JP2003201668A - Photocatalytic cellulose fiber and method for producing the same - Google Patents

Photocatalytic cellulose fiber and method for producing the same

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JP2003201668A
JP2003201668A JP2001403203A JP2001403203A JP2003201668A JP 2003201668 A JP2003201668 A JP 2003201668A JP 2001403203 A JP2001403203 A JP 2001403203A JP 2001403203 A JP2001403203 A JP 2001403203A JP 2003201668 A JP2003201668 A JP 2003201668A
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JP
Japan
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cellulose fiber
titanium oxide
raw material
fiber
calcium silicate
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Application number
JP2001403203A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Takahashi
慶治 高橋
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Konoshima Chemical Co Ltd
Original Assignee
Konoshima Chemical Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photocatalytic cellulose fiber produced by supporting a photocatalyst composed of titanium oxide fine particles on a cellulose fiber substrate and exhibiting suppressed oxidative decomposition of the cellulose fiber caused by the titanium oxide photocatalyst. <P>SOLUTION: A slurry containing a siliceous raw material, a calcareous raw material, water and 10-125 pts.wt. (solid basis) of a cellulose fiber based on 100 pts.wt. (solid basis) of the sum of the siliceous raw material and the calcareous raw material is subjected to hydrothermal reaction to obtain a cellulose fiber substrate coated with hydrated calcium silicate and having the primary particle of the hydrated calcium silicate crystallized on the surface of each cellulose fiber constituting the cellulose fiber substrate. A photocatalyst composed of fine particles of titanium oxide is supported on the surface of the cellulose fiber substrate coated with the hydrated calcium silicate to obtain the photocatalytic cellulose fiber. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、セルロース繊維支
持体上に酸化チタン光触媒を担持させてなる消臭、抗
菌、防汚、水質浄化、有害物質の分解等の環境浄化機能
を有した光触媒性セルロース繊維に関し、更に詳しく
は、酸化チタン光触媒によるセルロース繊維支持体の酸
化分解劣化を抑制するため、セルロース繊維支持体と該
支持体に担持される微粒子の酸化チタン光触媒層との間
に珪酸カルシウム水和物からなる保護層を形成した構造
を有する光触媒性セルロース繊維およびその製造方法に
関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a photocatalytic property having an environmental purifying function such as deodorant, antibacterial, antifouling, water purification and decomposition of harmful substances, which is obtained by supporting a titanium oxide photocatalyst on a cellulose fiber support. Regarding the cellulose fiber, more specifically, in order to suppress the oxidative decomposition deterioration of the cellulose fiber support due to the titanium oxide photocatalyst, calcium silicate water is provided between the cellulose fiber support and the titanium oxide photocatalyst layer of the fine particles carried on the support. The present invention relates to a photocatalytic cellulose fiber having a structure in which a protective layer made of a Japanese product is formed, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のとおり、酸化チタン光触媒は、非
常に強い酸化力を有しているため、水中や空気中の有害
な化学物質や悪臭物質を簡単に分解し、無害化すること
ができ、抗菌性や防カビ性も有しているため、セルロー
ス繊維などに新しい環境浄化機能を付与できる機能性材
料として注目されている。
As is well known, since titanium oxide photocatalyst has a very strong oxidizing power, it can easily decompose harmful chemical substances and malodorous substances in water and air to render them harmless. Since it also has antibacterial and antifungal properties, it has attracted attention as a functional material capable of imparting a new environmental purification function to cellulose fibers and the like.

【0003】酸化チタン光触媒に関する基礎的概念やさ
まざまな分野への応用が「光クリーン革命〜酸化チタン
光触媒が活躍する(藤島昭,橋本和仁,渡部俊也共著,
株式会社シーエムシー,1997年1月発行)」や「入
門ビジュアルサイエンス 光触媒のしくみ(藤島昭,橋
本和仁,渡部俊也共著,株式会社日本実業出版社,20
00年10月発行)」に紹介されており、日常の身近な
環境空間においては、酸化チタンの光触媒機能は脱臭、
抗菌、防カビ等に利用され、一般住宅からホテル、公共
施設、病院、老人ホーム等までさまざまな人が利用する
施設内の空気清浄やシックハウス症候群を引き起こす接
着剤等の揮発性有機化合物(VOC)の分解などの多種
多様な環境浄化への適用が提案されている。
The basic concept of titanium oxide photocatalyst and its application to various fields are described in "Light Clean Revolution-Titanium oxide photocatalyst plays an active role (Akira Fujishima, Kazuhito Hashimoto, Toshiya Watabe,
"CMC Co., Ltd., issued in January 1997)" and "Introduction to Visual Science: How Photocatalyst Works (Akira Fujishima, Kazuhito Hashimoto, Toshiya Watanabe, Nihon Jitsugyo Publishing Co., Ltd., 20
Published in October 2000), the photocatalytic function of titanium oxide is deodorized in everyday familiar environmental spaces.
Volatile organic compounds (VOCs) such as adhesives that are used for antibacterial and mildewproof purposes, and are used by a variety of people from general houses to hotels, public facilities, hospitals, nursing homes, etc. Application to a wide variety of environmental cleanups such as the decomposition of is proposed.

【0004】このように酸化チタンの光触媒機能を利用
する場合、光触媒の反応は粒子表面での反応であるた
め、粒子径が小さくて比表面積の大きい高活性な酸化チ
タン光触媒が有効であるが、微粒子粉末のままでは取扱
いや回収に問題や欠点が生じ、実用化を図るには、微粒
子の酸化チタン光触媒を支持体に担持させることが不可
欠な条件とされている。
In the case of utilizing the photocatalytic function of titanium oxide as described above, since the photocatalytic reaction is a reaction on the particle surface, a highly active titanium oxide photocatalyst having a small particle diameter and a large specific surface area is effective. If the fine particle powder is used as it is, problems and drawbacks occur in handling and recovery, and in order to put it into practical use, it is indispensable to support the fine particle titanium oxide photocatalyst on the support.

【0005】しかし、微粒子の酸化チタン光触媒は強い
酸化力を有しているため、担持させる支持体が有機物の
場合には該支持体までも分解してしまうので、セルロー
ス繊維等に代表される有機材料に微粒子の酸化チタン光
触媒を担持させるには、さまざまな制約があった。
However, since the fine-particle titanium oxide photocatalyst has a strong oxidizing power, when the support to be supported is an organic substance, the support is also decomposed. There are various restrictions in supporting fine particles of titanium oxide photocatalyst on the material.

【0006】このため、セルロース繊維などの有機繊維
支持体に酸化チタン光触媒を担持させる技術手段とし
て、例えば、特開平8−173805号公報には、パル
プ繊維からなる支持体に水溶性無機物を作用させた後、
これを不溶化して酸化チタンをこの水不溶化無機物表面
に凝集析出させ支持体上に強固に保持する技術が開示さ
れている。
Therefore, as a technical means for supporting a titanium oxide photocatalyst on an organic fiber support such as cellulose fiber, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-173805 discloses that a water-soluble inorganic substance is allowed to act on a support made of pulp fiber. After
A technique is disclosed in which this is insolubilized to cause titanium oxide to coagulate and deposit on the surface of the water-insolubilized inorganic material to firmly hold it on the support.

【0007】また、特開平9−59892号公報には、
X線粒径100nm以下の超微細酸化チタンまたはその
表面を酸化亜鉛などで修飾した修飾超微細酸化チタン
と、それらを担持するセピオライト、シリカゲル、ベン
トナイト、硫酸マグネシウム、アスベストおよび活性炭
から選ばれた無機質系填料と、パルプ等の抄紙能を有す
る有機繊維質材料を抄紙し、酸化チタン含有紙を製造す
る技術が開示されている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-59892,
Ultrafine titanium oxide with an X-ray particle size of 100 nm or less or modified ultrafine titanium oxide whose surface is modified with zinc oxide, etc., and an inorganic material selected from sepiolite, silica gel, bentonite, magnesium sulfate, asbestos and activated carbon supporting them. A technique is disclosed in which a filler and an organic fibrous material having a paper-making ability such as pulp are made into paper to produce a titanium oxide-containing paper.

【0008】さらに、特開2000−110098号公
報には、酸化チタン微粉末に対して5:1〜1:5の混
合比率のシリカゾルまたはアルミナゾルを含む水系分散
液を乾燥することによって製造された酸化チタン複合粒
子を紙等の有機性支持体に内添する技術が開示されてい
る。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-110098, oxidation produced by drying an aqueous dispersion containing silica sol or alumina sol in a mixing ratio of 5: 1 to 1: 5 with respect to titanium oxide fine powder. A technique of internally adding titanium composite particles to an organic support such as paper is disclosed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前出各公報に見られる
とおり、光触媒分解能力の高い微粒子酸化チタンを有機
繊維支持体に直接担持させるのではなく、あらかじめ無
機物で有機繊維支持体の表面を保護することによってセ
ルロース繊維支持体の劣化を防止又は抑制することがで
きる。
As seen in the above-mentioned publications, the surface of the organic fiber support is protected in advance with an inorganic substance, instead of directly supporting the fine particle titanium oxide having a high photocatalytic decomposition ability on the organic fiber support. By doing so, deterioration of the cellulose fiber support can be prevented or suppressed.

【0010】しかし、前出各公報に開示されている酸化
チタン光触媒の有機繊維支持体への担持技術では、無機
物を十分な強度で支持体に固着させることは難しく、ま
た、酸化チタン光触媒をセルロース繊維支持体に接触さ
せないためには無機物を相当量添加する必要があるとい
う問題点が考えられる。
However, it is difficult to fix the inorganic substance to the support with sufficient strength by the technique of supporting the titanium oxide photocatalyst on the organic fiber support disclosed in the above-mentioned respective publications, and the titanium oxide photocatalyst is applied to cellulose. A possible problem is that it is necessary to add a considerable amount of an inorganic substance in order to prevent it from coming into contact with the fiber support.

【0011】さらに、前出各公報に開示されている方法
は、あらかじめ無機物でセルロース繊維支持体を構成す
る各繊維の1本毎の表面を保護して酸化チタン光触媒を
担持させているものではない。すなわち、セルロース繊
維支持体を構成する各繊維1本単位で保護していないた
め、実用化の際の用途が限定又は制限される可能性が大
きいという問題点が考えられる。
Furthermore, the methods disclosed in the above-mentioned publications do not preliminarily support the titanium oxide photocatalyst by protecting the surface of each fiber constituting the cellulose fiber support with an inorganic substance in advance. . In other words, since each fiber constituting the cellulose fiber support is not protected by one unit, there is a possibility that there is a high possibility that the application in practical use is limited or restricted.

【0012】本発明は、これらの問題点を鑑み、セルロ
ース繊維支持体を構成する各繊維1本単位においてその
表面を無機物で保護して、該セルロース繊維支持体の劣
化を防止又は抑制することにより、単なる紙原料ではな
く、さまざまな用途に使用でき、新しい環境浄化機能を
持つ材料の提供を技術的課題としている。
In view of these problems, the present invention protects the surface of each fiber constituting a cellulose fiber support by an inorganic substance to prevent or suppress the deterioration of the cellulose fiber support. The technical challenge is to provide materials that can be used for various purposes and have a new environmental purification function, not just paper materials.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するた
め、セルロース繊維支持体を構成する各繊維1本単位に
おいてその表面を無機物で保護するに当り、本発明者
は、本発明者が特願2000−100101号(特開2
001−240458号公報)で提案している繊維表面
に珪酸カルシウム水和物の一次粒子が小枝状に晶出した
天然セルロース材料が活用できることを見出した。な
お、本発明者は、当該の天然セルロース材料に関して、
「ゾノトライトを被覆したパルプ繊維の水熱合成と抄造
特性」(高橋慶治ら,化学工学会第33回秋季大会講演
要旨集,B−205 (2000))および「Xono
tlite Coatingon to Pulp F
iberSurface under Hydroth
ermal Conditions」(K.Takah
ashi,at.al.,Fxtend Abstra
ct and Proceeddings of Jo
int 6th International Sym
posiumon HydrothermalReac
tions & 4th International
Conference on Solvo−Ther
mal Reactions,100(July25−
28,2000,Kochi,Japan)に報告して
いる。
In order to achieve the above-mentioned object, in protecting the surface of each fiber constituting a cellulosic fiber support with an inorganic substance, the present inventor has filed a patent application. 2000-100101
It has been found that a natural cellulose material, in which primary particles of calcium silicate hydrate are crystallized in the form of twigs, can be used on the surface of the fiber as proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 001-240458). In addition, the present inventor relates to the natural cellulose material concerned.
"Hydrothermal synthesis and papermaking properties of zonotolite-coated pulp fiber" (Keiji Takahashi et al., 33rd Autumn Meeting of the Chemical Engineering Society of Japan, B-205 (2000)) and "Xono
lite Coatingon to Pulp F
iberSurface underunder Hydroth
"Ermal Conditions" (K. Takah
ashi, at. al. , Fxend Abstra
ct and Proceedings of Jo
int 6 th International Sym
possumonHydrothermalReac
tions & 4 th International
Conference on Solvo-Ther
mal Reactions, 100 (July25-
28, 2000, Kochi, Japan).

【0014】本発明は、前記知見に基づき完成したもの
であり、前記課題は、次のとおりの本発明によって達成
できる。
The present invention has been completed based on the above findings, and the problems can be achieved by the present invention as follows.

【0015】即ち、本発明に係る光触媒性セルロース繊
維は、セルロース繊維支持体に微粒子の酸化チタン光触
媒を担持させた光触媒性セルロース繊維において、前記
セルロース繊維支持体を構成する各セルロース繊維の表
面と前記微粒子の酸化チタン光触媒との間に、酸化チタ
ン光触媒による酸化分解劣化を抑制するために、珪酸カ
ルシウム水和物からなる無機物保護層が形成されている
ことを特徴とするものである。
That is, the photocatalytic cellulose fiber according to the present invention is a photocatalytic cellulose fiber in which a titanium oxide photocatalyst of fine particles is carried on a cellulose fiber support, and the surface of each cellulose fiber constituting the cellulose fiber support and the above An inorganic protective layer made of calcium silicate hydrate is formed between the fine particle titanium oxide photocatalyst and the titanium oxide photocatalyst in order to suppress oxidative degradation by the titanium oxide photocatalyst.

【0016】また、本発明に係る光触媒性セルロース繊
維の製造方法は、珪酸質原料と、石灰質原料と、水と、
該珪酸質原料と該石灰質原料との混合物中の固形分10
0重量部対して固形分10〜125重量部のセルロース
繊維原料とを含有する原料スラリーを水熱処理反応させ
ることにより、セルロース繊維支持体を構成する各セル
ロース繊維の表面に無機物保護層として珪酸カルシウム
水和物の一次粒子が晶出している構造を有する珪酸カル
シウム水和物被覆セルロース繊維支持体を得た後、当該
珪酸カルシウム水和物被覆セルロース繊維支持体の表面
に微粒子の酸化チタン光触媒を担持させることを特徴と
するものである。
The method for producing a photocatalytic cellulose fiber according to the present invention comprises a siliceous raw material, a calcareous raw material, water, and
Solid content 10 in a mixture of the siliceous raw material and the calcareous raw material
A raw material slurry containing a cellulose fiber raw material having a solid content of 10 to 125 parts by weight with respect to 0 part by weight is subjected to a hydrothermal treatment reaction to give calcium silicate water as an inorganic protective layer on the surface of each cellulose fiber constituting the cellulose fiber support. After obtaining a calcium silicate hydrate-coated cellulose fiber support having a structure in which the primary particles of the hydrate are crystallized, a particulate titanium oxide photocatalyst is supported on the surface of the calcium silicate hydrate-coated cellulose fiber support. It is characterized by that.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.

【0018】実施の形態1.Embodiment 1.

【0019】本実施の形態における光触媒性セルロース
繊維およびその製造方法について説明すれば、先ず、珪
酸質原料、石灰質原料及び水の混合物に、該珪酸質原料
と該石灰質原料との混合物の固形分100重量部に対し
て固形分10〜125重量部のセルロース繊維原料を添
加し、常温常圧、加温常圧或いは加温加圧等の条件下に
おいて均一に攪拌混合して原料スラリーを得るか、又
は、当該攪拌混合過程においてCSHなる中間生成物を
含んだ原料スラリーを得、続いて、当該原料スラリーを
オートクレーブを用いて水熱処理反応させることによ
り、セルロース繊維支持体を構成する各繊維1本単位に
おいてその表面上に無機保護層として珪酸カルシウム水
和物の一次粒子が晶出している構造を有する珪酸カルシ
ウム水和物被覆セルロース繊維支持体を作製した後、当
該珪酸カルシウム水和物被覆セルロース繊維支持体の表
面に微粒子の酸化チタン光触媒を担持させ、次いで、篩
別、洗浄及び乾燥工程等を経て、目的物である光触媒性
セルロース繊維を製造する。
The photocatalytic cellulose fiber and the method for producing the same in the present embodiment will be described. First, in the mixture of siliceous raw material, calcareous raw material and water, the solid content of the mixture of siliceous raw material and calcareous raw material is 100%. A raw material slurry is obtained by adding a cellulose fiber raw material having a solid content of 10 to 125 parts by weight to parts by weight and uniformly stirring and mixing under conditions such as normal temperature and normal pressure, warm normal pressure or warm press. Alternatively, a raw material slurry containing an intermediate product of CSH in the stirring and mixing process is obtained, and subsequently, the raw material slurry is subjected to a hydrothermal treatment reaction by using an autoclave to form a unit of each fiber constituting the cellulose fiber support. Calcium silicate hydrate-coated cellulosic structure with primary particles of calcium silicate hydrate crystallized on its surface as an inorganic protective layer After preparing the fiber support, the fine particle titanium oxide photocatalyst is supported on the surface of the calcium silicate hydrate-coated cellulose fiber support, and then the screening, washing and drying steps are performed to obtain the desired photocatalyst. Producing permeable cellulose fibers.

【0020】このように、本実施の形態における光触媒
性セルロース繊維の製造工程は、酸化チタン光触媒によ
る酸化分解劣化を防止および抑制するためにセルロース
繊維支持体を構成する各繊維の1本毎の表面に珪酸カル
シウム水和物から成る無機物保護層を有する珪酸カルシ
ウム水和物被覆セルロース繊維を作製する工程と該繊維
支持体に微粒子の酸化チタン光触媒を担持させる工程と
に大別できる。
As described above, in the manufacturing process of the photocatalytic cellulose fiber in the present embodiment, the surface of each fiber constituting the cellulose fiber support is prevented in order to prevent and suppress the oxidative degradation by the titanium oxide photocatalyst. It can be roughly classified into a step of preparing a calcium silicate hydrate-coated cellulose fiber having an inorganic protective layer made of calcium silicate hydrate and a step of supporting a particulate titanium oxide photocatalyst on the fiber support.

【0021】珪酸質原料としては、結晶質であれば珪
石、珪砂等を、非晶質であれば珪藻土、ホワイトカーボ
ン、シリカフューム等を用いればよい。
As the siliceous raw material, silica stone, silica sand or the like may be used if it is crystalline, and diatomaceous earth, white carbon, silica fume or the like may be used if it is amorphous.

【0022】石灰質原料としては、生石灰の乾式消化で
得られる粉末状の消石灰や多量の水で生石灰を湿式消化
して得られるスラリー状の消石灰(石灰乳)等を用いれ
ばよい。
As the calcareous raw material, powdered slaked lime obtained by dry digestion of quick lime or slurry slaked lime (lime milk) obtained by wet digestion of quick lime with a large amount of water may be used.

【0023】セルロース繊維としては、一例として、木
材パルプを挙げることができる。木材パルプは、品質面
やコスト面からも有利であり、NBKP(針葉樹晒しク
ラフトパルプ)やLBKP(広葉樹晒しクラフトパル
プ)が好適である。
As an example of the cellulose fiber, wood pulp can be mentioned. Wood pulp is advantageous in terms of quality and cost, and NBKP (softwood bleached kraft pulp) and LBKP (hardwood bleached kraft pulp) are preferable.

【0024】これらのセルロース繊維は、攪拌機やジュ
ーサー等を用いて水溶液中に分散又は離解させて用いる
か、リファイナー、ビーター等により繊維を機械的に叩
いて擦り潰して膨潤させ、繊維にフィブリル化を起させ
水素結合を起こしやすい状態とした後に用いてもよい。
当該処理を施し、繊維の表面をフィブリル化させること
で、セルロース繊維支持本表面に無機材料を担持させる
に有利なものとなる。
These cellulose fibers are used by being dispersed or disaggregated in an aqueous solution by using a stirrer, a juicer, or the like, or the fibers are mechanically beaten by a refiner, beater or the like to be swelled by rubbing to fibrillize the fibers. It may be used after it is caused to initiate a hydrogen bond.
By subjecting the surface of the fiber to fibrillation by the treatment, it becomes advantageous for supporting the inorganic material on the surface of the cellulose fiber support.

【0025】各原料の混合方法としては特に制限はない
が、常温常圧、加温常圧、加温加圧等の条件下において
攪拌混合し、各原料が均一に混合された原料スラリーを
得る。また、この攪拌混合工程反応が促進され、CSH
なる中間生成物を含んだ原料スラリーとなっていても良
い。
The mixing method of each raw material is not particularly limited, but the raw material slurry in which the respective raw materials are uniformly mixed is obtained by stirring and mixing under conditions such as normal temperature and normal pressure, warm and normal pressure, and warm and pressurization. . In addition, this stirring and mixing process reaction is promoted, and CSH
It may be a raw material slurry containing the intermediate product.

【0026】珪酸カルシウム水和物は、珪酸質原料、石
灰質原料および水をオートクレーブで水熱処理反応させ
ることで得られる、一般にゾノトライト、トバモライト
と呼ばれる結晶質珪酸カルシウム水和物であり、当該結
晶質珪酸カルシウム水和物を合成するに際しての合成条
件である珪酸質原料と石灰質原料との混合割合(CaO
/SiOモル比)は、ゾノトライトであれば0.85
〜1.20の範囲、トバモライトであれば0.60〜
0.95の範囲が好適である。また、珪酸質原料と石灰
質原料との混合物固形物100重量部に対して、セルロ
ース繊維原料を固形分10〜125重量部、水性原料ス
ラリー中への分散性を考慮すると好ましくは、固形分2
5〜75重量部を添加するのがよい。また、水/固形分
(珪酸質原料+石灰質原料+セルロース繊維原料)比は
50〜250の範囲であり、好ましくは、100〜20
0の範囲が良い。
The calcium silicate hydrate is a crystalline calcium silicate hydrate generally called xonotlite or tobermorite, which is obtained by subjecting a siliceous raw material, a calcareous raw material and water to a hydrothermal treatment reaction in an autoclave. The mixing ratio of the siliceous raw material and the calcareous raw material, which is a synthesis condition for synthesizing calcium hydrate (CaO
/ SiO 2 molar ratio) is 0.85 for zonotolite
~ 1.20 range, 0.60 for tobermorite
A range of 0.95 is preferred. Further, with respect to 100 parts by weight of a solid mixture of a siliceous raw material and a calcareous raw material, the cellulose fiber raw material has a solid content of 10 to 125 parts by weight, and in view of dispersibility in an aqueous raw material slurry, the solid content is preferably 2
It is preferable to add 5 to 75 parts by weight. The water / solid content (silicic material raw material + calcareous raw material + cellulose fiber raw material) ratio is in the range of 50 to 250, preferably 100 to 20.
A range of 0 is good.

【0027】これにより、理由は定かではないが、オー
トクレーブ水熱処理反応による珪酸カルシウム水和物の
生成過程において、珪酸カルシウム水和物の一次粒子が
セルロース繊維支持体を構成する各繊維の表面に晶出し
(なお、この晶出状態は電子顕微鏡によって確認でき
る。)、セルロース繊維と珪酸カルシウム水和物が一体
化したごとく、繊維一本一本が珪酸カルシウム水和物に
よって被覆される。
For this reason, although the reason is not clear, in the process of forming calcium silicate hydrate by the autoclave hydrothermal treatment reaction, primary particles of calcium silicate hydrate crystallize on the surface of each fiber constituting the cellulose fiber support. As the cellulose fibers and calcium silicate hydrate are integrated (the crystallized state can be confirmed by an electron microscope), each fiber is coated with calcium silicate hydrate.

【0028】水熱処理反応は、攪拌式オートクレーブを
用いて、反応温度150℃〜230℃で1〜12時間反
応させるのが好ましく、2〜8時間の範囲が工業的製造
においてはより好ましい。
The hydrothermal treatment reaction is preferably carried out using a stirring autoclave at a reaction temperature of 150 to 230 ° C. for 1 to 12 hours, more preferably 2 to 8 hours in industrial production.

【0029】水熱処理反応を行った後、水分散性のスラ
リー状態から繊維生成物を篩等により篩別し、さらに洗
浄等により繊維に固着していない珪酸カルシウム水和物
をきれいに洗い流したものを、微粒子の酸化チタン光触
媒を担持させる原料とする。なお、篩別および洗浄はこ
の段階では行わず、酸化チタン光触媒を担持させる処理
が終わった後に篩別および洗浄処理を行ってもよい。
After the hydrothermal treatment reaction, the fiber product is sieved from the water-dispersible slurry state with a sieve and the calcium silicate hydrate not adhered to the fibers is washed away by washing. A raw material for supporting a fine particle titanium oxide photocatalyst. Note that sieving and washing may not be performed at this stage, and sieving and washing may be performed after the treatment for supporting the titanium oxide photocatalyst is completed.

【0030】使用する微粒子の酸化チタン光触媒は、平
均粒径が5〜150nmであり、アモルファス、ルチル
型、アナターゼ型などのいずれの種類でも使用可能であ
るが、アナターゼ型の酸化チタン光触媒が光触媒活性の
面で優れているので良好である。また、沈降性や分散性
が安定なスラリー、ゾル溶液、ゲル、ゾル・ゲル混合物
等の形態であるものが特に良好である。例えば市販品と
して、株式会社光触媒研究所製の商品名「光触媒ゾルA
Tシリーズ」等を挙げることが出来る。
The fine particle titanium oxide photocatalyst used has an average particle size of 5 to 150 nm and can be used in any type such as amorphous, rutile type and anatase type. Anatase type titanium oxide photocatalyst has photocatalytic activity. It is good because it is excellent in terms of. Further, those in the form of a slurry, a sol solution, a gel, a sol / gel mixture and the like having stable sedimentation and dispersibility are particularly preferable. For example, as a commercially available product, a product name “Photocatalyst sol A” manufactured by Photocatalysis Laboratory
"T series" and the like.

【0031】また、アモルファス型の酸化チタンを用い
た場合、常温ではアモルファスの状態でアナターゼ型酸
化チタンには結晶化していないが、均一な微粒子を含有
しており、密着性に優れ固着担持性が高いため、まずア
モルファス型の酸化チタンを固着させ、再度、オートク
レーブにより120〜200℃程度の水熱加熱処理を施
し、アモルファス型からアナターゼ型に結晶化させても
なんら問題はない。
When amorphous titanium oxide is used, it does not crystallize in anatase titanium oxide in an amorphous state at room temperature, but it contains uniform fine particles and has excellent adhesiveness and sticking and carrying ability. Since it is high, there is no problem even if amorphous titanium oxide is first fixed and then hydrothermal heat treatment at about 120 to 200 ° C. is again performed by an autoclave to crystallize the amorphous type into the anatase type.

【0032】珪酸カルシウム水和物被覆セルロース繊維
支持体への酸化チタン光触媒の担持方法としては、当該
セルロース繊維を分散させた水溶性スラリーに、沈降性
や分散性が安定なスラリー、ゾル溶液、ゲル、ゾル・ゲ
ル混合物等の形態である微粒子の酸化チタン光触媒を添
加して攪拌混合を行うといった簡単な処理で珪酸カルシ
ウム水和物被覆セルロース繊維を固着させることができ
る。
As a method for supporting the titanium oxide photocatalyst on the calcium silicate hydrate-coated cellulose fiber support, a water-soluble slurry in which the cellulose fiber is dispersed is added to a slurry, a sol solution, or a gel having stable sedimentation and dispersibility. The calcium silicate hydrate-coated cellulose fiber can be fixed by a simple treatment such as adding a fine particle titanium oxide photocatalyst in the form of a sol / gel mixture and stirring and mixing.

【0033】なお、珪酸カルシウム水和物被覆セルロー
ス繊維支持体への微粒子の酸化チタン光触媒の担持方法
としては、例えば、当該繊維を用いてシート等を作製後
に、公知のディッピング法や吹付けスプレー法等の塗布
方法によりセルロース繊維支持体上にコーティングし、
その後、自然乾燥や乾燥機を用いて加熱乾燥する方法も
適用できる。
As a method for supporting fine particles of titanium oxide photocatalyst on the calcium silicate hydrate-coated cellulose fiber support, for example, a known dipping method or spraying spray method is used after a sheet or the like is prepared using the fiber. Coated on a cellulose fiber support by a coating method such as
After that, a method of natural drying or heating and drying using a dryer can be applied.

【0034】[0034]

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を説明
する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。
EXAMPLES The present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

【0035】実施例1:珪酸質原料として微粉砕珪石粉
末(SiO:97.8%)と石灰原料として消石灰粉
末(CaO:72.6%)とを、CaO/SiOモル
比1.05に配合した原料粉末100重量部に対して、
NBKP(針葉樹晒しクラフトパルプ)繊維固形分30
重量部を加え、次いで、微粉砕珪石粉末、消石灰粉末お
よびNBKP繊維から成る原料固形分100重量部に対
して77重量倍水に成るように水を加えて原料スラリー
を調製した。続いて、この原料スラリーを攪拌式オート
クレーブ中で、攪拌数200rpmで攪拌しながら温度
200℃まで2時間で昇温し、8時間保持後、温度90
℃まで1時間で降温する条件にて水熱処理反応を行っ
た。なお、NBKP繊維は、ジューサーミキサーを使用
して水に離解させた膨潤パルプを用いた。
Example 1: Finely pulverized silica stone powder (SiO 2 : 97.8%) as a siliceous raw material and slaked lime powder (CaO: 72.6%) as a lime raw material, a CaO / SiO 2 molar ratio of 1.05. To 100 parts by weight of the raw material powder blended in
NBKP (softwood bleached kraft pulp) fiber solids 30
A part by weight of water was added, and then 100 parts by weight of the solid content of the finely ground silica stone powder, slaked lime powder, and NBKP fibers was added to water to prepare 77 times by weight water to prepare a raw material slurry. Subsequently, this raw material slurry was heated in a stirring autoclave at a stirring number of 200 rpm to a temperature of 200 ° C. in 2 hours, and after being held for 8 hours, was heated to 90 °
The hydrothermal treatment reaction was performed under the condition that the temperature was lowered to 0 ° C in 1 hour. As the NBKP fiber, swelling pulp disaggregated in water using a juicer mixer was used.

【0036】次に合成した生成物スラリーを60mes
hの標準ふるい(目開き250μm)にて篩別後、生成
物中の繊維分のみを取りだし、水洗処理を10分間施し
て繊維に固着していない珪酸カルシウム水和物を十分に
洗い流した。
Next, the synthesized product slurry was added to 60 mes
After sieving with a standard sieve of h (mesh opening 250 μm), only the fiber component in the product was taken out and subjected to a water washing treatment for 10 minutes to thoroughly wash away the calcium silicate hydrate not adhered to the fiber.

【0037】水洗処理後に少量の繊維をサンプリング
し、温度110℃で12時間乾燥させた。乾燥させたサ
ンプルの繊維表面を電解放射型走査電子顕微鏡(日立S
−4700型)で観察したところ、NBKP繊維表面に
は、図1及び図2の電子顕微鏡写真に見られるとおり、
珪酸カルシウム水和物の微細な針状の一次粒子が各繊維
の1本毎の表面に晶出している珪酸カルシウム水和物被
覆NBKP繊維を得ることが出来た。
After washing with water, a small amount of fiber was sampled and dried at a temperature of 110 ° C. for 12 hours. The fiber surface of the dried sample is a field emission scanning electron microscope (Hitachi S
-4700 type), the NBKP fiber surface was observed to have the following characteristics as seen in the electron micrographs of FIGS. 1 and 2.
It was possible to obtain calcium silicate hydrate-coated NBKP fibers in which fine acicular primary particles of calcium silicate hydrate were crystallized on the surface of each fiber.

【0038】また、この珪酸カルシウム水和物被覆NB
KP繊維をX線分析装置(Rigaku製 RINT−
2000シリーズ)により測定したところ、図3のX線
回折ピークに見られるように、NBKP繊維の特有のピ
ークとゾノトライトの特有のピークであることが確認で
きた。これは、図4に示す原料として使用したNBKP
繊維のX線回折ピーク及び図5に示すゾノトライトのX
線回折ピークと一致したことで確認できる。
The calcium silicate hydrate-coated NB
An X-ray analyzer (RINT-made by Rigaku-
2000 series), it was confirmed that it was a peak peculiar to the NBKP fiber and a peak peculiar to zonotolite as seen in the X-ray diffraction peak of FIG. This is NBKP used as the raw material shown in FIG.
X-ray diffraction peak of fiber and X of zonotolite shown in FIG.
It can be confirmed by coincidence with the line diffraction peak.

【0039】この生成プロセスに関しては定かではない
が、凹凸性の高いNBKP繊維の表面部に反応初期のゾ
ノトライト前駆体、すなわち結晶核となる物質が固着さ
れ、反応が進むにつれNBKP繊維表面でゾノトライト
が晶出し、結晶成長してNBKP繊維と水素結合等の化
学結合を介在し強固に固着するものと思われる。
Although it is not clear about this production process, a zonotolite precursor in the early stage of the reaction, that is, a substance that becomes a crystal nucleus is fixed to the surface portion of the NBKP fiber having high irregularity, and as the reaction proceeds, zonotolite is formed on the surface of the NBKP fiber. It is considered that the crystals crystallize and grow to firmly adhere to the NBKP fibers through chemical bonds such as hydrogen bonds.

【0040】また、この珪酸カルシウム水和物被覆NB
KP繊維を製紙用パルプの灰分試験方法JIS−P−8
204に準じた方法により、電気炉を用いて800℃で
2時間強熱して十分灰化し、デシケーター内で室温まで
放冷後重量を測定した。また、恒量になるまでこの操作
を繰り返しNBKP繊維に担持している無機物の量を測
定した。灰分A(%)は、A=(W/S)×100
(S:試料の絶乾重さ(g)W:灰の重さ(g))によ
って算出した。その結果、NBKP繊維に担持している
無機物の量、すなわち灰分A(珪酸カルシウム水和物の
量)は26.7%であった。
The calcium silicate hydrate-coated NB
KP fiber ash content test method for papermaking pulp JIS-P-8
According to the method according to 204, it was ignited at 800 ° C. for 2 hours in an electric furnace to be sufficiently ashed, allowed to cool to room temperature in a desiccator, and then weighed. In addition, this operation was repeated until the weight became constant, and the amount of the inorganic substances supported on the NBKP fiber was measured. Ash content A (%) is A = (W / S) x 100
(S: absolute dry weight of sample (g) W: ash weight (g)). As a result, the amount of inorganic substances carried on the NBKP fibers, that is, the ash content A (the amount of calcium silicate hydrate) was 26.7%.

【0041】次に、ここに得た珪酸カルシウム水和物被
覆NBKP繊維100重量部に対して500重量倍水に
成るように水を加えて珪酸カルシウム水和物被覆NBK
P繊維分散溶液を準備した。この分散溶液を300rp
mで攪拌しながら酸化チタン光触媒ゾル(株式会社光触
媒研究所製・AT−01:TiO含有量3.48wt
%)を、珪酸カルシウム水和物被覆NBKP繊維100
重量部に対して酸化チタン(TiO)固形分重量で2
0重量部を添加し、温度80℃で4時間の攪拌混合処理
を行った。
Next, 100 parts by weight of the calcium silicate hydrate-coated NBKP fiber thus obtained is added with water so that the amount of water becomes 500 parts by weight, and the calcium silicate hydrate-coated NBK is added.
A P fiber dispersion solution was prepared. 300 rp of this dispersion solution
titanium oxide photocatalyst sol (manufactured by Photocatalyst Laboratory Co., Ltd .; AT-01: TiO 2 content 3.48 wt.
%), NBKP fiber 100 coated with hydrated calcium silicate
2 parts by weight of titanium oxide (TiO 2 ) solid content with respect to parts by weight
0 part by weight was added, and the mixture was stirred and mixed at a temperature of 80 ° C. for 4 hours.

【0042】酸化チタン光触媒ゾルの攪拌混合処理終了
後、処理液を60meshの標準ふるい(目開き250
μm)にて篩別し、生成物中の繊維分のみを取りだし、
水洗処理を10分間施して繊維に固着していない酸化チ
タン光触媒を十分に洗い流した。
After completion of the stirring and mixing treatment of the titanium oxide photocatalyst sol, the treatment liquid is treated with a standard mesh of 60 mesh (opening 250).
(μm) to remove only the fiber content in the product,
The titanium oxide photocatalyst not adhered to the fibers was sufficiently washed off by performing a water washing treatment for 10 minutes.

【0043】水洗処理後に少量の繊維をサンプリング
し、温度110℃で12時間乾燥させた。乾燥させたサ
ンプルの繊維表面を電解放射型走査電子顕微鏡(日立S
−4700型)で観察したところ、珪酸カルシウム水和
物被覆NBKP繊維表面には、図6及び図7の電子顕微
鏡写真に見られるとおり、珪酸カルシウム水和物の微細
な針状の一次粒子が繊維表面に晶出している珪酸カルシ
ウム水和物被覆NBKP繊維は観察できるが、TiO
粒子を観察することは出来なかった。
After washing with water, a small amount of fiber was sampled and dried at a temperature of 110 ° C. for 12 hours. The fiber surface of the dried sample is a field emission scanning electron microscope (Hitachi S
-4700 type), fine acicular primary particles of calcium silicate hydrate were found on the surface of the NBKP fiber coated with hydrated calcium silicate, as shown in the electron micrographs of FIGS. 6 and 7. Calcium silicate hydrate coated NBKP fibers crystallized on the surface can be observed, but TiO 2
No particles could be observed.

【0044】次に、X線分析装置により測定したとこ
ろ、図8のX線回折ピークに見られるように、酸化チタ
ン(アナターゼ型)のX線回折ピークが25°近傍で確
認できた。これは、図9に示す既知のアナターゼ型二酸
化チタン(和光純薬工業株式会社製:和光一級試薬)の
X線回折結果と比較することで、ピークが一致すること
により、繊維に酸化チタンが存在していることがわかっ
た。このピークは、図3の珪酸カルシウム水和物被覆N
BKP繊維では見られなかったので、酸化チタン光触媒
ゾルを攪拌混合処理した珪酸カルシウム水和物被覆NB
KP繊維に酸化チタン(アナターゼ型)が固着している
ことが確認できた。
Next, as a result of measurement by an X-ray analyzer, an X-ray diffraction peak of titanium oxide (anatase type) was confirmed at around 25 ° as seen in the X-ray diffraction peak of FIG. This is compared with the X-ray diffraction result of the known anatase type titanium dioxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: Wako first-class reagent) shown in FIG. 9, and when the peaks match, titanium oxide is present in the fiber. I found out that This peak corresponds to the calcium silicate hydrate coating N in FIG.
Since it was not found in BKP fiber, calcium silicate hydrate coated NB obtained by stirring and mixing titanium oxide photocatalyst sol
It was confirmed that titanium oxide (anatase type) was fixed to the KP fiber.

【0045】前記と同様に、灰分B(%)を求めた。そ
の結果、繊維に担持している無機物の量、すなわち灰分
B(珪酸カルシウム水和物の量と酸化チタンの量の合
計)は36.1%であった。
Ash content B (%) was determined in the same manner as described above. As a result, the amount of the inorganic substances supported on the fibers, that is, the ash content B (the total of the amount of calcium silicate hydrate and the amount of titanium oxide) was 36.1%.

【0046】更に、珪酸カルシウム水和物被覆NBKP
繊維と酸化チタン光触媒の固着および担持処理を施した
珪酸カルシウム水和物被覆酸化チタン担持NBKP繊維
の表面をエネルギー分散型X線分析システム(HORI
BA EMAX−7000)によりチタンの定性分析を
行った。その定性分析結果を図10及び図11に示し
た。図10で示すように、酸化チタン光触媒の担持処理
を施していない珪酸カルシウム水和物被覆NBKP繊維
の表面の観察部分からは、主に、Si、Caが検出さ
れ、Tiは検出されておらず、また図11の酸化チタン
光触媒の担持処理を施した珪酸カルシウム水和物被覆N
BKP繊維の表面の観察部分からは、主に、Si、C
a、Tiが検出された。
Furthermore, calcium silicate hydrate-coated NBKP
Energy dispersive X-ray analysis system (HORI) for the surface of NBKP fiber supporting titanium oxide coated with calcium silicate hydrate on which the fiber and titanium oxide photocatalyst are fixed and supported.
Qualitative analysis of titanium was carried out by BA EMAX-7000). The qualitative analysis results are shown in FIGS. 10 and 11. As shown in FIG. 10, Si and Ca were mainly detected and Ti was not detected from the observed portion of the surface of the calcium silicate hydrate-coated NBKP fiber which was not subjected to the supporting treatment of the titanium oxide photocatalyst. In addition, the calcium silicate hydrate coating N subjected to the supporting treatment of the titanium oxide photocatalyst shown in FIG.
From the observed portion of the surface of the BKP fiber, mainly Si, C
a and Ti were detected.

【0047】これらの結果から、酸化チタン光触媒ゾル
を珪酸カルシウム水和物被覆NBKP繊維分散溶液中で
攪拌混合するといった簡単な処理方法で、且つ十分な水
洗処理を施したにも関わらず、酸化チタン光触媒の全て
が脱離・剥離することなく珪酸カルシウム水和物被覆N
BKP繊維に固着していることが確認できた。
From these results, the titanium oxide photocatalyst sol was stirred and mixed in the calcium silicate hydrate-coated NBKP fiber dispersion solution by a simple treatment method, and the titanium oxide photocatalyst sol was subjected to sufficient washing treatment, Calcium silicate hydrate coating N without all photocatalyst being detached / peeled off
It was confirmed that the BKP fibers were fixed.

【0048】比較例1:珪酸質原料として微粉砕珪石粉
末(SiO:97.8%)と石灰原料として消石灰粉
末(CaO:72.6%)を、CaO/SiOモル比
105に配合した原料粉末100重量部に対して、10
0重量倍水に成るように水を加えて原料スラリーを調整
した。続いて、この原料スラリーを攪拌式オートクレー
ブ中で、攪拌数200rpmで攪拌しながら温度200
℃まで2時間で昇温し、8時間保持後、温度90℃まで
1時間で降温する条件にて水熱処理反応を行った。反応
終了後、生成したスラリーにNBKP繊維固形分30重
量部を加え、同様の方法により水熱処理反応を行った。
Comparative Example 1: Finely pulverized silica stone powder (SiO 2 : 97.8%) as a siliceous raw material and slaked lime powder (CaO: 72.6%) as a lime raw material were mixed in a CaO / SiO 2 molar ratio of 105. 10 to 100 parts by weight of raw material powder
A raw material slurry was prepared by adding water so that the weight of the water became 0 times by weight. Then, this raw material slurry was stirred at a stirring speed of 200 rpm in a stirring autoclave at a temperature of 200
The temperature was raised to 2 ° C. in 2 hours, the temperature was maintained for 8 hours, and then the hydrothermal treatment reaction was performed under the condition that the temperature was lowered to 90 ° C. in 1 hour. After the reaction was completed, 30 parts by weight of NBKP fiber solid content was added to the produced slurry, and a hydrothermal treatment reaction was carried out by the same method.

【0049】実施例1と同様に、生成物中の繊維分のみ
を取りだし、少量の繊維をサンプリングし、温度110
℃で12時間乾燥させた。サンプルの繊維表面を電解放
射型走査電子顕微鏡により観察をしたところ、NBKP
繊維表面に珪酸カルシウム水和物の微細な針状の一次粒
子が晶出している様子は確認できなかった。
As in Example 1, only the fiber component in the product was taken out, a small amount of fiber was sampled, and the temperature was adjusted to 110.
It was dried at ° C for 12 hours. When the fiber surface of the sample was observed with a field emission scanning electron microscope, NBKP
It was not confirmed that fine acicular primary particles of calcium silicate hydrate were crystallized on the fiber surface.

【0050】また、繊維をX線分析装置により測定した
ところ、NBKP繊維の特有のピークは確認できたが、
ゾノトライトの特有のピークは確認できなかった。
Further, when the fiber was measured by an X-ray analyzer, a peculiar peak of NBKP fiber could be confirmed.
No peculiar peak of xonotlite could be confirmed.

【0051】同様に灰分C(%)を求めたが、繊維に担
持している無機物の量、すなわち灰分C(珪酸カルシウ
ム水和物の量)は1.36%であった。
Similarly, the ash content C (%) was determined, and the amount of the inorganic substances carried on the fiber, that is, the ash content C (the amount of calcium silicate hydrate) was 1.36%.

【0052】また、実施例1における珪酸カルシウム水
和物被覆NBKP繊維の代りに、比較例1で作製した繊
維を使用した以外は実施例1と同様の方法により酸化チ
タン光触媒ゾルと攪拌混合処理を行った。
Further, the titanium oxide photocatalyst sol and the stirring and mixing treatment were carried out in the same manner as in Example 1 except that the fibers prepared in Comparative Example 1 were used in place of the calcium silicate hydrate-coated NBKP fibers in Example 1. went.

【0053】実施例1と同様に、生成物中の繊維分のみ
を取りだし、少量の繊維をサンプリングし、温度110
℃で12時間乾燥させた。サンプルの繊維表面を電解放
射型走査電子顕微鏡により観察をしたが、TiO粒子
を観察することは確認できず、X線分析装置による酸化
チタン(アナターゼ型)のX線回折ピークも確認できな
かった。前記と同様に灰分D(%)も求めたが、繊維に
担持している無機物の量、すなわち灰分D(珪酸カルシ
ウム水和物の量と酸化チタンの量の合計)は2.41%
と少量であった。更に、繊維の表面をエネルギー分散型
X線分析システムによりチタンの定性分析を行ったが、
Si、Ca、Tiはほとんど検出されなかった。
As in Example 1, only the fiber content in the product was taken out, a small amount of fiber was sampled, and the temperature was adjusted to 110.
It was dried at ° C for 12 hours. The surface of the fiber of the sample was observed by a field emission scanning electron microscope, but it was not confirmed that TiO 2 particles were observed, and the X-ray diffraction peak of titanium oxide (anatase type) could not be confirmed by an X-ray analyzer. . The ash content D (%) was also determined in the same manner as described above, but the amount of the inorganic substances supported on the fiber, that is, the ash content D (the total amount of calcium silicate hydrate and the amount of titanium oxide) was 2.41%.
And a small amount. Furthermore, the surface of the fiber was qualitatively analyzed for titanium by an energy dispersive X-ray analysis system.
Si, Ca and Ti were hardly detected.

【0054】これらの結果から、珪酸カルシウム水和物
が被覆されていないNBKP繊維では、酸化チタン光触
媒ゾルを繊維分散溶液中で攪拌混合するといった簡単な
処理方法で、且つ十分な水洗処理を施した場合において
は、酸化チタン光触媒を繊維に担持させることが困難で
あることが確認できた。
From these results, NBKP fibers not coated with calcium silicate hydrate were subjected to sufficient washing treatment by a simple treatment method such as stirring and mixing the titanium oxide photocatalyst sol in the fiber dispersion solution. In some cases, it was confirmed that it was difficult to support the titanium oxide photocatalyst on the fiber.

【0055】アセトアルデヒド分解テスト用のシートサ
ンプルの作製
Preparation of sheet sample for acetaldehyde decomposition test

【0056】実施例2:実施例1で得た酸化チタン光触
媒を担持させた珪酸カルシウム水和物被覆NBKP繊維
を抄紙原料として、25cmの角形シートマシンを用い
て抄紙し、坪量44.6g/mの酸化チタン光触媒担
持珪酸カルシウム水和物被覆NBKP繊維シートを得
た。このシートを縦×横:100×100mmに裁断し
て試験用シートサンプルAとした。
Example 2 Calcium silicate hydrate-coated NBKP fibers carrying the titanium oxide photocatalyst obtained in Example 1 were used as a papermaking raw material to make paper using a 25 cm square sheet machine, and the basis weight was 44.6 g / to obtain a titanium oxide photocatalyst carrying calcium silicate hydrate coated NBKP fiber sheet m 2. This sheet was cut into length x width: 100 x 100 mm to obtain a test sheet sample A.

【0057】比較例2:実施例1における珪酸カルシウ
ム水和物被覆NBKP繊維(酸化チタン光触媒を担持し
ていないもの)を抄紙原料として、実施例1と同様の方
法により、坪量41.1g/mの珪酸カルシウム水和
物被覆NBKP繊維シートを得た。実施例2と同様に裁
断して試験用シートサンプルBとした。
Comparative Example 2: Using the calcium silicate hydrate-coated NBKP fiber (which does not carry a titanium oxide photocatalyst) in Example 1 as a papermaking raw material and in the same manner as in Example 1, a basis weight of 41.1 g / to obtain a calcium silicate hydrate coated NBKP fiber sheet m 2. It was cut in the same manner as in Example 2 to obtain a test sheet sample B.

【0058】比較例3:比較例1で得たNBKP繊維を
抄紙原料として、実施例1と同様の方法により、坪量4
2.4g/mのNBKP繊維シートを得た。実施例2
と同様に裁断して試験用シートサンプルCとした。
Comparative Example 3: Using the NBKP fiber obtained in Comparative Example 1 as a papermaking raw material, in the same manner as in Example 1, the basis weight was 4
A 2.4 g / m 2 NBKP fiber sheet was obtained. Example 2
It was cut in the same manner as above to obtain a test sheet sample C.

【0059】アセトアルデヒド分解試験Acetaldehyde decomposition test

【0060】実施例3:実施例2で作製したシートサン
プルAの光触媒性能を評価するためアセトアルデヒド分
解試験を行った。1.05リットルのプラスチック製循
環容器に入れ、容器内をコンプレッサーのAirにて置
換した。この循環容器にアセトアルデヒドを3.0μL
注入し、Airポンプにて30分間容器内を循環させた
後、15Wのブラックライト5本を光源とする紫外線強
度1.5mW/cmで照射し測定を開始した。容器内
のアセトアルデヒドをシリンジで15分毎にサンプリン
グし、アセトアルデヒド濃度をガスクロマトグラフィー
で60分間測定した。
Example 3: An acetaldehyde decomposition test was carried out to evaluate the photocatalytic performance of the sheet sample A prepared in Example 2. It was put in a 1.05 liter plastic circulation container, and the inside of the container was replaced with Air of a compressor. 3.0 μL of acetaldehyde in this circulation container
After injecting and circulating the inside of the container by an Air pump for 30 minutes, the measurement was started by irradiating with ultraviolet light intensity of 1.5 mW / cm 2 using 5 black lights of 15 W as light sources. The acetaldehyde in the container was sampled with a syringe every 15 minutes, and the acetaldehyde concentration was measured by gas chromatography for 60 minutes.

【0061】比較例4〜5:比較例2におけるシートサ
ンプルB及び比較例3におけるシートサンプルCを使用
した外は、前記と同じ方法により、アセトアルデヒド濃
度を測定した。
Comparative Examples 4 to 5: The acetaldehyde concentration was measured by the same method as described above except that the sheet sample B in Comparative Example 2 and the sheet sample C in Comparative Example 3 were used.

【0062】実施例3と比較例4〜5の結果をまとめて
表1と図12に示す。
The results of Example 3 and Comparative Examples 4 to 5 are summarized in Table 1 and FIG.

【表1】 [Table 1]

【0063】表1及び図12からも明らかなように、サ
ンプルシートAは、プラスチック製循環容器内のアセト
アルデヒド濃度の減少が確認され、サンプルシートB及
びCのシートは、大きくはアセトアルデヒド濃度の減少
が確認されなかったので、酸化チタン光触媒担持珪酸カ
ルシウム水和物被覆NBKP繊維を用いて作製したサン
プルシートAは、光触媒分解能力に優れていることが確
認できた。
As is clear from Table 1 and FIG. 12, it was confirmed that the sample sheet A showed a decrease in the acetaldehyde concentration in the plastic circulation container, and the sample sheets B and C showed a large decrease in the acetaldehyde concentration. Since it was not confirmed, it was confirmed that the sample sheet A produced using the titanium oxide photocatalyst-supported calcium silicate hydrate-coated NBKP fiber had excellent photocatalytic decomposition ability.

【発明の効果】【The invention's effect】

【0064】本発明によれば、珪酸質原料、消石灰、N
BKP繊維及び水を加えた原料スラリーを調製し、この
原料スラリーを攪拌式オートクレーブ中で水熱処理反応
を行い、NBKP繊維表面で珪酸カルシウム水和物を晶
出させた珪酸カルシウム水和物被覆NBKP繊維を作製
し、酸化チタン光触媒ゾルを珪酸カルシウム水和物被覆
NBKP繊維分散溶液中で攪拌混合するといった簡単な
処理方法で、且つ十分な水洗処理を施したにも関わら
ず、酸化チタン光触媒の全てが脱離・剥離することなく
珪酸カルシウム水和物被覆NBKP繊維に担持させるこ
とができ、また、光触媒活性に優れたシートを提供する
ことができる。
According to the present invention, siliceous raw material, slaked lime, N
A raw material slurry containing BKP fiber and water is prepared, and the raw material slurry is subjected to a hydrothermal treatment reaction in a stirring autoclave to crystallize calcium silicate hydrate on the surface of the NBKP fiber. Calcium silicate hydrate-coated NBKP fiber Was prepared, and the titanium oxide photocatalyst sol was subjected to a simple treatment method such as stirring and mixing in a calcium silicate hydrate-coated NBKP fiber dispersion solution, and even though it was sufficiently washed with water, all of the titanium oxide photocatalyst was A sheet excellent in photocatalytic activity can be provided which can be carried on calcium silicate hydrate-coated NBKP fibers without desorption or peeling.

【0065】従って、本発明の産業上での利用性は非常
に高いと言える。
Therefore, it can be said that the industrial applicability of the present invention is very high.

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

【図1】実施例1における珪酸カルシウム水和物被覆N
BKP繊維の繊維構造を示す倍率×2000の図面代用
電子顕微鏡写真である。
FIG. 1 Calcium silicate hydrate coating N in Example 1
It is a drawing-substitute electron micrograph showing the fiber structure of BKP fibers at a magnification of 2000.

【図2】実施例1における珪酸カルシウム水和物被覆N
BKP繊維の繊維構造を示す倍率×5000の図面代用
電子顕微鏡写真である。
FIG. 2 Calcium silicate hydrate coating N in Example 1
It is a drawing-substitute electron micrograph showing the fiber structure of BKP fibers at a magnification of 5000.

【図3】実施例1における珪酸カルシウム水和物被覆N
BKP繊維のX線回折ピークによる結晶構造の分析結果
を示す線図である。
FIG. 3 Calcium silicate hydrate coating N in Example 1
It is a diagram which shows the analysis result of the crystal structure by the X-ray-diffraction peak of BKP fiber.

【図4】実施例1におけるNBKP繊維のX線回折ピー
クによる結晶構造の分析結果を示す線図である。
FIG. 4 is a diagram showing an analysis result of a crystal structure of an NBKP fiber in Example 1 by an X-ray diffraction peak.

【図5】実施例1におけるゾノトライトのX線回折ピー
クによる結晶構造の分析結果を示す線図である。
FIG. 5 is a diagram showing an analysis result of a crystal structure by an X-ray diffraction peak of xonotlite in Example 1.

【図6】実施例1における酸化チタン光触媒を担持させ
た珪酸カルシウム水和物被覆NBKP繊維の繊維構造を
示す倍率×2000の図面代用電子顕微鏡写真である。
6 is a drawing-substitute electron micrograph showing the fiber structure of calcium silicate hydrate-coated NBKP fibers supporting a titanium oxide photocatalyst in Example 1 at a magnification of 2000. FIG.

【図7】実施例1における酸化チタン光触媒を担持させ
た珪酸カルシウム水和物被覆NBKP繊維の繊維構造を
示す倍率×5000の図面代用電子顕微鏡写真である。
7 is a drawing-substitute electron micrograph showing a fiber structure of calcium silicate hydrate-coated NBKP fibers supporting a titanium oxide photocatalyst in Example 1 at a magnification of 5000. FIG.

【図8】実施例1における酸化チタン光触媒を担持させ
た珪酸カルシウム水和物被覆NBKP繊維のX線回折ピ
ークによる結晶構造の分析結果を示す線図である。
FIG. 8 is a diagram showing the analysis result of the crystal structure of the calcium silicate hydrate-coated NBKP fiber supporting the titanium oxide photocatalyst in Example 1 by the X-ray diffraction peak.

【図9】実施例1におけるアナターゼ型二酸化チタン
(和光純薬工業株式会社製:和光一級試薬)結晶構造の
分析結果を示す線図である。
FIG. 9 is a diagram showing an analysis result of anatase type titanium dioxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: Wako first-class reagent) crystal structure in Example 1.

【図10】実施例1における珪酸カルシウム水和物被覆
NBKP繊維表面のエネルギー分散型X線分析システム
によるチタンの定性分析を示す線図である。
FIG. 10 is a diagram showing a qualitative analysis of titanium by an energy dispersive X-ray analysis system on the surface of NBKP fibers coated with calcium silicate hydrate in Example 1.

【図11】実施例1における酸化チタン光触媒担持珪酸
カルシウム水和物被覆NBKP繊維表面のエネルギー分
散型X線分析システムによるチタンの定性分析を示す線
図である。
FIG. 11 is a diagram showing a qualitative analysis of titanium by an energy dispersive X-ray analysis system on the surface of NBKP fibers coated with a titanium oxide photocatalyst-supported calcium silicate hydrate in Example 1.

【図12】サンプルシートA、B、Cの各アセトアルデ
ヒド分解試験に見る光触媒性能評価を示す線図である。
FIG. 12 is a diagram showing photocatalytic performance evaluation observed in each acetaldehyde decomposition test of sample sheets A, B, and C.

───────────────────────────────────────────────────── 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) C01B 33/24 101 A61L 9/00 C 4L055 D21H 11/16 9/18 // A61L 9/00 D06M 101:06 9/18 11/12 D06M 101:06 B01D 53/36 J G Fターム(参考) 4C080 AA07 AA09 BB02 BB05 BB08 CC01 HH05 JJ03 KK08 LL03 LL10 MM02 NN01 NN24 QQ03 4D048 AA19 AA21 AB03 BA07X BA41X BB08 EA01 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA29A BA29B BA48A CA01 CA05 CA10 CA11 CA17 CD10 DA06 EA03X EA03Y EC22X EC22Y EE06 FA03 FB15 FB17 4G073 BA11 CC08 FB10 FB17 FC03 UA01 UA05 UB22 4L031 AA02 BA09 BA19 DA00 4L055 AA02 AC06 AG05 AG16 AG18 AG19 AH01 AH21 AH50 BB30 EA32 FA30 GA27 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C01B 33/24 101 A61L 9/00 C 4L055 D21H 11/16 9/18 // A61L 9/00 D06M 101: 06 9/18 11/12 D06M 101: 06 B01D 53/36 J G F term (reference) 4C080 AA07 AA09 BB02 BB05 BB08 CC01 HH05 JJ03 KK08 LL03 LL10 MM02 NN01 NN24 QQ03 4D048 AA19 AA21 AB03 BA07X BA41X BB08 EA01 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA29A BA29B BA48A CA01 CA05 CA10 CA11 CA17 CD10 DA06 EA03X EA03Y EC22X EC22Y EE06 FA03 FB15 FB17 4G073 BA11 CC08 FB10 FB17 FC03 UA01 UA05 UB22 4L031 AA02 BA09 BA19 DA00 4L055 AA02 AC06 AG05 AG16 AG18 AG19 AH01 AH21 AH50 BB30 EA32 FA30 GA27

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セルロース繊維支持体に微粒子の酸化チ
タン光触媒を担持させた光触媒性セルロース繊維におい
て、前記セルロース繊維支持体を構成する各セルロース
繊維の表面と前記微粒子の酸化チタン光触媒との間に珪
酸カルシウム水和物からなる保護層が形成されているこ
とを特徴とする光触媒性セルロース繊維。
1. A photocatalytic cellulose fiber in which a fine particle titanium oxide photocatalyst is supported on a cellulose fiber support, wherein silicic acid is present between the surface of each cellulose fiber constituting the cellulose fiber support and the fine particle titanium oxide photocatalyst. A photocatalytic cellulose fiber having a protective layer formed of calcium hydrate.
【請求項2】 微粒子の酸化チタン光触媒が、アナター
ゼ型酸化チタンである請求項1記載の光触媒性セルロー
ス繊維。
2. The photocatalytic cellulose fiber according to claim 1, wherein the fine particle titanium oxide photocatalyst is anatase type titanium oxide.
【請求項3】 珪酸質原料と、石灰質原料と、水と、該
珪酸質原料と該石灰質原料との混合物中の固形分100
重量部に対して固形分10〜125重量部のセルロース
繊維原料とを含有する原料スラリーを水熱処理反応させ
ることにより、セルロース繊維支持体を構成する各セル
ロース繊維の表面に珪酸カルシウム水和物の一次粒子が
晶出している構造を有する珪酸カルシウム水和物被覆セ
ルロース繊維支持体を得た後、当該珪酸カルシウム水和
物被覆セルロース繊維支持体の表面に微粒子の酸化チタ
ン光触媒を担持させることを特徴とする光触媒性セルロ
ース繊維の製造方法。
3. A solid content of 100 in a mixture of a siliceous raw material, a calcareous raw material, water, and the siliceous raw material and the calcareous raw material.
A raw material slurry containing a cellulose fiber raw material having a solid content of 10 to 125 parts by weight with respect to parts by weight is subjected to a hydrothermal treatment reaction to form a primary calcium silicate hydrate on the surface of each cellulose fiber constituting the cellulose fiber support. After obtaining a calcium silicate hydrate-coated cellulose fiber support having a structure in which particles are crystallized, fine particles of titanium oxide photocatalyst are supported on the surface of the calcium silicate hydrate-coated cellulose fiber support. A method for producing a photocatalytic cellulose fiber.
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