多数の方法が提案されているが、従来
技術による場合、それぞれ以下に示すような問題があ
り、充分に満足できるものとはいえなかった。

【０００７】たとえば、上記のような固定化方法の中で
も、コーティング液塗布方法が低エネルギー、低コスト
で、かつ、基材品質の制約が少ないことから有利である
といわれている。そして、それに使用するコーティング
液としては、酸化チタン粒子の懸濁液（特開平６−２９
３５１９号公報）、酸化チタン粒子に分散剤を添加した
懸濁剤（特開平７−２５２２号公報）、酸性ゾル中の陰
イオンを除去した後に分散剤を添加した中性ゾル（特開
昭６４−３０２０号公報）など、造膜剤を用いないタイ
プのコーティング液が提案されている。

【０００８】しかしながら、それらのコーティング液は
塗布後、強固な塗膜にするためには高温で焼付ける必要
があり、そのため、塗膜にクラックが生じて剥離しやす
いという問題があった。また、それを避けるため２５０
℃以下で乾燥のみを行うと、成膜性、密着性が不足する
という問題があった。

【０００９】また、特開昭６２−５７４７０号公報に
は、チタンアルコキシドの加水分解によりチタンの水酸
化物または酸化物のゾルを得る方法によって調製したコ
ーティング液が報告されているが、この方法による場合
は、原料が高価な上に、強固な塗膜を作製するためには
高温で焼き付ける必要があり、そのため、基材の種類が
限定されるという問題があった。また、高チタン濃度の
コーティング液を塗布して、一度に所望の膜厚を得よう
とすると、焼成時にクラックが発生して剥離してしまう
ため、所望の膜厚を得るためには、低チタン濃度のコー
ティング液を調製し、塗布と焼成を何回も繰り返す必要
があり、そのため、生産性が悪いという製造上大きな問
題があった。

【００１０】そこで、上記の成膜性や密着性に関する問
題点などを解消するために、次のような造膜剤を用いた
コーティング液組成物が提案されている。すなわち、光
触媒粉体とフッ素樹脂系造膜剤とからなる組成物を加熱
により基材に塗着させる方法（特開平４−２８４８５１
号公報）や光触媒粉体をフッ素樹脂を用いて基材に固定
化する方法（特開平８−１３１８４２号公報）などが提
案されている。しかしながら、これらの方法で用いる造
膜剤は、比較的耐久性があるものの、光触媒の持つ極め
て強い光触媒能により徐々に劣化し、塗着強度や固定化
強度が低下するという問題があった。

【００１１】また、特開平８−３１８１６６号公報に
は、光触媒粉体を水ガラス系造膜剤を用いて塗膜化し、
これを基材に固定化する方法が提案されている。この場
合、水ガラスは無機物であることから塗膜自体の耐候性
は優れているものの、アルカリが表面に溶出して白化現
象が起こったり、焼付けると水ガラスに含有されている
アルカリ金属イオンが光触媒と反応して、塗膜の光触媒
能が低下するという問題があった。

【００１２】さらに、特開平２−１８７１４７号公報に
は、酸化チタンとコロイダルシリカとからなるコーティ
ング液組成物が提案されているが、この場合も高温焼付
けを必要としたり、塗膜の耐水性が低かったり、塗膜強
度が小さいなどの問題を有していた。

【００１３】また、特開平８−１１３７５４号公報に
は、酸化チタンなどの無機顔料と水膨潤性層状ケイ酸塩
とからなる水分散組成物が提案され、さらに、特開平９
−１０５８２号公報には、酸化チタンとベントナイト
（水膨潤性層状ケイ酸塩）と水からなる成形体が提案さ
れているが、これらで用いる水膨潤性層状ケイ酸塩は、
成膜性、密着性は良好であるものの、塗膜を乾燥しただ
けでは耐水性がないという問題があった。この耐水性の
問題も極めて重要であり、耐水性を付与するためには高
温焼付けを必要とするが、高温焼付けできる基材は限ら
れており、また、焼付け処理により光触媒能が低下する
上に、水系組成物であるため乾燥時間が長く、生産性が
低いという問題があった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術における問題点を解決し、高温焼付けの必要
がなく、各種の基材に対しても成膜性、密着性が優れ、
かつ光触媒能が優れた光触媒体を作製できる光触媒含有
コーティング液を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意研究を重ねた結果、親油性スメクタ
イト型層状ケイ酸塩を造膜剤として用いることにより、
高温焼付けの必要がなく、かつ各種基材に対する成膜
性、密着性が優れ、かつ光触媒能が優れた光触媒体を作
製できる光触媒含有コーティング液を調製できることを
見出した。

【００１６】すなわち、本発明は、光触媒となる酸化チ
タンおよび／または酸化亜鉛の有機溶剤分散ゾルもしく
は上記酸化チタンおよび／または酸化亜鉛の親油化処理
粉体と、親油性スメクタイト型層状ケイ酸塩と、有機溶
剤を含み、上記親油性スメクタイト型層状ケイ酸塩の重
量に対して上記有機溶媒分散ゾルもしくは親油化処理粉
体を固形分換算で１〜８倍量添加し、全体の固形分濃度
を１〜２０重量％にしてなることを特徴とする光触媒含
有コーティング液とそれを用いて作製した光触媒体に関
する。

【００１７】上記親油性スメクタイト型層状ケイ酸塩と
は、スメクタイト型層状ケイ酸塩を親油性の有機化合
物、たとえばステアリルジメチルベンジンアンモニウム
塩、トリオクチルメチルアンモニウム塩、ジメチルジオ
クタデシルアンモニウム塩、ジメチルベンジルオクタデ
シルアンモニウム塩などの親油性のカチオン性界面活性
剤で処理したものである。

【００１８】この親油性スメクタイト型層状ケイ酸塩
は、疎水性であって、有機溶剤に分散すると膨潤して増
粘化を起こし、チクソトロピックな分散液を生じる。従
って、光触媒粉体やゾルにこの親油性スメクタイト型層
状ケイ酸塩を造膜剤として添加した分散液は、光触媒粒
子の沈降が少ない安定な分散液になる。また、この分散
液を基材に塗布あるいは含浸した後に、乾燥して有機溶
剤を蒸発させると、成膜性、密着性の高い強固な膜が得
られる。

【００１９】上記のような親油性の有機化合物で処理さ
れたスメクタイト型層状ケイ酸塩を含有するコーティン
グ液は任意の膜厚に調製することができ、該コーティン
グ液から作製される塗膜は、親油性を帯びるため、耐水
性が優れている。さらに、上記親油性の有機化合物で処
理されたスメクタイト型層状ケイ酸塩を含有するコーテ
ィング液はアルカリイオンの含有量が極めて少なく、焼
付け工程が不要なので光触媒能を低下させる心配がな
い。また、スメクタイト型層状ケイ酸塩が無機系化合物
であるから光触媒による劣化がない。しかも、スメクタ
イト型層状ケイ酸塩は、層状構造を有するので、塗膜は
有機物などを吸着する機能も有している。従って、光触
媒と組み合わせて、有害な有機物を吸着させておいてか
ら光触媒で分解するという効果も期待できる。

【００２０】上記のように、有機溶剤に酸化チタンおよ
び／または酸化亜鉛からなる光触媒と親油性スメクタイ
ト型層状ケイ酸塩とが分散されたコーティング液を調製
し、それを基材に塗布し、乾燥して光触媒を基材に担持
させることによって、上記課題を解決した光触媒体が得
られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明において、光触媒として
は、光触媒能が優れ、かつ低コストで人体に対する害が
少ないという理由から、酸化チタンおよび／または酸化
亜鉛が用いられる。

【００２２】酸化チタンとしては、たとえば、二酸化チ
タン、含水酸化チタン、メタチタン酸、オルトチタン
酸、低次酸化チタンなどがいずれも使用可能である。酸
化チタンの結晶形としては、無定形、アナタース形、ル
チル形、ブルッカイト形のいずれでもよいが、特にアナ
タース形の酸化チタンが好ましい。この酸化チタンの粒
子径としては、平均粒子径で１〜３００ｎｍ、特に５〜
１００ｎｍが好ましい。

【００２３】本発明において、酸化亜鉛としては、酸化
亜鉛（ＩＩ）のほか、水酸化亜鉛およびこれらの混合物
も使用可能である。この酸化亜鉛の粒子径としては、酸
化チタンの場合と同様に、平均粒子径で１〜３００ｎ
ｍ、特に５〜１００ｎｍが好ましい。

【００２４】光触媒を含有するコーティング液を調製す
るにあたって使用する酸化チタンまたは酸化亜鉛の形態
としては、親油化処理された粉体または有機溶剤分散ゾ
ルが適している。上記有機溶剤分散ゾルとは、水に不溶
性で、かつ、沸点が５０〜２００℃である有機溶剤に酸
化チタンまたは酸化亜鉛を分散したゾルを示す。この有
機溶剤としては、たとえば芳香族炭化水素、エーテル
類、ケトン類、アルコール類、ハロゲン化炭化水素など
が挙げられ、具体的には、たとえば、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、テトラハイドロフラン、メチルイソブチ
ルケトン、ブタノール、ペンタノール、四塩化炭素、ク
ロロベンゼン、クロロホルムなどが好ましい。

【００２５】上記有機溶剤分散ゾルの調製方法として
は、特に限定されるものではないが、たとえば、水分解
チタニヤゾルまたは水分解酸化亜鉛ゾルを、例えば、ド
テシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ジオクチルスル
ホコハク酸ナトリウムなどの特開昭５８−２９８６３号
公報に記載のような陰イオン性界面活性剤で水に不溶性
の有機溶剤中に分散移行させてゾルを調製する方法や、
長い側鎖を持つチタンアルコキシドまたは亜鉛アルコキ
シドの加水分解によりゾルを調製する方法などが好まし
い。また、親油化処理粉体とは、酸化チタンまたは酸化
亜鉛の表面を親油性の有機化合物で親油化処理した粉体
で、上述した水に不溶で沸点が５０〜２００℃の有機溶
剤に容易に分散する粉体をいい、たとえば光触媒となる
酸化チタンまたは酸化亜鉛の粉体に対してイソブチルシ
ランを１〜１０重量％になるように酸化チタンまたは酸
化亜鉛の表面をイソブチルシランで処理して親油化した
粉体が適している。

【００２６】イソブチルシランによる表面処理の方法と
しては、イソブチルシランと酸化チタンまたは酸化亜鉛
との乾式混合や、イソブチルシランを有機溶剤に溶解
後、酸化チタンまたは酸化亜鉛と湿式混合し、有機溶剤
を揮発させる方法などが挙げられる。ただし、それらに
限定されることはない。

【００２７】また、酸化チタンおよび／または酸化亜鉛
からなる光触媒の光触媒能を向上させる目的で、たとえ
ば、Ｎｂ、Ｖ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃ
ｚ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｍなどの金属またはそれらの
金属の化合物を光触媒となる酸化チタンおよび／または
酸化亜鉛の粒子の表面に担持または内部に固溶させても
よい。

【００２８】さらに、効率よく光分解を起こさせるため
に光触媒を吸着剤と併用してもよい。上記吸着剤として
は、たとえば、活性炭、ゼオライト、トリポリリン酸二
水素アルミニウム、酸化亜鉛・水酸化亜鉛の複合体など
が挙げられ、それらはそれぞれを単独で使用することも
できるし、また２種以上併用することもできる。

【００２９】また、光触媒は光が照射されている間は殺
菌力などを発揮するが、光の照射しない夜などは殺菌力
を発揮できないので、夜などにおける菌の繁殖を抑制す
る目的で、有機系、無機系の抗菌剤を併用することもで
きる。

【００３０】本発明における親油性スメクタイト型層状
ケイ酸塩とは、スメクタイト型層状ケイ酸塩を親油性の
有機化合物で処理したものであって、親油性を有してい
るので、有機溶剤になじみ、かつ有機溶剤中で膨潤する
性質を有している。スメクタイト型層状ケイ酸塩の中で
も、各種基材に対して成膜性が優れるという理由から、
特にベントナイト、ヘクトライトなどが好ましい。ま
た、スメクタイト型層状ケイ酸塩には、天然鉱物と合成
品があり、特に限定されることはないが、不純物が少な
く品質がより安定しているという理由で、合成品が好ま
しい。

【００３１】つぎに、親油性の有機化合物で処理された
スメクタイト型層状ケイ酸塩の表面処理に使用する有機
化合物は、親油性を有し、処理後のスメクタイト型層状
ケイ酸塩が親油性を示すことができるものであることが
必要であり、かつ比較的高沸点で、難分解性であるもの
が好ましく、具体的には、たとえば、ステアリルジメチ
ルベンジルアンモニウム塩、トリオクチルメチルアンモ
ニウム塩、ジメチルジオクタデシルアンモニウム塩、ジ
メチルベンジルオクタデシルアンモニウム塩などのカチ
オン性界面活性剤が挙げられる。特に親油性合成スメク
タイト型層状ケイ酸塩は、有機溶剤に浸すと膨潤しやす
い。

【００３２】つぎに、光触媒含有コーティング液の調製
方法の一例について説明する。上述した疎水性の有機溶
剤に、親油性スメクタイト型層状ケイ酸塩を攪拌しなが
ら添加し、スラリーを調製する。このスラリー中の親油
性スメクタイト型層状ケイ酸塩の重量に対して１〜８倍
量、好ましくは２〜５倍量の酸化チタンおよび／または
酸化亜鉛の有機溶媒分散ゾルもしくは親油化処理粉体
（ただし、量は固形分換算）を添加する。上記有機溶媒
分散ゾルもしくは親油化処理粉体が親油性スメクタイト
型層状ケイ酸塩に対して固形分換算で８倍量より多くな
ると、光触媒能は向上するものの、基材への密着性が極
端に低下する。また、上記有機溶媒分散ゾルもしくは親
油化処理粉体が親油性スメクタイト型層状ケイ酸塩に対
して固形分換算で１倍量より少ない場合は、密着性は向
上するものの、光触媒能が低下する。

【００３３】そして、全体の固形分濃度が１〜２０重量
％、好ましくは２〜１５重量％になるように上記の有機
溶剤で濃度を調整する。固形分濃度が１重量％より少な
い場合は濃度が薄すぎるため、基材に塗布して光触媒体
とする際の作業性が悪く、２０重量％より多くなるとコ
ーティング液がゲル化して塗布剤としての役目を果たさ
なくなる。希釈後、固形分を分散させる。その分散方法
は、特に限定されることはないが、ディスパー、サイド
グラインダー、ペイントシェーカー、ホモミキサー、超
音波分散機などの湿式分散機による方法が好ましい。ま
た、必要により分散剤を添加しても良い。

【００３４】上記光触媒含有コーティング液の基材への
塗布または含浸方法としては、特に限定されることはな
いが、たとえば、スプレー法、バーコーター法、アプリ
ケーター法、スピンコート法、ハケ塗り法や含浸法（デ
ィップ法）などを採用することができる。ただし、スプ
レー法やスピンコート法の場合は、他の方法による場合
よりも固形分濃度をやや低めに設定することが好まし
い。

【００３５】基材としては、ガラス、セメント建材、金
属、木、紙、セラミック、スレート、石膏、石材、活性
炭、プラスチックなどから構成される球状、板状、繊維
状、ハニカム状のものなどが使用できる。これらの基材
は用途によって使い分けられ、特に限定されるものでは
ないが、有害ガス除去の目的に対してはガラスなどのよ
うな平滑な硬質表面よりも、セラミックペーパー、紙な
どの表面が粗なものの方が光触媒との有効接触面積を広
くできるので好ましい。

【００３６】光触媒含有コーティング液を塗布または含
浸させた基材は、室温から有機溶剤が揮発する範囲の温
度、好ましくは５０〜２００℃で乾燥され、それによっ
て基材に光触媒を含有する塗膜が形成されて、光触媒体
が得られる。得られる光触媒体における光触媒含有塗膜
の膜厚は、特に限定されることがないが、約１〜１０μ
ｍの厚みがあれば、充分な効果が得られる。

【００３７】本発明の光触媒含有コーティング液および
それを用いて作製した光触媒体は、各種浄化用途に使用
することができる。具体的には、たとえば、光触媒含有
コーティング液を壁紙に塗布したり、光触媒体を空気清
浄機の脱臭フィルターに組み込むことなどによりホルム
アルデヒドガス、タバコ臭をはじめとする生活臭・生活
汚れの脱臭に使用することができる。また、本発明の光
触媒含有コーティング液を浴室や病院のタイルに塗布し
て光殺菌・抗菌に利用することもできる。さらに、上記
光触媒含有コーティング液をガラスビーズ、活性炭など
に塗布または含浸させた光触媒体を用いて、生活排水、
工業排水中に含まれる界面活性剤、染料、糊剤などの光
浄化をすることが可能である。

【００３８】

【実施例】以下に実施例と比較例を示し本発明をより具
体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定さ
れるものではない。

【００３９】実施例１ フタ（蓋）付きの内容積６００ｍｌのガラス容器内に親
油性合成スメクタイト型層状ケイ酸塩２ｇとトルエン分
散チタニヤゾル２６．７ｇ、トルエン９１．３ｇおよび
ガラスビーズ（平均直径１．５ｍｍ）３００ｇを入れた
後、このガラス容器にフタをし、ペイントシェーカー
〔レッドデビル社製ＭＯＤＥＬ：５４００−０２（商品
名）〕を使用して２５℃で１時間（回転数：７００ｒｐ
ｍ）分散混合し、固形分濃度が５重量％のコーティング
液を調製した。

【００４０】上記コーティング液の調製にあたって使用
した親油性スメクタイト型層状ケイ酸塩はコープケミカ
ル社製の親油性スメクタイトＳＡＮ（商品名）であり、
トルエン分散チタニヤゾルは水分散チタニヤゾル〔テイ
カ社製、ＴＫＳ−２０１（商品名）、含水酸化チタンを
塩酸で解膠した水系ゾル〕を、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウムを用いてトルエンに分散移行させて調製
したゾルであって、酸化チタンの固形分量は４ｇであ
り、親油性スメクタイト型層状ケイ酸塩重量に対して酸
化チタンは２倍量であった。

【００４１】上記のようにして調製されたコーティング
液の粘度を測定すると共に、撥水性を調べ、また、上記
コーティング液をスライドガラス板に塗布してコーティ
ング液塗布ガラス板を作製し、その塗膜の密着性、耐水
性、光触媒能を評価した。それらの測定・評価方法など
は次の通りである。

【００４２】〔コーティング液の粘度の測定方法〕芝浦
システム社製単一筒形回転粘度計ビストロン（商品名）
を用い、コーティング液の粘度を２５℃で測定する。

【００４３】〔コーティング液の撥水性評価方法〕フタ
付きの内容積１００ｍｌのガラス製比色管に純水２０ｍ
ｌとコーティング液２０ｍｌとを入れ、フタをして比色
管を手で握り、往復振とうを１００回行う。そして、静
置後のコーティング液相と水相との状態を目視で観察し
て評価する。撥水性が強いコーティング液は２相が全く
混じらずにきれいに２相に分離するが、撥水性が弱いコ
ーティング液は水相と部分的に混合し、撥水性が全くな
いコーティング液（親水性のコーティング液）は水相と
完全に混合して均一相になる。

【００４４】〔コーティング液塗布ガラス板の作製方
法〕コーティング液をスライドガラス板（松波ガラス社
製、スライドガラス、サイズ：８ｃｍ×２．５ｃｍ、平
均厚み：１．３ｍｍ）にバーコーター♯７０（太祐機械
社製Ｎｏ．５７９バーコーター）を用いて塗布し、１１
０℃において１０分間乾燥して、ガラス板上に塗膜を形
成してコーティング液塗布ガラス板を作製した。コーテ
ィング液の塗布量は固形分として１ｇ／ｍ ² であり、
塗膜の厚みは約２μｍであった。

【００４５】〔コーティング液塗布ガラス板の評価方
法〕 塗膜の密着性：クロスカットテープテスト法（付着
性試験：ＪＩＳ Ｋ ５４００−１９９０の８．５）に
よって評価する。

【００４６】塗膜の耐水性：コーティング液塗布ガラ
ス板を沸騰した純水中で１時間煮沸して、煮沸後の塗膜
の密着性をクロスカットテープテスト法で評価する。

【００４７】塗膜の光触媒能の測定方法：試料のコー
ティング液塗布ガラス板を内容積４００ｍｌのガラス容
器に入れ、その中に濃度１０００ｐｐｍのメチルメルカ
プタンガスを封入する。そして、上記ガラス容器を高圧
水銀灯（和光電気社製、理化学用水銀灯起動装置Ｈ−４
００−Ａ／Ｂ、ランプ：東芝Ｈ−４００Ｆ、ランプ消費
電力：４００Ｗ）の真下に約２５ｃｍ離して設置し、高
圧水銀灯の照射強度が３．７ｍＷ／ｃｍ ² になるよう
に微調整する。高圧水銀灯を１５分間照射し、照射後の
残留ガス濃度をガス検知器〔（株）ＧＡＳＴＥＣ ＧＶ
−１００Ｓの検知管Ｎｏ. ７１Ｈ〕により測定し、下記
の式（１）から光分解率を計算により求める。なお、ブ
ランクテストとして実施例や比較例の試料ガラス板なし
でガスのみを封入したガラス容器に光照射を行ったが、
残留ガス濃度は初期ガス濃度と実質的に変わらなかっ
た。

【００４８】〔ガスの光分解率〕下記の計算式により求
める。

【００４９】上記コーティング液の粘度、撥水性および
コーティング液塗布ガラス板の塗膜の評価結果を後記の
比較例１〜４の結果と共に表１および表２に示す。

【００５０】比較例１ 内容積５００ｍｌのガラスビーカーにチタンテトライソ
プロポキシド（片山化学社製、試薬）２８ｇと無水エタ
ノール（片山化学社製、試薬特級）１００ｇを入れ、か
きまぜながら２Ｎ塩酸（片山化学社製、試薬）４ｇと無
水エタノール１００ｇとの混合液を徐々に添加し、透明
なコーティング液を調製した。このコーティング液中の
酸化チタン量は約３．４重量％であった。

【００５１】比較例２ 水ガラス（片山化学社製、試薬）に親水性を有する光触
媒用酸化チタン〔テイカ社製、ＡＭＴ−１００（商品
名）〕を４ｇ添加して固形分濃度が５重量％のコーティ
ング液を調製した。このコーティング液はＳｉＯ ₂ を
２ｇ含有する。

【００５２】比較例３ 親水性スメクタイト〔コープケミカル社製、親水性スメ
クタイトＳＷＮ（商品名）〕に親水性を有する光触媒用
酸化チタン〔テイカ社製、ＡＭＴ−１００（商品名）〕
を４ｇ添加して固形分濃度が５重量％のコーティング液
を調製した。

【００５３】比較例４ 高純度ベントナイト〔豊順洋行社製、ＳＵＰＥＲＣＬＡ
Ｙ（商品名）〕に親水性を有する光触媒用酸化チタン
〔テイカ社製、ＡＭＴ−１００（商品名）〕を４ｇ添加
して固形分濃度が５重量％のコーティング液を調製し
た。このコーティング液はベントナイトを２ｇ含有す
る。

【００５４】上記比較例１〜４のコーティング液につい
ても実施例１と同様に粘度を測定すると共に撥水性を調
べ、また、実施例１と同様にスライドガラス板に塗布し
てコーティング液塗布ガラス板を作製し、その塗膜の性
能評価をした。その結果を表１および表２に実施例１の
結果と共に示す。なお、表１にはコーティング液の粘度
および撥水性の有無を示し、表２にはコーティング液塗
布ガラス板の塗膜の性能を示す。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【表２】

【００５７】表１に示すように、実施例１のコーティン
グ液は撥水性を有していたが、比較例１のコーティング
液（酸化チタン含有コーティング液）、比較例２のコー
ティング液（水ガラス含有コーティング液）、比較例３
のコーティング液（親水性スメクタイト含有コーティン
グ液）、比較例４のコーティング液（高純度ベントナイ
ト含有コーティング液）のいずれも撥水性を有していな
かった。また、表２に示す結果から明らかなように、実
施例１のコーティング液をスライドガラス板に塗布して
作製したコーティング液塗布ガラス板の塗膜は、密着
性、耐水性が優れ、良好な光触媒能を有していたが、比
較例１〜４のコーティング液を塗布して作製したコーテ
ィング液塗布ガラス板の塗膜は、いずれも耐水性が低
く、比較例１の場合は塗膜が剥離して光触媒能の測定が
できなかった。

【００５８】実施例２ 実施例１におけるトルエン分散チタニヤゾルに代えて、
トルエン分散酸化亜鉛ゾルを用いた以外は、実施例１と
同様にして固形分濃度が５重量％のコーティング液を調
製した。上記コーティング液の調製にあたって使用した
トルエン分散酸化亜鉛ゾルは、塩化亜鉛（片山化学社
製、試薬）を水に溶解しｐＨ＝７に調整して水和金属酸
化物のゾルとし、このゾルをドデシルベンゼンスルホン
酸ナトリウムによりトルエン中に分散移行して調製した
もので、酸化亜鉛濃度は１５重量％であった。また、こ
のトルエン分散酸化亜鉛の固形分としての使用量は４ｇ
であり、親油性スメクタイト型層状ケイ酸塩の重量に対
して酸化亜鉛の重量は２倍量であった。

【００５９】実施例３ 実施例１におけるトルエン分散チタニヤゾルに代えて、
親油性を有する光触媒用酸化チタン〔テイカ社製微粒子
酸化チタン、ＡＭＴ−１００（商品名）の表面をイソブ
チルシランで処理したもので、イソブチルシラン量は微
粒子酸化チタンに対して５重量％〕４ｇを用い、実施例
１のトルエンを９１．３ｇから１１４ｇに増量した以外
は、実施例１と同様にして固形分濃度が５重量％のコー
ティング液を調製した。このコーティング液における親
油性スメクタイト型層状ケイ酸塩の重量に対する酸化チ
タンの重量は２倍量であった。

【００６０】実施例４ 親油性スメクタイト型層状ケイ酸塩を４ｇに変え、トル
エンを１２９．３ｇに変えた以外は、実施例１と同様に
して固形分濃度が５重量％のコーティング液を調製し
た。このコーティング液における親油性スメクタイト型
層状ケイ酸塩の重量に対する酸化チタンの重量は１倍量
であった。

【００６１】実施例５ トルエン分散チタニヤゾルを９３．３ｇ（固形分として
１４ｇ）に変え、トルエンを２２４．７ｇに変えた以外
は、実施例１と同様にして固形分濃度が５重量％のコー
ティング液を調製した。このコーティング液における親
油性スメクタイト型層状ケイ酸塩の重量に対する酸化チ
タンの重量は７倍量であった。

【００６２】実施例６ トルエンを２７１．３ｇに変えた以外は、実施例１と同
様にして固形分濃度が２重量％のコーティング液を調製
した。このコーティング液における親油性スメクタイト
型層状ケイ酸塩の重量に対する酸化チタンの重量は実施
例１と同様に２倍量であった。

【００６３】実施例７ 親油性スメクタイト型層状ケイ酸塩を６ｇに変え、トル
エン分散チタニヤゾルを８０ｇ（固形分として１２ｇ）
に変え、トルエンを７４ｇに変えた以外は、実施例１と
同様にして固形分濃度が１５重量％のコーティング液を
調製した。このコーティング液における親油性スメクタ
イト型層状ケイ酸塩の重量に対する酸化チタンの重量は
２倍量であった。

【００６４】実施例８ トルエン分散チタニヤゾルを２４ｇ（固形分として３．
６ｇ）に変え、酸性ガス用吸着剤〔テイカ社製、Ｋ−フ
レッシュＭＺＯ（商品名）、亜鉛系の複合吸着剤〕を
０．４ｇ加え、トルエンを９３．６ｇに変えた以外は、
実施例１と同様にして固形分濃度が５重量％のコーティ
ング液を調製した。このコーティング液における親油性
スメクタイト型層状ケイ酸塩の重量に対する酸化チタン
の重量は１．８倍量であった。

【００６５】実施例９ トルエン分散チタニヤゾルを２４ｇ（固形分として３．
６ｇ）に変え、酸性・塩基性ガス用吸着剤〔テイカ社
製、Ｋ−フレッシュＺ（商品名）、亜鉛系とリン酸アル
ミニウム系との複合吸着剤〕を０．４ｇ加え、トルエン
を９３．６ｇに変えた以外は、実施例１と同様にして固
形分濃度が５重量％のコーティング液を調製した。この
コーティング液における親油性スメクタイト型層状ケイ
酸塩の重量に対する酸化チタンの重量は１．８倍量であ
った。

【００６６】実施例１０ トルエン分散チタニヤゾルを２４ｇ（固形分として３．
６ｇ）に変え、塩基ガス用吸着剤〔テイカ社製、Ｋ−フ
レッシュ１００Ｐ（商品名）、リン酸アルミニウム系吸
着剤〕を０．４ｇ加え、トルエンを９３．６ｇに変えた
以外は、実施例１と同様にして固形分濃度が５重量％の
コーティング液を調製した。このコーティング液におけ
る親油性スメクタイト型層状ケイ酸塩の重量に対する酸
化チタンの重量は１．８倍量であった。

【００６７】実施例１１ トルエン分散チタニヤゾルを２４ｇ（固形分として３．
６ｇ）に変え、ゼオライト〔日東ゼオライト社製、〕を
０．４ｇ加え、トルエンを９３．６ｇに変えた以外は、
実施例１と同様にして固形分濃度が５重量％のコーティ
ング液を調製した。このコーティング液における親油性
スメクタイト型層状ケイ酸塩の重量に対する酸化チタン
の重量は１．８倍量であった。

【００６８】比較例５ 親油性スメクタイト型層状ケイ酸塩を４ｇに変え、トル
エン分散チタニヤゾルを１３．３ｇ（固形分として２
ｇ）に変え、トルエンを１０２．７ｇに変えた以外は、
実施例１と同様にして固形分濃度が５重量％のコーティ
ング液を調製した。このコーティング液における親油性
スメクタイト型層状ケイ酸塩の重量に対する酸化チタン
の重量は０．５倍量であった。

【００６９】比較例６ トルエン分散チタニヤゾルを１３３．３ｇ（固形分とし
て２０ｇ）に変え、トルエンを３０４．７ｇに変えた以
外は、実施例１と同様にして固形分濃度が５重量％のコ
ーティング液を調製した。このコーティング液における
親油性スメクタイト型層状ケイ酸塩の重量に対する酸化
チタンの重量は１０倍量であった。

【００７０】比較例７ トルエンを使用しなかった以外は、実施例１と同様にし
て固形分濃度が２０．９重量％のコーティング液を調製
した。

【００７１】比較例８ 親油性スメクタイト型層状ケイ酸塩を用いず、トルエン
分散チタニヤゾルを５３．４ｇ（固形分として８ｇ）に
変え、トルエンを１０６．７ｇに変えた以外は、実施例
１と同様にして固形分濃度が５重量％のコーティング液
を調製した。

【００７２】比較例９ トルエン分散チタニヤゾルを用いず、塩基性ガス用吸着
剤〔テイカ社製、Ｋ−フレッシュ１００Ｐ（商品名）、
リン酸アルミニウム系吸着剤〕を４ｇ加え、トルエンを
１１４．０ｇに変えた以外は、実施例１と同様にして固
形分濃度が５重量％のコーティング液を調製した。

【００７３】比較例１０ トルエン分散チタニヤゾルを用いず、親油性スメクタイ
ト型層状ケイ酸塩を６ｇに変え、トルエンを１１４ｇに
変えた以外は、実施例１と同様にして固形分濃度が５重
量％のコーティング液を調製した。

【００７４】上記実施例２〜１１および比較例５〜１０
のコーティング液について実施例１の場合と同様に粘度
を測定し、かつ撥水性を評価した。また、上記実施例２
〜１１および比較例５〜１０のコーティング液を実施例
１と同様にスライドガラス板に塗布し、乾燥してガラス
板上に塗膜を形成してコーティング液塗布ガラス板を作
製し、このコーティング液塗布ガラス板の塗膜について
実施例１と同様に密着性および耐水性を評価した。

【００７５】さらに、前記の実施例１および比較例１〜
４のコーティング液を含め、実施例１〜１１および比較
例１〜１０のコーティング液をセラミックペーパーに含
浸させ、そのコーティング液含浸セラミックペーパーの
光触媒能を評価した。上記コーティング液含浸セラミッ
クペーパーの作製方法および光触媒能評価方法は次の通
りである。

【００７６】〔コーティング液含浸セラミックペーパー
の作製方法〕厚さ１．２ｍｍ、秤量：２４０ｇ／ｍ ²
で８０ｍｍ×２５ｍｍのセラミックペーパー〔オリベス
ト社製、セラベスト（商品名）、アルミナ−シリカが主
成分のセラミックペーパー〕を上記実施例１〜１１およ
び比較例１〜１０のコーティング液に２５℃で３分間浸
漬し、その後、１１０℃で１時間乾燥して、光触媒能の
評価にあたって試料となるコーティング液含浸セラミッ
クペーパーを作製した。また、実施例１のコーティング
液を上記と同様にセラミックペーパーに含浸させ、２０
０℃で１時間乾燥した以外は、上記と同様にコーティン
グ液含浸セラミックペーパーを作製して、これを実施例
１２のコーティング液含浸セラミックペーパーとした。

【００７７】〔コーティング液含浸セラミックペーパー
の光触媒能の評価方法〕上記実施例１〜１２および比較
例１〜１０で得られた光触媒体の光触媒能、すなわち、
上記コーティング液含浸セラミックペーパーの光触媒能
を、光照射後のメチルメルカプタン、アセトアルデヒ
ド、アンモニアの分解率を測定することによって求め
た。

【００７８】すなわち、上記コーティング液含浸セラミ
ックペーパーを内容積４００ｍｌのガラス容器に入れ、
その中に上記３種類のガスを所定濃度でそれぞれ別々に
封入（メチルメルカプタンの初期濃度は１０００ｐｐ
ｍ、アセトアルデヒドの初期濃度は７５０ｐｐｍ、アン
モニアの初期濃度は１０００ｐｐｍである。いずれも上
記濃度に調整したガスボンベを使用）した後、それぞれ
のガスに応じて実施例１と同様の高圧水銀灯を所定時間
照射し（照射時間はメチルメルカプタンとアセトアルデ
ヒドの場合はそれぞれ１５分間、アンモニアの場合は１
時間）、照射後の残留ガス濃度をガス検知器〔（株）Ｇ
ＡＳＴＥＣ製、ＧＶ−１００Ｓ〕により求め（ガス検知
管は、メチルメルカプタンに対しては同社製のＮｏ. ７
１Ｈを使用、アセトアルデヒドに対しては同社製のＮ
ｏ. ９２を使用、アンモニアに対しては同社製の３Ｍを
使用）、前記実施例１に関連して説明したコーティング
液塗布ガラス板の評価方法の計算式（１）からガスの光
分解率を求める。なお、ブランクとしてガスのみを封入
したガラス容器に光照射を行ったが、全てのガスにおい
て残留ガス濃度は初期ガス濃度と実質的に変わらなかっ
た。

【００７９】表３に上記実施例１〜１１のコーティング
液の粘度、撥水性の有無、コーティング液塗布ガラス板
の塗膜の密着性および耐水性を示し、表４に実施例１〜
１２の光触媒体であるコーティング液含浸セラミックペ
ーパーの含浸固形分量（セラミックペーパーにコーティ
ング液を含浸させた後、１１０℃で乾燥した後のセラミ
ックペーパーへの含浸固形分量）および有害ガス除去性
能を示し、表５に比較例１〜１０のコーティング液の粘
度、撥水性の有無、コーティング液塗布ガラス板の塗膜
の密着性および耐水性を示し、表６に比較例１〜１０の
コーティング液含浸セラミックペーパーの含浸固形分量
および有害ガス除去性能を示す。

【００８０】

【表３】

【００８１】

【表４】

【００８２】

【表５】

【００８３】なお、比較例７について塗膜性能を示して
いないのは、コーティング液の粘度が高すぎて塗布する
ことができず、塗膜の作製ができなかったためである。

【００８４】

【表６】

【００８５】表３に示す結果から明らかなように、実施
例１〜１１のコーティング液は撥水性を有し、かつ該コ
ーティング液から形成される塗膜は基材に対する密着性
および耐水性が優れ、また、表４に示す結果から明らか
なように、実施例１〜１２の光触媒体が有害ガス除去性
能が優れていた。

【００８６】これに対して、比較例１〜１０のコーティ
ング液や光触媒体は、表５および表６に示すように、撥
水性を有さず、耐水性に欠けていたり、塗膜の密着性が
悪かったり、有害ガス除去性能が劣るなど、それぞれ問
題を有していた。なお、表６に比較例６の有害ガス除去
性能の評価値が示していないのは、コーティング液の密
着性が悪いため、光触媒体作製時の乾燥中に塗膜の大部
分がセラミックペーパーから剥離してしまい、正確な性
能評価ができなかったためであり、比較例８についても
同様の理由により有害ガス除去性能の評価値を示してい
ない。また、比較例７について含浸固形分量や有害ガス
除去性能を示していないのは、比較例７のコーティング
液の粘度が高すぎ、コーティング液をセラミックペーパ
ーに含浸させることができなかったためである。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、高温
焼付けの必要がなく、基材に対する成膜性、密着性が優
れ、しかも光触媒能が優れた光触媒体を作製できるコー
ティング液を調製することができた。また、上記光触媒
含有コーティング液を基材に塗布または含浸後乾燥して
作製した光触媒体は優れた光触媒能を有していた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｊ 35/02 Ｃ０３Ｃ 17/28 Ａ Ｃ０３Ｃ 17/28 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｊ (72)発明者 増野 良二 岡山県岡山市西幸西1072番地 テイカ株式 会社岡山研究所内 Ｆターム(参考） 4D048 AA08 AA17 AA19 AA20 AA22 AA24 AB03 AB05 BA03X BA07X BA09X BA11X BA16X BB20 EA01 EA08 4G059 AA01 AC22 EA01 EA04 EA11 EA13 EA16 EA18 EB05 4G069 AA03 AA04 AA09 BA02A BA04A BA04B BA07A BA07B BA08A BA08B BA10A BA10B BA48A BB14A BB14B BB20A BB20B BC16A BC16B BC35A BC35B BE22A BE22B BE29A BE29B CA03 CA05 CA10 CA11 CA15 CA17 CA18 DA03 DA06 EA08 FB06 FB23 4J038 AA011 HA021 HA026 HA211 HA216 HA411 HA416 HA451 HA456 JC30 KA06 KA14 NA00 NA11 PC03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光触媒となる酸化チタンおよび／または
   酸化亜鉛の有機溶媒分散ゾルもしくは上記酸化チタンお
   よび／または酸化亜鉛の親油化処理粉体と、親油性スメ
   クタイト型層状ケイ酸塩と、有機溶剤を含み、上記親油
   性スメクタイト型層状ケイ酸塩の重量に対して上記有機
   媒体分散ゾルもしくは親油化処理粉体を固形分換算で１
   〜８倍量添加し、全体の固形分濃度を１〜２０重量％に
   してなることを特徴とする光触媒含有コーティング液。
2. 【請求項２】 親油化処理粉体が、酸化チタンおよび／
   または酸化亜鉛の粉体に対してイソブチルシランを１〜
   １０重量％になるように表面処理して調製した粉体であ
   ることを特徴とする請求項１記載の光触媒含有コーティ
   ング液。
3. 【請求項３】 吸着剤として、活性炭、ゼオライト、ト
   リポリリン酸二水素アルミニウムまたは酸化亜鉛・水酸
   化亜鉛の複合体を含有する請求項１記載の光触媒含有コ
   ーティング液。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の光触媒
   含有コーティング液を基材に塗布または含浸後乾燥して
   作製したことを特徴とする光触媒体。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の基材がスライドガラス
   またはセラミックペーパーである光触媒体。