JP2001269573A - 光触媒粒子及びその製造方法並びにその用途 - Google Patents
光触媒粒子及びその製造方法並びにその用途Info
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アセトアルデヒド、メルカプタン等の悪臭ガ
ス、ＮＯX等の有害ガス、農薬等の有害物質、環境汚染
物質の分解除去及び殺菌効果に優れた、光触媒粒子、光
触媒用組成物及び光触媒体を提供する。 【解決手段】 チタニアの表面に微粒子セラミクスから
なる多孔性被覆層を部分的に固着させたナノマイクロカ
プセルの集合体からなる造粒体光触媒粒子を製造し、こ
れと樹脂を混合・分散して光触媒用組成物とし、基体上
に塗布して光触媒体とする。
ス、ＮＯX等の有害ガス、農薬等の有害物質、環境汚染
物質の分解除去及び殺菌効果に優れた、光触媒粒子、光
触媒用組成物及び光触媒体を提供する。 【解決手段】 チタニアの表面に微粒子セラミクスから
なる多孔性被覆層を部分的に固着させたナノマイクロカ
プセルの集合体からなる造粒体光触媒粒子を製造し、こ
れと樹脂を混合・分散して光触媒用組成物とし、基体上
に塗布して光触媒体とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒機能を呈す
る二酸化チタンを用いたマイクロカプセル構造を有する
光触媒粒子及びその製造方法、並びに該光触媒粒子を利
用した脱臭剤、抗菌剤等の用途に関するものである。
る二酸化チタンを用いたマイクロカプセル構造を有する
光触媒粒子及びその製造方法、並びに該光触媒粒子を利
用した脱臭剤、抗菌剤等の用途に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】二酸化チタンなどの光触媒は紫外線を照
射すると、光励起により価電子帯から伝導帯に電子が移
行して、ｎ型半導体となり、各種化合物の分解及び殺菌
効果を示すことは広く知られており、また水中有機物の
分解、有機物分解による防汚、脱臭、殺菌、ＮＯｘ、Ｓ
Ｏｘ等の環境汚染気体除去、藻類の発生防止、有機塩素
化合物の除去等に使用できることが報告されている。
射すると、光励起により価電子帯から伝導帯に電子が移
行して、ｎ型半導体となり、各種化合物の分解及び殺菌
効果を示すことは広く知られており、また水中有機物の
分解、有機物分解による防汚、脱臭、殺菌、ＮＯｘ、Ｓ
Ｏｘ等の環境汚染気体除去、藻類の発生防止、有機塩素
化合物の除去等に使用できることが報告されている。
【０００３】しかし、実際にその光触媒活性を、排気ガ
ス中の有害ガスやタバコ、トイレ等の悪臭ガス、農薬な
どの有害物質、環境汚染物質の分解除去及び殺菌等の目
的で使用する場合、粉末の形態で使用されるものは僅か
である。即ち、その使用勝手から、何らかの基体上に担
持、固定した光触媒体とすることが必要である。
ス中の有害ガスやタバコ、トイレ等の悪臭ガス、農薬な
どの有害物質、環境汚染物質の分解除去及び殺菌等の目
的で使用する場合、粉末の形態で使用されるものは僅か
である。即ち、その使用勝手から、何らかの基体上に担
持、固定した光触媒体とすることが必要である。
【０００４】上記の光触媒体は、基体上に有機系バイン
ダーを使用して光触媒粒子を固定させたものが従来より
知られているが、光触媒作用による酸化分解により有機
系バインダーが劣化してしまうという欠点がある。
ダーを使用して光触媒粒子を固定させたものが従来より
知られているが、光触媒作用による酸化分解により有機
系バインダーが劣化してしまうという欠点がある。
【０００５】この問題を解決するために、光触媒粒子を
有機系バインダーを含む基体と非接触にする方法が提案
されている。例えば特開平１１−５７４９４号公報に
は、多孔質金属化合物により被覆された光半導性物質か
らなることを特徴とするマイクロカプセル状光触媒体が
開示されている。また、特開平１１−２９０６９２号公
報には、多孔体表面の多数の孔部に光触媒粒子を担持す
ると共にその表面を、細孔を有し光触媒として不活性な
セラミック膜で被覆した光触媒が開示されている。これ
らはいずれも光触媒粒子が有機系バインダーと非接触と
いう意味においては有効であるが、光触媒粒子の製造に
有機溶媒や有機金属を使用しているため、環境への負荷
が大きくコスト的に割高となり、工業的な量産には適し
ていない。
有機系バインダーを含む基体と非接触にする方法が提案
されている。例えば特開平１１−５７４９４号公報に
は、多孔質金属化合物により被覆された光半導性物質か
らなることを特徴とするマイクロカプセル状光触媒体が
開示されている。また、特開平１１−２９０６９２号公
報には、多孔体表面の多数の孔部に光触媒粒子を担持す
ると共にその表面を、細孔を有し光触媒として不活性な
セラミック膜で被覆した光触媒が開示されている。これ
らはいずれも光触媒粒子が有機系バインダーと非接触と
いう意味においては有効であるが、光触媒粒子の製造に
有機溶媒や有機金属を使用しているため、環境への負荷
が大きくコスト的に割高となり、工業的な量産には適し
ていない。
【０００６】一方、基体がガラスやタイル以外の耐熱性
の低い基体に光触媒を固定する場合、光触媒による酸化
分解から基体を保護する目的も含め、一般には、低温で
も光触媒を基体上に固定できる、耐光性の強い有機樹脂
系プライマー材料あるいは有機−無機ハイブリッドプラ
イマー材料が使用されている。
の低い基体に光触媒を固定する場合、光触媒による酸化
分解から基体を保護する目的も含め、一般には、低温で
も光触媒を基体上に固定できる、耐光性の強い有機樹脂
系プライマー材料あるいは有機−無機ハイブリッドプラ
イマー材料が使用されている。
【０００７】しかしながらこのプライマーを使用する方
法では、塗布がプライマー材と光触媒コーティング材の
２回塗りとなり、工程が煩雑でコストアップになると同
時に、一般に光触媒コーティング材に含まれるバインダ
ーは無機質材料がほとんどで、従来の有機バインダー系
塗料と比べて塗布が難しい問題がある。
法では、塗布がプライマー材と光触媒コーティング材の
２回塗りとなり、工程が煩雑でコストアップになると同
時に、一般に光触媒コーティング材に含まれるバインダ
ーは無機質材料がほとんどで、従来の有機バインダー系
塗料と比べて塗布が難しい問題がある。
【０００８】従って、環境への負荷が少なくコスト的に
も有利な完全水系材料を用いて製造でき、かつ、基体上
に担持させた光触媒体にする際に、通常の有機バインダ
ー系塗料でも問題なく使用できる光触媒粒子が望まれて
いた。
も有利な完全水系材料を用いて製造でき、かつ、基体上
に担持させた光触媒体にする際に、通常の有機バインダ
ー系塗料でも問題なく使用できる光触媒粒子が望まれて
いた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題に
鑑みてなされたものであり、光触媒チタニア粒子と有機
樹脂の直接の接触が無く、光触媒粉体と有機樹脂バイン
ダーを直接混ぜた塗料のように樹脂が光触媒によって分
解されてチョーキング現象（酸化チタン顔料のような白
色顔料を使用した塗料・プラスチック等において、自然
暴露によって表面の樹脂が分解、侵食されて、白色顔料
のみが表面に残留し、白い粉が付着しやすくなる現象）
を示すようなことがなく、有機樹脂バインダーと直接混
合して塗料化でき、しかも基体に一液で直接塗布が可能
な光触媒体粒子を提供することを目的とする。
鑑みてなされたものであり、光触媒チタニア粒子と有機
樹脂の直接の接触が無く、光触媒粉体と有機樹脂バイン
ダーを直接混ぜた塗料のように樹脂が光触媒によって分
解されてチョーキング現象（酸化チタン顔料のような白
色顔料を使用した塗料・プラスチック等において、自然
暴露によって表面の樹脂が分解、侵食されて、白色顔料
のみが表面に残留し、白い粉が付着しやすくなる現象）
を示すようなことがなく、有機樹脂バインダーと直接混
合して塗料化でき、しかも基体に一液で直接塗布が可能
な光触媒体粒子を提供することを目的とする。
【００１０】本発明の目的はまた、アセトアルデヒド、
メルカプタン等の悪臭ガス、ＮＯX等の有害ガス、農薬
等の有害物質、環境汚染物質の分解除去及び殺菌効果に
優れた光触媒体粉末、該粉末を用いた光触媒用組成物及
び、該光触媒用組成物を利用して前記光触媒体粉末を基
体上に担持させた、加工性及び耐光性に優れた光触媒体
を提供することにある。
メルカプタン等の悪臭ガス、ＮＯX等の有害ガス、農薬
等の有害物質、環境汚染物質の分解除去及び殺菌効果に
優れた光触媒体粉末、該粉末を用いた光触媒用組成物及
び、該光触媒用組成物を利用して前記光触媒体粉末を基
体上に担持させた、加工性及び耐光性に優れた光触媒体
を提供することにある。
【００１１】本発明者らは上記の目的を達成するために
鋭意研究を行った結果、一次粒子からなるチタニアゾル
と微粒子コロイダルセラミクスを分散した水性ゾルを噴
霧乾燥することで、チタニア粒子の表面に微粒子セラミ
クスからなる多孔性被覆層を固着させたナノサイズマイ
クロカプセルの集合体からなる造粒体を生成し、その製
法で得られた光触媒粒子は、アセトアルデヒド、メルカ
プタン等の悪臭ガス、ＮＯX等の有害ガス、農薬等の有
害物質、環境汚染物質の分解除去及び殺菌等の光触媒活
性において良好な特性を示すだけでなく、塗料化の容易
さと塗膜としたときの耐光性にも極めて優れていること
を見出し、本発明を完成させた。
鋭意研究を行った結果、一次粒子からなるチタニアゾル
と微粒子コロイダルセラミクスを分散した水性ゾルを噴
霧乾燥することで、チタニア粒子の表面に微粒子セラミ
クスからなる多孔性被覆層を固着させたナノサイズマイ
クロカプセルの集合体からなる造粒体を生成し、その製
法で得られた光触媒粒子は、アセトアルデヒド、メルカ
プタン等の悪臭ガス、ＮＯX等の有害ガス、農薬等の有
害物質、環境汚染物質の分解除去及び殺菌等の光触媒活
性において良好な特性を示すだけでなく、塗料化の容易
さと塗膜としたときの耐光性にも極めて優れていること
を見出し、本発明を完成させた。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】す
なわち本発明の光触媒粒子は、チタニア一次粒子の表面
に微粒子セラミクスからなる多孔性被覆層を部分的に固
着させたナノサイズマイクロカプセルを含んでなること
を特徴とする。
なわち本発明の光触媒粒子は、チタニア一次粒子の表面
に微粒子セラミクスからなる多孔性被覆層を部分的に固
着させたナノサイズマイクロカプセルを含んでなること
を特徴とする。
【００１３】本発明の光触媒体粒子は、前記チタニアゾ
ルからのチタニアの一次粒子が無数に内包され、微粒子
セラミクスを主体とする壁材は個々のチタニア一次粒子
の周りを包むような構造をとるが、チタニア粒子の表面
全体を膜状に覆うのではなく、微粒子セラミクスの粒径
に応じてチタニア粒子に部分的に接触結合している。そ
のため微粒子セラミクスからなる壁材は、チタニア粒子
の表面に部分的に固着しているが、チタニアの一次粒子
の表面の多くは微粒子セラミクスに被覆されていない活
性サイトとして存在する。その結果、ナノサイズマイク
ロカプセル化しているのにも関わらず、チタニアのもつ
光触媒能が高く保持されている。
ルからのチタニアの一次粒子が無数に内包され、微粒子
セラミクスを主体とする壁材は個々のチタニア一次粒子
の周りを包むような構造をとるが、チタニア粒子の表面
全体を膜状に覆うのではなく、微粒子セラミクスの粒径
に応じてチタニア粒子に部分的に接触結合している。そ
のため微粒子セラミクスからなる壁材は、チタニア粒子
の表面に部分的に固着しているが、チタニアの一次粒子
の表面の多くは微粒子セラミクスに被覆されていない活
性サイトとして存在する。その結果、ナノサイズマイク
ロカプセル化しているのにも関わらず、チタニアのもつ
光触媒能が高く保持されている。
【００１４】前記微粒子セラミクスは、アルミナ、シリ
カ、ジルコニアからなる群より選ばれる少なくとも一種
とすることが好ましい。
カ、ジルコニアからなる群より選ばれる少なくとも一種
とすることが好ましい。
【００１５】前記多孔性被覆層の細孔径は１〜６０ｎｍ
とすることが望ましい。この細孔径の範囲は微粒子コロ
イダルセラミクス粒子同士の隙間に相当しており、後述
する光触媒体にした場合に、光触媒活性効果が大幅に向
上するからである。
とすることが望ましい。この細孔径の範囲は微粒子コロ
イダルセラミクス粒子同士の隙間に相当しており、後述
する光触媒体にした場合に、光触媒活性効果が大幅に向
上するからである。
【００１６】前記ナノサイズマイクロカプセルは抗菌性
金属を含有することができ、該抗菌性金属としては、
銀、銅、亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも一種と
することが好ましい。
金属を含有することができ、該抗菌性金属としては、
銀、銅、亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも一種と
することが好ましい。
【００１７】一方、本発明の光触媒粒子の製造方法は、
一次粒子からなるチタニアゾルと微粒子コロイダルセラ
ミクスを分散した水性ゾルを噴霧乾燥し、チタニアの表
面に微粒子セラミクスからなる多孔性被覆層を固着させ
たナノサイズマイクロカプセルの集合体からなる造粒体
を生成することを特徴とする。即ち、有機溶媒や有機金
属を使用しない造粒体の製造方法であることを特徴とす
る。
一次粒子からなるチタニアゾルと微粒子コロイダルセラ
ミクスを分散した水性ゾルを噴霧乾燥し、チタニアの表
面に微粒子セラミクスからなる多孔性被覆層を固着させ
たナノサイズマイクロカプセルの集合体からなる造粒体
を生成することを特徴とする。即ち、有機溶媒や有機金
属を使用しない造粒体の製造方法であることを特徴とす
る。
【００１８】前記造粒体は、粒径が０．５〜２００μ
ｍ、比表面積が２０〜５００ｍ2／ｇであることが好ま
しい。粒径が０．５μｍより小さいものおよび比表面積
が５００ｍ2／ｇより大きいものは、本光触媒体粒子の
製法上、作製するのが困難となる。また、粒径が２００
μｍより大きく、比表面積が２０ｍ2／ｇより小さいも
のは、紫外線の被照射効率が低く光触媒能として低いた
め望ましくない。
ｍ、比表面積が２０〜５００ｍ2／ｇであることが好ま
しい。粒径が０．５μｍより小さいものおよび比表面積
が５００ｍ2／ｇより大きいものは、本光触媒体粒子の
製法上、作製するのが困難となる。また、粒径が２００
μｍより大きく、比表面積が２０ｍ2／ｇより小さいも
のは、紫外線の被照射効率が低く光触媒能として低いた
め望ましくない。
【００１９】前記チタニアゾルは、光触媒能を有するも
のであれば特に制限されないが、代表的には硫酸チタニ
ルを高シード添加の条件下で加水分解反応して得られた
メタチタン酸を脱硫後、酸で解膠処理して一次粒子に分
散したアナターゼ型のもので、一次粒子径が１０〜５０
ｎｍの超微粒子のものが望ましい。また解膠処理をせず
に凝集粒径が３００〜８００ｎｍになる様に調整したも
の及びこれを更に５００℃以下で焼成して結晶性を向上
させたチタニア粒子をゾル化したものも好適に使用でき
る。
のであれば特に制限されないが、代表的には硫酸チタニ
ルを高シード添加の条件下で加水分解反応して得られた
メタチタン酸を脱硫後、酸で解膠処理して一次粒子に分
散したアナターゼ型のもので、一次粒子径が１０〜５０
ｎｍの超微粒子のものが望ましい。また解膠処理をせず
に凝集粒径が３００〜８００ｎｍになる様に調整したも
の及びこれを更に５００℃以下で焼成して結晶性を向上
させたチタニア粒子をゾル化したものも好適に使用でき
る。
【００２０】また前記チタニアゾルには、Ｗ、Ｓｎ、Ｍ
ｏ、Ｖ、Ｍｎ及びＺｎ等の触媒活性を向上させる金属酸
化物を含有させることもできる。
ｏ、Ｖ、Ｍｎ及びＺｎ等の触媒活性を向上させる金属酸
化物を含有させることもできる。
【００２１】前記微粒子コロイダルセラミクスは、粒径
が３〜３０ｎｍであって、同時に前記チタニアゾルの粒
径と同等かそれ以下であることが好ましい。粒径が３ｎ
ｍ未満だとコロイダルセラミクスとして不安定なため好
ましくない。また、粒径が３０ｎｍを超えるとチタニア
ゾルに対するコロイダルセラミクスの粒径が大き過ぎて
チタニアゾル表面の被覆が不十分となり、光触媒粒子を
有機樹脂バインダーに混合した塗料の耐光性が低下する
ため好ましくない。
が３〜３０ｎｍであって、同時に前記チタニアゾルの粒
径と同等かそれ以下であることが好ましい。粒径が３ｎ
ｍ未満だとコロイダルセラミクスとして不安定なため好
ましくない。また、粒径が３０ｎｍを超えるとチタニア
ゾルに対するコロイダルセラミクスの粒径が大き過ぎて
チタニアゾル表面の被覆が不十分となり、光触媒粒子を
有機樹脂バインダーに混合した塗料の耐光性が低下する
ため好ましくない。
【００２２】前記微粒子コロイダルセラミクスは、ま
た、アルミナ、シリカ、ジルコニアからなる群から選ば
れる少なくとも一種のセラミクスであり、チタニアゾル
粒子と微粒子コロイダルセラミクスの比率が１００：１
００から１００：１０００の範囲にあるものが望まし
い。前記チタニアゾルの比率が、１００：１００未満で
あると、耐光性に問題が出てくる。一方、微粒子コロイ
ダルセラミクスの比率が１００：１０００を超えると、
被覆層が厚くなりすぎて被覆層中の被分解物の拡散が遅
くなり、結果的に光触媒活性が低下する。
た、アルミナ、シリカ、ジルコニアからなる群から選ば
れる少なくとも一種のセラミクスであり、チタニアゾル
粒子と微粒子コロイダルセラミクスの比率が１００：１
００から１００：１０００の範囲にあるものが望まし
い。前記チタニアゾルの比率が、１００：１００未満で
あると、耐光性に問題が出てくる。一方、微粒子コロイ
ダルセラミクスの比率が１００：１０００を超えると、
被覆層が厚くなりすぎて被覆層中の被分解物の拡散が遅
くなり、結果的に光触媒活性が低下する。
【００２３】前記微粒子コロイダルセラミクスは、異な
る表面電位を有するコロイド粒子として互いに接近し弱
い凝集体を形成した形でチタニア粒子の周りに存在（ヘ
テロ凝集）していることから、チタニア表面への不活性
セラミクスの固着は、水性ゾルを噴霧乾燥することで可
能であり、チタニアの表面に微粒子セラミクスからなる
多孔性被覆層を固着させたナノサイズマイクロカプセル
の集合体からなる造粒体が生成する。噴霧乾燥した光触
媒体粒子を焼成すると、酸化チタンの結晶性が向上する
と同時に結晶水が除去されることで単位質量あたりの酸
化チタンの純度が向上して、光触媒活性が向上する。
る表面電位を有するコロイド粒子として互いに接近し弱
い凝集体を形成した形でチタニア粒子の周りに存在（ヘ
テロ凝集）していることから、チタニア表面への不活性
セラミクスの固着は、水性ゾルを噴霧乾燥することで可
能であり、チタニアの表面に微粒子セラミクスからなる
多孔性被覆層を固着させたナノサイズマイクロカプセル
の集合体からなる造粒体が生成する。噴霧乾燥した光触
媒体粒子を焼成すると、酸化チタンの結晶性が向上する
と同時に結晶水が除去されることで単位質量あたりの酸
化チタンの純度が向上して、光触媒活性が向上する。
【００２４】加熱温度は噴霧乾燥時の温度である１００
℃からこれを続けて焼成する場合の８００℃までとする
ことが望ましい。これより高温であると酸化チタンの比
表面積が低下して光触媒能が低下するため、好ましくな
い。
℃からこれを続けて焼成する場合の８００℃までとする
ことが望ましい。これより高温であると酸化チタンの比
表面積が低下して光触媒能が低下するため、好ましくな
い。
【００２５】前記ナノサイズマイクロカプセルに抗菌性
金属を含有させる場合は、前記チタニアゾル、前記微粒
子コロイダルセラミクス、及び前記水性ゾルのいずれか
に抗菌性金属を含有させたものを用いることが好まし
い。
金属を含有させる場合は、前記チタニアゾル、前記微粒
子コロイダルセラミクス、及び前記水性ゾルのいずれか
に抗菌性金属を含有させたものを用いることが好まし
い。
【００２６】また、本発明の光触媒塗料組成物は、前記
の光触媒粒子を樹脂に分散させたことを特徴とする。
の光触媒粒子を樹脂に分散させたことを特徴とする。
【００２７】この光触媒塗料組成物は、前記光触媒体粒
子が樹脂に分散しているものであるが、前記光触媒体粒
子の粒径が実用的には０．５〜２００μｍと比較的大き
いものであるため、その分散状態は非常に良好である。
分散方法も通常の分散機器を使用し、樹脂中に光触媒体
粉末を混合して分散させれば充分である。
子が樹脂に分散しているものであるが、前記光触媒体粒
子の粒径が実用的には０．５〜２００μｍと比較的大き
いものであるため、その分散状態は非常に良好である。
分散方法も通常の分散機器を使用し、樹脂中に光触媒体
粉末を混合して分散させれば充分である。
【００２８】前記樹脂は熱硬化性、熱軟化性の何れでも
良く、また光触媒活性の影響を受けない上に、前記光触
媒体に含まれるチタニアによって紫外線が吸収されるこ
とから、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ＰＥＴ、ポリカーボ
ネート、メタクリル酸樹脂等、ほぼ任意のものを選びう
るが、樹脂自体の耐光性の観点から、フッ素樹脂、シリ
コン樹脂、アクリル樹脂、耐光性ウレタン樹脂、及び、
フッ素、シリコンで変成された樹脂等が好ましい。
良く、また光触媒活性の影響を受けない上に、前記光触
媒体に含まれるチタニアによって紫外線が吸収されるこ
とから、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ＰＥＴ、ポリカーボ
ネート、メタクリル酸樹脂等、ほぼ任意のものを選びう
るが、樹脂自体の耐光性の観点から、フッ素樹脂、シリ
コン樹脂、アクリル樹脂、耐光性ウレタン樹脂、及び、
フッ素、シリコンで変成された樹脂等が好ましい。
【００２９】前記光触媒塗料組成物を作製する際の、前
記光触媒粒子に対する樹脂の添加比率は、１５〜２００
重量部が望ましい。１５重量部より少ないと前記光触媒
体の基体への接着力が弱く剥離が生じ、また２００重量
部より多いと樹脂層が厚くなりすぎ、悪臭ガスの光触媒
粒子表面への吸着が起こりにくくなり、光触媒反応効率
が低下して脱臭性能や抗菌性能が低下するためである。
記光触媒粒子に対する樹脂の添加比率は、１５〜２００
重量部が望ましい。１５重量部より少ないと前記光触媒
体の基体への接着力が弱く剥離が生じ、また２００重量
部より多いと樹脂層が厚くなりすぎ、悪臭ガスの光触媒
粒子表面への吸着が起こりにくくなり、光触媒反応効率
が低下して脱臭性能や抗菌性能が低下するためである。
【００３０】尚、樹脂の添加比率が５０重量部以下の場
合、塗料分散時の粘度低減を目的に、希釈剤を適当量添
加することが好ましい。
合、塗料分散時の粘度低減を目的に、希釈剤を適当量添
加することが好ましい。
【００３１】また、本発明の光触媒体は、前記の光触媒
塗料組成物を基体に塗布して、該基体上に光触媒塗膜を
形成したことを特徴とする。
塗料組成物を基体に塗布して、該基体上に光触媒塗膜を
形成したことを特徴とする。
【００３２】前記光触媒体に使用する基体は、アルミニ
ウム、鉄、チタン、ニッケル、クロム、銅、前記金属の
１種以上を含む合金、ガラス、セラミックス、セメン
ト、木材、紙、布、繊維、フィルム、及び合成樹脂から
なる群から選ぶことができ、その形状は板状、直方体、
立方体、球状、凹凸状等任意のものを単独または組み合
わせて選択することができる。
ウム、鉄、チタン、ニッケル、クロム、銅、前記金属の
１種以上を含む合金、ガラス、セラミックス、セメン
ト、木材、紙、布、繊維、フィルム、及び合成樹脂から
なる群から選ぶことができ、その形状は板状、直方体、
立方体、球状、凹凸状等任意のものを単独または組み合
わせて選択することができる。
【００３３】前記光触媒体中の光触媒粉末は樹脂中に分
散しているが、前述の如く、チタニア粒子が微粒子セラ
ミクスの壁材に包まれているので、チタニアと樹脂がほ
とんど接触しない。そのため有機樹脂で固定する方法で
問題となった耐光性が、微粒子セラミクスからなる多孔
性被覆層を固着させたナノサイズマイクロカプセルの集
合体からなる造粒体では大幅に改良され、紫外線照射時
の光触媒による塗膜の劣化はほとんど認められない。同
時にチタニア粒子と微粒子セラミクスからなる壁材との
間には微粒子コロイダルセラミクス粒子同士の隙間に相
当する１〜６０ｎｍの隙間が存在するので、これらの隙
間を通じて被分解ガスの吸着と反応生成ガスの脱離が容
易となり、アセトアルデヒド、メルカプタン等の悪臭ガ
ス、ＮＯ X等の有害ガス、農薬等の有害物質、環境汚染
物質の分解除去及び殺菌などの光触媒活性効果が大幅に
向上する。
散しているが、前述の如く、チタニア粒子が微粒子セラ
ミクスの壁材に包まれているので、チタニアと樹脂がほ
とんど接触しない。そのため有機樹脂で固定する方法で
問題となった耐光性が、微粒子セラミクスからなる多孔
性被覆層を固着させたナノサイズマイクロカプセルの集
合体からなる造粒体では大幅に改良され、紫外線照射時
の光触媒による塗膜の劣化はほとんど認められない。同
時にチタニア粒子と微粒子セラミクスからなる壁材との
間には微粒子コロイダルセラミクス粒子同士の隙間に相
当する１〜６０ｎｍの隙間が存在するので、これらの隙
間を通じて被分解ガスの吸着と反応生成ガスの脱離が容
易となり、アセトアルデヒド、メルカプタン等の悪臭ガ
ス、ＮＯ X等の有害ガス、農薬等の有害物質、環境汚染
物質の分解除去及び殺菌などの光触媒活性効果が大幅に
向上する。
【００３４】本発明にかかる光触媒体は、代表的には、
前記光触媒塗料組成物を前記基体上に塗布して塗膜を作
製することによって製造される。前記塗料組成物を前記
基体上に塗布する方法としては、公知の方法が使用でき
るが、基体の形状に応じて、ロール、吹き付け、浸漬等
の適当な塗装方法を選択できる。
前記光触媒塗料組成物を前記基体上に塗布して塗膜を作
製することによって製造される。前記塗料組成物を前記
基体上に塗布する方法としては、公知の方法が使用でき
るが、基体の形状に応じて、ロール、吹き付け、浸漬等
の適当な塗装方法を選択できる。
【００３５】なお、本発明の光触媒粒子は、悪臭ガスの
脱臭効果以外にも、ＮＯX、アンモニア、硫化水素等の
無機ガスや農薬等の有害物質、環境汚染物質の分解除去
及び菌類、藻類に対する殺菌、除去などが、光触媒効果
として公知であり、脱臭効果が得られる場合には、光触
媒効果として知られているその他の効果も同時に得られ
ることは明らかである。
脱臭効果以外にも、ＮＯX、アンモニア、硫化水素等の
無機ガスや農薬等の有害物質、環境汚染物質の分解除去
及び菌類、藻類に対する殺菌、除去などが、光触媒効果
として公知であり、脱臭効果が得られる場合には、光触
媒効果として知られているその他の効果も同時に得られ
ることは明らかである。
【００３６】従って、本発明の光触媒粒子または光触媒
体を用いて脱臭剤、抗菌剤、有害ガス除去剤、水浄化剤
等に用いることができる。
体を用いて脱臭剤、抗菌剤、有害ガス除去剤、水浄化剤
等に用いることができる。
【００３７】前記光触媒体を用いて脱臭剤とし、日常生
活において発生するタバコ、トイレ等の悪臭ガスを除去
することができる。この場合は、脱臭を行うべき場所の
壁、板、机、支持体、箱等の基体上に、前述したバイン
ダー成分としてのシリカゾルと光触媒成分としての二酸
化チタンとを含有する塗膜を形成すればよく、室内に入
射する太陽光や室内照明光、蛍光灯等を利用して光触媒
体の脱臭効果を発揮させることができる。
活において発生するタバコ、トイレ等の悪臭ガスを除去
することができる。この場合は、脱臭を行うべき場所の
壁、板、机、支持体、箱等の基体上に、前述したバイン
ダー成分としてのシリカゾルと光触媒成分としての二酸
化チタンとを含有する塗膜を形成すればよく、室内に入
射する太陽光や室内照明光、蛍光灯等を利用して光触媒
体の脱臭効果を発揮させることができる。
【００３８】また、抗菌すべき水槽の内張り等に前記塗
膜を形成すること等により抗菌剤とし、紫外線等を用い
て水槽等の容器中の菌類、藻類に対する殺菌、除去を行
うこともできる。
膜を形成すること等により抗菌剤とし、紫外線等を用い
て水槽等の容器中の菌類、藻類に対する殺菌、除去を行
うこともできる。
【００３９】また、前記光触媒体を用いて有害ガス除去
剤とし、排気ガス中の有害ガスの除去を行うことができ
る。ここでいう有害ガスとは、アルデヒド、メルカプタ
ン、アンモニア及びＮＯX等が含まれる。この場合に
は、有害ガスを通過させる容器、筒等の内張り等に、前
記塗膜を形成し、太陽光又は紫外線等を照射することに
より前記有害ガスの除去を行うことができる。
剤とし、排気ガス中の有害ガスの除去を行うことができ
る。ここでいう有害ガスとは、アルデヒド、メルカプタ
ン、アンモニア及びＮＯX等が含まれる。この場合に
は、有害ガスを通過させる容器、筒等の内張り等に、前
記塗膜を形成し、太陽光又は紫外線等を照射することに
より前記有害ガスの除去を行うことができる。
【００４０】また、前記光触媒体を用いて水浄化剤とす
ることができる。ここでいう水とは、工場排水、鉱業排
水、工業用水、農業用水、飲料水、湖沼、河川水、海水
等を含むものである。この場合は、これらの水が存在す
る湖岸、川岸、海岸、流水路、貯水槽内、濾過器内、下
水道、あるいは水棲生物の飼養域内のこれらの水と接触
しうる基体箇所に前記塗膜を形成して水浄化剤とし、次
いで、紫外線を含有した光を照射させて水を浄化する。
紫外線を含有した光としては、例えば、太陽光や蛍光
灯、ブラックランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀
灯などの光があげられる。
ることができる。ここでいう水とは、工場排水、鉱業排
水、工業用水、農業用水、飲料水、湖沼、河川水、海水
等を含むものである。この場合は、これらの水が存在す
る湖岸、川岸、海岸、流水路、貯水槽内、濾過器内、下
水道、あるいは水棲生物の飼養域内のこれらの水と接触
しうる基体箇所に前記塗膜を形成して水浄化剤とし、次
いで、紫外線を含有した光を照射させて水を浄化する。
紫外線を含有した光としては、例えば、太陽光や蛍光
灯、ブラックランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀
灯などの光があげられる。
【００４１】また、前記光触媒粒子を既存の化粧料に配
合することもできる。すなわち、ボディーパウダー、制
汗剤やファンデーションに配合することにより上記悪
臭、皮脂等を分解し且つ抗菌作用を有する機能性化粧料
を得ることができる。
合することもできる。すなわち、ボディーパウダー、制
汗剤やファンデーションに配合することにより上記悪
臭、皮脂等を分解し且つ抗菌作用を有する機能性化粧料
を得ることができる。
【００４２】以下に実施例を挙げて、本発明の内容をよ
り詳細に説明するが、これら実施例はあくまでも例示で
あり、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。
り詳細に説明するが、これら実施例はあくまでも例示で
あり、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。
【００４３】
【実施例】実施例１ メタチタン酸を脱硫後、酸で解膠処理して、一次粒径２
０ｎｍに分散したアナターゼ型酸化チタンと、微粒子コ
ロイダルセラミクスとして粒径５ｎｍのコロイダルシリ
カとを加圧式の分散機を通して分散し、酸化チタン濃度
１０．５％、コロイダルシリカ１６．６％の光触媒水性
ゾルを得た。この液を入口温度２６０℃出口温度１１０
℃送入量７０ｍｌ／ｍｉｎ、エアー圧４ｋｇ／ｃｍ2で
噴霧乾燥し、チタニアの表面にシリカからなる多孔性被
覆層を固着させたナノサイズマイクロカプセルの集合体
からなる粒径１５μｍの造粒体を生成した。この光触媒
体粒子は比表面積が４５０ｍ2／ｇで、表面被覆層の細
孔径が１０ｎｍであった。またこの光触媒体粒子を焼成
炉で５００℃の条件で焼成した。
０ｎｍに分散したアナターゼ型酸化チタンと、微粒子コ
ロイダルセラミクスとして粒径５ｎｍのコロイダルシリ
カとを加圧式の分散機を通して分散し、酸化チタン濃度
１０．５％、コロイダルシリカ１６．６％の光触媒水性
ゾルを得た。この液を入口温度２６０℃出口温度１１０
℃送入量７０ｍｌ／ｍｉｎ、エアー圧４ｋｇ／ｃｍ2で
噴霧乾燥し、チタニアの表面にシリカからなる多孔性被
覆層を固着させたナノサイズマイクロカプセルの集合体
からなる粒径１５μｍの造粒体を生成した。この光触媒
体粒子は比表面積が４５０ｍ2／ｇで、表面被覆層の細
孔径が１０ｎｍであった。またこの光触媒体粒子を焼成
炉で５００℃の条件で焼成した。
【００４４】実施例２ メタチタン酸を脱硫後、酸で解膠処理して、一次粒径２
０ｎｍに分散したアナターゼ型酸化チタンと、微粒子コ
ロイダルセラミクスとして粒径１０ｎｍのアルミナゾル
とを加圧式の分散機を通して分散し、酸化チタン濃度１
０．５％、アルミナゾル２０．５％の光触媒水性ゾルを
得た。この液を入口温度２６０℃出口温度１１０℃送入
量７０ｍｌ／ｍｉｎ、エアー圧４ｋｇ／ｃｍ2で噴霧乾
燥し、チタニアの表面にアルミナからなる多孔性被覆層
を固着させたナノサイズマイクロカプセルの集合体から
なる粒径１８μｍの造粒体を生成した。この光触媒体粒
子は比表面積が４２０ｍ2／ｇで、表面被覆層の細孔径
が２０ｎｍであった。
０ｎｍに分散したアナターゼ型酸化チタンと、微粒子コ
ロイダルセラミクスとして粒径１０ｎｍのアルミナゾル
とを加圧式の分散機を通して分散し、酸化チタン濃度１
０．５％、アルミナゾル２０．５％の光触媒水性ゾルを
得た。この液を入口温度２６０℃出口温度１１０℃送入
量７０ｍｌ／ｍｉｎ、エアー圧４ｋｇ／ｃｍ2で噴霧乾
燥し、チタニアの表面にアルミナからなる多孔性被覆層
を固着させたナノサイズマイクロカプセルの集合体から
なる粒径１８μｍの造粒体を生成した。この光触媒体粒
子は比表面積が４２０ｍ2／ｇで、表面被覆層の細孔径
が２０ｎｍであった。
【００４５】実施例３ メタチタン酸を脱硫後、酸で解膠処理して、一次粒径４
０ｎｍに分散したアナターゼ型酸化チタンと、微粒子コ
ロイダルセラミクスとして粒径２０ｎｍのジルコニアゾ
ルとを加圧式の分散機を通して分散し、酸化チタン濃度
１０．５％、ジルコニア２４．６％の光触媒水性ゾルを
得た。この液を入口温度２６０℃出口温度１１０℃送入
量７０ｍｌ／ｍｉｎ、エアー圧４ｋｇ／ｃｍ2で噴霧乾
燥し、チタニアの表面にジルコニアからなる多孔性被覆
層を固着させたナノサイズマイクロカプセルの集合体か
らなる粒径２２μｍの造粒体を生成した。この光触媒体
粒子は比表面積が３２０ｍ2／ｇで、表面被覆層の細孔
径が４０ｎｍであった。
０ｎｍに分散したアナターゼ型酸化チタンと、微粒子コ
ロイダルセラミクスとして粒径２０ｎｍのジルコニアゾ
ルとを加圧式の分散機を通して分散し、酸化チタン濃度
１０．５％、ジルコニア２４．６％の光触媒水性ゾルを
得た。この液を入口温度２６０℃出口温度１１０℃送入
量７０ｍｌ／ｍｉｎ、エアー圧４ｋｇ／ｃｍ2で噴霧乾
燥し、チタニアの表面にジルコニアからなる多孔性被覆
層を固着させたナノサイズマイクロカプセルの集合体か
らなる粒径２２μｍの造粒体を生成した。この光触媒体
粒子は比表面積が３２０ｍ2／ｇで、表面被覆層の細孔
径が４０ｎｍであった。
【００４６】実施例４ メタチタン酸を脱硫後、酸で解膠処理して、一次粒径２
０ｎｍに分散したアナターゼ型酸化チタンと、微粒子コ
ロイダルセラミクスとして粒径５ｎｍのコロイダルシリ
カとを加圧式の分散機を通して分散し、酸化チタン濃度
４．５％、コロイダルシリカ２２．６％の光触媒水性ゾ
ルを得た。この液を入口温度２６０℃出口温度１１０℃
送入量７０ｍｌ／ｍｉｎ、エアー圧４ｋｇ／ｃｍ2で噴
霧乾燥し、チタニアの表面にシリカからなる多孔性被覆
層を固着させたナノサイズマイクロカプセルの集合体か
らなる粒径１５μｍの造粒体を生成した。この光触媒体
粒子は比表面積が３４０ｍ2／ｇで、表面被覆層の細孔
径が１０ｎｍであった。
０ｎｍに分散したアナターゼ型酸化チタンと、微粒子コ
ロイダルセラミクスとして粒径５ｎｍのコロイダルシリ
カとを加圧式の分散機を通して分散し、酸化チタン濃度
４．５％、コロイダルシリカ２２．６％の光触媒水性ゾ
ルを得た。この液を入口温度２６０℃出口温度１１０℃
送入量７０ｍｌ／ｍｉｎ、エアー圧４ｋｇ／ｃｍ2で噴
霧乾燥し、チタニアの表面にシリカからなる多孔性被覆
層を固着させたナノサイズマイクロカプセルの集合体か
らなる粒径１５μｍの造粒体を生成した。この光触媒体
粒子は比表面積が３４０ｍ2／ｇで、表面被覆層の細孔
径が１０ｎｍであった。
【００４７】実施例５ 一次粒径が２０ｎｍで凝集粒径６００ｎｍのアナターゼ
型酸化チタンと、微粒子コロイダルセラミクスとして粒
径５ｎｍのコロイダルシリカとをホモミキサーで予備分
散後、加圧式の分散機を通して分散し、酸化チタン濃度
１０．５％、コロイダルシリカ１６．６％の光触媒水性
ゾルを得た。この液を入口温度２６０℃出口温度１１０
℃送入量７０ｍｌ／ｍｉｎ、エアー圧４ｋｇ／ｃｍ2で
噴霧乾燥し、チタニアの表面にシリカからなる多孔性被
覆層を固着させたナノサイズマイクロカプセルの集合体
からなる粒径１５μｍの造粒体を生成した。この光触媒
体粒子は比表面積が３５０ｍ2／ｇで、表面被覆層の細
孔径が１０ｎｍであった。
型酸化チタンと、微粒子コロイダルセラミクスとして粒
径５ｎｍのコロイダルシリカとをホモミキサーで予備分
散後、加圧式の分散機を通して分散し、酸化チタン濃度
１０．５％、コロイダルシリカ１６．６％の光触媒水性
ゾルを得た。この液を入口温度２６０℃出口温度１１０
℃送入量７０ｍｌ／ｍｉｎ、エアー圧４ｋｇ／ｃｍ2で
噴霧乾燥し、チタニアの表面にシリカからなる多孔性被
覆層を固着させたナノサイズマイクロカプセルの集合体
からなる粒径１５μｍの造粒体を生成した。この光触媒
体粒子は比表面積が３５０ｍ2／ｇで、表面被覆層の細
孔径が１０ｎｍであった。
【００４８】実験例１ 実施例１の光触媒体粒子６ｇとアクリル変成シリコン樹
脂エマルジョン（樹脂含有率４５％）１５ｇ及び純水６
ｇを３ｍｍのガラスビーズ６０ｇとともに１２０ｍｌの
マヨネーズ瓶に仕込み、レッドデビル社製のペイントコ
ンディショナーで１０分間分散して塗料とした。これを
シーツ用の織布繊維に２ミルのドクターブレードで塗布
し１２０℃で３０分乾燥して塗膜とした。この膜は塗布
面を手でこすっても粉の付着はなかった。また付着性を
確認するためにセロテープ（登録商標）による剥離試験
（ＪＩＳ−Ｋ５４００で切れ目を入れない簡易法）を行
ったが、付着性の評価点１０で剥離は全く認められなか
った。
脂エマルジョン（樹脂含有率４５％）１５ｇ及び純水６
ｇを３ｍｍのガラスビーズ６０ｇとともに１２０ｍｌの
マヨネーズ瓶に仕込み、レッドデビル社製のペイントコ
ンディショナーで１０分間分散して塗料とした。これを
シーツ用の織布繊維に２ミルのドクターブレードで塗布
し１２０℃で３０分乾燥して塗膜とした。この膜は塗布
面を手でこすっても粉の付着はなかった。また付着性を
確認するためにセロテープ（登録商標）による剥離試験
（ＪＩＳ−Ｋ５４００で切れ目を入れない簡易法）を行
ったが、付着性の評価点１０で剥離は全く認められなか
った。
【００４９】上記の光触媒を塗布した織布を５ｃｍ×１
ｃｍに切り出して１２０ｍｌのガラス製瓶に入れ、アセ
トアルデヒドを瓶内のガス濃度が１００ｐｐｍになる量
注入し、瓶の外から波長３５２ｎｍの紫外線を０．４ｍ
Ｗ／ｃｍ2で１時間照射した後、瓶内の空気を柳本製作
所製ガスクロマトグラフＧ３８００（検出器ＦＩＤ）で
測定したところ、アセトアルデヒド濃度は２０ｐｐｍで
あった。同様にして、エチルメルカプタンの浄化能を測
定した結果、１時間照射後のエチルメルカプタン濃度は
４０ｐｐｍであった。この光触媒体粒子を５００℃で追
加焼成したサンプルについて同様のガス分解性能を測定
したところ、紫外線１時間照射後のアセトアルデヒド濃
度が７ｐｐｍであり、同様にして、エチルメルカプタン
の濃度は２５ｐｐｍであった。
ｃｍに切り出して１２０ｍｌのガラス製瓶に入れ、アセ
トアルデヒドを瓶内のガス濃度が１００ｐｐｍになる量
注入し、瓶の外から波長３５２ｎｍの紫外線を０．４ｍ
Ｗ／ｃｍ2で１時間照射した後、瓶内の空気を柳本製作
所製ガスクロマトグラフＧ３８００（検出器ＦＩＤ）で
測定したところ、アセトアルデヒド濃度は２０ｐｐｍで
あった。同様にして、エチルメルカプタンの浄化能を測
定した結果、１時間照射後のエチルメルカプタン濃度は
４０ｐｐｍであった。この光触媒体粒子を５００℃で追
加焼成したサンプルについて同様のガス分解性能を測定
したところ、紫外線１時間照射後のアセトアルデヒド濃
度が７ｐｐｍであり、同様にして、エチルメルカプタン
の濃度は２５ｐｐｍであった。
【００５０】氷酢酸を蒸留水中に溶解し、１００ｍｇ／
ｌの酢酸溶液を調整した。調整した酢酸溶液５０ｍｌを
２００ｍｌビーカーに分取し、上記の光触媒を塗布した
５ｃｍ×１ｃｍのガラス基板をビーカー底面に固定し
た。上部より３５２ｎｍの紫外線を４ｍＷ／ｃｍ2で２
０時間照射した後、溶液中の酢酸の濃度を横河電機製イ
オンクロマトグラフＩＣ５００で測定した。その結果酢
酸の濃度が７０ｍｇ／ｌまで低下した。
ｌの酢酸溶液を調整した。調整した酢酸溶液５０ｍｌを
２００ｍｌビーカーに分取し、上記の光触媒を塗布した
５ｃｍ×１ｃｍのガラス基板をビーカー底面に固定し
た。上部より３５２ｎｍの紫外線を４ｍＷ／ｃｍ2で２
０時間照射した後、溶液中の酢酸の濃度を横河電機製イ
オンクロマトグラフＩＣ５００で測定した。その結果酢
酸の濃度が７０ｍｇ／ｌまで低下した。
【００５１】更にこの塗膜をスガ試験機（株）製デュー
パネル光コントロールウェザーメーターを使用して、１
６８時間の紫外線照射を行ったが、塗膜及び織布の変
色、塗膜の剥落は生じなかった。また、剥離試験(ＪＩ
Ｓ−Ｋ５４００で切れ目を入れない簡易法)を行ったと
ころ、付着性は評価点１０であった。
パネル光コントロールウェザーメーターを使用して、１
６８時間の紫外線照射を行ったが、塗膜及び織布の変
色、塗膜の剥落は生じなかった。また、剥離試験(ＪＩ
Ｓ−Ｋ５４００で切れ目を入れない簡易法)を行ったと
ころ、付着性は評価点１０であった。
【００５２】実験例２ 実施例１に記載した光触媒体粒子６ｇとアクリル変成シ
リコン樹脂エマルジョン６．７ｇ及び純水１５ｇを３ｍ
ｍのガラスビーズ６０ｇとともに１２０ｍｌのマヨネー
ズ瓶に仕込み、レッドデビル社製のペイントコンディシ
ョナーで１０分間分散して塗料とした。これを紙に２ミ
ルのドクターブレードで塗布し１２０℃で３０分乾燥し
て塗膜とした。この膜は塗布面を手でこすっても粉の付
着は無かった。また付着性を確認するためにセロテープ
による剥離試験（ＪＩＳＫ５４００で切れ目を入れない
簡易法）を行ったが、付着性は評価点１０で剥離は全く
認められなかった。
リコン樹脂エマルジョン６．７ｇ及び純水１５ｇを３ｍ
ｍのガラスビーズ６０ｇとともに１２０ｍｌのマヨネー
ズ瓶に仕込み、レッドデビル社製のペイントコンディシ
ョナーで１０分間分散して塗料とした。これを紙に２ミ
ルのドクターブレードで塗布し１２０℃で３０分乾燥し
て塗膜とした。この膜は塗布面を手でこすっても粉の付
着は無かった。また付着性を確認するためにセロテープ
による剥離試験（ＪＩＳＫ５４００で切れ目を入れない
簡易法）を行ったが、付着性は評価点１０で剥離は全く
認められなかった。
【００５３】上記の光触媒を塗布した紙を５ｃｍ×１ｃ
ｍに切り出して１２０ｍｌのガラス製瓶に入れ、アセト
アルデヒドを瓶内のガス濃度が１００ｐｐｍになる量注
入し、瓶の外から波長３５２ｎｍの紫外線を０．４ｍＷ
／ｃｍ2で１時間照射した後、瓶内の空気を柳本製作所
製ガスクロマトグラフＧ３８００（検出器ＦＩＤ）で測
定したところ、アセトアルデヒド濃度は１０ｐｐｍであ
った。同様にして、エチルメルカプタンの浄化能を測定
した結果、１時間照射後のエチルメルカプタン濃度は３
０ｐｐｍであった。
ｍに切り出して１２０ｍｌのガラス製瓶に入れ、アセト
アルデヒドを瓶内のガス濃度が１００ｐｐｍになる量注
入し、瓶の外から波長３５２ｎｍの紫外線を０．４ｍＷ
／ｃｍ2で１時間照射した後、瓶内の空気を柳本製作所
製ガスクロマトグラフＧ３８００（検出器ＦＩＤ）で測
定したところ、アセトアルデヒド濃度は１０ｐｐｍであ
った。同様にして、エチルメルカプタンの浄化能を測定
した結果、１時間照射後のエチルメルカプタン濃度は３
０ｐｐｍであった。
【００５４】更にこの塗膜をスガ試験機（株）製デュー
パネル光コントロールウェザーメーターを使用して、１
６８時間の紫外線照射を行ったが、塗膜及び織布の変
色、塗膜の剥落は生じなかった。
パネル光コントロールウェザーメーターを使用して、１
６８時間の紫外線照射を行ったが、塗膜及び織布の変
色、塗膜の剥落は生じなかった。
【００５５】実験例３ 実施例１に記載した塗料をアルミ板に直接塗布したが、
塗膜の剥離は全く生じなかった。この塗膜をスガ試験機
（株）製デューパネル光コントロールウェザーメーター
を使用して、１６８時間の紫外線照射を行ったが、塗膜
及び織布の変色、塗膜の剥落は生じなかった。
塗膜の剥離は全く生じなかった。この塗膜をスガ試験機
（株）製デューパネル光コントロールウェザーメーター
を使用して、１６８時間の紫外線照射を行ったが、塗膜
及び織布の変色、塗膜の剥落は生じなかった。
【００５６】参考例１ 実施例１において、酸化チタン濃度１０．５％、コロイ
ダルシリカ６．３％の光触媒水性ゾルを用いた以外は、
同様の方法で塗料を作製し織布に塗布した。この膜は塗
布面を手でこすっても粉の付着は無く、セロテープによ
る剥離試験（ＪＩＳＫ５４００で切れ目を入れない簡易
法）を行ったが、付着性は評価点１０で剥離は全く認め
られなかった。
ダルシリカ６．３％の光触媒水性ゾルを用いた以外は、
同様の方法で塗料を作製し織布に塗布した。この膜は塗
布面を手でこすっても粉の付着は無く、セロテープによ
る剥離試験（ＪＩＳＫ５４００で切れ目を入れない簡易
法）を行ったが、付着性は評価点１０で剥離は全く認め
られなかった。
【００５７】この塗膜をスガ試験機（株）製デューパネ
ル光コントロールウェザーメーターを使用して、１６８
時間の紫外線照射を行ったところ、塗布面を手でこする
と粉が付着し、塗膜の剥落も生じた。
ル光コントロールウェザーメーターを使用して、１６８
時間の紫外線照射を行ったところ、塗布面を手でこする
と粉が付着し、塗膜の剥落も生じた。
【００５８】参考例２ 実施例１において、使用したコロイダルシリカの粒径が
５０ｎｍであること以外は同様の方法で塗料を作製し、
織布に塗布した。この膜は塗布面を手でこすっても粉の
付着はなかった。
５０ｎｍであること以外は同様の方法で塗料を作製し、
織布に塗布した。この膜は塗布面を手でこすっても粉の
付着はなかった。
【００５９】この塗膜をスガ試験機（株）製デューパネ
ル光コントロールウェザーメーターを使用して、１６８
時間の紫外線照射を行ったところ、塗布面を手でこする
と粉が付着し、塗膜の剥落も生じた。コロイダルシリカ
の粒径が大きすぎて、酸化チタン表面の被覆が不十分
で、酸化チタンと有機樹脂の接触する部分が多くなり、
樹脂が分解されたと推定された。
ル光コントロールウェザーメーターを使用して、１６８
時間の紫外線照射を行ったところ、塗布面を手でこする
と粉が付着し、塗膜の剥落も生じた。コロイダルシリカ
の粒径が大きすぎて、酸化チタン表面の被覆が不十分
で、酸化チタンと有機樹脂の接触する部分が多くなり、
樹脂が分解されたと推定された。
【００６０】参考例３ 実験例１において、アクリル変成シリコン樹脂エマルジ
ョンの添加量が１０重量部に当たる１．３ｇで純水の添
加量が２０ｇであること以外は同様の方法で塗料を作製
し、織布に塗布した。この膜は塗布面を手でこすると粉
が少し付着した。
ョンの添加量が１０重量部に当たる１．３ｇで純水の添
加量が２０ｇであること以外は同様の方法で塗料を作製
し、織布に塗布した。この膜は塗布面を手でこすると粉
が少し付着した。
【００６１】この塗膜をスガ試験機（株）製デューパネ
ル光コントロールウェザーメーターを使用して、１６８
時間の紫外線照射を行ったところ、塗布面を手でこする
と粉が付着し、塗膜の剥落も若干生じた。
ル光コントロールウェザーメーターを使用して、１６８
時間の紫外線照射を行ったところ、塗布面を手でこする
と粉が付着し、塗膜の剥落も若干生じた。
【００６２】
【発明の効果】本発明の光触媒粒子は、微粒子セラミク
スを成分とする壁材がチタニア粒子の表面に固着してい
るが、チタニアの一次粒子表面の多くが、微粒子セラミ
クスに直接被覆されていない活性サイトとして存在する
ことによりチタニア粒子の有する光触媒機能を高く維持
できると共に、有害ガス等の分解除去、殺菌、水浄化等
の光触媒活性効果を大幅に向上させることができる。
スを成分とする壁材がチタニア粒子の表面に固着してい
るが、チタニアの一次粒子表面の多くが、微粒子セラミ
クスに直接被覆されていない活性サイトとして存在する
ことによりチタニア粒子の有する光触媒機能を高く維持
できると共に、有害ガス等の分解除去、殺菌、水浄化等
の光触媒活性効果を大幅に向上させることができる。
【００６３】また、多孔性被覆層の細孔径を１〜６０ｎ
ｍとすることにより、該細孔径が微粒子コロイダルセラ
ミクス粒子同士の隙間に相当して、被分解ガスの吸着と
反応生成ガスの脱離を容易とし、有害ガス等の分解除
去、殺菌、水浄化等の光触媒活性効果を大幅に向上させ
ることができる。
ｍとすることにより、該細孔径が微粒子コロイダルセラ
ミクス粒子同士の隙間に相当して、被分解ガスの吸着と
反応生成ガスの脱離を容易とし、有害ガス等の分解除
去、殺菌、水浄化等の光触媒活性効果を大幅に向上させ
ることができる。
【００６４】更に、本発明の光触媒粒子の製造方法で
は、使用するゾルが一次粒子からなるチタニアゾルと微
粒子コロイダルセラミクスを分散した水性ゾルからなる
完全水系材料を使用しているため、噴霧乾燥等の製造工
程での安全性や排ガス処理も含めたコスト面でも実用的
である。また壁材に使用する微粒子コロイダルセラミク
スは非常に安定なものであり、工業的に好適に使用でき
る。
は、使用するゾルが一次粒子からなるチタニアゾルと微
粒子コロイダルセラミクスを分散した水性ゾルからなる
完全水系材料を使用しているため、噴霧乾燥等の製造工
程での安全性や排ガス処理も含めたコスト面でも実用的
である。また壁材に使用する微粒子コロイダルセラミク
スは非常に安定なものであり、工業的に好適に使用でき
る。
【００６５】また、前記光触媒粒子を用いた本発明の光
触媒体は、塗膜中で光触媒効果を有するチタニア粒子と
樹脂とがほとんど接触していないため、従来問題となっ
ていた耐光性が大幅に改善され、又加工性にも優れたも
のとなり、脱臭剤、抗菌剤、有害ガス除去剤、水浄化剤
等に好適に利用することができる。
触媒体は、塗膜中で光触媒効果を有するチタニア粒子と
樹脂とがほとんど接触していないため、従来問題となっ
ていた耐光性が大幅に改善され、又加工性にも優れたも
のとなり、脱臭剤、抗菌剤、有害ガス除去剤、水浄化剤
等に好適に利用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ０１Ｄ 53/94 Ｂ０１Ｊ 23/06 Ａ ４Ｇ０６９ Ｂ０１Ｊ 13/04 Ｍ 21/08 23/50 Ａ Ｍ 23/06 23/72 Ａ 23/80 Ａ 23/50 Ｍ 23/89 Ａ 23/72 Ｍ 23/80 35/02 ＺＡＢＪ 35/10 ３０１Ｆ 23/89 37/00 Ｆ Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０３Ｂ 35/02 ＺＡＢ Ｃ０２Ｆ 1/32 35/10 ３０１ 1/50 ５１０Ｄ 37/00 ５２０Ａ Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０３ ５２０Ｐ Ｃ０２Ｆ 1/32 ５３１Ｔ 1/50 ５１０ ５３１Ｕ ５２０ ５４０Ｆ ５６０Ｃ ５３１ Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｇ Ｈ ５４０ ＺＡＢＪ ５６０ １０２Ｄ Ｂ０１Ｊ 13/02 Ａ Ｆターム(参考） 4C080 AA07 BB02 BB05 CC02 CC05 CC07 HH10 JJ04 JJ06 KK08 LL03 MM03 MM06 MM07 NN02 NN03 NN06 QQ03 4D037 AA01 AA11 AB18 BA18 4D048 AA06 AA17 AA19 AA21 AA22 AB03 BA03X BA06X BA07X BA08X BA12Y BA13X BA16Y BA34Y BA35Y BA39Y BA41X BA42X BB01 BB08 EA01 4D075 CA32 CA34 CA43 CA45 DA04 DA06 DA23 DB01 DB02 DB06 DB07 DB12 DB13 DB14 DB18 DB20 DB21 DB31 DC05 DC38 EB16 EB22 EB38 EB42 EC01 EC24 EC53 4G005 AA02 AB27 AB30 BA20 DA01X DA18Y DA18Z EA10 4G069 AA02 AA03 AA08 AA09 AA12 BA00 BA01A BA01B BA01C BA02A BA02B BA02C BA04A BA04B BA04C BA05A BA05B BA05C BA13A BA14A BA16A BA17 BA22A BA29A BA29B BA48A BB02A BC31A BC32A BC35A CA01 CA05 CA10 CA11 CA13 CA17 EA02X EA02Y EA09 EB18X EB18Y EC02X EC03X EC03Y EC15X EC15Y EC16X EC28 EE01 FA01 FB63 FC02 FC08
Claims (18)
- 【請求項１】 チタニア一次粒子の表面に微粒子セラミ
クスからなる多孔性被覆層を部分的に固着させたナノサ
イズマイクロカプセルを含んでなる光触媒粒子。 - 【請求項２】 前記微粒子セラミクスが、アルミナ、シ
リカ、ジルコニアからなる群より選ばれる少なくとも一
種である請求項１記載の光触媒粒子。 - 【請求項３】 前記多孔性被覆層の細孔径が１〜６０ｎ
ｍである請求項１または２記載の光触媒粒子。 - 【請求項４】 前記ナノサイズマイクロカプセルが抗菌
性金属を含有する請求項１乃至請求項３のいずれか１項
記載の光触媒粒子。 - 【請求項５】 前記抗菌性金属が、銀、銅、亜鉛からな
る群より選ばれる少なくとも一種である請求項４に記載
の光触媒粒子。 - 【請求項６】 一次粒子からなるチタニアゾルと微粒子
コロイダルセラミクスを分散した水性ゾルを噴霧乾燥
し、チタニアの表面に微粒子セラミクスからなる多孔性
被覆層を固着させたナノサイズマイクロカプセルの集合
体からなる造粒体を生成することを特徴とする光触媒粒
子の製造方法。 - 【請求項７】 前記造粒体が、粒径０．５〜２００μ
ｍ、比表面積２０〜５００ｍ2／ｇであることを特徴と
する請求項６記載の光触媒粒子の製造方法。 - 【請求項８】 前記チタニアゾルが、粒径が１０〜５０
ｎｍの一次粒子からなることを特徴とする請求項６また
は７記載の光触媒粒子の製造方法。 - 【請求項９】 前記微粒子コロイダルセラミクスの粒径
が３〜３０ｎｍであることを特徴とする請求項６乃至請
求項８のいずれか１項記載の光触媒粒子の製造方法。 - 【請求項１０】 前記微粒子コロイダルセラミクスが、
アルミナ、シリカ、ジルコニアからなる群から選ばれる
少なくとも１種のセラミクスであり、チタニアゾル粒子
と微粒子コロイダルセラミクスの比率が１００：１００
から１００：１０００の範囲にあることを特徴とする請
求項６乃至９のいずれか１項記載の光触媒粒子の製造方
法。 - 【請求項１１】 前記チタニアゾル、前記微粒子コロイ
ダルセラミクス、及び前記水性ゾルのいずれかに抗菌性
金属を含有させることを特徴とする請求項６乃至請求項
１０のいずれか１項記載の光触媒粒子の製造方法。 - 【請求項１２】 請求項１乃至請求項５のいずれか１項
記載の光触媒粒子を樹脂に分散させた光触媒塗料組成
物。 - 【請求項１３】 請求項１２の光触媒塗料組成物を基体
に塗布して、該基体上に光触媒塗膜を形成した光触媒
体。 - 【請求項１４】 前記基体が、アルミニウム、鉄、チタ
ン、ニッケル、クロム、銅、前記金属の１種以上を含む
合金、ガラス、セラミクス、セメント、木材、紙、布、
繊維、フィルム、及び合成樹脂からなる群から選ばれる
ことを特徴とする請求項１３記載の光触媒体。 - 【請求項１５】 請求項１乃至請求項５のいずれか１項
記載の光触媒粒子、又は請求項１３若しくは請求項１４
記載の光触媒体を用いた脱臭剤。 - 【請求項１６】 請求項１乃至請求項５のいずれか１項
記載の光触媒粒子、又は請求項１３若しくは請求項１４
記載の光触媒体を用いた抗菌剤。 - 【請求項１７】 請求項１乃至請求項５のいずれか１項
記載の光触媒粒子、又は請求項１３若しくは請求項１４
記載の光触媒体を用いた有害ガス除去剤。 - 【請求項１８】 請求項１乃至請求項５のいずれか１項
記載の光触媒粒子、又は請求項１３若しくは請求項１４
記載の光触媒体を用いた水浄化剤。
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