JP2005105138A - Aqueous liquid for formation of photocatalyst film excellent in transparency and stability, method for producing the same and method for producing structure by using the same - Google Patents

Aqueous liquid for formation of photocatalyst film excellent in transparency and stability, method for producing the same and method for producing structure by using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2005105138A
JP2005105138A JP2003340535A JP2003340535A JP2005105138A JP 2005105138 A JP2005105138 A JP 2005105138A JP 2003340535 A JP2003340535 A JP 2003340535A JP 2003340535 A JP2003340535 A JP 2003340535A JP 2005105138 A JP2005105138 A JP 2005105138A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
titanium
forming
anatase
photocatalyst film
transparency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003340535A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shiro Ogata
四郎 緒方
Yoshimitsu Matsui
義光 松井
Sadayuki Sasagawa
貞行 笹川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sustainable Titania Technology Inc
Original Assignee
Sustainable Titania Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sustainable Titania Technology Inc filed Critical Sustainable Titania Technology Inc
Priority to JP2003340535A priority Critical patent/JP2005105138A/en
Publication of JP2005105138A publication Critical patent/JP2005105138A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous liquid for formation of a photocatalyst film composed of an anatase type titanium peroxide fine particle dispersion and excellent in transparency and stability without being influenced by the content of ammonium ion used in a production process and to provide a method for producing the aqueous liquid for formation of photocatalyst and to provide a method for producing a structure by using the aqueous liquid. <P>SOLUTION: A salt solution of tetravalent titanium is reacted with an aqueous solution of ammonium to form a hydroxide of titanium and the hydroxide is peroxidized with an oxidizing agent and ultrafine-particle amorphous titanium peroxide is formed thereby and the titanium peroxide is dislocated to an anatase form by heat treatment to form an anatase type titanium peroxide fine particle dispersion. In any of the processes for forming the dispersion, a silicon compound such as silica sol is mixed therein to produce the aqueous liquid for formation of photocatalyst film. The aqueous liquid is applied to the surface of a substrate and a film is formed to produce the structure having the photocatalyst film on the surface. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液、該水液の製造方法及びそれを用いた構造体の製造方法に関する。より詳しくは、アナターゼ型チタン酸化物微細粒子を含有し、さらに製造過程で用いたアンモニウムイオンの含有量に影響されることなく透明性及び安定性に優れている光触媒被膜形成用水液、該水液の製造方法及びそれを用いた構造体の製造方法に関する。
The present invention relates to a photocatalyst film-forming water solution having excellent transparency and stability, a method for producing the water solution, and a method for producing a structure using the water solution. More specifically, a water solution for forming a photocatalyst film that contains anatase-type titanium oxide fine particles and is excellent in transparency and stability without being affected by the content of ammonium ions used in the production process, and the water solution And a structure manufacturing method using the same.

チタン含有物質を、板ガラス、板状セラミックあるいはタイルなどの各種建材等の各種材料表面に塗布して酸化チタン(チタニア)からなる光触媒被膜を形成し、その光触媒被膜により発現する防汚、抗菌、ガス分解、有害有機物分解等の各種機能を発現させることが従前から行なわれている。
その酸化チタン被膜の形成方法については、酸化チタンの微粒子を含有した分散液あるいはチタン化合物溶液を基体表面に塗布し、塗布した後に乾燥あるいは更に必要に応じ低温焼成する等の方法が知られている。
Titanium-containing material is applied to the surface of various materials such as plate glass, plate-like ceramics or tiles to form a photocatalytic film made of titanium oxide (titania). Antifouling, antibacterial, and gas expressed by the photocatalytic film Conventionally, various functions such as decomposition and decomposition of harmful organic substances have been developed.
As a method for forming the titanium oxide film, a method is known in which a dispersion containing a fine particle of titanium oxide or a titanium compound solution is applied to the surface of the substrate, and then dried or further subjected to low-temperature firing if necessary. .

特に光触媒性能を発現させるために使用するチタン酸化物としては、アナターゼ型あるいはルチル型酸化チタン等の二酸化チタンのみでなく、ペルオキソ基を有する酸化チタン、すなわち過酸化チタンも利用できることが知られている。
その過酸化チタンについてはアナターゼ型のもののみが触媒性能を有するのであり、そのことも知られている(特許文献1参照)。
そのアナターゼ型過酸化チタンついては、前記したとおり光触媒性能を有することから各種構造体の基体表面に被膜を形成し光触媒膜として利用することも前記公報に記載されている。
In particular, as titanium oxide used for developing photocatalytic performance, it is known that not only titanium dioxide such as anatase type or rutile type titanium oxide but also titanium oxide having a peroxo group, that is, titanium peroxide can be used. .
As for the titanium peroxide, only the anatase type has catalytic performance, which is also known (see Patent Document 1).
Since the anatase-type titanium peroxide has photocatalytic performance as described above, it is also described in the above publication that a film is formed on the surface of a substrate of various structures and used as a photocatalytic film.

そして、そのアナターゼ型チタン酸化物微細粒子の分散液からなる光触媒被膜形成水液は、典型的には、4価チタンの塩溶液とアンモニア等の塩基性溶液とを反応させて、チタンの水酸化物を形成し、この水酸化物を水洗した後酸化剤でペルオキソ化し、これにより超微小粒子のアモルファス型過酸化チタンを形成し、更に加熱処理することによりアナターゼ型に転移させることにより製造されるものである(特許文献1及び2参照)。
なお、アモルファス型チタン酸化物については、光触媒性能はないが結合性能が優れており、光触媒被膜を形成する際の光触媒粒子のバインダーとして利用することが提案されている(特許文献3参照)。
Then, the photocatalyst film-forming aqueous solution composed of the dispersion of the anatase-type titanium oxide fine particles typically reacts a salt solution of tetravalent titanium with a basic solution such as ammonia to hydroxylate titanium. It is manufactured by forming a product, washing the hydroxide with water, then peroxolating with an oxidizing agent, thereby forming an ultra-fine particle of amorphous titanium peroxide, and then transferring it to anatase type by heat treatment. (See Patent Documents 1 and 2).
Note that amorphous titanium oxide has no photocatalytic performance but has excellent binding performance, and has been proposed to be used as a binder for photocatalytic particles when forming a photocatalytic coating (see Patent Document 3).

この光触媒被膜形成水液製造過程で使用される塩基性溶液に由来するアンモニウムイオン等の陽イオンの存在が製造された水溶液の安定性及び透明性を左右するため、またアナターゼ化を促進するためにも、それを分離除去することが必要であり、そのために塩基性溶液を混合して水酸化物を生成した後に、洗浄を行うことが必要とされていた。
その分離除去を効率的に行う方法として、その後陽イオン交換樹脂を用いる方法も提案されている(特許文献4参照)。
The presence of cations such as ammonium ions derived from the basic solution used in the production process of the photocatalyst film-forming water solution affects the stability and transparency of the produced aqueous solution, and also promotes anataseization. However, it was necessary to separate and remove it, and therefore, it was necessary to perform washing after mixing the basic solution to form a hydroxide.
As a method for efficiently performing the separation and removal, a method using a cation exchange resin has been proposed (see Patent Document 4).

[先行技術文献]
特開平10−67516号公報 特開平9−71418号公報 特開平9−262481号公報 特許第3122658号公報
[Prior art documents]
JP 10-67516 A JP-A-9-71418 Japanese Patent Laid-Open No. 9-262481 Japanese Patent No. 312658

これらのアナターゼ型チタン酸化物微細粒子を含有する光触媒被膜形成水液に関する技術は、いずれも一ノ瀬弘道氏によるものであり、同氏はその後該形成水液を安定性及び透明性に優れたものとするには、可及的にアンモニウムイオン量を低減させるだけでなく、同イオンは所定量以上存在することが必要であるともしている。
それによれば、同イオンが500ppm程度存在する場合にのみ、安定性に優れた懸濁した淡黄色の被膜形成水液ができるとしているが、従来のアナターゼ型チタン酸化物微細粒子分散液の製造方法では、安定性及び透明性が充分なものはなかった。
All of the technologies related to the photocatalyst film-forming aqueous solution containing these anatase-type titanium oxide fine particles are based on Mr. Hiromichi Ichinose, who subsequently made the formed aqueous solution excellent in stability and transparency. In addition to reducing the amount of ammonium ions as much as possible, it is also necessary that the ions be present in a predetermined amount or more.
According to this, it is said that a suspended pale yellow film-forming aqueous solution having excellent stability can be formed only when the same ion is present at about 500 ppm, but a conventional method for producing anatase-type titanium oxide fine particle dispersion However, none of them had sufficient stability and transparency.

そこで、本発明者は、このような洗浄もしくはイオン交換等によるアンモニウムイオンの除去分離、又は同イオンを所定量にするための調節等の複雑かつ手間のかかる操作を不要とし、かつ安定性及び透明性がより優れたするアナターゼ型チタン酸化物微細粒子分散液からなる光触媒被膜形成用水液を開発すべく鋭意研究し、その結果開発に成功したのが本発明である。
したがって、本発明は、アンモニウムイオンの除去処理及び同イオンの濃度を所定濃度にするための調節処理を必要とすることなく透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液及びその製造方法を提供することを発明の解決すべき課題とするものである。
また、本発明はそれを用いて基体に被膜を形成することをも発明の解決すべき課題とするものである。
Therefore, the present inventor does not require complicated and laborious operations such as removal and separation of ammonium ions by washing or ion exchange, or adjustment to make the ions into a predetermined amount, and is stable and transparent. As a result, the present invention has succeeded in developing a water solution for forming a photocatalyst film composed of a dispersion of anatase-type titanium oxide fine particles having better properties.
Accordingly, the present invention provides a water solution for forming a photocatalyst film that is excellent in transparency and stability, and does not require an ammonium ion removal process and an adjustment process for adjusting the concentration of the ions to a predetermined concentration, and a method for producing the same This is a problem to be solved by the invention.
Another object of the present invention is to form a film on a substrate using the same.

本発明は、前記課題を解決するために透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液、その製造方法及びそれを用いた構造体の製造方法を提供するものであり、そのうちの透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液は、ケイ素化合物を含有するペルオキソ基を持つアナターゼ型チタン酸化物微細粒子分散液からなることを特徴とするものである。
なお、その透明性及び安定性は、製造過程で用いたアンモニウムイオンの含有量に影響されることなく発現するものであり、優れた特性である。
The present invention provides an aqueous solution for forming a photocatalyst film that is excellent in transparency and stability in order to solve the above problems, a method for producing the same, and a method for producing a structure using the same. The aqueous liquid for forming a photocatalyst film having excellent stability is characterized by comprising an anatase-type titanium oxide fine particle dispersion having a peroxo group containing a silicon compound.
In addition, the transparency and stability are expressed without being affected by the content of ammonium ions used in the production process, and are excellent characteristics.

そして、その光触媒被膜形成用水液の製造方法には、3通りの方法がある。
そのうちの第1の製造方法は、4価チタンの塩溶液とアンモニア水溶液とを反応させて、チタンの水酸化物を形成し、この水酸化物を酸化剤でペルオキソ化し、これにより超微小粒子のアモルファス型過酸化チタンを形成し、更に加熱処理することによりアナターゼ型過酸化チタンに転移させ、この過程のいずれかにおいてケイ素化合物を混合することを特徴とするものである。
There are three methods for producing the photocatalyst film-forming aqueous liquid.
In the first production method, a salt solution of tetravalent titanium and an aqueous ammonia solution are reacted to form a hydroxide of titanium, and the hydroxide is peroxylated with an oxidizing agent, whereby ultrafine particles are obtained. Amorphous titanium peroxide is formed, and further transferred to anatase titanium peroxide by heat treatment, and a silicon compound is mixed in any of these processes.

さらに、第2の製造方法は、4価チタンの塩溶液を酸化剤でペルオキソ化し、これとアンモニア水溶液とを反応させて水酸化物を形成して超微小粒子のアモルファス型過酸化チタンを形成し、更に加熱処理することによりアナターゼ型過酸化チタンに転移させ、この過程のいずれかにおいてケイ素化合物を混合することを特徴とするものである。
第3の製造方法は、4金属チタン粉末又はチタン酸化物粉末と、過酸化水素と、アンモニア水溶液とを反応させて、チタンの水酸化物形成と、ペルオキソ化とを同時に行って超微小粒子のアモルファス型過酸化チタンを形成し、更に加熱処理することによりアナターゼ型過酸化チタンに転移させ、この過程のいずれかにおいてケイ素化合物を混合することを特徴とするものである。
Furthermore, in the second production method, a tetravalent titanium salt solution is peroxylated with an oxidizing agent, and this is reacted with an aqueous ammonia solution to form a hydroxide to form an ultra-fine particle amorphous titanium peroxide. Further, it is transferred to anatase-type titanium peroxide by further heat treatment, and a silicon compound is mixed in any of these processes.
In the third production method, ultrafine particles are obtained by reacting tetrametallic titanium powder or titanium oxide powder, hydrogen peroxide, and aqueous ammonia solution, and simultaneously performing titanium hydroxide formation and peroxoation. Amorphous titanium peroxide is formed, and further transferred to anatase titanium peroxide by heat treatment, and a silicon compound is mixed in any of these processes.

また、光触媒被膜を表面に有する構造体の製造方法は、ケイ素化合物を含有するペルオキソ基を持つアナターゼ型過酸化チタン微細粒子分散液からなる透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液又はそれを含む各種塗膜材料を基材表面に塗布し、被膜を形成することを特徴とするものである。
In addition, a method for producing a structure having a photocatalyst film on its surface includes a water solution for forming a photocatalyst film excellent in transparency and stability, comprising an anatase-type titanium peroxide fine particle dispersion having a peroxo group containing a silicon compound. A coating film is formed by applying various coating film materials including the above to the surface of a base material.

本発明では、光触媒被膜形成用水液中に、ケイ素化合物が存在しており、この存在により製造過程で中和のために使用したアンモニアに由来するアンモニウムイオンの残留を配慮することなく透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液を製造できる。
すなわち、この残留したアンモニウムイオンに関し、不純物除去処理及び所定量残留させるための同イオンの濃度調節処理を行うことなく、透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液を製造できる。
In the present invention, a silicon compound is present in the aqueous solution for forming a photocatalyst film, and this presence makes it possible to maintain transparency and stability without considering the residual ammonium ions derived from ammonia used for neutralization in the production process. A water solution for forming a photocatalyst film having excellent properties can be produced.
That is, a water solution for forming a photocatalyst film excellent in transparency and stability can be produced without performing impurity removal treatment and concentration adjustment treatment of the same ions for leaving a predetermined amount of the remaining ammonium ions.

例えば、光触媒被膜形成用水液中の残留アンモニウムイオンを500ppm程度にするためのアンモニウムイオン量の調節も行う必要がない。
以上のとおりであり、本発明では、残留するアンモニウムイオンに関し、そのための分離除去又は濃度調整等の複雑な操作を行うことなく、透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液を製造できる。
このように、本発明では、ケイ素化合物の含有により、該形成用水液は、透明性に優れ、かつ経時安定性に優れたものとなる。
その結果、透明性に優れたガラス等に塗膜した場合においても基材の持つ透明性という特性を損なうことなく光触媒膜を形成することができる。
For example, it is not necessary to adjust the amount of ammonium ions to make the residual ammonium ions in the photocatalyst film-forming aqueous solution about 500 ppm.
As described above, in the present invention, a water solution for forming a photocatalyst film excellent in transparency and stability can be produced without performing complicated operations such as separation and removal or concentration adjustment for the remaining ammonium ions.
Thus, in the present invention, the formation aqueous solution has excellent transparency and stability over time due to the inclusion of the silicon compound.
As a result, a photocatalyst film can be formed without impairing the transparency property of the substrate even when coated on glass or the like having excellent transparency.

また、経時安定性に優れるものであるから、保管時の取扱いに関し神経質になることもなく、かつ長期間保管した場合においても変色、変質等がないので、利用性に優れたものである。
さらに、この光触媒被膜形成用水液中の過酸化チタンは、アナターゼ型であるから、施工時には塗膜形成後に高温加熱を必要とすることなく、常温にて光触媒被膜を形成でき、この点では施工性にも優れたものである。
勿論、アモルファス型過酸化チタンあるいはその他の塗膜用添加材についても、本発明の光触媒被膜形成用水液が持つ透明性や安定性などの特性を損なわない限り混合してもよい。
In addition, since it is excellent in stability over time, it does not become nervous with respect to handling during storage, and even when stored for a long period of time, there is no discoloration, no alteration, etc., and it is excellent in usability.
Furthermore, since the titanium peroxide in the aqueous solution for forming the photocatalyst film is anatase type, it is possible to form the photocatalyst film at room temperature without requiring high-temperature heating after the film is formed. It is also excellent.
Of course, amorphous titanium peroxide or other additive for coating film may be mixed as long as the characteristics such as transparency and stability of the photocatalyst film forming water solution of the present invention are not impaired.

本発明は、前述したとおり透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液、その製造方法及びそれを用いた構造体の製造方法を提供するものである。
それらに関し以下において詳述するが、本発明は特許請求の範囲の記載によって特定されるものであり、それら詳述された事項によって何ら限定されるものではない。
As described above, the present invention provides a water solution for forming a photocatalyst film excellent in transparency and stability, a method for producing the same, and a method for producing a structure using the same.
Although these are explained in full detail below, this invention is specified by description of a claim, and is not limited at all by the detailed matter.

本発明の透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液は、前記したとおりケイ素化合物を含有するペルオキソ基を持つアナターゼ型チタン酸化物微細粒子分散液からなるものであり、そのケイ素化合物の存在により不純物であるアンモニウムイオンの含有量に関わりなく、透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液を形成することができ、その結果長期間保存した場合にも沈澱生成あるいは変色等の劣化もなく安定して保存できるのである。
本発明のチタン酸化物含有被膜形成用水液の製造方法には、前記したとおり3つの製造方法があるが、工程の簡素化の点で、第1の製造方法が好ましい。
The aqueous liquid for forming a photocatalyst film having excellent transparency and stability according to the present invention is composed of a dispersion of anatase-type titanium oxide fine particles having a peroxo group containing a silicon compound as described above, and the presence of the silicon compound. Regardless of the content of ammonium ions, which are impurities, it is possible to form an aqueous solution for forming a photocatalyst film that is excellent in transparency and stability, and as a result, even when stored for a long period of time, it may cause precipitation or discoloration. And can be stored stably.
As described above, the method for producing a titanium oxide-containing aqueous solution for forming a film according to the present invention includes three production methods, but the first production method is preferred in terms of simplification of the process.

その第1及び第2の製造方法で使用する4価チタンの塩溶液としては、アンモニア水と反応させた際にオルトチタン酸(H4TiO4)とも呼称される水酸化チタンのゲルを形成できるものであれば各種のチタン塩の溶液が使用できる。
そのチタン塩には、例えば4塩化チタン、硫酸チタン、硝酸チタンあるいはリン酸チタン等のチタンの水溶性無機酸塩がある。それ以外にも蓚酸チタン等の水溶性有機酸塩も例示できる。
なお、これらの各種チタン化合物の中では、製造された被膜形成液中にチタン化合物中のチタン以外の成分が残留しない点で4塩化チタンが好ましい。
The tetravalent titanium salt solution used in the first and second production methods can form a titanium hydroxide gel, also called orthotitanic acid (H 4 TiO 4 ), when reacted with aqueous ammonia. Any titanium salt solution can be used.
Examples of the titanium salt include water-soluble inorganic acid salts of titanium such as titanium tetrachloride, titanium sulfate, titanium nitrate, or titanium phosphate. In addition, water-soluble organic acid salts such as titanium oxalate can be exemplified.
Of these various titanium compounds, titanium tetrachloride is preferred in that no components other than titanium in the titanium compound remain in the produced film forming solution.

4価チタンの塩溶液及びアンモニア水溶液の濃度については、反応時に水酸化チタンのゲルが形成できる範囲であれば特に制限されるものではないものの比較的希薄な溶液がよい。具体的には、4価チタン塩溶液は0.01〜5wt%がよく、好ましくは0.3〜0.9wt%がよい。
また、アンモニア水溶液は0.5〜10wt%がよく、好ましくは1.0〜4.0wt%がよい。
なお、アンモニア水溶液の濃度に関しては下記第3の製造方法では前記に比べて2〜4倍の濃度液を使用する。
The concentrations of the tetravalent titanium salt solution and the aqueous ammonia solution are not particularly limited as long as the titanium hydroxide gel can be formed during the reaction, but a relatively dilute solution is preferable. Specifically, the tetravalent titanium salt solution may be 0.01 to 5 wt%, preferably 0.3 to 0.9 wt%.
Moreover, 0.5-10 wt% is good for aqueous ammonia solution, Preferably 1.0-4.0 wt% is good.
In addition, regarding the density | concentration of aqueous ammonia solution, a 2-4 times density | concentration liquid is used in the 3rd manufacturing method below compared with the above.

また、第3の製造方法では、チタン原料として金属チタン粉末又はチタン酸化物粉末を使用するものであり、それらとしては、過酸化水素及びアンモニア水の存在下でペルオキソチタン錯体あるいはペルオキソチタン水和物が形成できるものであれば、特に制限されることなく使用可能であるが、金属チタン粉末としては、純度99〜99.9%、粒径45〜250μmがよく、チタン酸化物粉末としては、酸化チタン粉末のみでなく、含水酸化チタン粉末でもよい。   Further, in the third production method, metal titanium powder or titanium oxide powder is used as a titanium raw material, and these include peroxotitanium complex or peroxotitanium hydrate in the presence of hydrogen peroxide and aqueous ammonia. Can be used without particular limitation, but the metal titanium powder has a purity of 99 to 99.9% and a particle size of 45 to 250 μm, and the titanium oxide powder can be oxidized. Not only titanium powder but also hydrous titanium oxide powder may be used.

それら第1ないし第3の製造方法で使用するケイ素化合物については、特に制限されることはなく、それには、シリカゾル、水ガラスなどのアルカリ珪酸塩、又はホウ珪酸ナトリウムなどのアルカリホウ珪酸塩等が例示できるが、不用物質の除去や経済性の点でシリカゾルが好ましい。
本発明の光触媒被膜形成用水液は、ケイ素化合物を含有するペルオキソ基を持つアナターゼ型チタン酸化物微細粒子分散液であり、該分散液中には、ペルオキソ基を持つアナターゼ型チタン酸化物微細粒子とケイ素化合物とが共存するから、最終的にこの両者が該形成用水液に含有されていればよい。
The silicon compound used in the first to third production methods is not particularly limited, and examples thereof include silica sol, alkali silicate such as water glass, or alkali borosilicate such as sodium borosilicate. As examples, silica sol is preferable in terms of removal of unnecessary substances and economical efficiency.
The aqueous solution for forming a photocatalytic film of the present invention is a dispersion of anatase-type titanium oxide fine particles having a peroxo group containing a silicon compound, and the dispersion contains anatase-type titanium oxide fine particles having a peroxo group and Since the silicon compound coexists, both of them may be finally contained in the forming aqueous solution.

前記のとおりであるから、第1ないし第3のいずれの製造方法においても、ケイ素化合物は、アナターゼ型過酸化チタン含有分散液を製造する過程のいずれかにおいて、最終的に製造される該形成水液中でアナターゼ型過酸化チタンと混在するように混合されればよく、その混合時期は特に制限されるものではない。
以上のとおりであるから、ケイ素化合物は、アナターゼ型過酸化チタン含有分散液を製造する過程において混合されるものであり、過酸化チタンがアナターゼ型に転移した後に添加しても効果的でない。
As described above, in any of the first to third production methods, the silicon compound is finally produced in any of the steps of producing an anatase-type titanium peroxide-containing dispersion. What is necessary is just to mix so that it may coexist with anatase type titanium peroxide in a liquid, and the mixing time in particular is not restrict | limited.
Since it is as mentioned above, a silicon compound is mixed in the process of manufacturing an anatase type titanium peroxide containing dispersion liquid, and even if it adds after titanium peroxide transfers to anatase type, it is not effective.

その被膜形成用水液中の過酸化チタン濃度(ドープされた過酸化チタンの場合には共存する化合物を含む合計量)は、0.05〜15wt%がよく、好ましくは0.1〜5wt%がよい。
また、被膜形成用水液中においてアナターゼ型過酸化チタンと共存するケイ素化合物については、その濃度はケイ素化合物中のケイ素が酸化チタンに対し0.005〜50.0wt%がよく、好ましくは2.0〜30wt%がよい。
The concentration of titanium peroxide in the aqueous solution for film formation (the total amount including the coexisting compounds in the case of doped titanium peroxide) is preferably 0.05 to 15 wt%, preferably 0.1 to 5 wt%. Good.
The silicon compound coexisting with anatase-type titanium peroxide in the aqueous solution for forming a film has a concentration of 0.005 to 50.0 wt% of silicon in the silicon compound with respect to titanium oxide, preferably 2.0. -30 wt% is good.

本発明の光触媒被膜形成用水液を製造する方法は、第1の製造方法が好ましいことは前記のとおりであるが、その第1の製造方法においても同様の手順となる、ペルオキソ基を持つアナターゼ型チタン酸化物微細粒子を含有する分散液の製造方法に関しまず述べる。
その含有分散液の製造においては、4価のチタン塩とアンモニア水とを混合しチタンの水酸化物をまず生成させる。
その際の反応液の濃度及び温度については、特に限定されるわけではないが、前者は希薄溶液で実施するのが好ましく、後者は常温又はペルオキソ化時には冷却しながら実施するのが好ましい。
As described above, the method for producing the photocatalyst film-forming aqueous liquid of the present invention is preferably the first production method. The anatase type having a peroxo group is the same procedure in the first production method. First, a method for producing a dispersion containing fine titanium oxide particles will be described.
In the production of the contained dispersion, a tetravalent titanium salt and ammonia water are mixed to first produce a hydroxide of titanium.
In this case, the concentration and temperature of the reaction solution are not particularly limited, but the former is preferably carried out in a dilute solution, and the latter is preferably carried out while cooling at room temperature or peroxo formation.

この反応は中和反応であり、酸性から中性に、すなわちpH7に調整することが望ましい。
その反応後は形成された水酸化チタンゲルを重力沈降あるいは遠心分離等により固液分離する。
この分離に続いて得られた水酸化物を、その中に共存する陰イオンを分離除去ために純水で洗浄するのが望ましい。
なお、この洗浄は陰イオンを分離除去するためのものであるから、陽イオンであるアンモニウムイオン濃度をコントロールする必要がないため陰イオンと合わせて洗浄除去するのが望ましい。
This reaction is a neutralization reaction, and it is desirable to adjust the pH from acidic to neutral, that is, pH 7.
After the reaction, the formed titanium hydroxide gel is solid-liquid separated by gravity sedimentation or centrifugation.
It is desirable to wash the hydroxide obtained following this separation with pure water in order to separate and remove the anions present therein.
Since this washing is for separating and removing anions, it is not necessary to control the concentration of ammonium ions, which are cations, and it is desirable to wash and remove together with anions.

その後、過酸化水素で水酸化チタンをペルオキソ化することにより、アモルファス型のペルオキソ基を持つチタン酸化物微細粒子を含有する水液、すなわちアモルファス型の過酸化チタン含有分散液を製造することになるが、その前に冷却するのが好ましい。
その際の冷却は水酸化チタンが1〜5℃になるように行うのがよい。
このペルオキソ化に使用する過酸化水素の濃度については、特に制限されることはないが、30〜40%のものがよい。
Thereafter, by peroxylating titanium hydroxide with hydrogen peroxide, an aqueous liquid containing fine particles of titanium oxide having amorphous peroxo groups, that is, an amorphous titanium peroxide-containing dispersion is produced. However, it is preferable to cool before that.
Cooling at that time is preferably performed so that titanium hydroxide is 1 to 5 ° C.
The concentration of hydrogen peroxide used for this peroxoation is not particularly limited, but is preferably 30 to 40%.

前記のように水酸化チタンと過酸化水素とを混合することによりペルオキソ化反応が次第に進行し、アモルファス型過酸化チタンが形成される。
その際には、粒径が小さく、透明性の優れた分散液を得るのがよく、そのためには前記反応は短時間で低温で行うのがよい。
このようにすることにより、黄色、透明のアモルファス型過酸化チタン含有水液が得られる。
By mixing titanium hydroxide and hydrogen peroxide as described above, the peroxo reaction proceeds gradually, and amorphous titanium peroxide is formed.
In that case, it is preferable to obtain a dispersion having a small particle size and excellent transparency. For this purpose, the reaction is preferably carried out at a low temperature in a short time.
In this way, a yellow and transparent amorphous titanium peroxide-containing aqueous liquid is obtained.

次いで、このアモルファス型の過酸化チタン含有分散液を加熱することによりアナターゼ型に転換することになるが、その際の加熱温度は80〜200℃でよく、好ましくは90〜120℃がよい。
また、その加熱は、電気あるいは燃焼熱によるだけでも可能ではあるが、これらに電磁波による加熱を併用し、目的に合わせて可能な限り加熱時間を短縮するのがよい。
Subsequently, the amorphous titanium peroxide-containing dispersion is heated to be converted into an anatase type, and the heating temperature at that time may be 80 to 200 ° C, and preferably 90 to 120 ° C.
Further, the heating can be performed only by electricity or combustion heat, but it is preferable to use heating by electromagnetic waves in combination with these to shorten the heating time as much as possible according to the purpose.

本発明の第1の製造方法で製造される光触媒被膜形成用水液は、前記したアナターゼ型チタン酸化物微細粒子分散液を製造する過程のいずれかで、ケイ素化合物を混合することにより製造できるものであり、その混合時期については、図1にも図示されている。
具体的には、前記過程におけるチタン化合物水溶液、水酸化チタン、アモルファス型の過酸化チタン含有分散液等にケイ素化合物を混合することにより作製できるが、濃度調整の点でアモルファス型過酸化チタン含有分散液が好ましい。
The photocatalyst film-forming aqueous liquid produced by the first production method of the present invention can be produced by mixing a silicon compound in any of the processes for producing the anatase-type titanium oxide fine particle dispersion described above. The mixing timing is also shown in FIG.
Specifically, it can be prepared by mixing a silicon compound into the titanium compound aqueous solution, titanium hydroxide, amorphous titanium peroxide-containing dispersion liquid, etc. in the above process, but in view of concentration adjustment, amorphous type titanium peroxide-containing dispersion Liquid is preferred.

その被膜形成用水液の製造における両者の混合は、典型的にはアモルファス型過酸化チタン含有分散液と、ケイ素化合物のゾル、例えばシリカゾルとを混合することにより行うものである。
また、これ以外の手法でも両者を含有せしめることができるものであれば、何ら除外されるものではなく、それには、例えば過酸化チタン含有分散液に糖類を添加し、混合することによっても製造できる。
The mixing of both in the production of the film-forming aqueous liquid is typically performed by mixing an amorphous titanium peroxide-containing dispersion and a silicon compound sol, for example, a silica sol.
In addition, any method other than this is not excluded as long as both can be contained, and for example, it can be produced by adding a saccharide to a titanium peroxide-containing dispersion and mixing them. .

さらに、この被膜形成用水液については、導電性向上物質をドーピングしたものも使用でき、かかる向上物質としては、アルミニウム、錫、クロム、ニッケル、アンチモン、鉄、銀、セシウム、インジウム、セリウム、セレン、銅、マンガン、白金、タングステン、ジルコニウム、亜鉛等の金属塩があり、一部の金属あるいは非金属については水酸化物あるいは酸化物等もある。   Further, the film forming aqueous solution can be doped with a conductivity improving substance, such as aluminum, tin, chromium, nickel, antimony, iron, silver, cesium, indium, cerium, selenium, There are metal salts such as copper, manganese, platinum, tungsten, zirconium, and zinc, and some metals or nonmetals include hydroxides or oxides.

それらについてより具体的に物質名で示すと、塩化アルミニウム、塩化第1及び第2錫、塩化クロム、塩化ニッケル、塩化第1及び第2アンチモン、塩化第1及び第2鉄、硝酸銀、塩化セシウム、三塩化インジウム、塩化第1セリウム、四塩化セレン、塩化第2銅、塩化マンガン、塩化第2白金、四塩化タングステン、オキシ二塩化タングステン、タングステン酸カリウム、塩化第2金、オキシ塩化ジルコニウム、塩化亜鉛等の各種の金属塩が例示できる。
また、金属塩以外では、水酸化インジウム、ケイタングステン酸等の化合物も例示できる。
More specifically, the substance names are aluminum chloride, first and second tin chlorides, chromium chloride, nickel chloride, first and second antimony chlorides, first and second iron chlorides, silver nitrate, cesium chloride, Indium trichloride, cerium chloride, selenium tetrachloride, cupric chloride, manganese chloride, platinum chloride, tungsten tetrachloride, tungsten oxychloride, potassium tungstate, gallium chloride, zirconium oxychloride, zinc chloride And various metal salts.
In addition to metal salts, compounds such as indium hydroxide and silicotungstic acid can also be exemplified.

本発明の被膜形成用水液は、基材表面に直接被膜を形成するために使用できることは勿論、それを形成するための塗装材等の各種素材組成物に含有せしめて利用することも可能である。
直接被膜を形成する対象物としては、光触媒能を必要としているものあるいは酸化チタンのアナターゼ型を必要としているものであれば、特に制限されることなく使用可能であり、それには、板ガラス、金属板、強化ガラス、タイル等の無機基材、あるいはポリカーボネート、アクリル板等の有機高分子シートがある。
また、各種素材組成物としては、ペイントなどの塗装材、有機高分子含有左官材等がある。
The water solution for forming a film of the present invention can be used for directly forming a film on the surface of a substrate, and can also be used by being incorporated in various material compositions such as a coating material for forming the film. .
As an object for directly forming a film, any material that requires photocatalytic ability or anatase type titanium oxide can be used without particular limitation. There are inorganic base materials such as tempered glass and tiles, and organic polymer sheets such as polycarbonate and acrylic plates.
In addition, various material compositions include paints such as paint, and organic polymer-containing plastering materials.

それらを含めてより具体的には、各種金属板(ステンレス板、アルミ板等)、建材用ガラス、自動車用ガラス、各種鏡(浴室、洗面室、道路、反射鏡)、機器防護用ガラス(信号、センサー)、ガラス食器、冷蔵・冷凍ショーケースガラス、展示用ガラス、医療・歯科用ミラー、内視鏡等医療用カメラ、熱交換用金属フィン、各種ペイント、又は有機材料含有左官材等が例示でき、特に化粧性や透明性を有する基材に形成するのが有効である。 ただし、有機物基材に造膜する場合には、光触媒ブロック層としてのプライマーが必要である。   More specifically, including these, various metal plates (stainless steel plates, aluminum plates, etc.), glass for building materials, glass for automobiles, various mirrors (bathrooms, washrooms, roads, reflectors), equipment protection glass (signals) , Sensors), glass tableware, refrigerated / frozen showcase glass, display glass, medical and dental mirrors, medical cameras such as endoscopes, metal fins for heat exchange, various paints, or plasterers containing organic materials In particular, it is effective to form a base material having cosmetic properties and transparency. However, when forming a film on an organic material base, a primer as a photocatalyst block layer is required.

本発明の被膜形成用水液中のペルオキソ基を持つチタン酸化物微細粒子はアナターゼ型であることから、塗膜後は自然乾燥するだけで密着性及び光触媒性能のある被膜が形成でき、加熱乾燥することなく、簡便に基材表面に光触媒被膜を作製できる。
しかしながら、加熱乾燥してもよく、その場合には250℃以上に加熱すると密度、密着性及び触媒性能は向上することになるが、そのために自然乾燥に比しエネルギーを消費することになる。
Since the titanium oxide fine particles having a peroxo group in the aqueous solution for forming a film of the present invention are anatase type, a film having adhesion and photocatalytic performance can be formed only by natural drying after the coating, and then dried by heating. The photocatalyst film can be easily produced on the surface of the substrate without any problem.
However, it may be dried by heating. In that case, heating to 250 ° C. or higher will improve the density, adhesion and catalytic performance, but it will consume more energy than natural drying.

被膜の厚さは、乾燥固着後の厚さで、0.01〜2.0μmがよく、望ましくは0.1〜1.0μmがよい。
その被膜を形成するための造膜手段は、前記厚さの被膜が形成できるものであれば、特に制限されることはなく、例えばスプレー工法、スピン工法、ロール工法あるいはシルク印刷工法等が例示できる。
The thickness of the coating is 0.01 to 2.0 μm, preferably 0.1 to 1.0 μm, after drying and fixing.
The film forming means for forming the film is not particularly limited as long as the film having the above thickness can be formed, and examples thereof include a spray method, a spin method, a roll method, and a silk printing method. .

[実施例及び比較例]
以下において、本発明の触媒被膜形成用水液を製造する実施例及びそれと比較対照する水液を製造する比較例を記載する。
また、これら実施例及び比較例により製造した被膜形成用水液の透明性及び安定性に関する試験も行ったので、その結果も合わせて記載する。
なお、本発明はこれらの実施例及び試験結果によって何等限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によって特定されるものであることはいうまでもない。
[Examples and Comparative Examples]
Below, the Example which manufactures the aqueous liquid for catalyst film formation of this invention and the comparative example which manufactures the aqueous liquid compared with it are described.
Moreover, since the test regarding transparency and stability of the water solution for film formation produced by these Examples and Comparative Examples was also performed, the results are also described.
In addition, this invention is not limited at all by these Examples and test results, and it cannot be overemphasized that it is specified by description of a claim.

純水1000mlに、30wt%シリカゾル(触媒化成工業(株)製)5.0gと50%四塩化チタン溶液(住友シチックス(株)製)20gを添加し純水を加え2000mlにした溶液を準備する。
これに25%アンモニア水(高杉製薬(株)製)を10倍希釈したアンモニア水を滴下してpH6.9に調整して水酸化チタンを沈殿させた。
この沈殿物を純粋でデカンテーションし、上澄み液中の導電率が0.8mS/m以下になるよう繰り返し洗浄を行い、導電率が0.788mS/mになったところで洗浄を終了すると、0.96wt%固形分濃度のシリカがドープされた水酸化チタン含有液が690g作製された。
To 1000 ml of pure water, 5.0 g of 30 wt% silica sol (manufactured by Catalytic Chemical Industry Co., Ltd.) and 20 g of 50% titanium tetrachloride solution (manufactured by Sumitomo Sitix Co., Ltd.) are added, and a pure water is added to prepare a solution of 2000 ml. .
Ammonia water diluted 10 times with 25% ammonia water (manufactured by Takasugi Pharmaceutical Co., Ltd.) was added dropwise thereto to adjust the pH to 6.9 to precipitate titanium hydroxide.
This precipitate is purely decanted and repeatedly washed so that the conductivity in the supernatant is 0.8 mS / m or less. When the conductivity is 0.788 mS / m, the washing is terminated. 690 g of a titanium hydroxide-containing liquid doped with 96 wt% solids concentration silica was produced.

次いで、この含有液を1〜5℃に冷却しながら35%過酸化水素(タイキ薬品工業(株)製)を30g添加し16時間攪拌すると黄色で透明なシリカがドープされた1.05wt%固形分濃度のアモルファス型過酸化チタンの分散液740gが得られた。
この分散液のシリカ濃度は1600ppm、アンモニウムイオン濃度はインドフェノール法で測定したところ110ppmであった。
これを200g計量し、100℃の温度で5時間加熱すると黄色で高透明なシリカがドープされたアナターゼ型過酸化チタン分散液が濃度1.78wt%で115g得られた。
Next, 30 g of 35% hydrogen peroxide (manufactured by Taiki Pharmaceutical Co., Ltd.) was added while cooling this containing liquid to 1 to 5 ° C. and stirred for 16 hours, and a 1.05 wt% solid doped with yellow transparent silica was added. 740 g of a dispersion of amorphous titanium peroxide having a partial concentration was obtained.
This dispersion had a silica concentration of 1600 ppm and an ammonium ion concentration of 110 ppm as measured by the indophenol method.
When 200 g of this was weighed and heated at a temperature of 100 ° C. for 5 hours, 115 g of anatase-type titanium peroxide dispersion doped with yellow and highly transparent silica was obtained at a concentration of 1.78 wt%.

純水2000mlに50%四塩化チタン溶液(住友シチックス(株)製)40gを添加し純水を加え4000mlにした溶液を準備する。
これに25%アンモニア水(高杉製薬(株)製)を10倍希釈したアンモニア水を滴下してpH7.0に調整して水酸化チタンを沈殿させた。
この沈殿物を純水にてデカンテーションを行い、上澄み液中の導電率が0.8mS/m以下になるよう洗浄を継続し、導電率が0.738S/mになったところで洗浄を終了すると、0.73wt%濃度の水酸化物の含有液が1720gが調製された。
この分散液のアンモニウムイオン濃度はインドフェノール法で測定したところ120ppmであった。
A solution prepared by adding 40 g of a 50% titanium tetrachloride solution (manufactured by Sumitomo Sitix Co., Ltd.) to 2000 ml of pure water and adding pure water to make 4000 ml is prepared.
Ammonia water diluted 10 times with 25% ammonia water (manufactured by Takasugi Pharmaceutical Co., Ltd.) was added dropwise thereto to adjust the pH to 7.0 to precipitate titanium hydroxide.
The precipitate is decanted with pure water, and the washing is continued so that the conductivity in the supernatant is 0.8 mS / m or less. When the conductivity is 0.738 S / m, the washing is finished. 1720 g of a liquid containing 0.73 wt% hydroxide was prepared.
The ammonium ion concentration of this dispersion was 120 ppm as measured by the indophenol method.

次いで、この含有液を1〜5℃に冷却しながら、35%過酸化水素(タイキ薬品工業(株)製)を100g添加し16時間攪拌すると黄色で透明な0.86wt%固形分濃度のアモルファス型過酸化チタンの分散液1810gが得られた。
この得られた透明なアモルファス型過酸化チタンの分散液を200gづつ5個計量し、それぞれに30wt%シリカゾル(触媒化成工業(株)製)を0.01、0.03、0.05、0.1、及び1.0wt%添加して、シリカが、50ppm、140ppm、250ppm、410ppm及び3830ppmの濃度になるように調製した。
Next, 100 g of 35% hydrogen peroxide (manufactured by Taiki Pharmaceutical Co., Ltd.) was added while cooling this containing liquid to 1 to 5 ° C. and stirred for 16 hours, and the yellow and transparent 0.86 wt% solid content amorphous 1810 g of a dispersion of type titanium peroxide was obtained.
Five transparent dispersions of the obtained amorphous amorphous titanium peroxide were weighed in 200 g units, and 30 wt% silica sol (manufactured by Catalyst Chemical Industry Co., Ltd.) was added to each of 0.01, 0.03, 0.05, 0 0.1 and 1.0 wt% were added to prepare the silica at concentrations of 50 ppm, 140 ppm, 250 ppm, 410 ppm and 3830 ppm.

その後、このようにシリカ濃度が調製された各アモルファス型過酸化チタンの分散液を100℃で5時間加熱した。
その結果、それぞれ以下のとおりのアナターゼ型過酸化チタンの水分散液が得られた。
(1)シリカが濃度50ppmの場合は、固形分濃度1.90wt%の分散液が90g
(2)同濃度140ppmの場合は、固形分濃度1.79wt%の分散液が95g
(3)同濃度250ppmの場合は、固形分濃度1.80wt%の分散液が96g
(4)同濃度410ppmの場合は、固形分濃度1.74wt%の分散液が99g
(5)同濃度3830ppmの場合は、固形分濃度1.71wt%の分散液が101g
Thereafter, the dispersion liquid of each amorphous titanium peroxide having the silica concentration thus prepared was heated at 100 ° C. for 5 hours.
As a result, the following aqueous dispersions of anatase-type titanium peroxide were obtained.
(1) When silica has a concentration of 50 ppm, 90 g of a dispersion having a solid concentration of 1.90 wt% is obtained.
(2) In the case of the same concentration of 140 ppm, 95 g of a dispersion having a solid content concentration of 1.79 wt% is obtained.
(3) In the case of the same concentration of 250 ppm, 96 g of a dispersion having a solid concentration of 1.80 wt% is obtained.
(4) In the case of the same concentration of 410 ppm, 99 g of the dispersion having a solid content concentration of 1.74 wt% is obtained.
(5) In the case of the same concentration of 3830 ppm, the dispersion having a solid content concentration of 1.71 wt% is 101 g.

[比較例1]
実施例2で作製した透明なアモルファス型過酸化チタンの分散液を200g計量し、100℃で5時間加熱すると淡黄色で懸濁したアナターゼ型過酸化チタン分散液が1.52wt%の濃度で110g得られた。
[Comparative Example 1]
When 200 g of the transparent amorphous titanium peroxide dispersion prepared in Example 2 was weighed and heated at 100 ° C. for 5 hours, anatase titanium peroxide dispersion suspended in a pale yellow color was 110 g at a concentration of 1.52 wt%. Obtained.

[比較例2]
実施例2で作製した透明なアモルファス型過酸化チタンの分散液を200gづつ4個計量し、それそれに25%アンモニア水(高杉製薬(株)製)を10倍希釈したアンモニア水を添加して、所定のアンモニウムイオン濃度(120ppm、300ppm、500ppm、1000ppm)になるように調整した。
このアンモニウムイオン(NH4 +)濃度を調整したアモルファス型過酸化チタンの分散液を5時間加熱すると それぞれ以下のとおりのものが得られた。
(1)NH4 +濃度120ppm及び300ppmの場合は、固形分濃度1.78wt%で、95gのアナターゼ型過酸化チタンの分散液
(2)同濃度500ppmの場合は、固形分濃度1.79wt%で、93gのアナターゼ型に転移していない低光触媒性の過酸化チタン分散液
(3)同濃度1000ppmの場合は、固形分濃度1.65wt%で、101gのアナターゼ型に転移してなく光触媒性がない過酸化チタン分散液
[Comparative Example 2]
Four 200 g dispersions of transparent amorphous titanium peroxide prepared in Example 2 were weighed, and ammonia water obtained by diluting 25% ammonia water (manufactured by Takasugi Pharmaceutical Co., Ltd.) 10 times was added thereto. It adjusted so that it might become predetermined ammonium ion concentration (120ppm, 300ppm, 500ppm, 1000ppm).
When the amorphous titanium peroxide dispersion with the adjusted ammonium ion (NH 4 + ) concentration was heated for 5 hours, the following were obtained.
(1) In the case of NH 4 + concentrations of 120 ppm and 300 ppm, a solid content concentration of 1.78 wt% and 95 g of anatase-type titanium peroxide dispersion
(2) In the case of the same concentration of 500 ppm, the solid content concentration is 1.79 wt%, and 93 g of a low photocatalytic titanium peroxide dispersion not transferred to the anatase type
(3) In the case of the same concentration of 1000 ppm, the solid content concentration is 1.65 wt%, and the titanium peroxide dispersion does not transfer to 101 g of anatase type and has no photocatalytic property.

[透明性試験及び安定性試験]
実施例及び比較例で製造したアナターゼ型過酸化チタン分散液について、透明性試験及び安定性試験を以下のとおり行った。
すなわち、透明性試験は、実施例及び比較例で製造したアナターゼ型過酸化チタン分散液の色及び透明度を目視にて観察した。また、安定性試験は、100℃で5時間加熱直後、6ケ月経過後及び1年経過後の変化を目視にて観察した。
その結果については、実施例1、実施例2及び比較例2は、表1ないし3に記載するとおりである。
[Transparency test and stability test]
About the anatase type titanium peroxide dispersion liquid manufactured by the Example and the comparative example, the transparency test and the stability test were done as follows.
That is, in the transparency test, the color and transparency of the anatase-type titanium peroxide dispersion produced in Examples and Comparative Examples were visually observed. In addition, in the stability test, changes were observed visually after heating for 5 hours at 100 ° C., after 6 months, and after 1 year.
As for the results, Examples 1, 2 and Comparative Example 2 are as described in Tables 1 to 3.

Figure 2005105138
Figure 2005105138

Figure 2005105138
Figure 2005105138

Figure 2005105138
Figure 2005105138

前記した各実施例及び比較例の結果について、前記表に基づいて概要を示すと以下の通りである。
実施例1で得られたアナターゼ型過酸化チタン分散液は、シリカ濃度が1600ppmで、アモルファス型時におけるアンモニウムイオン濃度が110ppmである。
その色は黄色で透明性が高いものであり、これを冷暗所で長期間(6ケ月及び1年)保存したが、変色及び沈澱物の形成もなく、性状に変化はなかった。また100℃で5時間加熱後も同様に変化無く高透明であった。
About the result of each above-mentioned Example and a comparative example, when it shows as an outline | summary based on the said table | surface, it is as follows.
The anatase type titanium peroxide dispersion obtained in Example 1 has a silica concentration of 1600 ppm and an ammonium ion concentration of 110 ppm in the amorphous type.
The color was yellow and highly transparent, and it was stored in a cool dark place for a long time (6 months and 1 year). However, there was no discoloration or formation of precipitates, and there was no change in properties. Further, even after heating at 100 ° C. for 5 hours, it was highly transparent with no change.

実施例2では、前記したとおりシリカ濃度が50、140、250、410及び3830ppmの5種類のアナターゼ型過酸化チタン分散液を調製しており、それぞれのシリカ濃度の場合に以下のとおりの性状のアナターゼ型過酸化チタン分散液が得られた。
シリカ濃度が50ppmの場合は淡黄色微懸濁、140ppmの場合は50ppmの場合よりやや濃色の黄色で透明、250ppmの場合は140ppmの場合よりやや濃色の黄色で透明、410ppmの場合は250ppmの場合よりやや濃色の黄色で高透明、3830ppmの場合は410ppmの場合よりやや濃色の黄色で高透明であった。
この各シリカ濃度のアナターゼ型過酸化チタン分散液についても実施例1と同様に冷暗所での長期間保存試験及び加熱試験を行ったが、実施例1と同様に変色及び沈澱物の形成もなく、性状に変化はなかった。
In Example 2, five types of anatase-type titanium peroxide dispersions with silica concentrations of 50, 140, 250, 410, and 3830 ppm were prepared as described above, and the following properties were obtained for each silica concentration. An anatase-type titanium peroxide dispersion was obtained.
When the silica concentration is 50 ppm, it is a light yellow fine suspension, 140 ppm is slightly darker yellow and transparent than 50 ppm, 250 ppm is slightly darker yellow and transparent than 140 ppm, and 410 ppm is 250 ppm In the case of 3830 ppm, it was slightly dark yellow and highly transparent than in the case of 410 ppm.
The anatase-type titanium peroxide dispersion having each silica concentration was subjected to a long-term storage test and a heating test in a cool and dark place in the same manner as in Example 1. However, as in Example 1, there was no discoloration and formation of precipitates. There was no change in properties.

比較例1で作製したアナターゼ型過酸化チタン分散液は、前記したとおり淡黄色で懸濁したものであった。
また、比較例2で得られた過酸化チタン分散液は、NH4 +濃度が120ppm及び300ppmの場合は懸濁のある淡黄色、同濃度500ppmの場合は黄色透明、同濃度10000ppmの場合も500ppmの場合と同様黄色透明であった。
これら各場合について実施例1及び2と同様に冷暗所で長期間保存試験ところ500ppmの場合のみ黄色透明で変化がなかったが、その他の場合については、100ppmの場合白色沈澱、300ppmの場合懸濁のある淡黄色、1000ppmの場合粘調で懸濁性のものに変化していた。
The anatase-type titanium peroxide dispersion prepared in Comparative Example 1 was suspended in a pale yellow color as described above.
In addition, the titanium peroxide dispersion obtained in Comparative Example 2 is a pale yellow with suspension when the NH 4 + concentration is 120 ppm and 300 ppm, clear yellow when the concentration is 500 ppm, and 500 ppm when the concentration is 10000 ppm. As in the case of, it was yellow and transparent.
In each of these cases, as in Examples 1 and 2, a long-term storage test was conducted in a cool and dark place. Only 500 ppm was clear and unchanged in yellow, but in other cases, white precipitation was observed at 100 ppm, and suspension was observed at 300 ppm. In the case of a certain pale yellow color and 1000 ppm, it changed to a viscous and suspendable one.

以上のとおりであるから、本発明の光触媒被膜形成用水液は、シリカゾルなどのケイ素化合物を含有するペルオキソ基を持つアナターゼ型チタン酸化物微細粒子分散液からなることを特徴とするものであり、本発明では、該分散液がシリカゾル等のケイ素化合物を含有することにより、透明性及び経時安定性に優れた光触媒被膜形成用水液を得ることができる。
As described above, the photocatalyst film-forming aqueous liquid of the present invention is characterized in that it comprises an anatase-type titanium oxide fine particle dispersion having a peroxo group containing a silicon compound such as silica sol. In the invention, when the dispersion contains a silicon compound such as silica sol, an aqueous liquid for forming a photocatalyst film having excellent transparency and stability over time can be obtained.

本発明の光触媒被膜形成用水液を製造する方法の一態様である第1の製造方法を示す。The 1st manufacturing method which is one aspect | mode of the method of manufacturing the aqueous solution for photocatalyst film formation of this invention is shown.

Claims (7)

ケイ素化合物を含有するペルオキソ基を持つアナターゼ型過酸化チタン微細粒子分散液からなることを特徴とする透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液。 An aqueous liquid for forming a photocatalyst film excellent in transparency and stability, comprising an anatase-type titanium peroxide fine particle dispersion having a peroxo group containing a silicon compound. ケイ素化合物がシリカゾル、アルカリ珪酸塩、又はアルカリホウ珪酸塩である請求項1に記載の光触媒被膜形成用水液。 The water solution for forming a photocatalyst film according to claim 1, wherein the silicon compound is silica sol, alkali silicate, or alkali borosilicate. ケイ素化合物中のケイ素が酸化チタンに対し0.005〜50wt%含有されている請求項1又は2に記載の光触媒被膜形成用水液。 The aqueous liquid for forming a photocatalyst film according to claim 1 or 2, wherein silicon in the silicon compound is contained in an amount of 0.005 to 50 wt% with respect to titanium oxide. 4価チタンの塩溶液とアンモニア水溶液とを反応させて、チタンの水酸化物を形成し、この水酸化物を酸化剤でペルオキソ化し、これにより超微小粒子のアモルファス型過酸化チタンを形成し、更に加熱処理することによりアナターゼ型過酸化チタンに転移させ、この過程のいずれかにおいてケイ素化合物を混合することを特徴とする透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液の製造方法。 A tetravalent titanium salt solution and an aqueous ammonia solution are reacted to form titanium hydroxide, which is peroxylated with an oxidant, thereby forming ultra-fine particles of amorphous titanium peroxide. Further, a method for producing a water solution for forming a photocatalyst film excellent in transparency and stability, characterized in that it is transferred to anatase-type titanium peroxide by further heat treatment, and a silicon compound is mixed in any of these processes. 4価チタンの塩溶液を酸化剤でペルオキソ化し、これとアンモニア水溶液とを反応させて水酸化物を形成して超微小粒子のアモルファス型過酸化チタンを形成し、更に加熱処理することによりアナターゼ型過酸化チタンに転移させ、この過程のいずれかにおいてケイ素化合物を混合することを特徴とする透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液の製造方法。 Peroxidation of a tetravalent titanium salt solution with an oxidizing agent and reaction with an aqueous ammonia solution to form a hydroxide to form an ultra-fine particle amorphous titanium peroxide, followed by heat treatment, anatase A method for producing a water solution for forming a photocatalyst film excellent in transparency and stability, characterized in that it is transferred to type titanium peroxide and a silicon compound is mixed in any of these processes. 金属チタン粉末又はチタン酸化物粉末と、過酸化水素と、アンモニア水溶液とを反応させて、チタンの水酸化物形成と、ペルオキソ化とを同時に行って超微小粒子のアモルファス型過酸化チタンを形成し、更に加熱処理することによりアナターゼ型過酸化チタンに転移させ、この過程のいずれかにおいてケイ素化合物を混合することを特徴とする透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液の製造方法。 Metallic titanium powder or titanium oxide powder is reacted with hydrogen peroxide and aqueous ammonia solution to form titanium hydroxide and peroxo group at the same time to form ultra-fine particles of amorphous titanium peroxide. A method for producing a water solution for forming a photocatalyst film excellent in transparency and stability, characterized in that it is transferred to anatase-type titanium peroxide by further heat treatment, and a silicon compound is mixed in any of these processes. ケイ素化合物を含有するペルオキソ基を持つアナターゼ型過酸化チタン微細粒子分散液からなる透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液を基材表面に塗膜し被膜を形成することを特徴とする光触媒被膜を表面に有する構造体の製造方法。
A coating film is formed by coating an aqueous solution for forming a photocatalyst film, which is composed of a dispersion of fine particles of anatase-type titanium peroxide having a peroxo group containing a silicon compound, with excellent transparency and stability on a substrate surface. A method for producing a structure having a photocatalytic coating on its surface.
JP2003340535A 2003-09-30 2003-09-30 Aqueous liquid for formation of photocatalyst film excellent in transparency and stability, method for producing the same and method for producing structure by using the same Pending JP2005105138A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003340535A JP2005105138A (en) 2003-09-30 2003-09-30 Aqueous liquid for formation of photocatalyst film excellent in transparency and stability, method for producing the same and method for producing structure by using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003340535A JP2005105138A (en) 2003-09-30 2003-09-30 Aqueous liquid for formation of photocatalyst film excellent in transparency and stability, method for producing the same and method for producing structure by using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005105138A true JP2005105138A (en) 2005-04-21

Family

ID=34535403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003340535A Pending JP2005105138A (en) 2003-09-30 2003-09-30 Aqueous liquid for formation of photocatalyst film excellent in transparency and stability, method for producing the same and method for producing structure by using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005105138A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007146138A (en) * 2005-10-26 2007-06-14 Nippon Maintenance Engineering Kk Photocatalyst-applying agent and method for forming coated film
JP2007230812A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Bridgestone Corp Photocatalytic titanium oxide thin film
JP2008024565A (en) * 2006-07-24 2008-02-07 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Modified titanium oxide particle and its manufacturing method and exhaust gas treating catalyst using the same
JP2008156167A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Ishihara Sangyo Kaisha Ltd Spherical peroxotitanium hydrate and spherical titanium oxide and method for producing the same
JP2009285528A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Method for producing titanium oxide-based photocatalytic thin film
JP2015530246A (en) * 2012-09-26 2015-10-15 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー COATING COMPOSITION, PHOTOCATALYST ARTICLE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
CN110484739A (en) * 2019-09-11 2019-11-22 中南大学 A method of removing iron, manganese, vanadium, chromium impurity from Ti-containing slag fluoride process leachate

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3122658B1 (en) * 1999-08-06 2001-01-09 佐賀県 Solution for forming titanium oxide and method for producing the same
JP2002212463A (en) * 2001-01-12 2002-07-31 Sustainable Titania Technology Inc Titanium oxide-containing conductive film-forming liquid, production method thereof, and structure equipped with titanium oxide-containing film
JP2003055580A (en) * 2001-08-14 2003-02-26 Canon Ntc Inc Water-borne coating material, laminate, and method for producing the laminate
JP2003137549A (en) * 2001-10-30 2003-05-14 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Method for manufacturing tubular titanium oxide grain and tubular titanium oxide
JP2003160745A (en) * 2001-08-21 2003-06-06 Sustainable Titania Technology Inc Film-forming aqueous liquid having electroconductivity and photocatalytic property, its production method and structure equipped with film

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3122658B1 (en) * 1999-08-06 2001-01-09 佐賀県 Solution for forming titanium oxide and method for producing the same
JP2002212463A (en) * 2001-01-12 2002-07-31 Sustainable Titania Technology Inc Titanium oxide-containing conductive film-forming liquid, production method thereof, and structure equipped with titanium oxide-containing film
JP2003055580A (en) * 2001-08-14 2003-02-26 Canon Ntc Inc Water-borne coating material, laminate, and method for producing the laminate
JP2003160745A (en) * 2001-08-21 2003-06-06 Sustainable Titania Technology Inc Film-forming aqueous liquid having electroconductivity and photocatalytic property, its production method and structure equipped with film
JP2003137549A (en) * 2001-10-30 2003-05-14 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Method for manufacturing tubular titanium oxide grain and tubular titanium oxide

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007146138A (en) * 2005-10-26 2007-06-14 Nippon Maintenance Engineering Kk Photocatalyst-applying agent and method for forming coated film
JP4613154B2 (en) * 2005-10-26 2011-01-12 日本メンテナスエンジニヤリング株式会社 Photocatalyst coating agent and method for producing coating film
JP2007230812A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Bridgestone Corp Photocatalytic titanium oxide thin film
JP2008024565A (en) * 2006-07-24 2008-02-07 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Modified titanium oxide particle and its manufacturing method and exhaust gas treating catalyst using the same
JP2008156167A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Ishihara Sangyo Kaisha Ltd Spherical peroxotitanium hydrate and spherical titanium oxide and method for producing the same
JP2009285528A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Method for producing titanium oxide-based photocatalytic thin film
JP2015530246A (en) * 2012-09-26 2015-10-15 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー COATING COMPOSITION, PHOTOCATALYST ARTICLE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
CN110484739A (en) * 2019-09-11 2019-11-22 中南大学 A method of removing iron, manganese, vanadium, chromium impurity from Ti-containing slag fluoride process leachate
CN110484739B (en) * 2019-09-11 2020-12-18 中南大学 Method for removing iron, manganese, vanadium and chromium impurities from titanium-containing slag fluorination process leachate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4550753B2 (en) Method for producing surface-treated titanium oxide sol
JP4408702B2 (en) Superhydrophilic photocatalyst film forming liquid, structure provided with the film, and method for producing the same
KR101437200B1 (en) Surface-coated titanium dioxide, process for producing the same, and coating compositions containing the same
JP3524342B2 (en) Titanium dioxide sol and thin film for thin film formation
JPH02255532A (en) Production of rutile type titanium oxide sol
AU2017322968B2 (en) Mixture of visible light-responsive photocatalytic titanium oxide fine particles, dispersion liquid thereof, method for producing dispersion liquid, photocatalyst thin film, and member having photocatalyst thin film on surface
JP5447178B2 (en) Visible light responsive titanium oxide fine particle dispersion and method for producing the same
WO2011145385A1 (en) Visible-light-responsive titanium oxide microparticle dispersion, and process for production thereof
KR20070039111A (en) Method for post-treating titanium dioxide pigments
JPH10245228A (en) Fan-shaped or discoidal titanium dioxide and its production, and its use
JP2003137549A (en) Method for manufacturing tubular titanium oxide grain and tubular titanium oxide
JP2009227519A (en) Method for producing rutile-type titanium dioxide fine particles
US20050123471A1 (en) Method of producing titania solution
JP2005105138A (en) Aqueous liquid for formation of photocatalyst film excellent in transparency and stability, method for producing the same and method for producing structure by using the same
JP5317432B2 (en) Deodorant antibacterial composition and method for producing dispersion thereof
CN102089246B (en) Method for producing microcrystalline titanium oxide
JP2002212463A (en) Titanium oxide-containing conductive film-forming liquid, production method thereof, and structure equipped with titanium oxide-containing film
JP5447177B2 (en) Visible light responsive titanium oxide fine particle dispersion and method for producing the same
JP4540971B2 (en) Neutral titanium oxide sol and method for producing the same
JP4849778B2 (en) Antibacterial deodorant and method for producing the same
JPH0339017B2 (en)
JP2003112923A (en) Reformed titanium oxide particle
JP2005008707A (en) Dispersion for forming photocatalytic coating film having excellent transparency and stability, method for producing the same and method for producing structure using the same
JP4522082B2 (en) Photocatalyst liquid composition and photocatalyst formed using the same
JP2006124243A (en) Method for manufacturing brookite titanium oxide and photocatalytic coating agent

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060929

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091208

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100406