JP2000189811A - 光触媒機能を有する部材の製造方法 - Google Patents
光触媒機能を有する部材の製造方法Info
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光触媒粒子に紫外線を効果的に照射せしめ
る。 【解決手段】 図１（ａ）に示すように、壁面、床面或
いは天井面を構成する板状部材としてのタイル素地１の
表面に光触媒粒子による光触媒機能によって分解されに
くい材料である釉薬層２を塗布し、次いで図１（ｂ）に
示すように釉薬層２の表面にスプレー等を用いて光触媒
粒子としてのアナターゼ型ＴiＯ2粒子３をゾル状にして
吹き付け、次いで図１（ｃ）に示すように釉薬層２を加
熱溶融せしめた後、冷却して固化せしめる。
る。 【解決手段】 図１（ａ）に示すように、壁面、床面或
いは天井面を構成する板状部材としてのタイル素地１の
表面に光触媒粒子による光触媒機能によって分解されに
くい材料である釉薬層２を塗布し、次いで図１（ｂ）に
示すように釉薬層２の表面にスプレー等を用いて光触媒
粒子としてのアナターゼ型ＴiＯ2粒子３をゾル状にして
吹き付け、次いで図１（ｃ）に示すように釉薬層２を加
熱溶融せしめた後、冷却して固化せしめる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、脱臭、抗菌、防汚
等の光触媒機能を有する部材の製造方法に関する。
等の光触媒機能を有する部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】紫外線の照射を受けて脱臭反応を進行さ
せる光触媒としてアナターゼ型のＴiＯ2が知られてい
る。そして、光触媒粒子をバインダに混練した原料を居
住空間の壁面を構成する部材の表面に塗布した後に焼成
することで、居住空間の壁面に脱臭壁機能をもたせるよ
うにした提案を本出願人は先に行なっている。
せる光触媒としてアナターゼ型のＴiＯ2が知られてい
る。そして、光触媒粒子をバインダに混練した原料を居
住空間の壁面を構成する部材の表面に塗布した後に焼成
することで、居住空間の壁面に脱臭壁機能をもたせるよ
うにした提案を本出願人は先に行なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１１は脱臭壁の一部
部分拡大断面図であり、壁材１００の表面にはバインダ
層１０１が形成され、このバインダ層１０１の内部に光
触媒粒子１０２が保持されている。このため、光触媒粒
子１０２に直接紫外線が照射されず、十分な触媒作用を
発揮することができない。
部分拡大断面図であり、壁材１００の表面にはバインダ
層１０１が形成され、このバインダ層１０１の内部に光
触媒粒子１０２が保持されている。このため、光触媒粒
子１０２に直接紫外線が照射されず、十分な触媒作用を
発揮することができない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、基材表面に形成した釉薬層や印刷層等のバイン
ダ層上にＴiＯ2微粉末からなる光触媒層を設けるにあた
り、ＴiＯ2微粉末をゾル状にしてバインダ層表面にスプ
レー等で吹き付けるようにした。
発明は、基材表面に形成した釉薬層や印刷層等のバイン
ダ層上にＴiＯ2微粉末からなる光触媒層を設けるにあた
り、ＴiＯ2微粉末をゾル状にしてバインダ層表面にスプ
レー等で吹き付けるようにした。
【０００５】上記構成とすることで、光触媒粒子がバイ
ンダ層中に完全に埋没することがなくなり、紫外線が効
果的に照射される。また、均一な厚みの光触媒層を形成
することができる。
ンダ層中に完全に埋没することがなくなり、紫外線が効
果的に照射される。また、均一な厚みの光触媒層を形成
することができる。
【０００６】尚、ＴiＯ2ゾル中に、ＣuやＡgを添加して
吹き付けることで、光触媒効果のみならず、殺菌効果も
同時に発揮せしめることができる。添加の一例をＣuの
場合を例にとると、ＣuＳＯ4の形態とし、これをＮＨ3
溶液でｐＨ１１程度に調整したＴiＯ2ゾルに添加する。
吹き付けることで、光触媒効果のみならず、殺菌効果も
同時に発揮せしめることができる。添加の一例をＣuの
場合を例にとると、ＣuＳＯ4の形態とし、これをＮＨ3
溶液でｐＨ１１程度に調整したＴiＯ2ゾルに添加する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図１はセラミック、
陶器、ガラス、金属等の基材表面に光触媒層を形成した
本発明に係る光触媒機能を有する部材の製造方法を工程
順に示した図、図２は同方法にて得られたタイルの拡大
断面図である。
図面に基づいて説明する。ここで、図１はセラミック、
陶器、ガラス、金属等の基材表面に光触媒層を形成した
本発明に係る光触媒機能を有する部材の製造方法を工程
順に示した図、図２は同方法にて得られたタイルの拡大
断面図である。
【０００８】本発明方法にあっては先ず図１（ａ）に示
すように、壁面、床面或いは天井面を構成する板状部材
としてのタイル素地１の表面に光触媒粒子による光触媒
機能によって分解されにくい材料である釉薬層２を塗布
し、次いで図１（ｂ）に示すように釉薬層２の表面にス
プレー等を用いて光触媒粒子としてのアナターゼ型Ｔi
Ｏ2粒子３をゾル状にして吹き付け、次いで図１（ｃ）
に示すように釉薬層２を加熱溶融せしめた後、冷却して
固化せしめる。
すように、壁面、床面或いは天井面を構成する板状部材
としてのタイル素地１の表面に光触媒粒子による光触媒
機能によって分解されにくい材料である釉薬層２を塗布
し、次いで図１（ｂ）に示すように釉薬層２の表面にス
プレー等を用いて光触媒粒子としてのアナターゼ型Ｔi
Ｏ2粒子３をゾル状にして吹き付け、次いで図１（ｃ）
に示すように釉薬層２を加熱溶融せしめた後、冷却して
固化せしめる。
【０００９】前記ＴiＯ2ゾルにはＣuやＡg等を添加して
殺菌効果をもたせるようにしてもよい。添加の方法とし
ては例えばＣuＳＯ4を、ＮＨ3溶液でｐＨ１１程度に調
整したＴiＯ2ゾルに添加する。
殺菌効果をもたせるようにしてもよい。添加の方法とし
ては例えばＣuＳＯ4を、ＮＨ3溶液でｐＨ１１程度に調
整したＴiＯ2ゾルに添加する。
【００１０】ところで、ＴiＯ2ゾルは前記したように釉
薬層２の表面に吹き付け、完全に埋没させないため、図
２に示すようにＴiＯ2粒子３はその一部が釉薬層２内に
入り込み、他の部分が露出した状態で釉薬層２に保持さ
れる。
薬層２の表面に吹き付け、完全に埋没させないため、図
２に示すようにＴiＯ2粒子３はその一部が釉薬層２内に
入り込み、他の部分が露出した状態で釉薬層２に保持さ
れる。
【００１１】その結果、図示しない壁面等に固定したラ
ンプからの紫外線をＴiＯ2粒子３の露出した部分に直接
照射することができる。そして紫外線がＴiＯ2粒子３に
照射されると、吸着水と光触媒の正孔とが反応して水酸
基ラジカル（ＯＨ*）を生成し、この水酸基ラジカルと
アンモニアとが下式（１）のように反応し、また水酸基
ラジカルとメチルメルカプタンとが下式（２）のように
反応して脱臭すると考えられる。
ンプからの紫外線をＴiＯ2粒子３の露出した部分に直接
照射することができる。そして紫外線がＴiＯ2粒子３に
照射されると、吸着水と光触媒の正孔とが反応して水酸
基ラジカル（ＯＨ*）を生成し、この水酸基ラジカルと
アンモニアとが下式（１）のように反応し、また水酸基
ラジカルとメチルメルカプタンとが下式（２）のように
反応して脱臭すると考えられる。
【００１２】 ＮＨ3＋３ＯＨ*→1/2Ｎ2＋３Ｈ2Ｏ・・・・・・・・・・・（１） ＣＨ3ＳＨ＋ＯＨ*→ＣＨ3Ｓ＋Ｈ2Ｏ ２ＣＨ3Ｓ＋２ＯＨ*＋５Ｏ2→２ＣＯ2＋４Ｈ2Ｏ＋２ＳＯ2 ・・（２）
【００１３】図３乃至図７は別実施例を示す図であり、
図３に示す実施例にあっては、釉薬層２の表面に印刷に
よってインク層４を形成し、このインク層４の表面にＴ
iＯ2粒子３を吹き付け、その後は前記と同様に加熱し冷
却する。
図３に示す実施例にあっては、釉薬層２の表面に印刷に
よってインク層４を形成し、このインク層４の表面にＴ
iＯ2粒子３を吹き付け、その後は前記と同様に加熱し冷
却する。
【００１４】図４に示す実施例は、離型紙５の表面に水
溶性バインダ６を介して釉薬層２を形成し、この釉薬層
２の表面にバインダ層７を形成し、このバインダ層７の
表面にＴiＯ2粒子３を吹き付けてシートＳを得る。そし
て、離型紙５を剥離してシートＳをタイル素地１表面に
貼着し、この後前記と同様にして加熱し冷却する。この
ように光触媒機能を有するシートＳを別体として用意し
ておけば、既存のタイル等にも脱臭等の光触媒機能を簡
単に付与することができる。
溶性バインダ６を介して釉薬層２を形成し、この釉薬層
２の表面にバインダ層７を形成し、このバインダ層７の
表面にＴiＯ2粒子３を吹き付けてシートＳを得る。そし
て、離型紙５を剥離してシートＳをタイル素地１表面に
貼着し、この後前記と同様にして加熱し冷却する。この
ように光触媒機能を有するシートＳを別体として用意し
ておけば、既存のタイル等にも脱臭等の光触媒機能を簡
単に付与することができる。
【００１５】図５に示す実施例は、インク層４の表面に
部分的にＴiＯ2粒子３を付着せしめて絵柄とし、装飾効
果を高めるようにしたものであり、ＴiＯ2粒子３を釉薬
層２の表面に形成してもよい。
部分的にＴiＯ2粒子３を付着せしめて絵柄とし、装飾効
果を高めるようにしたものであり、ＴiＯ2粒子３を釉薬
層２の表面に形成してもよい。
【００１６】図６（ａ）、（ｂ）に示す実施例は、タイ
ル素地１に滑り止め等の目的で形成した凹部に釉薬層２
を介してＴiＯ2粒子３を保持したものである。このよう
に凹部を形成した場合には凹部に汚れが入り込み汚れが
落ちにくいが、ＴiＯ2粒子３を保持することで、凹部内
の汚れが分解されるので汚れを簡単に除去できる。
ル素地１に滑り止め等の目的で形成した凹部に釉薬層２
を介してＴiＯ2粒子３を保持したものである。このよう
に凹部を形成した場合には凹部に汚れが入り込み汚れが
落ちにくいが、ＴiＯ2粒子３を保持することで、凹部内
の汚れが分解されるので汚れを簡単に除去できる。
【００１７】図７に示す実施例は、釉薬層２とＴiＯ2粒
子３との間に蒸着アルミニウム粉末やマグネシア等から
なる紫外線反射層８を介在させたものであり、このよう
な構成とすることで、一旦ＴiＯ2粒子３の層を透過した
紫外線を再びＴiＯ2粒子３に照射することができ、触媒
作用が向上する。
子３との間に蒸着アルミニウム粉末やマグネシア等から
なる紫外線反射層８を介在させたものであり、このよう
な構成とすることで、一旦ＴiＯ2粒子３の層を透過した
紫外線を再びＴiＯ2粒子３に照射することができ、触媒
作用が向上する。
【００１８】図８はＣＨ3ＳＨ濃度と経過時間との関係
を熱処理（焼成）温度毎に試験した結果を示すグラフで
あり、グラフ中τ1/10は濃度が１／１０になるまでの時
間を示し、点線は紫外線を照射しない場合を示す。また
アナターゼ型ＴiＯ2粒子は平均粒径１００Åのものを用
いた。
を熱処理（焼成）温度毎に試験した結果を示すグラフで
あり、グラフ中τ1/10は濃度が１／１０になるまでの時
間を示し、点線は紫外線を照射しない場合を示す。また
アナターゼ型ＴiＯ2粒子は平均粒径１００Åのものを用
いた。
【００１９】また、図９は熱処理温度と３０分後の臭気
除去率との関係を実験した結果を示すグラフであり、図
１０は平均粒径５００Åのアナターゼ型ＴiＯ2を用いた
場合のＣＨ3ＳＨ濃度と経過時間との関係（熱処理温
度；７００℃）を示すグラフである。
除去率との関係を実験した結果を示すグラフであり、図
１０は平均粒径５００Åのアナターゼ型ＴiＯ2を用いた
場合のＣＨ3ＳＨ濃度と経過時間との関係（熱処理温
度；７００℃）を示すグラフである。
【００２０】これら図８、図９及び図１０から以下のこ
とが言える。第１に紫外線の存在下においてアナターゼ
型ＴiＯ2は触媒作用を発揮する。第２に触媒作用は７０
０℃付近で最大値を示し、３０分後の臭気除去率を５０
％以上とするには３００℃以上で９００℃未満とする必
要がある。これは熱処理温度が３００℃未満では活性が
生じにくく９００℃を超えるとＴiＯ2の構造がアナター
ゼからルチルに変化するからと考えられる。第３に触媒
作用は、粒径がある程度小さなアナターゼがよいことが
分る。
とが言える。第１に紫外線の存在下においてアナターゼ
型ＴiＯ2は触媒作用を発揮する。第２に触媒作用は７０
０℃付近で最大値を示し、３０分後の臭気除去率を５０
％以上とするには３００℃以上で９００℃未満とする必
要がある。これは熱処理温度が３００℃未満では活性が
生じにくく９００℃を超えるとＴiＯ2の構造がアナター
ゼからルチルに変化するからと考えられる。第３に触媒
作用は、粒径がある程度小さなアナターゼがよいことが
分る。
【００２１】
【発明の効果】以上に説明した如く本発明によれば、基
材表面に形成した釉薬層や印刷層等のバインダ層上にＴ
iＯ2微粉末からなる光触媒層を設けるにあたり、ＴiＯ2
微粉末をゾル状にしてバインダ層表面にスプレー等で吹
き付けるようにしたので、光触媒粒子がバインダ層中に
完全に埋没することがなくなり、紫外線が効果的に照射
される。また、均一な厚みの光触媒層を形成することが
できる。更に、ＴiＯ2ゾル中に、ＣuやＡgを添加して吹
き付けることで、光触媒効果のみならず、殺菌効果も同
時に発揮せしめることができる。
材表面に形成した釉薬層や印刷層等のバインダ層上にＴ
iＯ2微粉末からなる光触媒層を設けるにあたり、ＴiＯ2
微粉末をゾル状にしてバインダ層表面にスプレー等で吹
き付けるようにしたので、光触媒粒子がバインダ層中に
完全に埋没することがなくなり、紫外線が効果的に照射
される。また、均一な厚みの光触媒層を形成することが
できる。更に、ＴiＯ2ゾル中に、ＣuやＡgを添加して吹
き付けることで、光触媒効果のみならず、殺菌効果も同
時に発揮せしめることができる。
【図１】本発明に係る光触媒機能を有する部材の製造方
法を工程順に示した図。
法を工程順に示した図。
【図２】同方法にて得られた部材の拡大断面図。
【図３】別実施例を示す部材の断面図。
【図４】別実施例を示す部材の断面図。
【図５】別実施例を示す部材の断面図。
【図６】別実施例を示す部材の断面図。
【図７】別実施例を示す部材の断面図。
【図８】平均粒径１００Åのアナターゼ型ＴiＯ2を用い
た場合の経過時間とＣＨ3ＳＨ濃度との関係を示すグラ
フ。
た場合の経過時間とＣＨ3ＳＨ濃度との関係を示すグラ
フ。
【図９】熱処理温度と３０分後の臭気除去率との関係を
示すグラフ。
示すグラフ。
【図１０】平均粒径５００Åのアナターゼ型ＴiＯ2を用
いた場合の経過時間とＣＨ3ＳＨ濃度との関係を示すグ
ラフ。
いた場合の経過時間とＣＨ3ＳＨ濃度との関係を示すグ
ラフ。
【図１１】従来の製造方法によって得られた光触媒機能
を有する部材の断面図。
を有する部材の断面図。
１…タイル素地、２…釉薬層、３…ＴiＯ2粒子、４…イ
ンク層、５…離型紙、６…水溶性バインダ、７…バイン
ダ層、８…紫外線反射層、Ｓ…シート、１００…壁材、
１０１…バインダ層、１０２…光触媒粒子。
ンク層、５…離型紙、６…水溶性バインダ、７…バイン
ダ層、８…紫外線反射層、Ｓ…シート、１００…壁材、
１０１…バインダ層、１０２…光触媒粒子。
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/06 Ｂ０５Ｄ 5/00 Ｈ Ｂ０５Ｄ 5/00 7/24 ３０３Ｂ 7/24 ３０３ Ｂ３２Ｂ 9/00 Ａ Ｂ３２Ｂ 9/00 Ｃ０４Ｂ 41/85 Ｚ Ｃ０４Ｂ 41/85 41/86 Ａ 41/86 Ｅ０４Ｃ 2/04 Ｃ Ｅ０４Ｃ 2/04 Ｅ０４Ｆ 13/08 Ａ Ｅ０４Ｆ 13/08 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｈ (72)発明者 小島 栄一 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 佐伯 義光 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 基材表面に形成した釉薬層や印刷層等の
バインダ層上にＴiＯ2微粉末からなる光触媒層を設けた
光触媒機能を有する部材の製造方法において、前記光触
媒層はＴiＯ2微粉末をゾル状にして吹き付けることを特
徴とする光触媒機能を有する部材の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光触媒機能を有する部
材において、前記吹き付けは、スプレーで行うことを特
徴とする光触媒機能を有する部材の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の光触媒機能を有する部
材において、前記ＴiＯ2ゾル中に、殺菌効果を有するＣ
uやＡgを添加して吹き付けることを特徴とする光触媒機
能を有する部材の製造方法。 - 【請求項４】 請求項４に記載の光触媒機能を有する部
材において、前記Ｃuの添加は、ＣuをＣuＳＯ4の形態と
し、これをＮＨ3溶液でｐＨ１１程度に調整したＴiＯ2
ゾルに添加することを特徴とする光触媒機能を有する部
材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11372915A JP2000189811A (ja) | 1999-01-01 | 1999-12-28 | 光触媒機能を有する部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11372915A JP2000189811A (ja) | 1999-01-01 | 1999-12-28 | 光触媒機能を有する部材の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9107605A Division JPH1071666A (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 光触媒機能を有する部材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000189811A true JP2000189811A (ja) | 2000-07-11 |
Family
ID=18501257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11372915A Pending JP2000189811A (ja) | 1999-01-01 | 1999-12-28 | 光触媒機能を有する部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000189811A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010214843A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | B & B Kk | 大気浄化機能を有する印刷媒体およびその施工方法 |
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1999
- 1999-12-28 JP JP11372915A patent/JP2000189811A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010214843A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | B & B Kk | 大気浄化機能を有する印刷媒体およびその施工方法 |
| JP4583488B2 (ja) * | 2009-03-18 | 2010-11-17 | ビイ アンド ビイ株式会社 | 大気浄化機能を有する印刷媒体およびその施工方法 |
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