JP2002339477A

JP2002339477A - 光触媒機能をもつシート

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Publication number: JP2002339477A
Application number: JP2001143092A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Shirakawa; 伴幸白川; Toshiyuki Aritake; 利行有竹
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的簡単な方法で光触媒粒子をシートの表
面に位置させて光触媒機能を効果的に発揮させることに
より、低廉なコストで光触媒機能に優れたシートを提供
する。【解決手段】ベースとなる樹脂に光触媒を添加して混
練し、シートに成形し、延伸することによって、光触媒
の粒子をシートの表面に突出するようにした。光触媒の
粒子径が０．１ｎｍ〜１０μｍ、光触媒の添加量が０．
０５〜２０重量％であり、かつ少なくとも一方向の延伸
倍率が１．５〜６倍であるものが好ましい。また、光触
媒を含有したコート液を樹脂シートの表面に塗布した
後、延伸することによって、光触媒の粒子をシートの表
面に突出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒機能をもつ
シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】光触媒は、紫外線を照射することにより
有機物を分解したり、超親水性等の機能を発現する、光
触媒機能を有する物質である。抗菌、脱臭、防汚等の効
果を奏するので、種々の分野で利用されつつある。光触
媒としては、アナターゼ型二酸化チタン等が知られてい
る。このような光触媒の粒子を合成樹脂基材中に配合し
て成形し、得られる成形物に光触媒機能をもたせること
が試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のよう
な、合成樹脂基材中に光触媒粒子を配合して成形して得
られた成形物では、基材内部に位置する光触媒粒子は、
光触媒として期待される機能に対して何ら寄与せず、合
成樹脂基材の表面に光触媒粒子が現れていないとその機
能を発揮することができないという問題があった。

【０００４】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、比較的簡単な方法で光触媒粒子をシートの表面に
位置させて光触媒機能を効果的に発揮させることによ
り、低廉なコストで光触媒機能に優れたシートを提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ベースとなる
樹脂に光触媒を添加して混練し、シートに成形し、延伸
することによって、光触媒の粒子をシートの表面に突出
するようにした光触媒機能をもつシートである。

【０００６】上記発明においては、光触媒の粒子径が
０．１ｎｍ〜１０μｍ、光触媒の添加量が０．０５〜２
０重量％であり、かつ少なくとも一方向の延伸倍率が
１．５〜６倍であるものが好ましい。

【０００７】また、本発明は、光触媒を含有したコート
液を樹脂シートの表面に塗布した後、延伸することによ
って、光触媒の粒子をシートの表面に突出するようにし
た光触媒機能をもつシートである。

【０００８】上記各発明において、前記樹脂は、生分解
性プラスチックであるものとすることができる。また、
前記光触媒機能をもつシートを積層してなる、合成樹脂
板とすることができる。なお、本発明において、シート
の厚さは特に限定されるものはなく、シートとは、フィ
ルムをも含むものとする。

【０００９】本発明においては、シートを延伸すること
によって、樹脂シート内の、又は樹脂シートに塗布され
た、光触媒の粒子を、シートの表面に突出させる。すな
わち、シートの成形過程において、シートを延伸するこ
とによって、光触媒の粒子を、内部に埋没している状態
からシートの表面に突出する状態へと変化させる。光触
媒粒子の大半は、シートの表面に突出しているか、成形
物の表面近傍に集められており、光触媒粒子の大半がシ
ートの深奥に埋没しているものと区別される。この突出
した光触媒の粒子によって、従来のものに比べて比較的
少ない光触媒の添加量でも、光触媒の機能を有効に発揮
することができ、低廉なコストで優れた光触媒機能をも
つシートを製造することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】（Ａ）本発明は、ベースとなる樹
脂に光触媒を添加して混練し、シートに成形し、延伸す
ることによって、光触媒の粒子をシートの表面に突出す
るようにした光触媒機能をもつシートである。本発明に
おいて、ベースとなる樹脂は、各種熱可塑性樹脂を用い
ることができる。例えば、塩化ビニル樹脂、ポリエチレ
ン・ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリスチ
レン、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリカーボネー
ト、フッ素樹脂、ポリアミド、ＰＭＭＡ等のメタクリル
樹脂、ポリイミド、等が挙げられる。

【００１１】また、ポリ乳酸系重合体、脂肪族ポリエス
テルその他の生分解性プラスチックを用いることができ
る。生分解性プラスチックを用いることにより、光の当
たらない地中では微生物によってシートが分解され、光
の当たる地表では光触媒によって分解が促進される。光
触媒が無いと、地表にある場合は地中にある場合よりも
微生物による分解速度が遅くなるが、生分解性プラスチ
ックと光触媒の併用により、地表での分解速度を速める
ことができる。生分解性プラスチックを用いて得られる
シートは、好ましくは、例えば、真空成形によって製造
するコンポスト容器や包装材等のいわゆる使い捨て消費
材として使用される。ポリ乳酸系重合体とは、ポリ乳酸
または乳酸と他のヒドロキシカルボン酸との共重合体、
もしくはこれらの混合物であり、他の高分子材料が混入
されていてもよい。また、成形加工性、フイルム物性を
調整する目的で、可塑剤、滑剤、無機フイラー、紫外線
吸収剤等の添加剤を添加することも可能である。乳酸と
しては、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸が挙げられ、他のヒドロキ
シカルボン酸としては、グリコール酸、３−ヒドロキシ
酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、３−ヒドロキシ吉草酸、４
−ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸等が挙
げられる。これらの重合法としては、縮合重合法、開環
重合法等公知のいずれの方法を採用することも可能であ
り、さらには分子量増大のために少量の鎖延長剤、例え
ばジイソシアネート化合物、ジエポキシ化合物、酸無水
物等を使用してもよい。重合体の重量平均分子量として
は、１０，０００〜１０００，０００が好ましく、かか
る範囲を下回ると実用物性がほとんど発現されず、上回
る場合には溶融粘度が高くなり過ぎ、成形加工性に劣
る。未延伸シートの製膜条件について説明する。ポリ乳
酸系重合体を十分に乾燥し、水分を除去したのち押出機
で溶融する。溶融温度は組成によって変化するので、そ
れに対応して適宜選択することが好ましい。実際には１
４０〜２３０℃の温度範囲が通常選ばれる。シート状に
溶融成形された重合体は、回転するキヤステイングドラ
ム（冷却ドラム）に接触させて急冷するのが好ましい。
キヤステイングドラムの温度は５０℃以下が適当であ
る。これより高いとポリマーがキヤステイングドラムに
粘着し、引き取れない。また、結晶化が促進されて、球
晶が発達し延伸できなくなるため、上記温度範囲に設定
して急冷し実質上非晶性にすることが好ましい。

【００１２】本発明に用いられる光触媒は、特に限定さ
れるものではい。アナターゼ型二酸化チタンが好適に用
いられる他、ルチル型二酸化チタン、ブルックライト型
二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化鉛、酸化第二
鉄、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、チタン酸
ストロンチウム等を用いることができる。これらの複数
種を適宜混合して用いてもよい。表面処理を施したもの
であってもよい。

【００１３】光触媒粒子の粒径は、特に限定されるもの
ではないが、０．１ｎｍ〜１０μｍの範囲が適してい
る。これより粒径が小さいと、光触媒としての性能が十
分に発揮されにくい。逆にこれより粒径が大きいと、シ
ートの表面に突出した光触媒粒子がシートから脱落しや
すくなる。

【００１４】光触媒の添加量は、０．０５〜２０重量％
が好ましい。添加量が少ないと、仮に延伸によってすべ
ての光触媒粒子が表面に突出したとしても有機物を分解
するのに有効な被表面積には足りずに、期待しているほ
どの光触媒の効果が得られない。逆に添加量が多すぎる
と、シートの強度を確保しにくい。

【００１５】ベースとなる樹脂に上記のような光触媒を
所定量添加して混練し、シートに成形し、延伸する。混
練手段は、ニーダーその他の公知の混練装置を用いるこ
とができる。各種添加剤を添加してもよいのは勿論であ
る。シートへの成形は、Ｔダイ等を用いて押出成形によ
って行われる。

【００１６】延伸は、一軸延伸、二軸延伸いずれの方法
を用いてもよい。テンターその他の延伸装置を用いて延
伸する。延伸温度は、ベースとなる樹脂の種類によって
異なるが、通常、６０〜１８０℃くらいである。延伸前
のシートの厚さは特に限定されるものではない。

【００１７】少なくとも一方向の延伸倍率が１．５〜６
倍であるものが好ましい。これより延伸倍率が低いと、
光触媒の粒子が効果的に表面に突出しにくい。また、逆
にこれより延伸倍率が高いと、光触媒の粒子と樹脂との
界面の結合力が弱くシート全体としての強度が低下しや
すい。

【００１８】得られるシートの厚さは、前記のとおり、
特に限定されるものではない。使用目的に応じて適宜選
択し得る。

【００１９】図１は、本発明に係る光触媒機能をもつシ
ートを模式的に示す断面図である。シートの延伸によっ
て、光触媒粒子２は、合成樹脂シート１の深奥部に埋没
せずに、シート１の表面に突出し、分散している。この
ため、光触媒の活性が高められる。

【００２０】（Ｂ）また、本発明は、光触媒を含有した
コート液を樹脂シートの表面に塗布した後、延伸するこ
とによっても構成することができる。すなわち、樹脂シ
ートを製作した後、この樹脂シートに直接あるいは接着
層を介して光触媒を含有したコート液を塗布し、乾燥さ
せてから延伸する。樹脂シートは複数層で構成されるも
のであってもよい。

【００２１】光触媒を含有したコート液は特に限定され
るものではない。このコート液としては、例えば、少な
くとも有機溶媒及び水を含む溶媒と、固形分濃度で５〜
１０重量％の光触媒粒子とを混合してなるコート液が好
ましい。有機溶媒としては、メチルアルコール、エチル
アルコール、イソプロピルアルコール等の一価低級アル
コール、エチレングリコール、プロピレングリコール等
の多価アルコール類及びそれらのエステルであるセルソ
ルブ等を好適に使用できる。一価低級アルコール、中で
もイソプロピルアルコール及びエタノールを用いるのが
好ましい。

【００２２】有機溶媒及び水を含む溶媒には、適宜、シ
ランカップリング剤等のバインダー成分を含ませること
ができる。バインダー成分は、光触媒粒子の密着を高
め、光触媒による膜の強度を向上させる。光触媒粒子を
含有したコート液は、例えば、アナターゼ型二酸化チタ
ンゾル８０重量部、テトラエトキシシラン７０重量部、
エタノール１５０重量部、２- プロパノール１５０重量
部、純水５５０重量部といった配合により構成される。

【００２３】光触媒粒子を含有したコート液の塗布手段
は、特に限定されるものではない。例えば、グラビアコ
ート、スプレーコート、デイップコート等、各種の塗布
方法を選択し得る。グラビアロールコーターを用いるの
が好ましい。

【００２４】上記のコート液の塗布は、乾燥前のＷＥＴ
状態で３〜５０ｇ／ｍ² 、好ましくは５〜２０ｇ／ｍ
² 、乾燥後の被膜の厚さで０．１〜１μｍが望ましい。
光触媒粒子を含むコート液の塗布は、一回のみならず、
複数回行ってもよい。

【００２５】樹脂シートに接着層を介して光触媒を含有
したコート液を塗布する場合、接着層は、これが積層さ
れる樹脂シートの材質を考慮して、適宜選択し得る。例
えば、接着層は、アクリル樹脂、アクリル変性シリコン
樹脂化合物又はシリコン変性アクリル樹脂化合物を主要
成分として含むものが好ましい。例えば、固形分として
シリコン変性樹脂２０％、コロイダルシリカ３０％に溶
媒としてエタノール２０％、２- プロパノール２０％、
純水１０％を配合したもの等が好ましく用いられる。多
木化学社製商品名：タイノックプライマーＡが好適に
用いられる。

【００２６】接着層の形成は、光触媒粒子を含有したコ
ート液の塗布手段と同様、特に限定されるものではな
い。例えば、グラビアコート、スプレーコート、デイッ
プコート等、各種の塗布方法を選択し得る。グラビアロ
ールコーターを用いるのが好ましい。

【００２７】上記の、光触媒を含有したコート液を樹脂
シートの表面に塗布したシートは、（Ａ）で述べたとこ
ろと同様に、延伸することによって、光触媒の粒子をシ
ートの表面に突出させることができる。延伸前のシート
の厚さは特に限定されるものではない。

【００２８】以上、（Ａ）（Ｂ）で述べた本発明の光触
媒機能をもつシートは、表面被覆材として好適であり、
各種合成樹脂板に積層（ラミネート）して使用するのは
好ましい適用例の一である。そのような合成樹脂板は、
建物の内外装材その他の建築用資材、自動車用内装材等
に好適に使用される。

【００２９】

【実施例】〔実施例Ａ〕ベースとなるポリプロピレン
に、光触媒としてアナターゼ型二酸化チタン（昭和電工
株式会社製、商品名「ジュピターＦ４−ＡＰ」平均粒子
径３０ｎｍ、アパタイト皮膜処理を施したもの）を添加
して均一となるように混練し、これを押出機を用いて溶
融押し出しし、シート化した。さらに、このシートをテ
ンターを用いて延伸温度１６０℃で二軸延伸（たて５
倍、横５倍）を行い、本発明のシートを得た。

【００３０】上記の実施例において光触媒の添加量を変
えて得られたシートの評価結果を表１に示す。評価は次
に記載の方法で行った。〔評価方法〕：光触媒の添加量を変えて得られた各シー
トの表面に、０．０１ｍｏｌ／リットルのメチレンブル
ー溶液を滴下し、その上から１ｍＷ／ｃｍ² ・ｓｅｃの
強度の３６５ｎｍ紫外線を照射したときの吸光度を測定
した。光触媒によりメチレンブルーの分解が進むに従っ
て、吸光度は減少するが、特に光照射開始から３０分以
内で吸光度が初期値と同じになったものつまりメチレン
ブルーが完全に分解されたものを○、３０分以上かかっ
て分解されたものを△、まったく分解されなかったもの
を×という判定をした。

【００３１】

【表１】

【００３２】〔実施例Ｂ〕鐘淵化学株式会社製アクリル
フィルム、商品名「サンデュレンNST-014 」の表面に、
先ず接着層として多木化学株式会社製、商品名「タイノ
ックプライマーＡ」を５ｇ／ｍ² 塗布し、乾燥後、その
上に光触媒を含有したコート液：多木化学株式会社製、
商品名「ＣＺＰ-221」を５ｇ／ｍ² 塗布して、光触媒コ
ートアクリルシートを得た。該シートを、延伸温度１１
０℃にて一軸延伸（横２倍）後、ＡＢＳ樹脂に熱ラミネ
ーションで積層して合成樹脂板を得た。上記の実施例に
おいて光触媒を含有したコート液の添加量を変えて得ら
れた各合成樹脂板についての評価結果を表２に示す。な
お、評価は、実施例Ａで説明したのと同じ評価方法によ
り行った。

【００３３】

【表２】

【００３４】なお、上記のような合成樹脂板は、その
後、例えば、真空成形によって最終成形品とし、自動車
内装材や洗面台ユニット部材等の用途に供することがで
きる。

【００３５】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は上記説明したものに限定されず、本発明の要旨
の範囲で適宜変更、付加等して実施し得るものである。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、比較的簡単な方法で光
触媒粒子を表面に突出させたシートを製造することがで
きる。したがって、光触媒機能に優れたシートを、比較
的少ない光触媒の添加量で、煩雑な工程を要することな
く低廉なコストで製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシートを模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１合成樹脂シート２光触媒粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｊ 5/18 ＣＥＺＣ０８Ｊ 5/18 ＣＥＺ // Ｃ０８Ｌ 101:00 Ｃ０８Ｌ 101:00 Ｆターム(参考） 2E001 DD01 DH00 DH21 DH23 GA12 GA24 GA42 HD11 HD13 JA00 4F071 AA20 AA33 AB18 AE03 AH03 AH11 BB06 BB07 BB08 BC01 4F100 AA20 AA20H AK01A AK01B AK07 AR00A AR00B DE01B EH46 EH462 EJ37A EJ38 EJ38A EJ382 JC00 JC00B JK14A JL08A JM01A YY00A 4G069 AA03 AA08 BA04B BA22A BA22B BA48A DA05 EA08 EC22Y

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースとなる樹脂に光触媒を添加して混
練し、シートに成形し、延伸することによって、光触媒
の粒子をシートの表面に突出するようにした光触媒機能
をもつシート。
【請求項２】光触媒の粒子径が０．１ｎｍ〜１０μ
ｍ、光触媒の添加量が０．０５〜２０重量％であり、か
つ少なくとも一方向の延伸倍率が１．５〜６倍である、
請求項１に記載の光触媒機能をもつシート。
【請求項３】光触媒を含有したコート液を樹脂シート
の表面に塗布した後、延伸することによって、光触媒の
粒子をシートの表面に突出するようにした光触媒機能を
もつシート。
【請求項４】前記樹脂は、生分解性プラスチックであ
る、請求項１〜３のいずれかに記載の光触媒機能をもつ
シート。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の光触媒
機能をもつシートを積層してなる、合成樹脂板。