JP2005058931A - Honeycomb catalytic structure - Google Patents

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Akira Nakabayashi
亮 中林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a honeycomb catalytic structure which cause no deterioration of base material, allows the surface thereof to exhibit photocatalytic activity for a long period by means of photoirradiation and has excellent deodorizing ability, antifouling ability, antibacterial action and light resistance without requiring elaborate processes. <P>SOLUTION: This honeycomb catalytic structure has a surface layer part containing a photocatalyst (a) and a binder component (B). Therein, the concentration of the photocatalyst (a) in the surface layer part becomes higher from the inside of the honeycomb catalytic structure toward the surface thereof. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光触媒機能を利用して有機物を分解することにより、脱臭あるいは有害汚染物質の無害化、環境におけるNO、SO、COなどの除去、染色排水の脱色、水の浄化等を行うことが出来るハニカム触媒構造体に関する。 The present invention uses a photocatalytic function to decompose organic substances to deodorize or detoxify harmful pollutants, remove NO x , SO x , CO 2, etc. in the environment, decolorize dyed wastewater, purify water, etc. The present invention relates to a honeycomb catalyst structure that can be used.

工場などにおける工業的に発生する悪臭や有害化学物質、多量の廃棄物を排出する飲食店やホテルなどのサービス産業における廃棄物に起因した悪臭などによる従来からの環境汚染の問題に加えて、最近のアメニティ志向の高まりに伴い、一般生活空間、例えば室内や自動車内の悪臭、有害化学物質などによる室内環境汚染の問題がクローズアップされており、これら有害物質の除去に対するニーズが急速に高まっている。
例えば、大気汚染について言えば大気中のNOx(窒素酸化物)やSOx(硫黄酸化物)等による高濃度大気汚染や廃棄物焼却によるダイオキシンなどによる大気汚染。例えば、河川や海などについて言えば工場排水や家庭排水などによる水質汚染。例えば、生活環境について言えば建築資材などによるホルムアルデヒドなどや浮遊菌、悪臭など様々な環境汚染が問題となっている。
In addition to the conventional environmental pollution problems caused by bad odors and harmful chemical substances generated industrially in factories, etc., and odors caused by waste in service industries such as restaurants and hotels that discharge large amounts of waste, recently With the growing trend toward amenity, the problems of indoor environmental pollution due to bad odors and harmful chemical substances in general living spaces such as indoors and automobiles have been highlighted, and the need for removal of these harmful substances is rapidly increasing. .
For example, in terms of air pollution, high-concentration air pollution due to NOx (nitrogen oxide), SOx (sulfur oxide), etc. in the atmosphere, or air pollution due to dioxins due to waste incineration. For example, in the case of rivers and seas, water pollution is caused by factory wastewater and household wastewater. For example, in terms of the living environment, various environmental pollutions such as formaldehyde, floating bacteria, and foul odors due to building materials have become a problem.

これらの環境汚染についてあらゆる対策や研究、開発が行われている。例えば、大気汚染について言えば構造物による対策として、既に検討されている緑地帯の整備や高架構造などの道路構造対策などと合わせ、沿道での対策も検討する必要があり、大気浄化機能を有する遮音壁や建築物への大気浄化機能を持った塗装 の実施等様々な研究、開発、対策が行なわれていたり、焼却によるゴミ処分に関して様々な対策検討が図られており焼却炉について言えば排出ガスの排出抑制基準を設定したり、構造基準、維持管理基準を強化したり、野焼きを禁止したり、ゴミについて言えばリサイクル法を制定し分別回収を行ったり、ゴミの発生量の削減を図ったりなどの対策が行われている。例えば、河川や海について言えば下水の整備を急いだり、定期的に水質調査を行って管理基準を強化したり、様々な水質浄化装置の研究開発を行っていたり。例えば、生活環境について言えば有害物質の発生しない建築資材の研究開発を行ったり、抗菌材料の研究開発、脱臭機器等の開発がおこなわれ環境改善の推進が行われている。   All countermeasures, research and development are carried out for these environmental pollutions. For example, in terms of air pollution, it is necessary to consider roadside measures, such as roadside measures such as the improvement of green zones and elevated structures, which have already been considered as measures against structures, and have an air purification function. Various research, development, and countermeasures are being conducted, such as the implementation of painting with air purification functions on sound insulation walls and buildings, and various countermeasures have been examined regarding the disposal of garbage by incineration. Set emission control standards, strengthen structural standards and maintenance management standards, prohibit open burning, enact the recycling law for trash, and collect waste separately, or reduce the amount of trash generated Measures such as are taken. For example, in the case of rivers and seas, urgent improvement of sewage, regular water quality surveys to strengthen management standards, and research and development of various water purification equipment. For example, with regard to the living environment, research and development of building materials that do not generate harmful substances, research and development of antibacterial materials, development of deodorizing equipment, and the like are being promoted to improve the environment.

悪臭や有害化学物質などの有害物質の除去方法としては、活性炭やゼオライトなどの多孔性物質、いわゆる吸着剤による吸着除去が一般的である。しかしながら、吸着剤は大部分の有害物質に対して吸着作用しか示さず、一定量の有害物質を吸着すると除去性能が著しく低下する、あるいは、周囲の温度や有害物質の濃度如何では一度吸着した有害物質が離脱してしまうという 問題点があった。
このような問題を解決するために、触媒を用いて有害物質を分解除去する方法が考案されている。 有害物質の分解除去能を有する材料は各種知られているが、中でも酸化チタンに代表される光触媒部材が近年大きな注目を集めている。例えば、酸化チタンに紫外線を照射した場合、 水とアルコールの混合系でアルコールが分解される。(Cundall etal.:J.Oil.Chem.Assoc.,61, 351(1978)参照)
As a method for removing harmful substances such as bad odors and harmful chemical substances, adsorption removal using a porous substance such as activated carbon or zeolite, a so-called adsorbent is common. However, the adsorbent has only an adsorption action for most harmful substances, and if a certain amount of harmful substances are adsorbed, the removal performance is remarkably reduced, or the harmful substances once adsorbed depending on the ambient temperature and the concentration of harmful substances. There was a problem that the substance would leave.
In order to solve such problems, a method of decomposing and removing harmful substances using a catalyst has been devised. Various materials having the ability to decompose and remove harmful substances are known, and among them, a photocatalyst member represented by titanium oxide has attracted much attention in recent years. For example, when titanium oxide is irradiated with ultraviolet rays, alcohol is decomposed in a mixed system of water and alcohol. (See Cundall etal .: J. Oil. Chem. Assoc., 61, 351 (1978)).

さらに、例えば特開昭61-135669号公報においては、酸化亜鉛などの光触媒部材に紫外光を照射すると、悪臭物質である硫黄化合物が分解されることが報告されている。これら光触媒部材による分解反応においては、反応の進行に伴って光触媒部材が消費されることはなく、光に曝露されている限りその分解能力は半永久的である。このような光触媒反応は界面反応であり、光触媒部材と分解対象物との接触機会が多いほど効率的に進行する。従って、光触媒部材の形状としては、 比表面積を大きくとれる粉体であることが好ましいが、光触媒部材を粉体のまま使用することは難しく、何らかの方法を用いて適当な支持体に担持固定する必要がある。   Furthermore, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-135669, it is reported that when a photocatalyst member such as zinc oxide is irradiated with ultraviolet light, a sulfur compound which is a malodorous substance is decomposed. In the decomposition reaction by these photocatalyst members, the photocatalyst member is not consumed as the reaction proceeds, and its decomposition ability is semi-permanent as long as it is exposed to light. Such a photocatalytic reaction is an interfacial reaction, and proceeds more efficiently as there are more opportunities for contact between the photocatalytic member and the decomposition target. Therefore, the shape of the photocatalyst member is preferably a powder having a large specific surface area, but it is difficult to use the photocatalyst member as a powder, and it is necessary to support and fix it on an appropriate support using some method. There is.

これまでにも、酸化チタン、微細繊維およびポリエステル繊維からなる支持体形成成分を用いて、湿式抄造法にてシ−ト化する製造方法が、例えば特開平8―266601号公報に提案されているが、この方法では、支持体形成成分のポリエステルが光触媒により分解されてしまうといった問題があった。また、活性炭に酸化チタン光触媒を複合化すると、飽和した活性炭をリフレッシュできることから、例えば特開平9−948号公報には活性炭基材に酸化チタン微粒子を均一に、かつ強固に坦持する方法が開示されている。また、膨大な比表面積を有し、吸着能に優れたシリカゲルの細孔内に酸化チタン光触媒を坦持した光触媒シリカゲルが例えば特開平11−138017に開示されている。しかしいずれの方法においても、活性炭やシリカゲルは紫外光を遮る性質があり、悪臭などの分解、除去に関与できるのは、表面近傍の極わずかな酸化チタン光触媒粒子に限られているといった問題があった。さらに、単位体積当たりの光照射を受ける触媒量を高めるために、例えば特開平1-189322号公報や実開平2-45130号公報には、ハニカム構造に光触媒を担持する方法が提案されている。しかしながら、これらのハニカム状光触媒部材においては、圧損の問題は少なく、単位体積あたりの光照射を受ける触媒量が大きいという特徴がある反面、光照射が触媒面に対してほぼ平行に行われるため、触媒表面に照射される光のエネルギーは小さくなり、十分な効率が得難いという問題があった。   So far, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-266601 has proposed a manufacturing method in which a sheet-forming method is formed by a wet papermaking method using a support-forming component composed of titanium oxide, fine fibers and polyester fibers. However, this method has a problem that the support-forming component polyester is decomposed by the photocatalyst. In addition, when activated carbon is combined with a titanium oxide photocatalyst, saturated activated carbon can be refreshed. For example, JP-A-9-948 discloses a method for uniformly and firmly supporting titanium oxide fine particles on an activated carbon substrate. Has been. Further, for example, JP-A-11-138017 discloses a photocatalytic silica gel in which a titanium oxide photocatalyst is supported in pores of a silica gel having an enormous specific surface area and excellent adsorption ability. However, in any of the methods, activated carbon and silica gel have a property of blocking ultraviolet light, and there is a problem that only a very small amount of titanium oxide photocatalyst particles in the vicinity of the surface can participate in decomposition and removal of bad odors. It was. Furthermore, in order to increase the amount of catalyst that receives light irradiation per unit volume, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-189322 and Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 2-45130 propose a method of supporting a photocatalyst on a honeycomb structure. However, in these honeycomb-like photocatalyst members, there is little problem of pressure loss and there is a feature that the amount of catalyst that receives light irradiation per unit volume is large, but light irradiation is performed substantially parallel to the catalyst surface, There is a problem that the energy of light irradiated on the catalyst surface is small and it is difficult to obtain sufficient efficiency.

これらの問題を解決する方法として、例えば、特開2000−342978号公報には光触媒を坦持してなる光触媒シ−トをハニカム状に成型加工してなる光触媒部材において、開口面におけるセル壁の端部の少なくとも一方が光触媒層を有する光触媒部材が提案されている。この方法によれば、光が最も直接的に照射される開口面におけるセル壁端部が光触媒層を有するため、光触媒性能が著しく優れ、高い脱臭効果や抗菌効果が得られると記載されているが、シ−ト基材に有機物を用いた場合は、基材そのものが光触媒作用により分解されてしまう問題は解決されておらず耐久性の点で問題がある。また、例えば、特開2001−310127号公報には、酸化チタンをコ−ティングして光触媒活性層を形成したハニカム状板を重複層にして取付け、多層式の構造体が提案されているが、この方法においても、前記する様に、光照射が触媒面に対してほぼ平行に行われるため、触媒表面に照射される光のエネルギーは小さくなり、十分な効率が得難いという問題、さらには、シ−ト基材に有機物を用いた場合は、基材そのものが光触媒作用により分解されてしまうといった問題は解決されていない。   As a method for solving these problems, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-342978 discloses a photocatalyst member formed by processing a photocatalyst sheet carrying a photocatalyst into a honeycomb shape, and a cell wall on the opening surface. A photocatalytic member has been proposed in which at least one of the end portions has a photocatalytic layer. According to this method, since the cell wall end portion on the opening surface to which light is most directly irradiated has the photocatalyst layer, it is described that the photocatalytic performance is remarkably excellent, and a high deodorizing effect and antibacterial effect can be obtained. When an organic material is used for the sheet base material, the problem that the base material itself is decomposed by the photocatalytic action has not been solved and there is a problem in terms of durability. In addition, for example, JP 2001-310127 A proposes a multilayer structure in which a honeycomb-like plate coated with titanium oxide to form a photocatalytic active layer is attached as an overlapping layer, Also in this method, as described above, since light irradiation is performed substantially parallel to the catalyst surface, the energy of the light irradiated on the catalyst surface is reduced, and it is difficult to obtain sufficient efficiency. -When organic substance is used for the base material, the problem that the base material itself is decomposed by the photocatalytic action has not been solved.

さらに、例えば特開2001−79421号公報においては、球相当直径が70μm〜50mmの範囲にある、主として酸化チタン光触媒からなる粒状品及び/または酸化チタン光触媒を坦持した粒状品をハニカムフィルタ−のセルに入れ、ハニカムフィルタ−の両面に該粒状品の脱落防止手段を設けることにより、通気抵抗が低く、紫外光を有効に利用できる高性能な光触媒能を持ったハニカムフィルタ−について記載されている。しかしながら、この方法においては、用いるバインダ−が有機物の場合は、前記する様にバインダ−そのものが光触媒作用により分解されてしまうといった問題が残り、無機物のバインダ−を用いた場合にも、ハニカムフィルター基材に有機物を用いた場合は、基材そのものが光触媒作用により分解されてしまうといった問題は解決されていない。
上述したように、かねてより光触媒機能を付与させたハニカム構造体については、その構造に起因する、光触媒機能にとって必要な光照射が光触媒面に効率よく行われないといった問題解決に主眼が置かれており、この問題については確かに有効な手段も提案されている。しかしながら、光触媒を有機物から構成されるハニカム構造体に坦持させる際、光触媒機能による分解作用で、ハニカム構造体そのものが劣化する問題、あるいは有機物バインダ−を用いた場合、バインダ−そのものが劣化してしまい充分な耐久性が得られないといった問題に関しては未解決のままであり、さらには光触媒粒子を光照射面に効率よく配列する方法については有効な手段が見あたらいのが実態である。
Further, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-79421, a particulate product mainly composed of a titanium oxide photocatalyst and / or a granular product carrying a titanium oxide photocatalyst having a sphere equivalent diameter in the range of 70 μm to 50 mm is used for the honeycomb filter. A honeycomb filter having high-performance photocatalytic ability that has low ventilation resistance and can effectively use ultraviolet light by being provided in a cell and provided with means for preventing the dropping of the granular product on both sides of the honeycomb filter is described. . However, in this method, when the binder to be used is an organic substance, there remains a problem that the binder itself is decomposed by the photocatalytic action as described above. Even when an inorganic binder is used, the honeycomb filter base is used. When an organic material is used as the material, the problem that the base material itself is decomposed by the photocatalytic action has not been solved.
As described above, the honeycomb structure having a photocatalytic function added to it has been focused on solving the problem that the light irradiation necessary for the photocatalytic function is not efficiently performed on the photocatalytic surface due to the structure. Therefore, effective means have been proposed for this problem. However, when the photocatalyst is supported on the honeycomb structure composed of organic matter, the honeycomb structure itself is degraded due to the decomposition action due to the photocatalytic function, or when the organic binder is used, the binder itself is degraded. In fact, the problem that sufficient durability cannot be obtained remains unsolved, and furthermore, there is an actual way to find effective means for efficiently arranging the photocatalyst particles on the light irradiation surface.

従って、上述したような問題点を解決し、光触媒機能により効率よく有機物を分解し、脱臭あるいは有害汚染物質の無害化、環境におけるNOx、SOx、COなどの除去、染色排水の脱色、水の浄化等を行うことが出来る通気性に優れたハニカム触媒構造体が切望されていた。
特開平8-266601号公報 特開平9−948号公報 特開平11−138017号公報 特開昭61−135669号公報 特開平1−189322号公報 特開平2−45130号公報 特開2000−342978号公報 特開2001−310127号公報 特開2001−79421号公報
Therefore, to solve the problems as described above, to decompose efficiently organic matter by the photocatalytic function, detoxification deodorizing or harmful pollutants, NOx in the environment, SOx, removal of such CO 2, bleaching dyeing wastewater, water A honeycomb catalyst structure excellent in air permeability that can be purified and the like has been desired.
JP-A-8-266601 JP-A-9-948 Japanese Patent Laid-Open No. 11-138017 JP-A 61-135669 JP-A-1-189322 JP-A-2-45130 JP 2000-342978 A JP 2001-310127 A JP 2001-79421 A

本発明は、煩雑な工程を必要とせずに、光触媒による優れた脱臭効果あるいは有害汚染物質の無害化、環境におけるNOx、SOx、CO2などの除去、染色排水の脱色、水の浄化等を行うことが出来るハニカム触媒構造体を提供する事を目的とする。
具体的には、光触媒皮膜の厳密な膜厚管理や基材保護層を必要とせず、耐久性の優れるハニカム触媒構造体を提供することである。
The present invention performs an excellent deodorizing effect by photocatalyst or detoxification of harmful pollutants, removal of NOx, SOx, CO2, etc. in the environment, decolorization of dye waste water, purification of water, etc. without requiring complicated processes. An object of the present invention is to provide a honeycomb catalyst structure that can be used.
Specifically, it is to provide a honeycomb catalyst structure having excellent durability without requiring a strict film thickness control of the photocatalyst film or a base material protective layer.

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は以下の通りである。
1.光触媒(a)及びバインダー成分(B)を含む表層部を備えたハニカム触媒構造体であって、該表層部中における光触媒(a)の濃度がハニカム触媒構造体の内部側から表面に向かって高くなることを特徴とするハニカム触媒構造体。
2.該表層部が皮膜状であり、該皮膜中における光触媒(a)の濃度が、ハニカム触媒構造体の基材に接する面から他方の露出面に向かって高くなることを特徴とする発明1に記載のハニカム触媒構造体。
3.該表層部が、光触媒(a)及びバインダー成分(B)を含む光触媒組成物(C)から形成されることを特徴とする発明1または2に記載のハニカム触媒構造体。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have reached the present invention. That is, the present invention is as follows.
1. A honeycomb catalyst structure having a surface layer portion containing a photocatalyst (a) and a binder component (B), wherein the concentration of the photocatalyst (a) in the surface layer portion increases from the inner side to the surface of the honeycomb catalyst structure. A honeycomb catalyst structure characterized by comprising:
2. The surface layer portion is in the form of a film, and the concentration of the photocatalyst (a) in the film increases from the surface in contact with the substrate of the honeycomb catalyst structure toward the other exposed surface. Honeycomb catalyst structure.
3. The honeycomb catalyst structure according to invention 1 or 2, wherein the surface layer portion is formed from a photocatalyst composition (C) containing a photocatalyst (a) and a binder component (B).

4.該光触媒(a)が、式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位、及びフッ化メチレン(―CF−)単位よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する化合物類よりなる群から選ばれる少なくとも1種の変性剤化合物(b)で変性された変性光触媒(A)であることを特徴とする発明1〜3のいずれかに記載のハニカム触媒構造体。
Si− (1)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す)
−(RSiO)− (2)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
4). The photocatalyst (a) is a triorganosilane unit represented by the formula (1), a monooxydiorganosilane unit represented by the formula (2), a dioxyorganosilane unit represented by the formula (3), and Modified photocatalyst (A) modified with at least one modifier compound (b) selected from the group consisting of compounds having at least one structural unit selected from the group consisting of methylene fluoride (—CF 2 —) units The honeycomb catalyst structure according to any one of inventions 1 to 3, wherein:
R 3 Si- (1)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group)
- (R 2 SiO) - ( 2)
(In the formula, R is as defined in formula (1).)

(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
5.該バインダー成分(B)が、下記式(4)で表されるフェニル基含有シリコーン(BP)を含有することを特徴とする発明1〜4のいずれかに記載のハニカム触媒構造体。
SiO(4−p−q−r)/2 (4)
(式中、各Rはフェニル基を表し、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、又は直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基を表す。Xは、各々独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシロキシ基、アミノキシ基、炭素数1〜20のオキシム基、ハロゲン原子を表す。
そしてp、q及びrは、0<p<4、0≦q<4、0≦r<4、及び0<(p+q+r)<4であり、そして0.05≦p/(p+q)≦1である。)
(In the formula, R is as defined in formula (1).)
5). The honeycomb catalyst structure according to any one of inventions 1 to 4, wherein the binder component (B) contains a phenyl group-containing silicone (BP) represented by the following formula (4).
R 1 p R 2 q X r SiO (4-p-q-r) / 2 (4)
(In the formula, each R 1 represents a phenyl group, and each R 2 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or Represents a branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, each X independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aminoxy group, or 1 carbon atom; Represents -20 oxime groups and halogen atoms.
And p, q, and r are 0 <p <4, 0 ≦ q <4, 0 ≦ r <4, and 0 <(p + q + r) <4, and 0.05 ≦ p / (p + q) ≦ 1 is there. )

6.該フェニル基含有シリコーン(BP)が、下記式(5)で表される、アルキル基を含有しないフェニル基含有シリコーン(BP1)であることを特徴とする発明5に記載のハニカム触媒構造体。
SiO(4−s−t)/2 (5)
(式中、Rはフェニル基を表し、Xは各々独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシロキシ基、アミノキシ基、炭素数1〜20のオキシム基、ハロゲン原子を表す。s及びtは、0<s<4、0≦t<4、そして0<(s+t)<4である。)
6). The honeycomb catalyst structure according to invention 5, wherein the phenyl group-containing silicone (BP) is a phenyl group-containing silicone (BP1) not containing an alkyl group, represented by the following formula (5).
R 1 s X t SiO (4 -s-t) / 2 (5)
(Wherein, R 1 represents a phenyl group, and each X independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aminoxy group, or an oxime having 1 to 20 carbon atoms. Group represents a halogen atom, s and t are 0 <s <4, 0 ≦ t <4, and 0 <(s + t) <4.

7.該バインダー成分(B)が、下記式(6)で表されるアルキル基含有シリコーン(BA)を更に含有することを特徴とする発明5または6のいずれかに記載のハニカム触媒構造体。
SiO(4−u−v)/2 (6)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、又は直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基を表す。Xは、各々独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシロキシ基、アミノキシ基、炭素数1〜20のオキシム基、ハロゲン原子を表しす。そしてu及びvは、0<u<4、0≦v<4、そして0<(u+v)<4である。)
7). The honeycomb catalyst structure according to any one of inventions 5 and 6, wherein the binder component (B) further contains an alkyl group-containing silicone (BA) represented by the following formula (6).
R 2 u X v SiO (4-uv) / 2 (6)
(In the formula, each R 2 independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 2 to 30 carbon atoms. Each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aminoxy group, an oxime group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom. And u and v are 0 <u <4, 0 ≦ v <4, and 0 <(u + v) <4.)

8.該バインダー成分(B)が、式(5)で表される、アルキル基を含有しないフェニル基含有シリコーン(BP1)と式(6)で表されるアルキル基含有シリコーン(BA)を含有することを特徴とする発明1〜4のいずれかに記載のハニカム触媒構造体。
SiO(4−s−t)/2 (5)
(式中、Rはフェニル基を表し、Xは各々独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシロキシ基、アミノキシ基、炭素数1〜20のオキシム基、ハロゲン原子を表す。s及びtは、0<s<4、0≦t<4、そして0<(s+t)<4である。)
SiO(4−u−v)/2 (6)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、又は直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基を表す。Xは、各々独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシロキシ基、アミノキシ基、炭素数1〜20のオキシム基、ハロゲン原子を表す。u及びvは、0<u<4、0≦v<4、そして0<(u+v)<4である。)
8). The binder component (B) contains a phenyl group-containing silicone (BP1) represented by the formula (5) and not containing an alkyl group and an alkyl group-containing silicone (BA) represented by the formula (6). A honeycomb catalyst structure according to any one of inventions 1 to 4, which is characterized in that
R 1 s X t SiO (4 -s-t) / 2 (5)
(Wherein, R 1 represents a phenyl group, and each X independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aminoxy group, or an oxime having 1 to 20 carbon atoms. Group represents a halogen atom, s and t are 0 <s <4, 0 ≦ t <4, and 0 <(s + t) <4.
R 2 u X v SiO (4-uv) / 2 (6)
(In the formula, each R 2 independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 2 to 30 carbon atoms. Each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aminoxy group, an oxime group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom. U and v are 0 <u <4, 0 ≦ v <4, and 0 <(u + v) <4.)

9.該アルキル基含有シリコーン(BA)が、式(7)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位(D)と式(8)で表されるジオキシオルガノシラン単位(T)を有することを特徴とする発明7または8に記載のハニカム触媒構造体。
−(R SiO)− (7)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、又は直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基を表す。
9. The alkyl group-containing silicone (BA) has a monooxydiorganosilane unit (D) represented by the formula (7) and a dioxyorganosilane unit (T) represented by the formula (8). The honeycomb catalyst structure according to claim 7 or 8.
— (R 2 2 SiO) — (7)
(In the formula, each R 2 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 2 to 30 carbon atoms. Represents an alkenyl group.

(式中、Rは式(7)で定義した通りである。)
10.該フェニル基含有シリコーン(BP)と該アルキル基含有シリコーン(BA)について相分離構造を有する表層部であることを特徴とする発明7〜9のいずれかに記載のハニカム触媒構造体。
11.該光触媒(a)が該アルキル基含有シリコーン(BA)相に存在することを特徴とする発明10に記載のハニカム触媒構造体。
12.該光触媒(a)の数平均粒子径が400nm以下であることを特徴とする発明3に記載のハニカム触媒構造体。
(Wherein R 2 is as defined in formula (7).)
10. The honeycomb catalyst structure according to any one of inventions 7 to 9, which is a surface layer portion having a phase separation structure for the phenyl group-containing silicone (BP) and the alkyl group-containing silicone (BA).
11. The honeycomb catalyst structure according to invention 10, wherein the photocatalyst (a) is present in the alkyl group-containing silicone (BA) phase.
12 The honeycomb catalyst structure according to invention 3, wherein the photocatalyst (a) has a number average particle diameter of 400 nm or less.

13.該変性剤化合物(b)が、式(9)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)であることを特徴とする発明4に記載のハニカム触媒構造体。
SiO(4−x−y)/2 (9)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。x及びyは、0<x<4、0<y<4であり、そして(x+y)≦4である。)
13. The honeycomb catalyst structure according to invention 4, wherein the modifier compound (b) is a Si-H group-containing silicon compound (b1) represented by the formula (9).
H x R y SiO (4-xy) / 2 (9)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group, where x and y are 0 <x <4, 0 <Y <4 and (x + y) ≦ 4.)

14.該Si−H基含有ケイ素化合物(b1)が、式(10)で表されるモノSi−H基含有化合物、式(11)で表される両末端Si−H基含有化合物、式(12)で表されるHシリコーンよりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする発明13に記載のハニカム触媒構造体。 14 The Si-H group-containing silicon compound (b1) is a mono-Si-H group-containing compound represented by the formula (10), a Si-H group-containing compound represented by the formula (11), a formula (12) The honeycomb catalyst structure according to invention 13, wherein the honeycomb catalyst structure is at least one compound selected from the group consisting of H silicones represented by:

(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、フェニル基、又は式(13)で表されるシロキシ基を表す。
−O−(R SiO)−SiR ・・・(13)
(式中、Rはそれぞれ独立に直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、又はフェニル基を表す。また、mは整数であり、0≦m≦1000である。)
H−(R SiO)−SiR −H ・・・(11)
(式中、Rは式(10)で定義した通りである。nは整数であり、0≦n≦1000である。)
(RHSiO)(R SiO)(R SiO1/2 ・・・(12)
(式中、Rは式(10)で定義した通りである。aは1以上の整数であり、bは0以上の整数であり、(a+b)≦10000であり、そしてcは0又は2である。但し、(a+b)が2以上の整数であり且つc=0の場合、式(12)の該Hシリコーンは環状シリコーンであり、c=2の場合、式(12)の該Hシリコーンは鎖状シリコーンである。)
(In the formula, each R 3 independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or a carbon number of 5 to 20). A cycloalkyl group, a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a phenyl group, or a siloxy group represented by the formula (13).
—O— (R 4 2 SiO) m —SiR 4 3 (13)
(In the formula, each R 4 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon number of 1 to 1. 30 represents a fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or a phenyl group, and m is an integer, and 0 ≦ m ≦ 1000.
H— (R 3 2 SiO) n —SiR 3 2 —H (11)
(In the formula, R 3 is as defined in formula (10). N is an integer and 0 ≦ n ≦ 1000.)
(R 3 HSiO) a (R 3 2 SiO) b (R 3 3 SiO 1/2 ) c (12)
(Wherein R 3 is as defined in formula (10), a is an integer of 1 or more, b is an integer of 0 or more, (a + b) ≦ 10000, and c is 0 or 2) Provided that when (a + b) is an integer of 2 or more and c = 0, the H silicone of formula (12) is a cyclic silicone, and when c = 2, the H silicone of formula (12). Is a chain silicone.)

15.該表層部中のバインダー成分(B)が、相分離構造を形成していることを特徴とする発明1または2に記載のハニカム触媒構造体。
16.該表層部に含まれる光触媒(a)のバンドギャップエネルギーよりも高いエネルギーの光を照射することにより光触媒活性を示すことを特徴とする発明1または2に記載のハニカム触媒構造体。
17.該表層部に含まれる光触媒(a)のバンドギャップエネルギーよりも高いエネルギーの光を照射することにより、該光触媒(a)粒子の近傍に存在する珪素原子に結合した有機基の少なくとも一部が水酸基及び/又はシロキサン結合に置換されてなることを特徴とする発明4、5、7、8のいずれかに記載のハニカム触媒構造体。
18.光触媒(a)とバインダー成分(B)を含む光触媒組成物(C)であって、発明1に記載の表層部を形成することを特徴とするハニカム触媒構造体用光触媒被覆組成物。
15. The honeycomb catalyst structure according to invention 1 or 2, wherein the binder component (B) in the surface layer part forms a phase separation structure.
16. The honeycomb catalyst structure according to the invention 1 or 2, which exhibits photocatalytic activity when irradiated with light having energy higher than the band gap energy of the photocatalyst (a) contained in the surface layer portion.
17. By irradiating light having energy higher than the band gap energy of the photocatalyst (a) contained in the surface layer portion, at least a part of the organic group bonded to the silicon atom existing in the vicinity of the photocatalyst (a) particle is a hydroxyl group. The honeycomb catalyst structure according to any one of inventions 4, 5, 7, and 8, wherein the honeycomb catalyst structure is substituted with a siloxane bond.
18. A photocatalyst composition (C) comprising a photocatalyst (a) and a binder component (B), wherein the photocatalyst coating composition for a honeycomb catalyst structure is characterized in that the surface layer portion according to the invention 1 is formed.

本発明は、生活環境下の光により、ハニカム触媒構造体基材自体を劣化すること無しに、長期間にわたり優れた脱臭性、耐汚染性、抗菌性及び耐光性を発現することが出来、しかも煩雑な工程を必用とせずに製造の容易な、ハニカム触媒構造体を提供することができる。   The present invention can exhibit excellent deodorizing properties, stain resistance, antibacterial properties and light resistance over a long period of time without degrading the honeycomb catalyst structure substrate itself by light in the living environment, A honeycomb catalyst structure that is easy to manufacture without requiring a complicated process can be provided.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のハニカム触媒構造体は、光触媒(a)及びバインダー成分(B)を含む表層部を備えたハニカム触媒構造体であって、該表層部中における光触媒(a)の濃度がハニカム触媒構造体の内部側から他方の露出面に向かって高くなることを特徴とする。
この際、全表層部中の光触媒含有量(濃度)100に対し、露出面と接する表面側近傍の相対濃度が120以上であることが光触媒能力や親水化能力の向上効果を発現し、防汚効果が大きくなるために好ましい。該表面側近傍の相対濃度はより好ましくは150以上、さらに好ましくは200以上であることがよい。また、ハニカム触媒構造体基材に接する面近傍の相対濃度が50以下であると界面劣化防止効果の点で好ましい。ハニカム触媒構造体基材に接する面近傍の相対濃度はより好ましくは10以下、さらに好ましくは0であると良い。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The honeycomb catalyst structure of the present invention is a honeycomb catalyst structure having a surface layer portion containing a photocatalyst (a) and a binder component (B), and the concentration of the photocatalyst (a) in the surface layer portion is a honeycomb catalyst structure. The height increases from the inner side to the other exposed surface.
At this time, the photocatalyst content (concentration) in the entire surface layer portion is 100 or more, and the relative concentration in the vicinity of the surface side in contact with the exposed surface expresses the effect of improving the photocatalytic ability and the hydrophilization ability, thereby preventing antifouling. It is preferable because the effect is increased. The relative concentration in the vicinity of the surface side is more preferably 150 or more, and further preferably 200 or more. Further, the relative concentration in the vicinity of the surface in contact with the honeycomb catalyst structure substrate is preferably 50 or less from the viewpoint of the interface deterioration preventing effect. The relative concentration in the vicinity of the surface in contact with the honeycomb catalyst structure substrate is more preferably 10 or less, and even more preferably 0.

また、本発明における表層部中における光触媒(a)の濃度は、ハニカム触媒構造体基材に接する面から他方の露出面に向かって徐々に高くなっても良いし、単に該ハニカム触媒構造体基材に接する面での光触媒濃度が低く、他方の露出面における光触媒濃度が高く、その間の変化が不連続であっても良い。
さらに、本発明の表層部中において、保護層の上に光触媒層を塗布する場合に生じる様な明確な膜界面が存在しない方が好ましい。すなわち、保護層の上に光触媒層を塗布する場合に生じる様な明確な膜界面が存在しない場合、光触媒は強固に表層部中に固定化され、光触媒の剥離等の問題が発生しなくなる。
Further, the concentration of the photocatalyst (a) in the surface layer portion in the present invention may be gradually increased from the surface in contact with the honeycomb catalyst structure base to the other exposed surface, or simply the honeycomb catalyst structure base. The photocatalyst concentration on the surface in contact with the material may be low, the photocatalyst concentration on the other exposed surface may be high, and the change therebetween may be discontinuous.
Furthermore, in the surface layer portion of the present invention, it is preferable that there is no clear film interface that occurs when a photocatalyst layer is applied on the protective layer. That is, when there is no clear film interface that occurs when a photocatalyst layer is applied on the protective layer, the photocatalyst is firmly fixed in the surface layer portion, and problems such as separation of the photocatalyst do not occur.

本発明において、光触媒(a)とは、光照射によって酸化、還元反応を起こす物質のことを言う。すなわち、伝導帯と価電子帯との間のエネルギーギャップよりも大きなエネルギー(すなわち短い波長)の光(励起光)を照射したときに、価電子帯中の電子の励起(光励起)が生じて、伝導電子と正孔を生成しうる物質であり、このとき、伝導帯に生成した電子の還元力および/または価電子帯に生成した正孔の酸化力を利用して、種々の化学反応を行うことができる。例えば、
種々の有機物の酸化分解反応を挙げることができる。従って、この光触媒をハニカム触媒構造体の表面に固定化させれば、ハニカム触媒構造体に付着した種々の有機物(汚染物質)を、光エネルギーを利用して酸化分解することが可能となる。
In the present invention, the photocatalyst (a) refers to a substance that undergoes an oxidation or reduction reaction upon irradiation with light. That is, when light (excitation light) with an energy larger than the energy gap between the conduction band and the valence band (ie, short wavelength) is irradiated, excitation of electrons in the valence band (photoexcitation) occurs. It is a substance that can generate conduction electrons and holes. At this time, various chemical reactions are performed using the reducing power of electrons generated in the conduction band and / or the oxidizing power of holes generated in the valence band. be able to. For example,
Examples thereof include oxidative decomposition reactions of various organic substances. Therefore, if this photocatalyst is immobilized on the surface of the honeycomb catalyst structure, various organic substances (contaminants) attached to the honeycomb catalyst structure can be oxidized and decomposed using light energy.

本発明において光触媒活性とは、光照射によって酸化、還元反応を起こすことを言う。材料表面の、光照射時における色素等の有機物の分解性を測定することにより表面が光触媒活性であるか否かを判定できる。光触媒活性を有する表面は、優れた汚染有機物質の分解活性や耐汚染性を発現する。   In the present invention, the photocatalytic activity means that an oxidation or reduction reaction is caused by light irradiation. It is possible to determine whether or not the surface is photocatalytically active by measuring the decomposability of the organic material such as a dye during light irradiation on the surface of the material. A surface having photocatalytic activity exhibits excellent decomposition activity and contamination resistance of contaminating organic substances.

本発明において、ハニカム触媒構造体の表面を光触媒活性にするのに有用に使用できる光触媒(a)としては、例えばTiO、ZnO、SrTiO、CdS、GaP、InP、GaAs、BaTiO、BaTiO、BaTi、KNbO、Nb、Fe、Ta、KTaSi、WO、SnO、Bi、BiVO、NiO、CuO、SiC、MoS、InPb、RuO、CeO、Ta等、さらにはTi、Nb、Ta、Vから選ばれた少なくとも1種の元素を有する層状酸化物(例えば、特開昭62−74452号公報、特開平2−172535号公報、特開平7−24329号公報、特開平8−89799号公報、特開平8−89800号公報、特開平8−89804号公報、特開平8−198061号公報、特開平9−248465号公報、特開平10−99694号公報、特開平10−244165号公報等参照)を挙げることが出来る。 In the present invention, examples of the photocatalyst (a) useful for making the surface of the honeycomb catalyst structure photocatalytically active include TiO 2 , ZnO, SrTiO 3 , CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO 3 , and BaTiO 4. BaTi 4 O 9 , K 2 NbO 3 , Nb 2 O 5 , Fe 2 O 3 , Ta 2 O 5 , K 3 Ta 3 Si 2 O 3 , WO 3 , SnO 2 , Bi 2 O 3 , BiVO 4 , NiO , Cu 2 O, SiC, MoS 2 , InPb, RuO 2 , CeO 2 , Ta 3 N 5 and the like, and further a layered oxide having at least one element selected from Ti, Nb, Ta, V (for example, JP-A-62-274452, JP-A-2-172535, JP-A-7-24329, JP-A-8-89799, JP-A-8-89 No. 00, JP-A-8-89804, JP-A-8-198061, JP-A-9-248465, JP-A-10-99694, JP-A-10-244165, etc.) I can do it.

これらの光触媒(a)の中でTiO2(酸化チタン)は無害であり、化学的安定性にも優れるため好ましい。酸化チタンとしては、アナターゼ、ルチル、ブルッカイトのいずれも使用できる。
また、本発明に使用する光触媒(a)として、可視光(例えば約400〜800nmの波長)の照射により光触媒活性及び/又は親水性を発現することが出来る可視光応答型光触媒を選択すると、本発明のハニカム触媒構造体は、室内等の紫外線が十分に照射されない場所等においても防汚性能や有機物分解作用等が発現することが出来るため好ましい。
Of these photocatalysts (a), TiO 2 (titanium oxide) is preferable because it is harmless and has excellent chemical stability. As titanium oxide, any of anatase, rutile, and brookite can be used.
When a visible light responsive photocatalyst capable of expressing photocatalytic activity and / or hydrophilicity by irradiation with visible light (for example, a wavelength of about 400 to 800 nm) is selected as the photocatalyst (a) used in the present invention, The honeycomb catalyst structure of the invention is preferable because it can exhibit antifouling performance, an organic substance decomposing action, and the like even in a place where ultraviolet rays are not sufficiently irradiated, such as indoors.

上記可視光応答型光触媒は、可視光で光触媒活性及び/又は親水性を発現するものであれば全て使用することが出来るが、例えばTaON、LaTiON、CaNbON、LaTaON、CaTaON等のオキシナイトライド化合物(例えば特開2002−66333号公報参照)やSmTi等のオキシサルファイド化合物(例えば特開2002−233770号公報参照)、Ta等の窒化化合物、CaIn、SrIn、ZnGa、NaSb等のd10電子状態の金属イオンを含む酸化物(例えば特開2002−59008号公報参照)、アンモニアや尿素等の窒素含有化合物存在下でチタン酸化物前駆体(オキシ硫酸チタン、塩化チタン、アルコキシチタン等)や高表面酸化チタンを焼成して得られる窒素ドープ酸化チタン(例えば特開2002−29750号公報、特開2002−87818号公報、特開2002−154823号公報、特開2001−207082号公報参照)、チオ尿素等の硫黄化合物存在下にチタン酸化物前駆体(オキシ硫酸チタン、塩化チタン、アルコキシチタン等)を焼成して得られる硫黄ドープ酸化チタン、酸化チタンを水素プラズマ処理したり真空下で加熱処理したりすることによって得られる酸素欠陥型の酸化チタン(例えば特開2001−98219号公報参照)、さらには光触媒粒子をハロゲン化白金化合物で処理したり(例えば特開2002−239353号公報参照)、タングステンアルコキシドで処理(特開2001−286755号公報参照)することによって得られる表面処理光触媒等を好適に挙げることができる。 Any visible light responsive photocatalyst can be used as long as it exhibits photocatalytic activity and / or hydrophilicity with visible light. For example, TaON, LaTiO 2 N, CaNbO 2 N, LaTaON 2 , and CaTaO 2 N can be used. Oxynitride compounds such as JP-A-2002-66333, oxysulfide compounds such as Sm 2 Ti 2 S 2 O 7 (see JP-A-2002-233770, for example), and nitriding such as Ta 3 N 5 Compounds, oxides containing metal ions in the d10 electronic state such as CaIn 2 O 4 , SrIn 2 O 4 , ZnGa 2 O 4 , and Na 2 Sb 2 O 6 (see, for example, JP 2002-59008 A), ammonia and urea In the presence of nitrogen-containing compounds such as titanium oxide precursors (titanium oxysulfate, titanium chloride, alkoxytita Etc.) or nitrogen-doped titanium oxide obtained by firing high surface titanium oxide (for example, JP 2002-29750 A, JP 2002-87818 A, JP 2002-154823 A, JP 2001-207082 A). See), sulfur-doped titanium oxide obtained by firing titanium oxide precursors (titanium oxysulfate, titanium chloride, alkoxytitanium, etc.) in the presence of sulfur compounds such as thiourea, hydrogen plasma treatment or under vacuum Or oxygen-deficient titanium oxide obtained by heat treatment (for example, see JP-A-2001-98219), and further, photocatalyst particles are treated with a halogenated platinum compound (for example, JP-A-2002-239353). And treatment with tungsten alkoxide (see JP 2001-286755 A). The surface-treated photocatalyst obtained by this can be mentioned suitably.

上記可視光応答型光触媒の中でオキシナイトライド化合物、オキシサルファイド化合物は可視光による光触媒活性が大きく、特に好適に使用することができる。
更に、上述した光触媒(a)は、好適に、Pt、Rh、Ru、Nb、Cu、Sn、Ni、Feなどの金属及び/又はこれらの酸化物を添加あるいは固定化したり、多孔質リン酸カルシウム等で被覆したり(例えば、特開平10−244166号公報参照)して使用することもできる。
上記光触媒(a)の結晶粒子径(1次粒子径)は1〜400nmであることが好ましく、より好ましくは1〜50nmの光触媒が好適に選択される。
Among the visible light responsive photocatalysts, oxynitride compounds and oxysulfide compounds have a large photocatalytic activity by visible light, and can be used particularly preferably.
Further, the above-described photocatalyst (a) is preferably added or immobilized with a metal such as Pt, Rh, Ru, Nb, Cu, Sn, Ni, Fe and / or an oxide thereof, or with porous calcium phosphate or the like. It can also be used by coating (for example, see JP-A-10-244166).
The crystal particle size (primary particle size) of the photocatalyst (a) is preferably 1 to 400 nm, and more preferably a photocatalyst of 1 to 50 nm is suitably selected.

本発明の光触媒(a)の形態としては粉体、分散液、ゾルのいずれでも用いることが出来る。
本発明の光触媒(a)として、該光触媒(a)を、後述する少なくとも1種の変性剤化合物(b)を用いて変性処理した変性光触媒(A)を用いることが好ましい。
本発明において光触媒(a)の変性とは、後述する少なくとも1種の変性剤化合物(b)を、光触媒(a)粒子の表面に固定化することを意味する。上記の変性剤化合物の光触媒粒子の表面への固定化は、ファン・デル・ワールス力(物理吸着)やクーロン力または化学結合によるものと考えられる。特に、化学結合を利用した変性は、変性剤化合物と光触媒との相互作用が強く、変性剤化合物が光触媒粒子の表面に強固に固定化されるので好ましい。
As the form of the photocatalyst (a) of the present invention, any of powder, dispersion, and sol can be used.
As the photocatalyst (a) of the present invention, it is preferable to use a modified photocatalyst (A) obtained by modifying the photocatalyst (a) with at least one modifier compound (b) described later.
In the present invention, the modification of the photocatalyst (a) means that at least one modifier compound (b) described later is immobilized on the surface of the photocatalyst (a) particles. The immobilization of the above modifier compound on the surface of the photocatalyst particles is considered to be due to van der Waals force (physical adsorption), Coulomb force, or chemical bonding. In particular, modification using a chemical bond is preferable because the interaction between the modifier compound and the photocatalyst is strong, and the modifier compound is firmly immobilized on the surface of the photocatalyst particles.

本発明の光触媒(a)を変性光触媒(A)とすることにより、本発明の、ハニカム触媒構造体基材に、上記光触媒(a)を含む表層部を形成する場合に、該表層部中における光触媒(a)の濃度が、該表層部のハニカム触媒構造体基材に接する面から他方の露出面に向かって高くなる構造の形成が、特に後述するバインダー成分(B)と組み合わせた場合に容易になるため、非常に好ましい。   By using the photocatalyst (a) of the present invention as the modified photocatalyst (A), when the surface layer portion containing the photocatalyst (a) is formed on the honeycomb catalyst structure base material of the present invention, Formation of a structure in which the concentration of the photocatalyst (a) increases from the surface in contact with the honeycomb catalyst structure substrate of the surface layer portion toward the other exposed surface is easy particularly when combined with the binder component (B) described later Therefore, it is very preferable.

本発明においては、変性に用いる光触媒(a)の性状が、変性光触媒(A)の分散安定性、成膜性、及び種々の機能の発現にとって重要な因子となる。すなわち、本発明の変性に使用される光触媒(a)としては、一次粒子と二次粒子との混合物(1次粒子、2次粒子何れかのみでも良い)の数平均分散粒子径が400nm以下の光触媒が変性後の光触媒の表面特性を有効に利用できるために好ましい。特に数平均分散粒子径が100nm以下の光触媒を使用した場合、生成する変性光触媒(A)と後述するバインダー成分(B)を含む光触媒組成物(C)から形成された本発明の表層部では、変性光触媒(A)を効率的に該表層部の表面(露出面)に存在させることができるため非常に好ましい。より好ましくは80nm以下3nm以上、さらに好ましくは50nm以下3nm以上の光触媒(a)が好適に選択される。   In the present invention, the properties of the photocatalyst (a) used for modification are important factors for the dispersion stability of the modified photocatalyst (A), film-forming properties, and expression of various functions. That is, as the photocatalyst (a) used for the modification of the present invention, the number average dispersed particle size of a mixture of primary particles and secondary particles (which may be either primary particles or secondary particles) is 400 nm or less. The photocatalyst is preferable because the surface characteristics of the photocatalyst after modification can be effectively used. In particular, when a photocatalyst having a number average dispersed particle size of 100 nm or less is used, in the surface layer portion of the present invention formed from a photocatalyst composition (C) containing a modified photocatalyst (A) to be produced and a binder component (B) described later, Since the modified photocatalyst (A) can be efficiently present on the surface (exposed surface) of the surface layer portion, it is very preferable. More preferably, the photocatalyst (a) having a thickness of 80 nm or less and 3 nm or more, more preferably 50 nm or less and 3 nm or more is suitably selected.

これらの光触媒(a)としては、以下の理由から、光触媒粉体ではなく光触媒ゾルを使用することが好ましい。一般に微細な粒子からなる粉体は、単結晶粒子(一次粒子)が強力に凝集した二次粒子を形成するため、無駄にする表面特性が多いが、一次粒子にまで分散させるのは非常に困難である。これに対して、光触媒ゾルの場合、光触媒粒子は溶解せずに一次粒子に近い形で存在しているため表面特性を有効に利用でき、それから生成する変性光触媒は分散安定性、成膜性等に優れるばかりか、種々の機能を有効に発現するので好ましく使用することができる。ここで、本発明に用いる光触媒ゾルとは、光触媒粒子が水及び/又は有機溶媒中に好ましくは0.01〜70質量%、より好ましくは0.1〜50質量%で一次粒子及び/または二次粒子として分散されたものである。   As these photocatalysts (a), it is preferable to use a photocatalyst sol instead of a photocatalyst powder for the following reasons. In general, powders composed of fine particles form secondary particles in which single crystal particles (primary particles) are strongly agglomerated, so there are many surface properties that are wasted, but it is very difficult to disperse to primary particles. It is. On the other hand, in the case of a photocatalyst sol, the photocatalyst particles do not dissolve but exist in a form close to primary particles, so that the surface characteristics can be used effectively. It can be preferably used because it effectively exhibits various functions. Here, the photocatalyst sol used in the present invention means that the photocatalyst particles are preferably 0.01 to 70% by mass, more preferably 0.1 to 50% by mass in water and / or an organic solvent, and primary particles and / or secondary particles. Dispersed as secondary particles.

ここで、上記光触媒ゾルに使用される上記有機溶媒としては、例えばエチレングリコール、ブチルセロソルブ、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エタノール、メタノール等のアルコール類、トルエンやキシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド類、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化合物類、ジメチルスルホキシド、ニトロベンゼン等、さらにはこれらの2種以上の混合物が挙げられる。   Here, examples of the organic solvent used in the photocatalyst sol include alcohols such as ethylene glycol, butyl cellosolve, n-propanol, isopropanol, n-butanol, ethanol and methanol, and aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene. , Aliphatic hydrocarbons such as hexane, cyclohexane and heptane, esters such as ethyl acetate and n-butyl acetate, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, dimethylacetamide, dimethyl Examples include amides such as formamide, halogen compounds such as chloroform, methylene chloride, and carbon tetrachloride, dimethyl sulfoxide, nitrobenzene, and a mixture of two or more of these.

該光触媒ゾルとして酸化チタンのゾルを例にとると、例えば実質的に水を分散媒とし、その中に酸化チタン粒子が解膠された酸化チタンヒドロゾル等を挙げることができる。(ここで、実質的に水を分散媒とするとは、分散媒中に水が80質量%程度以上含有されていることを意味する。)かかるゾルの調整は公知であり、容易に製造できる(例えば、特開昭63−17221号公報、特開平7−819号公報、特開平9−165218号公報、特開平11−43327号公報等参照)。例えば、硫酸チタンや四塩化チタンの水溶液を加熱加水分解して生成したメタチタン酸をアンモニア水で中和し、析出した含水酸化チタンを濾別、洗浄、脱水させると酸化チタン粒子の凝集物が得られる。この凝集物を、硝酸、塩酸、又はアンモニア等の作用の下に解膠させ水熱処理等を行うことにより酸化チタンヒドロゾルが得られる。また、酸化チタンヒドロゾルとしては、酸化チタン粒子を酸やアルカリの作用の下で解膠させたものや、酸やアルカリを使用せず、必要に応じてポリアクリル酸ソーダなどの分散安定剤を使用し、強力なせん断力の下で水中に分散させたゾルも用いることができる。さらに、pHが中性付近の水溶液中においても分散安定性に優れる、粒子表面がペルオキソ基で修飾されたアナターゼ型酸化チタンゾルも、例えば、特開平10−67516号公報で提案された方法によって容易に得ることができる。   Taking a titanium oxide sol as an example of the photocatalyst sol, for example, a titanium oxide hydrosol in which water is substantially used as a dispersion medium and titanium oxide particles are peptized therein can be exemplified. (Here, substantially using water as a dispersion medium means that water is contained in the dispersion medium in an amount of about 80% by mass or more.) Adjustment of such a sol is known and can be easily produced ( For example, see JP-A-63-17221, JP-A-7-819, JP-A-9-165218, JP-A-11-43327, etc.). For example, metatitanic acid produced by heating and hydrolyzing an aqueous solution of titanium sulfate or titanium tetrachloride is neutralized with aqueous ammonia, and the precipitated hydrous titanium oxide is filtered, washed, and dehydrated to obtain aggregates of titanium oxide particles. It is done. Titanium oxide hydrosol can be obtained by peptizing the agglomerates under the action of nitric acid, hydrochloric acid, ammonia or the like and performing hydrothermal treatment. In addition, as titanium oxide hydrosol, titanium oxide particles are peptized under the action of acid or alkali, or dispersion stabilizer such as sodium polyacrylate is used as required without using acid or alkali. Sols that are used and dispersed in water under strong shear forces can also be used. Further, anatase-type titanium oxide sols having excellent dispersion stability even in an aqueous solution having a pH near neutral and whose particle surface is modified with a peroxo group can be easily obtained by, for example, the method proposed in JP-A-10-67516. Can be obtained.

上述した酸化チタンヒドロゾルはチタニアゾルとして市販されている。(例えば、石原産業株式会社製「STS−02」、田中転写株式会社製「TO−240」等)
上記酸化チタンヒドロゾル中の酸化チタンは好ましくは50質量%以下、より好ましくは30質量%以下である。さらに好ましくは30質量%以下0.1質量%以上である。
このようなヒドロゾルの粘度(20℃)は比較的低い。本発明においては、ヒドロゾルの粘度は、0.05mPa・s〜2000mPa・s程度の範囲にあるのが好ましい。より好ましくは0.5mPa・s〜1000mPa・s、さらに好ましくは1mPa・s〜500mPa・sである。
The titanium oxide hydrosol described above is commercially available as a titania sol. (For example, “STS-02” manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd., “TO-240” manufactured by Tanaka Transcript Co., Ltd., etc.)
The titanium oxide in the titanium oxide hydrosol is preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less. More preferably, it is 30 mass% or less and 0.1 mass% or more.
Such hydrosols have a relatively low viscosity (20 ° C.). In the present invention, the viscosity of the hydrosol is preferably in the range of about 0.05 mPa · s to 2000 mPa · s. More preferably, it is 0.5 mPa * s-1000 mPa * s, More preferably, it is 1 mPa * s-500 mPa * s.

また、例えば酸化セリウムゾル(例えば、特開平8−59235号公報参照)やTi、Nb、Ta、Vよりなる群から選ばれた少なくとも1種の元素を有する層状酸化物のゾル(例えば、特開平9−25123号公報、特開平9−67124号公報、特開平9−227122号公報、特開平9−227123号公報、特開平10−259023号公報等参照)等、様々な光触媒ゾルの製造方法についても酸化チタンゾルと同様に知られている。
さらに、本発明で好適に使用できる可視光応答型の光触媒ゾルも市販されている。(例えば、昭和電工(株)製「NTB−200」、住友化学工業(株)製「TSS」等)
Further, for example, a cerium oxide sol (for example, see JP-A-8-59235) or a layered oxide sol having at least one element selected from the group consisting of Ti, Nb, Ta, and V (for example, No. 25123, JP-A-9-67124, JP-A-9-227122, JP-A-9-227123, JP-A-10-259023, etc.), etc. It is known as well as titanium oxide sol.
Furthermore, a visible light responsive photocatalyst sol that can be suitably used in the present invention is also commercially available. (For example, “NTB-200” manufactured by Showa Denko KK, “TSS” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., etc.)

また、実質的に有機溶媒を分散媒とし、その中に光触媒粒子が分散された光触媒オルガノゾルは、例えば上記光触媒ヒドロゾルをポリエチレングリコール類の如き相間移動活性を有する化合物(異なる第1の相と第2相との界面に第3の相を形成し、第1の相、第2の相、第3の相を相互に溶解及び/又は可溶化する化合物)で処理し有機溶媒で希釈したり(例えば、特開平10−167727号公報)、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等の陰イオン界面活性剤で水に不溶性の有機溶剤中に分散移行させてゾルを調整する方法(例えば、特開昭58−29863号公報)やブチルセロソルブ等の水より高沸点のアルコール類を上記光触媒ヒドロゾルに添加した後、水を(減圧)蒸留等によって除去する方法等により得ることができる。また、実質的に有機溶媒を分散媒とし、その中に酸化チタン粒子が分散された酸化チタンオルガノゾルは市販されている(例えば、テイカ株式会社製「TKS−251」)。ここで、実質的に有機溶媒を分散媒とするとは、分散媒中に有機溶媒が50質量%程度以上含有されていることを意味する。   In addition, a photocatalyst organosol in which an organic solvent is substantially used as a dispersion medium and in which photocatalyst particles are dispersed is a compound having a phase transfer activity such as polyethylene glycol (for example, different first phase and second phase). A third phase is formed at the interface with the phase, the first phase, the second phase, the third phase are mutually dissolved and / or solubilized compounds) and diluted with an organic solvent (for example, JP-A-10-167727), a method for preparing a sol by dispersing and transferring it in an organic solvent insoluble in water with an anionic surfactant such as sodium dodecylbenzenesulfonate (for example, JP-A-58-29863). Gazette) and alcohols having a boiling point higher than that of water such as butyl cellosolve are added to the photocatalyst hydrosol, and then the water can be obtained by (reduced pressure) distillation or the like.In addition, a titanium oxide organosol in which an organic solvent is substantially used as a dispersion medium and titanium oxide particles are dispersed therein is commercially available (for example, “TKS-251” manufactured by Teika Co., Ltd.). Here, substantially using an organic solvent as a dispersion medium means that the organic solvent is contained in the dispersion medium in an amount of about 50% by mass or more.

本発明において、変性光触媒(A)を得るのに用いられる少なくとも1種の変性剤化合物(b)は、式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位、及びフッ化メチレン(―CF−)単位よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する化合物類よりなる群から選ばれる。
Si− (1)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す)
−(RSiO)− (2)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
In the present invention, at least one modifier compound (b) used to obtain the modified photocatalyst (A) is a triorganosilane unit represented by the formula (1), a monooxy represented by the formula (2). From the group consisting of compounds having at least one structural unit selected from the group consisting of diorganosilane units, dioxyorganosilane units represented by formula (3), and methylene fluoride (—CF 2 —) units. To be elected.
R 3 Si- (1)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group)
- (R 2 SiO) - ( 2)
(In the formula, R is as defined in formula (1).)

(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
上述した構造単位を有する変性剤化合物(b)で光触媒粒子表面が変性処理された変性光触媒(A)は、その粒子表面の表面エネルギーが非常に小さくなる。
本発明において、光触媒(a)の変性剤化合物(b)による変性処理は、水及び/又は有機溶媒の存在、あるいは非存在下において、前述した光触媒(a)と、同じく前述した変性剤化合物(b)を好ましくは質量比(a)/(b)=1/99〜99.9/0.1、より好ましくは(a)/(b)=10/90〜99/1の割合で混合し、好ましくは0〜200℃、より好ましくは10〜80℃にて加熱したり、(減圧)蒸留等により該混合物の溶媒組成を変化させる等の操作をすることにより得ることができる。
(In the formula, R is as defined in formula (1).)
In the modified photocatalyst (A) in which the surface of the photocatalyst particle is modified with the modifier compound (b) having the structural unit described above, the surface energy of the particle surface is very small.
In the present invention, the modification treatment of the photocatalyst (a) with the modifier compound (b) is carried out in the presence or absence of water and / or an organic solvent in the same manner as the above-described photocatalyst (a). b) is preferably mixed at a mass ratio (a) / (b) = 1/99 to 99.9 / 0.1, more preferably (a) / (b) = 10/90 to 99/1. Preferably, it can be obtained by heating at 0 to 200 ° C., more preferably at 10 to 80 ° C., or by changing the solvent composition of the mixture by (reduced pressure) distillation or the like.

ここで上記変性処理を行う場合、使用できる有機溶媒としては、例えばトルエンやキシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル類、エチレングリコール、ブチルセロソルブ、イソプロパノール、n−ブタノール、エタノール、メタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド類、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化合物類、ジメチルスルホキシド、ニトロベンゼン等やこれらの2種以上の混合物が挙げられる。   Here, when performing the above modification treatment, examples of organic solvents that can be used include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, aliphatic hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, and heptane, ethyl acetate, and n-butyl acetate. Esters, alcohols such as ethylene glycol, butyl cellosolve, isopropanol, n-butanol, ethanol and methanol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, amides such as dimethylacetamide and dimethylformamide , Halogen compounds such as chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride, dimethyl sulfoxide, nitrobenzene, and a mixture of two or more thereof.

本発明の変性光触媒(A)を得るのに使用される上記変性剤化合物(b)としては、例えばSi−H基、加水分解性シリル基(アルコキシシリル基、ヒドロキシシリル基、ハロゲン化シリル基、アセトキシシリル基、アミノキシシリル基等)、エポキシ基、アセトアセチル基、チオール基、酸無水物基等の光触媒粒子(a)と反応性を有するケイ素化合物やフルオロアルキル化合物、フルオロオレフィン重合体等を挙げることができる。
また、上記変性剤化合物(b)の他の例としては、例えばポリオキシアルキレン基、スルフォン酸基、カルボキシル基等の光触媒粒子(a)とファン・デル・ワールス力、クーロン力等により相互作用する構造を有するケイ素化合物等やフルオロアルキル化合物、フルオロオレフィン重合体等を挙げることができる。
Examples of the modifier compound (b) used to obtain the modified photocatalyst (A) of the present invention include Si-H groups, hydrolyzable silyl groups (alkoxysilyl groups, hydroxysilyl groups, halogenated silyl groups, Acetoxysilyl group, aminoxysilyl group, etc.), epoxy compounds, acetoacetyl groups, thiol groups, acid anhydride groups and other photocatalyst particles (a) reactive with silicon compounds, fluoroalkyl compounds, fluoroolefin polymers, etc. Can be mentioned.
Other examples of the modifier compound (b) include interaction with photocatalyst particles (a) such as polyoxyalkylene groups, sulfonic acid groups, and carboxyl groups by van der Waals force, Coulomb force, and the like. Examples thereof include a silicon compound having a structure, a fluoroalkyl compound, and a fluoroolefin polymer.

本発明において、上記変性剤化合物(b)として、組成式(9)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)を用いると、非常に効率よく光触媒粒子表面を変性することができるため好ましい。
SiO(4−x−y)/2 (9)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。x及びyは、0<x<4、0<y<4であり、そして(x+y)≦4である。)
In the present invention, when the Si-H group-containing silicon compound (b1) represented by the composition formula (9) is used as the modifier compound (b), the surface of the photocatalyst particles can be modified very efficiently. preferable.
H x R y SiO (4-xy) / 2 (9)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group, where x and y are 0 <x <4, 0 <Y <4 and (x + y) ≦ 4.)

本発明において、光触媒(a)の上記組成式(9)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)による変性処理は、水及び/又は有機溶媒の存在、あるいは非存在下において、光触媒(a)と該Si−H基含有ケイ素化合物(b1)を好ましくは質量比(a)/(b1)=1/99〜99.9/0.1、より好ましくは(a)/(b1)=10/90〜99/1の割合で好ましくは0〜200℃にて混合することにより実施できる。この変性の操作により混合液からは水素ガスが発生すると共に、光触媒(a)として光触媒ゾルを用いた場合、その平均分散粒子径の増加が観察される。また、例えば光触媒(a)として酸化チタンを用いた場合、上記変性の操作により、Ti−OH基の減少がIRスペクトルにおける3630〜3640cm−1の吸収の減少として観測される。 In the present invention, the modification of the photocatalyst (a) with the Si—H group-containing silicon compound (b1) represented by the above composition formula (9) is carried out in the presence or absence of water and / or an organic solvent. The mass ratio (a) / (b1) = 1/99 to 99.9 / 0.1, more preferably (a) / (b1), between (a) and the Si—H group-containing silicon compound (b1). = 10/90 to 99/1, preferably by mixing at 0 to 200 ° C. By this modification operation, hydrogen gas is generated from the mixed solution, and when the photocatalyst sol is used as the photocatalyst (a), an increase in the average dispersed particle diameter is observed. For example, when titanium oxide is used as the photocatalyst (a), a decrease in Ti—OH groups is observed as a decrease in absorption at 3630 to 3640 cm −1 in the IR spectrum by the above modification.

これらのことより、変性剤化合物(b)として上記式(9)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)を選択した場合は、本発明の変性光触媒(A)は、Si−H基含有ケイ素化合物(b1)と光触媒(a)との単なる混合物ではなく、両者の間には化学反応に伴う何らかの相互作用を生じていることが予測できるため非常に好ましい。実際、この様にして得られた変性光触媒(A)は、有機溶媒に対する分散安定性や化学的安定性、耐久性等等において非常に優れたものとなっている。   From these, when the Si-H group-containing silicon compound (b1) represented by the above formula (9) is selected as the modifier compound (b), the modified photocatalyst (A) of the present invention is Si-H. This is very preferable because it is not a mere mixture of the group-containing silicon compound (b1) and the photocatalyst (a), but it can be predicted that some kind of interaction accompanying a chemical reaction occurs between the two. In fact, the modified photocatalyst (A) thus obtained is very excellent in dispersion stability, chemical stability, durability and the like in an organic solvent.

本発明において、光触媒(a)の上記式(9)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)による変性処理は、Si−H基に対する脱水素縮合触媒を使用して好ましくは0〜150℃で実施することもできる。
この場合、あらかじめ光還元法等の方法で脱水素縮合触媒を光触媒(a)に固定し、上記Si−H基含有ケイ素化合物(b1)で変性処理しても良いし、脱水素縮合触媒の存在下に上記Si−H基含有化合物ケイ素(b1)で光触媒(a)を変性処理しても良い。
In the present invention, the modification of the photocatalyst (a) with the Si—H group-containing silicon compound (b1) represented by the above formula (9) is preferably performed using a dehydrogenative condensation catalyst for Si—H groups. It can also be carried out at 150 ° C.
In this case, the dehydrogenation condensation catalyst may be fixed to the photocatalyst (a) in advance by a method such as a photoreduction method and may be modified with the Si-H group-containing silicon compound (b1), or the presence of the dehydrogenation condensation catalyst. Under the above, the photocatalyst (a) may be modified with the Si—H group-containing compound silicon (b1).

ここでSi−H基に対する脱水素縮合触媒とは、Si−H基と光触媒表面に存在する水酸基(酸化チタンの場合はTi−OH基)やチオール基、アミノ基、カルボキシル基等の活性水素基、さらには水等との脱水素縮合反応を加速する物質を意味し、該脱水素縮合触媒を使用することにより温和な条件で光触媒表面を変性することが可能となる。
該脱水素縮合触媒としては、例えば白金族触媒、すなわちルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金の単体及びその化合物や、銀、鉄、銅、コバルト、ニッケル、錫等の単体及びその化合物が挙げられる。これらの中で白金族触媒が好ましく、白金の単体及びその化合物が特に好ましい。
Here, the dehydrogenative condensation catalyst for the Si-H group is an active hydrogen group such as a Si-H group and a hydroxyl group (Ti-OH group in the case of titanium oxide) existing on the photocatalyst surface, a thiol group, an amino group, or a carboxyl group. Furthermore, it means a substance that accelerates the dehydrogenation condensation reaction with water or the like, and the use of the dehydrogenation condensation catalyst makes it possible to modify the surface of the photocatalyst under mild conditions.
Examples of the dehydrogenative condensation catalyst include platinum group catalysts, that is, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum simple substance and compounds thereof, and simple substances such as silver, iron, copper, cobalt, nickel, tin and compounds thereof. Can be mentioned. Of these, platinum group catalysts are preferred, and platinum alone and its compounds are particularly preferred.

ここで、上記白金の化合物としては、例えば塩化白金(II)、テトラクロロ白金酸(II)、塩化白金(IV)、ヘキサクロロ白金酸(IV)、ヘキサクロロ白金(IV)アンモニウム、ヘキサクロロ白金(IV)カリウム、水酸化白金(II)、二酸化白金(IV)、ジクロロ−ジシクロペンタジエニル−白金(II)、白金−ビニルシロキサン錯体、白金−ホスフィン錯体、白金−オレフィン錯体等を使用することができる。
本発明の上記式(9)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物において、Si−H基は光触媒を穏和な条件で選択性良く変性するために好ましい官能基である。これに対し、加水分解性基は、同様に光触媒の変性に利用することもできるが、副反応を抑制し、得られる変性光触媒の安定性を向上するためには、その含有量は少ない方が好ましい。
Here, as the platinum compound, for example, platinum chloride (II), tetrachloroplatinic acid (II), platinum chloride (IV), hexachloroplatinic acid (IV), hexachloroplatinum (IV) ammonium, hexachloroplatinum (IV) Potassium, platinum hydroxide (II), platinum dioxide (IV), dichloro-dicyclopentadienyl-platinum (II), platinum-vinylsiloxane complex, platinum-phosphine complex, platinum-olefin complex, etc. can be used. .
In the Si—H group-containing silicon compound represented by the above formula (9) of the present invention, the Si—H group is a preferred functional group for modifying the photocatalyst with good selectivity under mild conditions. On the other hand, the hydrolyzable group can also be used for the modification of the photocatalyst, but in order to suppress side reactions and improve the stability of the resulting modified photocatalyst, the content thereof should be smaller. preferable.

本発明に好適に使用できる上記式(9)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)としては、例えば式(10)で表されるモノSi−H基含有化合物、式(11)で表される両末端Si−H基含有化合物、式(12)で表されるHシリコーンよりなる群から選ばれる少なくとも1種の、加水分解性シリル基を有さないSi−H基含有化合物を挙げることができる。   Examples of the Si-H group-containing silicon compound (b1) represented by the above formula (9) that can be suitably used in the present invention include a mono-Si-H group-containing compound represented by the formula (10), a formula (11) Si-H group-containing compound having no hydrolyzable silyl group, at least one selected from the group consisting of Si-H group-containing compound represented by formula (12) and H silicone represented by formula (12) Can be mentioned.

(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、フェニル基、又は式(13)で表されるシロキシ基を表す。
−O−(R SiO)−SiR ・・・(13)
(式中、Rはそれぞれ独立に直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、又はフェニル基を表す。また、mは整数であり、0≦m≦1000である。))
(In the formula, each R 3 independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or a carbon number of 5 to 20). A cycloalkyl group, a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a phenyl group, or a siloxy group represented by the formula (13).
—O— (R 4 2 SiO) m —SiR 4 3 (13)
(In the formula, each R 4 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon number of 1 to 1. 30 represents a fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or a phenyl group, and m is an integer and 0 ≦ m ≦ 1000.)

H−(R SiO)−SiR −H ・・・(11)
(式中、Rは式(10)で定義した通りである。nは整数であり、0≦n≦1000である。)
(RHSiO)(R SiO)(R SiO1/2 ・・・(12)
(式中、Rは式(10)で定義した通りである。aは1以上の整数であり、bは0以上の整数であり、(a+b)≦10000であり、そしてcは0又は2である。但し、(a+b)が2以上の整数であり且つc=0の場合、式(12)の該Hシリコーンは環状シリコーンであり、c=2の場合、式(12)の該Hシリコーンは鎖状シリコーンである。)
本発明において、上記式(10)で表されるモノSi−H基含有化合物の具体例としては、例えばビス(トリメチルシロキシ)メチルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)エチルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)n−プロピルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)i−プロピルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)n−ブチルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)n−ヘキシルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)シクロヘキシルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)フェニルシラン、ビス(トリエチルシロキシ)メチルシラン、ビス(トリエチルシロキシ)エチルシラン、トリス(トリメチルシロキシ)シラン、トリス(トリエチルシロキシ)シラン、ペンタメチルジシロキサン、1,1,1,3,3,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン、1,1,1,3,3,5,5,6,6−ノナメチルテトラシロキサン、トリメチルシラン、エチルジメチルシラン、メチルジエチルシラン、トリエチルシラン、フェニルジメチルシラン、ジフェニルメチルシラン、シクロヘキシルジメチルシラン、t−ブチルジメチルシラン、ジ−t−ブチルメチルシラン、n−オクタデシルジメチルシラン、トリ−n−プロピルシラン、トリ−i−プロピルシラン、トリ−i−ブチルシラン、トリ−n−ヘキシルシラン、トリフェニルシラン、アリルジメチルシラン、1−アリル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、クロロメチルジメチルシラン、7−オクテニルジメチルシラン等を挙げることができる。
H— (R 3 2 SiO) n —SiR 3 2 —H (11)
(In the formula, R 3 is as defined in formula (10). N is an integer and 0 ≦ n ≦ 1000.)
(R 3 HSiO) a (R 3 2 SiO) b (R 3 3 SiO 1/2 ) c (12)
(Wherein R 3 is as defined in formula (10), a is an integer of 1 or more, b is an integer of 0 or more, (a + b) ≦ 10000, and c is 0 or 2) Provided that when (a + b) is an integer of 2 or more and c = 0, the H silicone of formula (12) is a cyclic silicone, and when c = 2, the H silicone of formula (12). Is a chain silicone.)
In the present invention, specific examples of the mono-Si—H group-containing compound represented by the formula (10) include, for example, bis (trimethylsiloxy) methylsilane, bis (trimethylsiloxy) ethylsilane, bis (trimethylsiloxy) n-propylsilane. Bis (trimethylsiloxy) i-propylsilane, bis (trimethylsiloxy) n-butylsilane, bis (trimethylsiloxy) n-hexylsilane, bis (trimethylsiloxy) cyclohexylsilane, bis (trimethylsiloxy) phenylsilane, bis (triethylsiloxy) ) Methylsilane, bis (triethylsiloxy) ethylsilane, tris (trimethylsiloxy) silane, tris (triethylsiloxy) silane, pentamethyldisiloxane, 1,1,1,3,3,5,5-heptamethyltrisilo Sun, 1,1,1,3,3,5,5,6,6-nonamethyltetrasiloxane, trimethylsilane, ethyldimethylsilane, methyldiethylsilane, triethylsilane, phenyldimethylsilane, diphenylmethylsilane, cyclohexyldimethylsilane , T-butyldimethylsilane, di-t-butylmethylsilane, n-octadecyldimethylsilane, tri-n-propylsilane, tri-i-propylsilane, tri-i-butylsilane, tri-n-hexylsilane, triphenyl Examples thereof include silane, allyldimethylsilane, 1-allyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, chloromethyldimethylsilane, and 7-octenyldimethylsilane.

これらのモノSi−H基含有化合物の中で、光触媒の変性処理時におけるSi−H基の反応性(脱水素縮合反応)の良さや表面エネルギーの低さから、ビス(トリメチルシロキシ)メチルシラン、トリス(トリメチルシロキシ)シラン、ペンタメチルジシロキサン等の分子中にシロキシ基を有し、フェニル基を有さない下式(14)で表されるものが好ましい。   Among these mono-Si-H group-containing compounds, bis (trimethylsiloxy) methylsilane and tris are preferred because of the good reactivity (dehydrogenation condensation reaction) and low surface energy of Si-H groups during photocatalytic modification treatment. Those represented by the following formula (14) having a siloxy group in the molecule, such as (trimethylsiloxy) silane, pentamethyldisiloxane and the like and having no phenyl group are preferable.

(式中、Rはそれぞれ独立に直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルケニル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のフルオロアルキル基、もしくは式(13b)で表されるシロキシ基から選ばれた1種以上からなる基であり、かつRの中の少なくとも1つは式(13b)で表されるシロキシ基である。
−O−(RSiO)−SiR ・・・(13b)
(式中、R’はそれぞれ独立に直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、又は直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のフルオロアルキル基を表す。また、mは整数であり、0≦m≦1000である。))
(In the formula, each R 5 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 1 to 30 carbon atoms, or a carbon number of 5 to 5. 20 cycloalkyl groups, a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or a group consisting of one or more selected from a siloxy group represented by formula (13b), and At least one of R 5 is a siloxy group represented by the formula (13b).
—O— (R 42 SiO) m —SiR 43 (13b)
(In the formula, each R 4 ′ is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon number. Represents 1 to 30 fluoroalkyl groups, m is an integer, and 0 ≦ m ≦ 1000.))

本発明において、上記式(11)で表される両末端Si−H基含有化合物の具体例としては、例えば1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5,7,7−オクタメチルテトラシロキサン等の数平均分子量50000以下のH末端ポリジメチルシロキサン類や、1,1,3,3−テトラエチルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサエチルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5,7,7−オクタエチルテトラシロキサン等の数平均分子量50000以下のH末端ポリジエチルシロキサン類や、1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサフェニルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5,7,7−オクタフェニルテトラシロキサン等の数平均分子量50000以下のH末端ポリジフェニルシロキサン類や、1,3−ジフェニル−1,3−ジメチル−ジシロキサン、1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリフェニル−トリシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラフェニル−テトラシロキサン等の数平均分子量50000以下のH末端ポリフェニルメチルシロキサン類や、ジメチルシラン、エチルメチルシラン、ジエチルシラン、フェニルメチルシラン、ジフェニルシラン、シクロヘキシルメチルシラン、t−ブチルメチルシラン、ジ−t−ブチルシラン、n−オクタデシルメチルシラン、アリルメチルシラン等を例示することができる。   In the present invention, specific examples of the both-terminal Si—H group-containing compound represented by the above formula (11) include 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,1,3,3,5, and the like. , 5-hexamethyltrisiloxane, 1,1,3,3,5,5,7,7-octamethyltetrasiloxane and the like H-terminal polydimethylsiloxanes having a number average molecular weight of 50000 or less, Number average molecular weight of 50,000 or less such as 3-tetraethyldisiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexaethyltrisiloxane, 1,1,3,3,5,5,7,7-octaethyltetrasiloxane H-terminal polydiethylsiloxanes, 1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexaphenyltrisiloxane, 1,1,3,3,5,5 , 7,7-octa H-terminal polydiphenylsiloxanes having a number average molecular weight of 50,000 or less, 1,3-diphenyl-1,3-dimethyl-disiloxane, 1,3,5-trimethyl-1,3,5-triphenyl -H-terminal polyphenylmethylsiloxanes having a number average molecular weight of 50000 or less, such as trisiloxane, 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-tetraphenyl-tetrasiloxane, dimethylsilane, ethylmethyl Examples thereof include silane, diethylsilane, phenylmethylsilane, diphenylsilane, cyclohexylmethylsilane, t-butylmethylsilane, di-t-butylsilane, n-octadecylmethylsilane, and allylmethylsilane.

これらの中で、光触媒の変性処理時におけるSi−H基の反応性(脱水素縮合反応)の良さや表面エネルギーの低さから、数平均分子量が好ましくは10000以下、より好ましくは2000以下、さらに好ましくは1000以下のH末端ポリジアルキルシロキサン(式(15))が両末端Si−H基含有化合物として好適に使用できる。
H−(R SiO)−SiR −H ・・・(15)
(式中、Rはそれぞれ独立に直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のフルオロアルキル基を表す。dは整数であり、0≦d≦1000である。)
本発明に用いる上記式(12)で表されるHシリコーンとしては、光触媒の変性処理時における分散安定性(光触媒粒子の凝集の防止)の点より、数平均分子量が好ましくは5000以下、より好ましくは2000以下、さらに好ましくは1000以下のHシリコーンが好適に使用できる。
Among these, the number average molecular weight is preferably 10000 or less, more preferably 2000 or less, more preferably due to the good reactivity of the Si—H group (dehydrogenation condensation reaction) and the low surface energy during the modification of the photocatalyst. Preferably 1000 or less H-terminated polydialkylsiloxanes (formula (15)) can be suitably used as the Si-H group-containing compound at both ends.
H— (R 6 2 SiO) d —SiR 6 2 —H (15)
(In the formula, each R 6 independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 30 carbon atoms. D Is an integer, 0 ≦ d ≦ 1000.)
The H silicone represented by the above formula (12) used in the present invention has a number average molecular weight of preferably 5,000 or less, more preferably from the viewpoint of dispersion stability (preventing aggregation of photocatalyst particles) during photocatalytic modification treatment. H silicone of 2000 or less, more preferably 1000 or less can be suitably used.

また、本発明に使用される変性剤化合物(b)として、一般式(20)で表される構造を有するフッ素系樹脂(b2)を使用すると、該フッ素系樹脂で変性された変性光触媒(A)は、有害物質分解性と有機基材保護性の両立に優れるため好ましい。   Moreover, when the fluororesin (b2) having the structure represented by the general formula (20) is used as the modifier compound (b) used in the present invention, a modified photocatalyst (A) modified with the fluororesin (A) ) Is preferable because it is excellent in both decomposability of harmful substances and organic base material protection.

(式中、A〜Aは同一でも異なっていても良く、それぞれフッ素原子、水素原子、塩素原子、炭素数1〜6のアルキル基、及び炭素数1〜6のハロ置換アルキル基から選ばれる1種を示す。Yは分子量14〜50000のw価の有機基(当該有機基Yの主鎖との結合以外にw価である基、好ましくはフッ化メチレン単位を有する基、より好ましくはパーフルオロアルキル基を有する基)を表す。Vは、エポキシ基、水酸基、アセトアセチル基、チオール基、環状酸無水物基、カルボキシル基、スルホン酸基、ポリオキシアルキレン基、加水分解性シリル基からなる群から選ばれた少なくとも1つの官能基を表す。kは0以上1000000以下の整数であり、lは1以上100000以下の整数を表す。ただし、k=0の時は、好ましくはA〜Aの少なくとも1つがフッ素原子、より好ましくはA、Aが共にフッ素原子を表す。wは1〜20の整数である。) (Wherein A 1 to A 5 may be the same or different and are each selected from a fluorine atom, a hydrogen atom, a chlorine atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a halo-substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) Y represents a w-valent organic group having a molecular weight of 14 to 50000 (a group having a w-value other than the bond to the main chain of the organic group Y, preferably a group having a methylene fluoride unit, more preferably V represents an epoxy group, a hydroxyl group, an acetoacetyl group, a thiol group, a cyclic acid anhydride group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a polyoxyalkylene group, or a hydrolyzable silyl group. Represents at least one functional group selected from the group consisting of: k is an integer of 0 or more and 1000000 or less, and l is an integer of 1 or more and 100000 or less, provided that k = 0 is preferable. The at least one fluorine atom in A 3 to A 5, more preferably an integer of .w 1 to 20 representing the A 3, A 4 are both fluorine atoms.)

本発明において、光触媒(a)の式(20)で表されるフッ素系樹脂(b2)による変性処理は、水及び/又は有機溶媒の存在、あるいは非存在下において、光触媒(a)と該フッ素系樹脂(b2)を好ましくは質量比(a)/(b2)=1/99〜99.9/0.1、より好ましくは(a)/(b2)=10/90〜99/1の割合で好ましくは0〜200℃にて混合し、好ましくは(減圧)蒸留等により該混合物の溶媒組成を変化させる等の操作をすることにより得ることができる。
上記フッ素系樹脂(b2)の好ましい例としては、例えば式(21)で表される構造を有するパーフルオロカーボンスルホン酸ポリマーフッ素系樹脂(b2’)を挙げることができる。
In the present invention, the modification of the photocatalyst (a) with the fluorine-based resin (b2) represented by the formula (20) is performed in the presence or absence of water and / or an organic solvent. The resin (b2) is preferably a mass ratio (a) / (b2) = 1/99 to 99.9 / 0.1, more preferably a ratio of (a) / (b2) = 10/90 to 99/1 It is preferably obtained by mixing at 0 to 200 ° C. and preferably by changing the solvent composition of the mixture by distillation under reduced pressure.
Preferable examples of the fluororesin (b2) include a perfluorocarbon sulfonic acid polymer fluororesin (b2 ′) having a structure represented by the formula (21), for example.

(式中、xは1〜1000000の整数であり、yは1〜100000の整数を表す。また、mは0〜20の整数であり、nは0〜20の整数を表す。)
本発明の変性光触媒(A)において、その好ましい形態は、変性光触媒の一次粒子と二次粒子との混合物(1次粒子、2次粒子何れかのみでも良い)の数平均分散粒子径が400nm以下、さらに好ましくは1nm以上100nm以下、特に好ましくは5nm以上80nm以下である。ゾルの状態であることが好ましい。
(In the formula, x is an integer of 1 to 1000000, y represents an integer of 1 to 100000, m represents an integer of 0 to 20, and n represents an integer of 0 to 20).
In the modified photocatalyst (A) of the present invention, its preferred form is that the number average dispersed particle size of the mixture of primary particles and secondary particles of the modified photocatalyst (which may be either primary particles or secondary particles) is 400 nm or less. More preferably, it is 1 nm or more and 100 nm or less, and particularly preferably 5 nm or more and 80 nm or less. A sol state is preferable.

また、特に数平均分散粒子径が100nm以下の変性光触媒ゾルを本発明の光触媒組成物(C)に用いると、変性光触媒粒子の濃度がハニカム触媒構造体基材と接する界面近傍では小さく、表層部の表面近傍では大きく分布するような表面方向に異方分布した表層部を形成するのに有利となり、光触媒作用によるハニカム触媒構造体基材との界面劣化が無く、光触媒活性が大きい表層部を形成するため非常に好ましい。この様な変性光触媒ゾルは、上記変性剤化合物(b)で変性処理をする光触媒として前述した光触媒ゾルを用いることにより得ることができる。
なお、従来、二酸化チタンなどで単に粒径として表示されている数値は、多くの場合一次粒子径(結晶子径)であり、凝集による二次粒子径を考慮した数値ではない。
In particular, when a modified photocatalyst sol having a number average dispersed particle size of 100 nm or less is used for the photocatalyst composition (C) of the present invention, the concentration of the modified photocatalyst particles is small in the vicinity of the interface contacting the honeycomb catalyst structure substrate, and the surface layer portion It is advantageous to form a surface layer part that is anisotropically distributed in the surface direction that is largely distributed in the vicinity of the surface of the material, and there is no interface deterioration with the honeycomb catalyst structure substrate due to the photocatalytic action, and a surface layer part with high photocatalytic activity is formed This is very preferable. Such a modified photocatalyst sol can be obtained by using the above-mentioned photocatalyst sol as a photocatalyst to be modified with the above modifier compound (b).
Conventionally, a numerical value simply displayed as a particle diameter in titanium dioxide or the like is a primary particle diameter (crystallite diameter) in many cases, and is not a numerical value considering a secondary particle diameter due to aggregation.

本発明の表層部を形成する光触媒組成物(C)は、光触媒(a)(好ましくは変性光触媒(A))とバインダー成分(B)を含むことを特徴とし、その質量比(A)/(B)は0.1/99.9〜90/10であることが好ましく、(A)/(B)が1/99〜50/50で含むことがより好ましい。
本発明の変性光触媒(A)は、表面エネルギーの非常に小さい構造{式(1)〜(3)、フッ化メチレン単位から選ばれる少なくとも1種}を有する変性剤化合物(b)で変性処理されているため、表層部を形成する際、空気と接する側の表層部表面に移動しやすい性質を持っている。
The photocatalyst composition (C) forming the surface layer part of the present invention comprises a photocatalyst (a) (preferably a modified photocatalyst (A)) and a binder component (B), and its mass ratio (A) / ( B) is preferably 0.1 / 99.9 to 90/10, and more preferably (A) / (B) is included at 1/99 to 50/50.
The modified photocatalyst (A) of the present invention is modified with a modifier compound (b) having a structure having a very small surface energy {formula (1) to (3), at least one selected from methylene fluoride units}. Therefore, when the surface layer portion is formed, it has a property of being easily moved to the surface layer surface on the side in contact with air.

ここで、本発明のバインダー成分(B)として、光触媒(a)、特に該変性光触媒(A)より表面エネルギーが高いバインダー成分を用いることにより、変性光触媒(A)の上記性質を助長するため、本発明の光触媒組成物(C)は、光触媒(a)、特に変性光触媒(A)の分布について大きな自己傾斜性を有することが可能となる。ここで自己傾斜性とは、光触媒組成物(C)から表層部を形成する際、その形成過程において光触媒(a)、特に変性光触媒(A)が、表層部や接する界面の性状(特に親水/疎水性)に対応して、光触媒(a)、特に変性光触媒(A)の濃度勾配を有する構造を自律的に形成することを意味する。   Here, as the binder component (B) of the present invention, by using a photocatalyst (a), in particular, a binder component having a surface energy higher than that of the modified photocatalyst (A), the above properties of the modified photocatalyst (A) are promoted. The photocatalyst composition (C) of the present invention can have a large self-gradient with respect to the distribution of the photocatalyst (a), particularly the modified photocatalyst (A). Here, the self-grading property means that when the surface layer portion is formed from the photocatalyst composition (C), the photocatalyst (a), particularly the modified photocatalyst (A), in the formation process, the property of the surface layer portion or the interface with which it contacts (particularly hydrophilic / Corresponding to (hydrophobic), this means that a structure having a concentration gradient of the photocatalyst (a), particularly the modified photocatalyst (A) is autonomously formed.

本発明のバインダー成分(B)としては、光触媒(a)(好ましくは変性光触媒(A))より、表面エネルギーが2mN/m以上、好ましくは5mN/m以上大きい樹脂を選択すると、上記自己傾斜性が大きくなり非常に好ましい。
ここで、上記表面エネルギーや表面エネルギーの相対差は、例えばPolymer Handbook(米国 A Wiley-interscience publication 出版)等を参照したり、以下の方法で測定したりすることにより求めることができる。
すなわち、上記光触媒組成物(C)を構成する光触媒(a)、特に変性光触媒(A)及びバインダー成分(B)から各々それらの表層部を有する基材を調整し、脱イオン水を滴下して20℃における接触角(θ)を測定し、下記のSellとNeumannの実験式により、各々の表面エネルギーを求めることができる。
As the binder component (B) of the present invention, when a resin having a surface energy of 2 mN / m or more, preferably 5 mN / m or more larger than that of the photocatalyst (a) (preferably the modified photocatalyst (A)) is selected, the self-gradient Is very preferable.
Here, the surface energy and the relative difference between the surface energies can be determined by referring to, for example, Polymer Handbook (published by A Wiley-interscience publication in the United States) or by the following method.
That is, the base material which has each surface layer part from the photocatalyst (a) which comprises the said photocatalyst composition (C), especially a modified | denatured photocatalyst (A), and a binder component (B) is adjusted, and deionized water is dripped. The contact angle (θ) at 20 ° C. is measured, and the surface energy of each can be determined by the following empirical formulas for Sell and Neumann.

[式中、γsは脱イオン水の接触角を測定した表層部の表面エネルギー(mN/m)を表し、γlは水の表面エネルギー{72.8mN/m(20℃)}を表わす。]
本発明の光触媒組成物(C)において、バインダー成分(B)に使用できる化合物としては、上記条件を満たす表面エネルギーを有すればよく特に制限されないが、各種単量体、合成樹脂及び天然樹脂等が挙げられ、また被膜や成形体の形成後に、乾燥、加熱、吸湿、光照射等により硬化するものも挙げることができる。また、その形態については、無溶媒の状態(ペレット、粉体、液体等)であっても溶媒に溶解あるいは分散した形態であっても良く、特に制限はない。
[Wherein γs represents the surface energy (mN / m) of the surface layer portion where the contact angle of deionized water was measured, and γl represents the surface energy of water {72.8 mN / m (20 ° C.)}. ]
In the photocatalyst composition (C) of the present invention, the compound that can be used for the binder component (B) is not particularly limited as long as it has a surface energy that satisfies the above conditions, but various monomers, synthetic resins, natural resins, etc. In addition, after the formation of the coating film or the molded body, those that are cured by drying, heating, moisture absorption, light irradiation or the like can also be mentioned. Further, the form thereof may be in a solvent-free state (pellet, powder, liquid, etc.) or may be dissolved or dispersed in a solvent, and is not particularly limited.

上記合成樹脂としては、熱可塑性樹脂と硬化性樹脂(熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂等)の使用が可能であり、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、フッ素樹脂、アルキド樹脂、アミノアルキド樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリケトン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリフェニレンスルホン樹脂ポリエーテル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン−アクリル樹脂、さらには水ガラスやジルコニウム化合物、過酸化チタン等の無機系化合物等を挙げることができる。
また、上記天然高分子としては、ニトロセルロース等のセルロース系樹脂、天然ゴム等のイソプレン系樹脂、カゼイン等のタンパク質系樹脂やでんぷん等を挙げることができる。
As the synthetic resin, a thermoplastic resin and a curable resin (thermosetting resin, photocurable resin, moisture curable resin, etc.) can be used. For example, silicone resin, acrylic resin, methacrylic resin, fluororesin, Alkyd resin, amino alkyd resin, vinyl resin, polyester resin, styrene-butadiene resin, polyolefin resin, polystyrene resin, polyketone resin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyacetal resin, polyether ether ketone resin, polyphenylene oxide resin, polysulfone resin, Polyphenylene sulfone resin, polyether resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, urea resin, phenol resin, melamine resin, epoxy resin, urethane resin, silicone-acrylic resin, water glass and zirco Um compounds, mention may be made of inorganic compounds such as titanium peroxide.
Examples of the natural polymer include cellulose resins such as nitrocellulose, isoprene resins such as natural rubber, protein resins such as casein, and starch.

本発明において、光触媒組成物(C)に使用するバインダー成分(B)としては、下記式(4)で表されるフェニル基含有シリコーン(BP)が、本発明の変性光触媒(A1)より表面エネルギーが高く、その骨格を成すシロキサン結合(−O−Si−)は光触媒作用による酸化分解がおこらないため、最も好適に使用できる。
SiO(4−p−q−r)/2 (4)
(式中、各Rはフェニル基を表し、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、又は直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基を表す。Xは、各々独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシロキシ基、アミノキシ基、炭素数1〜20のオキシム基、ハロゲン原子を表す。そしてp、q及びrは、0<p<4、0≦q<4、0≦r<4、及び0<(p+q+r)<4であり、そして0.05≦p/(p+q)≦1である。)
上記式(4)で示されるフェニル基含有シリコーン(BP)としては、例えば一般式(16)、(17)、(18)及び(19)で表されるシロキサン結合の少なくとも1種の構造を含むシリコーンを挙げることができる。
In the present invention, as the binder component (B) used in the photocatalyst composition (C), the phenyl group-containing silicone (BP) represented by the following formula (4) is more surface energy than the modified photocatalyst (A1) of the present invention. Since the siloxane bond (—O—Si—) constituting the skeleton does not undergo oxidative decomposition due to photocatalysis, it can be most preferably used.
R 1 p R 2 q X r SiO (4-p-q-r) / 2 (4)
(In the formula, each R 1 represents a phenyl group, and each R 2 independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or Represents a branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, each X independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aminoxy group, or 1 carbon atom; Represents an oxime group of ˜20, a halogen atom, and p, q and r are 0 <p <4, 0 ≦ q <4, 0 ≦ r <4, and 0 <(p + q + r) <4, and 0 .05 ≦ p / (p + q) ≦ 1.)
Examples of the phenyl group-containing silicone (BP) represented by the above formula (4) include at least one structure of a siloxane bond represented by the general formulas (16), (17), (18), and (19). Mention may be made of silicone.

−(R SiO)− ・・・(17) — (R 7 2 SiO) — (17)

(式中、Rはそれぞれ独立に、フェニル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基を表す。) (In the formula, each R 7 independently represents a phenyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms.)

上述した構造を含むシリコーンは、例えば一般式RSiX3(式中、Rは、フェニル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基を表す。各Xは、各々独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシロキシ基、アミノキシ基、炭素数1〜20のオキシム基、ハロゲン原子からなる群より選ばれる一つの反応性基を表す。以下同様。)で表される3官能シラン誘導体及び/又は一般式R 2SiX2で表される2官能シラン誘導体及び/又は一般式SiX4で表される4官能シラン誘導体を部分的に加水分解・縮重合させ、必要により一般式R SiXで表される1官能シラン誘導体及び/又はアルコール類によって末端停止させることにより調製できる。この様にして得られるシラン誘導体モノマーの部分縮合物のポリスチレン換算重量平均分子量は、好ましくは100〜100,000、より好ましくは400〜50,000である。 The silicone containing the above-described structure is, for example, a general formula R 7 SiX 3 (wherein R 7 is a phenyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms). Each X independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aminoxy group, an oxime group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom. Represents a reactive group selected from the group. The same shall apply hereinafter.) And / or a bifunctional silane derivative represented by the general formula R 7 2 SiX 2 and / or a general formula SiX 4 tetrafunctional silane derivative represented partially by hydrolysis and polycondensation, prepared by end-stopped by monofunctional silane derivative and / or alcohols of the general formula R 7 3 SiX necessary Kill. The polystyrene-converted weight average molecular weight of the partial condensate of the silane derivative monomer thus obtained is preferably 100 to 100,000, more preferably 400 to 50,000.

これらの中で、上記式(4)で示されるフェニル基含有シリコーンとして、上記式(16)で表されるラダー構造を10モル%以上、好ましくは40モル%以上含むものを選択すると、本発明の光触媒組成物(C)から形成される光触媒含有表層部は、硬度、耐熱性、耐候性、耐汚染性、耐薬品性等の点で非常に優れたものとなるため好ましい。特に、上記ラダー構造としてフェニルラダー構造〔式(16)におけるRが全てフェニル基のもの〕を有するものは上述した光触媒含有表層部の物性が非常に向上するため好ましい。この様なラダー構造は、例えば赤外線吸収スペクトルにおける1040cm−1と1160cm−1付近の2本のシロキサン結合に由来する吸収の存在により同定する事ができる。
(J.F.Brown.Jr.,etal.:J.Am.Chem.Soc.,82,6194(1960)参照。)
本発明に用いる上記式(4)で表されるフェニル基含有シリコーン(BP)は、Ph−Si結合(Ph:フェニル基)を有することが好ましい。
Among these, when a phenyl group-containing silicone represented by the above formula (4) is selected to contain a ladder structure represented by the above formula (16) of 10 mol% or more, preferably 40 mol% or more, the present invention The photocatalyst-containing surface layer portion formed from the photocatalyst composition (C) is preferable because it is very excellent in terms of hardness, heat resistance, weather resistance, stain resistance, chemical resistance, and the like. In particular, those having a phenyl ladder structure as the ladder structure [wherein all R 7 in the formula (16) are phenyl groups] are preferable because the physical properties of the above-described photocatalyst-containing surface layer portion are greatly improved. Such ladder structure, for example can be identified by the presence of absorption derived from two siloxane bonds near 1040 cm -1 and 1160 cm -1 in the infrared absorption spectrum.
(See JFBrown. Jr., etal .: J. Am. Chem. Soc., 82, 6194 (1960).)
The phenyl group-containing silicone (BP) represented by the above formula (4) used in the present invention preferably has a Ph—Si bond (Ph: phenyl group).

すなわち、本発明の光触媒組成物(C)において、表面エネルギーの非常に小さい構造{式(1)〜(3)、フッ化メチレン単位から選ばれる少なくとも1種}を有する変性剤化合物(b)で変性処理されている変性光触媒(A)のバインダーとして、該変性光触媒(A)より表面エネルギーが高いフェニル基含有シリコーン(BP)を含むバインダー成分(B)を用いることにより、本発明の光触媒組成物(C)は、変性光触媒(A)の分布について非常に高い自己傾斜性を有することが可能となり、好ましい。
この様な表面エネルギーの高いフェニル基含有シリコーン(BP)による自己傾斜性の発現効果は、フェニル基(R)を、フェニル基(R)とR(Rは直鎖状または分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基を表す。)の合計{以下(R+R)と表す。}に対し5モル%以上有する上記式(4)で示されるフェニル基含有シリコーン(BP)を用いることによってより顕著に発揮することができるので、このようなフェニル基含有シリコーン(BP)を用いることは好ましい。
That is, in the photocatalyst composition (C) of the present invention, the modifier compound (b) having a structure having a very small surface energy {formula (1) to (3), at least one selected from methylene fluoride units}. By using the binder component (B) containing a phenyl group-containing silicone (BP) having a surface energy higher than that of the modified photocatalyst (A) as the binder of the modified photocatalyst (A) that has been modified, the photocatalyst composition of the present invention (C) is preferable because it can have a very high self-gradient with respect to the distribution of the modified photocatalyst (A).
Such a self-gradient effect by the phenyl group-containing silicone (BP) having a high surface energy is obtained by converting the phenyl group (R 1 ) into the phenyl group (R 1 ) and R 2 (R 2 is linear or branched). Represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, and an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms) (hereinafter referred to as (R 1 + R 2 )). }, A phenyl group-containing silicone (BP) represented by the above formula (4) having 5 mol% or more of Is preferred.

また、上述した自己傾斜性の発現効果は、フェニル基(R)の(R+R)に対する割合が増えるに従い増大する。よって、本発明の光触媒組成物に使用するバインダー成分(B)のフェニル基含有シリコーンとしてより好ましいものは、(R+R)に対するフェニル基(R)の割合が10モル%以上、さらに好ましくは20モル%以上、さらに好ましくは50モル%以上のものである。
また、該フェニル基含有シリコーン(BP)は有機樹脂等の有機基材に対する密着性が良好であり、その骨格を成すシロキサン結合(−O−Si−)は光触媒作用による酸化分解がおこらないため、本発明の光触媒組成物(C)をハニカム触媒構造体基材にコーティングして得られる光触媒含有表層部は、非常に耐候性に優れたものになる。
In addition, the self-tilting effect described above increases as the ratio of the phenyl group (R 1 ) to (R 1 + R 2 ) increases. Therefore, the more preferable phenyl group-containing silicone of the binder component (B) used in the photocatalyst composition of the present invention is more preferably a ratio of phenyl group (R 1 ) to (R 1 + R 2 ) of 10 mol% or more. Is 20 mol% or more, more preferably 50 mol% or more.
In addition, the phenyl group-containing silicone (BP) has good adhesion to an organic substrate such as an organic resin, and the siloxane bond (—O—Si—) constituting the skeleton does not undergo oxidative decomposition due to photocatalysis, The photocatalyst-containing surface layer part obtained by coating the honeycomb catalyst structure base material with the photocatalyst composition (C) of the present invention has extremely excellent weather resistance.

本発明の光触媒組成物(C)において、バインダー成分(B)に使用するフェニル基含有シリコーン(BP)として、上述した効果を発揮するより好ましいものは、下記式(5)で表されるアルキル基を含有しないフェニル基含有シリコーン(BP1)である。
SiO(4−s−t)/2 (5)
(式中、Rはフェニル基を表し、Xは各々独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシロキシ基、アミノキシ基、炭素数1〜20のオキシム基、ハロゲン原子を表し、s及びtは、0<s<4、0≦t<4、そして0<(s+t)<4である。)
In the photocatalyst composition (C) of the present invention, the phenyl group-containing silicone (BP) used in the binder component (B) is more preferably an alkyl group represented by the following formula (5), which exhibits the above-described effects. It is a phenyl group-containing silicone (BP1) that does not contain.
R 1 s X t SiO (4 -s-t) / 2 (5)
(Wherein, R 1 represents a phenyl group, and each X independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aminoxy group, or an oxime having 1 to 20 carbon atoms. Group represents a halogen atom, and s and t are 0 <s <4, 0 ≦ t <4, and 0 <(s + t) <4.)

また、バインダー成分(B)が、下記式(6)で表されるアルキル基含有シリコーン(BA)を更に含有すると、本発明の光触媒組成物から形成される表層部は、成膜性、硬度、耐熱性、耐汚染性、耐薬品性等の点で優れたものとなるため好ましい。
SiO(4−u−v)/2 (6)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、又は直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基を表す。Xは、各々独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシロキシ基、アミノキシ基、炭素数1〜20のオキシム基、ハロゲン原子を表す。u及びvは、0<u<4、0≦v<4、そして0<(u+v)<4である。)
In addition, when the binder component (B) further contains an alkyl group-containing silicone (BA) represented by the following formula (6), the surface layer portion formed from the photocatalyst composition of the present invention has a film forming property, hardness, This is preferable because of excellent heat resistance, contamination resistance, chemical resistance, and the like.
R 2 u X v SiO (4-uv) / 2 (6)
(In the formula, each R 2 independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 2 to 30 carbon atoms. Each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aminoxy group, an oxime group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom. U and v are 0 <u <4, 0 ≦ v <4, and 0 <(u + v) <4.)

さらに、上記フェニル基含有シリコーン(BP1)と混合する上記アルキル基含有シリコーン(BA)として、式(7)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位(D)と式(8)で表されるジオキシオルガノシラン単位(T)を、モル比が好ましくは(D)/(T)=100/0〜5/95、より好ましくは90/10〜10/90の割合で有する構造のものを用いると、アルキル基含有シリコーン(BA)の応力緩和作用が増加し、本発明の光触媒組成物(C)から生成する光触媒含有表層部の耐クラック性が向上する結果、耐候性が非常に優れたものとなる。
−(R SiO)− (7)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、又は直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基を表す。)
Further, as the alkyl group-containing silicone (BA) to be mixed with the phenyl group-containing silicone (BP1), the monooxydiorganosilane unit (D) represented by the formula (7) and the diester represented by the formula (8) are used. When a oxyorganosilane unit (T) having a structure having a molar ratio of preferably (D) / (T) = 100/0 to 5/95, more preferably 90/10 to 10/90 is used. As a result, the stress relaxation action of the alkyl group-containing silicone (BA) is increased, and the crack resistance of the photocatalyst-containing surface layer part produced from the photocatalyst composition (C) of the present invention is improved. As a result, the weather resistance is very excellent. Become.
— (R 2 2 SiO) — (7)
(In the formula, each R 2 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 2 to 30 carbon atoms. Represents an alkenyl group of

(式中、Rは式(7)で定義した通りである。)
本発明において、長期の耐候性向上には、バインダー成分(B)が相分離構造を形成することが好ましく、特にミクロ相分離した構造を形成することが好ましい。
たとえば、バインダー成分(B)として、上述した光触媒(a)、特に該変性光触媒(A)より表面エネルギーが高いバインダー樹脂(B’)と上記式(6)で表されるアルキル基含有シリコーン(BA)とを、好ましくは質量比(B’)/(BA)=5/95〜95/5、より好ましくは(B’)/(BA)=30/70〜90/10で混合したものを用いると、本発明の光触媒組成物(C)から形成される光触媒含有表層部は、表面エネルギーが高いバインダー樹脂(B’)とアルキル基含有シリコーン(BA)が相分離したバインダー中に光触媒(a)が分散した構造となり、長期の耐候性に優れたものとなるため好ましい。
(Wherein R 2 is as defined in formula (7).)
In the present invention, in order to improve long-term weather resistance, the binder component (B) preferably forms a phase separation structure, and particularly preferably forms a microphase separation structure.
For example, as the binder component (B), the above-mentioned photocatalyst (a), particularly the binder resin (B ′) having a higher surface energy than the modified photocatalyst (A) and the alkyl group-containing silicone (BA) represented by the above formula (6) ), Preferably in a mass ratio (B ′) / (BA) = 5/95 to 95/5, more preferably (B ′) / (BA) = 30/70 to 90/10 And the photocatalyst-containing surface layer portion formed from the photocatalyst composition (C) of the present invention has a photocatalyst (a) in the binder in which the binder resin (B ′) having a high surface energy and the alkyl group-containing silicone (BA) are phase-separated. Is preferable because it has a dispersed structure and excellent long-term weather resistance.

ここで、表面エネルギーが高いバインダー成分(B’)とアルキル基含有シリコーン(BA)の相分離は、連続層でない相が好ましくは1nm〜1μm、より好ましくは10nm〜0.1μm、さらに好ましくは10nm〜0.001μmの大きさのドメインを形成してミクロ相分離した場合に、より効果を奏する。
また、光触媒(a)が、表面エネルギーの高いバインダー樹脂(B’)と相分離状態にあるアルキル基含有シリコーン(BA)相中に存在した状態は、表層部の表面により多く光触媒(a)が存在することができるため好ましい。
本発明におけるアルキル基含有シリコーン(BA)と相分離する表面エネルギーの高いバインダー樹脂(B’)としては、上述したフェニル基含有シリコーン(BP)が、その骨格を成すシロキサン結合(−O−Si−)は光触媒作用による酸化分解がおこらないため好ましく、アルキル基を含有しないフェニル基含有シリコーン(BP1)が特に好ましい。
Here, the phase separation between the binder component (B ′) having a high surface energy and the alkyl group-containing silicone (BA) is preferably a phase that is not a continuous layer, preferably 1 nm 3 to 1 μm 3 , more preferably 10 nm 3 to 0.1 μm 3 , More preferably, a more effective effect can be obtained when a domain having a size of 10 nm 3 to 0.001 μm 3 is formed and microphase separation is performed.
In addition, the state in which the photocatalyst (a) is present in the alkyl group-containing silicone (BA) phase in a phase-separated state with the binder resin (B ′) having a high surface energy is more on the surface of the surface layer portion than the photocatalyst (a). Preferred because it can be present.
As the binder resin (B ′) having a high surface energy that is phase-separated from the alkyl group-containing silicone (BA) in the present invention, the above-mentioned phenyl group-containing silicone (BP) is a siloxane bond (—O—Si—) constituting the skeleton. ) Is preferable because it does not undergo oxidative degradation due to photocatalysis, and phenyl group-containing silicone (BP1) not containing an alkyl group is particularly preferable.

この際、上記フェニル基含有シリコーン(BP1)及び上記アルキル基含有シリコーン(BA)の各々の、GPCで測定したポリスチレン換算重量平均分子量が、好ましくは100〜10,000、より好ましくは500〜6,000、さらに好ましくは700〜4,000であるものを使用すると、上述したバインダー成分(B)はミクロ相分離構造を容易に形成するため好ましい。
本発明の光触媒組成物(C)に使用する前述したバインダー成分(B)は、溶剤に溶けたタイプ、溶媒に分散したタイプ、溶媒と混合されていないタイプ(液体、固体)のいずれであっても良い。
At this time, each of the phenyl group-containing silicone (BP1) and the alkyl group-containing silicone (BA) has a polystyrene-reduced weight average molecular weight measured by GPC, preferably 100 to 10,000, more preferably 500 to 6, 000, more preferably 700 to 4,000, is preferable because the above-described binder component (B) easily forms a microphase separation structure.
The binder component (B) used in the photocatalyst composition (C) of the present invention is any of a type dissolved in a solvent, a type dispersed in a solvent, and a type not mixed with a solvent (liquid or solid). Also good.

本発明の光触媒組成物(C)において上記式(4)で示されるフェニル基含有シリコーン(BP)は、反応性を有する基(式(4)中のX)を有しても、有さなくても良いが、反応性を有する基(式(4)中のX)を有する(即ち、式(4)において0<r)と、本発明の光触媒組成物(C)から得られる光触媒含有表層部は、硬度や耐熱性、耐薬品性、耐久性等に優れたものとなるため好ましい。また、同様の理由から、式(5)において0<t、式(6)において0<vが好ましい。
本発明の光触媒組成物(C)において上記式(4)で示されるフェニル基含有シリコーン(BP)が反応性を有する基(式(4)中のX)として、水酸基及び/又は加水分解性基を有する場合、従来公知の加水分解触媒や硬化触媒を、フェニル基含有シリコーン(BP)に対し、好ましくは0.01〜20質量%、より好ましくは0.1〜5質量%の割合で添加することができる。
In the photocatalyst composition (C) of the present invention, the phenyl group-containing silicone (BP) represented by the above formula (4) does not have a reactive group (X in the formula (4)). The photocatalyst-containing surface layer obtained from the photocatalyst composition (C) of the present invention having a reactive group (X in the formula (4) (that is, 0 <r in the formula (4)). The part is preferable because it is excellent in hardness, heat resistance, chemical resistance, durability and the like. For the same reason, 0 <t in formula (5) and 0 <v in formula (6) are preferable.
In the photocatalyst composition (C) of the present invention, the phenyl group-containing silicone (BP) represented by the above formula (4) has a reactive group (X in the formula (4)) as a hydroxyl group and / or a hydrolyzable group. In the case where it has, a conventionally known hydrolysis catalyst or curing catalyst is preferably added in an amount of 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass with respect to the phenyl group-containing silicone (BP). be able to.

該加水分解触媒としては、酸性のハロゲン化水素、カルボン酸、スルホン酸、酸性あるいは弱酸性の無機塩、イオン交換樹脂などの固体酸などが好ましい。また、加水分解触媒の量は、ケイ素原子上の加水分解性基1モルに対して好ましくは0.001〜5モルの範囲内であることが好ましい。
また上記硬化触媒としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、酢酸ナトリウム、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドのごとき塩基性化合物類;トリブチルアミン、ジアザビシクロウンデセン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、エタノールアミン類、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)−アミノプロピルトリメトキシシランのごときアミン化合物;テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネートのようなチタン化合物;アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、過塩素酸アルミニウム、塩化アルミニウムのようなアルミニウム化合物;錫アセチルアセトナート、ジブチル錫オクチレート、ジブチル錫ジラウレートのような錫化合物;コバルトオクチレート、コバルトアセチルアセトナート、鉄アセチルアセトナートのごとき含金属化合物類;リン酸、硝酸、フタル酸、p−トルエンスルホン酸、トリクロル酢酸のごとき酸性化合物類などが挙げられる。
The hydrolysis catalyst is preferably an acidic hydrogen halide, a carboxylic acid, a sulfonic acid, an acidic or weakly acidic inorganic salt, or a solid acid such as an ion exchange resin. The amount of the hydrolysis catalyst is preferably in the range of 0.001 to 5 mol with respect to 1 mol of the hydrolyzable group on the silicon atom.
Examples of the curing catalyst include basic compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methylate, sodium acetate, tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium hydroxide; tributylamine, diazabicycloundecene, ethylenediamine. Amine compounds such as diethylenetriamine, ethanolamines, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) -aminopropyltrimethoxysilane; titanium compounds such as tetraisopropyl titanate, tetrabutyl titanate; Aluminum compounds such as propoxide, aluminum acetylacetonate, aluminum perchlorate, aluminum chloride; tin acetylacetonate, dibutyltin octoate Tin compounds such as tyrates and dibutyltin dilaurate; metal-containing compounds such as cobalt octylate, cobalt acetylacetonate and iron acetylacetonate; acidic such as phosphoric acid, nitric acid, phthalic acid, p-toluenesulfonic acid and trichloroacetic acid Examples thereof include compounds.

本発明の光触媒組成物(C)において上記式(4)で示されるフェニル基含有シリコーン(BP)がSi−H基を有する場合、多官能アルケニル化合物のごとき架橋剤を、Si−H基に対しアルケニル基が好ましくは0.01〜2当量、より好ましくは0.1〜1当量となるように添加することが好ましい。該多官能アルケニル合物としては、アルケニル基を有しSi−H基と反応して硬化を促進するものであれば何でもよいが、ビニル基、アリル基、ヘキセニル基などの炭素数2〜30の1価不飽和炭化水素基を有するアルケニル基含有シリコーンが一般に用いられている。   In the photocatalyst composition (C) of the present invention, when the phenyl group-containing silicone (BP) represented by the above formula (4) has a Si—H group, a crosslinking agent such as a polyfunctional alkenyl compound is used for the Si—H group. The alkenyl group is preferably added so that the amount is preferably 0.01 to 2 equivalents, more preferably 0.1 to 1 equivalents. The polyfunctional alkenyl compound may be anything as long as it has an alkenyl group and reacts with the Si—H group to accelerate curing, but has 2 to 30 carbon atoms such as a vinyl group, an allyl group, or a hexenyl group. Alkenyl group-containing silicones having monounsaturated hydrocarbon groups are generally used.

また、Si−H基と該多官能アルケニル化合物の反応を促進する目的で、触媒をフェニル基含有シリコーン(BP)と多官能アルケニル化合物の総量に対しに好ましくは1〜10000ppm、より好ましくは1〜1000ppmの割合で添加しても良い。該触媒としては白金族触媒、すなわちルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金の化合物が適しているが、特に白金の化合物とパラジウムの化合物が好適である。白金の化合物としては、例えば塩化白金(II)、テトラクロロ白金酸(II)、塩化白金(IV)、ヘキサクロロ白金酸(IV)、ヘキサクロロ白金(IV)アンモニウム、ヘキサクロロ白金(IV)カリウム、水酸化白金(II)、二酸化白金(IV)、ジクロロ−ジシクロペンタジエニル−白金(II)、白金−ビニルシロキサン錯体、白金−ホスフィン錯体、白金−オレフィン錯体や白金の単体、アルミナやシリカや活性炭に固体白金を担持させたものが挙げられる。パラジウムの化合物としては、例えば塩化パラジウム(II)、塩化テトラアンミンパラジウム(II)酸アンモニウム、酸化パラジウム(II)等が挙げられる。該白金族触媒はSi−H基含有シリコーンと多官能アルケニル化合物の合計量に対し白金族金属の量で好ましくは5〜1000ppmの範囲内で使用されるが、これは反応性、経済性及び所望の硬化速度等に応じて増減させることができる。また、所望により白金族触媒の活性を抑制し、ポットライフを延長させる目的で、各種の有機窒素化合物、有機リン化合物、アセチレン系化合物などの活性抑制剤を添加してもよい。   Further, for the purpose of promoting the reaction between the Si—H group and the polyfunctional alkenyl compound, the catalyst is preferably 1 to 10000 ppm, more preferably 1 to 10000 based on the total amount of the phenyl group-containing silicone (BP) and the polyfunctional alkenyl compound. You may add in the ratio of 1000 ppm. As the catalyst, a platinum group catalyst, that is, a ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, or platinum compound is suitable, and a platinum compound and a palladium compound are particularly suitable. Examples of platinum compounds include platinum chloride (II), tetrachloroplatinic acid (II), platinum chloride (IV), hexachloroplatinic acid (IV), hexachloroplatinum (IV) ammonium, hexachloroplatinum (IV) potassium, hydroxide Platinum (II), platinum dioxide (IV), dichloro-dicyclopentadienyl-platinum (II), platinum-vinylsiloxane complex, platinum-phosphine complex, platinum-olefin complex, platinum simple substance, alumina, silica and activated carbon The thing which carry | supported solid platinum is mentioned. Examples of the palladium compound include palladium (II) chloride, ammonium tetraamminepalladium (II) chloride, palladium (II) oxide and the like. The platinum group catalyst is preferably used in an amount of 5 to 1000 ppm in terms of platinum group metal based on the total amount of Si-H group-containing silicone and polyfunctional alkenyl compound. It can be increased / decreased according to the curing rate and the like. Moreover, you may add activity inhibitors, such as various organic nitrogen compounds, an organic phosphorus compound, and an acetylene type compound, for the purpose of suppressing the activity of a platinum group catalyst and extending pot life if desired.

また、本発明の光触媒組成物(C)には、それから形成される光触媒含有表層部の硬度や耐擦傷性、親水性を向上させる目的でシリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化アンチモン、希土類酸化物等の金属酸化物微粒子を粉末あるいはゾルの状態で添加しても良い。ただしこれら金属酸化物微粒子は、本発明におけるバインダー成分(B)の様なバインダーとしての能力はなく、光触媒と同様に表層部の柔軟性(耐屈曲性、耐衝撃性)を低下させる。よって、該金属酸化物の添加量は、光触媒組成物(C)から形成される光触媒含有表層部中において光触媒(a)と金属酸化物の総重量が50質量%以下とすることが好ましい。   Further, the photocatalyst composition (C) of the present invention includes silica, alumina, zirconium oxide, antimony oxide, rare earth oxide, etc. for the purpose of improving the hardness, scratch resistance and hydrophilicity of the photocatalyst-containing surface layer portion formed therefrom. The metal oxide fine particles may be added in the form of powder or sol. However, these metal oxide fine particles do not have the ability as a binder like the binder component (B) in the present invention, and reduce the flexibility (flexibility, impact resistance) of the surface layer portion in the same manner as the photocatalyst. Therefore, the addition amount of the metal oxide is preferably such that the total weight of the photocatalyst (a) and the metal oxide is 50% by mass or less in the photocatalyst-containing surface layer formed from the photocatalyst composition (C).

本発明の光触媒組成物(C)は、無溶媒の状態(液体、固体)であっても溶媒に溶解あるいは分散した状態であっても良く、特に制限はないが、コーティング剤として用いる場合は、溶媒に対し溶解あるいは分散した状態が好ましい。この際、該光触媒組成物(C)中の変性光触媒(A)とバインダー成分(B)の総量は、好ましくは0.01〜95質量%、より好ましくは0.1〜70質量%である。
本発明の光触媒組成物(C)に用いる溶媒としては、例えば水やエチレングリコール、ブチルセロソルブ、イソプロパノール、n−ブタノール、エタノール、メタノール等のアルコール類、トルエンやキシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド類、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化合物類、ジメチルスルホキシド、ニトロベンゼン等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で又は組み合わせて用いられる。
The photocatalyst composition (C) of the present invention may be in a solvent-free state (liquid, solid) or dissolved or dispersed in a solvent, and is not particularly limited, but when used as a coating agent, A dissolved or dispersed state in a solvent is preferred. At this time, the total amount of the modified photocatalyst (A) and the binder component (B) in the photocatalyst composition (C) is preferably 0.01 to 95% by mass, more preferably 0.1 to 70% by mass.
Examples of the solvent used in the photocatalyst composition (C) of the present invention include water, alcohols such as ethylene glycol, butyl cellosolve, isopropanol, n-butanol, ethanol and methanol, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, hexane, Aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane and heptane, esters such as ethyl acetate and n-butyl acetate, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, dimethylacetamide, dimethylformamide and the like Examples include amides, halogen compounds such as chloroform, methylene chloride, and carbon tetrachloride, dimethyl sulfoxide, nitrobenzene, and the like. These solvents are used alone or in combination.

また、本発明の光触媒組成物(C)には、必要により通常、塗料に添加配合される成分、例えば顔料、充填剤、分散剤、光安定剤、湿潤剤、増粘剤、レオロジーコントロール剤、消泡剤、可塑剤、成膜助剤、防錆剤、染料、防腐剤等がそれぞれの目的に応じて選択、組み合わせて配合することができる。
本発明の光触媒組成物(C)において、自己傾斜性が非常に高い場合(即ち、表層部中の変性光触媒(A)含有量(濃度)100に対し、ハニカム触媒構造体基材でない側である、露出面と接する表面近傍の相対濃度が好ましくは150以上、より好ましくは200以上である場合)、該光触媒組成物(C)において変性光触媒(A)とバインダー成分(B)の質量比が好ましくは(A)/(B)=0.1/99.9〜40/60、より好ましくは(A)/(B)=0.1/99.9〜30/70という変性光触媒(A)の含有量が非常に少ない範囲においてさえ、形成される表層部は、光照射による優れた光触媒活性を有する。また、この様に光触媒含有量が少ない表層部はバインダー成分(B)本来の物性を発現するため、強度や柔軟性(耐屈曲性、耐衝撃性)等に優れたものとなる。
In addition, the photocatalyst composition (C) of the present invention usually contains components that are usually added to the paint as necessary, for example, pigments, fillers, dispersants, light stabilizers, wetting agents, thickeners, rheology control agents, An antifoaming agent, a plasticizer, a film forming aid, a rust preventive agent, a dye, a preservative, and the like can be selected, combined and blended depending on the purpose.
In the photocatalyst composition (C) of the present invention, when the self-gradient is very high (that is, on the side of the surface layer portion where the modified photocatalyst (A) content (concentration) is 100, it is not a honeycomb catalyst structure base material. The relative concentration in the vicinity of the surface in contact with the exposed surface is preferably 150 or more, more preferably 200 or more), and the mass ratio of the modified photocatalyst (A) to the binder component (B) in the photocatalyst composition (C) is preferable. (A) / (B) = 0.1 / 99.9 to 40/60, more preferably (A) / (B) = 0.1 / 99.9 to 30/70 of the modified photocatalyst (A) Even in a very low content range, the formed surface layer portion has excellent photocatalytic activity by light irradiation. Further, the surface layer portion having a small photocatalyst content as described above exhibits the original physical properties of the binder component (B), and thus has excellent strength and flexibility (flexibility, impact resistance) and the like.

本発明におけるハニカム触媒構造体は、光触媒(a)及びバインダー成分(B)を含む表層部を備え、該表層部中における光触媒(a)の濃度がハニカム触媒構造体の内部から表面に向かって高くなることを特徴とする。ただし、本発明におけるハニカム触媒構造体は、本発明の効果を妨げない範囲で、表層部以外の部分に光触媒(a)及び/又はバインダー成分(B)を含むことができる。
本発明におけるハニカム触媒構造体は、該表層部を皮膜状とし、基材上に光触媒(a)及びバインダ−成分(B)を含む当該皮膜を備えた形態とすることが出来る。このような形態とすることにより、基材と表層部で機能を分担した構造が可能となり好ましい。
The honeycomb catalyst structure in the present invention includes a surface layer portion containing a photocatalyst (a) and a binder component (B), and the concentration of the photocatalyst (a) in the surface layer portion increases from the inside of the honeycomb catalyst structure toward the surface. It is characterized by becoming. However, the honeycomb catalyst structure in the present invention can contain the photocatalyst (a) and / or the binder component (B) in a portion other than the surface layer portion, as long as the effects of the present invention are not hindered.
The honeycomb catalyst structure according to the present invention may have a form in which the surface layer is formed into a film, and the film containing the photocatalyst (a) and the binder component (B) is provided on the substrate. By adopting such a form, a structure in which functions are shared between the base material and the surface layer portion becomes possible, which is preferable.

本発明におけるハニカム触媒構造体は、該表層部を皮膜状とする場合は、例えば上記光触媒組成物(C)をハニカム触媒構造体基材に塗布し、乾燥した後、所望により好ましくは20℃〜500℃、より好ましくは30℃〜250℃の熱処理や紫外線照射等を行い、皮膜を形成することにより得ることができる。上記塗布方法としては、例えばスプレー吹き付け法、フローコーティング法、ロールコート法、刷毛塗り法、キャスティング法、スポンジ塗り法、ナイフコ−ト法、グラビアコ−ト法、スクリ−ンコ−ト法、彫刻ロ−ルコ−ト法、フレキソコ−ト法あるいはディッピング法等の公知の方法が挙げられる。
この際、本発明の光触媒組成物(C)から形成される皮膜の膜厚は、好ましくは0.1〜200μm、より好ましくは0.2〜20μm、さらに好ましくは0.5〜10μmである。
この際、皮膜の状態は、連続膜であっても、不連続膜、島状分散膜等の態様であっても構わない。
In the honeycomb catalyst structure of the present invention, when the surface layer portion is formed into a film, for example, the photocatalyst composition (C) is applied to the honeycomb catalyst structure substrate and dried, and then preferably 20 ° C. to It can be obtained by forming a film by performing heat treatment at 500 ° C., more preferably 30 ° C. to 250 ° C., ultraviolet irradiation, or the like. Examples of the coating method include spraying, flow coating, roll coating, brush coating, casting, sponge coating, knife coating, gravure coating, screen coating, engraving roll, and the like. -Well-known methods, such as a lucote method, a flexo coat method, or a dipping method, are mentioned.
Under the present circumstances, the film thickness of the film | membrane formed from the photocatalyst composition (C) of this invention becomes like this. Preferably it is 0.1-200 micrometers, More preferably, it is 0.2-20 micrometers, More preferably, it is 0.5-10 micrometers.
At this time, the state of the film may be a continuous film, a discontinuous film, an island-shaped dispersion film, or the like.

本発明におけるハニカム触媒構造体の製造方法は、基材上に本発明の光触媒組成物から皮膜を形成する場合に限定されない。基材と本発明の光触媒組成物を同時に、例えば繊維、シ−ト、フィルムなどに加工(例えば一体加工)してもよい。また、本発明の光触媒組成物(C)を加工した後、基材の加工を行ってもよい。また、本発明の光触媒組成物と基材を個別に加工後、接着、融着などにより複合体としてもよい。
本発明のハニカム触媒構造体の表面層には、Ag、Cu、Znのような金属を添加することができる。前記金属を添加した表面層は、表面に付着した細菌や黴を暗所でも死滅させることができる。
The manufacturing method of the honeycomb catalyst structure in the present invention is not limited to the case where a film is formed from the photocatalyst composition of the present invention on a substrate. The base material and the photocatalyst composition of the present invention may be simultaneously processed (for example, integrally processed) into, for example, a fiber, a sheet, or a film. Moreover, you may process a base material, after processing the photocatalyst composition (C) of this invention. Moreover, after processing the photocatalyst composition of this invention and a base material separately, it is good also as a composite by adhesion | attachment, melt | fusion, etc.
Metals such as Ag, Cu, and Zn can be added to the surface layer of the honeycomb catalyst structure of the present invention. The surface layer to which the metal is added can kill bacteria and sputum attached to the surface even in the dark.

本発明の光触媒表層部を備えたハニカム触媒構造体は、ハニカム触媒構造体基材の片面に光触媒(a)及びバインダー成分(B)を含む表層部を有するものであっても良いし、ハニカム触媒構造体基材の両面に光触媒(a)及びバインダー成分(B)を含む表層部を有するものであっても良い。   The honeycomb catalyst structure having the photocatalyst surface layer portion of the present invention may have a surface layer portion containing the photocatalyst (a) and the binder component (B) on one side of the honeycomb catalyst structure base material. You may have a surface layer part containing a photocatalyst (a) and a binder component (B) on both surfaces of a structure base material.

本発明のハニカム触媒構造体を得るのに使用できる基材としては、例えば、洋紙、和紙、不織布などの繊維を主成分とする繊維状シート、布帛、金属箔、樹脂フィルムおよびこれらのシートを積層したラミネートシートなどを挙げることができる。基材に用いる合成樹脂としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ジエン系樹脂、及びポリウレタン系樹脂等の熱可塑性合成樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、及びエポキシ樹脂等の熱硬化性合成樹脂の他、シリコン系樹脂及びフッ素系樹脂等が挙げられる。   Examples of the substrate that can be used to obtain the honeycomb catalyst structure of the present invention include, for example, a fibrous sheet, a fabric, a metal foil, a resin film, and a laminate of these sheets mainly composed of fibers such as western paper, Japanese paper, and nonwoven fabric. The laminated sheet etc. which were made can be mentioned. Synthetic resins used for the substrate include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyester resins, polyvinyl acetate resins, ethylene vinyl acetate copolymer resins, polyamide resins such as nylon, acrylic resins, and polyvinyl chloride resins. , Polyvinylidene chloride resin, polyvinyl ether resin, polyvinyl ketone resin, polyether resin, polyvinyl alcohol resin, diene resin, and thermoplastic synthetic resin such as polyurethane resin, phenol resin, melamine resin, furan resin, urea resin, In addition to thermosetting synthetic resins such as aniline resins, unsaturated polyester resins, alkyd resins, and epoxy resins, silicon resins and fluorine resins can be used.

これらの合成樹脂を繊維形態、いわゆる合成樹脂繊維として用いる場合には、その断面形状は特に制限はなく、円形のみならず楕円形、三角形、星形、T型、Y型、及び葉状等のいわゆる異型断面形状のものでも良い。更に、繊維表面に空隙を有するもの、枝別れした構造、及び芯鞘構造を有するものも使用できる。これらの合成樹脂繊維の中でも、支持体あるいは吸着性光触媒シートとした際の繊維間結合強度、柔軟性(腰)、及び加工性等を適度に制御できる点から主に軟化点の異なる芯鞘構造を有するものが好適である。芯鞘構造を有する合成樹脂繊維としては、芯部分がポリエステル、鞘部分がポリエステル共重合体からなる繊維や、芯部分がポリエステル、鞘部分がポリオレフィンからなる繊維等がある。   When these synthetic resins are used in the form of fibers, so-called synthetic resin fibers, the cross-sectional shape is not particularly limited, and not only circular but also so-called elliptical, triangular, star-shaped, T-shaped, Y-shaped, and leaf-shaped. An irregular cross-sectional shape may be used. Further, those having voids on the fiber surface, branched structures, and those having a core-sheath structure can be used. Among these synthetic resin fibers, a core-sheath structure mainly having a different softening point from the point that the interfiber bonding strength, flexibility (waistness), processability, etc. when used as a support or an adsorptive photocatalyst sheet can be appropriately controlled. Those having the following are preferred. Examples of the synthetic resin fiber having a core-sheath structure include a fiber in which the core part is made of polyester and the sheath part is made of a polyester copolymer, and a fiber in which the core part is made of polyester and the sheath part is made of polyolefin.

基材に用いる天然繊維としては、針葉樹材及び広葉樹材からのクラフトパルプ、亜硫酸パルプ、及びアルカリパルプ等のケミカルパルプ、セミケミカルパルプ、サーモメカニカルパルプ、メカニカルパルプ、グランドパルプ等の木材繊維、楮、ミツマタ、稲や小麦等の藁、麻、ケナフ、竹、木綿、木綿リンター、バガス、 及びエスパルト等の植物性非木材繊維を挙げられる。また、これらは、古紙を原料とした再生パルプ、脱墨パルプ等でも良い。また、基材に用いる合成繊維樹脂及び天然繊維以外の繊維としては、レーヨン等の再生繊維、セルロース誘導体繊維等の天然物加工繊維、スチールウール及びステンレスウール等の金属繊維、炭素繊維、セラミック繊維、及び各種ガラス繊維等を挙げられる。   As natural fibers used for the base material, kraft pulp from softwood and hardwood, sulfite pulp, and chemical pulp such as alkali pulp, semi-chemical pulp, thermomechanical pulp, mechanical pulp, wood fiber such as ground pulp, straw, Examples include non-wood fibers such as Mitsuma, rice, wheat and other straw, hemp, kenaf, bamboo, cotton, cotton linter, bagasse, and esparto. These may be recycled pulp, deinked pulp, or the like made from waste paper. Moreover, as fibers other than the synthetic fiber resin and natural fibers used for the base material, regenerated fibers such as rayon, natural product processed fibers such as cellulose derivative fibers, metal fibers such as steel wool and stainless wool, carbon fibers, ceramic fibers, And various glass fibers.

本発明に係わる基材は、必要に応じて本質的に難燃性のアラミド樹脂や本質的に不燃性の金属、ガラス、アルミナ等酸化物等の無機物を主成分とする、または合成樹脂及び天然繊維等の中に難燃剤を含有させる、或いは基材を形成後に難燃剤で表面処理する等して難燃性を付与しても良い。   The base material according to the present invention is composed mainly of an inorganic material such as an essentially flame-retardant aramid resin, an essentially non-flammable metal, glass, alumina, or the like, if necessary, or a synthetic resin and natural Flame retardancy may be imparted by incorporating a flame retardant into the fiber or the like, or by surface-treating with a flame retardant after forming the substrate.

本発明に係わるハニカム触媒構造体の作製に当たっては、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、吸着剤などの脱臭剤、抗菌剤、防黴剤、抗ウイルス剤、防虫剤、害虫忌避剤、芳香剤などの各種薬剤を併用しても良い。このような抗菌剤または防黴剤、抗ウイルス剤として、銀や亜鉛または燐酸カルシウムなどを主成分とする無機系抗菌剤、ベンズイミダゾール系、イソチアゾリン系、ピリチオン系、クロロヘキシジン系などの有機系抗 菌剤、キチンやキトサンなどの高分子系抗菌剤、茶や柿などから抽出されるカテキンや孟宋竹抽出エキス、ヒノキチオールなどの天然物由来の抗菌剤およびこれらを複合したハイブリット抗菌剤などが挙げられる。脱臭剤は主に悪臭を除去する目的で用いられる薬剤であり、具体的には吸着剤、鉄アスコルビン酸や鉄、コバルトまたはマンガン等の金属フタロシアニン誘導体などの酵素系脱臭剤、マンガン系酸化物やペロブスカイト型触媒などの低温酸化触媒、炭化珪素、窒化珪素、珪酸カルシウム、アルミナ・シリカ系、ジルコニア系などの合成セラミクスや麦飯石、フェルソング石などの遠赤外線セラミクス、植物抽出成分に含まれる化合物であるカテキン、タンニン、フラボノイド等を用いた消臭剤などが挙げられる。これらの脱臭剤は必要に応じて複数のものを併用しても良く、また、これらの脱臭剤を複合化したハイブリット脱臭剤としても良い。   In producing the honeycomb catalyst structure according to the present invention, a deodorant such as an adsorbent, an antibacterial agent, an antifungal agent, an antiviral agent, an insect repellent, a pest repellent, and an aromatic agent are used without departing from the spirit of the present invention. Various drugs such as these may be used in combination. As such antibacterial agents, antifungal agents, and antiviral agents, inorganic antibacterial agents mainly composed of silver, zinc, calcium phosphate, etc., organic antibacterials such as benzimidazole, isothiazoline, pyrithione, and chlorohexidine Agents, polymeric antibacterial agents such as chitin and chitosan, catechins extracted from tea and strawberries, bamboo extract extracts, antibacterial agents derived from natural products such as hinokitiol, and hybrid antibacterial agents combining these . Deodorizers are mainly used for the purpose of removing bad odors. Specifically, adsorbents, enzyme-based deodorants such as iron ascorbic acid and metal phthalocyanine derivatives such as iron, cobalt or manganese, manganese-based oxides, Low-temperature oxidation catalyst such as perovskite-type catalyst, synthetic ceramics such as silicon carbide, silicon nitride, calcium silicate, alumina / silica, zirconia, far infrared ceramics such as barley stone and felsong stone, compounds contained in plant extract components Examples include deodorants using certain catechins, tannins, flavonoids, and the like. A plurality of these deodorizers may be used in combination as necessary, or may be a hybrid deodorizer obtained by combining these deodorizers.

本発明に係わる吸着剤として、活性炭、添着活性炭、活性炭素繊維、天然および合成ゼオライト、活性アルミナ、活性白土、セピオライト、酸化鉄などの鉄系化合物、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、シリカ、シリカ・酸化亜鉛複合物、シリカ・アルミナ・酸化亜鉛複合物、複合フィロケイ酸塩、イオン交換樹脂、あるいはこれらの混合物などが挙げられる。
本発明に係わる吸着剤の中でも、多孔質で表面積が多い物質は、光触媒に対する担体としても機能する場合があり、好ましい。
本発明に係わる吸着剤は、特に限定されるものではないが、塩基性ガス吸着剤またはアルデヒド吸着剤であることが特に好ましい。
As an adsorbent according to the present invention, activated carbon, impregnated activated carbon, activated carbon fiber, natural and synthetic zeolite, activated alumina, activated clay, sepiolite, iron oxide and other iron compounds, zinc oxide, magnesium oxide, silica, silica / zinc oxide Examples include composites, silica / alumina / zinc oxide composites, composite phyllosilicates, ion exchange resins, and mixtures thereof.
Among the adsorbents according to the present invention, a porous substance having a large surface area may function as a carrier for the photocatalyst and is preferable.
The adsorbent according to the present invention is not particularly limited, but is preferably a basic gas adsorbent or an aldehyde adsorbent.

塩基性ガス吸着剤とは、主に酸性物質を含有する吸着剤であり、具体的には、フマル酸、マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、スチレンスルフォン酸、アルギン酸などの有機酸またはその多量体やオリゴマーまたはポリマーなどの重合体、活性白土などの酸性基を有する無機吸着剤および燐酸などの酸性物質を添着した酸添着活性炭等が挙げられる。
アルデヒド吸着剤とは、アセトアルデヒドやホルムアルデヒドなどのアルデヒド類と親和性が高い吸着剤であり、アミン添着活性炭、ハイシリカゼオライトおよびモレキュラーシーブなどが挙げられる。
The basic gas adsorbent is an adsorbent mainly containing an acidic substance, specifically, an organic acid such as fumaric acid, maleic acid, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, styrene sulfonic acid, alginic acid or the like. Examples thereof include polymers such as multimers, oligomers or polymers, inorganic adsorbents having an acidic group such as activated clay, and acid-added activated carbon to which an acidic substance such as phosphoric acid is added.
The aldehyde adsorbent is an adsorbent having a high affinity with aldehydes such as acetaldehyde and formaldehyde, and examples thereof include amine-impregnated activated carbon, high silica zeolite, and molecular sieve.

アミン添着活性炭とは、各種アルデヒドと化学吸着反応を起こすアミン類を添着してなる活性炭である。アミン添着活性炭に用いられるアミンとしては、第1アミン化合物としてアミノ基を有するアニリン、ベンジルアミン、ナフチルアミン、シクロヘキシル アミン、(イソ)プロパノールアミン、エタノールアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、スチレンメタクリル酸エチルアミン、スチレンアクリル 酸アミン等の化合物、モノマー、オリゴマー、ポリマーあるいはこれらの化合物から誘導されるアミノ基を含有する誘導体などを用いることができる。第1アミン以外のアミン化合物、たとえば第2アミン化合物としてはエチルアニリン、ジエチルアミン、メチルビニルアミン、スチレンアクリル酸メチルメチルアミン、ビニルベンジルメチルアミン、スチレンメタクリル酸エチルメチルアミン等の化合物、モノマー、オリゴマー、ポリマーあるいはこれらの化合物から誘導される第2アミン化合物など、あるいは第3アミン化合物としてビニルベ ンジルジメチルアミン、ビニルベンジルジエチルアミン、スチレンアクリル酸ジエチルアミン、スチレンメタクリル酸ジエチルアミン、スチレンアクリル酸ジメチルアミン、スチレンメタクリル酸ジメチルアミン、スチレンメタクリル酸エチルジメチルアミン、スチレンアクリル酸エチルジメチルアミン、スチレンメタクリル酸エチ ルジエチルアミン、スチレンアクリル酸エチルジエチルアミン、トリエチルアミン等の化合物、モノマー、オリゴマー、ポリマーあるいはこれらの化合物から誘導される第3アミン化合物なども用いることができるが、好ましくはアミノ基を有する第1アミン化合物が用いられる。   The amine-impregnated activated carbon is activated carbon formed by attaching amines that cause chemical adsorption reaction with various aldehydes. As amines used for amine-impregnated activated carbon, aniline having an amino group as a primary amine compound, benzylamine, naphthylamine, cyclohexylamine, (iso) propanolamine, ethanolamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, styrene ethylamine, styrene Compounds such as amine acrylates, monomers, oligomers, polymers, or derivatives containing amino groups derived from these compounds can be used. Amine compounds other than primary amines, such as ethyl aniline, diethyl amine, methyl vinyl amine, methyl methyl amine styrene acrylate, vinyl benzyl methyl amine, ethyl methyl amine styrene methacrylate, monomers, oligomers, Polymers or secondary amine compounds derived from these compounds, or tertiary amine compounds such as vinylbenzyldimethylamine, vinylbenzyldiethylamine, diethylamine styrene acrylate, diethylamine styrene methacrylate, dimethylamine styrene acrylate, styrene methacrylic acid Dimethylamine, Styrene ethyl methacrylate, Dimethylamine, Styrene ethyl acrylate, Dimethylamine, Styrene ethyl methacrylate Mines, compounds such as ethyl diethylamine styrene acrylate, triethylamine, monomers, oligomers, polymers, or tertiary amine compounds derived from these compounds can also be used, but primary amine compounds having an amino group are preferably used. It is done.

これらのアミン化合物は活性炭に吸着させるか、あるいは活性炭の表面に残る水酸基やアルカリ金属などの官能基と部分的に反応させながらインターカレーションを行うことによりアミン添着活性炭とすることができる。効率的にインターカレートできるアミン化合物と活性炭の残存官能基の組み合わせは限定されるが、アミン化合物が挿入されることにより、より強固にアルデヒドを吸着剤中に取り込むことが可能になる。
本発明に係わるハイシリカゼオライトは、化学的には通常のゼオライトと同じくアルミノシリケート金属塩の結晶であるが、特に結晶中のアルミナに対するシリカの割合が高く、シリカ構造中の酸素原子が塩基性をほとんど持たない。このようなハイシリカゼオライトは表面のSi-O-Si結合が水素結合の形成に関与せず、疎水性を示して水分子を吸着しないため、高湿度環境下および高温度環境下においても効率良くアルデヒド類を吸着することが可能である。そこでハイシリカゼオライトは疎水性ゼオライトと呼ばれる場合がある。
These amine compounds can be adsorbed on activated carbon, or can be converted to amine-immobilized activated carbon by intercalation while partially reacting with functional groups such as hydroxyl groups and alkali metals remaining on the surface of the activated carbon. Although the combination of the amine compound that can be efficiently intercalated and the residual functional group of the activated carbon is limited, the insertion of the amine compound makes it possible to incorporate the aldehyde more firmly into the adsorbent.
The high-silica zeolite according to the present invention is chemically aluminosilicate metal salt crystal like ordinary zeolite, but the ratio of silica to alumina in the crystal is particularly high, and the oxygen atom in the silica structure is basic. Almost no. In such high silica zeolite, the Si-O-Si bond on the surface does not participate in the formation of hydrogen bonds, and since it exhibits hydrophobicity and does not adsorb water molecules, it is efficient even in high humidity and high temperature environments. It is possible to adsorb aldehydes. Thus, high silica zeolite is sometimes called hydrophobic zeolite.

更に、ハイシリカゼオライトはアルデヒド類のみならず、広範囲の臭気物質、例えば有機酸、アンモニア、アミン類、ケトン類、硫化水素やメルカプタン類などの含硫黄化合物、インドール類などを吸着できるため、本発明に係わる吸着剤としては殊更に好ましいものである。
本発明に係わるハニカムとは、開口を有するセル壁からなる構造体であり、ハニカムの具体例として、JIS-Z-1516に記載の「外装用段ボール」に準拠して作製される片段ボールを積層してなるコルゲートハニカム、六角形セルからなるヘキサゴンハニカム、正方形セルからなるハニカム、三角形セルからなるハニカム、および中空円筒状セルを集合してなるハニカムなどが挙げられる。ここで、六角形や正方形などのセル形状は正式な多角形ではなく、角が丸いまたは辺が曲がっているなどした異形であっても良い。
Furthermore, high silica zeolite can adsorb not only aldehydes but also a wide range of odorous substances such as organic acids, ammonia, amines, ketones, sulfur-containing compounds such as hydrogen sulfide and mercaptans, and indoles. Particularly preferred as the adsorbent according to the above.
The honeycomb according to the present invention is a structure composed of cell walls having openings. As a specific example of the honeycomb, a single cardboard produced according to “Exterior Cardboard” described in JIS-Z-1516 is laminated. Corrugated honeycombs, hexagonal cells made of hexagonal cells, honeycombs made of square cells, honeycombs made of triangular cells, and honeycombs made of a collection of hollow cylindrical cells. Here, cell shapes such as hexagons and squares are not regular polygons, but may be irregular shapes such as rounded corners or bent sides.

本発明のハニカム触媒構造体は、片段ボールを積層、接着させてコルゲートブロックを作製し、このコルゲートブロックのライナ面に対して一定の角度で斜めに切断して作製されるセルの開 口面に対してライナ面が斜めの角度を有するコルゲートハニカムであっても良い。斜めの角度は特に限定されるものではないが、30〜60度が好ましい。
本発明に係わる光触媒組成物(C)は、本発明の主旨を逸脱しない限りにおいて、吸着剤などの脱臭剤、抗菌剤、pH調整剤、酸化防止剤などを含有しても良い。本発明のハニカム触媒構造体に光触媒を励起する光を照射する場合には、ハニカムの開口面の片側から照射しても良く、または、両側から照射しても良い。
本発明のハニカム触媒構造体は、表層部に含まれる光触媒(a)のバンドギャップエネルギーよりも高いエネルギーの光(励起光)を照射することにより光触媒活性を示し、優れた効果を発現する。
In the honeycomb catalyst structure of the present invention, corrugated blocks are produced by laminating and adhering single-stage cardboards, and are cut obliquely at a certain angle with respect to the liner surface of the corrugated block. On the other hand, a corrugated honeycomb in which the liner surface has an oblique angle may be used. The oblique angle is not particularly limited, but is preferably 30 to 60 degrees.
The photocatalyst composition (C) according to the present invention may contain a deodorant such as an adsorbent, an antibacterial agent, a pH adjuster, an antioxidant and the like, as long as it does not depart from the gist of the present invention. When irradiating the honeycomb catalyst structure of the present invention with light for exciting the photocatalyst, irradiation may be performed from one side of the opening surface of the honeycomb or from both sides.
The honeycomb catalyst structure of the present invention exhibits photocatalytic activity by irradiating light (excitation light) with energy higher than the band gap energy of the photocatalyst (a) contained in the surface layer portion, and exhibits an excellent effect.

この際、光触媒(a)が、上述した式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する化合物類よりなる群から選ばれる少なくとも1種の変性剤化合物(b)で変性処理された変性光触媒(A)である場合、励起光照射により光触媒(a)粒子の近傍に存在する該変性剤化合物(b)の珪素原子に結合した有機基(R)の少なくとも一部は、光触媒の分解作用により水酸基に置換される。その結果、本発明の塗膜表面の親水性が高まると共に、生成した水酸基同士が脱水縮合反応してシロキサン結合が生成した場合には、該塗膜の硬度が非常に高くなる。この様な状態は、本発明の様態において好ましい。   At this time, the photocatalyst (a) is a triorganosilane unit represented by the above formula (1), a monooxydiorganosilane unit represented by the formula (2), or a dioxyorgano represented by the formula (3). In the case of the modified photocatalyst (A) modified with at least one modifier compound (b) selected from the group consisting of compounds having at least one structural unit selected from the group consisting of silane units, excitation light At least a part of the organic group (R) bonded to the silicon atom of the modifier compound (b) present in the vicinity of the photocatalyst (a) particles by irradiation is substituted with a hydroxyl group by the decomposition action of the photocatalyst. As a result, the hydrophilicity of the coating film surface of the present invention is enhanced, and when the generated hydroxyl groups are subjected to a dehydration condensation reaction to form a siloxane bond, the hardness of the coating film becomes very high. Such a state is preferable in the aspect of the present invention.

また、バインダー成分(B)として上述したシリコーンを用いたときも同様に、励起光照射により光触媒(a)粒子の近傍に存在するシリコーンの珪素原子に結合した有機基の少なくとも一部は、光触媒の分解作用により水酸基に置換され、本発明の表層部表面の親水性が高まると共に、生成した水酸基同士の脱水縮合反応が進行しシロキサン結合が生成した場合には、該表層部の硬度が非常に高くなる。この様な状態は、本発明の様態において好ましい。
本発明において、光触媒(a)のバンドギャップエネルギーよりも高いエネルギーの光の光源としては、太陽光や室内照明灯等の一般住宅環境下で得られる光の他、ブラックライト、キセノンランプ、水銀灯、LED等の光が利用できる。
Similarly, when the above-mentioned silicone is used as the binder component (B), at least a part of the organic group bonded to the silicon atom of the silicone present in the vicinity of the photocatalyst (a) particles by excitation light irradiation is the photocatalyst. When the hydroxyl group is substituted by the decomposition action, the hydrophilicity of the surface of the surface layer portion of the present invention is increased, and the dehydration condensation reaction between the generated hydroxyl groups proceeds to form a siloxane bond, the hardness of the surface layer portion is very high. Become. Such a state is preferable in the aspect of the present invention.
In the present invention, as a light source having a higher energy than the band gap energy of the photocatalyst (a), in addition to light obtained in a general residential environment such as sunlight and indoor lighting, black light, xenon lamp, mercury lamp, Light such as LED can be used.

以下の実施例、参考例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
実施例、参考例及び比較例中において、各種の物性は下記の方法で測定した。
1.粒径分布及び数平均粒子径
試料中の光触媒含有量が1−20質量%となるよう適宜溶媒を加えて希釈し、湿式粒度分析計(日機装製マイクロトラックUPA−9230)を用いて測定した。
The present invention will be specifically described by the following examples, reference examples and comparative examples, but these do not limit the scope of the present invention.
In Examples, Reference Examples and Comparative Examples, various physical properties were measured by the following methods.
1. Particle size distribution and number average particle size The sample was diluted with a suitable solvent so that the photocatalyst content in the sample would be 1 to 20% by mass, and measured using a wet particle size analyzer (Nikkiso Microtrac UPA-9230).

2.重量平均分子量
ポリスチレン標品を用いて作成した検量線を用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって求めた。
GPCの条件は以下の通りである。
・装置:東ソー製HLC−8020 LC−3A型クロマトグラフ
・カラム:TSKgel G1000HXL、TSKgel G2000HXLおよびTSKgel G4000HXL(いずれも東ソー製)を直列に接続して用いた。
・データ処理装置:島津製作所製CR−4A型データ処理装置
・移動相:
テトラヒドロフラン(フェニル基含有シリコーンの分析に使用)
トルエン(フェニル基を含有しないシリコーンの分析に使用)
・流速:1.0ml/min。
・サンプル調製法
移動相に使用する溶媒で希釈(濃度は0.5〜2質量%の範囲で適宜調節した)して分析に供した。
2. Weight average molecular weight It calculated | required by the gel permeation chromatography (GPC) using the analytical curve created using the polystyrene sample.
The conditions for GPC are as follows.
Apparatus: Tosoh HLC-8020 LC-3A type chromatograph column: TSKgel G1000H XL , TSKgel G2000H XL, and TSKgel G4000H XL (all manufactured by Tosoh) were used in series.
-Data processing device: CR-4A type data processing device manufactured by Shimadzu Corporation-Mobile phase:
Tetrahydrofuran (used for analysis of phenyl group-containing silicone)
Toluene (used to analyze silicones that do not contain phenyl groups)
-Flow rate: 1.0 ml / min.
-Sample preparation method It diluted with the solvent used for a mobile phase (concentration was suitably adjusted in the range of 0.5-2 mass%), and used for the analysis.

3.赤外線吸収スペクトル
日本分光製FT/IR−5300型赤外分光計を用いて測定した。
4.29Si核磁気共鳴の測定
日本電子製JNM−LA400を用いて測定した。
5.表層部硬度
JIS−K5400に準じ、鉛筆硬度(塗膜のすり傷)として求めた。
3. Infrared absorption spectrum The infrared absorption spectrum was measured using a FT / IR-5300 type infrared spectrometer manufactured by JASCO Corporation.
4). Measurement of 29 Si nuclear magnetic resonance Measurement was performed using JNM-LA400 manufactured by JEOL.
5). Surface layer hardness It calculated | required as pencil hardness (scratch of a coating film) according to JIS-K5400.

6.紫外線照射後の表層部硬度
試料表面に、東芝ライテック製FL20S BLB型ブラックライトの光を7日間照射後、上記の方法(5)にて測定した。
なおこのとき、トプコン製UVR−2型紫外線強度計{受光部として、トプコン製UD−36型受光部(波長310〜400nmの光に対応)を使用}を用いて測定した紫外線強度が1mW/cmとなるよう調整した。
7.試料表面に対する水の接触角
試料表面に脱イオン水の滴を乗せ、20℃で1分間放置した後、協和界面科学製CA−X150型接触角計を用いて測定した。
水の接触角が小さいほど、試料表面は親水性が高い。
8.紫外線照射前後の、試料表面の親水性(疎水性)の変化
試料の表面に、上記6の方法で紫外線を7日間照射した後、上記7の方法にて水の接触角を測定した。
6). Surface layer hardness after UV irradiation The surface of the sample was irradiated with light of a FL20S BLB type black light manufactured by Toshiba Lighting & Technology for 7 days, and then measured by the above method (5).
At this time, the UV intensity measured using a Topcon UVR-2 type UV intensity meter {using a TOPCON UD-36 type light receiving part (corresponding to light with a wavelength of 310 to 400 nm) as the light receiving part} is 1 mW / cm. It was adjusted to be 2 .
7). Contact angle of water with respect to sample surface A drop of deionized water was placed on the sample surface and left at 20 ° C. for 1 minute, and then measured using a CA-X150 contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Science.
The smaller the water contact angle, the more hydrophilic the sample surface.
8). Change in hydrophilicity (hydrophobicity) of the sample surface before and after ultraviolet irradiation After the surface of the sample was irradiated with ultraviolet rays for 7 days by the method 6 above, the contact angle of water was measured by the method 7 above.

9.試料の光触媒活性
試料の表面にメチレンブルーの5重量%エタノール溶液を塗布した後、上記6の方法にて紫外線を5日間照射した。
その後、光触媒の作用によるメチレンブルーの分解の程度(試料の表面の退色の程度に基づき、目視で評価)に基づき、光触媒の活性を以下の3段階で評価した。
◎:メチレンブルーが完全に分解。
△:メチレンブルーの青色がわずかに残る。
×:メチレンブルーの分解はほとんど観測されず。
9. Photocatalytic activity of the sample A 5 wt% ethanol solution of methylene blue was applied to the surface of the sample, and then irradiated with ultraviolet rays for 5 days by the above method 6.
Thereafter, based on the degree of decomposition of methylene blue by the action of the photocatalyst (visually evaluated based on the degree of fading of the surface of the sample), the activity of the photocatalyst was evaluated in the following three stages.
A: Methylene blue is completely decomposed.
Δ: Slightly methylene blue blue remains.
X: Methylene blue was hardly decomposed.

10.耐候性(光沢保持率)
スガ試験器製DPWL−5R型デューパネル光コントロールウェザーメーターを使用して曝露試験(照射:60℃4時間、暗黒・湿潤:40℃4時間)を行った。曝露1000時間後の60°−60°鏡面反射率を最終的な光沢値として測定し、これを初期光沢値で割り、この値を光沢保持率として算出した。
10. Weather resistance (gloss retention)
An exposure test (irradiation: 60 ° C. for 4 hours, dark / wet: 40 ° C. for 4 hours) was performed using a DPWL-5R type dew panel light control weather meter manufactured by Suga Test Instruments. The 60 ° -60 ° specular reflectance after 1000 hours of exposure was measured as the final gloss value, divided by the initial gloss value, and this value was calculated as the gloss retention.

11.光触媒の傾斜構造の評価
試料をエポキシ樹脂(Quetol812)に包埋後、独国Reichert社製ULTRACUT−N型ミクロトームにより50〜60nmの厚さの超薄切片を作成し、支持膜を張ったメッシュに積載した。続いて5分程度のRuO4蒸気染色を施した後、カーボン蒸着を行い検鏡用試料とし、TEMにより塗膜断面の観察を実施した。
TEM観察の条件は以下の通りである。
・装置:日立製HF2000型
・加速電圧:125kV
また、光触媒酸化チタンの存在場所は、Ti元素のEDX分析により解析した。
また、アクリルウレタン系のベースコート層を有するアルミ板上に形成させた皮膜の観察は、試料をDISCOエンジニアリングサービス製DAD321型ダイシングソーで粗切断した後、FIB(Focused Ion Beam)加工を行い、TEMによる皮膜断面の観察を実施した。
11. Evaluation of inclined structure of photocatalyst After embedding the sample in an epoxy resin (Quetol 812), an ultrathin section having a thickness of 50 to 60 nm was prepared with a ULTRACUT-N type microtome manufactured by Reichert, Germany, and applied to a mesh with a supporting film. Loaded. Subsequently, RuO4 vapor staining was performed for about 5 minutes, and then carbon deposition was performed to obtain a spectroscopic sample, and the cross section of the coating film was observed by TEM.
The conditions for TEM observation are as follows.
・ Device: Hitachi HF2000 type ・ Acceleration voltage: 125kV
The location of photocatalytic titanium oxide was analyzed by EDX analysis of Ti element.
In addition, observation of the film formed on the aluminum plate having the acrylic urethane base coat layer was performed by roughly cutting the sample with a DAD321 type dicing saw manufactured by DISCO Engineering Service, performing FIB (Focused Ion Beam) processing, and using TEM Observation of the cross section of the film was performed.

FIB加工条件は以下の通りである。
使用機器:日立製FB2000型
加工条件:加速電圧(30kV)
イオン源:Ga
また、TEM観察の条件は以下の通りである。
・装置:日立製HF2000型
・加速電圧:200kV
The FIB processing conditions are as follows.
Equipment used: Hitachi FB2000 machining conditions: Acceleration voltage (30 kV)
Ion source: Ga
The conditions for TEM observation are as follows.
・ Device: Hitachi HF2000 ・ Acceleration voltage: 200kV

12.耐衝撃性
JIS−K5400に準じ、デュポン式(500g×50cm)で評価した。
13.脱臭性
5cm×1cmに切り出した試料を120mlのガラス製瓶に入れ、アセトアルデヒドを瓶内のガス濃度が1000ppmになる量注入し、瓶の外から東芝ライテック製FL20SBLB型ブラックライトの光を4時間照射した後、瓶内の空気を柳本製作所製ガスクロマトグラフG3800(検出器FID)で測定した。
このとき、トプコン製UVR−2型紫外線強度計{受光部として、トプコン製UD−36型受光部(波長310〜400nmの光に対応)を使用}を用いて測定した紫外線強度が2mW/cmとなるよう調整した。
12 Impact resistance In accordance with JIS-K5400, the DuPont type (500 g x 50 cm) was evaluated.
13. Deodorizing property A sample cut into 5cm x 1cm is put into a 120ml glass bottle, acetaldehyde is injected in an amount that makes the gas concentration in the bottle 1000ppm, and light of FL20SBLB type black light made by Toshiba Lighting & Technology is irradiated from the outside for 4 hours. After that, the air in the bottle was measured with a gas chromatograph G3800 (detector FID) manufactured by Yanagimoto Seisakusho.
At this time, the UV intensity measured using a Topcon UVR-2 type UV intensity meter {using a TOPCON UD-36 type light receiving part (corresponding to light with a wavelength of 310 to 400 nm) as the light receiving part} is 2 mW / cm 2. It adjusted so that it might become.

14.耐汚染性
5cm×1cmに切り出した試料を120mlのガラス製瓶に入れ、たばこ5本分の煙を充満させ、試料にたばこのヤニを付着させた後、試料に東芝ライテック製FL20SBLB型ブラックライトの光を4時間照射し、試料の外観(目視で評価)に基づき、防汚染性を以下の3段階で評価した。
このとき、トプコン製UVR−2型紫外線強度計{受光部として、トプコン製UD−36型受光部(波長310〜400nmの光に対応)を使用}を用いて測定した紫外線強度が2mW/cmとなるよう調整した。
○:たばこのヤニによる着色が完全に消失
△:たばこのヤニによる着色が薄くなる
×:たばこのヤニによる着色に変化無し
14 Contamination resistance A sample cut into 5 cm x 1 cm is placed in a 120 ml glass bottle, filled with 5 cigarettes of smoke, and a sample of cigarette smoke is attached to the sample. The sample was irradiated with light for 4 hours, and the antifouling property was evaluated in the following three stages based on the appearance (visual evaluation) of the sample.
At this time, the UV intensity measured using a Topcon UVR-2 type UV intensity meter {using a TOPCON UD-36 type light receiving part (corresponding to light with a wavelength of 310 to 400 nm) as the light receiving part} is 2 mW / cm 2. It adjusted so that it might become.
○: Coloring due to cigarette dust completely disappeared △: Coloring due to cigarette dust becomes light ×: No change in coloring due to cigarette dust

15.耐光性
試料に東芝ライテック製FL20S BLB型ブラックライトの光を30日間照射後、試料の外観(目視で評価)に基づき、耐光性を以下の3段階で評価した。
このとき、トプコン製UVR−2型紫外線強度計{受光部として、トプコン製UD−36型受光部(波長310〜400nmの光に対応)を使用}を用いて測定した紫外線強度が2mW/cmとなるよう調整した。
○:外観変化なし
△:光触媒層の剥がれ
×:紙が分解
15. Light Resistance After irradiating the sample with light of FL20S BLB type black light manufactured by Toshiba Lighting & Technology for 30 days, light resistance was evaluated in the following three stages based on the appearance (visual evaluation) of the sample.
At this time, the UV intensity measured using a Topcon UVR-2 type UV intensity meter {using a TOPCON UD-36 type light receiving part (corresponding to light with a wavelength of 310 to 400 nm) as the light receiving part} is 2 mW / cm 2. It adjusted so that it might become.
○: No change in appearance △: Photocatalyst layer peeling ×: Paper is decomposed

[参考例1]
フェニル基含有シリコーン(BP1−1)の合成。
還流冷却器、温度計および撹拌装置を有する反応器にいれたジオキサン78gにフェニルトリクロロシラン26.0gを添加した後、室温にて約10分間撹拌した。これに水3.2gとジオキサン12.9gからなる混合液を、反応液を10〜15℃に保ちながら約30分かけて滴下した後、さらに10〜15℃で約30分撹拌し、続いて反応液を60℃に昇温させ3時間撹拌した。得られた反応液を25〜30℃に降温させ、392gのトルエンを約30分かけて滴下した後、再度反応液を60℃に昇温させ2時間撹拌した。
[Reference Example 1]
Synthesis of phenyl group-containing silicone (BP1-1).
After 26.0 g of phenyltrichlorosilane was added to 78 g of dioxane in a reactor having a reflux condenser, a thermometer, and a stirring device, the mixture was stirred at room temperature for about 10 minutes. A mixture of 3.2 g of water and 12.9 g of dioxane was added dropwise thereto over about 30 minutes while maintaining the reaction solution at 10 to 15 ° C., followed by further stirring at 10 to 15 ° C. for about 30 minutes, The reaction solution was heated to 60 ° C. and stirred for 3 hours. The resulting reaction solution was cooled to 25-30 ° C., 392 g of toluene was added dropwise over about 30 minutes, and then the reaction solution was again heated to 60 ° C. and stirred for 2 hours.

得られた反応液を10〜15℃に降温させ、メタノール19.2gを約30分かけて添加した。その後さらに25〜30℃にて約2時間撹拌を続行し、続いて反応液を60℃に昇温させ2時間撹拌した。得られた反応液から60℃で減圧下に溶媒を溜去することにより重量平均分子量3600のラダ−骨格を有するフェニル基含有シリコーン(BP1−1)を得た。(得られたフェニル基含有シリコーン(BP1−1)には、IRスペクトルにおけるラダ−骨格の伸縮振動に由来する吸収(1130cm−1及び1037cm−1)が観測された。)
また、29Si核磁気共鳴の測定結果より求めた上記フェニル基含有シリコーン(BP1−1)の式は、(Ph)(OCH0.58SiO1.21であった。(ここでPhはフェニル基を表す。)
The resulting reaction solution was cooled to 10 to 15 ° C., and 19.2 g of methanol was added over about 30 minutes. Thereafter, stirring was further continued at 25 to 30 ° C. for about 2 hours, and then the reaction solution was heated to 60 ° C. and stirred for 2 hours. The solvent was distilled off from the resulting reaction solution at 60 ° C. under reduced pressure to obtain a phenyl group-containing silicone (BP1-1) having a ladder skeleton having a weight average molecular weight of 3600. (In the obtained phenyl group-containing silicone (BP1-1), absorptions (1130 cm −1 and 1037 cm −1 ) derived from the stretching vibration of the ladder skeleton in the IR spectrum were observed.)
Further, 29 wherein the Si-nuclear magnetic resonance measurement results from the phenyl group-containing silicone obtained (BP1-1) was (Ph) 1 (OCH 3) 0.58 SiO 1.21. (Here, Ph represents a phenyl group.)

[参考例2]
アルキル基含有シリコーン(BA−1)の合成。
還流冷却器、温度計および撹拌装置を有する反応器に入れたメタノール300gにメチルトリメトキシシラン136g(1モル)、及びジメチルジメトキシシラン120g(1モル)を添加した後、室温にて約10分間撹拌した。これに氷冷下で、0.05Nの塩酸水溶液12.6g(0.7モル)とメタノール63gからなる混合液を、約40分かけて滴下し、加水分解を行った。滴下終了後、さらに10℃以下で約20分、室温で6時間それぞれ撹拌した。
[Reference Example 2]
Synthesis of alkyl group-containing silicone (BA-1).
After adding 136 g (1 mol) of methyltrimethoxysilane and 120 g (1 mol) of dimethyldimethoxysilane to 300 g of methanol in a reactor having a reflux condenser, a thermometer and a stirring device, the mixture was stirred at room temperature for about 10 minutes. did. Under ice cooling, a mixture of 12.6 g (0.7 mol) of 0.05N aqueous hydrochloric acid and 63 g of methanol was added dropwise over about 40 minutes for hydrolysis. After completion of the dropwise addition, the mixture was further stirred at 10 ° C. or lower for about 20 minutes and at room temperature for 6 hours.

その後、得られた反応液から60℃で減圧下に溶媒を溜去することにより重量平均分子量3600のアルキル基含有シリコーン(BA−1)を得た。得られたアルキル基含有シリコーン(BA−1)の構造を29Si核磁気共鳴によって測定したところ、T構造とD構造を示すシグナルが確認され、その比率はT構造:D構造=1:1であった。
また、29Si核磁気共鳴の測定結果より求めた上記アルキル基含有シリコーン(BA−1)の平均組成式は、(CH1.5(OCH0.27SiO1.12であった。
Then, the alkyl group containing silicone (BA-1) of the weight average molecular weight 3600 was obtained by distilling a solvent off from the obtained reaction liquid under reduced pressure at 60 degreeC. When the structure of the obtained alkyl group-containing silicone (BA-1) was measured by 29 Si nuclear magnetic resonance, signals indicating T structure and D structure were confirmed, and the ratio was T structure: D structure = 1: 1. there were.
The average composition formula of the above alkyl group-containing silicone obtained from the measurement results of 29 Si nuclear magnetic resonance (BA-1) was (CH 3) 1.5 (OCH 3 ) 0.27 SiO 1.12 .

[参考例3]
シリコーン組成物(B−1)の調整。
参考例1で合成したフェニル基含有シリコーン(BP1−1)6gと参考例2で合成したアルキル基含有シリコーン(BA−1)3gを混合したものに、トルエン14.7g、イソプロパノール29.8g、ブチルセロソルブ15.1gを添加し、室温で撹拌する事によりバインダー成分(B−1)の溶液を得た。
また、各々の組成物の平均組成式より、上記バインダー成分(B−1)の平均組成式は、(Ph)0.67(CH0.5(OCH0.47SiO1.18と計算できる。(ここでPhはフェニル基を表す。)
[Reference Example 3]
Adjustment of silicone composition (B-1).
To a mixture of 6 g of the phenyl group-containing silicone (BP1-1) synthesized in Reference Example 1 and 3 g of the alkyl group-containing silicone (BA-1) synthesized in Reference Example 2, 14.7 g of toluene, 29.8 g of isopropanol, and butyl cellosolve 15.1g was added and the solution of the binder component (B-1) was obtained by stirring at room temperature.
From the average composition formula of each composition, the average composition formula of the binder component (B-1) is (Ph) 0.67 (CH 3 ) 0.5 (OCH 3 ) 0.47 SiO 1.18. Can be calculated. (Here, Ph represents a phenyl group.)

[参考例4]
還流冷却器、温度計および撹拌装置を有する反応器にいれたTKS−251{酸化チタンオルガノゾルの商品名(テイカ製)、分散媒:トルエンとイソプロパノールの混合溶媒、TiO2濃度20重量%、平均結晶子径6nm(カタログ値)}40gにビス(トリメチルシロキシ)メチルシランの20重量%トルエン溶液40gを50℃にて約5分かけて添加し、さらに50℃で12時間撹拌を続けることにより、非常に分散性の良好な変性光触媒オルガノゾル(A−1)を得た。この時、ビス(トリメチルシロキシ)メチルシランの反応に伴い生成した水素ガス量は23℃において718mlであった。また、得られた変性酸化チタンオルガノゾルをKBr板上にコーティングしIRスペクトルを測定したところ、Ti−OH基の吸収(3630〜3640cm−1)の消失が観測された。
[Reference Example 4]
TKS-251 {trade name of titanium oxide organosol (manufactured by Teica), dispersion medium: mixed solvent of toluene and isopropanol, TiO2 concentration 20% by weight, average crystal in a reactor having a reflux condenser, a thermometer and a stirrer By adding 40 g of a 20 wt% toluene solution of bis (trimethylsiloxy) methylsilane to 50 g of a 6 nm diameter (catalog value) over about 5 minutes and further stirring at 50 ° C. for 12 hours, A modified photocatalyst organosol (A-1) having good dispersibility was obtained. At this time, the amount of hydrogen gas produced by the reaction of bis (trimethylsiloxy) methylsilane was 718 ml at 23 ° C. Moreover, when the obtained modified titanium oxide organosol was coated on a KBr plate and IR spectrum was measured, disappearance of absorption of Ti—OH group (3630 to 3640 cm −1 ) was observed.

また、図1、図2にそれぞれ変性処理前のTKS−251及び得られた変性光触媒オルガノゾル(A−1)の粒径分布を示す。得られた変性光触媒オルガノゾル(A−1)の粒径分布は単一分散(数平均粒子径は25nm)であり、さらに変性処理前のTKS−251の単一分散(数平均粒子径は12nm)の粒径分布が完全に消失していることが分かる。
続いて、参考例3で調整したシリコーン成分(B−1)の溶液68gに上記変性光触媒オルガノゾル(A−1)20gを室温にて撹拌下において添加し、さらに硬化触媒(ジラウリル酸ジブチル錫)0.5gを攪拌下に添加して光触媒組成物(C−1)を得た。
1 and 2 show the particle size distributions of TKS-251 before the modification treatment and the obtained modified photocatalyst organosol (A-1), respectively. The resulting modified photocatalyst organosol (A-1) has a single particle size distribution (number average particle size is 25 nm), and further a single dispersion of TKS-251 before the modification treatment (number average particle size is 12 nm). As can be seen from FIG.
Subsequently, 20 g of the modified photocatalyst organosol (A-1) was added to 68 g of the solution of the silicone component (B-1) prepared in Reference Example 3 at room temperature with stirring, and a curing catalyst (dibutyltin dilaurate) 0 .5 g was added with stirring to obtain a photocatalyst composition (C-1).

50mm×60mmに裁断した厚さ1mmのアルミ板(JIS,H,4000(A1050P))にマイティラック白{アクリルウレタン樹脂塗料(2液混合型)の商品名(日本ペイント製)}をスプレー塗布し、室温にて3日間乾燥した。得られたアクリルウレタン塗装を行ったアルミ板に上記光触媒組成物(C−1)を膜厚が2μmとなるようにスプレー塗布した後、室温で1時間乾燥し、150℃で30分加熱する事により、光触媒皮膜を有する試験板(D−1)を得た。   Spray a 1mm thick aluminum plate (JIS, H, 4000 (A1050P)) cut to 50mm x 60mm with Mighty Rack White {trade name of acrylic urethane resin paint (two-component mixed type)} (manufactured by Nippon Paint)} And dried at room temperature for 3 days. After spray-coating the photocatalyst composition (C-1) on the obtained aluminum plate coated with acrylic urethane so as to have a film thickness of 2 μm, it is dried at room temperature for 1 hour and heated at 150 ° C. for 30 minutes. Thus, a test plate (D-1) having a photocatalytic film was obtained.

得られた光触媒皮膜を有する試験板(D−1)をFIB加工し、TEMによる皮膜断面の観察を行った結果を図3(a)の写真に示す。また、図3(a)の写真のイラストレーションが図3(b)である。変性光触媒粒子(図3(b)中の参照番号1で示す)を含む光触媒皮膜(図3(b)中の参照番号2で示す)と、基材である、顔料酸化チタン(図3(b)中の参照番号4で示す)を含むアクリルウレタン皮膜(図3(b)中の参照番号3で示す)との界面には変性光触媒粒子は存在せず、光触媒皮膜表面は全て変性光触媒粒子で覆われていることが観察された。   The test plate (D-1) having the obtained photocatalyst film was subjected to FIB processing, and the result of observation of the film cross section by TEM is shown in the photograph of FIG. Moreover, the illustration of the photograph of Fig.3 (a) is FIG.3 (b). A photocatalytic film (indicated by reference numeral 2 in FIG. 3B) containing modified photocatalyst particles (indicated by reference numeral 1 in FIG. 3B), and pigment titanium oxide (FIG. 3B in FIG. 3B). ), The modified photocatalyst particles are not present at the interface with the acrylic urethane film (indicated by reference numeral 3 in FIG. 3 (b)) including the modified photocatalyst particles. It was observed that it was covered.

得られた光触媒皮膜を有する試験板(D−1)の鉛筆硬度はHであり、水との接触角は105゜であった。また、耐衝撃性試験は合格した。
また、得られた光触媒皮膜を有する試験板(D−1)の紫外線(ブラックライト)照射後の鉛筆硬度は5H以上であり、水の接触角は0゜であった。さらに光触媒活性評価の結果も非常に良好(◎)であった。
さらに、デューパネル光コントロールウェザーメーターによる曝露試験(1000時間後)による光沢保持率は98%であり、非常に良好な耐候性を示した。
続いて、光触媒組成物(C−1)をエポキシ樹脂(Quetol812)上にスプレー塗布した後、室温で2日間乾燥し、続いて50℃にて3日間加熱することにより平滑な光触媒皮膜を有するエポキシ樹脂(D−2)を得た。
The test plate (D-1) having the photocatalyst film thus obtained had a pencil hardness of H and a contact angle with water of 105 °. Moreover, the impact resistance test passed.
The test plate (D-1) having the photocatalyst film obtained had a pencil hardness of 5H or higher after irradiation with ultraviolet light (black light) and a water contact angle of 0 °. Furthermore, the photocatalytic activity evaluation result was also very good (良好).
Furthermore, the gloss retention by an exposure test (after 1000 hours) using a dew panel light control weather meter was 98%, indicating very good weather resistance.
Subsequently, the photocatalyst composition (C-1) was spray-coated on an epoxy resin (Quetol 812), dried at room temperature for 2 days, and then heated at 50 ° C. for 3 days to provide an epoxy having a smooth photocatalyst film. Resin (D-2) was obtained.

得られた光触媒皮膜を有するエポキシ樹脂(D−2)をエポキシ樹脂(Quetol812)に包埋後、ミクロトームにより50〜60nmの厚さの超薄切片を作成し、RuOでフェニル基含有シリコーン(BP1−1)を染色した後、TEMによる皮膜断面の観察を行った結果を図4(a)の写真に示す。また、図4(a)の写真のイラストレーションが図4(b)である。
変性光触媒粒子(図4(b)中の参照番号1で示す)を含む光触媒皮膜(図4(b)中の参照番号2で示す)と基材であるエポキシ樹脂(図4(b)中の参照番号5で示す)との界面には変性光触媒粒子はほとんど存在せず、光触媒皮膜表面は全て変性光触媒粒子で覆われていることが観察された。
After embedding the obtained epoxy resin (D-2) having a photocatalytic film in an epoxy resin (Quetol 812), an ultrathin section having a thickness of 50 to 60 nm was prepared by a microtome, and phenyl group-containing silicone (BP1) was formed using RuO 4. The result of having observed the film cross section by TEM after dye | staining -1) is shown to the photograph of Fig.4 (a). Moreover, the illustration of the photograph of Fig.4 (a) is FIG.4 (b).
A photocatalyst film (indicated by reference numeral 2 in FIG. 4 (b)) containing modified photocatalyst particles (indicated by reference numeral 1 in FIG. 4 (b)) and an epoxy resin (in FIG. 4 (b)). It was observed that almost no modified photocatalyst particles were present at the interface with the reference number 5), and the entire surface of the photocatalyst film was covered with the modified photocatalyst particles.

また、図4(b)中の参照番号5(b)で示す部分が、変性光触媒粒子相1と変性光触媒粒子を含まないバインダー相7との境界部分で、その部分を拡大した写真が図5(a)である。また、図5(a)の写真のイラストレーションが図5(b)である。
図5(a)には、変性光触媒粒子(図5(b)中の参照番号1で示す)を含むバインダー相と変性光触媒粒子を含まないバインダー相(図5(b)中の参照番号7で示す)が存在することが観察できる。また、変性光触媒粒子を含まないバインダー相(図5(b)中の参照番号7で示す)では、RuOで染色されたフェニル基含有シリコーンと染色されていないアルキル基含有シリコーンがミクロ相分離構造を有して存在していることが観察できる。
4B is a boundary portion between the modified photocatalyst particle phase 1 and the binder phase 7 not containing the modified photocatalyst particles, and an enlarged photograph of the portion is shown in FIG. (A). Moreover, the illustration of the photograph of Fig.5 (a) is FIG.5 (b).
FIG. 5A shows a binder phase containing modified photocatalyst particles (indicated by reference numeral 1 in FIG. 5B) and a binder phase not containing modified photocatalyst particles (reference numeral 7 in FIG. 5B). Can be observed. In the binder phase not containing the modified photocatalyst particles (indicated by reference numeral 7 in FIG. 5B), the phenyl group-containing silicone dyed with RuO 4 and the undyed alkyl group-containing silicone are composed of a microphase-separated structure. It can be observed that it exists.

[参考例5]
変性光触媒オルガノゾル(A−1)20gの代わりに変性処理をしていないTKS−251の10gを用いた以外は、参考例4と同様の操作を行い光触媒組成物(C−2)を得た。
得られた光触媒組成物(C−2)を用い、参考例4と同様の操作を行って光触媒皮膜(酸化チタン含量は参考例4と同量)を有する試験板(D−3)を得た。
得られた光触媒皮膜を有する試験板(D−3)の鉛筆硬度はHであり、水との接触角は97゜であった。
[Reference Example 5]
A photocatalyst composition (C-2) was obtained in the same manner as in Reference Example 4 except that 10 g of unmodified TKS-251 was used instead of 20 g of the modified photocatalyst organosol (A-1).
Using the resulting photocatalyst composition (C-2), the same operation as in Reference Example 4 was performed to obtain a test plate (D-3) having a photocatalyst film (titanium oxide content is the same as in Reference Example 4). .
The test plate (D-3) having the obtained photocatalyst film had a pencil hardness of H and a contact angle with water of 97 °.

また、得られた光触媒皮膜を有する試験板(D−3)の紫外線(ブラックライト)照射後の鉛筆硬度は3Hであり、水の接触角は94゜であった。さらに光触媒活性評価は悪い結果(×)であった。
さらに、デューパネル光コントロールウェザーメーターによる200時間の曝露試験で、光沢保持率は10%以下となり、チョーキング現象が観察された。
続いて、上記光触媒組成物(C−2)をエポキシ樹脂(Quetol812)上にスプレー塗布した後、室温で2日間乾燥し、続いて50℃にて3日間加熱することにより平滑な光触媒皮膜を有するエポキシ樹脂(D−4)を得た。
得られた光触媒皮膜を有するエポキシ樹脂(D−4)をエポキシ樹脂(Quetol812)に包埋後、ミクロトームにより50〜60nmの厚さの超薄切片を作成し、RuOでフェニル基含有シリコーン(BP1−1)を染色した後、TEMによる皮膜断面の観察を行った結果を図6(a)の写真に示す。また図6(a)の写真のイラストレーションが図6(b)である。
Further, the test plate (D-3) having the photocatalytic film thus obtained had a pencil hardness of 3H after irradiation with ultraviolet light (black light) and a water contact angle of 94 °. Furthermore, the photocatalytic activity evaluation was a bad result (x).
Further, in a 200-hour exposure test using a dew panel light control weather meter, the gloss retention was 10% or less, and a choking phenomenon was observed.
Subsequently, the photocatalyst composition (C-2) is spray-coated on an epoxy resin (Quetol 812), dried at room temperature for 2 days, and then heated at 50 ° C. for 3 days to have a smooth photocatalyst film. An epoxy resin (D-4) was obtained.
After embedding the obtained epoxy resin (D-4) having a photocatalytic film in an epoxy resin (Quetol 812), an ultrathin section having a thickness of 50 to 60 nm was prepared by a microtome, and phenyl group-containing silicone (BP1) was formed using RuO 4. The result of having observed the film cross section by TEM after dye | staining -1) is shown to the photograph of Fig.6 (a). FIG. 6B is an illustration of the photograph of FIG.

変性光触媒粒子(図6(b)中の参照番号1で示す)を含む光触媒皮膜(図6(b)中の参照番号2で示す)と、基材であるエポキシ樹脂(図6(b)中の参照番号5で示す)との界面には変性光触媒粒子が多く存在し、光触媒皮膜の露出表面は全て変性光触媒粒子の存在しないアルキル基含有シリコーン(図6(b)中参照番号8で示す)で覆われており、光触媒活性の発現が期待できないことが観察された。   A photocatalyst film (indicated by reference numeral 2 in FIG. 6B) containing modified photocatalyst particles (indicated by reference numeral 1 in FIG. 6B), and an epoxy resin (in FIG. 6B). The photocatalyst film has a large amount of modified photocatalyst particles at the interface with the alkyl group-containing silicone in which all the exposed surface of the photocatalyst film is not present (indicated by reference numeral 8 in FIG. 6B). It was observed that the photocatalytic activity could not be expected.

[実施例1]
紙に参考例4で調整した光触媒組成物(C−1)を、乾燥膜厚が約3μmとなるように塗布し、150℃で10分間熱処理した後、東芝ライテック製FL20SBLB型ブラックライトの光[トプコン製UVR−2型紫外線強度計(受光部:トプコン製UD−36型受光部)を用いて測定した紫外線強度が2mW/cmとなるよう調整]5日間照射して光触媒担持紙を作成した。得られた光触媒担持紙について、JIS Z 1516-1995「外装用段ボール」に準拠して作製されるピッチ2.5mmの中しんとライナを貼り合わせた片ダンボールを積層し、100mm×100mm ×厚さ10mmのハニカム状光触媒部材試料(E−1)を作製した。
この試料(E−1)の脱臭性を評価したところ、200ppmのアセトアルデヒドが紫外線(ブラックライト)照射後に5ppmとなった。また、耐汚染性は非常に良好(○)であった。さらに、この試料(E−1)の耐光性も良好(○)であった。
また、耐光性試験後の試料(E−1)の脱臭性を評価したところ、200ppmのアセトアルデヒドが紫外線(ブラックライト)照射後に7ppmとなり,性能を保持していた。また、耐汚染性も非常に良好(○)であった。
[Example 1]
The photocatalyst composition (C-1) prepared in Reference Example 4 was applied to paper so that the dry film thickness was about 3 μm, heat-treated at 150 ° C. for 10 minutes, and then light of FL20SBLB type black light manufactured by Toshiba Lighting & Technology [ Adjusted so that the UV intensity measured using a Topcon UVR-2 UV intensity meter (light receiving part: UD-36 light receiving part made by Topcon) was adjusted to 2 mW / cm 2 ]. . About the obtained photocatalyst carrying paper, the piece corrugated cardboard which bonded the liner and liner of 2.5mm of pitch produced based on JISZ1516-1995 "corrugated cardboard for exterior" is laminated, and it is 100mm x 100mm x thickness 10mm A honeycomb-shaped photocatalyst member sample (E-1) was prepared.
When the deodorizing property of this sample (E-1) was evaluated, 200 ppm of acetaldehyde became 5 ppm after irradiation with ultraviolet rays (black light). Further, the contamination resistance was very good (◯). Furthermore, the light resistance of this sample (E-1) was also good (◯).
Further, when the deodorizing property of the sample (E-1) after the light resistance test was evaluated, 200 ppm of acetaldehyde became 7 ppm after irradiation with ultraviolet rays (black light), and the performance was maintained. Further, the contamination resistance was very good (◯).

[比較例1]
未処理の紙を用いて実施例1と同様の方法で作成した試料(E−2)の脱臭性を評価したところ、200ppmのアセトアルデヒドが紫外線(ブラックライト)照射後も190ppmと殆ど変化がなかった。また、耐汚染性は悪い結果(×)であった。耐光性は良好(○)であった。
[Comparative Example 1]
When the deodorizing property of the sample (E-2) prepared by the same method as in Example 1 was evaluated using untreated paper, 200 ppm of acetaldehyde was almost unchanged at 190 ppm even after irradiation with ultraviolet rays (black light). . Further, the contamination resistance was a bad result (x). The light resistance was good (◯).

[比較例2]
参考例4で調整した光触媒組成物(C−1)の代わりに参考例5で調整した光触媒組成物(C−2)を使用した以外は実施例1と同様に実施し、ハニカム状光触媒部材試料(E−3)を得た。
この試料(E−3)の脱臭性を評価したところ、200ppmのアセトアルデヒドが紫外線(ブラックライト)照射後も190ppmと殆ど変化がなかった。また、耐汚染性も悪い結果(×)であった。さらに、この試料(E−3)の耐光性も悪い結果(×)であった。
[Comparative Example 2]
A honeycomb-shaped photocatalyst member sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photocatalyst composition (C-2) prepared in Reference Example 5 was used instead of the photocatalyst composition (C-1) prepared in Reference Example 4. (E-3) was obtained.
When the deodorizing property of this sample (E-3) was evaluated, 200 ppm of acetaldehyde was hardly changed to 190 ppm even after irradiation with ultraviolet rays (black light). Moreover, the result (x) with bad pollution resistance was also bad. Furthermore, the light resistance of this sample (E-3) was also poor (x).

[比較例3]
参考例4で調整した光触媒組成物(C−1)の代わりに市販の光触媒コーティング液であるST−K03(石原産業(株)製)を使用した以外は実施例1と同様に実施し、ハニカム状光触媒部材試料(E−4)を得た。
しかし、この試料(E−4)の光触媒含有皮膜は乾燥によりヒビ割れを起こし、ハニカムから脱落したため物性の評価は実施できなかった。
[Comparative Example 3]
The same procedure as in Example 1 was performed except that ST-K03 (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), which is a commercially available photocatalyst coating solution, was used instead of the photocatalyst composition (C-1) prepared in Reference Example 4, and the honeycomb A photocatalyst member sample (E-4) was obtained.
However, the photocatalyst-containing film of this sample (E-4) was cracked by drying and dropped out of the honeycomb, so that the physical properties could not be evaluated.

[比較例4]
参考例4で調整した光触媒組成物(C−1)の代わりに市販の光触媒コーティング液であるST?K03(石原産業(株)製)を使用し、乾燥膜厚が約0.3μmとなるように塗布した以外は実施例1と同様に実施し、ハニカム状光触媒部材試料(E−5)を得た。
この試料(E−5)の脱臭性を評価したところ、200ppmのアセトアルデヒドが紫外線(ブラックライト)照射後に10ppmとなった。また、耐汚染性も良好な結果(○)であったが、耐光性が悪い結果(×)であった。
[Comparative Example 4]
Instead of the photocatalyst composition (C-1) prepared in Reference Example 4, a commercially available photocatalyst coating solution ST? K03 (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) is used so that the dry film thickness is about 0.3 μm. Except for being applied to the sample, the same procedure as in Example 1 was performed to obtain a honeycomb-shaped photocatalyst member sample (E-5).
When the deodorizing property of this sample (E-5) was evaluated, 200 ppm of acetaldehyde became 10 ppm after irradiation with ultraviolet rays (black light). In addition, although the contamination resistance was a good result (◯), the light resistance was a bad result (×).

本発明のハニカム触媒構造体は、光触媒機能を利用して有機物を分解することにより、脱臭あるいは有害汚染物質の無害化、環境におけるNO、SO、COなどの除去、染色排水の脱色、水の浄化等の分野で好適に利用できる。 The honeycomb catalyst structure of the present invention decomposes organic substances using a photocatalytic function, thereby deodorizing or detoxifying harmful pollutants, removing NO x , SO x , CO 2, etc. in the environment, decoloring dyeing waste water, It can be suitably used in fields such as water purification.

図1は、変性処理前のTKS251(市販の酸化チタンオルガノゾル)の粒径分布を、湿式粒度分析計を使用して測定した結果を示す図である。FIG. 1 is a graph showing the results of measuring the particle size distribution of TKS251 (commercially available titanium oxide organosol) before modification using a wet particle size analyzer. 図2は、参考例4で上記TKS−251を変性処理して得られた変性光触媒オルガノゾル(A−1)の粒径分布を、湿式粒度分析計を使用して測定した結果を示す図である。FIG. 2 is a view showing the results of measuring the particle size distribution of the modified photocatalyst organosol (A-1) obtained by modifying TKS-251 in Reference Example 4 using a wet particle size analyzer. . 図3(a)は、参考例4で得られた光触媒含有皮膜を有する試験板(D−1)の断面のTEM写真である。 図3(b)は、図3(a)のイラストレーションである。FIG. 3A is a TEM photograph of a cross section of the test plate (D-1) having the photocatalyst-containing coating obtained in Reference Example 4. FIG. 3B is an illustration of FIG. 図4(a)は、参考例4で得られた光触媒含有皮膜を有するエポキシ樹脂(D−2)の断面のTEM写真である。 図4(b)は、図4(a)のイラストレーションである。4A is a TEM photograph of a cross section of an epoxy resin (D-2) having a photocatalyst-containing film obtained in Reference Example 4. FIG. FIG. 4B is an illustration of FIG. 図5(a)は、図4(a)のTEM写真の一部を拡大した写真である。 図5(b)は、図5(a)のイラストレーションである。Fig.5 (a) is the photograph which expanded a part of TEM photograph of Fig.4 (a). FIG. 5B is an illustration of FIG. 図6(a)は、参考例5で得られた光触媒含有皮膜を有するエポキシ樹脂(D−3)の断面のTEM写真である。6A is a TEM photograph of a cross section of an epoxy resin (D-3) having a photocatalyst-containing film obtained in Reference Example 5. FIG.

図6(b)は、図6(a)のイラストレーションである。   FIG. 6B is an illustration of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 変性光触媒粒子
2 光触媒含有皮膜
3 アクリルウレタン皮膜
4 顔料である酸化チタン
5 エポキシ樹脂
5(b) 変性光触媒粒子相1と変性光触媒粒子を含まないバインダー相7との境界部分で、その拡大図を図5(b)に示す
6 包埋用エポキシ樹脂
7 変性光触媒粒子を含まないバインダー相
8 アルキル基含有シリコーン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Modified photocatalyst particle 2 Photocatalyst containing film | membrane 3 Acrylic urethane film | membrane 4 Titanium oxide which is a pigment 5 Epoxy resin 5 (b) The enlarged view in the boundary part of the modified photocatalyst particle phase 1 and the binder phase 7 which does not contain modified photocatalyst particles 5 (b) 6 embedded epoxy resin 7 binder phase not containing modified photocatalyst particles 8 alkyl group-containing silicone

Claims (18)

光触媒(a)及びバインダー成分(B)を含む表層部を備えたハニカム触媒構造体であって、該表層部中における光触媒(a)の濃度がハニカム触媒構造体の内部側から表面に向かって高くなることを特徴とするハニカム触媒構造体。   A honeycomb catalyst structure having a surface layer portion containing a photocatalyst (a) and a binder component (B), wherein the concentration of the photocatalyst (a) in the surface layer portion increases from the inner side to the surface of the honeycomb catalyst structure. A honeycomb catalyst structure characterized by comprising: 該表層部が皮膜状であり、該皮膜中における光触媒(a)の濃度がハニカム触媒構造体の基材に接する面から他方の露出面に向かって高くなることを特徴とする請求項(1)記載のハニカム触媒構造体。   The surface layer portion is in the form of a film, and the concentration of the photocatalyst (a) in the film increases from the surface in contact with the substrate of the honeycomb catalyst structure toward the other exposed surface. The honeycomb catalyst structure according to the description. 該表層部が、光触媒(a)及びバインダー成分(B)を含む光触媒組成物(C)から形成されることを特徴とする請求項1または2記載のハニカム触媒構造体。   The honeycomb catalyst structure according to claim 1 or 2, wherein the surface layer portion is formed from a photocatalyst composition (C) containing a photocatalyst (a) and a binder component (B). 該光触媒(a)が、式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位、及びフッ化メチレン(―CF−)単位よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する化合物類よりなる群から選ばれる少なくとも1種の変性剤化合物(b)で変性処理された変性光触媒(A)であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のハニカム触媒構造体。
Si− (1)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す)
−(RSiO)− (2)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
The photocatalyst (a) is a triorganosilane unit represented by the formula (1), a monooxydiorganosilane unit represented by the formula (2), a dioxyorganosilane unit represented by the formula (3), and Modified photocatalyst modified with at least one modifier compound (b) selected from the group consisting of compounds having at least one structural unit selected from the group consisting of methylene fluoride (—CF 2 —) units ( The honeycomb catalyst structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the honeycomb catalyst structure is A).
R 3 Si- (1)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group)
- (R 2 SiO) - ( 2)
(In the formula, R is as defined in formula (1).)
(In the formula, R is as defined in formula (1).)
該バインダー成分(B)が、下記式(4)で表されるフェニル基含有シリコーン(BP)を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のハニカム触媒構造体。
SiO(4−p−q−r)/2 (4)
(式中、各Rはフェニル基を表し、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、又は直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基を表し;
Xは、各々独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシロキシ基、アミノキシ基、炭素数1〜20のオキシム基、ハロゲン原子を表す。そしてp、q及びrは、0<p<4、0≦q<4、0≦r<4、及び0<(p+q+r)<4であり、そして0.05≦p/(p+q)≦1である。)
The honeycomb catalyst structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the binder component (B) contains a phenyl group-containing silicone (BP) represented by the following formula (4).
R 1 p R 2 q X r SiO (4-p-q-r) / 2 (4)
(In the formula, each R 1 represents a phenyl group, and each R 2 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or Represents a branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms;
X represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, a C1-C20 alkoxy group, a C1-C20 acyloxy group, an aminoxy group, a C1-C20 oxime group, and a halogen atom each independently. And p, q, and r are 0 <p <4, 0 ≦ q <4, 0 ≦ r <4, and 0 <(p + q + r) <4, and 0.05 ≦ p / (p + q) ≦ 1 is there. )
該フェニル基含有シリコーン(BP)が、下記式(5)で表される、アルキル基を含有しないフェニル基含有シリコーン(BP1)であることを特徴とする請求項5に記載のハニカム触媒構造体。
SiO(4−s−t)/2 (5)
(式中、Rはフェニル基を表す。Xは各々独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシロキシ基、アミノキシ基、炭素数1〜20のオキシム基、ハロゲン原子を表す。s及びtは、0<s<4、0≦t<4、そして0<(s+t)<4である。)
The honeycomb catalyst structure according to claim 5, wherein the phenyl group-containing silicone (BP) is a phenyl group-containing silicone (BP1) not containing an alkyl group, represented by the following formula (5).
R 1 s X t SiO (4 -s-t) / 2 (5)
(Wherein R 1 represents a phenyl group. X is independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aminoxy group, or an oxime having 1 to 20 carbon atoms. Group represents a halogen atom, and s and t are 0 <s <4, 0 ≦ t <4, and 0 <(s + t) <4.)
該バインダー成分(B)が、下記式(6)で表されるアルキル基含有シリコーン(BA)を更に含有することを特徴とする請求項5または6のいずれかに記載のハニカム触媒構造体。
SiO(4−u−v)/2 (6)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、又は直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基を表す。Xは、各々独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシロキシ基、アミノキシ基、炭素数1〜20のオキシム基、ハロゲン原子を表す。そしてu及びvは、0<u<4、0≦v<4、そして0<(u+v)<4である。)
The honeycomb catalyst structure according to any one of claims 5 and 6, wherein the binder component (B) further contains an alkyl group-containing silicone (BA) represented by the following formula (6).
R 2 u X v SiO (4-uv) / 2 (6)
(In the formula, each R 2 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 2 to 30 carbon atoms. Each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aminoxy group, an oxime group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom. And u and v are 0 <u <4, 0 ≦ v <4, and 0 <(u + v) <4.)
該バインダー成分(B)が、式(5)で表される、アルキル基を含有しないフェニル基含有シリコーン(BP1)と式(6)で表されるアルキル基含有シリコーン(BA)を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のハニカム触媒構造体。
SiO(4−s−t)/2 (5)
(式中、Rはフェニル基を表し、Xは各々独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシロキシ基、アミノキシ基、炭素数1〜20のオキシム基、ハロゲン原子を表す。s及びtは、0<s<4、0≦t<4、そして0<(s+t)<4である。)
SiO(4−u−v)/2 (6)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、又は直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基を表し、Xは、各々独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシロキシ基、アミノキシ基、炭素数1〜20のオキシム基、ハロゲン原子を表す。
u及びvは、0<u<4、0≦v<4、そして0<(u+v)<4である。)
The binder component (B) contains a phenyl group-containing silicone (BP1) not containing an alkyl group represented by formula (5) and an alkyl group-containing silicone (BA) represented by formula (6). The honeycomb catalyst structure according to any one of claims 1 to 4, wherein
R 1 s X t SiO (4 -s-t) / 2 (5)
(Wherein, R 1 represents a phenyl group, and each X independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aminoxy group, or an oxime having 1 to 20 carbon atoms. Group represents a halogen atom, s and t are 0 <s <4, 0 ≦ t <4, and 0 <(s + t) <4.
R 2 u X v SiO (4-uv) / 2 (6)
(In the formula, each R 2 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 2 to 30 carbon atoms. Each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aminoxy group, an oxime group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom. Represent.
u and v are 0 <u <4, 0 ≦ v <4, and 0 <(u + v) <4. )
該アルキル基含有シリコーン(BA)が、式(7)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位(D)と式(8)で表されるジオキシオルガノシラン単位(T)を有することを特徴とする請求項7または8記載のハニカム触媒構造体。
−(R SiO)− (7)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、又は直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基を表す。)
(式中、Rは式(7)で定義した通りである。)
The alkyl group-containing silicone (BA) has a monooxydiorganosilane unit (D) represented by the formula (7) and a dioxyorganosilane unit (T) represented by the formula (8). The honeycomb catalyst structure according to claim 7 or 8.
— (R 2 2 SiO) — (7)
(In the formula, each R 2 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 2 to 30 carbon atoms. Represents an alkenyl group of
(Wherein R 2 is as defined in formula (7).)
該フェニル基含有シリコーン(BP)と該アルキル基含有シリコーン(BA)について相分離構造を有する表層部であることを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載のハニカム触媒構造体。   The honeycomb catalyst structure according to any one of claims 7 to 9, which is a surface layer portion having a phase separation structure for the phenyl group-containing silicone (BP) and the alkyl group-containing silicone (BA). 該光触媒(a)が該アルキル基含有シリコーン(BA)相に存在することを特徴とする請求項10に記載のハニカム触媒構造体。   The honeycomb catalyst structure according to claim 10, wherein the photocatalyst (a) is present in the alkyl group-containing silicone (BA) phase. 該光触媒(a)の数平均粒子径が400nm以下であることを特徴とする請求項3に記載のハニカム触媒構造体。   The honeycomb catalyst structure according to claim 3, wherein the number average particle diameter of the photocatalyst (a) is 400 nm or less. 該変性剤化合物(b)が、式(9)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)であることを特徴とする請求項4に記載のハニカム触媒構造体。
SiO(4−x−y)/2 (9)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。x及びyは、0<x<4、0<y<4であり、そして(x+y)≦4である。)
The honeycomb catalyst structure according to claim 4, wherein the modifier compound (b) is a Si-H group-containing silicon compound (b1) represented by the formula (9).
H x R y SiO (4-xy) / 2 (9)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group, where x and y are 0 <x <4, 0 <Y <4 and (x + y) ≦ 4.)
該Si−H基含有ケイ素化合物(b1)が、式(10)で表されるモノSi−H基含有化合物、式(11)で表される両末端Si−H基含有化合物、式(12)で表されるHシリコーンよりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請求項13に記載のハニカム触媒構造体。
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、フェニル基、又は式(13)で表されるシロキシ基を表す。
−O−(R SiO)−SiR ・・・(13)
(式中、Rはそれぞれ独立に直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、又はフェニル基を表す。また、mは整数であり、0≦m≦1000である。))
H−(R SiO)−SiR −H ・・・(11)
(式中、Rは式(10)で定義した通りである。nは整数であり、0≦n≦1000である。)
(RHSiO)(R SiO)(R SiO1/2 ・・・(12)
(式中、Rは式(10)で定義した通りであり、aは1以上の整数であり、bは0以上の整数であり、(a+b)≦10000であり、そしてcは0又は2である。但し、(a+b)が2以上の整数であり且つc=0の場合、式(12)の該Hシリコーンは環状シリコーンであり、c=2の場合、式(12)の該Hシリコーンは鎖状シリコーンである。)
The Si-H group-containing silicon compound (b1) is a mono-Si-H group-containing compound represented by the formula (10), a Si-H group-containing compound represented by the formula (11), a formula (12) The honeycomb catalyst structure according to claim 13, wherein the honeycomb catalyst structure is at least one compound selected from the group consisting of H silicones represented by:
(In the formula, each R 3 independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or a carbon number of 5 to 20). A cycloalkyl group, a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a phenyl group, or a siloxy group represented by the formula (13).
—O— (R 4 2 SiO) m —SiR 4 3 (13)
(In the formula, each R 4 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon number of 1 to 1. 30 represents a fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or a phenyl group, and m is an integer and 0 ≦ m ≦ 1000.)
H— (R 3 2 SiO) n —SiR 3 2 —H (11)
(In the formula, R 3 is as defined in formula (10). N is an integer and 0 ≦ n ≦ 1000.)
(R 3 HSiO) a (R 3 2 SiO) b (R 3 3 SiO 1/2 ) c (12)
(Wherein R 3 is as defined in formula (10), a is an integer of 1 or more, b is an integer of 0 or more, (a + b) ≦ 10000, and c is 0 or 2) Provided that when (a + b) is an integer of 2 or more and c = 0, the H silicone of the formula (12) is a cyclic silicone, and when c = 2, the H silicone of the formula (12) Is a chain silicone.)
該表層部中のバインダー成分(B)が、相分離構造を形成していることを特徴とする請求項1または2に記載のハニカム触媒構造体。   The honeycomb catalyst structure according to claim 1 or 2, wherein the binder component (B) in the surface layer part forms a phase separation structure. 該表層部に含まれる光触媒(a)のバンドギャップエネルギーよりも高いエネルギーの光を照射することにより光触媒活性及び/または親水性を示すことを特徴とする請求項1または2に記載のハニカム触媒構造体。   The honeycomb catalyst structure according to claim 1 or 2, which exhibits photocatalytic activity and / or hydrophilicity when irradiated with light having energy higher than the band gap energy of the photocatalyst (a) contained in the surface layer portion. body. 該表層部に含まれる光触媒(a)のバンドギャップエネルギーよりも高いエネルギーの光を照射することにより、該光触媒(a)粒子の近傍に存在する珪素原子に結合した有機基の少なくとも一部が水酸基及び/又はシロキサン結合に置換されてなることを特徴とする請求項4、5、7、8のいずれか一項に記載のハニカム触媒構造体。   By irradiating light having energy higher than the band gap energy of the photocatalyst (a) contained in the surface layer portion, at least a part of the organic groups bonded to the silicon atoms existing in the vicinity of the photocatalyst (a) particles are hydroxyl groups. The honeycomb catalyst structure according to any one of claims 4, 5, 7, and 8, wherein the honeycomb catalyst structure is substituted with a siloxane bond. 光触媒(a)とバインダー成分(B)を含む光触媒組成物(C)であって、請求項1に記載の表層部を形成することを特徴とするハニカム触媒構造体用光触媒被覆組成物。   A photocatalyst composition (C) comprising a photocatalyst (a) and a binder component (B), wherein the surface layer portion according to claim 1 is formed.
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