JP2000317312A - 光触媒反応方法、情報記録方法及び光触媒反応を利用したフィルタ等の部材 - Google Patents
光触媒反応方法、情報記録方法及び光触媒反応を利用したフィルタ等の部材Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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- Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光触媒反応を加速させ得る光触媒反応方法を
提供する。 【解決手段】 光触媒表面４に光を照射した場合、その
光子のエネルギーが光半導体のバンドギャップより大き
ければ、光半導体原子の電子は価電子帯から伝導帯へ励
起され、伝導帯に電子６が生じ、価電子帯に正孔７が生
じる。電子６と正孔７は再結合する前に、即ち、光照射
と同時に電源５により電圧を印加させることで、電子６
は電源５の正極に流れ、正孔７が光触媒表面４に残るこ
ととなり、光触媒表面４の正孔密度の低下を防止でき
る。従って、光照射時に電圧を印加することで、光触媒
反応の効率と速度が上がる。
提供する。 【解決手段】 光触媒表面４に光を照射した場合、その
光子のエネルギーが光半導体のバンドギャップより大き
ければ、光半導体原子の電子は価電子帯から伝導帯へ励
起され、伝導帯に電子６が生じ、価電子帯に正孔７が生
じる。電子６と正孔７は再結合する前に、即ち、光照射
と同時に電源５により電圧を印加させることで、電子６
は電源５の正極に流れ、正孔７が光触媒表面４に残るこ
ととなり、光触媒表面４の正孔密度の低下を防止でき
る。従って、光照射時に電圧を印加することで、光触媒
反応の効率と速度が上がる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒反応方法、
情報記録方法及び光触媒の強い酸化力或いは親水・親油
化反応を利用したフィルタ等の部材に関する。
情報記録方法及び光触媒の強い酸化力或いは親水・親油
化反応を利用したフィルタ等の部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】光触媒、特に酸化チタン（ＴｉＯ2）光
触媒は、植物の葉緑素が光のエネルギーを使って二酸化
炭素を酸素に変えるように、紫外線のエネルギーを使っ
て空気中の酸素や水から活性酸素と呼ばれる物質を生成
する。この活性酸素には、その強い酸化力によって、表
面に付着した種々の有機物を分解し、細菌を殺し、臭い
を分解する作用がある。そのため、光触媒を薄い膜状に
して種々の材料上にコーティングすることにより、抗菌
性や脱臭機能、汚れ防止機能を住宅建材等に付与するこ
とができる。これが、近年最も注目されている光触媒の
酸化力を利用する技術の一つとなっている。
触媒は、植物の葉緑素が光のエネルギーを使って二酸化
炭素を酸素に変えるように、紫外線のエネルギーを使っ
て空気中の酸素や水から活性酸素と呼ばれる物質を生成
する。この活性酸素には、その強い酸化力によって、表
面に付着した種々の有機物を分解し、細菌を殺し、臭い
を分解する作用がある。そのため、光触媒を薄い膜状に
して種々の材料上にコーティングすることにより、抗菌
性や脱臭機能、汚れ防止機能を住宅建材等に付与するこ
とができる。これが、近年最も注目されている光触媒の
酸化力を利用する技術の一つとなっている。
【０００３】一方、従来の光触媒の応用とは異なる新し
い技術として、光触媒超親水、親油性技術の開発も進ん
でいる。これは、或る組成の光触媒薄膜表面に光を当て
ることにより、その表面と水との接触角を下げ、全く水
を弾かない超親水性表面を得るというものである。この
光触媒超親水、親油性技術は、「曇り防止」、「水のみ
による油汚れの洗浄」や「降雨によるセルフクリーニン
グ」等、従来の光触媒に比較してはるかに広い応用範囲
がある、極めて重要な技術であるといえる。
い技術として、光触媒超親水、親油性技術の開発も進ん
でいる。これは、或る組成の光触媒薄膜表面に光を当て
ることにより、その表面と水との接触角を下げ、全く水
を弾かない超親水性表面を得るというものである。この
光触媒超親水、親油性技術は、「曇り防止」、「水のみ
による油汚れの洗浄」や「降雨によるセルフクリーニン
グ」等、従来の光触媒に比較してはるかに広い応用範囲
がある、極めて重要な技術であるといえる。
【０００４】光触媒の応用例として、空気清浄機と照明
器具などが代表的である。例えば、空気中の粉塵と臭い
を各々独立したセンサで検出し、光触媒ユニットと照射
ランプと脱臭用送風機とで構成される脱臭装置を有し、
脱臭機能を充分発揮してクリーンな環境を作る空気清浄
機が提供されている(特開平５-７６７１５号公報参
照)。また、脱臭性能が高く、しかも耐久寿命の長い空
気浄化方法を提供するために、臭気ガスを含む空気を吸
着剤層に通過させて浄化するとともに、吸着剤層の浄化
により臭気ガス濃度の減衰が緩やかになった時点で、臭
気ガスを含む空気を紫外線によって励起した光触媒層に
通過させて浄化する空気浄化方法も提案されている(特
開平６-３１１３３号公報参照)。また、集塵電極と集塵
紙とで提供する集塵機能に加えて、紫外線ランプと光触
媒とオゾン触媒とを有する高い脱臭機能を提供する脱臭
部を備える静電式空気清浄装置も提案されている(特開
平８-３０９２２９号公報参照)。
器具などが代表的である。例えば、空気中の粉塵と臭い
を各々独立したセンサで検出し、光触媒ユニットと照射
ランプと脱臭用送風機とで構成される脱臭装置を有し、
脱臭機能を充分発揮してクリーンな環境を作る空気清浄
機が提供されている(特開平５-７６７１５号公報参
照)。また、脱臭性能が高く、しかも耐久寿命の長い空
気浄化方法を提供するために、臭気ガスを含む空気を吸
着剤層に通過させて浄化するとともに、吸着剤層の浄化
により臭気ガス濃度の減衰が緩やかになった時点で、臭
気ガスを含む空気を紫外線によって励起した光触媒層に
通過させて浄化する空気浄化方法も提案されている(特
開平６-３１１３３号公報参照)。また、集塵電極と集塵
紙とで提供する集塵機能に加えて、紫外線ランプと光触
媒とオゾン触媒とを有する高い脱臭機能を提供する脱臭
部を備える静電式空気清浄装置も提案されている(特開
平８-３０９２２９号公報参照)。
【０００５】一方、照明器具の発光管の表面が疎水性の
場合には、十分な自己洗浄効果を発揮できないため、光
触媒親水性組成物を発光管の表面にコーティングし、紫
外線を照射すると、光触媒の光半導体効果或いは光触媒
効果によって発光管の表面に薄い水膜が形成され、親水
性によって自己洗浄効果が発揮できるようにした方法が
提案されている(特開平９-２３１８２１号公報参照)。
場合には、十分な自己洗浄効果を発揮できないため、光
触媒親水性組成物を発光管の表面にコーティングし、紫
外線を照射すると、光触媒の光半導体効果或いは光触媒
効果によって発光管の表面に薄い水膜が形成され、親水
性によって自己洗浄効果が発揮できるようにした方法が
提案されている(特開平９-２３１８２１号公報参照)。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように各種の提案
例があるが、従来の光触媒利用法では、光触媒反応の効
率が低いため、十分な抗菌、空気浄化などの効果を得ら
れていない現状にある。また、光触媒の親水・親油化反
応の効率も低く、例えば、印刷技術に応用した場合に、
光触媒の親水・親油化反応を印刷製版として利用するこ
とが考えられるが、印刷製版と初期化（超親水性から疎
水性へ戻る）プロセスの速度は遅く、実用化にはまだ困
難がある。
例があるが、従来の光触媒利用法では、光触媒反応の効
率が低いため、十分な抗菌、空気浄化などの効果を得ら
れていない現状にある。また、光触媒の親水・親油化反
応の効率も低く、例えば、印刷技術に応用した場合に、
光触媒の親水・親油化反応を印刷製版として利用するこ
とが考えられるが、印刷製版と初期化（超親水性から疎
水性へ戻る）プロセスの速度は遅く、実用化にはまだ困
難がある。
【０００７】光触媒反応の効率を向上するために、酸化
反応の光触媒の面積を増やす方法として光触媒の粒子の
小径化、バインダーに触媒材料を使う、反応部の多孔化
などの方法も提案されている（ビッグバンの予感！光触
媒；日経メカニカル、９８年４月号No.５２３参照)。
反応の光触媒の面積を増やす方法として光触媒の粒子の
小径化、バインダーに触媒材料を使う、反応部の多孔化
などの方法も提案されている（ビッグバンの予感！光触
媒；日経メカニカル、９８年４月号No.５２３参照)。
【０００８】一方、光を効率よく利用するために、多く
の波長に対して感度を持つ光触媒材料が開発されてい
る。例えば、可視光領域で反応する光触媒材料の開発が
大変注目されている。可視光の照射によって、触媒活性
を発現することができる光触媒及びその光触媒の製造方
法、並びにその光触媒による可視光照射下での光触媒反
応方法が提案されている(特開平９-２６２４８２号公報
参照)。これは、Ｃｒ，Ｖ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ａｇ，
Ｐｄ，Ｎｉ，Ｍｎ及びＰｔからなる群から選択される１
種以上の金属のイオンを３０ｋｅＶ以上の高エネルギー
に加速して、酸化チタンに照射し、この金属イオンを酸
化チタンに導入することによって製造された光触媒は紫
外光から可視光までの光を照射して光触媒反応を行え
る。
の波長に対して感度を持つ光触媒材料が開発されてい
る。例えば、可視光領域で反応する光触媒材料の開発が
大変注目されている。可視光の照射によって、触媒活性
を発現することができる光触媒及びその光触媒の製造方
法、並びにその光触媒による可視光照射下での光触媒反
応方法が提案されている(特開平９-２６２４８２号公報
参照)。これは、Ｃｒ，Ｖ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ａｇ，
Ｐｄ，Ｎｉ，Ｍｎ及びＰｔからなる群から選択される１
種以上の金属のイオンを３０ｋｅＶ以上の高エネルギー
に加速して、酸化チタンに照射し、この金属イオンを酸
化チタンに導入することによって製造された光触媒は紫
外光から可視光までの光を照射して光触媒反応を行え
る。
【０００９】また、光触媒の具体的な応用を考えると
き、被分解物質と光触媒の接触機会を増やすことによっ
て光触媒反応の効率を向上する方法も考案されている。
例えば、Ｘ線照射手段と電界発生手段によって、汚染物
質や浮遊菌は効率よく電離、帯電され、イオン化した状
態の汚染物質や帯電した浮遊菌は反応容器内で発生した
電界の電気的引力により光触媒に引き寄せられて効率よ
く光触媒に吸着し、光触媒作用によって分解、殺菌され
除去される装置が提案されている(特開平８-２９９７８
６号公報参照)。
き、被分解物質と光触媒の接触機会を増やすことによっ
て光触媒反応の効率を向上する方法も考案されている。
例えば、Ｘ線照射手段と電界発生手段によって、汚染物
質や浮遊菌は効率よく電離、帯電され、イオン化した状
態の汚染物質や帯電した浮遊菌は反応容器内で発生した
電界の電気的引力により光触媒に引き寄せられて効率よ
く光触媒に吸着し、光触媒作用によって分解、殺菌され
除去される装置が提案されている(特開平８-２９９７８
６号公報参照)。
【００１０】これらの方法で光触媒の反応効率を或る程
度向上させることはできるが、実用化にはまだ十分では
なく、装置的にも複雑で、その製造コストが高い現状に
ある。
度向上させることはできるが、実用化にはまだ十分では
なく、装置的にも複雑で、その製造コストが高い現状に
ある。
【００１１】そこで、本発明は、光触媒の酸化力或いは
親水・親油化反応を利用して、抗菌防汚、水の浄化、空
気浄化、脱臭、有機物の分解、印刷製版などへ応用する
上で、光触媒反応を加速させることができ、或いは、光
触媒反応の効率を向上させることができる光触媒反応方
法、情報記録方法及び光触媒反応を利用した空気清浄機
のフィルタ、水清浄機のフィルタ等の部材を提供するこ
とを目的とする。
親水・親油化反応を利用して、抗菌防汚、水の浄化、空
気浄化、脱臭、有機物の分解、印刷製版などへ応用する
上で、光触媒反応を加速させることができ、或いは、光
触媒反応の効率を向上させることができる光触媒反応方
法、情報記録方法及び光触媒反応を利用した空気清浄機
のフィルタ、水清浄機のフィルタ等の部材を提供するこ
とを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】＜発明の構成＞請求項１
記載の発明の光触媒反応方法は、光触媒作用を示す材料
を導電性材料上に形成又は導電性材料中に混合した光触
媒体に対して、光を照射して光触媒反応を発生させると
同時に電圧を印加するようにした。
記載の発明の光触媒反応方法は、光触媒作用を示す材料
を導電性材料上に形成又は導電性材料中に混合した光触
媒体に対して、光を照射して光触媒反応を発生させると
同時に電圧を印加するようにした。
【００１３】請求項２記載の発明の光触媒反応方法は、
光触媒作用を示す材料を導電性材料上に形成又は導電性
材料中に混合した光触媒体に対して、光の照射を止めて
光触媒逆反応を発生させる時に逆電圧を印加するように
した。
光触媒作用を示す材料を導電性材料上に形成又は導電性
材料中に混合した光触媒体に対して、光の照射を止めて
光触媒逆反応を発生させる時に逆電圧を印加するように
した。
【００１４】請求項３記載の発明の光触媒反応方法は、
光触媒作用を示す材料を撥水、撥油性を持つ導電性材料
上に形成又は撥水、親油性を持つ導電性材料中に混合し
た光触媒体に対して、光を照射して光触媒の親水、親油
化反応を発生させて表面を親水、親油性にする時に電圧
を印加するようにした。
光触媒作用を示す材料を撥水、撥油性を持つ導電性材料
上に形成又は撥水、親油性を持つ導電性材料中に混合し
た光触媒体に対して、光を照射して光触媒の親水、親油
化反応を発生させて表面を親水、親油性にする時に電圧
を印加するようにした。
【００１５】請求項４記載の発明の光触媒反応方法は、
光触媒作用を示す材料を撥水、撥油性を持つ導電性材料
上に形成又は撥水、親油性を持つ導電性材料中に混合し
た光触媒体に対して、光の照射を止めた後、逆電圧を印
加することにより、前記光触媒体表面の親水、親油性を
撥水、撥油性に回復させるようにした。
光触媒作用を示す材料を撥水、撥油性を持つ導電性材料
上に形成又は撥水、親油性を持つ導電性材料中に混合し
た光触媒体に対して、光の照射を止めた後、逆電圧を印
加することにより、前記光触媒体表面の親水、親油性を
撥水、撥油性に回復させるようにした。
【００１６】請求項５記載の発明の情報記録方法は、光
触媒作用を示す材料を光導電性撥水又は撥油性材料上に
形成又は光導電性親水又は親油性材料中に混合してなる
情報記録体に対して、画像情報を担持した光を照射し、
光触媒の親水、親油化反応で、画像情報に応じた潜像を
形成すると同時に電圧を印加するようにした。
触媒作用を示す材料を光導電性撥水又は撥油性材料上に
形成又は光導電性親水又は親油性材料中に混合してなる
情報記録体に対して、画像情報を担持した光を照射し、
光触媒の親水、親油化反応で、画像情報に応じた潜像を
形成すると同時に電圧を印加するようにした。
【００１７】請求項６記載の発明の情報記録方法は、光
触媒及び光触媒を含む材料で形成した薄膜を撥水又は撥
油性光導電性物質表面にコーティングし又は光触媒及び
光触媒を含む材料の粉末を光導電性撥水又は撥油性材料
中に分散させて、表面が撥水性又は撥油性を示す情報記
録体に対して、画像情報を担持した光を照射し、光触媒
の親水、親油化反応で、前記情報記録体表面に画像情報
のパターンに応じた撥水性と親水性或いは撥油性と親油
性の境界を形成すると同時に電圧を印加して或る画像情
報を形成し、その後、前記情報記録体に対して逆電圧を
印加し、或いは超音波洗浄することで表面の撥水性又は
撥油性を回復させるようにした。
触媒及び光触媒を含む材料で形成した薄膜を撥水又は撥
油性光導電性物質表面にコーティングし又は光触媒及び
光触媒を含む材料の粉末を光導電性撥水又は撥油性材料
中に分散させて、表面が撥水性又は撥油性を示す情報記
録体に対して、画像情報を担持した光を照射し、光触媒
の親水、親油化反応で、前記情報記録体表面に画像情報
のパターンに応じた撥水性と親水性或いは撥油性と親油
性の境界を形成すると同時に電圧を印加して或る画像情
報を形成し、その後、前記情報記録体に対して逆電圧を
印加し、或いは超音波洗浄することで表面の撥水性又は
撥油性を回復させるようにした。
【００１８】請求項７記載の発明の空気清浄機のフィル
タは、光触媒作用を示す材料を導電性担体材料上に形成
又は導電性担体材料中に混合してなり、光照射時に前記
導電性担体に電圧が印加される。
タは、光触媒作用を示す材料を導電性担体材料上に形成
又は導電性担体材料中に混合してなり、光照射時に前記
導電性担体に電圧が印加される。
【００１９】請求項８記載の発明の空気清浄機のフィル
タは、光触媒作用を示す材料を吸着機能を持つ導電性担
体材料上に形成又は吸着機能を持つ導電性担体材料中に
混合してなり、光照射時に前記導電性担体に電圧が印加
される。
タは、光触媒作用を示す材料を吸着機能を持つ導電性担
体材料上に形成又は吸着機能を持つ導電性担体材料中に
混合してなり、光照射時に前記導電性担体に電圧が印加
される。
【００２０】請求項９記載の発明の水清浄機のフィルタ
は、光触媒作用を示す材料を導電性担体材料上に形成又
は導電性担体材料中に混合してなり、光照射時に前記導
電性担体に電圧が印加される。
は、光触媒作用を示す材料を導電性担体材料上に形成又
は導電性担体材料中に混合してなり、光照射時に前記導
電性担体に電圧が印加される。
【００２１】請求項１０記載の発明の水清浄機のフィル
タは、光触媒作用を示す材料を吸着機能を持つ導電性担
体材料上に形成又は吸着機能を持つ導電性担体材料中に
混合してなり、光照射時に前記導電性担体に電圧が印加
される。
タは、光触媒作用を示す材料を吸着機能を持つ導電性担
体材料上に形成又は吸着機能を持つ導電性担体材料中に
混合してなり、光照射時に前記導電性担体に電圧が印加
される。
【００２２】請求項１１記載の発明の抗菌防汚部材は、
光触媒作用を示す材料を導電性担体材料上に形成又は導
電性担体材料中に混合してなり、光照射時に前記導電性
担体に電圧が印加される。
光触媒作用を示す材料を導電性担体材料上に形成又は導
電性担体材料中に混合してなり、光照射時に前記導電性
担体に電圧が印加される。
【００２３】請求項１２記載の発明の抗菌防汚部材は、
光触媒作用を示す材料を吸着機能を持つ導電性担体材料
上に形成又は吸着機能を持つ導電性担体材料中に混合し
てなり、光照射時に前記導電性担体に電圧が印加され
る。
光触媒作用を示す材料を吸着機能を持つ導電性担体材料
上に形成又は吸着機能を持つ導電性担体材料中に混合し
てなり、光照射時に前記導電性担体に電圧が印加され
る。
【００２４】請求項１３記載の発明の水分解電極は、光
触媒作用を示す材料を導電性担体材料上に形成又は導電
性担体材料中に混合してなり、光照射時に前記導電性担
体に電圧が印加される。
触媒作用を示す材料を導電性担体材料上に形成又は導電
性担体材料中に混合してなり、光照射時に前記導電性担
体に電圧が印加される。
【００２５】請求項１４記載の発明の照明器具用カバー
部材は、光触媒作用を示す材料を導電性担体材料上に形
成又は導電性担体材料中に混合した薄膜をガラス上にコ
ーティングしてなり、光照射時に前記導電性担体に電圧
が印加される。
部材は、光触媒作用を示す材料を導電性担体材料上に形
成又は導電性担体材料中に混合した薄膜をガラス上にコ
ーティングしてなり、光照射時に前記導電性担体に電圧
が印加される。
【００２６】＜発明の原理＞ ａ．光触媒反応の過程 光触媒反応の原理は、全ては解明されてはいないが、基
本的には以下の過程を経るものといえる。図１に示す光
半導体の光触媒反応の過程の原理図を参照して説明す
る。
本的には以下の過程を経るものといえる。図１に示す光
半導体の光触媒反応の過程の原理図を参照して説明す
る。
【００２７】まず、図１（ａ）に示すように、一定波長
の光を光半導体１の表面に照射する。すると、光半導体
１は光子を部分的に吸収する。その程度は、半導体材料
の密度と光吸収特性に依存する。ここに、図１（ｂ）に
示すように、光子のエネルギーｈνが光半導体１のバン
ドギャップＥｇより大きい場合、光半導体１の原子の電
子は価電子帯から伝導帯へ励起され、伝導帯に電子（ｅ
+）が生じ、価電子帯には正孔（Ｈ+）が生じる。このと
き、伝導帯へ躍進した電子は不安定なので、その一部は
価電子帯へ戻り、正孔と再び結合する。このとき、図１
（ｃ）に示すように、伝導帯に残った電子は還元力を持
っているので、還元反応が起き、価電子帯の正孔は強い
酸化力を持っているので、酸化反応が起きる。酸化チタ
ン光触媒の特徴は、その正孔が非常に強い酸化力を持つ
ことである。
の光を光半導体１の表面に照射する。すると、光半導体
１は光子を部分的に吸収する。その程度は、半導体材料
の密度と光吸収特性に依存する。ここに、図１（ｂ）に
示すように、光子のエネルギーｈνが光半導体１のバン
ドギャップＥｇより大きい場合、光半導体１の原子の電
子は価電子帯から伝導帯へ励起され、伝導帯に電子（ｅ
+）が生じ、価電子帯には正孔（Ｈ+）が生じる。このと
き、伝導帯へ躍進した電子は不安定なので、その一部は
価電子帯へ戻り、正孔と再び結合する。このとき、図１
（ｃ）に示すように、伝導帯に残った電子は還元力を持
っているので、還元反応が起き、価電子帯の正孔は強い
酸化力を持っているので、酸化反応が起きる。酸化チタ
ン光触媒の特徴は、その正孔が非常に強い酸化力を持つ
ことである。
【００２８】光触媒の効率が低い原因の一つとして、伝
導帯へ躍進した電子が不安定で、その一部が価電子帯へ
戻り、正孔と再び結合し、機能する正孔が減ってしまう
ことがある。その結果、光触媒効果と反応速度は低下し
てしまう。図２では光触媒反応の光励起による電子と正
孔の生成、電子と正孔の再結合を概念的に示す。光触媒
反応の原理と反応効率低下の原因から考えると、光触媒
反応の効率と速度を上げるために、伝導帯へ躍進した電
子と正孔の再結合を阻止する必要がある。
導帯へ躍進した電子が不安定で、その一部が価電子帯へ
戻り、正孔と再び結合し、機能する正孔が減ってしまう
ことがある。その結果、光触媒効果と反応速度は低下し
てしまう。図２では光触媒反応の光励起による電子と正
孔の生成、電子と正孔の再結合を概念的に示す。光触媒
反応の原理と反応効率低下の原因から考えると、光触媒
反応の効率と速度を上げるために、伝導帯へ躍進した電
子と正孔の再結合を阻止する必要がある。
【００２９】ｂ．電子と正孔の再結合の防止方法の原理 図３に、励起した電子と正孔の再結合を電圧印加により
防止する方法の原理を示す。まず、酸化チタン光触媒を
導体の表面にコーティング或いは導体中に分散させ、光
触媒導体表面を形成する。図３の例は前者の例を示す。
即ち、ベース２上の導体３の表面に酸化チタン光触媒を
コーティングすることにより光触媒表面４が形成されて
いる。ここで、＋の電圧印加できるように、導体３には
電源５の正極が接続される。図から分かるように、光触
媒表面４に光を照射すると、光子のエネルギーが光半導
体のバンドギャップより大きい場合、光半導体原子の電
子は価電子帯から伝導帯へ励起され、伝導帯に電子６が
生じ、価電子帯に正孔７が生じる。電子６と正孔７は再
結合する前に、電源５による電圧印加によって、電子６
は電源５の正極に流れ、正孔７が光触媒表面４に残り、
これにより光触媒表面４の正孔密度の低下を防止でき
る。従って、光照射時に同時に電圧を印加することによ
り、光触媒反応の効率と速度を上げることができる。
防止する方法の原理を示す。まず、酸化チタン光触媒を
導体の表面にコーティング或いは導体中に分散させ、光
触媒導体表面を形成する。図３の例は前者の例を示す。
即ち、ベース２上の導体３の表面に酸化チタン光触媒を
コーティングすることにより光触媒表面４が形成されて
いる。ここで、＋の電圧印加できるように、導体３には
電源５の正極が接続される。図から分かるように、光触
媒表面４に光を照射すると、光子のエネルギーが光半導
体のバンドギャップより大きい場合、光半導体原子の電
子は価電子帯から伝導帯へ励起され、伝導帯に電子６が
生じ、価電子帯に正孔７が生じる。電子６と正孔７は再
結合する前に、電源５による電圧印加によって、電子６
は電源５の正極に流れ、正孔７が光触媒表面４に残り、
これにより光触媒表面４の正孔密度の低下を防止でき
る。従って、光照射時に同時に電圧を印加することによ
り、光触媒反応の効率と速度を上げることができる。
【００３０】＜各発明の説明＞請求項１記載の発明は、
光触媒作用を示す材料を導電性材料上に形成又は導電性
材料中に混合した光触媒体に対して、光を照射すること
で、光触媒反応が発生し、かつ、この時に同時に電圧印
加することにより、光触媒反応の効率と速度が上がる。
光触媒作用を示す材料を導電性材料上に形成又は導電性
材料中に混合した光触媒体に対して、光を照射すること
で、光触媒反応が発生し、かつ、この時に同時に電圧印
加することにより、光触媒反応の効率と速度が上がる。
【００３１】請求項２記載の発明は、光触媒作用を示す
材料を導電性材料上に形成又は導電性材料中に混合した
光触媒体に対して、光照射を止めて光触媒反応を発生さ
せる時、逆電圧を印加することにより、光触媒体表面の
逆反応が加速される。ここに、本発明は単独でもよい
が、請求項１記載の発明と併用させることも可能であ
る。
材料を導電性材料上に形成又は導電性材料中に混合した
光触媒体に対して、光照射を止めて光触媒反応を発生さ
せる時、逆電圧を印加することにより、光触媒体表面の
逆反応が加速される。ここに、本発明は単独でもよい
が、請求項１記載の発明と併用させることも可能であ
る。
【００３２】請求項３記載の発明は、光触媒作用を示す
材料を撥水、撥油性を持つ導電性材料上に形成又は撥
水、撥油性を持つ導電性材料中に混合した光触媒体に対
して、光を照射することにより、光触媒の親水、親油化
反応で、表面が親水、親油性になり、かつ、その時に電
圧を印加することにより、光触媒体の親水、親油化反応
が加速される。
材料を撥水、撥油性を持つ導電性材料上に形成又は撥
水、撥油性を持つ導電性材料中に混合した光触媒体に対
して、光を照射することにより、光触媒の親水、親油化
反応で、表面が親水、親油性になり、かつ、その時に電
圧を印加することにより、光触媒体の親水、親油化反応
が加速される。
【００３３】請求項４記載の発明は、光触媒作用を示す
材料を撥水、撥油性を持つ導電性材料上に形成又は撥
水、撥油性を持つ導電性材料中に混合した光触媒体に対
して、光照射がない時は、逆電圧を印加することによ
り、光触媒体表面の親水、親油性が撥水、撥油性に回復
され、かつ、その逆反応が加速される。ここに、本発明
は単独でもよいが、請求項３記載の発明と併用させるこ
とも可能である。
材料を撥水、撥油性を持つ導電性材料上に形成又は撥
水、撥油性を持つ導電性材料中に混合した光触媒体に対
して、光照射がない時は、逆電圧を印加することによ
り、光触媒体表面の親水、親油性が撥水、撥油性に回復
され、かつ、その逆反応が加速される。ここに、本発明
は単独でもよいが、請求項３記載の発明と併用させるこ
とも可能である。
【００３４】請求項５記載の発明は、光触媒作用を示す
材料を光導電性撥水又は撥油性材料上に形成又は光導電
性親水又は親油性材料中に混合してなる情報記録体に対
して、画像情報を担持した光を照射して、光触媒の親
水、親油化反応で、画像情報に応じた潜像を形成すると
きに、同時に電圧を印加することにより、光導電性材料
の光照射した部分は導電性になり、光触媒の表面に生じ
た電子が電圧印加用の電源の正極に流れ、電子と正孔の
再結合を阻止し、正孔の密度を維持することにより光触
媒の光照射した部分で親水、親油化反応が加速される。
材料を光導電性撥水又は撥油性材料上に形成又は光導電
性親水又は親油性材料中に混合してなる情報記録体に対
して、画像情報を担持した光を照射して、光触媒の親
水、親油化反応で、画像情報に応じた潜像を形成すると
きに、同時に電圧を印加することにより、光導電性材料
の光照射した部分は導電性になり、光触媒の表面に生じ
た電子が電圧印加用の電源の正極に流れ、電子と正孔の
再結合を阻止し、正孔の密度を維持することにより光触
媒の光照射した部分で親水、親油化反応が加速される。
【００３５】請求項６記載の発明は、光触媒及び光触媒
を含む材料で形成した薄膜を撥水又は撥油性光導電性物
質表面にコーティングし又は光触媒及び光触媒を含む材
料の粉末を光導電性撥水又は撥油性材料中に分散させ
て、表面が撥水性又は撥油性を示す情報記録体に対し
て、画像情報を担持した光を照射し、光触媒の親水、親
油化反応で、情報記録体表面に画像情報のパターンに応
じた撥水性と親水性或いは撥油性と親油性の境界を形成
し、同時に電圧を印加することにより、光導電性材料の
光照射した部分は導電性になり、光触媒の表面に生じた
電子が電圧印加用の電源の正極に流れ、電子と正孔の再
結合を阻止し、正孔の密度を維持することにより光触媒
の親水、親油化反応が加速される。このようにして、或
る画像情報を形成し、現像・転写工程を経た後、情報記
録体に対して逆電圧を印加し、或いは超音波洗浄するこ
とで表面の撥水性又は撥油性が回復し、再び、別の画像
情報の記録が可能となる。
を含む材料で形成した薄膜を撥水又は撥油性光導電性物
質表面にコーティングし又は光触媒及び光触媒を含む材
料の粉末を光導電性撥水又は撥油性材料中に分散させ
て、表面が撥水性又は撥油性を示す情報記録体に対し
て、画像情報を担持した光を照射し、光触媒の親水、親
油化反応で、情報記録体表面に画像情報のパターンに応
じた撥水性と親水性或いは撥油性と親油性の境界を形成
し、同時に電圧を印加することにより、光導電性材料の
光照射した部分は導電性になり、光触媒の表面に生じた
電子が電圧印加用の電源の正極に流れ、電子と正孔の再
結合を阻止し、正孔の密度を維持することにより光触媒
の親水、親油化反応が加速される。このようにして、或
る画像情報を形成し、現像・転写工程を経た後、情報記
録体に対して逆電圧を印加し、或いは超音波洗浄するこ
とで表面の撥水性又は撥油性が回復し、再び、別の画像
情報の記録が可能となる。
【００３６】請求項７記載の発明は、光触媒作用を示す
材料を導電性担体材料上に形成又は導電性担体材料中に
混合してなる空気清浄機のフィルタに対して、光を照射
することで光触媒反応が発生し、空気中の汚れ物質、有
害菌とウイルスなどを酸化分解し、かつ、光照射時に同
時に導電性担体に電圧を印加することにより、光触媒反
応の酸化分解効率と速度が上がる。
材料を導電性担体材料上に形成又は導電性担体材料中に
混合してなる空気清浄機のフィルタに対して、光を照射
することで光触媒反応が発生し、空気中の汚れ物質、有
害菌とウイルスなどを酸化分解し、かつ、光照射時に同
時に導電性担体に電圧を印加することにより、光触媒反
応の酸化分解効率と速度が上がる。
【００３７】請求項８記載の発明は、光触媒作用を示す
材料を吸着機能を持つ導電性担体材料上に形成又は吸着
機能を持つ導電性担体材料中に混合してなる空気清浄機
のフィルタに対して、光を照射することで光触媒反応が
発生し、空気中の汚れ物質、有害菌とウイルスなどを吸
着して、酸化分解し、かつ、光照射時に同時に導電性担
体に電圧を印加することにより、光触媒反応の酸化分解
効率と速度が上がる。
材料を吸着機能を持つ導電性担体材料上に形成又は吸着
機能を持つ導電性担体材料中に混合してなる空気清浄機
のフィルタに対して、光を照射することで光触媒反応が
発生し、空気中の汚れ物質、有害菌とウイルスなどを吸
着して、酸化分解し、かつ、光照射時に同時に導電性担
体に電圧を印加することにより、光触媒反応の酸化分解
効率と速度が上がる。
【００３８】請求項９記載の発明は、光触媒作用を示す
材料を導電性担体材料上に形成又は導電性担体材料中に
混合してなる水清浄機のフィルタに対して、光を照射す
ることで光触媒反応が発生し、水中の汚れ物質、有害菌
とウイルスなどを酸化分解し、かつ、光照射時に同時に
導電性担体に電圧を印加することにより、光触媒反応の
酸化分解効率と速度が上がる。
材料を導電性担体材料上に形成又は導電性担体材料中に
混合してなる水清浄機のフィルタに対して、光を照射す
ることで光触媒反応が発生し、水中の汚れ物質、有害菌
とウイルスなどを酸化分解し、かつ、光照射時に同時に
導電性担体に電圧を印加することにより、光触媒反応の
酸化分解効率と速度が上がる。
【００３９】請求項１０記載の発明は、光触媒作用を示
す材料を吸着機能を持つ導電性担体材料上に形成又は吸
着機能を持つ導電性担体材料中に混合してなる水清浄機
のフィルタに対して、光を照射することで光触媒反応が
発生し、水中の汚れ物質、有害な有機物質、雑菌とウイ
ルスなどを吸着して、酸化分解し、かつ、光照射時に同
時に導電性担体に電圧を印加することにより、光触媒反
応の酸化分解効率と速度が上がる。
す材料を吸着機能を持つ導電性担体材料上に形成又は吸
着機能を持つ導電性担体材料中に混合してなる水清浄機
のフィルタに対して、光を照射することで光触媒反応が
発生し、水中の汚れ物質、有害な有機物質、雑菌とウイ
ルスなどを吸着して、酸化分解し、かつ、光照射時に同
時に導電性担体に電圧を印加することにより、光触媒反
応の酸化分解効率と速度が上がる。
【００４０】請求項１１記載の発明は、光触媒作用を示
す材料を導電性担体材料上に形成又は導電性担体材料中
に混合してなる抗菌防汚部材に対して、光を照射するこ
とで光触媒反応が発生し、水中の汚れ物質、有害菌とウ
イルスなどを酸化分解し、かつ、光照射時に導電性担体
に電圧を印加することにより、光触媒反応の酸化分解効
率と速度が上がる。
す材料を導電性担体材料上に形成又は導電性担体材料中
に混合してなる抗菌防汚部材に対して、光を照射するこ
とで光触媒反応が発生し、水中の汚れ物質、有害菌とウ
イルスなどを酸化分解し、かつ、光照射時に導電性担体
に電圧を印加することにより、光触媒反応の酸化分解効
率と速度が上がる。
【００４１】請求項１２記載の発明は、光触媒作用を示
す材料を吸着機能を持つ導電性担体材料上に形成又は吸
着機能を持つ導電性担体材料中に混合してなる抗菌防汚
部材に対して、光を照射することで光触媒反応が発生
し、空気、水中の汚れ物質、有害な有機物質、雑菌とウ
イルスなどを吸着して、酸化分解し、かつ、光照射時に
同時に導電性担体に電圧を印加することにより、光触媒
反応の酸化分解効率と速度が上がる。
す材料を吸着機能を持つ導電性担体材料上に形成又は吸
着機能を持つ導電性担体材料中に混合してなる抗菌防汚
部材に対して、光を照射することで光触媒反応が発生
し、空気、水中の汚れ物質、有害な有機物質、雑菌とウ
イルスなどを吸着して、酸化分解し、かつ、光照射時に
同時に導電性担体に電圧を印加することにより、光触媒
反応の酸化分解効率と速度が上がる。
【００４２】請求項１３記載の発明は、光触媒作用を示
す材料は導電性担体材料上に形成又は導電性担体材料中
に混合してなる水分解電極に対して、光を照射すること
で光触媒反応が発生し、水を分解し、酸素と水素が得ら
れ、かつ、光照射時に同時に導電性担体に電圧を印加す
ることにより、光触媒反応の水分解効率と速度が上が
る。
す材料は導電性担体材料上に形成又は導電性担体材料中
に混合してなる水分解電極に対して、光を照射すること
で光触媒反応が発生し、水を分解し、酸素と水素が得ら
れ、かつ、光照射時に同時に導電性担体に電圧を印加す
ることにより、光触媒反応の水分解効率と速度が上が
る。
【００４３】請求項１４記載の発明は、光触媒作用を示
す材料を透明導電性担体材料上に形成又は透明導電性担
体材料中に混合した薄膜をガラス上にコーティングして
なる照明器具用カバー部材に対して、光を照射すること
で光触媒反応が発生し、空気中の汚れ物質を酸化分解
し、また、親水性によって自己洗浄効果を発揮し、か
つ、光照射時に同時に導電性担体に電圧を印加すること
により、光触媒反応の酸化分解と自己洗浄効果が上が
る。
す材料を透明導電性担体材料上に形成又は透明導電性担
体材料中に混合した薄膜をガラス上にコーティングして
なる照明器具用カバー部材に対して、光を照射すること
で光触媒反応が発生し、空気中の汚れ物質を酸化分解
し、また、親水性によって自己洗浄効果を発揮し、か
つ、光照射時に同時に導電性担体に電圧を印加すること
により、光触媒反応の酸化分解と自己洗浄効果が上が
る。
【００４４】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図４及び
図５に基づいて説明する。
図５に基づいて説明する。
【００４５】光触媒の超親水性を印刷製版へ応用する時
の最大の課題は、超親水化と初期化（超親水性から疎水
性へ戻る）速度が低いことである。超親水化と初期化速
度を加速するために、光触媒反応の効率を上げる必要が
ある。
の最大の課題は、超親水化と初期化（超親水性から疎水
性へ戻る）速度が低いことである。超親水化と初期化速
度を加速するために、光触媒反応の効率を上げる必要が
ある。
【００４６】本実施の形態における光触媒体による情報
記録体の構成例を図４に示す。情報記録体１１として
は、例えば、図４（ａ）に示すように、光触媒及び光触
媒を含む材料で形成した薄膜１２ａを撥水又は撥油性光
導電性材料１３ａの表面にコーティングしたもの、又
は、図４（ｂ）に示すように、光触媒及び光触媒を含む
材料の粉末１２ｂを撥水又は撥油性光導電性材料１３ｂ
中に分散させたものが用いられる。１４ａ，１４ｂはベ
ースである。もっとも、ここでは説明を簡単にするため
に、図４（ａ）（ｂ）に示したような方法で形成された
情報記録体１１を共通化させて、図４（ｃ）に示すよう
に、べース１４、記録体１３、記録体表面１２のように
表わすものとする。
記録体の構成例を図４に示す。情報記録体１１として
は、例えば、図４（ａ）に示すように、光触媒及び光触
媒を含む材料で形成した薄膜１２ａを撥水又は撥油性光
導電性材料１３ａの表面にコーティングしたもの、又
は、図４（ｂ）に示すように、光触媒及び光触媒を含む
材料の粉末１２ｂを撥水又は撥油性光導電性材料１３ｂ
中に分散させたものが用いられる。１４ａ，１４ｂはベ
ースである。もっとも、ここでは説明を簡単にするため
に、図４（ａ）（ｂ）に示したような方法で形成された
情報記録体１１を共通化させて、図４（ｃ）に示すよう
に、べース１４、記録体１３、記録体表面１２のように
表わすものとする。
【００４７】用いる光触媒としては、酸化チタンが望ま
しい。図４（ａ）に示す構成例では、光触媒による薄膜
１２ａの厚さが厚すぎると下地の撥水又は撥油性光導電
性材料１３ａが機能しなくなる。そこで、光触媒による
薄膜１２ａの厚みは触媒作用が損なわれない範囲でなる
べく薄いことが望ましい。従って、膜厚としては、１ミ
クロン以下が望ましい。図４（ｂ）に示す構成例では、
光触媒の微粒子なる粉末１２ｂは撥水又は撥油性光導電
性材料１３ｂの機能を損なわない程度になるべく小さい
ほうが望ましい。従って、粒子径としては、１ミクロン
以下が望ましい。
しい。図４（ａ）に示す構成例では、光触媒による薄膜
１２ａの厚さが厚すぎると下地の撥水又は撥油性光導電
性材料１３ａが機能しなくなる。そこで、光触媒による
薄膜１２ａの厚みは触媒作用が損なわれない範囲でなる
べく薄いことが望ましい。従って、膜厚としては、１ミ
クロン以下が望ましい。図４（ｂ）に示す構成例では、
光触媒の微粒子なる粉末１２ｂは撥水又は撥油性光導電
性材料１３ｂの機能を損なわない程度になるべく小さい
ほうが望ましい。従って、粒子径としては、１ミクロン
以下が望ましい。
【００４８】ここに、光触媒として、最適な酸化チタン
を用いる場合の情報記録体１１の形成方法について説明
する。例えば、図４（ａ）に示すような層構造とする場
合であれば、高光活性の酸化チタン微粒子を結合剤中に
分散させて塗料化し、ベース１４ａ上に塗布することに
よって酸化チタン光触媒の薄膜１２ａを形成し、或い
は、酸化チタンの有機化合物を加熱分解することで酸化
チタン光触媒の薄膜１２ａを形成し、或いは、活性の高
いアナターゼ型酸化チタンゾルの水懸濁液をスプレー
法、スピンコート法でベース１４ａ上に形成すればよ
い。
を用いる場合の情報記録体１１の形成方法について説明
する。例えば、図４（ａ）に示すような層構造とする場
合であれば、高光活性の酸化チタン微粒子を結合剤中に
分散させて塗料化し、ベース１４ａ上に塗布することに
よって酸化チタン光触媒の薄膜１２ａを形成し、或い
は、酸化チタンの有機化合物を加熱分解することで酸化
チタン光触媒の薄膜１２ａを形成し、或いは、活性の高
いアナターゼ型酸化チタンゾルの水懸濁液をスプレー
法、スピンコート法でベース１４ａ上に形成すればよ
い。
【００４９】このような情報記録体１１を用いた場合の
超親水化と初期化速度を加速するプロセスを図５に基づ
いて説明する。光照射している部分（画像部）の光触媒
反応だけを加速するために、ここでは、導体の変わりに
光導電材料が選択されている。正電圧を印加すると、光
触媒の親水化速度を加速し、負電圧を印加すると、光触
媒の初期化遠度を加速する。
超親水化と初期化速度を加速するプロセスを図５に基づ
いて説明する。光照射している部分（画像部）の光触媒
反応だけを加速するために、ここでは、導体の変わりに
光導電材料が選択されている。正電圧を印加すると、光
触媒の親水化速度を加速し、負電圧を印加すると、光触
媒の初期化遠度を加速する。
【００５０】具体的には以下のプロセスである。酸化チ
タン光触媒及び酸化チタン光触媒を含む材料で形成した
薄膜を撥水性光導電性物質表面にコーティングし、或い
は、酸化チタン光触媒及び酸化チタン光触媒を含む材料
の粉末を撥水性光導電性物質の中に分散させ、表面は撥
水性を示す光触媒体による情報記録体を形成する。図５
（ａ）に示す情報記録体１１の例では、導体（ベース１
４）上の撥水性光導電性物質（記録体１３）の表面に酸
化チタンによる薄膜（記録体表面１２）をコーティング
してなり、この表面に撥水性を持たせている。撥水性材
料としては、パーフルオロ化してフッ素化率を高めたＰ
ＴＦＥの微粒子を用いてバインダと合わせて製造した塗
料（水に対して１５０度以上の接触角を持つ）、シリコ
ン樹脂、フルオロアルキルトリメトキシシラン（ＦＡＳ
ｓ）等が用いられる。ここに、酸化チタンの単結晶表面
の接触角は９０度以上であり、撥水性材料としても使え
る。また、光導電性材料はセレン、ＯＰＣ材料などが用
いられ、酸化チタンは一種の光導電体としても使える。
タン光触媒及び酸化チタン光触媒を含む材料で形成した
薄膜を撥水性光導電性物質表面にコーティングし、或い
は、酸化チタン光触媒及び酸化チタン光触媒を含む材料
の粉末を撥水性光導電性物質の中に分散させ、表面は撥
水性を示す光触媒体による情報記録体を形成する。図５
（ａ）に示す情報記録体１１の例では、導体（ベース１
４）上の撥水性光導電性物質（記録体１３）の表面に酸
化チタンによる薄膜（記録体表面１２）をコーティング
してなり、この表面に撥水性を持たせている。撥水性材
料としては、パーフルオロ化してフッ素化率を高めたＰ
ＴＦＥの微粒子を用いてバインダと合わせて製造した塗
料（水に対して１５０度以上の接触角を持つ）、シリコ
ン樹脂、フルオロアルキルトリメトキシシラン（ＦＡＳ
ｓ）等が用いられる。ここに、酸化チタンの単結晶表面
の接触角は９０度以上であり、撥水性材料としても使え
る。また、光導電性材料はセレン、ＯＰＣ材料などが用
いられ、酸化チタンは一種の光導電体としても使える。
【００５１】このような情報記録体１１に対して、適当
な波長を持つレーザ（例えば、発振波長が４００ｎｍの
紫青色半導体レーザ）或いは紫外線発光ダイオードを用
いて、記録したい画像情報に応じた光を照射する。画像
情報を担持した光の照射は、レーザ光のスキャニング照
射でもよいが、図５（ｂ）に示すように画像情報に応じ
た濃淡を有するマスタパターン１５を用いた露光方式で
あってもよい。情報記録体１１の表面にこのような光照
射を行うと、光触媒の親水化反応で、光照射された部分
が親水性化し、図５（ｂ）中に示すように、情報記録体
１１表面で画像情報のパターンに応じた撥水性領域１６
と親水性領域１７との境界が形成される。また、光照射
された部分が導電性領域１８（光照射されない部分は絶
縁領域１９）になって、図５（ｃ）（ｄ）に示すよう
に、光照射と同時に行う電源２０による＋の電圧印加に
より、光触媒表面に生じた電子２１は電源２０の正極に
流れ、正孔２２は残り、電子２１と正孔２２との再結合
が阻止され、光触媒の親水、親油化反応が加速される。
図５（ｅ）に示すように、形成された撥水性領域１６と
超親水性を示す親水性領域１７とのパターンに対して水
性インキ或いはＯ／Ｗエマルションインキを用いて現像
し、紙などの記録媒体（図示せず）に転写し、記録した
情報を可視化したところ、良好な画像を形成できたもの
である。
な波長を持つレーザ（例えば、発振波長が４００ｎｍの
紫青色半導体レーザ）或いは紫外線発光ダイオードを用
いて、記録したい画像情報に応じた光を照射する。画像
情報を担持した光の照射は、レーザ光のスキャニング照
射でもよいが、図５（ｂ）に示すように画像情報に応じ
た濃淡を有するマスタパターン１５を用いた露光方式で
あってもよい。情報記録体１１の表面にこのような光照
射を行うと、光触媒の親水化反応で、光照射された部分
が親水性化し、図５（ｂ）中に示すように、情報記録体
１１表面で画像情報のパターンに応じた撥水性領域１６
と親水性領域１７との境界が形成される。また、光照射
された部分が導電性領域１８（光照射されない部分は絶
縁領域１９）になって、図５（ｃ）（ｄ）に示すよう
に、光照射と同時に行う電源２０による＋の電圧印加に
より、光触媒表面に生じた電子２１は電源２０の正極に
流れ、正孔２２は残り、電子２１と正孔２２との再結合
が阻止され、光触媒の親水、親油化反応が加速される。
図５（ｅ）に示すように、形成された撥水性領域１６と
超親水性を示す親水性領域１７とのパターンに対して水
性インキ或いはＯ／Ｗエマルションインキを用いて現像
し、紙などの記録媒体（図示せず）に転写し、記録した
情報を可視化したところ、良好な画像を形成できたもの
である。
【００５２】このようにして使い終わった情報記録体１
１表面のインキを除去して、暗所に一定な時間放置す
る、或いは、逆電圧印加する、或いは、超音波洗浄をか
ける、或いは、違う波長の光で照射する。図５（ｆ）で
は電源２３により逆電圧を印加し、さらに、図５（ｇ）
に示すように可視光を照射することで、図５（ｈ）に示
すように情報記録体１１の表面を全面的に撥水性に回復
させる。これにより、再び、適当な波長を持つ光で記録
したい画像情報に応じて、走査照射又はマスタパターン
を用いた露光を行うことで、新たな画像情報の記録が可
能となる。これにより、情報記録体１１は繰返し利用が
可能となる。
１表面のインキを除去して、暗所に一定な時間放置す
る、或いは、逆電圧印加する、或いは、超音波洗浄をか
ける、或いは、違う波長の光で照射する。図５（ｆ）で
は電源２３により逆電圧を印加し、さらに、図５（ｇ）
に示すように可視光を照射することで、図５（ｈ）に示
すように情報記録体１１の表面を全面的に撥水性に回復
させる。これにより、再び、適当な波長を持つ光で記録
したい画像情報に応じて、走査照射又はマスタパターン
を用いた露光を行うことで、新たな画像情報の記録が可
能となる。これにより、情報記録体１１は繰返し利用が
可能となる。
【００５３】なお、本実施の形態は、印刷製版に利用さ
れる情報記録体１１への情報記録方法への適用例として
説明したが、本発明による光触媒反応方法は、各種部材
に利用し得ることは明かである。
れる情報記録体１１への情報記録方法への適用例として
説明したが、本発明による光触媒反応方法は、各種部材
に利用し得ることは明かである。
【００５４】例えば、光触媒作用を示す材料を導電性担
体材料上に形成又は導電性担体材料中に混合してなる空
気清浄機のフィルタの場合であれば、光を照射すること
で光触媒反応が発生し、空気中の汚れ物質、有害菌とウ
イルスなどを酸化分解し、かつ、光照射時に同時に導電
性担体に電圧を印加することにより、光触媒反応の酸化
分解効率と速度が上がる。この場合、吸着機能を持つ導
電性担体材料とすれば、より効果的となる。
体材料上に形成又は導電性担体材料中に混合してなる空
気清浄機のフィルタの場合であれば、光を照射すること
で光触媒反応が発生し、空気中の汚れ物質、有害菌とウ
イルスなどを酸化分解し、かつ、光照射時に同時に導電
性担体に電圧を印加することにより、光触媒反応の酸化
分解効率と速度が上がる。この場合、吸着機能を持つ導
電性担体材料とすれば、より効果的となる。
【００５５】また、光触媒作用を示す材料を導電性担体
材料上に形成又は導電性担体材料中に混合してなる水清
浄機のフィルタの場合であれば、光を照射することで光
触媒反応が発生し、水中の汚れ物質、有害菌とウイルス
などを酸化分解し、かつ、光照射時に同時に導電性担体
に電圧を印加することにより、光触媒反応の酸化分解効
率と速度が上がる。この場合、吸着機能を持つ導電性担
体材料とすれば、より効果的となる。
材料上に形成又は導電性担体材料中に混合してなる水清
浄機のフィルタの場合であれば、光を照射することで光
触媒反応が発生し、水中の汚れ物質、有害菌とウイルス
などを酸化分解し、かつ、光照射時に同時に導電性担体
に電圧を印加することにより、光触媒反応の酸化分解効
率と速度が上がる。この場合、吸着機能を持つ導電性担
体材料とすれば、より効果的となる。
【００５６】光触媒作用を示す材料を導電性担体材料上
に形成又は導電性担体材料中に混合してなる抗菌防汚部
材の場合であれば、光を照射することで光触媒反応が発
生し、水中の汚れ物質、有害菌とウイルスなどを酸化分
解し、かつ、光照射時に導電性担体に電圧を印加するこ
とにより、光触媒反応の酸化分解効率と速度が上がる。
この場合、吸着機能を持つ導電性担体材料とすれば、よ
り効果的となる。
に形成又は導電性担体材料中に混合してなる抗菌防汚部
材の場合であれば、光を照射することで光触媒反応が発
生し、水中の汚れ物質、有害菌とウイルスなどを酸化分
解し、かつ、光照射時に導電性担体に電圧を印加するこ
とにより、光触媒反応の酸化分解効率と速度が上がる。
この場合、吸着機能を持つ導電性担体材料とすれば、よ
り効果的となる。
【００５７】光触媒作用を示す材料は導電性担体材料上
に形成又は導電性担体材料中に混合してなる水分解電極
の場合であれば、光を照射することで光触媒反応が発生
し、水を分解し、酸素と水素が得られ、かつ、光照射時
に同時に導電性担体に電圧を印加することにより、光触
媒反応の水分解効率と速度が上がる。
に形成又は導電性担体材料中に混合してなる水分解電極
の場合であれば、光を照射することで光触媒反応が発生
し、水を分解し、酸素と水素が得られ、かつ、光照射時
に同時に導電性担体に電圧を印加することにより、光触
媒反応の水分解効率と速度が上がる。
【００５８】さらに、光触媒作用を示す材料を透明導電
性担体材料上に形成又は透明導電性担体材料中に混合し
た薄膜をガラス上にコーティングしてなる照明器具用カ
バー部材の場合であれば、光を照射することで光触媒反
応が発生し、空気中の汚れ物質を酸化分解し、また、親
水性によって自己洗浄効果を発揮し、かつ、光照射時に
同時に導電性担体に電圧を印加することにより、光触媒
反応の酸化分解と自己洗浄効果が上がる。
性担体材料上に形成又は透明導電性担体材料中に混合し
た薄膜をガラス上にコーティングしてなる照明器具用カ
バー部材の場合であれば、光を照射することで光触媒反
応が発生し、空気中の汚れ物質を酸化分解し、また、親
水性によって自己洗浄効果を発揮し、かつ、光照射時に
同時に導電性担体に電圧を印加することにより、光触媒
反応の酸化分解と自己洗浄効果が上がる。
【００５９】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、光触媒作
用を示す材料を導電性材料上に形成又は導電性材料中に
混合した光触媒体に対して、光を照射することで、光触
媒反応が発生するが、この時に同時に電圧印加するよう
にしたので、光触媒反応の効率と速度を向上させること
ができる。
用を示す材料を導電性材料上に形成又は導電性材料中に
混合した光触媒体に対して、光を照射することで、光触
媒反応が発生するが、この時に同時に電圧印加するよう
にしたので、光触媒反応の効率と速度を向上させること
ができる。
【００６０】請求項２記載の発明によれば、光触媒作用
を示す材料を導電性材料上に形成又は導電性材料中に混
合した光触媒体に対して、光照射を止めるときには、逆
電圧を印加するようにしたので、光触媒体表面の逆反応
を加速させることができる。
を示す材料を導電性材料上に形成又は導電性材料中に混
合した光触媒体に対して、光照射を止めるときには、逆
電圧を印加するようにしたので、光触媒体表面の逆反応
を加速させることができる。
【００６１】請求項３記載の発明によれば、光触媒作用
を示す材料を撥水、撥油性を持つ導電性材料上に形成又
は撥水、親油性を持つ導電性材料中に混合した光触媒体
に対して、光を照射することにより、光触媒の親水、親
油化反応で、表面を親水、親油性にするが、この時に電
圧を印加するようにしたので、光触媒体の親水、親油化
反応を加速させることができる。
を示す材料を撥水、撥油性を持つ導電性材料上に形成又
は撥水、親油性を持つ導電性材料中に混合した光触媒体
に対して、光を照射することにより、光触媒の親水、親
油化反応で、表面を親水、親油性にするが、この時に電
圧を印加するようにしたので、光触媒体の親水、親油化
反応を加速させることができる。
【００６２】請求項４記載の発明によれば、光触媒作用
を示す材料を撥水、撥油性を持つ導電性材料上に形成又
は撥水、親油性を持つ導電性材料中に混合した光触媒体
に対して、光照射を止めた後、逆電圧を印加するように
したので、光触媒体表面の親水、親油性を撥水、撥油性
に回復させる際に、その逆反応を加速させることができ
る。
を示す材料を撥水、撥油性を持つ導電性材料上に形成又
は撥水、親油性を持つ導電性材料中に混合した光触媒体
に対して、光照射を止めた後、逆電圧を印加するように
したので、光触媒体表面の親水、親油性を撥水、撥油性
に回復させる際に、その逆反応を加速させることができ
る。
【００６３】請求項５記載の発明によれば、光触媒作用
を示す材料を光導電性撥水又は撥油性材料上に形成又は
光導電性親水又は親油性材料中に混合してなる情報記録
体に対して、画像情報を担持した光を照射して、光触媒
の親水、親油化反応で、画像情報に応じた潜像を形成す
るときに、同時に電圧を印加させるようにしたので、光
導電性材料の光照射した部分は導電性になり、光触媒の
表面に生じた電子が電圧印加用の電源の正極に流れるこ
とから、電子と正孔の再結合を阻止し、正孔の密度を維
持することができ、よって、光触媒の光照射した部分で
親水、親油化反応を加速させることができる。
を示す材料を光導電性撥水又は撥油性材料上に形成又は
光導電性親水又は親油性材料中に混合してなる情報記録
体に対して、画像情報を担持した光を照射して、光触媒
の親水、親油化反応で、画像情報に応じた潜像を形成す
るときに、同時に電圧を印加させるようにしたので、光
導電性材料の光照射した部分は導電性になり、光触媒の
表面に生じた電子が電圧印加用の電源の正極に流れるこ
とから、電子と正孔の再結合を阻止し、正孔の密度を維
持することができ、よって、光触媒の光照射した部分で
親水、親油化反応を加速させることができる。
【００６４】請求項６記載の発明によれば、光触媒及び
光触媒を含む材料で形成した薄膜を撥水又は撥油性光導
電性物質表面にコーティングし又は光触媒及び光触媒を
含む材料の粉末を光導電性撥水又は撥油性材料中に分散
させて、表面が撥水性又は撥油性を示す情報記録体に対
して、画像情報を担持した光を照射し、光触媒の親水、
親油化反応で、情報記録体表面に画像情報のパターンに
応じた撥水性と親水性或いは撥油性と親油性の境界を形
成するが、この際、同時に電圧を印加するようにしたの
で、光導電性材料の光照射した部分は導電性になり、光
触媒の表面に生じた電子が電圧印加用の電源の正極に流
れることから、電子と正孔の再結合を阻止し、正孔の密
度を維持することができ、よって、光触媒の親水、親油
化反応を加速させることができ、さらに、このようにし
て、或る画像情報を形成し、現像・転写工程を経た後、
情報記録体に対して逆電圧を印加し、或いは超音波洗浄
すれば表面の撥水性又は撥油性が回復し、再び、別の画
像情報の記録が可能となり、同じ情報記録体を用いて情
報の記録・消去を繰返せるため、資源の節約等に役立
つ。
光触媒を含む材料で形成した薄膜を撥水又は撥油性光導
電性物質表面にコーティングし又は光触媒及び光触媒を
含む材料の粉末を光導電性撥水又は撥油性材料中に分散
させて、表面が撥水性又は撥油性を示す情報記録体に対
して、画像情報を担持した光を照射し、光触媒の親水、
親油化反応で、情報記録体表面に画像情報のパターンに
応じた撥水性と親水性或いは撥油性と親油性の境界を形
成するが、この際、同時に電圧を印加するようにしたの
で、光導電性材料の光照射した部分は導電性になり、光
触媒の表面に生じた電子が電圧印加用の電源の正極に流
れることから、電子と正孔の再結合を阻止し、正孔の密
度を維持することができ、よって、光触媒の親水、親油
化反応を加速させることができ、さらに、このようにし
て、或る画像情報を形成し、現像・転写工程を経た後、
情報記録体に対して逆電圧を印加し、或いは超音波洗浄
すれば表面の撥水性又は撥油性が回復し、再び、別の画
像情報の記録が可能となり、同じ情報記録体を用いて情
報の記録・消去を繰返せるため、資源の節約等に役立
つ。
【００６５】請求項７及び８記載の発明の空気清浄機の
フィルタによれば、空気中の汚れ物質、有害菌とウイル
スなどを酸化分解する上で、その光触媒反応の酸化分解
効率と速度とを向上させることができる。
フィルタによれば、空気中の汚れ物質、有害菌とウイル
スなどを酸化分解する上で、その光触媒反応の酸化分解
効率と速度とを向上させることができる。
【００６６】請求項９及び１０記載の発明の水清浄機の
フィルタによれば、水中の汚れ物質、有害菌とウイルス
などを酸化分解する上で、その光触媒反応の酸化分解効
率と速度とを向上させることができる。
フィルタによれば、水中の汚れ物質、有害菌とウイルス
などを酸化分解する上で、その光触媒反応の酸化分解効
率と速度とを向上させることができる。
【００６７】請求項１１及び１２記載の発明の抗菌防汚
部材によれば、水中の汚れ物質、有害菌とウイルスなど
を酸化分解する上で、その光触媒反応の酸化分解効率と
速度とを向上させることができる。
部材によれば、水中の汚れ物質、有害菌とウイルスなど
を酸化分解する上で、その光触媒反応の酸化分解効率と
速度とを向上させることができる。
【００６８】請求項１３記載の発明の水分解電極によれ
ば、水を分解し、酸素と水素とを得る上で、その光触媒
反応の水分解効率と速度とを向上させることができる。
ば、水を分解し、酸素と水素とを得る上で、その光触媒
反応の水分解効率と速度とを向上させることができる。
【００６９】請求項１４記載の発明の照明器具用カバー
部材によれば、空気中の汚れ物質を酸化分解し、かつ、
自己洗浄効果を発揮させる上で、光触媒反応の酸化分解
と自己洗浄効果とを向上させることができる。
部材によれば、空気中の汚れ物質を酸化分解し、かつ、
自己洗浄効果を発揮させる上で、光触媒反応の酸化分解
と自己洗浄効果とを向上させることができる。
【図１】光触媒反応の過程を示す原理図である。
【図２】電子と正孔とが再結合する様子を示す概念図で
ある。
ある。
【図３】電子と正孔との再結合を防止する本発明の原理
を示す概念図である。
を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施の形態を示す情報記録体の構成
例の模式的断面図である。
例の模式的断面図である。
【図５】情報記録方法及びその消去方法を順に示す模式
的断面図である。
的断面図である。
１１ 情報記録体 １２ 記録体表面 １３ａ，１３ｂ 撥水又は撥油性導電性材料
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C080 AA05 AA07 BB05 BB06 CC01 HH05 JJ03 KK08 LL10 MM02 QQ01 QQ20 4D019 AA01 AA03 BC06 BC07 4G042 BA07 BA08 BC03 BC06 4G069 AA03 AA20 BA04B BA48A CA01 CA07 CA11 CA17 DA06 ED01 ED02 ED05 FA08
Claims (14)
- 【請求項１】 光触媒作用を示す材料を導電性材料上に
形成又は導電性材料中に混合した光触媒体に対して、光
を照射して光触媒反応を発生させると同時に電圧を印加
するようにした光触媒反応方法。 - 【請求項２】 光触媒作用を示す材料を導電性材料上に
形成又は導電性材料中に混合した光触媒体に対して、光
の照射を止めて光触媒逆反応を発生させる時に逆電圧を
印加するようにした光触媒反応方法。 - 【請求項３】 光触媒作用を示す材料を撥水、撥油性を
持つ導電性材料上に形成又は撥水、撥油性を持つ導電性
材料中に混合した光触媒体に対して、光を照射して光触
媒の親水、親油化反応を発生させて表面を親水、親油性
にする時に電圧を印加するようにした光触媒反応方法。 - 【請求項４】 光触媒作用を示す材料を撥水、撥油性を
持つ導電性材料上に形成又は撥水、親油性を持つ導電性
材料中に混合した光触媒体に対して、光の照射を止めた
後、逆電圧を印加することにより、前記光触媒体表面の
親水、親油性を撥水、撥油性に回復させるようにした光
触媒反応方法。 - 【請求項５】 光触媒作用を示す材料を光導電性撥水又
は撥油性材料上に形成又は光導電性親水又は親油性材料
中に混合してなる情報記録体に対して、画像情報を担持
した光を照射し、光触媒の親水、親油化反応で、画像情
報に応じた潜像を形成すると同時に電圧を印加するよう
にした情報記録方法。 - 【請求項６】 光触媒及び光触媒を含む材料で形成した
薄膜を撥水又は撥油性光導電性物質表面にコーティング
し又は光触媒及び光触媒を含む材料の粉末を光導電性撥
水又は撥油性材料中に分散させて、表面が撥水性又は撥
油性を示す情報記録体に対して、画像情報を担持した光
を照射し、光触媒の親水、親油化反応で、前記情報記録
体表面に画像情報のパターンに応じた撥水性と親水性或
いは撥油性と親油性の境界を形成すると同時に電圧を印
加して或る画像情報を形成し、現像・転写工程を経た
後、前記情報記録体に対して逆電圧を印加し、或いは超
音波洗浄することで表面の撥水性又は撥油性を回復させ
るようにした情報記録方法。 - 【請求項７】 光触媒作用を示す材料を導電性担体材料
上に形成又は導電性担体材料中に混合してなり、光照射
時に前記導電性担体に電圧が印加される空気清浄機のフ
ィルタ。 - 【請求項８】 光触媒作用を示す材料を吸着機能を持つ
導電性担体材料上に形成又は吸着機能を持つ導電性担体
材料中に混合してなり、光照射時に前記導電性担体に電
圧が印加される空気清浄機のフィルタ。 - 【請求項９】 光触媒作用を示す材料を導電性担体材料
上に形成又は導電性担体材料中に混合してなり、光照射
時に前記導電性担体に電圧が印加される水清浄機のフィ
ルタ。 - 【請求項１０】 光触媒作用を示す材料を吸着機能を持
つ導電性担体材料上に形成又は吸着機能を持つ導電性担
体材料中に混合してなり、光照射時に前記導電性担体に
電圧が印加される水清浄機のフィルタ。 - 【請求項１１】 光触媒作用を示す材料を導電性担体材
料上に形成又は導電性担体材料中に混合してなり、光照
射時に前記導電性担体に電圧が印加される抗菌防汚部
材。 - 【請求項１２】 光触媒作用を示す材料を吸着機能を持
つ導電性担体材料上に形成又は吸着機能を持つ導電性担
体材料中に混合してなり、光照射時に前記導電性担体に
電圧が印加される抗菌防汚部材。 - 【請求項１３】 光触媒作用を示す材料を導電性担体材
料上に形成又は導電性担体材料中に混合してなり、光照
射時に前記導電性担体に電圧が印加される水分解電極。 - 【請求項１４】 光触媒作用を示す材料を導電性担体材
料上に形成又は導電性担体材料中に混合した薄膜をガラ
ス上にコーティングしてなり、光照射時に前記導電性担
体に電圧が印加される照明器具用カバー部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11125737A JP2000317312A (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | 光触媒反応方法、情報記録方法及び光触媒反応を利用したフィルタ等の部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11125737A JP2000317312A (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | 光触媒反応方法、情報記録方法及び光触媒反応を利用したフィルタ等の部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000317312A true JP2000317312A (ja) | 2000-11-21 |
Family
ID=14917550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11125737A Pending JP2000317312A (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | 光触媒反応方法、情報記録方法及び光触媒反応を利用したフィルタ等の部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000317312A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020062865A (ko) * | 2002-05-06 | 2002-07-31 | (주)유니에코 | 산화촉매보조 비가열 플라즈마에 의한 휘발성유기화합물제거장치. |
| KR20040009316A (ko) * | 2002-07-23 | 2004-01-31 | 박승환 | 전기자장화한 산화티타늄 광촉매를 사용한 공기조화기용정화필터의 제조방법 |
| JP2004267947A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Tohoku Ricoh Co Ltd | 光触媒装置 |
| KR100537421B1 (ko) * | 2001-12-07 | 2005-12-19 | 김학수 | 광전자 촉매 시스템을 이용한 오염물질의 정화 장치 및 방법 |
| WO2007094189A1 (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Osaka Titanium Technologies Co., Ltd. | 光触媒式防汚装置 |
| KR20200002594A (ko) * | 2018-06-29 | 2020-01-08 | 고려대학교 산학협력단 | 광 감응 가변 친수성 멤브레인 및 그 제조 방법 |
-
1999
- 1999-05-06 JP JP11125737A patent/JP2000317312A/ja active Pending
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| WO2007094189A1 (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Osaka Titanium Technologies Co., Ltd. | 光触媒式防汚装置 |
| KR20200002594A (ko) * | 2018-06-29 | 2020-01-08 | 고려대학교 산학협력단 | 광 감응 가변 친수성 멤브레인 및 그 제조 방법 |
| KR102201464B1 (ko) * | 2018-06-29 | 2021-01-12 | 고려대학교 산학협력단 | 광 감응 가변 친수성 멤브레인 및 그 제조 방법 |
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