JP2002139378A

JP2002139378A - 紫外線強度インジケーター

Info

Publication number: JP2002139378A
Application number: JP2000335533A
Authority: JP
Inventors: Yasuyoshi Kondo; 泰慶近藤
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2002-05-17

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、紫外線の強度を簡易に測定できるイ
ンジケーターに関する。詳しくは、光反応性半導体に紫
外線が照射された時に発現する同触媒の酸化力が酸化染
料を発色させることにより、変色の強度から紫外線強度
を判定できる、インジケーターを提供する。【解決手段】光反応性半導体に紫外線が照射された時に
発現する同触媒の酸化力が酸化染料を発色させることに
より、変色の強度から紫外線強度を判定できる、インジ
ケーター。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線の強度を簡
易に測定できるインジケーターに関する。詳しくは、光
反応性半導体に紫外線が照射された時に発現する同触媒
の酸化力が酸化染料を発色させることにより、変色の強
度から紫外線強度を判定できる、インジケーターに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】約３０年前は、日光は、ビタミンＤの合
成能故に治療効果があり安全なものであると見なされて
いたが、近年は、この点における態度が、医療的理由の
みでなく大きく変化した。自然および人工太陽光照射の
両方に関する潜在的危険性の認識が高まってきている。
特に、皮膚老化および皮膚癌の形成への太陽光の影響に
ついての知識の結果として態度が変化してきた。

【０００３】知られているように、太陽光の最も危険な
部分は、４００ｎｍより低い波長を有する紫外線を含
む。一部の太陽光照射を吸収する、地球の大気中におけ
るオゾン層の存在の結果として、地球表面に達する紫外
線の低限は約２８０ｎｍであることも知られている。

【０００４】太陽光に含まれる紫外線は、皮膚の弾性を
失わせ、皺を形成させ、早期老化を導く。皮膚病が観察
される場合もあり、極端な場合、皮膚癌が生じ得る。

【０００５】太陽光に含まれる紫外線強度を簡易に測定
できるシステムがあれば、前述のような、皮膚毒性のレ
ベルに応じた対策を促す指標をなり有用である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決するものであり、光反応性半導体と酸化されるこ
とにより染色される酸化染料を含有させたインジケート
材料を使用することにより、紫外線強度に応じた染色強
度からその時の紫外線強度を簡単に評価できるインジケ
ーターを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するために鋭意検討した結果、紫外線強度インジ
ケーターを発明するに至った。

【０００８】（１）光反応性半導体と酸化されることに
より染色される酸化染料が含有されてなる紫外線インジ
ケート材料。

【０００９】（２）請求項１の紫外線強度インジケート
材料を支持体に担持させてなる紫外線強度インジケータ
ー。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の紫外線強度インジケータ
ーに関わる構成要素を説明する。まず始めに、本発明の
第1の発明における紫外線強度インジケート材料の構成
から順に詳細に説明する。

【００１１】本発明に関わる光反応性半導体は、０．５
Ｖ〜５ｅＶ、好ましくは１〜４ｅＶの禁止帯幅を有し、
光触媒反応をもたらす光反応性半導体で、励起光を照射
することにより、抗菌、坑ウィルス、防黴、防臭、防汚
などの機能を発現する素材である。特にその抗菌性は優
れたものであり、細菌の増殖を抑えるだけでなく、細菌
が死滅する際に発生する毒素を分解して無害化し、また
細菌の死骸をも分解するため、その効果は従来の無機系
抗菌剤等のように短期間で低下することがなく永続する
と言われている。

【００１２】光反応性半導体として、酸化亜鉛、酸化タ
ングステン、酸化チタン、及び酸化セリウム等の金属酸
化物粒子が挙げられる。中でも、酸化チタンはその構造
安定性、光反応性有害物除去能、更には取扱い上の安全
性等から生活空間において使用するには最も適してお
り、また、酸化亜鉛は励起光が照射されない環境下でも
抗菌性を有しており、この両者は本発明の光触媒として
有利に用いられる。

【００１３】本発明に関わる、酸化染料とは酸化される
ことにより染色される材料のことで、アニリンブラック
は代表的な酸化染料という事ができる。

【００１４】ここで用いられる酸化染料は紫外線によっ
て励起された光反応性半導体によって容易に酸化されて
変色されるものであることが好ましい。

【００１５】本発明の第1の発明における、紫外線強度
インジケート材料には光反応性半導体と酸化染料が含有
されていれば良く、必要に応じて、脱臭剤、抗菌剤、芳
香剤などあらゆる付加機能を目的とした素材が併用され
ていても良い。

【００１６】続いて、本発明の第二の発明における紫外
線強度インジケーターの構成要素について詳細に説明す
る。

【００１７】本発明に係わる支持体としては、織布、不
織布、ネット、並びにスポンジ等の他、ポリエチレンフ
ィルム、ポロプロピレンフィルム、並びにポリエステル
フィルムの様な汎用の熱可塑性フィルムや薄板等が挙げ
られる。

【００１８】不織布は、ポリアミド系繊維、ポリエステ
ル系繊維、ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系繊
維、ポリウレタン系繊維、ポリビニルアルコール系繊
維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊
維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリオレフィン系繊
維、フェノール系繊維などの合成繊維、ガラス繊維、金
属繊維、アルミナ繊維、活性炭素繊維などの無機繊維、
木材パルプ、麻パルプ、コットンリンターパルプなどの
天然繊維、再生繊維、あるいはこれらの繊維に親水性や
難燃性などの機能を付与した繊維などを使用し、各種方
法によって製造したものである。

【００１９】不織布の製造方法については特に制限はな
く、目的・用途に応じて、乾式法、湿式抄造法、メルト
ブロー法、スパンボンド法などで得られたウェブを水流
交絡法、ニードルパンチ法、ステッチボンド法などの物
理的方法、サーマルボンド法などの熱による接着方法、
レジンボンドなどの接着剤による接着方法で強度を発現
させる方法を適宜組み合わせて製造することができる。

【００２０】不織布などの基材に紫外線強度インジケー
ト材料を内添する場合には、例えば基材の製造時に基材
の素材と共に添加して製造することで本発明の悪臭ガス
センサー型脱臭フィルターを製造することができる。こ
の時、カチオン性ポリアクリルアマイド、ポリ塩化アル
ミニウムなどのカチオン性高分子凝集剤や、該凝集剤と
複合体を形成し、凝集を強化するようなアニオン性ポリ
アクリルアマイドなどのアニオン性高分子凝集剤、コロ
イダルシリカ、ベントナイトなどのアニオン性無機微粒
子を使用し、光触媒の凝集体を形成させておくことが好
ましい。あるいは、凝集体に微細繊維を含有させること
で、凝集体の機械的強度を一層向上させることも可能で
ある。

【００２１】一方、不織布などの基材に紫外線強度イン
ジケート材料を塗工する場合には、光反応性半導体を基
材に固定するための結着剤として、熱可塑性樹脂の水性
エマルジョン、皮膜形成性無機物、金属酸化物複合熱可
塑性高分子エマルジョンなどを各々単独で、あるいは必
要に応じて複数組み合わせて光反応性半導体と混合し、
各種ブレードコーター、ロールコーター、エアナイフコ
ーター、バーコーター、ロッドブレードコーター、ショ
ートドウェルコーター、ダイコーター、コンマコータ
ー、リバースロールコーター、キスコーター、ディップ
コーター、カーテンコーター、エクストルージョンコー
ター、マイクログラビアコーター、サイズプレスなどの
各種塗工装置を用いて基材に塗工することで本発明の光
触媒基材を製造することができる。

【００２２】ここで熱可塑性樹脂の水性エマルジョンと
して、水中で分散された熱可塑性高分子が、高分子成分
として、アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合体、
スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル
共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン
−酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、ポリプロピレン、
ポリエステル、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ブチ
ラール樹脂などが挙げられる。

【００２３】ここで金属酸化物複合熱可塑性高分子エマ
ルジョンとは、熱可塑性高分子エマルジョン表面を金属
酸化物が被覆している形状を有し、皮膜を形成した後も
高分子成分と金属酸化物成分が分離して海島構造を保つ
特性を有するものである。

【００２４】また、金属酸化物として、コロイダルシリ
カやコロイダルアルミナなどが挙げられる。金属酸化物
複合熱可塑性高分子エマルジョン、例えばコロイダルシ
リカ複合熱可塑性高分子エマルジョンは、特開昭５９−
７１３１６号公報や、特開昭６０−１２７３７１号公報
に開示されているように、共重合性単量体、分子内に重
合性不飽和二重結合およびアルコキシシラン基を有する
単量体やビニルシラン、コロイダルシリカを混合し、高
分子成分を乳化重合して製造する過程において、シリカ
成分をエマルジョン表面に固定する方法によって得られ
る。その方法としては、例えばＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＰｏｌｙｍｅｒｉｃ
ＭｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓＰｒｉｎｔｓ，１９９
１，１８１に記載されているように、オルソケイ酸エチ
ルなどの水に相溶しない加水分解性のアルコキシシラン
を用いて、あらかじめ形成されているエマルジョンの表
面にシリカ成分を析出、固定させる方法が挙げられる。

【００２５】

【実施例】以下、実施例によりさらに本発明を詳細に説
明するが、本発明はその趣旨を超えない限りこれらに限
定されるのもではない。

【００２６】実施例１光反応性半導体として市販の二酸化チタン（石原産業Ｓ
Ｔ−０１）９０重量％、酸化すると縮合反応により黒色
に変化するアニリンを１０重量％混合して実施例１の紫
外線強度インジケート材料１を作製した。

【００２７】実施例２光反応性半導体として市販の二酸化チタン（石原産業Ｓ
Ｔ−０１）８５重量％、アニリンを１０重量％、市販の
抗菌剤として抗菌セラパウダー（新東Ｖセラックス）を
５重量％混合して実施例２の紫外線強度インジケート材
料２を作製した。

【００２８】実施例３実施例１の紫外線強度インジケート材料を乾式の不織布
に１０ｇ/ｍ²担持させて実施例３の紫外線強度インジケ
ーターを作製した。

【００２９】実施例４実施例２の紫外線強度インジケート材料を湿式の不織布
に１０ｇ/ｍ²担持させて実施例４の紫外線強度インジケ
ーターを作製した。

【００３０】比較例１光反応性半導体として市販の二酸化チタン（石原産業Ｓ
Ｔ−０１）を湿式の不織布に１０ｇ/ｍ²担持させて比較
例１のシートを作製した。

【００３１】比較例１酸化染料として、アニリン１００重量％を湿式の不織布
に１ｇ/ｍ²担持させて比較例２のシートを作製した。

【００３２】[紫外線強度検量線の作成]正確な紫外線の
照射強度を求めるため、紫外線強度の検量線を求めた。
方法は４０Ｗのブラックライトからの距離を少しずつ変
えることにより、照射強度が２ｍＷ/ｃｍ²、１．５ｍＷ
/ｃｍ²、１．０ｍＷ/ｃｍ²、０．５ｍＷ/ｃｍ²、０．３
ｍＷ/ｃｍ²となる位置を市販の紫外線強度測定装置によ
って求めた。その結果、それぞれの距離は０．５cm、１
cm、２cm、３．５cm、６cmと求まった。

【００３３】[染色強度による紫外線強度の評価]実施例
１〜４で作製した、紫外線強度インジケータを各々の照
射強度条件下に１０分間静置して変色反応させ、変色強
度の判定を行った。各検体について、紫外線照射前を０
とし、２ｍＷ/ｃｍ²の照射強度の結果を５とした。変色
強度の判定は目視によって行った。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１の各実施例の検体の評価結果より変色
は紫外線の強度に応じて線形に変化している。これは、
光触媒の活性が紫外線の照射強度に依存していることを
表した結果であり、紫外線の強度を簡易的に測定するの
に適した方法であることが分かる。日中の太陽光に含ま
れる紫外線の強度は０．１mW/cｍ²〜0.5mW/cｍ²である
ことから、この方法により、太陽光に含まれる微弱な紫
外線の強度のインジケータとして利用することが可能で
ある。

【００３６】

【発明の効果】本発明の紫外線強度インジケート材料及
び紫外線強度インジケータは光触媒に紫外線が照射され
た時に発現する酸化力と、酸化することにより色の変わ
る酸化染料を組み合わせることにより、太陽光や蛍光灯
等に含まれる微弱な紫外線の照射強度を高感度に確認で
きた。これは、人間の皮膚に対して毒性を有する目に見
えない光線の強さを色の変化で簡単に判定できる為、紫
外線強度に応じた対策を促す指標を与えることができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｋ 3/00 Ｃ０９Ｋ 3/00 ＹＧ０１Ｊ 1/50 Ｇ０１Ｊ 1/50

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光反応性半導体と酸化されることにより
染色される酸化染料が含有されてなる紫外線強度インジ
ケート材料。
【請求項２】請求項１の紫外線強度インジケート材料
を支持体に担持させてなる紫外線強度インジケーター。