JP2004002856A - Method for production of photocatalyst coating composition - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光触媒塗料の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、光触媒機能を有する光触媒体を、ガラスやセラミックス、プラスティックス等の基材にコーティングしたり、或いは塗料や染料等に分散させて建物の外壁や繊維などの表層で光触媒機能を作用させる技術が研究、開発されている。
【0003】
そして、その光触媒体の酸化還元作用による有機物分解機能に起因する殺菌、脱臭、浄化などの効果を利用した「NOxを除去する大気浄化機能」、「汚れを付きにくくするセルフクリーニング機能」などの作用を、高レベルで効率よく発揮することが可能な光触媒体の開発が希望されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、そのような光触媒体においては、状態がゾル状で焼き付けが必要な未結晶であり、光触媒体をバインダーなどに高濃度に分散させることが困難で、しかも、高価な光触媒体だけで構成されるため高価で普及性がないものであった。また、上記光触媒体の光触媒粒子が大きいため全体としての比表面積が低く、表面に露出していない部分の割合が高いため、光触媒活性が弱く光触媒機能を効率良く発揮することができず、しかも、光触媒機能を得るのに高純度で粒径を超微粒化した光触媒体が必要となり、高価で普及性がないものとなっていた。
【0005】
そこで、本発明は、超微粒の光触媒粒子を多孔質粉体と接合させた光触媒体とするとともに、比表面積が高い超微粒の光触媒粉体を、汎用の酸化チタン表面に接合させることによって、光触媒活性を高めて光触媒機能を効率良く発揮することができ、安価で普及性があるものとすることが可能な光触媒体を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決するために創作されたものであって、第1には、光触媒塗料の製造方法であって、第1の光触媒粒子により表面が被覆された多孔質粉体を製造する工程と、該第1の光触媒粒子よりも粒度の大きい第2の光触媒粒子と、顔料とを分散した分散液を製造する工程と、該多孔質粉体を該分散液に分散した第2の分散液を製造する工程と、を有することを特徴とする。
【0007】
上記第1の構成の製造方法により製造された光触媒塗料においては、第1の光触媒粒子を多孔質粉体に被覆しているため、比表面積が高く光触媒の活性を向上させることができ、光触媒機能を効率良く発揮することができる。そのため、高価な超微粒の光触媒の使用量を全体として大幅に減らすことができ、安価で普及性があるものとすることができる。また、多孔質粉体が粒径の大きい粉体であるため、該多孔質粉体をバインダーなどに高濃度に分散させることができる。
【0008】
また、第2には、上記第1の構成において、上記第2の光触媒粒子が酸化チタンであり、該酸化チタンの結晶形がアナターゼであることを特徴とする。
【0009】
また、第3には、上記第1又は第2の構成において、上記光触媒塗料の製造方法が、さらに、製造された上記第2の分散液にフッ素樹脂エマルジョンを分散する工程を有することを特徴とする。
【0010】
また、第4には、上記第1から第3までのいずれかの構成において、上記第2の光触媒粒子が、平均粒子径0.3〜0.5μmであることを特徴とする。
【0011】
また、第5には、上記第1から第4までのいずれかの構成において、上記多孔質粉体が、リン酸カルシウム又はシリカ粉体又はゼオライト又はカーボン又はパーライト又は発泡ガラスであることを特徴とする。
【0012】
また、第6には、上記第1から第5までのいずれかの構成において、上記第1の光触媒粒子が、酸化チタンであることを特徴とする。
【0013】
また、上記以外の構成として以下の構成としてもよい。すなわち、第7には、平均粒子径1nm〜0.1μmである超微粒の光触媒粒子を、多孔質粉体に被覆したことを特徴とする。
【0014】
上記第7の構成の光触媒体においては、平均粒子径1nm〜0.1μmである超微粒の光触媒粒子を多孔質粉体に被覆しているため、比表面積が高く光触媒の活性を向上させることができ、光触媒機能を効率良く発揮することができる。そのため、高価な超微粒の光触媒の使用量を全体として大幅に減らすことができ、安価で普及性があるものとすることができる。また、粒径の大きい粉体であるため、該光触媒体をバインダーなどに高濃度に分散させることができる。
【0015】
また、第8には、平均粒子径1nm〜0.1μmである超微粒の光触媒粒子を、多孔質粉体の細孔内に嵌着したことを特徴とする。
【0016】
上記第8の構成の光触媒体においては、平均粒子径1nm〜0.1μmである超微粒の光触媒粒子を多孔質粉体の細孔内に嵌着しているため、比表面積が高く光触媒の活性を向上させることができ、光触媒機能を効率良く発揮することができる。そのため、高価な超微粒の光触媒の使用量を全体として大幅に減らすことができ、安価で普及性があるものとすることができる。また、粒径の大きい粉体であるため、該光触媒体をバインダーなどに高濃度に分散させることができる。特に光触媒塗料として用いた場合に、色素、染料、顔料を混入しても触媒機能を低下させることがなく、しかも隠蔽力が高いため高密度なカラー光触媒塗料とすることができる。さらに、多孔質粉体の細孔内に光触媒粒子を嵌着しているため、該光触媒粒子と色素、染料、顔料とが直接接触しないため、有機系の色素、染料、顔料の使用が可能になる。
【0017】
また、第9には、平均粒子径1nm〜0.1μmである超微粒の光触媒粒子のうち、一部が多孔質粉体の細孔内に嵌着され、残部が粒度の大きい光触媒粒子或いは色素、染料、顔料に被覆することを特徴とする。また、第10には、上記第9の構成において、上記粒度の大きい光触媒粒子が、平均粒子径0.15〜10μmである酸化チタンであることを特徴とする。
【0018】
上記第9又は10の構成の光触媒体においては、平均粒子径1nm〜0.1μmである超微粒の光触媒粒子のうち、少なくとも一部が多孔質粉体の細孔内に嵌着されているため、上記第2の構成の効果を得ることができるとともに、加えて、残りの粒子の少なくとも一部が、光触媒活性の弱い粒度の大きい光触媒粒子或いは色素、染料、顔料に被覆するため、さらに光触媒の活性を向上させることができ光触媒機能を効率良く発揮することができる。
【0019】
また、第11には、上記第7又は8又は9又は10の構成において、上記多孔質粉体が、リン酸カルシウム又はシリカ粉体又はゼオライト又はカーボン又はパーライト又は発泡ガラスであることを特徴とする。よって、より安価で、入手が容易な構成とすることができる。
【0020】
また、第12には、上記第7又は8又は9又は10又は11の構成において、上記光触媒粒子が酸化チタンであることを特徴とする。よって、安定した光触媒機能を有する光触媒体とすることができる。
【0021】
また、第13には、上記第12の構成において、上記酸化チタンの結晶形がアナターゼであることを特徴とする。よって、より強い光触媒機能を有したものとすることができる。
【0022】
また、第14には、上記第12の構成において、上記酸化チタンの結晶形がルチルであることを特徴とする。よって、赤外線にも反応することが可能な光触媒機能を有したものとすることができる。
【0023】
また、第15には、光触媒機能を有する光触媒塗料であって、上記第7又は8又は9又は10又は11又は12又は13又は14の構成の光触媒体を含有することを特徴とする。
【0024】
上記第15の構成の光触媒塗料においては、上記第7又は8又は9又は10又は11又は12又は13又は14の構成に記載の光触媒体の特性を有した光触媒塗料とすることができる。
【0025】
また、第16には、光触媒機能を有する光触媒塗料であって、上記第7又は8又は9又は10又は11又は12又は13又は14の構成に記載の光触媒体を含有するとともに、上記多孔質体の細孔に上記光触媒とともに、或いは単独で、色素、染料、顔料をも嵌着することを特徴とする。
【0026】
上記第16の構成の光触媒塗料においては、上記多孔質体の細孔に上記光触媒とともに、或いは単独で、色素、染料、顔料をも嵌着することができるため、光触媒の機能性を損なわない着色したカラー光触媒塗料とすることができる。特に、上記多孔質体の細孔に単独で色素、染料、顔料を嵌着して光触媒体と混入した場合には、直接に色素、染料、顔料と光触媒が接触しないため、有機系のものを使用しても、有機物が分解されないため、光触媒機能を妨げることなく有機系の色素、染料、顔料の使用を可能にすることができる。
【0027】
また、第17には、光触媒機能を有する光触媒タイルであって、上記第7又は8又は9又は10又は11又は12又は13又は14の構成に記載の光触媒体を含有することを特徴とする。
【0028】
上記第17の構成の光触媒タイルにおいては、上記第7又は8又は9又は10又は11又は12又は13又は14の構成に記載の光触媒体の特性を有した光触媒タイルとすることができる。
【0029】
また、第18には、光触媒粉体と多孔質粉体を大気圧以下に減圧して攪拌することによって、上記多孔質粉体の細孔内に、光触媒粒子を嵌着することを特徴とする。また、第19には、チタニアゾルと多孔質粉体を大気圧以下に減圧して攪拌することによって、上記多孔質粉体の細孔内に、酸化チタン粒子を嵌着することを特徴とする。
【0030】
上記第18又は19の構成の光触媒体の製造方法においては、簡略な方法で上記多孔質粉体の細孔内に、光触媒粒子を嵌着することができ、安価で光触媒の活性の高い光触媒体を容易に製造することが可能になる。
【0031】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態としての実施例を、各実施例毎に分けて説明する。なお、第1実施例、第1参考例〜第5参考例は光触媒塗料の例を示しており、また、第6参考例〜第9参考例は光触媒タイルの例を示している。また、各実施例や参考例において酸化チタンという場合には、特に示す場合を除いてアナターゼ型の二酸化チタン(TiO2)を示すものである。
【0032】
[第1実施例]
本第1実施例は、光触媒塗料P1の例を示しており、特に上記請求項1等に対応しているものである。以下、本第1実施例の製造方法、作用、及び効果について説明する。
(第一工程)光触媒(酸化チタン粉体:平均粒径20nm)の濃度が10%である分散液(スラリー)3000gを生成する。
(第二工程)多孔質粉体たるシリカ粉体(平均粒径1〜3μm、細孔の口径12nm)500gを、上記分散液に混入、分散して、光触媒体H1を生成する。
(第三工程)汎用のアナターゼ型酸化チタン(粒径0.3〜0.5μm)を50%液にして分散液10000gを生成する。
(第四工程)その分散液10000gに、顔料(弁柄黄色80gと弁柄赤色20g)100gを混入、分散する。
(第五工程)そして、上記顔料を混入した分散液10100gに、上記第二工程によって得られたシリカ粉体を分散した上記光触媒体H1を3500g混入分散する。
(第六工程)更に、上記第五工程で得られた分散液に、バインダーとしてフッ素樹脂エマルジョン1750gを混入、分散することによって、光触媒塗料P1が生成される。
【0033】
このような第一〜第六工程を経て生成された上記光触媒塗料P1は、超微粒の酸化チタン粒子が平均粒径20nmであり、シリカ粉体の細孔の口径12nmより大きいため、上記酸化チタン粒子は上記シリカ粉体の細孔内に入り込むことはなく、上記シリカ粉体に被覆した上記光触媒体H1となる。そのため、比表面積が高く上記酸化チタン粒子の光触媒の活性を向上させることができ光触媒機能を効率良く発揮することができる。従って、上記酸化チタン粒子の使用量を全体として大幅に減らすことができるため、安価で普及性があるものとすることができる。
【0034】
また、上記酸化チタン粒子は、汎用の比較的粒径の大きい粉体であるため、上記酸化チタン粒子をバインダーなどに高濃度に分散させることができ、より安価なものとすることができる。具体的には、チタニアゾルを用いる場合に比較して、2割弱程度の価格で購入することができ、大幅に安価な構成とすることができる。
【0035】
[第1参考例]
本第1参考例は、カラー光触媒塗料P2の例を示している。以下、本第1参考例の製造方法、作用、及び効果について説明する。
(第一工程)光触媒(酸化チタン粉体:平均粒径6nm)の濃度が7.5%である分散液3000gを、タンクに注入する。
(第二工程)上記分散液に多孔質粉体たるシリカ粉体(平均粒径1〜3μm、細孔の口径12nm)500gを混入して攪拌しつつ、上記タンク内部を真空ポンプによって真空度10−4〜10−10Torr程度の真空状態として、その状態を5分〜10分間継続する。そのため、上記シリカ粉体の口径12nmの細孔内に、平均粒径6nmの上記酸化チタンが入り込んで嵌着し光触媒体H2となる。
(第三工程)また、別途、粒径0.3〜0.5μmの汎用のアナターゼ型酸化チタンの50%分散液を10000gを生成する。
(第四工程)上記第三工程による分散液に、粒径325メッシュを通過可能な弁柄、黄色の顔料を、100g混入して分散する。
(第五工程)上記第四工程による分散液に、上記第二工程による上記光触媒体H2を3500g混入して分散させる。従って、上記第二工程で上記シリカ粉体の細孔内に嵌着しなかった残りの上記酸化チタンが、上記第三工程で投入された粒径の大きい汎用の酸化チタン、或いは上記第四工程で投入された上記顔料に被覆する。
(第六工程)上記第五工程による分散液に、フッ素樹脂エマルジョン(固形分50%)を1750g混入分散することによって、高密度なカラー光触媒塗料P2が生成される。
【0036】
このような第一工程〜第六工程を経て形成された本第1参考例のカラー光触媒塗料P2においては、平均粒子径6nmである超微粒の酸化チタン粒子を、細孔の口径が12nmであるシリカ粉体の細孔内に嵌着した上記光触媒体H2を含有しているため、比表面積が高く光触媒の活性を向上させることができ、光触媒機能を効率良く発揮することができる。そのため、高価な超微粒の光触媒の使用量を全体として大幅に減らすことができ、安価で普及性があるものとすることができる。また、粒径の大きい粉体であるため、該光触媒体H2を高濃度に分散させることができる。
【0037】
更に、上記第二工程で上記シリカ粉体の細孔内に嵌着しなかった残りの上記酸化チタンが、光触媒活性の弱い上記第三工程で投入された粒径の大きい酸化チタン、或いは上記第四工程で投入された上記顔料に被覆するため、さらに光触媒の活性を向上させることができ光触媒機能を効率良く発揮することができる。また、顔料を混入しても触媒機能を低下させることがなく、しかも隠蔽力が高いため高密度なカラー光触媒塗料とすることができ、さらに、有機性顔料を使用することも可能になる。
【0038】
[第2参考例]
本第2参考例は、カラー光触媒塗料P3の例を示している。また、本第2参考例は、上記第1参考例の酸化チタンの結晶形がアナターゼであるのに対してルチルとしたものである。以下、本第2参考例の製造方法、作用、及び効果について説明する。
(第一工程)光触媒(酸化チタン粉体:平均粒径6nm)の濃度が7.5%である分散液3000gを、タンクに注入する。
(第二工程)上記分散液に多孔質粉体たるシリカ粉体(平均粒径1〜3μm、細孔の口径12nm)500gを混入して攪拌しつつ、上記タンク内部を真空ポンプによって真空度10−4〜10−10Torr程度の真空状態として、その状態を5分〜10分間継続する。そのため、上記シリカ粉体の口径12nmの細孔内に、平均粒径6nmの上記酸化チタンが入り込んで嵌着し光触媒体H3となる。
(第三工程)また、別途、粒径0.4μmの汎用のルチル型酸化チタンの50%分散液を10000gを生成する。
(第四工程)上記第三工程による分散液に、光触媒の電荷分離を促進させるべく銀(Ag)のコロイド溶液(平均粒径10nm)を、3000g計量して混入分散する。そのため、上記ルチル型酸化チタンに上記銀が担持されたものとなる。
(第五工程)上記第四工程による分散液に、粒径325メッシュを通過可能な弁柄、黄色の顔料を、100g混入して分散する。
(第六工程)上記第五工程による分散液に、上記第二工程による上記光触媒体H3を3500g混入して分散させる。従って、上記第二工程で上記シリカ粉体の細孔内に嵌着しなかった残りの上記酸化チタンが、上記第三工程で投入された粒径の大きい汎用の酸化チタン、或いは上記第五工程で投入された上記顔料に被覆する。
(第七工程)上記第六工程による分散液16600gに、フッ素樹脂エマルジョン(固形分50%)を2000g混入分散することによって、高密度なカラー光触媒塗料P3が生成される。
【0039】
このような第一工程〜第七工程を経て形成された本第2参考例のカラー光触媒塗料P3においては、上記第1参考例における効果に加えて、上記酸化チタンをルチル型としている。そのため、上記光触媒塗料P3は、紫外線ばかりでなく波長の長い赤外線にも反応する光触媒機能を有したものとなる。
【0040】
更に、上記酸化チタンに銀を担持させた構成としているため、光触媒の電荷分離がより促進されて、高機能で安価な高密度カラー光触媒塗料P3とすることが可能になる。
【0041】
[第3参考例]
本第3参考例は、カラー光触媒塗料P4の例を示している。以下、本第3参考例の製造方法、作用、及び効果について説明する。
(第一工程)光触媒(酸化チタン粉体:平均粒径6nm)の粉体225gと、多孔質粉体たるシリカ粉体(平均粒径1〜3μm、細孔の口径12nm)500gを混合する。
(第二工程)溶媒4775gに、上記第一工程で混合した粉体725gを混入して、攪拌分散しつつ真空ポンプによって真空度を高めながら(20分間)、上記シリカ粉体の口径12nmの細孔内に、平均粒径6nmの上記酸化チタンが入り込んで嵌着した分散液である光触媒体H4を、5500g生成する。
(第三工程)また、別途、汎用である粒径0.3〜0.5μmのアナターゼ型酸化チタンの50%分散液を10000gを生成する。
(第四工程)上記第三工程による分散液に、粒径325メッシュを通過可能な弁柄、黄色の顔料を、100g混入して分散する。
(第五工程)上記第四工程による分散液に、上記第二工程による上記光触媒体H4を3500g混入して分散させる。従って、上記第二工程で上記シリカ粉体の細孔内に嵌着しなかった残りの上記酸化チタンが、上記第三工程で投入された粒径の大きい酸化チタン、或いは上記第四工程で投入された上記顔料に被覆する。
(第六工程)上記第五工程による分散液に、フッ素樹脂エマルジョン(固形分50%)を1750g混入分散することによって、上記第1参考例と略同等な高密度なカラー光触媒塗料P4が、17350g生成される。
【0042】
このような第一工程〜第六工程を経て形成された本第3参考例のカラー光触媒塗料P4においては、平均粒子径6nmである超微粒の酸化チタン粒子を、細孔の口径が12nmであるシリカ粉体の細孔内に嵌着した上記光触媒体H4を含有しているため、比表面積が高く光触媒の活性を向上させることができ、光触媒機能を効率良く発揮することができる。そのため、高価な超微粒の光触媒の使用量を全体として大幅に減らすことができ、安価で普及性があるものとすることができる。また、粒径の大きい粉体であるため、該光触媒体H4を高濃度に分散させることができる。
【0043】
更に、上記第二工程で上記シリカ粉体の細孔内に嵌着しなかった残りの上記酸化チタンが、光触媒活性の弱い上記第三工程で投入された粒径の大きい酸化チタン、或いは上記第四工程で投入された上記顔料に被覆するため、さらに光触媒の活性を向上させることができ光触媒機能を効率良く発揮することができる。また、顔料を混入しても触媒機能を低下させることがなく、しかも隠蔽力が高いため高密度なカラー光触媒塗料とすることができる。
【0044】
さらに、シリカ粉体の細孔内に酸化チタン粒子を嵌着しているため、該酸化チタン粒子と色素或いは顔料とが直接接触しないため、有機系の色素、染料、顔料の使用が可能になる。
【0045】
[第4参考例]
本第4参考例は、カラー光触媒塗料P5の例を示している。以下、本第4参考例の製造方法、作用、及び効果について説明する。
(第一工程)無機顔料(平均粒径10nm)の濃度が0.7%である2500gの分散液を容器に注入する。
(第二工程)上記分散液に、多孔質粉体たるシリカ粉体(平均粒径1〜3μm、細孔の口径12nm)250gを混入し、攪拌分散しつつ容器内部を真空にして(真空度10−4〜10−10Torr)、その状態を約20分間継続することによって、上記平均粒径が10nmである無機顔料が上記シリカ粉体の口径12nmの細孔内に入り込んで嵌着させる。
(第三工程)平均粒径30nmのアナターゼ型酸化チタンの15%分散液を10000g生成し、上記第二工程で生成した分散液を2750g混入、分散して、光触媒体H5を生成する。
(第四工程)上記第三工程で得た上記光触媒体H5に、シリコン(アルコールタイプ)500gを混入、分散して、上記光触媒塗料P5が生成される。
【0046】
このような第一工程〜第四工程を経て形成された本第4参考例の光触媒塗料P5においては、上記シリカ粉体の細孔に上記酸化チタンとともに、無機顔料をも嵌着することができるため、光触媒の機能性を損なわない着色したカラー光触媒塗料P5とすることができる。また、簡略な方法で上記シリカ粉体の細孔内に、無機顔料をも嵌着することができ、安価で光触媒の活性の高いカラー光触媒塗料P5を容易に製造することが可能になる。さらに、クリスタルで透明感のある独特な光触媒塗料P5とすることができる。
【0047】
[第5参考例]
本第5参考例は、カラー光触媒塗料P6の例を示している。また、上記第4参考例が無機顔料を用いたものであるのに対して本第5参考例は有機顔料を用いた例を示している。以下、本第5参考例の製造方法、作用、及び効果について説明する。
(第一工程)有機顔料(平均粒径10nm)の濃度が0.8%である2500gの分散液を容器に注入する。
(第二工程)上記分散液に、多孔質粉体たるシリカ粉体(平均粒径1〜3μm、細孔の口径12nm)500gを混入し、攪拌分散しつつ容器内部を真空にして(真空度10−4〜10−10Torr)、その状態を約5分間継続することによって、上記平均粒径が10nmである有機顔料が上記シリカ粉体の口径12nmの細孔内に入り込んで嵌着させる。
(第三工程)上記第二工程で得られた光触媒体H6に、超音波機によって超音波を照射して、上記有機顔料が粉体の細孔に嵌着した粉体と、その外部にある嵌着しなかった上記有機顔料とを分離させる。
(第四工程)上記第三工程で分離した分散液の溶媒を、80℃の雰囲気内で3日間蒸発乾燥させて、上記有機顔料を上記シリカ粉体の細孔内に入り込ませて嵌着させた新たな顔料510gを生成する。
(第五工程)平均粒径30nmのアナターゼ型酸化チタンの15%分散液を10000g生成し、上記第四工程で生成した新たな顔料を510gを混入、分散して、光触媒体P6を生成する。
(第六工程)上記第五工程で得た分散液に、シリコン(アルコールタイプ)500gを混入、分散して、上記光触媒塗料P6が生成される。
【0048】
このような第一工程〜第六工程を経て形成された本第5参考例の光触媒塗料P6においては、上記シリカ粉体の細孔に有機顔料を嵌着しているため、直接に顔料と光触媒が接触しないため、有機色素或いは有機顔料などの有機系のものを使用しても、有機物が分解されないため、光触媒機能を妨げることなく有機系の色素、染料、顔料の使用を可能にすることができる。
【0049】
そのため、光触媒の機能性を損なわないとともに、独特な鮮やかな色合いを有する着色したカラー光触媒塗料P6とすることができる。また、簡略な方法で上記シリカ粉体の細孔内に、顔料をも嵌着することができ、安価で光触媒の活性の高いカラー光触媒塗料P6を容易に製造することが可能になる。
【0050】
[第6参考例]
本第6参考例は、光触媒タイルT7の例を示している。以下、本第6参考例の製造方法、作用、及び効果について説明する。
(第一工程)光触媒(酸化チタン粉体:平均粒径6nm)の濃度が5%である分散液15000gを、タンクに注入する。
(第二工程)上記分散液に多孔質粉体たるシリカ粉体(平均粒径1〜3μm、細孔の口径12nm)2500gを混入して攪拌しつつ、上記タンク内部を真空ポンプによって真空度10−4〜10−10Torr程度の真空状態として、その状態を約30分間継続する。そのため、上記シリカ粉体の口径12nmの細孔内に、平均粒径6nmの上記酸化チタンが入り込んで嵌着して、光触媒体H7となる。
(第三工程)バインダーとして低融フラッキス(融点500℃、粒径325メッシュ通過)粉体150gを計量する。
(第四工程)上記第二工程で得た17500gの上記光触媒体H7に、上記第三工程で計量したフラッキス粉体150gを混入、分散する。
(第五工程)上記第四工程で得た分散液17650gの溶媒を、80℃の雰囲気内で3日間蒸発乾燥させて、上記酸化チタン、上記シリカ粉体、及びバインダーとしての上記フラッキス粉体が完全に混合された3400gの粉体が得られた。
(第六工程)上記第五工程で得た粉体を、ラバープレスでプレス成形する。
(第七工程)上記第六工程で作成した成型物を、530℃で焼成して、多孔質の上記光触媒タイルT7が得られた。
【0051】
このような第一工程〜第七工程を経て形成された本第6参考例の光触媒タイルT7においては、壁材として用いた場合に、太陽光によって好適に光触媒機能を発揮することができる光触媒タイルT7となる。また、平均粒子径6nmである超微粒の酸化チタン粒子を、細孔の口径が12nmであるシリカ粉体の細孔内に嵌着した上記光触媒体H7を含有しているため、比表面積が高く光触媒の活性を向上させることができ、光触媒機能を効率良く発揮することができる。そのため、高価な超微粒の光触媒の使用量を全体として大幅に減らすことができ、安価で普及性があるものとすることができる。
【0052】
[第7参考例]
本第7参考例は、光触媒タイルT8の例を示している。また、本第7参考例は、上記第6参考例がプレス成形による例を示すものであるのに対して、鋳込み成型による例を示すものである。以下本第7参考例の製造方法、作用、及び効果について説明する。
(第一工程)光触媒(酸化チタン粉体:平均粒径6nm)の濃度が5%である分散液15000gを、タンクに注入する。
(第二工程)上記分散液に多孔質粉体たるシリカ粉体(平均粒径1〜3μm、細孔の口径12nm)2500gを混入して攪拌しつつ、上記タンク内部を真空ポンプによって真空度10−4〜10−10Torr程度の真空状態として、その状態を約7分間継続する。そのため、上記シリカ粉体の口径12nmの細孔内に、平均粒径6nmの上記酸化チタンが入り込んで嵌着して、光触媒体H8となる。
(第三工程)バインダーとして低融フラッキス(融点500℃、粒径325メッシュ通過)粉体150gを計量する。
(第四工程)上記第二工程で生成した17500gの光触媒体H8に、上記第三工程で計量したフラッキス粉体150gを混入、分散する。
(第五工程)上記第四工程で得た分散液19000gを、石膏型に注入して、鋳込み成型する。
(第六工程)上記第五工程で鋳込み成型されたものを乾燥させて、脱型してタイル素体を成型する。
(第七工程)上記第六工程で成型した上記タイル素体を、530℃で焼成して、多孔質の上記光触媒タイルT8が得られた。
【0053】
このような第一工程〜第七工程を経て形成された本第7参考例の光触媒タイルT8においては、壁材として用いた場合に、太陽光によって好適に光触媒機能を発揮することができる光触媒タイルT8となる。また、平均粒子径6nmである超微粒の酸化チタン粒子を、細孔の口径が12nmであるシリカ粉体の細孔内に嵌着した上記光触媒体H8を含有しているため、比表面積が高く光触媒の活性を向上させることができ、光触媒機能を効率良く発揮することができる。そのため、高価な超微粒の光触媒の使用量を全体として大幅に減らすことができ、安価で普及性があるものとすることができる。
【0054】
なお、上記第三工程及び第四工程におけるバインダーとしての低融フラッキス粉体150gに換えて、無機高分子であるシリコンアルコールタイプ300gを混入、分散するとともに、上記第七工程における530℃での焼成に換えて150℃で30分焼き付けをしても、上記光触媒タイルT8と略同一な光触媒タイルを形成することが可能である。
【0055】
[第8参考例]
本第8参考例は、光触媒タイルT9の例を示している。また、本第8参考例は、上記第7参考例が光触媒として酸化チタン粉体による例を示すものであるのに対して、チタニアゾルを用いた例を示すものである。以下本第8参考例の製造方法、作用、及び効果について説明する。
(第一工程)光触媒(チタニアゾル:平均粒径6nm)の濃度が15%である分散液5000gのゾル液に、調整溶媒7500gを加えて攪拌した後に調整ゾル液を、タンクに注入する。
(第二工程)上記ゾル液に多孔質粉体たるシリカ粉体(平均粒径1〜3μm、細孔の口径12nm)2500gを混入して攪拌しつつ、上記タンク内部を真空ポンプによって真空度10−4〜10−10Torr程度の真空状態として、その状態を約30分間継続する。そのため、上記シリカ粉体の口径12nmの細孔内に、平均粒径6nmの上記チタニアゾルが入り込んで嵌着して、光触媒体H9となる。
(第三工程)バインダーとして低融フラッキス(融点500℃、粒径325メッシュ通過)粉体150gを計量する。
(第四工程)上記第二工程で生成した12500gの上記光触媒体H9に、上記低融フラッキス粉体150gを混入、分散する。
(第五工程)上記第四工程で生成した分散液12600gを、石膏型に注入して、鋳込み成型する。
(第六工程)上記第五工程で鋳込み成型されたものを乾燥させて、脱型してタイル素体を成型する。
(第七工程)上記第六工程で成型した上記タイル素体を、530℃で焼成して、多孔質の上記光触媒タイルT9が得られた。
【0056】
このような第一工程〜第七工程を経て形成された本第8参考例の光触媒タイルT9においては、壁材として用いた場合に、太陽光によって好適に光触媒機能を発揮することができる光触媒タイルT9となる。また、平均粒子径6nmである超微粒のチタニアゾルを、細孔の口径が12nmであるシリカ粉体の細孔内に嵌着した上記光触媒体H9を含有しているため、比表面積が高く光触媒の活性を向上させることができ、光触媒機能を効率良く発揮することができる。そのため、高価な超微粒の光触媒の使用量を全体として大幅に減らすことができ、安価で普及性があるものとすることができる。
【0057】
[第9参考例]
本第9参考例は、光触媒タイルT10の例を示している。また、本第9参考例は、上記第6参考例が光触媒として酸化チタン粉体を用いてプレス成形する例を示すものであるのに対して、チタニアゾルを用いてプレス成形する例を示すものである。以下本第9参考例の製造方法、作用、及び効果について説明する。
(第一工程)光触媒(チタニアゾル:平均粒径6nm)の濃度が15%である分散液5000gのゾル液に、調整溶媒7500gを加えて攪拌した後に調整ゾル液を、タンクに注入する。
(第二工程)上記ゾル液に多孔質粉体たるシリカ粉体(平均粒径1〜3μm、細孔の口径12nm)2500gを混入して攪拌しつつ、上記タンク内部を真空ポンプによって真空度10−4〜10−10Torr程度の真空状態として、その状態を約30分間継続する。そのため、上記シリカ粉体の口径12nmの細孔内に、平均粒径6nmのチタニアゾルが入り込んで嵌着して、光触媒体H10となる。
(第三工程)バインダーとして低融フラッキス(融点500℃、粒径325メッシュ通過)粉体150gを計量する。
(第四工程)上記第二工程で生成した12500gの上記光触媒体H10に、上記低融フラッキス粉体150gを混入、分散する。
(第五工程)上記第四工程で生成した分散液12650gの溶媒を、80℃の雰囲気内で3日間蒸発乾燥させて、上記チタニアゾル、上記シリカ粉体、及びバインダーとしての上記フラッキス粉体が完全に混合された3400gの粉体が得られた。
(第六工程)上記第五工程で得た粉体を、ラバープレスでプレス成形する。
(第七工程)上記第六工程で作成した成型物を、530℃で焼成して、多孔質の上記光触媒タイルT10が得られた。
【0058】
このような第一工程〜第七工程を経て形成された本第9参考例の光触媒タイルT10においては、壁材として用いた場合に、太陽光によって好適に光触媒機能を発揮することができる光触媒タイルT10となる。また、平均粒子径6nmである超微粒のチタニアゾルを、細孔の口径が12nmであるシリカ粉体の細孔内に嵌着した上記光触媒体H10を含有しているため、比表面積が高く光触媒の活性を向上させることができ、光触媒機能を効率良く発揮することができる。そのため、高価な超微粒の光触媒の使用量を全体として大幅に減らすことができ、安価で普及性があるものとすることができる。
【0059】
以上述べたように、本発明に基づく上記第1実施例、第1〜第9参考例の構成によれば、超微粒の光触媒体を多孔質体と接合させた光触媒体とするとともに、比表面積が高い超微粒の光触媒体を、汎用の酸化チタン表面に接合させることによって、光触媒活性を高めて光触媒機能を効率良く発揮することができ、安価で普及性があるものとすることが可能となる。
【0060】
なお、本発明は、上記第1実施例、第1参考例〜第9参考例の構成のみに限定されるものではなく多様な態様が可能である。例えば、上記第1実施例、第1参考例〜第9参考例においては光触媒として酸化チタン粉体、チタニアゾルを用いているが、それのみに限定されるものではなく、例えば、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ジルコニウム、酸化タングステン、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化ルテニウム、酸化コバルト、酸化銅及び酸化マンガンなど、光触媒機能を有するものであれば、全て含まれる。
【0061】
また、上記多孔質粉体としても、上記第1実施例、第1参考例〜第9参考例においてはシリカ粉体を用いているがそれのみに限定されるものではなく、例えば、リン酸カルシウム、ゼオライト、カーボン、パーライト又は発泡ガラスなど、光触媒との接合が可能な多孔質粉体であれば全て含まれる。
【0062】
また、上記第2参考例では、酸化チタンに銀を担持させて光触媒の電荷分離をより促進させているが、それのみに限定されるものではなく担持させる金属としては、例えば、金、銅、鉄、亜鉛、ニッケル、コバルト、白金、ルテニウム、パラジウム、ロジウムなど、光触媒に担持可能な金属であれば全て含まれる。
【0063】
また、本発明における光触媒体の使用態様においても、上記第1実施例、第1参考例〜第9参考例に示した光触媒塗料、光触媒タイルの構成のみに限定されるものではなく、例えば、環境浄化装置、脱臭装置、有機物分解装置、浄水装置、抗菌或いは抗カビ装置、建築用外装材、建築用内装材、食品容器類、化粧品や歯磨き粉の色素、繊維の染料、陶磁器の顔料、或いはそれらの原材料、部品など、上記光触媒体の含有が可能なものであれば全て含まれる。
【0064】
【発明の効果】
本発明の光触媒塗料の製造方法により製造された光触媒塗料においては、第1の光触媒粒子を多孔質粉体に被覆しているため、比表面積が高く光触媒の活性を向上させることができ、光触媒機能を効率良く発揮することができる。そのため、高価な超微粒の光触媒の使用量を全体として大幅に減らすことができ、安価で普及性があるものとすることができる。また、多孔質粉体が粒径の大きい粉体であるため、該多孔質粉体をバインダーなどに高濃度に分散させることができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a photocatalytic paint.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a technique in which a photocatalyst having a photocatalytic function is coated on a base material such as glass, ceramics, plastics, or the like, or dispersed in a paint or a dye to cause the photocatalytic function to act on the outer layer of a building or a surface layer such as a fiber. Researched and developed.
[0003]
The photocatalyst uses the effects of sterilization, deodorization, purification, etc. due to the organic matter decomposition function due to the oxidation-reduction action of the photocatalyst, such as the "air purification function for removing NOx", and the "self-cleaning function for reducing dirt". Is desired to develop a photocatalyst capable of efficiently exhibiting a high level.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a photocatalyst is in a sol state and is amorphous, which requires baking, and it is difficult to disperse the photocatalyst in a binder or the like at a high concentration. Therefore, it was expensive and was not widely used. In addition, since the photocatalyst particles of the photocatalyst are large, the specific surface area as a whole is low, and the ratio of the portion not exposed to the surface is high, so that the photocatalytic activity is weak and the photocatalytic function cannot be efficiently exhibited, and In order to obtain the photocatalytic function, a photocatalyst having a high purity and an ultra-fine particle size is required, which has been expensive and not widely used.
[0005]
Accordingly, the present invention provides a photocatalyst in which ultrafine photocatalyst particles are bonded to a porous powder, and the ultrafine photocatalyst powder having a high specific surface area is bonded to a general-purpose titanium oxide surface. It is an object of the present invention to provide a photocatalyst that can efficiently exhibit a photocatalytic function by increasing the activity and can be inexpensive and widely used.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above problems, and, first, is a method for producing a photocatalytic coating, which comprises producing a porous powder having a surface coated with first photocatalytic particles. And a step of producing a dispersion in which the second photocatalyst particles having a larger particle size than the first photocatalyst particles and a pigment are dispersed, and a second step in which the porous powder is dispersed in the dispersion. And a step of producing a dispersion.
[0007]
In the photocatalytic paint produced by the production method of the first configuration, since the first photocatalyst particles are coated on the porous powder, the specific surface area is high, the activity of the photocatalyst can be improved, and the photocatalytic function can be improved. Can be exhibited efficiently. Therefore, the amount of expensive ultrafine photocatalyst used can be greatly reduced as a whole, and it can be inexpensive and widely used. Further, since the porous powder is a powder having a large particle size, the porous powder can be dispersed at a high concentration in a binder or the like.
[0008]
Secondly, in the first configuration, the second photocatalyst particles are titanium oxide, and the crystal form of the titanium oxide is anatase.
[0009]
Thirdly, in the first or second configuration, the method for producing a photocatalytic paint further comprises a step of dispersing a fluororesin emulsion in the produced second dispersion liquid. I do.
[0010]
Fourth, in any one of the first to third configurations, the second photocatalyst particles have an average particle diameter of 0.3 to 0.5 μm.
[0011]
Fifth, in any one of the first to fourth configurations, the porous powder is calcium phosphate or silica powder, zeolite, carbon, perlite, or foamed glass.
[0012]
Sixth, in any one of the first to fifth configurations, the first photocatalyst particles are titanium oxide.
[0013]
Further, the following configuration may be adopted as a configuration other than the above. That is, seventh, the present invention is characterized in that ultrafine photocatalyst particles having an average particle diameter of 1 nm to 0.1 μm are coated on a porous powder.
[0014]
In the photocatalyst of the seventh configuration, since the ultrafine photocatalyst particles having an average particle diameter of 1 nm to 0.1 μm are coated on the porous powder, the specific surface area is high and the activity of the photocatalyst can be improved. As a result, the photocatalytic function can be efficiently exhibited. Therefore, the amount of expensive ultrafine photocatalyst used can be greatly reduced as a whole, and it can be inexpensive and widely used. Further, since the powder has a large particle diameter, the photocatalyst can be dispersed in a binder or the like at a high concentration.
[0015]
Eighth, the invention is characterized in that ultrafine photocatalyst particles having an average particle diameter of 1 nm to 0.1 μm are fitted in the pores of the porous powder.
[0016]
In the photocatalyst of the eighth configuration, since ultrafine photocatalyst particles having an average particle diameter of 1 nm to 0.1 μm are fitted in the pores of the porous powder, the specific surface area is high and the activity of the photocatalyst is high. Can be improved, and the photocatalytic function can be efficiently exhibited. Therefore, the amount of expensive ultrafine photocatalyst used can be greatly reduced as a whole, and it can be inexpensive and widely used. Further, since the powder has a large particle diameter, the photocatalyst can be dispersed in a binder or the like at a high concentration. In particular, when used as a photocatalytic coating material, even if a dye, a dye, or a pigment is mixed, the catalytic function is not reduced, and a high-density color photocatalytic coating material can be obtained because of high hiding power. Furthermore, since the photocatalyst particles are fitted in the pores of the porous powder, the photocatalyst particles do not come into direct contact with the dye, dye, or pigment, so that organic dyes, dyes, and pigments can be used. Become.
[0017]
Ninth, among the ultrafine photocatalyst particles having an average particle diameter of 1 nm to 0.1 μm, a part is fitted into the pores of the porous powder, and the rest is a photocatalyst particle or pigment having a large particle size. , Dyes and pigments. Tenthly, in the ninth configuration, the large-sized photocatalyst particles are titanium oxide having an average particle diameter of 0.15 to 10 μm.
[0018]
In the photocatalyst of the ninth or tenth configuration, at least a part of the ultrafine photocatalyst particles having an average particle diameter of 1 nm to 0.1 μm is fitted in the pores of the porous powder. The effect of the second configuration can be obtained, and in addition, at least a part of the remaining particles is coated with large-sized photocatalyst particles or pigments, dyes, and pigments having low photocatalytic activity. The activity can be improved and the photocatalytic function can be exhibited efficiently.
[0019]
Eleventh, in the seventh or eighth or ninth or tenth configuration, the porous powder is calcium phosphate or silica powder, zeolite, carbon, perlite, or foamed glass. Therefore, it is possible to make the configuration cheaper and easily available.
[0020]
In a twelfth aspect, in the seventh or eighth or ninth or tenth or eleventh configuration, the photocatalyst particles are titanium oxide. Therefore, a photocatalyst having a stable photocatalytic function can be obtained.
[0021]
In a thirteenth aspect, in the twelfth aspect, the crystalline form of the titanium oxide is anatase. Therefore, it is possible to have a stronger photocatalytic function.
[0022]
Fourteenth, in the twelfth configuration, the titanium oxide has a crystal form of rutile. Therefore, it is possible to have a photocatalytic function capable of reacting also to infrared rays.
[0023]
A fifteenth aspect is a photocatalytic coating material having a photocatalytic function, characterized by containing the photocatalyst of the seventh or eighth or ninth or tenth or eleventh or twelfth or thirteenth configuration.
[0024]
The photocatalyst paint of the fifteenth configuration can be a photocatalyst paint having the characteristics of the photocatalyst described in the seventh or eighth or ninth or tenth or eleventh or thirteenth or thirteenth or fourteenth configuration.
[0025]
A sixteenth aspect is a photocatalytic paint having a photocatalytic function, which contains the photocatalyst according to the seventh or eighth or ninth or tenth or eleventh or thirteenth or thirteenth or fourteenth aspect, and the porous body A pigment, a dye, or a pigment is also fitted to the pores together with the photocatalyst or alone.
[0026]
In the photocatalyst coating composition of the sixteenth aspect, since a pigment, a dye, or a pigment can be fitted into the pores of the porous body together with the photocatalyst or alone, coloring that does not impair the functionality of the photocatalyst is also possible. Color photocatalytic paint. In particular, when the pigment, the dye, and the pigment are individually attached to the pores of the porous body and mixed with the photocatalyst, the pigment, the dye, and the pigment do not directly contact the photocatalyst. Even when used, organic substances are not decomposed, so that it is possible to use organic dyes, dyes, and pigments without hindering the photocatalytic function.
[0027]
A seventeenth aspect is a photocatalytic tile having a photocatalytic function, characterized by containing the photocatalyst according to the seventh or eighth or ninth or tenth or eleventh or thirteenth or thirteenth or fourteenth configuration.
[0028]
In the photocatalytic tile having the seventeenth configuration, a photocatalytic tile having the characteristics of the photocatalyst according to the seventh or eighth or ninth or tenth or eleventh or twelfth or thirteenth or fourteenth configuration can be provided.
[0029]
Eighteenth, the photocatalyst powder and the porous powder are characterized in that the photocatalyst particles are fitted into the pores of the porous powder by stirring under reduced pressure below the atmospheric pressure. . Nineteenthly, the titania sol and the porous powder are characterized in that the titanium oxide particles are fitted into the pores of the porous powder by stirring under reduced pressure below atmospheric pressure.
[0030]
In the method for producing a photocatalyst of the eighteenth or nineteenth aspect, the photocatalyst can be fitted into the pores of the porous powder by a simple method, and is inexpensive and has high photocatalytic activity. Can be easily manufactured.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Examples as embodiments of the present invention will be described separately for each example. The first embodiment, the first to fifth reference examples show examples of photocatalytic paints, and the sixth to ninth reference examples show examples of photocatalytic tiles. In each of the examples and reference examples, the term “titanium oxide” refers to an anatase-type titanium dioxide (TiO 2) unless otherwise specified. 2 ).
[0032]
[First embodiment]
The first embodiment shows an example of the photocatalytic coating material P1, and particularly corresponds to the above-described claim 1. Hereinafter, the manufacturing method, operation, and effects of the first embodiment will be described.
(First step) 3000 g of a dispersion (slurry) having a photocatalyst (titanium oxide powder: average particle diameter: 20 nm) concentration of 10% is produced.
(Second step) 500 g of silica powder (average particle diameter of 1 to 3 μm, pore diameter of 12 nm) as a porous powder is mixed and dispersed in the above dispersion to produce a photocatalyst H1.
(Third step) A general-purpose anatase type titanium oxide (particle size: 0.3 to 0.5 μm) is made into a 50% liquid to produce 10,000 g of a dispersion liquid.
(Fourth Step) 100 g of a pigment (80 g of red petal and 20 g of red petal) are mixed and dispersed in 10000 g of the dispersion.
(Fifth Step) Then, 3500 g of the photocatalyst H1 in which the silica powder obtained in the second step is dispersed is mixed and dispersed in 10100 g of the dispersion liquid mixed with the pigment.
(Sixth Step) Further, by mixing and dispersing 1750 g of a fluororesin emulsion as a binder in the dispersion obtained in the fifth step, a photocatalytic coating P1 is produced.
[0033]
In the photocatalytic paint P1 produced through the first to sixth steps, the ultrafine titanium oxide particles have an average particle diameter of 20 nm, and the pore diameter of the silica powder is larger than 12 nm. The particles do not enter the pores of the silica powder, and serve as the photocatalyst H1 coated on the silica powder. Therefore, the specific surface area is high and the activity of the photocatalyst of the titanium oxide particles can be improved, so that the photocatalytic function can be efficiently exhibited. Therefore, the use amount of the titanium oxide particles can be greatly reduced as a whole, and thus the titanium oxide particles can be inexpensive and widely used.
[0034]
In addition, since the titanium oxide particles are general-purpose powders having a relatively large particle diameter, the titanium oxide particles can be dispersed at a high concentration in a binder or the like, and the cost can be reduced. Specifically, compared to the case of using titania sol, it can be purchased at a price of less than 20%, and the configuration can be significantly reduced.
[0035]
[First Reference Example]
The first reference example shows an example of the color photocatalyst paint P2. Hereinafter, the manufacturing method, operation, and effects of the first reference example will be described.
(First step) 3000 g of a dispersion having a photocatalyst (titanium oxide powder: average particle diameter of 6 nm) concentration of 7.5% is poured into a tank.
(Second step) 500 g of silica powder (average particle size: 1 to 3 μm, pore diameter: 12 nm) as a porous powder was mixed into the dispersion and stirred, and the inside of the tank was evacuated to a vacuum of 10 by a vacuum pump. -4 -10 -10 A vacuum state of about Torr is maintained for 5 to 10 minutes. Therefore, the titanium oxide having an average particle diameter of 6 nm enters and fits into the pores having a diameter of 12 nm of the silica powder to form a photocatalyst H2.
(Third Step) Separately, 10,000 g of a 50% dispersion of general-purpose anatase-type titanium oxide having a particle size of 0.3 to 0.5 μm is produced.
(Fourth Step) Into the dispersion obtained in the third step, 100 g of a red pigment and a yellow pigment that can pass through a 325 mesh particle size are mixed and dispersed.
(Fifth step) 3,500 g of the photocatalyst H2 from the second step is mixed and dispersed in the dispersion liquid from the fourth step. Therefore, the remaining titanium oxide which did not fit in the pores of the silica powder in the second step is the general-purpose titanium oxide having a large particle size introduced in the third step, or the fourth step. To the above-mentioned pigment charged in the above.
(Sixth Step) A high-density color photocatalyst paint P2 is produced by mixing and dispersing 1750 g of a fluororesin emulsion (solid content: 50%) in the dispersion obtained in the fifth step.
[0036]
In the color photocatalyst paint P2 of the present first reference example formed through the first to sixth steps, ultrafine titanium oxide particles having an average particle diameter of 6 nm are converted to pores having a diameter of 12 nm. Since the photocatalyst H2 fitted in the pores of the silica powder is contained, the specific surface area is high, the activity of the photocatalyst can be improved, and the photocatalytic function can be exhibited efficiently. Therefore, the amount of expensive ultrafine photocatalyst used can be greatly reduced as a whole, and it can be inexpensive and widely used. Further, since the powder has a large particle size, the photocatalyst H2 can be dispersed at a high concentration.
[0037]
Further, the remaining titanium oxide that did not fit into the pores of the silica powder in the second step is the titanium oxide having a large particle diameter introduced in the third step having a weak photocatalytic activity, or Since the pigments coated in the four steps are coated, the activity of the photocatalyst can be further improved, and the photocatalytic function can be exhibited efficiently. In addition, even if the pigment is mixed, the catalytic function is not reduced, and since the concealing power is high, a high-density color photocatalytic paint can be obtained. Further, an organic pigment can be used.
[0038]
[Second Reference Example]
The second reference example shows an example of the color photocatalyst paint P3. In the second reference example, the titanium oxide of the first reference example is anatase, but is rutile. Hereinafter, the manufacturing method, operation, and effect of the second reference example will be described.
(First step) 3000 g of a dispersion having a photocatalyst (titanium oxide powder: average particle diameter of 6 nm) concentration of 7.5% is poured into a tank.
(Second step) 500 g of silica powder (average particle size: 1 to 3 μm, pore diameter: 12 nm) as a porous powder was mixed into the dispersion and stirred, and the inside of the tank was evacuated to a vacuum of 10 by a vacuum pump. -4 -10 -10 A vacuum state of about Torr is maintained for 5 to 10 minutes. Therefore, the titanium oxide having an average particle diameter of 6 nm enters and fits into the pores of the silica powder having a diameter of 12 nm to form the photocatalyst H3.
(Third Step) Separately, 10,000 g of a 50% dispersion of a general-purpose rutile-type titanium oxide having a particle size of 0.4 μm is produced.
(Fourth Step) A 3000 g colloid solution of silver (Ag) (average particle size: 10 nm) is weighed and dispersed in the dispersion obtained in the third step in order to promote charge separation of the photocatalyst. Therefore, the silver is carried on the rutile titanium oxide.
(Fifth Step) Into the dispersion obtained in the fourth step, 100 g of a red pigment and a yellow pigment that can pass through a 325 mesh particle size are mixed and dispersed.
(Sixth step) 3,500 g of the photocatalyst H3 from the second step is mixed and dispersed in the dispersion liquid from the fifth step. Therefore, the remaining titanium oxide that did not fit into the pores of the silica powder in the second step is the general-purpose titanium oxide having a large particle diameter introduced in the third step, or the fifth step. To the above-mentioned pigment charged in the above.
(Seventh Step) A high-density color photocatalyst paint P3 is produced by mixing and dispersing 2000 g of a fluororesin emulsion (solid content: 50%) in 16600 g of the dispersion obtained in the sixth step.
[0039]
In the color photocatalyst paint P3 of the second reference example formed through the first step to the seventh step, in addition to the effect of the first reference example, the titanium oxide is of a rutile type. Therefore, the photocatalytic coating material P3 has a photocatalytic function that responds to not only ultraviolet rays but also infrared rays having a long wavelength.
[0040]
Furthermore, since silver is supported on the titanium oxide, charge separation of the photocatalyst is further promoted, and a high-performance and inexpensive high-density color photocatalytic paint P3 can be obtained.
[0041]
[Third Reference Example]
The third reference example shows an example of the color photocatalyst paint P4. Hereinafter, the manufacturing method, operation, and effects of the third reference example will be described.
(First step) 225 g of a powder of a photocatalyst (titanium oxide powder: average particle diameter of 6 nm) and 500 g of a silica powder (average particle diameter of 1 to 3 μm, pore diameter of 12 nm) as a porous powder are mixed.
(Second step) 725 g of the powder mixed in the first step is mixed with 4775 g of the solvent, and while the degree of vacuum is increased by a vacuum pump while stirring and dispersing (20 minutes), the silica powder having a diameter of 12 nm is reduced. 5,500 g of a photocatalyst H4, which is a dispersion in which the above-mentioned titanium oxide having an average particle diameter of 6 nm enters and fits in the pores, is produced.
(Third Step) Separately, 10,000 g of a 50% anatase-type titanium oxide dispersion having a particle size of 0.3 to 0.5 μm, which is widely used, is produced.
(Fourth Step) Into the dispersion obtained in the third step, 100 g of a red pigment and a yellow pigment that can pass through a 325 mesh particle size are mixed and dispersed.
(Fifth step) 3,500 g of the photocatalyst H4 from the second step is mixed and dispersed in the dispersion liquid from the fourth step. Therefore, the remaining titanium oxide that did not fit into the pores of the silica powder in the second step is the titanium oxide having a large particle diameter introduced in the third step, or the titanium oxide introduced in the fourth step. The above pigment is coated.
(Sixth step) By mixing and dispersing 1750 g of a fluororesin emulsion (solid content: 50%) in the dispersion obtained in the fifth step, 17350 g of a high-density color photocatalytic paint P4 substantially equivalent to that of the first reference example was obtained. Generated.
[0042]
In the color photocatalyst coating material P4 of the present third reference example formed through the first to sixth steps, ultrafine titanium oxide particles having an average particle diameter of 6 nm are converted to pores having a diameter of 12 nm. Since the photocatalyst H4 fitted in the pores of the silica powder is contained, the specific surface area is high, the activity of the photocatalyst can be improved, and the photocatalytic function can be exhibited efficiently. Therefore, the amount of expensive ultrafine photocatalyst used can be greatly reduced as a whole, and it can be inexpensive and widely used. Further, since the powder has a large particle size, the photocatalyst H4 can be dispersed at a high concentration.
[0043]
Further, the remaining titanium oxide that did not fit into the pores of the silica powder in the second step is the titanium oxide having a large particle diameter introduced in the third step having a weak photocatalytic activity, or Since the pigments coated in the four steps are coated, the activity of the photocatalyst can be further improved, and the photocatalytic function can be exhibited efficiently. In addition, even if the pigment is mixed, the catalytic function is not deteriorated and the hiding power is high, so that a high-density color photocatalytic coating can be obtained.
[0044]
Furthermore, since titanium oxide particles are fitted in the pores of the silica powder, the titanium oxide particles do not come into direct contact with the pigment or pigment, so that organic pigments, dyes and pigments can be used. .
[0045]
[Fourth Reference Example]
The fourth reference example shows an example of the color photocatalyst paint P5. Hereinafter, the manufacturing method, operation, and effects of the fourth reference example will be described.
(First step) 2500 g of a dispersion having a concentration of an inorganic pigment (average particle size of 10 nm) of 0.7% is poured into a container.
(Second step) 250 g of silica powder (average particle diameter: 1 to 3 μm, pore diameter: 12 nm) as a porous powder was mixed with the above dispersion, and the inside of the vessel was evacuated while stirring and dispersing (vacuum degree). 10 -4 -10 -10 Torr), by continuing the state for about 20 minutes, the inorganic pigment having an average particle diameter of 10 nm enters the pores of the silica powder having a diameter of 12 nm and is fitted thereto.
(Third Step) 10,000 g of a 15% dispersion of anatase type titanium oxide having an average particle diameter of 30 nm is produced, and 2750 g of the dispersion produced in the second step is mixed and dispersed to produce a photocatalyst H5.
(Fourth Step) 500 g of silicon (alcohol type) is mixed and dispersed in the photocatalyst H5 obtained in the third step to produce the photocatalyst paint P5.
[0046]
In the photocatalytic coating material P5 of the present fourth reference example formed through the first to fourth steps, an inorganic pigment can be fitted into the pores of the silica powder together with the titanium oxide. Therefore, a colored color photocatalyst paint P5 that does not impair the functionality of the photocatalyst can be obtained. In addition, an inorganic pigment can also be fitted into the pores of the silica powder by a simple method, and it is possible to easily produce a color photocatalyst paint P5 that is inexpensive and has high photocatalytic activity. Furthermore, a unique photocatalytic paint P5 having a crystal and transparency can be obtained.
[0047]
[Fifth reference example]
The fifth reference example shows an example of the color photocatalyst paint P6. Further, while the fourth reference example uses an inorganic pigment, the fifth reference example shows an example using an organic pigment. Hereinafter, the manufacturing method, operation, and effects of the fifth reference example will be described.
(First step) 2500 g of a dispersion having a concentration of an organic pigment (average particle size of 10 nm) of 0.8% is poured into a container.
(Second step) 500 g of silica powder (average particle diameter: 1 to 3 μm, pore diameter: 12 nm) as a porous powder was mixed with the above dispersion, and the inside of the vessel was evacuated while stirring and dispersing (vacuum degree). 10 -4 -10 -10 Torr), by continuing the state for about 5 minutes, the organic pigment having the average particle diameter of 10 nm enters the pores of the silica powder having a diameter of 12 nm and is fitted thereto.
(Third step) The photocatalyst H6 obtained in the second step is irradiated with an ultrasonic wave by an ultrasonic machine, and the organic pigment is fitted into the fine pores of the powder, and is located outside the powder. The organic pigment which has not been fitted is separated.
(Fourth step) The solvent of the dispersion liquid separated in the third step is evaporated to dryness in an atmosphere at 80 ° C. for 3 days, and the organic pigment is allowed to enter the pores of the silica powder and fit. 510 g of new pigment are produced.
(Fifth step) 10,000 g of a 15% dispersion of anatase type titanium oxide having an average particle diameter of 30 nm is produced, and 510 g of the new pigment produced in the fourth step is mixed and dispersed to produce a photocatalyst P6.
(Sixth step) 500 g of silicon (alcohol type) is mixed and dispersed in the dispersion obtained in the fifth step to produce the photocatalytic paint P6.
[0048]
In the photocatalyst paint P6 of the fifth reference example formed through the first to sixth steps, an organic pigment is fitted into the pores of the silica powder, so that the pigment and the photocatalyst are directly contacted. Since no organic matter such as organic pigments or organic pigments is used, organic substances are not decomposed because they do not come into contact with each other, so that it is possible to use organic pigments, dyes, and pigments without hindering the photocatalytic function. it can.
[0049]
For this reason, it is possible to obtain a colored color photocatalyst paint P6 having a unique and vivid color while not impairing the functionality of the photocatalyst. In addition, a pigment can also be fitted into the pores of the silica powder by a simple method, and it is possible to easily produce a color photocatalyst paint P6 that is inexpensive and has high photocatalytic activity.
[0050]
[Sixth Reference Example]
The sixth reference example shows an example of the photocatalytic tile T7. Hereinafter, the manufacturing method, operation, and effects of the sixth reference example will be described.
(First step) 15,000 g of a dispersion having a photocatalyst (titanium oxide powder: average particle diameter of 6 nm) concentration of 5% is poured into a tank.
(Second step) 2500 g of silica powder (average particle diameter: 1 to 3 μm, pore diameter: 12 nm) as a porous powder was mixed into the dispersion, and the inside of the tank was evacuated to a vacuum of 10 by a vacuum pump while stirring. -4 -10 -10 A vacuum state of about Torr is maintained for about 30 minutes. Therefore, the titanium oxide having an average particle diameter of 6 nm enters and fits into the pores having a diameter of 12 nm of the silica powder to form a photocatalyst H7.
(Third step) As a binder, 150 g of low-melting powder (melting point: 500 ° C., particle size: passing through 325 mesh) is weighed.
(Fourth Step) Into 17500 g of the photocatalyst H7 obtained in the second step, 150 g of the flax powder measured in the third step is mixed and dispersed.
(Fifth step) The solvent of 17650 g of the dispersion obtained in the fourth step is evaporated and dried in an atmosphere at 80 ° C. for 3 days, and the titanium oxide, the silica powder, and the flash powder as a binder are dried. 3400 g of a completely mixed powder were obtained.
(Sixth step) The powder obtained in the fifth step is press-molded by a rubber press.
(Seventh Step) The molded product prepared in the sixth step was fired at 530 ° C. to obtain the porous photocatalyst tile T7.
[0051]
In the photocatalyst tile T7 of the sixth reference example formed through such first to seventh steps, when used as a wall material, a photocatalyst tile that can suitably exhibit a photocatalytic function by sunlight. It becomes T7. In addition, since the photocatalyst H7 in which ultrafine titanium oxide particles having an average particle diameter of 6 nm are fitted into the pores of silica powder having a pore diameter of 12 nm is contained, the specific surface area is high. The activity of the photocatalyst can be improved, and the photocatalytic function can be efficiently exhibited. Therefore, the amount of expensive ultrafine photocatalyst used can be greatly reduced as a whole, and it can be inexpensive and widely used.
[0052]
[Seventh Reference Example]
The seventh reference example shows an example of a photocatalytic tile T8. The seventh reference example shows an example by casting, while the sixth reference example shows an example by press molding. Hereinafter, the manufacturing method, operation, and effects of the seventh reference example will be described.
(First step) 15,000 g of a dispersion having a photocatalyst (titanium oxide powder: average particle diameter of 6 nm) concentration of 5% is poured into a tank.
(Second step) 2500 g of silica powder (average particle diameter: 1 to 3 μm, pore diameter: 12 nm) as a porous powder was mixed into the dispersion, and the inside of the tank was evacuated to a vacuum of 10 by a vacuum pump while stirring. -4 -10 -10 A vacuum state of about Torr is maintained for about 7 minutes. Therefore, the titanium oxide having an average particle size of 6 nm enters and fits into the pores having a diameter of 12 nm of the silica powder to form a photocatalyst H8.
(Third step) As a binder, 150 g of low-melting powder (melting point: 500 ° C., particle size: passing through 325 mesh) is weighed.
(Fourth step) 150 g of the powdered powder weighed in the third step is mixed and dispersed into 17500 g of the photocatalyst H8 produced in the second step.
(Fifth step) 19000 g of the dispersion obtained in the fourth step is poured into a gypsum mold and cast.
(Sixth step) The cast product in the fifth step is dried, demolded, and molded into a tile body.
(Seventh step) The tile element molded in the sixth step was fired at 530 ° C to obtain the porous photocatalyst tile T8.
[0053]
In the photocatalyst tile T8 of the seventh reference example formed through the first to seventh steps as described above, when used as a wall material, the photocatalytic tile that can suitably exhibit a photocatalytic function by sunlight is used. It becomes T8. Further, since the photocatalyst H8 in which ultrafine titanium oxide particles having an average particle diameter of 6 nm are fitted in the pores of silica powder having a pore diameter of 12 nm is contained, the specific surface area is high. The activity of the photocatalyst can be improved, and the photocatalytic function can be efficiently exhibited. Therefore, the amount of expensive ultrafine photocatalyst used can be greatly reduced as a whole, and it can be inexpensive and widely used.
[0054]
In place of 150 g of the low-melting flux powder as a binder in the third and fourth steps, 300 g of a silicon alcohol type, which is an inorganic polymer, is mixed and dispersed, and the calcination at 530 ° C. in the seventh step is performed. Alternatively, even if baking is performed at 150 ° C. for 30 minutes, it is possible to form a photocatalyst tile substantially the same as the photocatalyst tile T8.
[0055]
[Eighth Reference Example]
The eighth embodiment shows an example of a photocatalytic tile T9. The eighth reference example shows an example in which titania sol is used, while the seventh reference example shows an example using titanium oxide powder as a photocatalyst. Hereinafter, the manufacturing method, operation, and effects of the eighth embodiment will be described.
(First step) To a sol solution of 5000 g of a dispersion having a concentration of 15% of a photocatalyst (titania sol: average particle diameter of 6 nm) is added 7500 g of an adjustment solvent, and the mixture is stirred.
(Second step) 2500 g of silica powder (average particle diameter: 1 to 3 μm, pore diameter: 12 nm) as a porous powder was mixed into the sol solution, and the inside of the tank was evacuated to a vacuum of 10 by a vacuum pump while stirring. -4 -10 -10 A vacuum state of about Torr is maintained for about 30 minutes. Therefore, the titania sol having an average particle diameter of 6 nm enters and fits into the pores of the silica powder having a diameter of 12 nm to form the photocatalyst H9.
(Third step) As a binder, 150 g of low-melting powder (melting point: 500 ° C., particle size: passing through 325 mesh) is weighed.
(Fourth step) 150 g of the low-melting flux powder is mixed and dispersed in 12,500 g of the photocatalyst H9 produced in the second step.
(Fifth step) 12,600 g of the dispersion liquid produced in the fourth step is poured into a gypsum mold and cast.
(Sixth step) The cast product in the fifth step is dried, demolded, and molded into a tile body.
(Seventh step) The tile element molded in the sixth step was fired at 530 ° C to obtain the porous photocatalyst tile T9.
[0056]
In the photocatalyst tile T9 of the eighth reference example formed through the first step to the seventh step, when used as a wall material, the photocatalytic tile capable of suitably exerting a photocatalytic function by sunlight. It becomes T9. In addition, since the photocatalyst H9 in which the ultrafine titania sol having an average particle diameter of 6 nm is fitted in the pores of silica powder having a pore diameter of 12 nm is contained, the specific surface area of the photocatalyst is high. The activity can be improved, and the photocatalytic function can be efficiently exhibited. Therefore, the amount of expensive ultrafine photocatalyst used can be greatly reduced as a whole, and it can be inexpensive and widely used.
[0057]
[Ninth Reference Example]
The ninth embodiment shows an example of the photocatalytic tile T10. The ninth embodiment shows an example in which the sixth embodiment is press-formed using titanium oxide powder as a photocatalyst, whereas the ninth embodiment shows an example in which press-molding is performed using a titania sol. is there. Hereinafter, the manufacturing method, operation, and effects of the ninth embodiment will be described.
(First step) To a sol solution of 5000 g of a dispersion having a concentration of 15% of a photocatalyst (titania sol: average particle diameter of 6 nm) is added 7500 g of an adjusting solvent, and after stirring, the adjusting sol solution is poured into a tank.
(Second step) 2500 g of silica powder (average particle diameter: 1 to 3 μm, pore diameter: 12 nm) as a porous powder was mixed into the sol solution, and the inside of the tank was evacuated to a vacuum of 10 by a vacuum pump while stirring. -4 -10 -10 A vacuum state of about Torr is maintained for about 30 minutes. Therefore, the titania sol having an average particle diameter of 6 nm enters and fits into the pores of the silica powder having a diameter of 12 nm to form the photocatalyst H10.
(Third step) As a binder, 150 g of low-melting powder (melting point: 500 ° C., particle size: passing through 325 mesh) is weighed.
(Fourth step) 150 g of the low-melting flux powder is mixed and dispersed in 12,500 g of the photocatalyst H10 produced in the second step.
(Fifth step) The solvent of 12650 g of the dispersion liquid produced in the fourth step is evaporated and dried in an atmosphere at 80 ° C. for 3 days, and the titania sol, the silica powder, and the flash powder as a binder are completely dried. 3400 g of powder was obtained.
(Sixth step) The powder obtained in the fifth step is press-molded by a rubber press.
(Seventh Step) The molded product prepared in the sixth step was fired at 530 ° C. to obtain the porous photocatalyst tile T10.
[0058]
In the photocatalyst tile T10 of the ninth reference example formed through the first step to the seventh step, when used as a wall material, the photocatalytic tile which can suitably exhibit a photocatalytic function by sunlight is used. It becomes T10. Further, since the photocatalyst H10 in which the ultrafine titania sol having an average particle diameter of 6 nm is fitted in the pores of silica powder having a pore diameter of 12 nm is contained, the specific surface area is high and the The activity can be improved, and the photocatalytic function can be efficiently exhibited. Therefore, the amount of expensive ultrafine photocatalyst used can be greatly reduced as a whole, and it can be inexpensive and widely used.
[0059]
As described above, according to the configurations of the first embodiment and the first to ninth reference examples according to the present invention, a photocatalyst in which an ultrafine photocatalyst is bonded to a porous body is provided, By joining ultra-fine photocatalysts with high surface roughness to the general-purpose titanium oxide surface, photocatalytic activity can be enhanced and the photocatalytic function can be exhibited efficiently, and it can be made inexpensive and widely used .
[0060]
The present invention is not limited to the configurations of the first embodiment and the first to ninth embodiments, and various embodiments are possible. For example, in the first embodiment and the first to ninth reference examples, the titanium oxide powder and the titania sol are used as the photocatalyst, but the present invention is not limited thereto. For example, zinc oxide, tin oxide , Zirconium oxide, tungsten oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, iron oxide, nickel oxide, ruthenium oxide, cobalt oxide, copper oxide, manganese oxide, etc., as long as they have a photocatalytic function.
[0061]
Also, as the porous powder, silica powder is used in the first embodiment and the first to ninth reference examples, but is not limited thereto. For example, calcium phosphate, zeolite Any porous powder that can be bonded to a photocatalyst, such as carbon, perlite, or foamed glass, is included.
[0062]
Further, in the second reference example, silver is supported on titanium oxide to further promote charge separation of the photocatalyst. However, the present invention is not limited thereto. Examples of metals to be supported include gold, copper, and copper. All metals that can be supported on the photocatalyst, such as iron, zinc, nickel, cobalt, platinum, ruthenium, palladium, and rhodium, are included.
[0063]
Also, the usage of the photocatalyst in the present invention is not limited to the configurations of the photocatalyst paints and photocatalyst tiles described in the first embodiment and the first to ninth reference examples. Purification equipment, deodorization equipment, organic matter decomposition equipment, water purification equipment, antibacterial or antifungal equipment, building exterior materials, building interior materials, food containers, cosmetics and toothpaste pigments, fiber dyes, ceramic pigments, or any of them All materials, such as raw materials and components, that can contain the photocatalyst are included.
[0064]
【The invention's effect】
In the photocatalytic paint produced by the photocatalytic paint production method of the present invention, the first photocatalyst particles are coated on the porous powder, so that the specific surface area is high and the activity of the photocatalyst can be improved. Can be exhibited efficiently. Therefore, the amount of expensive ultrafine photocatalyst used can be greatly reduced as a whole, and it can be inexpensive and widely used. Further, since the porous powder is a powder having a large particle size, the porous powder can be dispersed at a high concentration in a binder or the like.
Claims (6)
第1の光触媒粒子により表面が被覆された多孔質粉体を製造する工程と、
該第1の光触媒粒子よりも粒度の大きい第2の光触媒粒子と、顔料とを分散した分散液を製造する工程と、
該多孔質粉体を該分散液に分散した第2の分散液を製造する工程と、
を有することを特徴とする光触媒塗料の製造方法。A method for producing a photocatalytic paint,
Producing a porous powder having a surface coated with the first photocatalyst particles;
A step of producing a dispersion in which the second photocatalyst particles having a larger particle size than the first photocatalyst particles and a pigment are dispersed;
Producing a second dispersion of the porous powder dispersed in the dispersion,
A method for producing a photocatalytic paint, comprising:
製造された上記第2の分散液にフッ素樹脂エマルジョンを分散する工程を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の光触媒塗料の製造方法。The method for producing the photocatalytic paint, further,
The method for producing a photocatalytic paint according to claim 1 or 2, further comprising a step of dispersing the fluororesin emulsion in the produced second dispersion liquid.
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