JP2002119865A - Method for manufacturing multifunctional material having photocatalytic function - Google Patents

Method for manufacturing multifunctional material having photocatalytic function

Info

Publication number
JP2002119865A
JP2002119865A JP2001248877A JP2001248877A JP2002119865A JP 2002119865 A JP2002119865 A JP 2002119865A JP 2001248877 A JP2001248877 A JP 2001248877A JP 2001248877 A JP2001248877 A JP 2001248877A JP 2002119865 A JP2002119865 A JP 2002119865A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
photocatalyst
layer
binder layer
binder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001248877A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Hayakawa
信 早川
Toshiya Watabe
俊也 渡部
Keiichiro Norimoto
圭一郎 則本
Eiichi Kojima
栄一 小島
Mitsuyoshi Machida
町田  光義
Yoshimitsu Saeki
義光 佐伯
Tatsuhiko Kuga
辰彦 久我
Yasushi Nakajima
靖 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toto Ltd filed Critical Toto Ltd
Priority to JP2001248877A priority Critical patent/JP2002119865A/en
Publication of JP2002119865A publication Critical patent/JP2002119865A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a multifunctional material which is excellent in deodorizing function, antibacterial function (bactericidal function), antifouling function or the like and greatly increases holding power of a photocatalytic layer and thereby hardly generates peeling or the like. SOLUTION: The method for manufacturing the multifunctional material having a photocatalytic function is distinguished by providing with a process in which a binder layer is formed on a substrate surface, a process in which a layer made of a mixture composed of photocatalyst particles of <0.3 μm average grain size and any particles among tin oxide, zinc oxide and bismuth oxide having grain size of <=4/5 grain size of the photocatalyst is formed on the binder layer, and a sintering process.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は脱臭機能、抗(殺)
菌機能、防汚機能等の機能を発揮する多機能材とその製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deodorizing function,
The present invention relates to a multifunctional material exhibiting functions such as a fungus function and an antifouling function, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】紫外線を照射することで、悪臭成分等の
有機化合物に対して酸素分子の吸着或いは脱着を起こさ
せ、分解(酸化)を促進する機能を発揮する物質とし
て、TiO2、V2O5、ZnO、WO3等が知られており、
特に結晶型がアナターゼ型のTiO2粒子は光触媒として
の効果が高いので、従来から壁材、タイル、ガラス
(鏡)、循環濾過装置或いは衛生陶器等の表面に光触媒
層を形成する提案がなされている。
2. Description of the Related Art TiO2, V2O5, and ZnO are substances that exhibit the function of promoting the decomposition (oxidation) of organic compounds such as malodorous components by irradiating them with ultraviolet rays by causing them to adsorb or desorb oxygen molecules. , WO3, etc. are known,
In particular, since anatase-type TiO2 particles have a high effect as a photocatalyst, it has been proposed to form a photocatalyst layer on the surface of a wall material, a tile, a glass (mirror), a circulating filtration device, a sanitary ware, or the like. .

【0003】上記の光触媒層を形成する方法として、従
来から以下のような方法が行われている。 プラスチッ
ク、セラミック、樹脂等の基材表面に、CVD法、スパ
ッタリング法、電子ビーム蒸着法等によって直接TiO2
粒子等からなる光触媒層を形成する方法。 光触媒粒子
をバインダーに混練してスプレー・コーティング法等に
よって基材表面に塗布したり、ディップ・コーティング
法により浸漬塗布した後に、熱処理する方法(特開平5
−201747号公報)。
As a method for forming the photocatalyst layer, the following method has been conventionally used. TiO2 is directly applied on the surface of plastic, ceramic, resin, etc. by CVD, sputtering, electron beam evaporation, etc.
A method for forming a photocatalytic layer composed of particles and the like. A method in which photocatalyst particles are kneaded with a binder and applied to the substrate surface by spray coating or the like, or dip-coated by dip coating and then heat-treated (Japanese Patent Laid-Open No.
-201747).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】CVD法、スパッタリ
ング法、電子ビーム蒸着法等を用いる場合には、設備が
大規模になり、また歩留りも悪いため製造コストが高く
なる。
When the CVD method, the sputtering method, the electron beam evaporation method, or the like is used, the equipment becomes large-scale and the yield is poor, so that the manufacturing cost increases.

【0005】一方、TiO2粒子等の光触媒粒子が光触媒
としての効果を発揮するには、光触媒粒子に紫外線が照
射されることと、光触媒粒子が悪臭ガス等の分解対象物
質に接触することが必要であるが、特開平5−2017
47号公報のように光触媒粒子をバインダーに混練して
基材に塗布していたのでは、多くの光触媒粒子がバイン
ダー層中に埋もれ、紫外線が届かなかったり、悪臭ガス
等に接触しないことになり、充分な触媒機能を発揮する
ことができない。
On the other hand, in order for photocatalyst particles such as TiO2 particles to exhibit the effect as a photocatalyst, it is necessary to irradiate the photocatalyst particles with ultraviolet rays and to contact the photocatalyst particles with a substance to be decomposed such as an odorous gas. However, Japanese Patent Laid-Open No. 5-2017
If the photocatalyst particles were kneaded with a binder and applied to a substrate as in JP-B-47, many photocatalyst particles would be buried in the binder layer, and would not reach ultraviolet rays or come in contact with odorous gas. , Cannot exhibit a sufficient catalytic function.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明では以下に示す手段を施した。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention has the following means.

【0007】基材表面にバインダー層を介して光触媒層
が保持された光触媒機能を有する多機能材において、前
記光触媒層の上層部は外気と接するようにバインダー層
から露出され、また前記光触媒層の下層部はその一部が
バインダー層内に埋設されているようにした。このよう
な構成とすることにより、光触媒層の上層部は露出して
いるので、触媒機能を充分に発揮でき、また光触媒層の
下層部はその一部がバインダー層内に埋設されているの
で光触媒粒子が基材から剥離しにくくなる。
[0007] In a multifunctional material having a photocatalytic function in which a photocatalytic layer is held on a base material surface via a binder layer, an upper layer of the photocatalytic layer is exposed from the binder layer so as to be in contact with the outside air. The lower layer was partly buried in the binder layer. With this configuration, the upper layer of the photocatalyst layer is exposed, so that the catalytic function can be sufficiently exhibited. The lower layer of the photocatalyst layer is partially embedded in the binder layer, so that the photocatalyst layer is partially buried in the binder layer. Particles are less likely to peel from the substrate.

【0008】ここで、基材としては、タイル、衛生陶
器、ガラス等のセラミック、樹脂、金属、木材またはそ
の複合物等のいずれでもよい。
Here, the substrate may be any of tile, sanitary ware, ceramics such as glass, resin, metal, wood or a composite thereof.

【0009】また、光触媒粒子としては、TiO2、Zn
O、SrTiO3、Fe2O3、CdS、CdSe、WO3、Fe
TiO3、GaP、GaAs、RuO2、MoS3、LaRhO3、
CdFeO3、Bi2O3、MoS2、In2O3、CdO、SnO2
等が挙げられ、これらのうちのいずれを用いてもよい。
尚、TiO2、SrTiO3、Fe2O3、CdS、WO3、Mo
S3、Bi2O3、MoS2、In2O3、CdO等は等価電子帯
のレドックス・ポテンシャルの絶対値が伝導帯のレドッ
クス・ポテンシャルの絶対値よりも大きいため酸化力の
ほうが還元力よりも大きく、有機化合物の分解による防
臭作用、防汚作用あるいは抗菌作用に優れている。また
原料コストの面ではTiO2、Fe2O3、ZnOが有利であ
る。
The photocatalyst particles include TiO 2, Zn
O, SrTiO3, Fe2O3, CdS, CdSe, WO3, Fe
TiO3, GaP, GaAs, RuO2, MoS3, LaRhO3,
CdFeO3, Bi2O3, MoS2, In2O3, CdO, SnO2
And any of these may be used.
In addition, TiO2, SrTiO3, Fe2O3, CdS, WO3, Mo
For S3, Bi2O3, MoS2, In2O3, CdO, etc., since the absolute value of the redox potential of the equivalent electronic band is larger than the absolute value of the redox potential of the conduction band, the oxidizing power is larger than the reducing power, and the organic compound is decomposed. Excellent deodorant, antifouling or antibacterial action. In terms of raw material costs, TiO2, Fe2O3, and ZnO are advantageous.

【0010】また、前記バインダー層は、例えば釉薬、
無機ガラス、熱可塑性樹脂、半田等の熱可塑性材料にて
構成する。このようにバインダー層を熱可塑性材料にて
構成することで、バインダー層上にスプレーコティング
法等の簡便且つ安価な方法によって光触媒を常温で塗布
でき、また加熱処理のみで、基材、バインダー層及び光
触媒を強固に結合でき、製造コスト上有利となる。
Further, the binder layer may be made of, for example, a glaze,
It is made of a thermoplastic material such as inorganic glass, thermoplastic resin, and solder. By configuring the binder layer with a thermoplastic material in this manner, a photocatalyst can be applied on the binder layer at a normal temperature by a simple and inexpensive method such as a spray coating method. And the photocatalyst can be firmly bonded, which is advantageous in the production cost.

【0011】また、本発明に係る光触媒機能を有する多
機能材は、光触媒粒子からなる光触媒層を熱可塑性材料
からなるシート状バインダー層の上に積層またはその一
部を埋設して構成される。このようなシート状の多機能
材を、既存のタイル、衛生陶器、建材等の上に貼着後加
熱すれば、既存のタイル等に後から防臭性、防汚性、抗
菌性、抗カビ性等の機能を付加することができる。
Further, the multifunctional material having a photocatalytic function according to the present invention is constituted by laminating a photocatalyst layer made of photocatalyst particles on a sheet-like binder layer made of a thermoplastic material or embedding a part thereof. If such sheet-shaped multifunctional material is heated after pasting it on existing tiles, sanitary ware, building materials, etc., the existing tiles will be deodorized, stainproof, antibacterial, antifungal And other functions can be added.

【0012】前記光触媒層を構成する光触媒粒子の平均
粒径は、比表面積を大きくして光触媒活性を高めるた
め、0.3μm未満とするのが好ましい。
The average particle size of the photocatalyst particles constituting the photocatalyst layer is preferably less than 0.3 μm in order to increase the specific surface area and enhance the photocatalytic activity.

【0013】また、光触媒層の耐摩耗性を高めるため、
光触媒層のうちバインダー層から露出する部分を構成す
る光触媒粒子は互いに結合されていることが好ましい。
Further, in order to enhance the abrasion resistance of the photocatalyst layer,
It is preferable that the photocatalyst particles constituting a portion of the photocatalyst layer exposed from the binder layer are bonded to each other.

【0014】前記光触媒層の厚さは0.1μm〜0.9
μmであることが好ましい。0.1μm未満では局所的
に光触媒粒子がバインダー層内に埋め込まれて、多機能
材表面上触媒活性を発揮できない部分が生じ、その部分
に菌が滞留するようになるので、特に抗菌性が悪化す
る。また0.9μmを越えると、厚みのバラつきが大き
くなり、サンプルに染みが付着した際に汚れが落ちにく
くなる。ここで、光触媒層の厚さとは、最表面からバイ
ンダー層の下層に埋め込まれている部分までを含み、そ
れぞれの凹凸を均した厚みである。
The photocatalyst layer has a thickness of 0.1 μm to 0.9 μm.
μm is preferred. If the thickness is less than 0.1 μm, the photocatalyst particles are locally embedded in the binder layer, and a portion where the catalytic activity cannot be exerted on the surface of the multifunctional material occurs. I do. On the other hand, when the thickness exceeds 0.9 μm, the thickness varies greatly, and it becomes difficult to remove stains when stains adhere to the sample. Here, the thickness of the photocatalyst layer is a thickness including the portion from the outermost surface to the portion embedded in the lower layer of the binder layer, and the thickness of each unevenness.

【0015】ここで、光触媒層の厚さを変化させること
で意匠的な効果も得られる。即ち、厚さを0.2μm以
上0.4μm未満にすれば、光触媒層膜厚部に対する光
の干渉作用により虹彩色模様を付することができ、ま
た、外観上基材の地の色、模様若しくはそれらの結合の
みにしたければ、上記光の干渉作用を生じる部分を除外
した0.1μm以上0.2μm未満もしくは0.4μm
以上1μm未満に光触媒層膜厚部を作製すればよい。斯
かる手法は、タイル、洗面台、浴槽、大・小便器、流し
台、調理台等広範な範囲に応用可能である。
Here, a design effect can be obtained by changing the thickness of the photocatalyst layer. That is, when the thickness is set to 0.2 μm or more and less than 0.4 μm, an iris pattern can be formed by the interference of light with respect to the photocatalyst layer film thickness portion. Alternatively, if only the combination thereof is desired, the portion that causes the light interference action is excluded from 0.1 μm or more and less than 0.2 μm or 0.4 μm.
The thickness of the photocatalyst layer should be less than 1 μm. Such a method can be applied to a wide range of tiles, sinks, bathtubs, large and small urinals, sinks, countertops, and the like.

【0016】光触媒層のうちバインダー層から露出する
部分を構成する光触媒粒子を互いに結合させる方法とし
ては、例えば、光触媒粒子の間隙にその間隙よりも粒径
の小さな粒子を充填する。光触媒粒子のみで互いに結合
する場合には、光触媒粒子同士の吸着または焼結による
しかない。しかしながら光触媒粒子相互の焼結作用を利
用する場合はかなり高温で焼結しなければならず、一方
吸着による場合には光触媒粒子の比表面積をよほど大き
くし且つ充填性をよくしなければ結合性は充分になら
ず、光触媒粒子の活性点吸着分だけ消費する等、充分な
触媒活性と耐摩耗性を有する多機能材を製造するには方
法が制限されることになる。また、光触媒粒子の結合を
強化するために、光触媒粒子の間隙よりも大きな粒子を
用いると、充分な結合力を得られないのみならず、多機
能材表面に露出する光触媒粒子を部分的に覆ってしまう
ことになり、多機能材表面上触媒活性を発揮できない部
分が生じ、その部分に菌が滞留することになるので、抗
菌性が著しく悪化する。尚、ここでいう光触媒粒子間の
間隙とは、図3(a)に示すような、光触媒粒子3b,
3b間のネック部、図3(b)に示すような、光触媒粒
子3b,3b間の気孔の双方を指す。したがって、ここ
でいう光触媒粒子の間隙よりも粒径の小さな粒子3cと
は、光触媒粒子間のネック部、光触媒粒子間の気孔のい
ずれの間隙よりも小さな粒子をいう。
As a method of bonding the photocatalyst particles constituting the portion of the photocatalyst layer exposed from the binder layer, for example, the gap between the photocatalyst particles is filled with particles having a smaller particle size than the gap. In the case where the photocatalyst particles are bonded to each other only by the photocatalyst particles, the only method is to adsorb or sinter the photocatalyst particles. However, when utilizing the sintering action between photocatalyst particles, sintering must be carried out at a considerably high temperature. On the other hand, in the case of adsorption, if the specific surface area of the photocatalyst particles is not so large and the packing property is not good, the binding property is not high In order to produce a multifunctional material having sufficient catalytic activity and abrasion resistance, for example, the method consumes only the active site adsorption amount of the photocatalyst particles. Further, if particles larger than the gap between the photocatalyst particles are used to strengthen the bond between the photocatalyst particles, not only a sufficient bonding force cannot be obtained, but also the photocatalyst particles exposed on the surface of the multifunctional material are partially covered. As a result, there is a portion on the surface of the multifunctional material where no catalytic activity can be exerted, and bacteria remain in that portion, so that the antibacterial property is significantly deteriorated. Here, the gap between the photocatalyst particles means the photocatalyst particles 3b and 3b as shown in FIG.
3b and both pores between the photocatalyst particles 3b, 3b as shown in FIG. 3 (b). Therefore, the particles 3c having a particle size smaller than the gap between the photocatalyst particles referred to here are particles smaller than any gap between the neck portion between the photocatalyst particles and the pores between the photocatalyst particles.

【0017】また、光触媒粒子の間隙に充填される小さ
な粒子としては、基本的には材質は制限されないが、吸
着力に優れたものがよい。吸着能が極端に弱い材質では
光触媒粒子同士を互いに結合せしめるという目的を達成
できず、また、吸着能が極端に強い材質では間隙に挿入
されるよりも、光触媒粒子表面の活性点を覆ってしまう
確率が大きくなってしまうからである。この点からみ
て、光触媒粒子の間隙に充填される粒子の材質として好
ましいのは、Sn、Ti、Ag、Cu、Zn、Fe、Pt、C
o、Pd、Ni等の金属または酸化物であり、従来から吸
着担体として使用されているゼオライト、活性炭、粘土
等は好ましくない。上記の金属または酸化物のうち、適
度な吸着能を有する点で好ましいのは酸化スズであり、
またAg、Cu等の金属または酸化物は、光触媒粒子同士
を互いに結合せしめる以外に独自に抗菌性、防臭性を有
するので、この機能を活用する用途における特に光の照
射のないときの光触媒の作用を補助する機能を合わせ持
つ点で好ましい。
The material of the small particles to be filled in the gaps between the photocatalyst particles is not basically limited, but those having excellent adsorption power are preferable. An extremely weak material cannot achieve the purpose of binding the photocatalyst particles to each other, and a material having an extremely strong adsorption capability covers the active points on the surface of the photocatalyst particle rather than being inserted into a gap. This is because the probability increases. From this viewpoint, the preferable material of the particles filled in the gap between the photocatalyst particles is Sn, Ti, Ag, Cu, Zn, Fe, Pt, Ct.
Metals or oxides such as o, Pd, Ni, etc., and zeolite, activated carbon, clay and the like conventionally used as an adsorption carrier are not preferred. Of the above metals or oxides, tin oxide is preferable in that it has an appropriate adsorption capacity,
In addition, metals or oxides such as Ag and Cu have unique antibacterial properties and deodorant properties in addition to binding the photocatalyst particles to each other. Therefore, the action of the photocatalyst especially in the absence of light irradiation in applications utilizing this function. It is preferable in that it also has a function of assisting.

【0018】また、前記光触媒粒子の間隙に充填される
粒子の平均粒径は、光触媒粒子の平均粒径の4/5以下
であることが好ましい。光触媒粒子の間隙を埋める粒子
は、現行の製造方法では光触媒粒子同士の間隙のみでな
く、光触媒粒子上にもある程度付着してしまう。そして
間隙を埋める粒子の粒径が光触媒粒子の平均粒径の4/
5を越えると、光触媒粒子の間隙よりも光触媒粒子表面
に付着する確率の方が高くなり、光触媒粒子同士の結合
強度が低下する。また間隙を埋める粒子が光触媒粒子よ
りも大きいと、光触媒粒子を部分的に覆ってしまうこと
になり、多機能材表面上触媒活性を発揮できない部分が
生じ、その部分に菌が滞留し得るようになるので、特に
抗菌性が著しく悪化してしまうおそれもある。
It is preferable that the average particle size of the particles filled in the gaps between the photocatalyst particles is 4/5 or less of the average particle size of the photocatalyst particles. Particles filling the gaps between the photocatalyst particles adhere to not only the gaps between the photocatalyst particles but also onto the photocatalyst particles to some extent in the current manufacturing method. The particle size of the particles filling the gap is 4 / the average particle size of the photocatalyst particles.
If it exceeds 5, the probability of adhering to the surface of the photocatalyst particles is higher than the gap between the photocatalyst particles, and the bonding strength between the photocatalyst particles decreases. Also, if the particles filling the gap are larger than the photocatalyst particles, they will partially cover the photocatalyst particles, and there will be a part on the surface of the multifunctional material that cannot exhibit catalytic activity, so that bacteria can stay in that part. Therefore, the antibacterial property may be significantly deteriorated.

【0019】また、前記光触媒粒子の間隙に充填される
粒子の平均粒径は、0.008μm未満であることが、
比表面積を大きくし、適度の吸着力が得られるので好ま
しい。
The average particle diameter of the particles filled in the gaps between the photocatalyst particles is less than 0.008 μm.
It is preferable because the specific surface area is increased and an appropriate adsorption force can be obtained.

【0020】また、前記光触媒粒子の間隙に充填される
粒子の光触媒粒子に対する量は、モル比で10%以上6
0%以下であることが好ましい。光触媒粒子同士の焼結
が生じない温度領域で熱処理して基材にバインダーを介
して光触媒層を固定する場合、間隙を埋める粒子の量が
少なすぎると、光触媒粒子同士が強固に結合せず、一方
間隙を埋める粒子の量が多すぎると、光触媒粒子を覆う
粒子の量が多くなり、多機能材表面上触媒活性を発揮で
きない部分が生じ、その部分に菌が滞留し得るようにな
るので、特に抗菌性が著しく悪化するので上記範囲が好
ましい。
The amount of the particles filled in the gaps between the photocatalyst particles with respect to the photocatalyst particles is 10% or more and 6% or more in terms of molar ratio.
It is preferably 0% or less. When fixing the photocatalyst layer via a binder to the base material by heat treatment in a temperature range where sintering of the photocatalyst particles does not occur, if the amount of particles filling the gap is too small, the photocatalyst particles do not strongly bind to each other, On the other hand, if the amount of particles that fill the gap is too large, the amount of particles covering the photocatalyst particles will increase, and a portion that cannot exhibit catalytic activity on the surface of the multifunctional material will occur, and bacteria will be able to stay in that portion, Particularly, the above range is preferable because the antibacterial property is significantly deteriorated.

【0021】また、前記光触媒粒子の間隙に充填される
粒子を構成する物質として、その蒸気圧が光触媒粒子を
構成する物質の蒸気圧よりも高いものを選定し、光触媒
粒子の間隙に充填される粒子を光触媒粒子間のネック部
に凝集せしめることが好ましい。これは、より強固な光
触媒粒子同士の結合を得、光触媒層の剥離強度を高める
ためには、充填させるだけでなく焼結させる方がよいか
らである。また、間隙を埋める粒子にこのような蒸気圧
の高い物質を選べば、焼結助剤としても機能し、焼結温
度を低下させることもできる。このような蒸気圧の高い
物質としては、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化亜鉛等が
あるが、安全性の点で酸化スズが好ましい。
Further, as the substance constituting the particles to be filled in the gaps between the photocatalyst particles, a substance having a vapor pressure higher than the vapor pressure of the substance constituting the photocatalyst particles is selected and filled in the gap between the photocatalyst particles. Preferably, the particles are aggregated at the neck between the photocatalyst particles. This is because, in order to obtain a stronger bond between the photocatalyst particles and increase the peel strength of the photocatalyst layer, it is better not only to fill but also to sinter. Further, if such a substance having a high vapor pressure is selected as the particles for filling the gap, it functions as a sintering aid and can lower the sintering temperature. Examples of such a substance having a high vapor pressure include tin oxide, bismuth oxide, and zinc oxide, and tin oxide is preferable in terms of safety.

【0022】また、前記光触媒粒子の間隙に充填される
粒子を含む層の厚さは、0.1μm以上あることが好ま
しい。この層の厚さが0.1μm未満では局所的に光触
媒粒子(及び製造方法によっては間隙を埋める粒子)が
バインダー層内に埋め込まれて多機能材表面上触媒活性
を発揮できない部分が生じ、その部分に菌が滞留し得る
ようになるので、特に抗菌性が著しく悪化してしまう。
ここで、光触媒粒子の間隙に充填される粒子を含む層の
厚さとは最表面からバインダーの下層に埋め込まれてい
る部分までを含み、それぞれの凹凸を均した厚みであ
る。
The thickness of the layer containing the particles filled in the gaps between the photocatalyst particles is preferably 0.1 μm or more. If the thickness of this layer is less than 0.1 μm, photocatalyst particles (and particles that fill gaps depending on the manufacturing method) are locally embedded in the binder layer, resulting in a portion where the catalytic activity cannot be exhibited on the surface of the multifunctional material. Since bacteria can be retained in the portion, the antibacterial property is particularly remarkably deteriorated.
Here, the thickness of the layer containing the particles to be filled in the gaps between the photocatalyst particles includes the portion from the outermost surface to the portion embedded in the lower layer of the binder, and is a uniform thickness of each of the irregularities.

【0023】ここで、光触媒層の厚さを変化させること
で意匠的な効果も得られる。即ち、厚さを0.2μm以
上0.4μm未満にすれば、光触媒層膜厚部に対する光
の干渉作用により虹彩色模様を付することができる。ま
た間隙を埋める粒子による着色がなければ、外観上基材
の地の色、模様若しくはそれらの結合のみにしたけれ
ば、上記光の干渉作用を生じる部分を除外した0.1μ
m以上0.2μm未満もしくは0.4μm以上1μm未
満に光触媒層膜厚部を作製すればよい。斯かる手法は、
タイル、洗面台、浴槽、大・小便器、流し台、調理台等
広範な範囲に応用可能である。
Here, a design effect can be obtained by changing the thickness of the photocatalyst layer. That is, when the thickness is set to 0.2 μm or more and less than 0.4 μm, an iris pattern can be provided by the interference effect of light on the photocatalytic layer film thickness portion. Also, if there is no coloring by the particles that fill the gaps, if the appearance only needs to be the ground color of the base material, the pattern, or the combination thereof, the portion that causes the above-described light interference is excluded.
The thickness of the photocatalyst layer may be formed to be not less than m and less than 0.2 μm or not less than 0.4 μm and less than 1 μm. Such an approach is
It can be applied to a wide range of tiles, wash basins, bathtubs, large and small urinals, sinks, countertops, etc.

【0024】また、前記光触媒層の最下層を構成する光
触媒粒子のバインダー層への埋設深さは、粒径の1/2
以上で、かつ光触媒粒子と間隙を埋める粒子を含む層の
厚さ未満だけバインダー層内に埋設されていることが好
ましい。光触媒粒子がバインダー層内に粒径の1/2以
上埋設されることにより、光触媒粒子層の最下層とバイ
ンダー層は強固に結合し、また光触媒粒子と間隙を埋め
る粒子を含む層の厚さ以上埋設されてしまうと、光触媒
粒子が最表面に露出しない部分が生じ、その部分が多機
能材表面上触媒活性を発揮できないために、その部分に
菌が滞留し得るようになるので、特に抗菌性が著しく悪
化してしまう。
The depth of burying the photocatalyst particles constituting the lowermost layer of the photocatalyst layer in the binder layer is 1 / of the particle size.
As described above, it is preferable that the photocatalyst particles are embedded in the binder layer by a thickness less than the thickness of the layer including the particles that fill the gap. By embedding the photocatalyst particles in the binder layer in a size of at least 1/2 of the particle size, the lowermost layer of the photocatalyst particle layer and the binder layer are firmly bonded to each other, and the thickness of the layer containing the particles that fills the gap with the photocatalyst particles is larger than the thickness. If buried, the photocatalyst particles will not be exposed on the outermost surface, which will not be able to exhibit catalytic activity on the surface of the multifunctional material. Becomes significantly worse.

【0025】また、前記基材は、公園やデパートにある
水循環方式の人工的な滝や噴水の敷石として用いられる
タイル、石材として利用することができる。このような
用途に光触媒機能を有する多機能材を利用することによ
り、循環に伴って人工照明や自然光の紫外線を含む光を
利用して水中に堆積する有機系の汚物を分解できる。ま
た、細菌、カビ等の繁殖や藻の発生、それに伴うどぶ水
臭を防ぐことができ、より清潔な環境を作り出すことが
できる。
The base material can be used as a tile or a stone material used as a paving stone for artificial waterfalls or fountains of a water circulation system in parks and department stores. By utilizing a multifunctional material having a photocatalytic function for such an application, it is possible to decompose organic dirt deposited in water using artificial lighting or light including natural ultraviolet rays with circulation. In addition, it is possible to prevent breeding of bacteria, molds and the like, generation of algae, and accompanying water odor, thereby creating a cleaner environment.

【0026】また、本発明に係る光触媒機能を有する多
機能材は、病院内における細菌の感染防止器材として利
用されるが、その他有機物を分解できるので抗カビ、抗
ウイルス器材として利用できる。
The multifunctional material having a photocatalytic function according to the present invention is used as a device for preventing bacterial infection in hospitals, but can be used as an antifungal and antiviral device because it can decompose other organic substances.

【0027】また、本発明に係る光触媒機能を有する多
機能材の製造方法は、セラミック、樹脂或いは金属製等
の基材上に熱可塑性材料からなるバインダー層を形成
し、次いで、このバインダー層の上に光触媒粒子からな
る光触媒層を形成し、この後、前記バインダー層を軟化
させて光触媒層の下層の一部をバインダー層に埋設し、
次いで固化する。ここで、バインダー層の粘性が高すぎ
るとバインダー層と光触媒粒子が充分に結合せず、逆に
粘性が低すぎるとバインダー層内に光触媒粒子が埋まっ
てしまい、それが局所的に生じると菌が滞留するように
なるので抗菌性が著しく悪化してしまうので、これらを
考慮してバインダー層の軟化の度合いを決定する。
Further, according to the method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function according to the present invention, a binder layer made of a thermoplastic material is formed on a substrate made of ceramic, resin, metal or the like. A photocatalyst layer made of photocatalyst particles is formed thereon, and thereafter, the binder layer is softened and a part of the lower layer of the photocatalyst layer is embedded in the binder layer,
Then it solidifies. Here, if the viscosity of the binder layer is too high, the binder layer and the photocatalyst particles do not bond sufficiently. Conversely, if the viscosity is too low, the photocatalyst particles are buried in the binder layer. The degree of softening of the binder layer is determined in consideration of these factors, since the antibacterial properties are significantly deteriorated due to the stagnation.

【0028】また、本発明に係る光触媒機能を有する多
機能材の別の製造方法は、熱可塑性材料からなるシート
状バインダー層の上に光触媒粒子からなる光触媒層を形
成し、このシート状バインダー層をセラミック、樹脂或
いは金属製等の基材上に載置または貼着し、この後、前
記バインダー層をを軟化させて光触媒層の下層の一部を
バインダー層に埋設し、次いで固化する。この方法によ
れば、既存のタイル、衛生陶器、建材等に後から防臭
性、防汚性、抗菌性、抗カビ性等の機能を付加すること
ができる。
Another method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function according to the present invention is to form a photocatalyst layer made of photocatalyst particles on a sheet-shaped binder layer made of a thermoplastic material, Is placed or adhered on a substrate made of ceramic, resin, metal or the like, and thereafter, the binder layer is softened, a part of the lower layer of the photocatalyst layer is embedded in the binder layer, and then solidified. According to this method, existing tiles, sanitary ware, building materials, and the like can be later provided with functions such as deodorant properties, antifouling properties, antibacterial properties, and antifungal properties.

【0029】また、本発明に係る光触媒機能を有する多
機能材の別の製造方法は、光触媒粒子の間隙にこの間隙
よりも粒径の小さな粒子が充填され、光触媒粒子同士が
互いに結合された光触媒機能を有する多機能材を製造す
る方法であって、この方法は、セラミック、樹脂或いは
金属製等の基材上に熱可塑性材料からなるバインダー層
を形成し、次いで、このバインダー層の上に光触媒粒子
と前記粒径の小さな粒子をゾルまたは前駆体の状態で混
合した混合物を塗布して光触媒層を形成し、この後、前
記バインダー層を軟化させて光触媒層の下層の一部をバ
インダー層に埋設し、次いで固化する。この方法によれ
ば、簡便であるとともに、予め間隙を埋める粒子と光触
媒粒子をゾルまたは前駆体の状態で混合した混合物を塗
布して光触媒層を形成するので、光触媒粒子と間隙を埋
める粒子の混合比率を制御するのに便利である。
Another method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function according to the present invention is directed to a photocatalyst in which the gap between the photocatalyst particles is filled with particles having a smaller particle size than the gap and the photocatalyst particles are bonded to each other. A method for producing a multifunctional material having a function, comprising forming a binder layer made of a thermoplastic material on a substrate such as ceramic, resin or metal, and then forming a photocatalyst on the binder layer. A mixture of particles and the particles having the small particle size in a sol or precursor state is applied to form a photocatalyst layer.After that, the binder layer is softened, and a part of the lower layer of the photocatalyst layer becomes a binder layer. Buried and then solidified. According to this method, the photocatalyst layer is formed by applying a mixture in which the particles for filling the gap and the photocatalyst particles are mixed in a sol or a precursor state in advance, and thus the photocatalyst particles and the particles for filling the gap are mixed. Useful for controlling the ratio.

【0030】また、本発明に係る光触媒機能を有する多
機能材の別の製造方法は、光触媒粒子の間隙にこの間隙
よりも粒径の小さな粒子が充填され、光触媒粒子同士が
互いに結合された光触媒機能を有する多機能材を製造す
る方法であって、この方法は、熱可塑性材料からなるシ
ート状バインダー層の上に、光触媒粒子と前記粒径の小
さな粒子をゾルまたは前駆体の状態で混合した混合物を
塗布して光触媒層を形成し、この光触媒層を形成したシ
ート状バインダー層をセラミック、樹脂或いは金属製等
の基材上に載置または貼着し、この後、前記バインダー
層を軟化させて光触媒層の下層の一部をバインダー層に
埋設し、次いで固化する。
Another method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function according to the present invention is directed to a photocatalyst in which the gap between the photocatalyst particles is filled with particles having a smaller particle size than the gap, and the photocatalyst particles are bonded to each other. It is a method of producing a multifunctional material having a function, this method, on a sheet-like binder layer made of a thermoplastic material, the photocatalyst particles and the small particles of the particle size were mixed in a sol or precursor state The mixture is applied to form a photocatalyst layer, and the sheet-like binder layer on which the photocatalyst layer is formed is placed or adhered on a base material such as ceramic, resin, or metal, and thereafter, the binder layer is softened. Then, a part of the lower layer of the photocatalyst layer is embedded in the binder layer, and then solidified.

【0031】また、本発明に係る光触媒機能を有する多
機能材の別の製造方法は、光触媒粒子の間隙にこの間隙
よりも粒径の小さな粒子が充填され、光触媒粒子同士が
互いに結合された光触媒機能を有する多機能材を製造す
る方法であって、この方法は、セラミック、樹脂或いは
金属製等の基材上に熱可塑性材料からなるバインダー層
を形成し、次いで、このバインダー層の上に光触媒粒子
からなる光触媒層を形成し、この後、前記バインダー層
を軟化させて光触媒層の下層の一部をバインダー層に埋
設し、次いでバインダー層を固化せしめ、更に光触媒層
に前記粒径の小さな粒子を含む溶液を塗布し、熱処理す
ることで前記粒径の小さな粒子を光触媒粒子に固定化す
る。この方法は間隙を埋める粒子が酸化物である場合に
比較的簡便に実施し得る方法であり、且つ比較的多孔質
の光触媒層を作成した場合に間隙を埋める粒子を多量に
付着させることができる。
Another method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function according to the present invention is directed to a photocatalyst in which the gap between the photocatalyst particles is filled with particles having a smaller particle size than the gap, and the photocatalyst particles are bonded to each other. A method for producing a multifunctional material having a function, comprising forming a binder layer made of a thermoplastic material on a substrate such as ceramic, resin or metal, and then forming a photocatalyst on the binder layer. A photocatalyst layer composed of particles is formed, and thereafter, the binder layer is softened, a part of the lower layer of the photocatalyst layer is embedded in the binder layer, and then the binder layer is solidified. Is applied and heat-treated to immobilize the small-sized particles on the photocatalyst particles. This method can be carried out relatively easily when the particles filling the gaps are oxides, and can make a large amount of particles filling the gaps when a relatively porous photocatalytic layer is formed. .

【0032】また、本発明に係る光触媒機能を有する多
機能材の別の製造方法は、光触媒粒子の間隙にこの間隙
よりも粒径の小さな粒子が充填され、光触媒粒子同士が
互いに結合された光触媒機能を有する多機能材を製造す
る方法であって、この方法は、熱可塑性材料からなるシ
ート状バインダー層の上に光触媒粒子からなる光触媒層
を形成し、次いでこの光触媒層を形成したシート状バイ
ンダー層をセラミック、樹脂或いは金属製等の基材上に
載置または貼着し、この後、前記バインダー層を軟化さ
せて光触媒層の下層の一部をバインダー層に埋設し、次
いでバインダー層を固化せしめ、更に光触媒層に前記粒
径の小さな粒子を含む溶液を塗布し、熱処理することで
前記粒径の小さな粒子を光触媒粒子に固定化する。
Another method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function according to the present invention is directed to a photocatalyst in which the gap between the photocatalyst particles is filled with particles having a smaller particle size than the gap, and the photocatalyst particles are bonded to each other. A method for producing a multifunctional material having a function, comprising forming a photocatalyst layer made of photocatalyst particles on a sheet-shaped binder layer made of a thermoplastic material, and then forming the photocatalyst layer on the sheet-shaped binder. The layer is placed or adhered on a substrate made of ceramic, resin or metal, and thereafter, the binder layer is softened, a part of the lower layer of the photocatalyst layer is embedded in the binder layer, and then the binder layer is solidified. Then, a solution containing the small-sized particles is applied to the photocatalyst layer, and heat treatment is performed to fix the small-sized particles to the photocatalyst particles.

【0033】また、本発明に係る光触媒機能を有する多
機能材の別の製造方法は、光触媒粒子の間隙にこの間隙
よりも粒径の小さな金属粒子が充填され、光触媒粒子同
士が互いに結合された光触媒機能を有する多機能材を製
造する方法であって、この方法は、セラミック、樹脂或
いは金属製等の基材上に熱可塑性材料からなるバインダ
ー層を形成し、次いで、このバインダー層の上に光触媒
粒子からなる光触媒層を形成し、この後、前記バインダ
ー層を軟化させて光触媒層の下層の一部をバインダー層
に埋設し、次いでバインダー層を固化せしめ、更に光触
媒層に前記粒径の小さな金属粒子のイオンを含む溶液を
塗布し、この後紫外線を含む光を照射して金属イオンを
還元して光触媒粒子に固定化することを特徴とする光触
媒機能を有する多機能材の製造方法。この方法は、間隙
を埋める粒子が金属である場合に比較的簡便に実施し得
る方法であり、また金属の固定を極めて短時間(数分)
で行うことができる。また、紫外線照射に用いるランプ
は、紫外線ランプ、BLBランプ、キセノン水銀灯、蛍
光灯のいずれでもよい。
In another method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function according to the present invention, a gap between photocatalyst particles is filled with metal particles having a smaller particle size than the gap, and the photocatalyst particles are bonded to each other. A method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function, the method comprising forming a binder layer made of a thermoplastic material on a base material such as ceramic, resin or metal, and then forming a binder layer on the binder layer. A photocatalyst layer composed of photocatalyst particles is formed, and thereafter, the binder layer is softened, a part of the lower layer of the photocatalyst layer is embedded in the binder layer, and then the binder layer is solidified. A solution having a photocatalytic function characterized in that a solution containing ions of metal particles is applied, and thereafter, light containing ultraviolet rays is irradiated to reduce the metal ions and immobilize them on the photocatalyst particles. Method of manufacturing capacity material. This method can be carried out relatively easily when the particles filling the gap are metal, and fix the metal in a very short time (several minutes).
Can be done with Further, a lamp used for ultraviolet irradiation may be any of an ultraviolet lamp, a BLB lamp, a xenon mercury lamp, and a fluorescent lamp.

【0034】また、本発明に係る光触媒機能を有する多
機能材の別の製造方法は、光触媒粒子の間隙にこの間隙
よりも粒径の小さな金属粒子が充填され、光触媒粒子同
士が互いに結合された光触媒機能を有する多機能材を製
造する方法であって、この方法は、熱可塑性材料からな
るシート状バインダー層の上に光触媒粒子からなる光触
媒層を形成し、次いでこの光触媒層を形成したシート状
バインダー層をセラミック、樹脂或いは金属製等の基材
上に載置または貼着し、この後、前記バインダー層を軟
化させて光触媒層の下層の一部をバインダー層に埋設
し、次いでバインダー層を固化せしめ、更に光触媒層に
前記粒径の小さな金属粒子のイオンを含む溶液を塗布
し、この後紫外線を含む光を照射して金属イオンを還元
して光触媒粒子に固定化する。
In another method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function according to the present invention, a gap between the photocatalyst particles is filled with metal particles having a smaller particle size than the gap, and the photocatalyst particles are bonded to each other. A method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function, which method comprises forming a photocatalyst layer made of photocatalyst particles on a sheet-shaped binder layer made of a thermoplastic material, and then forming the photocatalyst layer on the sheet-like sheet. The binder layer is placed or adhered on a substrate made of ceramic, resin, metal, or the like, and thereafter, the binder layer is softened so that a part of the lower layer of the photocatalyst layer is embedded in the binder layer. After solidification, a solution containing ions of the metal particles having the small particle diameter is applied to the photocatalyst layer, and thereafter, the metal ions are reduced by irradiating light including ultraviolet rays and fixed to the photocatalyst particles. To.

【0035】また、本発明に係る光触媒機能を有する多
機能材の別の製造方法は、光触媒粒子の間隙にこの間隙
よりも粒径の小さな金属粒子が充填され、光触媒粒子同
士が互いに結合された光触媒機能を有する多機能材を製
造する方法であって、この方法は、セラミック、樹脂或
いは金属製等の基材上に熱可塑性材料からなるバインダ
ー層を形成し、次いで、このバインダー層の上に光触媒
粒子からなる光触媒層を形成し、この光触媒層に前記粒
径の小さな金属粒子のイオンを含む溶液を塗布し、この
後紫外線を含む光を照射して金属イオンを還元して光触
媒粒子に固定化し、更に前記バインダー層を軟化させて
光触媒層の下層の一部をバインダー層に埋設し、次いで
バインダー層を固化せしめる。この方法によれば加熱処
理工程を一回で済ますことができるので生産性が向上す
る。
In another method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function according to the present invention, the gap between the photocatalyst particles is filled with metal particles having a smaller particle size than the gap, and the photocatalyst particles are bonded to each other. A method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function, the method comprising forming a binder layer made of a thermoplastic material on a base material such as ceramic, resin or metal, and then forming a binder layer on the binder layer. A photocatalyst layer composed of photocatalyst particles is formed, a solution containing the ions of the metal particles having the small particle diameter is applied to the photocatalyst layer, and thereafter, the metal ions are reduced by irradiating light including ultraviolet rays and fixed to the photocatalyst particles. Then, the binder layer is softened, a part of the lower layer of the photocatalyst layer is embedded in the binder layer, and then the binder layer is solidified. According to this method, the heat treatment step can be performed only once, so that the productivity is improved.

【0036】また、本発明に係る光触媒機能を有する多
機能材の別の製造方法は、光触媒粒子の間隙にこの間隙
よりも粒径の小さな金属粒子が充填され、光触媒粒子同
士が互いに結合された光触媒機能を有する多機能材を製
造する方法であって、この方法は、熱可塑性材料からな
るシート状バインダー層の上に光触媒粒子からなる光触
媒層を形成し、この光触媒層に前記粒径の小さな金属粒
子のイオンを含む溶液を塗布し、この後紫外線を含む光
を照射して金属イオンを還元して光触媒粒子に固定化
し、更に光触媒層を形成したシート状バインダー層をセ
ラミック、樹脂或いは金属製等の基材上に載置または貼
着し、この後、前記バインダー層を軟化させて光触媒層
の下層の一部をバインダー層に埋設し、次いでバインダ
ー層を固化せしめる。
In another method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function according to the present invention, a gap between the photocatalyst particles is filled with metal particles having a smaller particle size than the gap, and the photocatalyst particles are bonded to each other. A method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function, the method comprising forming a photocatalyst layer made of photocatalyst particles on a sheet-like binder layer made of a thermoplastic material, A solution containing ions of metal particles is applied, and thereafter, light including ultraviolet rays is applied to reduce the metal ions to be fixed to the photocatalyst particles. Further, the sheet-like binder layer on which the photocatalyst layer is formed is made of ceramic, resin or metal. Or the like, and then the binder layer is softened, a part of the lower layer of the photocatalyst layer is embedded in the binder layer, and then the binder layer is solidified.

【0037】前記光触媒粒子をZnOとし、この光触媒
粒子の間隙に充填される金属粒子をAgまたはAg2Oと
することが可能である。ここで、AgまたはAg2O粒子
は、光触媒であるZnO粒子同士の結合を強化するだけ
でなく、ZnOの光触媒効果を増進し、且つ自ら抗菌、
防臭の効果も有する。またZnOを光触媒として選択す
ることにより、Agイオンによる着色を解消することが
でき、基材の地の色、模様もしくはそれらの結合による
意匠的効果を向上することができる。
The photocatalyst particles may be ZnO, and the metal particles filling the gaps between the photocatalyst particles may be Ag or Ag2O. Here, the Ag or Ag2O particles not only strengthen the bond between the ZnO particles that are photocatalysts, but also enhance the photocatalytic effect of ZnO, and have an antibacterial effect.
It also has a deodorizing effect. In addition, by selecting ZnO as a photocatalyst, coloring due to Ag ions can be eliminated, and the color of the background of the substrate, the pattern, or the design effect due to the combination thereof can be improved.

【0038】また、前記光触媒粒子の間隙に充填される
金属のイオンとの間で不溶性で無色または白色の塩を形
成する塩類を含む溶液を、光触媒層に接触しせしめ、こ
の後紫外線を含む光を照射するようにしてもよい。この
ようにすることで、ZnOとAgまたはAg2Oの組合せに
よらなくても、間隙を埋める粒子によるによる着色を解
消することができ、基材の地の色。模様もしくはそれら
の結合による意匠的効果を向上することができる。
Further, a solution containing a salt which forms a colorless or white salt which is insoluble with a metal ion filled in the gap between the photocatalyst particles is brought into contact with the photocatalyst layer, and thereafter, a light containing ultraviolet light is irradiated. May be irradiated. By doing so, the coloring due to the particles filling the gap can be eliminated without depending on the combination of ZnO and Ag or Ag2O, and the color of the ground of the base material can be eliminated. The design effect due to the patterns or their combination can be improved.

【0039】また、前記光触媒粒子をTiO2とし、バイ
ンダー層を軟化せしめるための熱処理温度を800℃以
上1000℃以下としてもよい。800℃以上ではTi
O2粒子同士の間に初期焼結によるネック部が生成する
ため、TiO2粒子同士の結合強度が向上するが、100
0℃を越えると、中期焼結過程に移行し、TiO2の固相
焼結に伴う光触媒層の体積収縮が顕著になるためクラッ
クが生じやすくなる。
Further, the photocatalyst particles may be made of TiO 2, and the heat treatment temperature for softening the binder layer may be 800 ° C. or more and 1000 ° C. or less. Ti above 800 ° C
Since a neck portion is formed between the O2 particles by the initial sintering, the bonding strength between the TiO2 particles is improved.
If the temperature exceeds 0 ° C., the process shifts to the middle-stage sintering step, and the volume shrinkage of the photocatalyst layer accompanying the solid phase sintering of TiO 2 becomes remarkable, so that cracks are easily generated.

【0040】また、前記光触媒粒子をTiO2とし、この
光触媒粒子の間隙に充填される金属粒子をAgとし、こ
の金属のイオンとの間で不溶性で無色または白色の塩を
形成する塩類を含む溶液をKI、KCl、FeCl3等のハ
ロゲン化物水溶液としてもよい。Agはハロゲン化アル
カリとの間にAgI、AgCl等の不溶性で無色または白
色の塩を形成するので、基材の地の色、模様若しくはそ
れらの結合による意匠的な向上を図ることができる。
The photocatalyst particles are made of TiO 2, the metal particles filled in the gaps between the photocatalyst particles are made of Ag, and a solution containing a salt which forms an insoluble colorless or white salt with ions of this metal is used. It may be an aqueous solution of a halide such as KI, KCl, or FeCl3. Since Ag forms an insoluble and colorless or white salt such as AgI and AgCl with an alkali halide, it is possible to improve the design of the base material by improving the background color, pattern, or combination thereof.

【0041】また、前記バインダー層は基材の軟化温度
よりも低い軟化温度を有するものを選定し、このバイン
ダー層の軟化温度よりも20℃を越え320℃未満の範
囲、好ましくは40℃以上300℃以下の範囲で且つ基
材の軟化温度よりも低い雰囲気温度で加熱処理する。バ
インダー層の軟化温度よりも20℃高い温度よりも加熱
処理温度が低いと、バインダー層の粘性が高すぎるため
バインダー層と光触媒粒子が充分に結合せず、逆にバイ
ンダー層の軟化温度よりも320℃高い温度よりも加熱
処理温度が高いと、バインダー層の粘性が低すぎバイン
ダー層内に光触媒粒子が埋まってしまい、それが局所的
に生じると、そこに菌が滞留する結果、抗菌性が落ちる
ことになることによる。
Further, the binder layer is selected to have a softening temperature lower than the softening temperature of the base material. The softening temperature of the binder layer is more than 20 ° C. and less than 320 ° C., preferably 40 ° C. or more and 300 ° C. or less. The heat treatment is performed at an ambient temperature in the range of not more than ℃ and lower than the softening temperature of the substrate. If the heat treatment temperature is lower than the temperature 20 ° C. higher than the softening temperature of the binder layer, the viscosity of the binder layer is too high, so that the binder layer and the photocatalyst particles are not sufficiently bonded, and conversely, the temperature is 320 ° C. lower than the softening temperature of the binder layer. If the heat treatment temperature is higher than ℃ higher temperature, the viscosity of the binder layer is too low and the photocatalyst particles will be buried in the binder layer, and if it occurs locally, bacteria will stay there, resulting in a decrease in antibacterial properties It depends.

【0042】また、光触媒粒子をバインダー層上に塗布
する工程の前工程として分散工程を備える場合には、こ
の分散工程における光触媒粒子となるべきゾルまたは前
駆体を溶液中に分散させるための分散剤には、バインダ
ー層を軟化せしめるための熱処理温度より低温で気化す
る成分のみを使用するが好ましい。従来技術において、
320℃未満で防臭性がなかったのは、分散工程におい
てTiO2粒子表面に付着した分散剤が充分に気化、蒸発
せずに残留していたために、TiO2粒子表面が基材最表
面に充分に露出されず、光触媒機能が不充分になったた
めである。尚、低温で気化する分散剤としては、分子量
が1万以下である有機分散剤、リン酸系分散剤が好まし
い。
When a dispersing step is provided as a step prior to the step of applying the photocatalyst particles on the binder layer, a dispersant for dispersing the sol or precursor to be the photocatalyst particles in the dispersion step in the solution. It is preferable to use only components that vaporize at a temperature lower than the heat treatment temperature for softening the binder layer. In the prior art,
The lack of deodorization at a temperature lower than 320 ° C. means that the dispersing agent adhered to the surface of the TiO2 particles in the dispersing step was sufficiently vaporized and remained without evaporating, so that the surface of the TiO2 particles was sufficiently exposed to the outermost surface of the substrate. This is because the photocatalytic function became insufficient. As the dispersant that evaporates at a low temperature, an organic dispersant having a molecular weight of 10,000 or less and a phosphoric acid-based dispersant are preferable.

【0043】更に、光触媒粒子の比重をδt、前記バイ
ンダー層の比重をδbとした場合、0≦δt−δb≦3.
0であることをが好ましい。比重差が小さすぎると、バ
インダー層に光触媒粒子が充分に埋設されずバインダー
層と光触媒粒子が充分に結合せず、比重差が大きすぎる
と、バインダー層内に光触媒粒子が埋まってしまい、そ
れが局所的に生じると、底に菌が滞留して抗菌性が低下
するためである。尚、この方法の応用手法として、δt
−δb>3.0にしなければならない場合でも、バイン
ダー層と光触媒粒子との間に0≦δt−δb≦3.0であ
る第2のバインダー層を介在せしめればよい。またδt
−δb<0のときには、加熱処理時に加圧すれば比重差
δt−δbを増すのと同様の効果がある。したがって、H
IP処理、ホットプレス処理により、0≦δt−δb≦
3.0のときと同様の効果が得られる。
When the specific gravity of the photocatalyst particles is δt and the specific gravity of the binder layer is δb, 0 ≦ δt−δb ≦ 3.
It is preferably 0. If the specific gravity difference is too small, the photocatalyst particles are not sufficiently embedded in the binder layer, and the binder layer and the photocatalyst particles are not sufficiently bonded.If the specific gravity difference is too large, the photocatalyst particles are buried in the binder layer. If it occurs locally, bacteria stay on the bottom and the antibacterial property is reduced. As an application method of this method, δt
Even when −δb> 3.0 is required, a second binder layer satisfying 0 ≦ δt−δb ≦ 3.0 may be interposed between the binder layer and the photocatalyst particles. Also δt
When −δb <0, pressurizing during the heat treatment has the same effect as increasing the specific gravity difference Δt−δb. Therefore, H
By IP processing and hot press processing, 0 ≦ δt−δb ≦
The same effect as in the case of 3.0 can be obtained.

【0044】[0044]

【作用】光触媒層を構成する光触媒粒子のうちバインダ
ー層側の下層を構成する光触媒粒子はその一部がバイン
ダー層内に埋まった状態で保持され、光触媒層のうち外
気に接する表層を構成する光触媒粒子は実質的にその表
面が外部に露出した状態で粒子同士が互いに結合してい
るので、光触媒効果を充分に発揮することになる。
The photocatalyst particles constituting the lower layer on the binder layer side of the photocatalyst particles constituting the photocatalyst layer are partially retained in the binder layer, and the photocatalyst constituting the surface layer of the photocatalyst layer which is in contact with the outside air. Since the particles are bonded to each other with the surface substantially exposed to the outside, the photocatalytic effect is sufficiently exhibited.

【0045】[0045]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を添付図面
に基づいて説明する。ここで、図1は本発明に係る光触
媒機能を有する多機能材の製造方法を説明した図、図2
は図1(d)の要部拡大図であり、本発明にあっては先
ず同図(a)に示すように、基材1を用意する。基材1
としてはセラミック、樹脂、金属、ガラス或いは木材等
が考えられる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Here, FIG. 1 is a view for explaining a method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function according to the present invention, and FIG.
FIG. 1D is an enlarged view of a main part of FIG. 1D. In the present invention, a base material 1 is first prepared as shown in FIG. Substrate 1
Examples thereof include ceramic, resin, metal, glass, and wood.

【0046】そして、同図(b)に示すように基材1の
表面にバインダー層2を形成する。バインダー層2とし
てはその軟化温度が基材1の軟化温度よりも低い材料か
らなるものを選定する。一例を挙げれば、前記基材1が
タイル、ホーローまたは陶磁器である場合には、バイン
ダー層2としては釉薬層または印刷層をそのまま利用す
ることができる。
Then, a binder layer 2 is formed on the surface of the substrate 1 as shown in FIG. The binder layer 2 is selected from a material whose softening temperature is lower than the softening temperature of the substrate 1. For example, when the substrate 1 is a tile, an enamel or a ceramic, the glaze layer or the printed layer can be used as the binder layer 2 as it is.

【0047】次いで、同図(c)に示すようにバインダ
ー層2の上にTiO2粒子等の光触媒粒子からなる光触媒
層3を形成する。この時、光触媒層3は後の焼成の際に
バインダー層2から落ちない程度の結合力でもってバイ
ンダー層2に載っていればよい。
Next, a photocatalyst layer 3 made of photocatalyst particles such as TiO2 particles is formed on the binder layer 2 as shown in FIG. At this time, the photocatalyst layer 3 only needs to be mounted on the binder layer 2 with such a bonding force that the photocatalyst layer 3 does not fall off the binder layer 2 in the subsequent baking.

【0048】あるいは、基材1の表面にバインダー層2
を形成する前に同図(b’)に示すようにバインダー層
2上に光触媒層3を形成しておき、このバインダー層2
を基材1上に載置するようにしてもよい。
Alternatively, a binder layer 2
Before forming a photocatalyst layer, a photocatalyst layer 3 is formed on the binder layer 2 as shown in FIG.
May be placed on the substrate 1.

【0049】この後、バインダー層2の軟化温度よりも
20℃を越え320℃未満の範囲で高く且つ基材1の軟
化温度よりも低い雰囲気温度で加熱処理することで、同
図(d)及び図2に示すように、光触媒層3のうち前記
バインダー層側の下層を構成する光触媒粒子3aは溶融
したバインダー層にその一部が沈降しバインダー層が凝
固することで当該一部がバインダー層内に埋まり、強固
に保持される。また、光触媒層3のうち外気に接する表
層を構成する光触媒粒子3bは相互間の分子間力や焼成
による焼結によって図3(a)に示すようにその一部は
結合し、また他の部分では図3(b)に示すように離れ
ている。即ち、実質的に表層において光触媒粒子3bの
表面は外部に露出している。
Thereafter, heat treatment is performed at an ambient temperature higher than the softening temperature of the binder layer 2 and higher than 20 ° C. and lower than 320 ° C. and lower than the softening temperature of the base material 1 to obtain the heat treatment shown in FIG. As shown in FIG. 2, a part of the photocatalyst particles 3 a constituting the lower layer of the photocatalyst layer 3 on the binder layer side is settled in the molten binder layer and the binder layer is solidified, so that the part is in the binder layer. Buried in and firmly held. Further, as shown in FIG. 3A, a part of the photocatalyst particles 3b constituting the surface layer of the photocatalyst layer 3 which is in contact with the outside air is bonded to each other by intermolecular force and sintering by sintering. Are separated from each other as shown in FIG. That is, the surface of the photocatalyst particles 3b is exposed to the outside substantially in the surface layer.

【0050】ここで、加熱処理温度をバインダー層2の
軟化温度よりも20℃を越え320℃未満の範囲で高く
したのは、20℃未満であると、バインダー層の軟化に
時間がかかり且つ光触媒粒子3aの保持が充分になされ
ず、一方320℃を越えると、バインダー層の急激な溶
融により光触媒粒子のバインダー層内への埋まりや凹凸
面の発生、更には切れやピンホールが発生することによ
り、望ましくは40℃以上300℃以下とする。
Here, the reason why the heat treatment temperature is set higher than the softening temperature of the binder layer 2 in the range of more than 20 ° C. and less than 320 ° C. is that if the temperature is lower than 20 ° C., it takes time for the softening of the binder layer and the photocatalyst becomes harder. On the other hand, when the temperature exceeds 320 ° C., the photocatalyst particles are buried in the binder layer due to the rapid melting of the binder layer, and irregularities are generated. Desirably, the temperature is 40 ° C. or more and 300 ° C. or less.

【0051】また、光触媒粒子の比重をδt、バインダ
ー層2の比重をδbとした場合、0≦δt−δb≦3.0
好ましくは0.5≦δt−δb≦2.0の関係になるよう
にする。これは、光触媒粒子とバインダー層との比重差
があまり小さいとバインダー層を溶融させた場合に光触
媒粒子のバインダー層内での垂直方向の移動速度が遅く
なり焼成後に光触媒粒子が剥離しやすくなり、光触媒粒
子とバインダー層との比重差が大きすぎると光触媒粒子
の垂直方向の移動速度が増し、殆どの光触媒粒子がバイ
ンダー層中に埋ってしまうそれがあるからである。ま
た、バインダー層2から露出する部分を構成する光触媒
粒子の間隙、具体的には図3(a)に示す光触媒粒子3
bのネック部、或いは図3(b)に示す光触媒粒子3b
の間に、当該間隙よりも粒径の小さな粒子3c(Sn、
Ti、Ag、Cu、Zn、Fe、Pt、Co、Pd、Ni等の金
属または酸化物等)を光触媒粒子3b同士を結合するた
めに充填してもよい。
When the specific gravity of the photocatalyst particles is δt and the specific gravity of the binder layer 2 is δb, 0 ≦ δt−δb ≦ 3.0.
Preferably, the relationship of 0.5 ≦ δt−δb ≦ 2.0 is satisfied. This is because, when the difference in specific gravity between the photocatalyst particles and the binder layer is too small, when the binder layer is melted, the vertical movement speed of the photocatalyst particles in the binder layer becomes slow, and the photocatalyst particles are easily separated after firing, If the difference in specific gravity between the photocatalyst particles and the binder layer is too large, the moving speed of the photocatalyst particles in the vertical direction increases, and most of the photocatalyst particles may be buried in the binder layer. The gap between the photocatalyst particles constituting the portion exposed from the binder layer 2, specifically, the photocatalyst particles 3 shown in FIG.
b, or the photocatalyst particles 3b shown in FIG.
Between the particles 3c (Sn,
Metals or oxides such as Ti, Ag, Cu, Zn, Fe, Pt, Co, Pd, and Ni) may be filled to bond the photocatalyst particles 3b to each other.

【0052】[0052]

【実施例】以下に具体的な実施例を挙げる。 (実施例1)150角の陶磁器タイル基材の表面に、S
iO2−Al2O3−Na/K2Oフリットからなるバインダ
ー層をスプレー・コーティング法により形成し乾燥した
後、15%のTiO2ゾル水溶液をスプレー・コーティン
グ法により塗布し、膜厚が0.8μmのTiO2層を形成
し、次いで、バインダー層とTiO2層が積層された基材
をローラーハースキルンにて雰囲気温度を実施例毎に異
ならせて加熱焼成した後、冷却固化して多機能材を得
た。ここでTiO2ゾル水溶液とは、例えばTiClをオー
トクレーブ中100〜200℃の範囲の水熱条件下で加
水分解して得られた結晶子径0.007〜0.2μm程
度のアナターゼ型TiO2をゾル状態で硝酸、塩酸等の酸
性水溶液またはアンモニア等の塩基性水溶液中に、数%
〜数十%分散させたもので、分散性を向上させるために
表面処理剤としてトリエタノールアミン及びトリメチロ
ールアミンの有機酸塩、ペンタエリトリット、トリメチ
ロールプロパン等を0.5%以下の範囲で添加したもの
である。尚、TiO2ゾルの粒径はSEM観察の画像処理
により、結晶子径は粉末X線回析の積分幅からけいさん
した。また、塗布方法はスプレー・コーティング法で行
ったが、ディップ・コーティング法、スピン・コーティ
ング法でも同様な結果が得られると予想される。得られ
た多機能材について抗菌性及び耐摩耗性についての評価
を行った。抗菌性については大腸菌(Escherichia coli
W3110株)に対する殺菌効果を試験した。予め、70%
エタノールで殺菌した多機能材の最表面に菌液0.15
ml(1〜5×104CFU)を滴下し、ガラス板(1
0×10cm)に載せて基材最表面に密着させ、試料とし
た。 白色灯(3500ルクス)を30分間照射した
後、照射した試料と遮光条件下に維持した試料の菌液を
滅菌ガーゼで拭いて生理食塩水10mlに回収し、菌の
生存率を求め、評価の指標とした。耐摩耗性については
プラスチック消しゴムを用いた摺動摩耗を行い、外観の
変化を比較し評価した。以下の(表1)に基材として陶
磁器タイル、バインダーにSiO2−Al2O3−Na/K2
Oフリットを用いた時の焼成温度の変化に伴う抗菌性、
耐摩耗性の変化を示す。
EXAMPLES Specific examples will be described below. (Example 1) On the surface of a ceramic tile substrate of 150 squares, S
After forming a binder layer composed of iO2-Al2O3-Na / K2O frit by a spray coating method and drying it, a 15% aqueous solution of TiO2 sol is applied by a spray coating method to form a 0.8 m thick TiO2 layer. Then, the base material on which the binder layer and the TiO2 layer were laminated was heated and fired with a roller hearth kiln at different ambient temperatures for each example, and then cooled and solidified to obtain a multifunctional material. Here, the aqueous solution of TiO2 sol means, for example, anatase-type TiO2 having a crystallite diameter of about 0.007 to 0.2 μm obtained by hydrolyzing TiCl in an autoclave under hydrothermal conditions in the range of 100 to 200 ° C. In an acidic aqueous solution such as nitric acid or hydrochloric acid or a basic aqueous solution such as ammonia
To improve the dispersibility by adding an organic acid salt of triethanolamine and trimethylolamine, pentaerythritol, trimethylolpropane, etc. in a range of 0.5% or less as a surface treatment agent. It has been added. The particle size of the TiO2 sol was determined by image processing using SEM observation, and the crystallite size was determined from the integral width of powder X-ray diffraction. In addition, although the coating method was performed by the spray coating method, it is expected that similar results can be obtained by the dip coating method and the spin coating method. The obtained multifunctional material was evaluated for antibacterial properties and abrasion resistance. For antibacterial properties, Escherichia coli
W3110 strain). 70% in advance
Bacterial solution 0.15 on top of multifunctional material sterilized with ethanol
ml (1-5.times.10@4 CFU), and the glass plate (1
(0 × 10 cm) and adhered to the outermost surface of the substrate to obtain a sample. After irradiating with a white light (3500 lux) for 30 minutes, the bacterial solution of the irradiated sample and the sample maintained under light-shielding conditions were wiped with sterile gauze, collected in 10 ml of physiological saline, and the survival rate of the bacteria was determined. The index was used. With respect to abrasion resistance, sliding wear using a plastic eraser was performed, and changes in appearance were compared and evaluated. The following (Table 1) shows ceramic tile as a base material, and SiO2-Al2O3-Na / K2 as a binder.
Antibacterial property with the change of firing temperature when using O frit,
Shows the change in wear resistance.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】ここで、バインダーとして用いたSiO2−
Al2O3−Na/K2Oフリットの比重は2.4、塗布し
た時の膜厚は200μm、軟化温度は680℃であっ
た。また(表1)において得られたTiO2はNo.1〜3
についてはアナターゼ型であり、比重は3.9、No.
4,5についてはルチル型であり、比重は4.2であっ
た。
Here, the SiO 2-used as a binder was used.
The specific gravity of the Al2O3-Na / K2O frit was 2.4, the film thickness when applied was 200 .mu.m, and the softening temperature was 680.degree. The TiO2 obtained in (Table 1) was No. 1 to No. 3.
Is anatase type, specific gravity is 3.9, No.
About 4 and 5, it was a rutile type and specific gravity was 4.2.

【0055】(表1)において、No.1は焼成温度がバ
インダーの軟化温度よりも20℃しか高くなく、バイン
ダーの粘性が充分に低くならなかったために、光触媒層
の最下層を構成するアナターゼ型TiO2粒子がバインダ
ー層中に充分埋設されず、そのため耐摩耗性試験におい
て5〜10回の摺動で傷が入り、剥離してしまった。ま
た抗菌性に関しては光触媒活性に優れるアナターゼ型で
あること、および300℃以上ではTiO2ゾルのTGー
DTA観察上有機成分はほぼ分解、気化しており、Ti
O2表面に付着した表面処理剤等の分散剤は帰化してい
ると解されるが、焼成温度が700℃でそれよりはるか
に高い処理温度であることより、++という優れた値と
なった。
In Table 1, No. 1 shows that the sintering temperature was only 20 ° C. higher than the softening temperature of the binder, and the viscosity of the binder did not become sufficiently low. The TiO2 particles were not sufficiently buried in the binder layer, so that they were scratched and peeled after 5 to 10 slides in the abrasion resistance test. Regarding antibacterial properties, it is an anatase type having excellent photocatalytic activity, and at 300 ° C. or higher, organic components are almost decomposed and vaporized by TG-DTA observation of TiO 2 sol.
It is understood that the dispersant such as a surface treatment agent attached to the O2 surface has been naturalized, but the firing temperature was 700 ° C., which was much higher than that, and the value was excellent as ++.

【0056】No.3〜5は焼成温度が800℃以上10
00℃以下の場合であるが、いずれも耐久性は、40回
以上の摺動試験でも変化なく、極めて優れたものとなっ
た。この原因としては、表面のTiO2粒子の初期焼成に
伴うネック部の生成が考えられる。また1100℃で処
理した場合は、冷却固化後ローラハースキルンより取り
出した多機能材表面のTiO2層にクラックが生じてい
た。これはTiO2テストピースのTMA測定から判断し
て、TiO2粒子の顕著な体積収縮を伴う中期焼結による
ものと考えられる。
Nos. 3 to 5 have sintering temperatures of 800 ° C. or higher and 10
In each case, the durability was extremely excellent without any change even in a sliding test of 40 times or more. This may be due to the formation of a neck due to the initial firing of the TiO2 particles on the surface. In the case of treatment at 1100 ° C., cracks occurred in the TiO 2 layer on the surface of the multifunctional material taken out from the roller hearth kiln after cooling and solidification. Judging from the TMA measurement of the TiO2 test piece, this is considered to be due to the medium-term sintering accompanied by significant volume shrinkage of the TiO2 particles.

【0057】No.4,5では抗菌性がいずれも−と悪く
なった。これには2つの原因が考えられる。1つはTi
O2粒子がルチル型に相転移していることであり、もう
1つは焼成温度がバインダーの軟化温度よりも300℃
を越えて高く、バインダーの粘性が低くなりすぎて光触
媒層を構成するTiO2粒子がバインダー層中に埋設され
てしまったことが考えられる。ここで、TiO2粒子がル
チル型に相転移していることだけが原因だと考えること
はできない。ルチル型TiO2においても、アナターゼ型
TiO2には劣るものの、光触媒活性は若干あるからであ
る。例えば多孔質アルミナ基材に直接TiO2ゾルをスプ
レーコートし、950℃で焼成後、冷却固化した資料の
抗菌性は+であった。従って焼成温度がバインダーの軟
化温度よりも300℃を越えて高く、バインダーの粘性
が低くなりすぎて、光触媒層を構成するTiO2粒子がバ
インダー層中に埋設されてしまったことも一因をなして
いると解される。
In Nos. 4 and 5, the antibacterial properties were all negative. There are two possible causes for this. One is Ti
The other is that the O2 particles have undergone a rutile-type phase transition, and the other is that the firing temperature is 300 ° C. higher than the softening temperature of the binder.
It is conceivable that the TiO2 particles constituting the photocatalyst layer were buried in the binder layer because the viscosity was too high and the viscosity of the binder was too low. Here, it cannot be considered that the only cause is that the TiO2 particles have undergone a rutile type phase transition. This is because rutile-type TiO2 is slightly inferior to anatase-type TiO2, but has some photocatalytic activity. For example, the antibacterial property of the material obtained by spray-coating a TiO2 sol directly on a porous alumina substrate, firing at 950 ° C., and cooling and solidifying was +. Therefore, the firing temperature is higher than the softening temperature of the binder by more than 300 ° C., and the viscosity of the binder is too low, so that the TiO2 particles constituting the photocatalyst layer are buried in the binder layer. It is understood that there is.

【0058】また、試料の断面方向のEPMA等による
TiおよびSi(バインダーの主成分)の元素分析によ
り、TiとSiの混在した層が観察され、光触媒粒子であ
るTiO2が埋設されていることが確認された。
Further, by elemental analysis of Ti and Si (main component of binder) by EPMA or the like in the cross-sectional direction of the sample, a layer in which Ti and Si were mixed was observed, and it was found that TiO2 as photocatalyst particles was embedded. confirmed.

【0059】以上の実施例1、つまり少なくとも光触媒
がTiO2、バインダー層がSiO2−Al2O3−Na/K2
Oフリットのときには以下のことが確認された。 焼成
温度がバインダーの軟化温度よりも20℃を越えて高
く、300℃を越えて高くない条件で多機能材を製造し
た時、抗菌性も耐摩耗性もともに良好な多機能材を製作
できる。その原因は前記温度範囲においてバインダーの
粘性がTiO2がバインダー層中に適度に埋設され得る値
に調整されるためと考えられる。 で作製した多機能材
は、TiO2粒子のバインダー層への埋設が確認された。
焼成温度が800℃以上1000℃以下の場合には、
いずれも耐摩耗性は、40回以上の摺動試験でも変化な
く、極めて優れたものとなった。TiO2粒子間のネック
部生成に伴う強固な結合によると考えられる。
In the first embodiment, at least the photocatalyst is TiO2 and the binder layer is SiO2-Al2O3-Na / K2.
At the time of O frit, the following was confirmed. When the multifunctional material is manufactured under the condition that the sintering temperature is higher than the softening temperature of the binder by more than 20 ° C. and not higher than 300 ° C., the multifunctional material having good antibacterial property and abrasion resistance can be manufactured. The cause is considered to be that the viscosity of the binder is adjusted to a value at which the TiO2 can be appropriately embedded in the binder layer in the above temperature range. In the multifunctional material prepared in the above, it was confirmed that the TiO2 particles were embedded in the binder layer.
When the firing temperature is 800 ° C or higher and 1000 ° C or lower,
In each case, the abrasion resistance was extremely excellent without any change even in a sliding test of 40 times or more. This is thought to be due to the strong bond between the TiO2 particles and the formation of the neck.

【0060】(実施例2)100×100×5のアルミ
ナ基材(アルミナ純度96%)の表面に、SiO2−Al2
O3−PbOフリットからなるバインダー層をスプレー・
コーティング法により形成し乾燥した後、15%のTi
O2ゾル水溶液(実施例1と同じ)をスプレー・コーテ
ィング法により塗布し、膜厚が0.8μmのTiO2層を
形成し、次いで、バインダー層とTiO2層が積層された
基材をローラーハースキルンにて雰囲気温度を実施例毎
に異ならせて加熱焼成した後、冷却固化して多機能材を
得た。
(Example 2) SiO 2 -Al 2 was coated on a surface of a 100 × 100 × 5 alumina base material (alumina purity: 96%).
Spray binder layer consisting of O3-PbO frit
After forming by coating method and drying, 15% Ti
An O2 sol aqueous solution (same as in Example 1) was applied by a spray coating method to form a TiO2 layer having a thickness of 0.8 μm, and then a base material having a binder layer and a TiO2 layer laminated thereon was applied to a roller hearth kiln. After heating and firing at different ambient temperatures for each example, the resultant was cooled and solidified to obtain a multifunctional material.

【0061】以下の(表2)に基材としてアルミナ、バ
インダーにSiO2−Al2O3−PbOフリットを用いた時
の焼成温度の変化に伴う抗菌性、耐摩耗性の変化を示
す。
The following Table 2 shows changes in antibacterial and abrasion resistances with changes in firing temperature when alumina was used as the base material and SiO 2 -Al 2 O 3 -PbO frit was used as the binder.

【0062】[0062]

【表2】 [Table 2]

【0063】ここで、バインダーとして用いたSiO2−
Al2O3−PbOフリットの軟化温度は540℃、比重は
3.8、塗布した時の膜厚は150μmであった。また
得られたTiO2の結晶型はすべてアナターゼ型であっ
た。
Here, the SiO 2-used as a binder was used.
The softening temperature of the Al2O3-PbO frit was 540 DEG C., the specific gravity was 3.8, and the film thickness when applied was 150 .mu.m. The crystal forms of TiO2 obtained were all anatase.

【0064】(表2)の耐摩耗性試験において、No.6
は10回以下の摺動で傷が入り、剥離してしまったが、
No.7,8は10回以上の摺動でも傷が入らず、更に、N
o.9,10は40回以上の摺動でも傷が入らないという
良好な結果が得られた。
In the wear resistance test of (Table 2), No. 6
Was scratched and stripped by sliding less than 10 times,
Nos. 7 and 8 were not damaged even after 10 or more slides.
In o.9 and 10, good results were obtained in which no damage was caused even after sliding more than 40 times.

【0065】No.9,10で40回以上の摺動でも傷が
入らなかったのは、焼成温度が800℃以上であるた
め、TiO2粒子間にネックが生成し、TiO2粒子同士が
強固に結合したためと考えられる。No.6で10回以下
の摺動で傷が入り、剥離してしまったのは、焼成温度が
バインダーの軟化温度よりも20℃しか高くなく、バイ
ンダーの粘性が充分に低くならなかったために、光触媒
層の最下層を構成するアナターゼ型TiO2粒子がバイン
ダー層中に充分埋設されなかったためと考えられる。そ
れに対し、No.7,8で10回以上の摺動でも傷が入ら
なかったのは、ネック部が生成される温度には至らない
ものの焼成温度とバインダーの軟化温度との差が、バイ
ンダーの粘性をTiO2がバインダー層中に適度に埋設さ
れ得る値に調整されたからと考えられる。一方、(表
2)の抗菌性試験において、No.6〜9は+++または
++と良好な結果を得たが、No.10は+になった。こ
れは焼成温度がバインダーの軟化温度よりも320℃も
高く、バインダーの粘性が低くなりすぎて、光触媒層を
構成するTiO2粒子がバインダー層中に埋設されてしま
ったためと考えられる。
In Nos. 9 and 10, no scratch was found even after sliding more than 40 times, because the firing temperature was 800 ° C. or more, a neck was formed between the TiO2 particles, and the TiO2 particles were strongly bonded to each other. Probably because. No. 6 caused scratching and peeling by sliding less than 10 times, because the firing temperature was only 20 ° C. higher than the softening temperature of the binder, and the viscosity of the binder did not become sufficiently low. This is probably because the anatase type TiO2 particles constituting the lowermost layer of the photocatalyst layer were not sufficiently embedded in the binder layer. On the other hand, in No. 7 and 8, no damage was found even after sliding 10 times or more because the difference between the sintering temperature and the softening temperature of the binder did not reach the temperature at which the neck portion was formed. It is considered that the viscosity was adjusted to a value at which TiO2 could be appropriately embedded in the binder layer. On the other hand, in the antibacterial test of (Table 2), Nos. 6 to 9 obtained good results of +++ or ++, but No. 10 became +. This is probably because the firing temperature was 320 ° C. higher than the softening temperature of the binder, and the viscosity of the binder was too low, so that the TiO2 particles constituting the photocatalyst layer were embedded in the binder layer.

【0066】(実施例3)SiO2−Al2O3−BaOフリ
ットを型内で溶融市冷却固化させた後、加工して100
×100×1のガラスシートを作製し、その上に15%
のTiO2ゾル水溶液(実施例1と同じ)をスプレー・コ
ーティング法により塗布し、膜厚が0.8μmのTiO2
層を形成した。その後、ガラスシートをアルミナ基材
(100×100×5)に載せ、シリコニット炉で雰囲
気温度を実施例毎に異ならせて加熱焼成した後、冷却固
化して多機能材を得た。
(Example 3) The SiO2-Al2O3-BaO frit is melted and solidified in a mold in a mold, then processed and processed.
× 100 × 1 glass sheet is prepared and 15%
A TiO2 sol aqueous solution (same as in Example 1) was applied by a spray coating method to form a TiO2 sol having a thickness of 0.8 μm.
A layer was formed. Thereafter, the glass sheet was placed on an alumina base material (100 × 100 × 5), heated and fired in a siliconit furnace at different atmospheric temperatures for each example, and then cooled and solidified to obtain a multifunctional material.

【0067】以下の(表3)に上記の多機能材の焼成温
度の変化に伴う抗菌性、耐摩耗性の変化を示す。
The following Table 3 shows changes in antibacterial properties and abrasion resistance of the above-mentioned multifunctional materials according to the firing temperature.

【0068】[0068]

【表3】 [Table 3]

【0069】ここで、バインダーとして用いたSiO2−
Al2O3−BaOフリットの軟化温度は620℃、比重は
2.8、多機能材上のTiO2の結晶型はNo.11〜13
はアナターゼ型、No.14はルチル型であった。
Here, the SiO 2-used as a binder was used.
The softening temperature of the Al2O3-BaO frit is 620 DEG C., the specific gravity is 2.8, and the crystal form of TiO2 on the multifunctional material is No. 11-13.
No. 14 was an anatase type, and No. 14 was a rutile type.

【0070】(表3)の耐摩耗性試験において、No.1
1は10回以下の摺動で傷が入り、剥離してしまった
が、No.12は10回以上の摺動でも傷が入らず、更
に、No.13,14は40回以上の摺動でも傷が入らな
いという良好な結果が得られた。
In the wear resistance test of (Table 3), No. 1
No. 1 was scratched and peeled by sliding less than 10 times, but No. 12 was not damaged even by sliding more than 10 times, and No. 13 and 14 was more than 40 times sliding. However, good results were obtained in which no scratches occurred.

【0071】No.13,14で40回以上の摺動でも傷
が入らなかったのは、焼成温度が800℃以上であるた
め、TiO2粒子間にネックが生成し、TiO2粒子同士が
強固に結合したためと考えられる。No.11で10回以
下の摺動で傷が入り、剥離してしまったのは、焼成温度
がバインダーの軟化温度よりも20℃しか高くなく、バ
インダーの粘性が充分に低くならなかったために、光触
媒層の最下層を構成するアナターゼ型TiO2粒子がバイ
ンダー層中に充分埋設されなかったためと考えられる。
それに対し、No.12で10回以上の摺動でも傷が入ら
なかったのは、ネック部が生成される温度には至らない
ものの焼成温度とバインダーの軟化温度との差が、バイ
ンダーの粘性をTiO2がバインダー層中に適度に埋設さ
れ得る値に調整されたからと考えられる。一方、(表
3)の抗菌性試験において、No.11〜13は+++ま
たは++と良好な結果を得たが、No.14は−になっ
た。これはTiO2がルチル型であることと、焼成温度が
バインダーの軟化温度よりも320℃も高く、バインダ
ーの粘性が低くなりすぎて、光触媒層を構成するTiO2
粒子がバインダー層中に埋設されてしまったことの2つ
の原因によると考えられる。
In Nos. 13 and 14, no scratch was found even after sliding more than 40 times. Since the firing temperature was 800 ° C. or more, a neck was formed between the TiO2 particles, and the TiO2 particles were strongly bonded to each other. Probably because. In No. 11, scratches were caused by sliding less than 10 times and peeled off because the firing temperature was only 20 ° C. higher than the softening temperature of the binder, and the viscosity of the binder did not become sufficiently low. This is probably because the anatase type TiO2 particles constituting the lowermost layer of the photocatalyst layer were not sufficiently embedded in the binder layer.
On the other hand, in No. 12, no scratch was found even after 10 times of sliding, but the difference between the sintering temperature and the softening temperature of the binder did not reach the temperature at which the neck was formed, but the viscosity of the binder was reduced. This is probably because TiO2 was adjusted to a value that could be properly embedded in the binder layer. On the other hand, in the antibacterial test of (Table 3), No. 11 to 13 obtained good results as +++ or ++, but No. 14 became-. This is because TiO2 is of rutile type, the sintering temperature is 320 ° C. higher than the softening temperature of the binder, and the viscosity of the binder becomes too low, so that the TiO2 constituting the photocatalyst layer is formed.
It is considered that the particles were buried in the binder layer for two reasons.

【0072】以上のことから、バインダーに予めTiO2
粒子を塗布後、基材に貼着し焼成して多機能材を得る方
法においても、基材表面にバインダーを塗布し、その後
TiO2粒子を塗布して多機能材を得る方法と同様の効果
が得られることが確認された。
From the above, TiO2 was previously added to the binder.
In the method of obtaining a multifunctional material by applying the particles and then sticking and firing on the substrate, the same effect as the method of applying the binder to the surface of the substrate and then applying the TiO2 particles to obtain the multifunctional material is obtained. It was confirmed that it could be obtained.

【0073】(実施例4)100×100×5のポリイ
ミド系樹脂からなる基材の表面に、アクリル樹脂バイン
ダーを塗布後、15%TiO2ゾル水溶液をスプレー・コ
ーティング法により塗布し、膜厚が0.8μmのTiO2
層を形成し、次いでバインダー層とTiO2層が積層され
た基材をニクロム炉にて150℃で焼成し多機能材を得
た。
Example 4 An acrylic resin binder was applied to the surface of a 100 × 100 × 5 polyimide resin base material, and then a 15% TiO 2 sol aqueous solution was applied by a spray coating method. 0.8 µm TiO2
After forming a layer, the substrate on which the binder layer and the TiO2 layer were laminated was fired at 150 DEG C. in a nichrome furnace to obtain a multifunctional material.

【0074】以下の(表4)に上記の多機能材の焼成温
度の変化に伴う抗菌性、耐摩耗性の変化を示す。
The following Table 4 shows changes in the antibacterial and abrasion resistances of the above-mentioned multifunctional materials according to the firing temperature.

【0075】[0075]

【表4】 [Table 4]

【0076】尚、(表4)において、15%TiO2ゾル
水溶液の調整方法は下記のように変化させた。 No.1
5:実施例1使用の15%TiO2ゾル水溶液をそのまま
用いた。 No.16:TiCl水溶液をオートクレーブ中1
10〜150℃で加水分解後、生成物を硝酸にてpH
0.8に調整して表面改質剤を用いずに分散させ、次い
で凝集物を除去したものを用いた。この場合スプレー・
コーティングは凝集体除去後直ちに行った。
In Table 4, the method of preparing the 15% TiO2 sol aqueous solution was changed as follows. No.1
5: The 15% TiO2 sol aqueous solution used in Example 1 was used as it was. No. 16: TiCl aqueous solution in autoclave 1
After hydrolysis at 10 to 150 ° C., the product is pH adjusted with nitric acid.
The dispersion was adjusted to 0.8 and dispersed without using a surface modifier, and then used after removing aggregates. In this case spray
Coating was performed immediately after removing the aggregates.

【0077】ここで、TiO2の比重は3.9、結晶型は
アナターゼ、アクリル樹脂の比重は0.9、ガラス軟化
点に対応する粘性になる温度は70℃である。
Here, the specific gravity of TiO2 is 3.9, the crystal type is anatase, the specific gravity of the acrylic resin is 0.9, and the temperature at which the viscosity corresponding to the glass softening point is 70 ° C.

【0078】耐摩耗性に関しては、No.15,16のい
ずれかの条件でも10回以上の摺動でも傷がはいらなか
った。このことは焼成温度とバインダーの軟化温度との
差の範囲が、バインダーの粘性をTiO2がバインダー層
中に適度に埋設されうる値に調整しうる値であったため
と考えられる。
Regarding the abrasion resistance, no scratch was found in any of Nos. This is presumably because the range of the difference between the firing temperature and the softening temperature of the binder was such that the viscosity of the binder could be adjusted to a value at which TiO2 could be properly embedded in the binder layer.

【0079】一方、抗菌性試験に関してはNO.15は、
−になったが、NO.16は++と良好な結果を得たこと
で、30℃未満においても抗菌性を有する多機能材が製
造可能であることを見出だした。この違いはDTA−T
Gにおいて、NO.15のTiO2ゾルでは200〜350
℃で分解、蒸発する成分があるが、NO.16では認めら
れないことからTiO2を覆う有機成分の有無が原因とな
っていると考えられる。またここではアナターゼとアク
リル樹脂の比重差は3だが、この程度の差であれば光触
媒層を構成するTiO2粒子がバインダー層中に埋設され
ることなく良好な抗菌性を有することも確認された。
On the other hand, regarding the antibacterial test, NO.
However, it was found that multifunctional materials having antibacterial properties can be produced even at a temperature lower than 30 ° C. by obtaining favorable results of ++ for .16. This difference is DTA-T
G, 200 to 350 in the TiO2 sol of No. 15
Although some components decompose and evaporate at ℃, they are not recognized in NO.16, so it is considered that this is caused by the presence or absence of organic components covering TiO2. In addition, here, the difference in specific gravity between anatase and acrylic resin was 3, but it was confirmed that with such a difference, the TiO2 particles constituting the photocatalyst layer had good antibacterial properties without being embedded in the binder layer.

【0080】(実施例5)100×100×5のアルミ
ナ基材の表面に、実施毎に比重の異なるフリット等から
なるバインダー層をスプレー・コーティング法により成
形後、乾燥後15%のTiO2ゾル水溶液をスプレー・コ
ーティング法により膜厚0.8μmのTiO2層を形成
し、次いでバインダー層とTiO2が積層された基材をロ
ーラーハースキルンにて雰囲気温度を750℃として加
熱焼成後冷却固化して多機能材を得た。
(Example 5) A binder layer made of frit or the like having a different specific gravity was formed on the surface of a 100 × 100 × 5 alumina substrate by spray coating, dried, and dried to form a 15% aqueous solution of TiO 2 sol. A TiO2 layer having a thickness of 0.8 μm is formed by spray coating, and then the base material on which the binder layer and TiO2 are laminated is heated and baked at an ambient temperature of 750 ° C. using a roller hearth kiln, and then cooled and solidified to obtain a multi-function. Wood was obtained.

【0081】以下の(表5)に上記の多機能材の焼成温
度の変化に伴う抗菌性、耐摩耗性の変化を示す。
The following Table 5 shows changes in antibacterial properties and abrasion resistance of the above multifunctional materials with changes in firing temperature.

【0082】[0082]

【表5】 [Table 5]

【0083】抗菌性試験に関してはNO.17〜20のい
ずれも+++と良好な結果を得た。いずれにおいても焼
成温度がバインダーの軟化温度よりも30℃以上300
℃以下の範囲で高く、焼成温度とバインダーの軟化温度
との差の範囲が、バインダーの粘性をTiO2がバインダ
ー層中に適度に埋設され得る値に調整された値であった
ためと考えられる。
Regarding the antibacterial test, all of the samples Nos. 17 to 20 were as good as +++. In any case, the sintering temperature is 30 ° C. or more and 300 ° C. or higher than the softening temperature of the binder.
It is considered that the range of the difference between the firing temperature and the softening temperature of the binder was adjusted to a value at which the viscosity of the binder was adjusted so that TiO2 could be appropriately embedded in the binder layer.

【0084】耐摩耗性に関しては、NO.17は、5回以
下の摺動で傷が入り、剥離してしまったが、NO.18〜
20は10回以上の摺動でも傷が入らなかった。その原
因としては、NO.17では他と異なり、バインダーの比
重の方がTiO2の比重よりも大きいため、光触媒層の最
下層を構成するアナターゼ型TiO2粒子がバインダー層
中に充分埋設されなっかたためと考えられる。したがっ
て、多機能材の耐摩耗性には、TiO2とバインダーとの
比重も影響し、バインダーの比重の方がTiO2の比重よ
りも大きいと悪化することが判明した。
Regarding the abrasion resistance, No. 17 was scratched and peeled off by sliding 5 times or less,
In No. 20, no scratch was found even after sliding 10 times or more. The reason is that the specific gravity of the binder is larger than that of TiO2 in No. 17 unlike the others, so that the anatase type TiO2 particles constituting the lowermost layer of the photocatalyst layer were not sufficiently embedded in the binder layer. it is conceivable that. Therefore, it has been found that the abrasion resistance of the multifunctional material is also affected by the specific gravity of TiO2 and the binder, and is deteriorated when the specific gravity of the binder is larger than the specific gravity of TiO2.

【0085】(実施例6)150角の陶器質タイル基材
の表面にSiO2−Al2O3−BaOフリット(軟化温度6
20℃)からなるバインダー層を形成し、その上にTi
O2ゾルとSnO2ゾルを混合、攪拌した水溶液をスプレ
ー・コーティング法にて塗布後、750℃にて焼成し冷
却固化して多機能材を得た。なおTiO2ゾル濃度は4〜
6wt%でNH3水溶液でPH11に調整され、TiO2
粒子の結晶子径は0.01μmであり、SnO2粒子の結
晶子経は、0.0035μmである。
(Example 6) An SiO2-Al2O3-BaO frit (softening temperature of 6)
20 ° C.), and a Ti layer is formed thereon.
An aqueous solution obtained by mixing and stirring an O2 sol and a SnO2 sol was applied by a spray coating method, and then calcined at 750 ° C. and solidified by cooling to obtain a multifunctional material. The TiO2 sol concentration is 4 ~
The pH was adjusted to pH11 with NH3 aqueous solution at 6 wt%, and TiO2
The crystallite diameter of the particles is 0.01 μm, and the crystallite diameter of the SnO2 particles is 0.0035 μm.

【0086】こうして作製した多機能材についてTiO2
に対するSnO2量(モル比)を種々に変化させたときの
抗菌性試験および耐摩耗性試験を行った結果を以下の
(表6)に示す。
The multifunctional material thus produced was made of TiO 2
The results of the antibacterial test and the abrasion resistance test when the amount (molar ratio) of SnO2 was varied with respect to the results are shown in Table 6 below.

【0087】[0087]

【表6】 [Table 6]

【0088】耐摩耗性試験についてはSnO2の量の増加
に伴って向上し、10%以上の添加により、40回の摺
動試験においても傷が入ることもなく、変化も生じなく
なった。抗菌性試験については20%以上までの範囲な
らば、無添加のときと同様に+++であり、60%まで
ならば++で止った。それ以上加えると、基材表面のT
iO2粒子を覆う確率が高くなり、抗菌性は悪化し、10
0%では−となった。したがってSnO2の添加量をモル
比でTiO2量の10%以上60%以下、好ましくは10
%以上20%以下にすれば抗菌性にも耐摩耗性にも優れ
た多機能材を提供できる。
The wear resistance test improved with an increase in the amount of SnO 2, and when added in an amount of 10% or more, no damage was caused and no change occurred even in 40 sliding tests. Regarding the antibacterial test, if the range was up to 20% or more, it was +++ as in the case of no addition, and it stopped at ++ up to 60%. If more is added, the T
The probability of covering the iO2 particles increases, and the antibacterial property deteriorates.
At 0%, it became-. Therefore, the amount of SnO2 added should be 10% or more and 60% or less, preferably 10% or less, of the amount of TiO2 in a molar ratio.
% To 20% or less, it is possible to provide a multifunctional material having excellent antibacterial properties and abrasion resistance.

【0089】ここで耐摩耗性がSnO2の量の増加に伴い
向上するのは以下に示す機構による。即ち、SnO2はT
iO2よりも600℃以上の高温では蒸気圧が高いため、
焼結前にあってはTiO2粒子3bの間隔は図4(a)に
示すようにLOであるが、TiO2粒子3の正の曲率をも
つ表面では蒸気圧が高く、負の曲率をもつ表面、つまり
2つのTiO2粒子3bが当接するネック部の表面は蒸気
圧が低くなる。その結果、図4(b)に示すようにネッ
ク部にはTiO2よりも蒸気圧が高いSnO2が入り込み、
図4(c)に示すように凝縮し、気化−凝縮機構によっ
て焼結が行われている。そして、気化−凝縮機構によっ
て焼結が行われると、焼結後のTiO2粒子の間隔L2は
焼結前の間隔LOと略等しいため、クラック等は発生し
ない。このように基材表面にバインダーを介してTiO2
粒子層が保持された複合部材において、最表面に露出し
TiO2粒子の間隙にSnO2粒子を充填して600℃以上
で焼成すれば、クラックを発生することなく、TiO2粒
子間のネック部を結合することができるので、耐摩耗特
性が向上する。
Here, the wear resistance is improved with an increase in the amount of SnO2 due to the following mechanism. That is, SnO2 is T
Since the vapor pressure is higher at temperatures higher than 600 ° C than i02,
Before sintering, the interval between the TiO2 particles 3b is LO as shown in FIG. 4 (a), but the surface of the TiO2 particles 3 having a positive curvature has a high vapor pressure and a surface having a negative curvature. That is, the surface of the neck portion where the two TiO2 particles 3b come into contact has a low vapor pressure. As a result, SnO2 having a higher vapor pressure than TiO2 enters the neck portion as shown in FIG.
As shown in FIG. 4 (c), it is condensed and sintered by a vaporization-condensation mechanism. When sintering is performed by the vaporization-condensation mechanism, cracks and the like do not occur because the interval L2 between the TiO2 particles after sintering is substantially equal to the interval Lo before sintering. As described above, the TiO2 is applied to the surface of the base material via the binder.
In the composite member holding the particle layer, if the SnO2 particles are filled in the gaps between the TiO2 particles exposed at the outermost surface and fired at 600 [deg.] C. or more, the neck portion between the TiO2 particles is bonded without generating cracks. As a result, the wear resistance is improved.

【0090】(比較例7)実施例6と同様に150角の
陶器質タイル基材の表面にSiO2−Al2O3−BaOフリ
ット(軟化温度620℃)からなるバインダー層を形成
し、その上にTiO2ゾルとSiO2ゾルを混合、攪拌した
水溶液をスプレー・コーティング法にて塗布後、750
℃にて焼成し冷却固化して多機能材を得た。なおTiO2
ゾル濃度は4〜6wt%でNH3水溶液でPH11に調整
され、粒子の結晶子径は実施例6と同様に0.01μm
であるが、SnO2粒子の結晶子径は0.008μmとや
や大きい粒子を用いた。
Comparative Example 7 A binder layer made of SiO 2 --Al 2 O 3 --BaO frit (softening temperature: 620 ° C.) was formed on the surface of a 150 square porcelain tile base material as in Example 6, and a TiO 2 sol was formed thereon. And SiO2 sol were mixed and agitated aqueous solution was applied by spray coating method.
It was baked at ℃ and solidified by cooling to obtain a multifunctional material. Note that TiO2
The sol concentration is adjusted to PH11 with an aqueous NH3 solution at 4 to 6 wt%, and the crystallite size of the particles is 0.01 μm as in Example 6.
However, the crystallite diameter of the SnO2 particles was as large as 0.008 μm.

【0091】こうして作製した多機能材について抗菌性
試験および耐摩耗性試験を行い、実施例6と比較した結
果を以下の(表7)に示す。
An antibacterial test and an abrasion resistance test were performed on the multifunctional material thus produced, and the results of comparison with Example 6 are shown in Table 7 below.

【0092】[0092]

【表7】 [Table 7]

【0093】その結果、0.008μmのSnO2粒子の
耐摩耗性向上の効果は、0.0035μmのSnO2粒子
を用いた場合よりも弱く、TiO2粒子に対するモル比が
60%以上でようやく40回の摺動試験においても傷が
入ることもなく、変化も生じなくなった。抗菌性試験に
ついては0.0035μmのSnO2粒子を用いた場合と
同様に、20%以上までの範囲ならば、無添加のときと
同様に+++であり、60%以下ならば++で止った。
それ以上加わると、基材表面のTiO2粒子を覆う確率が
高くなり、抗菌性は悪化し、100%では−となった。
したがって0.01μmのTiO2粒子を用いた場合には
0.008μmのSnO2粒子を添加して抗菌性にも耐摩
耗性にも優れた多機能材を提供するのは困難である。こ
の原因としてはSnO2粒子の蒸気圧は粒経が大きくなる
と小さくなること、気化せずに残存するSnO2粒子が
0.0035μmの場合はTiO2粒子間の間隙に存在
し、結合強度を向上し得たのに対し、0.008μmで
はTiO2粒子間の間隙と比較してSnO2粒子が大きいた
めに、SnO2粒子が間隙に入れず、むしろTiO2粒子上
にくる確率が高くなっているためと考えられる。以上の
ことからTiO2粒子の間隙を埋めるべきSnO2粒子の大
きさは、TiO2粒子径に対し、4/5未満であることが
好ましい。
As a result, the effect of improving the abrasion resistance of the 0.008 μm SnO 2 particles was weaker than when the 0.0035 μm SnO 2 particles were used, and the sliding ratio was finally increased 40 times when the molar ratio to the TiO 2 particles was 60% or more. No damage was found in the dynamic test, and no change occurred. As to the antibacterial test, as in the case of using SnO2 particles of 0.0035 μm, if the range was up to 20% or more, it was +++ as in the case of no addition, and if it was 60% or less, it stopped at ++.
When added more, the probability of covering the TiO2 particles on the surface of the substrate increased, and the antibacterial property deteriorated.
Therefore, when 0.01 μm TiO 2 particles are used, it is difficult to add 0.008 μm SnO 2 particles to provide a multifunctional material having excellent antibacterial properties and abrasion resistance. This is because the vapor pressure of the SnO2 particles decreases as the particle size increases, and when the SnO2 particles remaining without vaporization are 0.0035 μm, they are present in the gaps between the TiO2 particles, and the bonding strength can be improved. On the other hand, at 0.008 μm, the SnO2 particles are larger than the gaps between the TiO2 particles, so that the probability that the SnO2 particles do not enter the gaps but rather reach the TiO2 particles is increased. From the above, it is preferable that the size of the SnO2 particles to fill the gaps between the TiO2 particles is less than 4/5 of the TiO2 particle diameter.

【0094】(実施例8)150角の陶器質タイル基材
の表面に、SnO2−Al2O3−BaOフリット(軟化温度
620℃)からなるバインダー層を形成し、その上にT
iO2ゾル水溶液をスプレー・コーティング法にて塗布
後、750℃にて焼成し冷却固化した複合部材に、Sn
O2ゾル水溶液をスプレー・コーティング法にて塗布
後、110℃で熱処理し多機能材を得た。このときTi
O2ゾル水溶液には実施例6と同じものを用い、SnO2
ゾルには0.0035μmの方を用いた。
(Example 8) A binder layer made of SnO2-Al2O3-BaO frit (softening temperature: 620 ° C) was formed on the surface of a 150-square ceramic tile base material.
After applying the aqueous solution of TiO2 sol by the spray coating method, the composite member baked at 750 ° C. and cooled and solidified is subjected to Sn coating.
An O2 sol aqueous solution was applied by a spray coating method and then heat-treated at 110 ° C. to obtain a multifunctional material. At this time Ti
The same O2 sol solution as in Example 6 was used.
The sol used was 0.0035 μm.

【0095】こうして作製した多機能材について抗菌製
試験および耐摩耗性試験を行った結果を以下の(表8)
に示す。
The results of the antibacterial test and the abrasion resistance test performed on the multifunctional material thus produced are shown below (Table 8).
Shown in

【0096】[0096]

【表8】 [Table 8]

【0097】耐摩耗性試験についてはSnO2の量の増加
に伴って向上し、モル比20%以上の添加により、40
回摺動試験においても傷が入ることもなく、変化も生じ
なくなった。抗菌性試験については20%以上までの範
囲ならば、無添加のときと同様に+++であり、60%
までならば++で止った。それ以上加わると、基材表面
のTiO2粒子を覆う確率が高くなり、抗菌性は悪化
し、100%では−となった。本試験ではSnO2ゾルは
110℃という低温で熱処理しているので、実施例6で
示した気化−凝縮機構による焼結は生じない。にもかか
わらず耐摩耗性が向上したが、これはTiO2粒子よりも
粒径が小さい、すなわち比表面積が大きく吸着力に優れ
るSnO2粒子がTiO2粒子の間隙を埋めたことにより、
TiO2粒子同士の結合が強化されたためと考えられる。
The abrasion resistance test improved as the amount of SnO2 increased, and the addition of a molar ratio of 20% or more resulted in a 40% increase in the wear resistance test.
No damage was found in the rotational sliding test, and no change occurred. For the antibacterial test, if it is in the range up to 20% or more, it is +++ as in the case of no addition, and 60%
Stopped at ++ if not until. When added more, the probability of covering the TiO2 particles on the surface of the substrate increased, and the antibacterial property deteriorated. In this test, since the SnO2 sol was heat-treated at a low temperature of 110 ° C., the sintering by the vaporization-condensation mechanism shown in Example 6 did not occur. Nevertheless, the abrasion resistance was improved, but this was because SnO2 particles having a smaller particle size than TiO2 particles, that is, having a large specific surface area and excellent adsorption power, filled gaps between TiO2 particles.
It is considered that the bonding between the TiO2 particles was strengthened.

【0098】(実施例9)150角の陶器質タイル基材
の表面に、SiO2−Al2O3−BaOフリット(軟化温度
620℃)からなるバインダー層を形成し、その上にT
iO2ゾル水溶液をスプレー・コーティング法にて塗布
後、750℃にて焼成し冷却固化した複合部材に、酢酸
銅水溶液を塗布し乾燥させ、その後紫外線を含む光を照
射して銅イオンを還元しつつ光触媒層に固定し、多機能
材を得た。ここで照射ランプには水銀灯ランプを用い
た。ここで光触媒層に固定されたCu粒子の大きさは平
均0.004μm程度であった。
(Example 9) A binder layer made of SiO 2 -Al 2 O 3 -BaO frit (softening temperature: 620 ° C.) was formed on the surface of a 150-square ceramic tile base material.
An aqueous solution of sol is applied by a spray coating method, and then an aqueous solution of copper acetate is applied to the composite member which has been baked at 750 ° C., cooled and solidified, and dried, and then irradiated with light including ultraviolet rays to reduce copper ions. It was fixed on the photocatalyst layer to obtain a multifunctional material. Here, a mercury lamp was used as the irradiation lamp. Here, the average size of the Cu particles fixed to the photocatalyst layer was about 0.004 μm.

【0099】こうして作製した多機能材について抗菌性
試験および耐摩耗性試験を行った結果を(表9)に示
す。
The results of the antibacterial test and the abrasion resistance test performed on the multifunctional material thus produced are shown in Table 9.

【0100】[0100]

【表9】 [Table 9]

【0101】耐摩耗性試験についてはCu量の増加に伴
って向上し、モル比20%以上の添加により、40回の
摺動試験においても傷が入ることもなく、変化も生じな
くなった。抗菌性試験については20%以上までの範囲
ならば、無添加のときと同様に+++であった。Cuの
場合はそれ自体抗菌力を有するので、多量添加すること
による抗菌性の悪化は認められなかった。しかしおそら
くCuの添加量が少量のときはTiO2粒子層による光触
媒作用が支配的であり、Cuの添加量が多量のときはC
uによる作用が支配的であると考えてよいだろう。Cu
のみの作用に期待する場合、Cuは液体中で用いたとき
は徐々に溶出するので、光触媒のない場合と比較して寿
命が短いと考えられる。またCuの添加量が多量になる
とその分コスト高にもなる。したがってCu量をあまり
多量に設定することは意味がないと思われる。この実施
例によりSnO2のような酸化物だけでなく、Cuのよう
な金属もTiO2粒子層の間隙を埋める粒子となり得るこ
とが確認された。
The wear resistance test improved with an increase in the amount of Cu, and the addition of a molar ratio of 20% or more did not cause any damage or change even in the 40 times of the sliding test. Regarding the antibacterial test, if the range was up to 20% or more, it was +++ as in the case of no addition. Since Cu itself has an antibacterial activity, deterioration of the antibacterial activity by adding a large amount was not observed. However, when the amount of Cu added is small, the photocatalytic action of the TiO2 particle layer is predominant, and when the amount of Cu is large, C
It can be considered that the action by u is dominant. Cu
When only the action is expected, Cu is gradually eluted when used in a liquid, and therefore, it is considered that the life is shorter as compared with the case without a photocatalyst. Also, when the amount of Cu added becomes large, the cost increases accordingly. Therefore, it seems that it is meaningless to set the Cu amount too large. This example confirmed that not only oxides such as SnO2, but also metals such as Cu could be particles that fill the gaps in the TiO2 particle layer.

【0102】(実施例10)150角の陶器質タイル基
材の表面に、SiO2−Al2O3−BaOフリット(軟化温
度620℃)からなるバインダー層を形成し、その上に
TiO2ゾル水溶液をスプレー・コーティング法にて塗布
後、950℃にて焼成し冷却固化した複合部材に、酢酸
銅水溶液を塗布し、その後紫外線を含む光を照射して銅
イオンを還元しつつ光触媒層に固定し多機能材を得た。
このとき照射ランプにはBLBランプを用い、数分間照
射した。TiO2は熱処理の工程でアナターゼからルチル
に相転移した。TiO2の膜厚はスプレー・コーティング
の際に0.4μmに調整した。
Example 10 A binder layer composed of SiO 2 -Al 2 O 3 -BaO frit (softening temperature: 620 ° C.) was formed on the surface of a 150 square porcelain tile base material, and a TiO 2 sol aqueous solution was spray-coated thereon. After coating by a method, an aqueous solution of copper acetate is applied to the composite member that has been baked at 950 ° C. and cooled and solidified, and then irradiated with light including ultraviolet rays to reduce the copper ions while fixing to the photocatalyst layer to form a multifunctional material. Obtained.
At this time, irradiation was performed for several minutes using a BLB lamp as an irradiation lamp. TiO2 changed its phase from anatase to rutile during the heat treatment process. The thickness of TiO2 was adjusted to 0.4 .mu.m during spray coating.

【0103】こうして作製した多機能材について抗菌性
試験および耐摩耗性試験を行った。耐摩耗性試験につい
ては、無添加でもこの温度域では良好な結果を示す。C
uを添加しても無添加のときと同様に40回の摺動試験
においても傷が入ることもなく、変化を生じなかった。
抗菌性試験については図5に示す。無添加のときはTi
O2がルチルのため+と悪い。それにCuを添加してい
く抗菌性が増した。そしてBLBランプ照射時のみなら
ず、照射していない時もCu担持量が0.7μg/cm
2以上になれば抗菌活性が++となり、Cu担持量が
1.2μg/cm2以上になれば抗菌活性が+++とな
る。以上のことから抗菌性にも耐摩耗性にも優れた多機
能材を提供するには、Cu担持量が0.7μg/cm2
以上がよく、より好ましくは1.2μg/cm2以上が
よい。
The multifunctional material thus produced was subjected to an antibacterial test and an abrasion resistance test. Regarding the abrasion resistance test, good results are shown in this temperature range even without addition. C
Even in the case where u was added, no damage was caused in the sliding test for 40 times as in the case of no addition, and no change occurred.
FIG. 5 shows the antibacterial test. Ti without additive
Bad because O2 is rutile. The antibacterial property of adding Cu increased. The Cu loading amount is 0.7 μg / cm not only when the BLB lamp is irradiated but also when the irradiation is not performed.
When it is 2 or more, the antibacterial activity becomes ++, and when the amount of supported Cu becomes 1.2 μg / cm2 or more, the antibacterial activity becomes +++. From the above, in order to provide a multifunctional material excellent in both antibacterial properties and abrasion resistance, the amount of supported Cu is 0.7 μg / cm 2.
And more preferably 1.2 μg / cm 2 or more.

【0104】ところでCu担持量は酢酸銅水溶液塗布後
BLBランプ照射前に乾燥工程を入れると飛躍的に向上
する。その関係については図6に示す。これは乾燥させ
た場合の方が光還元するときの金属イオン濃度が高いか
らと考えられる。
Incidentally, the amount of supported Cu is dramatically improved when a drying step is performed after the application of the aqueous solution of copper acetate and before the irradiation with the BLB lamp. FIG. 6 shows the relationship. This is presumably because the concentration of metal ions when photoreduced is higher when dried.

【0105】またCu担持量はCu塗布量を最適にした
ときに最大となる(図7、図7はCu濃度1wt%の酢酸銅
の例)、この図7の場合、塗布量を0.7μg/cm2
以上にするには0.2mg/cm2以上2.7mg/c
m2以下に、1.2μg/cm2以上にするには0.3m
g/cm2以上2.4mg/cm2以下にすればよい。
The amount of supported Cu is maximized when the amount of applied Cu is optimized (FIGS. 7 and 7 are examples of copper acetate having a Cu concentration of 1 wt%). In the case of FIG. 7, the amount of applied Cu is 0.7 μg. / Cm2
To achieve the above, 0.2 mg / cm2 or more and 2.7 mg / c
0.3 m to less than 1.2 μg / cm 2
The concentration may be from g / cm2 to 2.4 mg / cm2.

【0106】(実施例11)150角の陶器質タイル基
材の表面に、SiO2−Al2O3−BaOフリット(軟化温
度680℃)からなるバインダー層を形成し、その上に
TiO2ゾル水溶液をスプレー・コーティング法にて塗布
後、950℃にて焼成し冷却固化した複合部材に、硝酸
銀水溶液を塗布、乾燥し、その後紫外線を含む光を照射
して銀イオンを還元しつつ光触媒層に固定し多機能材を
得た。このとき照射ランプにはBLBランプを用い、数
分間照射した。またTiO2は熱処理の工程でアナターゼ
からルチルに相転移した。TiO2の膜厚はスプレー・コ
ーティングの際に0.4μmに調整した。
(Example 11) A binder layer made of SiO 2 -Al 2 O 3 -BaO frit (softening temperature: 680 ° C.) was formed on the surface of a 150-square ceramic tile base material, and a TiO 2 sol aqueous solution was spray-coated thereon. An aqueous silver nitrate solution is applied to the composite member that has been baked at 950 ° C., cooled and solidified after application by a method, dried and then irradiated with light including ultraviolet rays to fix silver ions on the photocatalyst layer and fix the multifunctional material. I got At this time, irradiation was performed for several minutes using a BLB lamp as an irradiation lamp. In addition, TiO2 changed its phase from anatase to rutile during the heat treatment process. The thickness of TiO2 was adjusted to 0.4 .mu.m during spray coating.

【0107】こうして作製した多機能材について抗菌性
試験および耐摩耗性試験を行った。耐摩耗性試験につい
ては、無添加でもこの温度域では良好な結果を示す。A
gを添加しても無添加のときと同様に40回の摺動試験
においても傷が入ることもなく、変化も生じなかった。
The multifunctional material thus produced was subjected to an antibacterial test and an abrasion resistance test. Regarding the abrasion resistance test, good results are shown in this temperature range even without addition. A
Even when g was added, no damage was found in the sliding test for 40 times as in the case where no g was added, and no change occurred.

【0108】抗菌性試験について図5に示す。無添加の
ときはTiO2がルチルのため+と悪い。それにAgを添
加していくと抗菌性が増した。そしてBLBランプ照射
時のみならず、照射していない時もAg担持量が0.0
5μg/cm2以上になれば抗菌活性が++となり、A
g担持量が0.1μg/cm2以上になれば抗菌活性が
+++となる。したがって抗菌性にも耐摩耗性にも優れ
た多機能材を提供するには、Ag担持量が0.05μg
/cm2以上がよく、より好ましくは0.1μg/cm2
以上がよい。ただしAg担持量が多いと茶色から黒色に
着色され、外観上見栄えが悪い。しかしAg担持量が1
μg/cm2以下ならば着色はない。以上のことからAg
担持量は0.05μg/cm2以上1μg/cm2以下が
よく、より好ましくは0.1μg/cm2以上1μg/
cm2以下がよい。
FIG. 5 shows the antibacterial test. In the case of no addition, since TiO2 is rutile, it is bad as +. The addition of Ag increased the antibacterial properties. In addition, the Ag carrying amount is 0.0
When the concentration exceeds 5 μg / cm 2, the antibacterial activity becomes ++ and A
When the amount of supported g becomes 0.1 μg / cm 2 or more, the antibacterial activity becomes +++. Therefore, in order to provide a multifunctional material excellent in both antibacterial properties and abrasion resistance, the amount of supported Ag is 0.05 μg.
/ Cm 2 or more, more preferably 0.1 μg / cm 2
The above is good. However, when the amount of Ag carried is large, the color is changed from brown to black, and the appearance is poor. However, the Ag loading amount is 1
If it is less than μg / cm 2, there is no coloring. From the above, Ag
The loading amount is preferably 0.05 μg / cm 2 or more and 1 μg / cm 2 or less, more preferably 0.1 μg / cm 2 or more and 1 μg / cm 2.
cm2 or less is good.

【0109】(実施例12)150角の陶器質タイル基
材の表面に、SiO2−Al2O3−BaOフリット(軟化温
度680℃)からなるバインダー層を形成し、その上に
TiO2ゾル水溶液をスプレー・コーティング法にて塗布
後、950℃にて焼成し冷却固化した複合部材に、硝酸
銀水溶液を塗布、乾燥し、その後紫外線を含む光を照射
して銀イオンを還元しつつ光触媒層に固定し多機能材を
得た。このとき照射ランプにはBLBランプを用い、数
分間照射した。またTiO2は熱処理の工程でアナターゼ
からルチルに相転移した。
(Example 12) A binder layer composed of SiO 2 -Al 2 O 3 -BaO frit (softening temperature: 680 ° C.) was formed on the surface of a 150 square ceramic tile base material, and a TiO 2 sol aqueous solution was spray-coated thereon. An aqueous silver nitrate solution is applied to the composite member that has been baked at 950 ° C., cooled and solidified after application by a method, dried and then irradiated with light including ultraviolet rays to fix silver ions on the photocatalyst layer and fix the multifunctional material. I got At this time, irradiation was performed for several minutes using a BLB lamp as an irradiation lamp. In addition, TiO2 changed its phase from anatase to rutile during the heat treatment process.

【0110】こうして作製した多機能材について、Ti
O2の膜厚を種々の値に変化させて耐摩耗試験、抗菌性
試験および耐汚染性試験を行った。耐摩耗試験について
は今回試験した2μm以内の範囲ではいずれも良好な結
果を示し、40回の摺動試験においても傷が入ることも
なく、変化も生じなかった。抗菌性試験については膜厚
0.1μm以上で++、0.2μm以上で+++とな
る。したがってTiO2の膜厚は0.1μm以上がよく、
好ましくは0.2μm以上がよい。
[0110] The multifunctional material produced in this way was
The abrasion resistance test, antibacterial test and stain resistance test were carried out by changing the thickness of O2 to various values. Regarding the abrasion resistance test, good results were obtained in the range of 2 μm or less tested this time, and no damage was caused and no change occurred in the 40 times of the sliding test. In the antibacterial test, the film thickness becomes ++ when the film thickness is 0.1 μm or more and ++ when the film thickness is 0.2 μm or more. Therefore, the thickness of TiO2 is preferably 0.1 μm or more.
Preferably, it is 0.2 μm or more.

【0111】(実施例13)150角の陶器質タイル基
材の表面に、SiO2−Al2O3−BaOフリット(軟化温
度620℃)からなるバインダー層を形成し、その上に
塩化亜鉛水溶液あるいはTiO2ゾル水溶液をスプレー・
コーティング法にて塗布し乾燥後、硝酸銀水溶液を塗布
し、その後紫外線を含む光を照射して銀イオンを還元し
つつ光触媒層に固定した。その後900℃以上1000
℃以下にて焼成し冷却固化し多機能材を得た。このとき
照射ランプにはBLBランプを用い、数分間照射した。
またTiO2は熱処理の工程でアナターゼからルチルに相
転移した。また表面の固定されたAgは熱処理に伴い、
茶黒色から白色に変化したことから、焼成中に酸化銀に
変化したと考えられる。ただしAgの付着固定は離散的
になされており、観察により焼成前後におけるAg粒子
の成長はほとんど認められなかった。
(Example 13) A binder layer made of SiO 2 -Al 2 O 3 -BaO frit (softening temperature: 620 ° C.) was formed on the surface of a 150-square ceramic tile base material, and a zinc chloride aqueous solution or a TiO 2 sol aqueous solution was formed thereon. Spray
After coating and drying by a coating method, an aqueous solution of silver nitrate was applied, and then fixed to the photocatalytic layer while irradiating with light including ultraviolet rays to reduce silver ions. After that, 900 ° C or more and 1000
It was baked at below ℃ and solidified by cooling to obtain a multifunctional material. At this time, irradiation was performed for several minutes using a BLB lamp as an irradiation lamp.
In addition, TiO2 changed its phase from anatase to rutile during the heat treatment process. In addition, Ag whose surface is fixed is
Since the color changed from brown to white, it is considered that the color changed to silver oxide during firing. However, the adhesion of Ag was fixed discretely, and the observation showed that the growth of Ag particles before and after calcination was hardly observed.

【0112】こうして作製した多機能材について抗菌性
試験および耐摩耗性試験を行った。耐摩耗性試験につい
ては、無添加でもこの温度域では良好な結果を示す。A
gを添加しても無添加のときと同様に40回の摺動試験
においても傷が入ることもなく、変化も生じなくなっ
た。抗菌性試験については図5に示す。無添加のときは
TiO2がルチルのため+と悪い。それにAgを添加して
いくと抗菌性が増した。
The multifunctional material thus produced was subjected to an antibacterial test and an abrasion resistance test. Regarding the abrasion resistance test, good results are shown in this temperature range even without addition. A
Even when g was added, no damage was found in the 40 times of the sliding test as in the case where no g was added, and no change occurred. The antibacterial test is shown in FIG. In the case of no addition, since TiO2 is rutile, it is bad as +. The addition of Ag increased the antibacterial properties.

【0113】(実施例14)150角の陶器質タイル基
材の表面に、SiO2−Al2O3−BaOフリット(軟化温
度620℃)からなるバインダー層を形成し、その上に
TiO2ゾル水溶液をスプレー・コーティング法にて塗布
後、900℃以上1000℃以下にて焼成し冷却固化し
た複合部材に、硝酸銀水溶液を塗布し、その後紫外線を
含む光を照射して銀イオンを還元しつつ光触媒層に固定
し、さらにその上に0.1mol/lのKI水溶液を
0.1cc/cm2の割合で塗布し、更に紫外線を5秒
程度照射し多機能材を得た。その際Agの担持量は2μ
g/cm2とした。0.1mol/lのKI水溶液を
0.1cc/cm2の割合で塗布し、更に紫外線を5秒
程度照射したことにより、茶黒色だった多機能材は白色
に脱色され、外観上の見栄えが向上した。
Example 14 A binder layer made of SiO 2 -Al 2 O 3 -BaO frit (softening temperature: 620 ° C.) was formed on the surface of a 150-square ceramic tile base material, and a TiO 2 sol aqueous solution was spray-coated thereon. After coating by the method, a silver nitrate aqueous solution is applied to the composite member which has been baked at 900 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower and cooled and solidified, and then fixed to the photocatalytic layer while irradiating light including ultraviolet rays to reduce silver ions, Further, a 0.1 mol / l KI aqueous solution was applied thereon at a rate of 0.1 cc / cm 2, and further irradiated with ultraviolet rays for about 5 seconds to obtain a multifunctional material. At this time, the supported amount of Ag was 2μ.
g / cm2. By applying a 0.1 mol / l KI aqueous solution at a rate of 0.1 cc / cm2 and further irradiating with ultraviolet light for about 5 seconds, the brown-black multi-functional material is decolorized to white and the appearance is improved. did.

【0114】(実施例15)150角の陶器質タイル基
材の表面に、SiO2−Al2O3−BaOフリット(軟化温
度620℃)からなるバインダー層を形成し、その上に
TiO2ゾル水溶液をスプレー・コーティング法にて塗布
後、820℃にて焼成し冷却固化して得た多機能材を傾
斜させて配置し、紫外線を含む光を多機能材上に照射し
ながら、多機能材の上に公衆浴場で採取した風呂水を循
環させながら、連続的に滴下し、風呂水の変化を観察し
た。同様の装置を比較のため、光触媒層を設けていない
基材の上にも滴下した。14日後の観察では、前記多機
能材上に滴下していた風呂水は光触媒層を設けていない
基材の上に滴下していた風呂水と比較して、濁り具合に
は特異な差が認められないものの、どぶ水臭に差が認め
られた。すなわち光触媒層を設けていない基材の上に滴
下していた風呂水ではかなり強いどぶ水臭が認めれ、ま
た基材上にスライム状のぬめりおよび有機系沈殿物が観
察されたのに対し、前記多機能材上に滴下していた風呂
水ではそのいずれもが認められなかった。以上の模擬実
験により、この多機能材は公園、デパート等にある水循
環方式の人工的な滝や噴水の敷石として利用できると考
えられる。
(Example 15) A binder layer composed of SiO 2 -Al 2 O 3 -BaO frit (softening temperature: 620 ° C.) was formed on the surface of a 150-square ceramic tile base material, and a TiO 2 sol aqueous solution was spray-coated thereon. After application by the method, the multifunctional material obtained by firing at 820 ° C. and cooling and solidifying is placed at an angle, and while irradiating light including ultraviolet rays onto the multifunctional material, a public bath is placed on the multifunctional material. While circulating the bath water collected in the above, the water was dropped continuously, and the change of the bath water was observed. For comparison, a similar device was dropped on a substrate having no photocatalyst layer. In the observation after 14 days, the bath water dropped on the multifunctional material showed a unique difference in the degree of turbidity as compared with the bath water dropped on the substrate not provided with the photocatalytic layer. Although it was not possible, there was a difference in the water odor. That is, in the bath water that was dropped on the substrate without the photocatalyst layer, a rather strong drenched water odor was observed, and slime-like slime and organic precipitates were observed on the substrate, whereas None of the bath water was dropped on the multifunctional material. According to the above simulation experiment, it is considered that this multifunctional material can be used as an artificial waterfall or water fountain paving stone in a water circulation system in a park, a department store, or the like.

【0115】[0115]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、基材の軟化温度よりも低い材料からなるバイン
ダ層を介して光触媒粒子を固定するようにし、特に光触
媒層の表層部を構成する光触媒粒子はバインダ層に埋も
れないようにしたので、光触媒粒子は実質的にその表面
が外部に露出した状態となり、光触媒効果を充分に発揮
することができる。また、光触媒粒子のうち光触媒層の
下層を構成する粒子はその一部がバインダ層内に埋設さ
れるので、光触媒層の保持力が大幅に向上し、剥離等が
生じにくくなる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the photocatalyst particles are fixed via the binder layer made of a material lower than the softening temperature of the base material. Since the photocatalyst particles constituting the photocatalyst particles are not buried in the binder layer, the surface of the photocatalyst particles is substantially exposed to the outside, and the photocatalytic effect can be sufficiently exhibited. Further, among the photocatalyst particles, some of the particles constituting the lower layer of the photocatalyst layer are buried in the binder layer, so that the holding power of the photocatalyst layer is greatly improved, and peeling or the like hardly occurs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る光触媒機能を有する多機能材の
製造方法を説明した図
FIG. 1 is a diagram illustrating a method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function according to the present invention.

【図2】 図1(d)の要部拡大図FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1 (d).

【図3】 TiO2粒子間の拡大図Fig. 3 Enlarged view between TiO2 particles

【図4】 (a)〜(c)はTiO2粒子の焼結の機構を
説明した図
FIGS. 4A to 4C are diagrams for explaining the mechanism of sintering of TiO2 particles.

【図5】 抗菌性試験についての試験結果を示すグラフFIG. 5 is a graph showing test results for an antibacterial test.

【図6】 BLBランプ照射前に乾燥工程を入れた場合
のCu担持量についての試験結果を示すグラフ
FIG. 6 is a graph showing test results on the amount of supported Cu when a drying step is performed before irradiation with a BLB lamp.

【図7】 Cu担持量とCu塗布量との関係を示すグラ
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the amount of Cu carried and the amount of Cu applied;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基材、2…バインダー層、3…光触媒層、3a…光
触媒層のうバインダー層側の下層を構成する光触媒粒
子、3b…光触媒層のうち外気に接する表層を構成する
光触媒粒子、3c…光触媒粒子同士を結合するために充
填された粒子。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base material, 2 ... Binder layer, 3 ... Photocatalyst layer, 3a ... Photocatalyst particle which comprises the lower layer of the binder layer side of the photocatalyst layer, 3b ... Photocatalyst particle which comprises the surface layer in contact with outside air among the photocatalyst layers, 3c ... Particles filled to combine photocatalytic particles.

───────────────────────────────────────────────────── 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 23/72 B01J 37/02 301A 37/02 301 301M C03C 17/34 Z C03C 17/34 C04B 41/89 A C04B 41/89 B01D 53/36 J 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 町田 光義 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 (72)発明者 久我 辰彦 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 中島 靖 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 Fターム(参考) 4D048 AA22 BA07X BA16Y BA21X BA22Y BA34X BA35X BA41X BB03 BB18 EA01 EA04 4G059 AA01 AB09 AB11 AC18 AC22 GA01 GA04 GA12 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA48A BB04A BB04B BC22A BC22B BC25A BC31B BC32B BC35A CA01 CA17 CD10 DA06 EA11 EB18X EB18Y EC22Y FA01 FA03 FB23 FB24 FB30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B01J 23/72 B01J 37/02 301A 37/02 301 301M C03C 17/34 Z C03C 17/34 C04B 41/89 A C04B 41/89 B01D 53/36 JH (72) Inventor Eiichi Kojima 2-1-1 Nakajima, Kokurakita-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Totoki Equipment Co., Ltd. (72) Mitsuyoshi Machida Ogura, Kitakyushu-shi, Fukuoka 2-1, 1-1 Nakajima, Kita-ku Toto Kiki Co., Ltd. (72) Inventor Yoshimitsu Saeki 2-1-1, Nakajima, Kokurakita-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Toto Kiki Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuhiko Kuga Fukuoka 2-1 Nakajima, Kokurakita-ku, Kitakyushu City, Tochigi Equipment Co., Ltd. (72) Yasushi Nakajima 2-1-1 Nakajima, Kokurakita-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka No. F-term (reference) in TOTO KOGYO CO., LTD. CD10 DA06 EA11 EB18X EB18Y EC22Y FA01 FA03 FB23 FB24 FB30

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材表面にバインダー層を形成する工程
と、バインダー層上に平均粒径が0.3μm未満の光触
媒粒子と前記光触媒の粒径の4/5以下の酸化スズ、酸
化亜鉛、酸化ビスマスのいずれかの粒子との混合物から
なる層を形成する工程と、焼成する工程とを具備するこ
とを特徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方
法。
1. A step of forming a binder layer on the surface of a base material, comprising: photocatalyst particles having an average particle size of less than 0.3 μm on the binder layer; tin oxide and zinc oxide having a particle size of 4/5 or less of the photocatalyst; A method for producing a multifunctional material having a photocatalytic function, comprising: a step of forming a layer made of a mixture with any one of bismuth oxide particles; and a firing step.
JP2001248877A 1993-12-28 2001-08-20 Method for manufacturing multifunctional material having photocatalytic function Withdrawn JP2002119865A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001248877A JP2002119865A (en) 1993-12-28 2001-08-20 Method for manufacturing multifunctional material having photocatalytic function

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35189293 1993-12-28
JP5-351892 1993-12-28
JP2001248877A JP2002119865A (en) 1993-12-28 2001-08-20 Method for manufacturing multifunctional material having photocatalytic function

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25424294A Division JP3309591B2 (en) 1993-10-12 1994-09-22 Multifunctional material with photocatalytic function

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005232541A Division JP2006021994A (en) 1993-12-28 2005-08-10 Method of manufacturing multifunctional material having photocatalytic function

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002119865A true JP2002119865A (en) 2002-04-23

Family

ID=26579521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001248877A Withdrawn JP2002119865A (en) 1993-12-28 2001-08-20 Method for manufacturing multifunctional material having photocatalytic function

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002119865A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004202329A (en) * 2002-12-24 2004-07-22 Matsushita Electric Works Ltd Functional material and its manufacturing method
WO2005115614A1 (en) * 2004-05-26 2005-12-08 Ecology Souzo Kenkyusho Co., Ltd. Decomposer/purifier using photocatalyst, method for producing same, and decomposing/purifying method using same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004202329A (en) * 2002-12-24 2004-07-22 Matsushita Electric Works Ltd Functional material and its manufacturing method
WO2005115614A1 (en) * 2004-05-26 2005-12-08 Ecology Souzo Kenkyusho Co., Ltd. Decomposer/purifier using photocatalyst, method for producing same, and decomposing/purifying method using same
JPWO2005115614A1 (en) * 2004-05-26 2008-03-27 株式会社Ecology創造研究所 Decomposition and purification product using photocatalyst, method for producing the same, and decomposition and purification method using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3309591B2 (en) Multifunctional material with photocatalytic function
KR100357482B1 (en) Multi-functional material with photo-catalytic functions and method of manufacturing same
JP2006021994A (en) Method of manufacturing multifunctional material having photocatalytic function
EP0684075B1 (en) Multi-functional material having photo-catalytic function and production method therefor
JP3852284B2 (en) Method for producing functional material having photocatalytic function and apparatus therefor
JP3559892B2 (en) Photocatalytic film and method for forming the same
CZ301921B6 (en) Use of composite material for removing nitrogen oxides, ammonia gas, carbon monooxide and/or sulfur oxides from air
JP3136918B2 (en) Multifunctional material having antibacterial properties and method for producing the same
JPH0866635A (en) Photocatalytic thin film and its formation
CN100378038C (en) Multi-functional material with photocatalytic functions and method of manufacturing same
JP3027739B2 (en) Photocatalyst and method for producing the same
JP3246235B2 (en) Multifunctional material having photocatalytic function and method for producing the same
JPH08131524A (en) Multi-functional material having photocatalytic function and manufacture thereof
JP2002119865A (en) Method for manufacturing multifunctional material having photocatalytic function
JP2001200627A (en) Tile having photocatalyst function and manufacturing method for the tile
JP3147710B2 (en) Antifouling material
JPH08131834A (en) Titanium oxide sol for photocatalyst and multifunctional member having photocatalytic action
JP2000237597A (en) Photocatalyst composite material
JPH08103488A (en) Multifunctional material having photocatalyst function
JPH08131842A (en) Formation of member having photocatalytic action
JP3465018B2 (en) Antibacterial laminate
JPH11157966A (en) Pottery with photocataytic function and its production
JPH11188272A (en) Photocatalytic body and its production
JP2004154779A (en) Substrate coated with photocatalytic film and method for forming photocatalytic film thereon
TW406031B (en) Multi-functional material having photo-catalytic function and production method therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050303

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050629

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20050817