JP2005261997A5

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Publication number: JP2005261997A5
Application number: JP2004074090A
Authority: JP
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2024-03-16

Description

他方、光触媒粒子と樹脂基体との接触を防ぐために、光触媒微粒子表面を他の無機物で被覆する方法も提案されているが、光触媒活性が低下するなどの問題があり、さらには、スパッタリング法により樹脂基体表面にバリヤ性に優れた緻密なケイ素酸化物や酸化アルミニウムなどの無機被膜を形成する方法も提案されているが、樹脂基体と無機被膜の熱膨張係数の違いや樹脂の種類によっては、接着性に優れた無機被膜を形成することは困難であり、また、スパッタリングにより発生する熱による樹脂基体の変形や、生産性が低いなど、様々な解決しなければならない問題が残されていた。

本発明によれば、少なくとも基体表面が樹脂からなる光触媒体の製造方法であって、基体の表面に対して、光触媒微粒子が、シランカップリング剤を介した化学結合によって固定化され、さらに、樹脂表面と光触媒微粒子の間にはアルコキシ基の加水分解で形成したシラノール基が脱水縮合して形成された酸化ケイ素の緻密な薄膜や無機微粒子からなる緻密な薄膜が形成されていることから、この緻密な酸化ケイ素や無機微粒子の薄膜は光触媒粒子と樹脂基体との直接接触を阻止するため、樹脂基体表面は光触媒粒子の持つ強い酸化、還元作用を受けないので、充分な耐久性を保持した光触媒体を製造して提供することが可能となる。

酸化チタンの結晶構造はルチル型、アナダーセ型、ブルッカイト型、その他、無定形であっても本発明では問わない。また、酸化チタンの一部の酸素原子がアニオンである窒素原子で置換されたＴｉＯ_２-ｘＮ_ｘや酸素原子が欠落して化学量論比から著しく外れたＴｉＯ_２-ｘ（Xは1.0以下）なども用いられる。

また、光触媒微粒子とともに、銀、銅、亜鉛などの金属およびそれらの化合物から選ばれる1種以上の抗菌性を有する材料からなる微粒子、デービト鉱、センウラン鉱、ブランネル石、ニンギョウ石、リンカイウラン石、カルノー石、ツャムン石、メタチャムン石、フランセビル石、トール石、コフィン石、サマルスキー石、トリウム石、トロゴム石、サマルスキー石、トリウム石、トロゴム石、モナズ石、タンタル石、バデライト、イルメナイトなどの放射性希有元素を微量含有する天然放射性希有元素鉱物や、これらの鉱物の一部を精製して得られる電融ジルコニアなどのマイナスイオンを発生する材料からなる微粒子、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｏＯ、ＣｕＯ、ＭｇＯなどの金属酸化物やこれらの混合物、例えば、コージライト、βスポジューメン、チタン酸アルミニウムなどの遠赤外線を放出する材料の微粒子、ＬａＢ_６、ＣｅＢ_６、ＮｄＢ_６、ＳｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、酸化ルテニウム、酸化レニウムなどの近赤外線を吸収する材料からなる微粒子など、様々な機能を有する材料からなる微粒子を複数混合して用いても良い。

第三の発明における好適な方法としては、予め基体表面にシランカップリング剤を、γ線、電子線、紫外線などの放射線の同時照射法や前照射法によりグラフト重合してシランカップリング剤からなるコーティング薄膜を形成した後、シランカップリング剤が結合された微粒子が分散した溶液を、前記基体表面のコーティング薄膜上に塗布し、その後、放射線を照射することにより、グラフト重合により微粒子を基体表面に結合させる方法により製造される。この場合でも、シランカップリング剤を基体表面に塗布し、必要に応じて溶剤を加熱乾燥などの方法により除去したコーティング薄膜上に、シランカップリング剤が結合された微粒子が分散した溶液を塗布し、放射線を照射することにより、グラフト重合により微粒子を基体表面に結合させる方法で製造することも可能である。

また、１２５μmのポリエステルフィルム（ルミラー（東レ(株)登録商標））の表面に、前記光触媒微粒子分散溶液をバーコーターで塗布し、１２０℃、３分間乾燥した。次に、光触媒微粒子分散液を塗布したポリエステルフィルムに電子線を２００ｋＶの加速電圧で５Ｍｒａｄ照射することで、光触媒微粒子をシランカップリング剤のグラフト重合によりポリエステルフィルム表面に結合させた光触媒体を得た。

以上説明したように、本発明の製造方法は、シランカップリング剤のグラフト重合等の化学結合により光触媒微粒子を樹脂表面に固定化する方法であり、シランカップリング剤のアルコキシ基の加水分解により生成したシラノール基が、光触媒微粒子の表面に脱水縮合反応で強固に化学的に結合し、さらに、シランカップリング剤のビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリロ基、アクリロキシ基、イソシアネート基などの不飽和二重結合を有する官能基が、例えば放射線の照射により生成したラジカルによるグラフト重合等の化学結合で樹脂基体表面に化学的に結合することによってなされている。よって、製造された光触媒微粒子は樹脂基体表面にシランカップリング剤により化学的な結合で強固に結合させることから、本発明方法によれば、過酷な環境で使用しても様々な機能を有する微粒子の脱離などが起こり難い耐久性に優れた微粒子固定化体を供給することが可能となる。さらに、光触媒粒子と樹脂基体との間には、シランカップリング剤に存在するアルコキシ基の加水分解で形成したシラノール基が、脱水縮合して酸化ケイ素の緻密な薄膜を形成していることから、これらの薄膜は光触媒粒子表面に発生したヒドロキシラジカルの樹脂基体との直接接触を阻害するため、樹脂基体表面は光触媒粒子の持つ強い酸化、還元作用を受けない。また、本発明では、透明性に優れた光触媒体が製造できることから、様々な分野に応用しても、それらの外観意匠性を損なうことがなく、処理条件を選択することにより繊維やそれらからなる構造体の風合いを損なうことも無いなど、様々な分野に応用できる実用性に優れた有用な光触媒体の製造方法を提供することが可能となる。