JP2005313055A - Functional dispersion - Google Patents

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修 高木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a functional dispersion capable of exerting a photocatalytic performance of a photocatalyst thoroughly without a deterioration in the base material and functional products in various forms processed with the dispersion, having antibacterial, antifouling and gas-decomposing properties and causing no discoloration or deterioration. <P>SOLUTION: The dispersion contains a compound oxide type niobium-titania photocatalyst of a niobium content of 0.1-25 mass%, described hereafter as titania type photocatalyst. The titania type photocatalyst is porous with an average particle size of 0.05-10 μm, an average pore diameter of 3-80 nm and a diameter of crystals of 5-1,000 nm. The titania type photocatalyst has practically no Lewis acid sites. Functional processed products using the functional dispersion containing the titania type photocatalyst are also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基材に対して熱および紫外線などによる変色させることが少ない光触媒を含有する機能性分散液およびこの機能性分散液を用いて加工した繊維、不織布、フィルター、フィルム、塗料、紙、成形品などの各種機能性加工製品に関するものである。   The present invention includes a functional dispersion containing a photocatalyst that is less likely to be discolored by heat and ultraviolet rays with respect to a substrate, and fibers, nonwoven fabrics, filters, films, paints, papers processed using this functional dispersion, The present invention relates to various functional processed products such as molded products.

近年、快適な生活に対する要求は急激に高まっており、特に抗菌性、ガス分解性および防汚性に優れた光触媒を含有する塗料や分散液を用いて加工した壁紙、繊維、フィルターなどの光触媒加工製品が非常に注目されている。しかし、チタニア光触媒を分散した塗料は、塗布後に紫外線が照射されると変色或いは劣化するなどの欠点があり使用に適さなかった。また、光触媒を含有した機能性分散液を用いて、フィルム、フィルター及び不織布などに加工した場合も、紫外線などを照射した場合にも、変色あるいは劣化するなどの欠点があった。
これら変色や劣化の原因は、チタニアの過剰な光触媒作用であり、様々な悪臭ガスや水中の有機的汚れを分解するのと同様の原理で、接触する樹脂等からなる基材に対しても光触媒作用が働いていると考えられる。
In recent years, the demand for comfortable living has increased rapidly, especially photocatalytic processing of wallpaper, fibers, filters, etc. processed with paints and dispersions containing photocatalysts with excellent antibacterial, gas decomposability and antifouling properties. The product has received much attention. However, the coating material in which the titania photocatalyst is dispersed is not suitable for use because it has a defect such as discoloration or deterioration when irradiated with ultraviolet rays after application. In addition, when a functional dispersion containing a photocatalyst is used to process a film, a filter, a non-woven fabric, or the like, or when irradiated with ultraviolet rays or the like, there are disadvantages such as discoloration or deterioration.
The cause of these discoloration and deterioration is the excessive photocatalytic action of titania, and it is the same principle that decomposes various malodorous gases and organic stains in water. It is thought that the action is working.

これらのチタニア系光触媒分散液による樹脂等の基材の変色や劣化を改善する方法として、チタニア表面及び界面を改良する方法が提案されてきた。例えば、シリカやゼオライト等の多孔質体粒子の内部や層状化合物の層間に光触媒を担持させ、基材との接触面積を減少させることにより被毒を少なくしたり(例えば特許文献1、特許文献2、及び特許文献3参照)、光触媒粒子の表面に多孔質セラミックを被覆して、基材との接触面積を減少させる工夫の試みがあり(例えば特許文献4及び例えば特許文献5参照)基材を劣化させない様々な工夫が提案されている。
これらの光触媒を含有した機能性分散液を基材に塗布あるいは加工した場合、若干の基材劣化程度の改善効果は認められるものの、充分な基材劣化抑制効果が認められず、実用には無理があった。また、充分な光照射量が無ければ光触媒性能が発揮されず、日陰や室内では防汚効果やガス分解などは認められないが、基材の劣化の進行のみが認められた。
As a method for improving discoloration and deterioration of a substrate such as a resin by these titania photocatalyst dispersions, a method for improving the titania surface and interface has been proposed. For example, the photocatalyst is supported inside the porous particles such as silica and zeolite or between the layers of the layered compound to reduce the contact area with the base material, thereby reducing poisoning (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). In addition, there is an attempt to devise a method of reducing the contact area with the base material by coating the surface of the photocatalyst particles with porous ceramic (see, for example, Patent Document 4 and Patent Document 5, for example). Various devices that do not deteriorate are proposed.
When functional dispersions containing these photocatalysts are applied to or processed on a substrate, a slight improvement effect of the substrate deterioration is recognized, but a sufficient substrate deterioration suppression effect is not recognized, which is impossible for practical use. was there. Further, the photocatalytic performance was not exhibited without a sufficient amount of light irradiation, and no antifouling effect or gas decomposition was observed in the shade or indoors, but only the progress of deterioration of the substrate was observed.

ニオブをNb25換算で0.1〜5wt%含有するルチル型またはアナターゼ型のチタニアが報告されている(例えば特許文献6参照)。
バナジウム等の金属成分を含有する水溶液中で熱加水分解によりアンモニアを発生する化合物の存在下でアナターゼ型酸化チタンの製造方法が報告されている(例えば特許文献7参照)。この特許文献にはニオブを含む周期律表第Vb族を用いることが記載されている。但し、この製造方法で作製されるものは触媒担体等に用いられるものである。
酸化チタン焼結体の電気伝導度におよぼすNb25の添加効果が報告されている(例えば非特許文献1参照)。この報告では光触媒活性について言及されていない。
A rutile or anatase type titania containing 0.1 to 5 wt% of niobium in terms of Nb 2 O 5 has been reported (see, for example, Patent Document 6).
A method for producing anatase-type titanium oxide has been reported in the presence of a compound that generates ammonia by thermal hydrolysis in an aqueous solution containing a metal component such as vanadium (see, for example, Patent Document 7). This patent document describes the use of group Vb of the periodic table containing niobium. However, those produced by this production method are used for catalyst carriers and the like.
The effect of adding Nb 2 O 5 on the electrical conductivity of a titanium oxide sintered body has been reported (for example, see Non-Patent Document 1). This report does not mention photocatalytic activity.

○先行文献
特開平11−33100号公報(特許請求の範囲) 特開2000−355872号公報(特許請求の範囲) 特開2000−354768号公報(特許請求の範囲) 特開平09−225319号公報(特許請求の範囲) 特開2001−286728号公報(特許請求の範囲) 特開平09−267037号公報(特許請求の範囲) 特開平07−267641号公報(特許請求の範囲) 高田雅介、外3名、「TiO2焼結体の電気伝導度におよぼすAl2O3およびNb2O5の添加効果」、窯業協会誌、1976年、第84巻、第5号、p237−241
○ Prior literature
JP-A-11-33100 (Claims) JP 2000-355872 A (Claims) JP 2000-354768 A (Claims) JP 09-225319 A (Claims) JP 2001-286728 A (Claims) JP 09-267037 A (Claims) Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-267641 (Claims) Masasuke Takada and three others, “Effects of Al 2 O 3 and Nb 2 O 5 on the electrical conductivity of TiO 2 sintered body”, Journal of Ceramic Industry Association, 1976, Vol. 84, No. 5, p 237-241

本発明は、基材を劣化させないで光触媒のもつ光触媒性能を充分に発揮しできる機能性分散液であり、そしてこの機能性分散液を用いて加工した抗菌性、防汚性またはガス分解性などを有し、変色や劣化を生じない各種形状の機能性製品を提供することを課題とするものである。   The present invention is a functional dispersion that can fully exhibit the photocatalytic performance of the photocatalyst without degrading the substrate, and antibacterial, antifouling, or gas decomposability processed using this functional dispersion. It is an object of the present invention to provide functional products having various shapes that do not cause discoloration or deterioration.

本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の組成の多孔質複合酸化物からなるチタニア系光触媒を含有した分散液が、上記問題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明の機能性分散液は、ニオブ含有量が0.1〜20質量%である複合酸化物型ニオブ−チタニア系光触媒(チタニア系光触媒と称する)を含有する分散液である。また、更にチタニア系光触媒は、平均粒径が0.05〜10μm、平均細孔径が3〜80nm、及び結晶子径が5〜1000nmの多孔質のものである。このチタニア系光触媒は、実質的にルイス酸点を有しないものである。
そして、本発明は、チタニア系光触媒を含有する機能性分散液を用いた機能性加工製品である。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that a dispersion containing a titania-based photocatalyst composed of a porous composite oxide having a specific composition solves the above problems, and the present invention. It came to complete. That is, the functional dispersion of the present invention is a dispersion containing a composite oxide type niobium-titania photocatalyst (referred to as a titania photocatalyst) having a niobium content of 0.1 to 20% by mass. Further, the titania-based photocatalyst is a porous one having an average particle diameter of 0.05 to 10 μm, an average pore diameter of 3 to 80 nm, and a crystallite diameter of 5 to 1000 nm. This titania-based photocatalyst has substantially no Lewis acid point.
And this invention is a functional processed product using the functional dispersion liquid containing a titania type photocatalyst.

以下本発明について詳細に説明する。なお、「%」は質量%を示す。
○チタニア系光触媒
本発明の機能性分散液に含有する複合酸化物型ニオブ−チタニア系光触媒とは、ニオブ原子を含有するチタニアである。また、3価原子を更に含有するチタニア系光触媒である。
The present invention will be described in detail below. “%” Represents mass%.
O Titania-based photocatalyst The composite oxide type niobium-titania-based photocatalyst contained in the functional dispersion of the present invention is titania containing niobium atoms. Further, it is a titania photocatalyst further containing a trivalent atom.

チタニア系光触媒におけるニオブ含有量は0.1〜25%であり、2〜20%が好ましく、更に3.5〜18%が好ましく、樹脂の着色低減効果と光触媒効果に優れることより4〜17%がより好ましい。このニオブ含有量とは、チタニア系光触媒中のチタン原子に対するニオブ原子の含有率であり、下記式で表される。
ニオブ含有量=(ニオブ原子質量/(ニオブ原子質量+チタン原子質量))×100
The niobium content in the titania-based photocatalyst is from 0.1 to 25%, preferably from 2 to 20%, more preferably from 3.5 to 18%, and from 4 to 17% due to excellent resin coloring reduction effect and photocatalytic effect. Is more preferable. This niobium content is the content of niobium atoms with respect to titanium atoms in the titania-based photocatalyst, and is represented by the following formula.
Niobium content = (niobium atom mass / (niobium atom mass + titanium atom mass)) × 100

本発明の機能性分散液の光触媒効果を更に向上させるため、チタン原子とニオブ原子の他に3価原子をチタニア系光触媒に含有させることができる。この3価原子としてはアルミニウム原子、セリウム原子及び鉄原子が好ましいものとして挙げられる。この3価原子として更に好ましいものは、アルミニウム原子及びセリウム原子であり、特に好ましいものはアルミニウム原子である。チタニア系光触媒に3価原子の比率は、チタニア系光触媒中のチタン原子に対し0.01〜20モル%であり、0.2〜19モル%が好ましく、更に1〜18モル%が好ましく、2〜15モル%が最も好ましい。このモル%の算出方法は、チタニア系光触媒における3価原子のモル値から下記式を用いて算出した。
チタニア系光触媒中の3価原子のモル%=
(3価原子のモル値/(チタン原子のモル値+3価原子のモル値))×100
In order to further improve the photocatalytic effect of the functional dispersion of the present invention, a trivalent atom can be contained in the titania-based photocatalyst in addition to the titanium atom and the niobium atom. Preferred examples of the trivalent atom include an aluminum atom, a cerium atom and an iron atom. More preferred as the trivalent atom are an aluminum atom and a cerium atom, and particularly preferred is an aluminum atom. The ratio of trivalent atoms in the titania photocatalyst is 0.01 to 20 mol%, preferably 0.2 to 19 mol%, more preferably 1 to 18 mol%, relative to the titanium atom in the titania photocatalyst. ˜15 mol% is most preferred. This calculation method of mol% was calculated using the following formula from the molar value of trivalent atoms in the titania photocatalyst.
Mol% of trivalent atoms in titania-based photocatalyst =
(Mole value of trivalent atom / (Mole value of titanium atom + Mole value of trivalent atom)) × 100

本発明の機能性分散液に用いるチタニア系光触媒は、ニオブ原子や3価原子等は酸化チタンとの混合ではなく、複合酸化物になっていることが必要である。また、チタン原子、ニオブ原子、及び3価原子以外の成分がチタニア系光触媒に含まれていても本発明の効果に大きな影響を及ぼさない範囲であれば構わない。   The titania-based photocatalyst used in the functional dispersion of the present invention needs to be a complex oxide, not a mixture of niobium atoms, trivalent atoms, etc. with titanium oxide. Moreover, even if components other than titanium atoms, niobium atoms, and trivalent atoms are contained in the titania-based photocatalyst, they may be in a range that does not greatly affect the effects of the present invention.

本発明における機能性分散液に含有するチタニア系光触媒は、多孔質の複合酸化物であり、外見の形状としては中心部が両面凸状に膨れた円盤状や不定形のものなどが例示できる。   The titania-based photocatalyst contained in the functional dispersion in the present invention is a porous composite oxide, and examples of the shape of the appearance include a disc-like shape in which the central portion is swollen on both sides and an irregular shape.

このチタニア系光触媒の大きさは、平均粒径が0.05〜10μmであり、0.15〜8μmが好ましく、分散性を考慮すると0.3〜5μmがより好ましい。   The titania-based photocatalyst has an average particle size of 0.05 to 10 μm, preferably 0.15 to 8 μm, and more preferably 0.3 to 5 μm in consideration of dispersibility.

このチタニア系光触媒における多孔質性の確認は、ヘリウムを混合した窒素相対圧を変化させた場合の窒素吸脱着量のヒステリシスから判定した。   The confirmation of the porosity in the titania photocatalyst was determined from the hysteresis of the nitrogen adsorption / desorption amount when the nitrogen relative pressure mixed with helium was changed.

チタニア系光触媒を分散した機能性分散液において、優れた光触媒効果を得るためには、チタニア系光触媒の細孔容積が、0.05〜10cm3/gであり、好ましくは0.1〜5cm3/gであり、更に好ましくは0.3〜5cm3/gである。また、このチタニア系光触媒の平均細孔径としては3〜80nmであり、好ましくは5〜50nmであり、更に好ましくは6〜40nmである。 In order to obtain an excellent photocatalytic effect in the functional dispersion in which the titania photocatalyst is dispersed, the pore volume of the titania photocatalyst is 0.05 to 10 cm 3 / g, preferably 0.1 to 5 cm 3. / G, more preferably 0.3 to 5 cm 3 / g. Moreover, the average pore diameter of the titania photocatalyst is 3 to 80 nm, preferably 5 to 50 nm, and more preferably 6 to 40 nm.

本発明の機能性分散液に用いるチタニア系光触媒の結晶子径としては、5〜1000nmが好ましく、更に好ましくは7〜500nmであり、特に好ましくは50〜300nmである。このチタニア系光触媒の結晶子径は、チタニア系光触媒の粉末X線回折パターンを精密にピーク分離し、リートベルト法により計算することにより、あるいは透過型電子顕微鏡により観察して求めることができる。このチタニア系光触媒の結晶子径が大き過ぎると、比表面積が低下して、機能性分散液としての光反応効率が低下するおそれがあり、また加工性が低下する恐れがある。また結晶子径が小さすぎても、結晶が機能性分散液に分散する際に粒子が凝集し、2次粒径が大きくなり、分散不良を生じるおそれがある。   The crystallite diameter of the titania photocatalyst used in the functional dispersion of the present invention is preferably 5 to 1000 nm, more preferably 7 to 500 nm, and particularly preferably 50 to 300 nm. The crystallite size of the titania photocatalyst can be obtained by precisely separating the powder X-ray diffraction pattern of the titania photocatalyst and calculating by the Rietveld method, or observing with a transmission electron microscope. If the crystallite diameter of the titania-based photocatalyst is too large, the specific surface area may decrease, and the photoreaction efficiency as the functional dispersion may decrease, and the processability may decrease. Even if the crystallite size is too small, the particles are aggregated when the crystals are dispersed in the functional dispersion, and the secondary particle size becomes large, which may cause poor dispersion.

本発明の機能性分散液に用いるチタニア系光触媒は、ピリジン吸着処理を行なっても1420cm-1から1460cm-1及び1590cm-1から1620cm-1の波長に吸収ピークが認められないものである。このようなピリジン吸着処理を行なっても特定波長に吸収ピークが認められないチタニア系光触媒は、樹脂劣化を引き起こす原因と考えられるルイス酸点が少ない光触媒である。即ち、本発明の機能性分散液に用いるチタニア系光触媒は、ルイス酸点を実質的に有しないものである。なお、チタニア系光触媒中のルイス酸点とは、チタニア系光触媒においてルイス酸として作用する場所を示す。本発明においてこのような場所とは、ピリジン吸着処理を行なって赤外線吸収スペクトルを測定したとき、約1440cm-1を中心に1420cm-1から1460cm-1の間に吸収ピークおよび約1605-1を中心に1420cm-1から1460cm-1の間に吸収ピークがピリジン吸着処理を行なっていないものに比べて認められるものから判断することができる。 Titania-based photocatalyst used in the functional dispersion of the present invention is the absorption peak be performed pyridine adsorption treatment from 1420 cm -1 from 1460 cm -1 and 1590 cm -1 in a wavelength of 1620 cm -1 is not observed. A titania photocatalyst having no absorption peak at a specific wavelength even when such pyridine adsorption treatment is performed is a photocatalyst having a low Lewis acid point that is considered to cause resin degradation. That is, the titania photocatalyst used in the functional dispersion of the present invention has substantially no Lewis acid point. The Lewis acid point in the titania photocatalyst indicates a place that acts as a Lewis acid in the titania photocatalyst. In the present invention such a place, when measuring the infrared absorption spectrum by performing pyridine adsorption treatment, mainly absorption peak and about 1605 -1 between 1460 cm -1 from 1420 cm -1 to around about 1440Cm -1 The absorption peak between 1420 cm -1 and 1460 cm -1 is recognized as compared with that not subjected to pyridine adsorption treatment.

本発明におけるチタニア系光触媒の結晶形態は、基材の変色を起こすことが少ないことからブルッカイト型結晶のみからなるものが最も好ましく、ブルッカイト型結晶にアナターゼ型結晶及び/又はルチル型結晶を一部含んでいても良く、ルイス酸点を実質的に有していなければアナターゼ型結晶及び/又はルチル型結晶であっても良く、更にこれらにルイス酸点を実質的に有していない非晶質が含まれていても良い。   The crystal form of the titania-based photocatalyst in the present invention is most preferably composed of only brookite-type crystals because it hardly causes discoloration of the substrate, and the brookite-type crystals partially include anatase-type crystals and / or rutile-type crystals. It may be an anatase type crystal and / or a rutile type crystal as long as it does not substantially have a Lewis acid point, and an amorphous material substantially not having a Lewis acid point may be used. It may be included.

○チタニア系光触媒の製造方法
本発明の機能性分散液に用いるチタニア系光触媒の製造方法は、チタン水溶液(例えば硫酸チタン又は硫酸チタニルを水に溶解したもの)とニオブ水溶液(例えば酸化ニオブ水和物を蓚酸等を用いて水に溶解したもの)との混合液を200℃以下で加温処理するものである。またはチタン水溶液、ニオブ水溶液及び3価原子塩の水溶液との混合液を200℃以下で加温処理することによりチタニア系光触媒が得られる。このとき、尿素やヘキサメチレンテトラミン等の加熱によりアンモニアを発生する化合物を混在させておいても良い。
この加温処理の温度は、50〜150℃の間であることがより好ましく、60〜105℃の間であることが更に好ましい。加温処理の温度が50℃未満では充分な結晶が得られにくく、本発明のチタニア系光触媒が得られない場合がある。加温処理の温度が200℃超える場合は、本発明のチタニア系光触媒が得られないことがある。
チタニア系光触媒を得るための加温時間は、チタニア系光触媒が沈殿する時間であればよく、例えば0.5〜300時間であり、1〜100時間が好ましく、更に1〜10時間が好ましい。
○ Manufacturing method of titania-based photocatalyst The manufacturing method of titania-based photocatalyst used in the functional dispersion of the present invention comprises a titanium aqueous solution (for example, titanium sulfate or titanyl sulfate dissolved in water) and a niobium aqueous solution (for example, niobium oxide hydrate). And a mixture solution thereof dissolved in water using oxalic acid or the like) is heated at 200 ° C. or lower. Alternatively, a titania-based photocatalyst can be obtained by subjecting a mixed solution of an aqueous titanium solution, an aqueous niobium solution, and an aqueous solution of a trivalent atomic salt to 200 ° C. or less. At this time, a compound that generates ammonia by heating such as urea or hexamethylenetetramine may be mixed.
The temperature of this heating treatment is more preferably between 50 and 150 ° C, and further preferably between 60 and 105 ° C. When the temperature of the heating treatment is less than 50 ° C., sufficient crystals are difficult to obtain, and the titania photocatalyst of the present invention may not be obtained. When the temperature of the heating treatment exceeds 200 ° C., the titania photocatalyst of the present invention may not be obtained.
The heating time for obtaining the titania photocatalyst may be a time for precipitation of the titania photocatalyst, for example, 0.5 to 300 hours, preferably 1 to 100 hours, and more preferably 1 to 10 hours.

蓚酸を用いてニオブ水溶液を作製するとき、五酸化ニオブに対するこの配合量は、ニオブ原子と等モル〜10倍モル程度添加することが好ましく、等モル超〜5倍モル添加することが更に好ましい。   When a niobium aqueous solution is prepared using oxalic acid, the amount of this compound added to niobium pentoxide is preferably added in an equimolar to 10-fold molar amount with respect to niobium atoms, and more preferably in an excess of equimolar to 5-fold molar amount.

3価原子塩の水溶液は、3価原子の塩を水に溶解したものであり、例えば、硝酸3価原子塩溶液あるいは硫酸3価原子塩溶液等を用いることができる。具体的には、硝酸アルミニウム、硝酸セリウム、硝酸鉄、硫酸アルミニウム、硫酸セリウム及び硫酸鉄等が例示できる。   The aqueous solution of the trivalent atomic salt is obtained by dissolving a salt of a trivalent atom in water. For example, a trivalent atomic salt solution of nitric acid or a trivalent atomic salt solution of sulfuric acid can be used. Specific examples include aluminum nitrate, cerium nitrate, iron nitrate, aluminum sulfate, cerium sulfate, and iron sulfate.

本発明の機能性分散液に含有するチタニア系光触媒を製造するとき、アルカリを用いてチタン水溶液とニオブ水溶液等との混合液のpH調整を行っても良い。また、チタニア系光触媒が沈殿した後、アルカリを用いて溶液のpH調整を行って、チタニア系光触媒を洗浄しても良い。   When producing the titania-based photocatalyst contained in the functional dispersion of the present invention, the pH of a mixed liquid of an aqueous titanium solution and an aqueous niobium solution may be adjusted using an alkali. Further, after the titania photocatalyst is precipitated, the titania photocatalyst may be washed by adjusting the pH of the solution using an alkali.

使用するアルカリとしては、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ土類金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩、アルカリ土類金属の炭酸水素塩、アンモニア水溶液、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、及びヘキサメチレンテトラミン等が例示でき、これらを一種又は複数組合わせても良い。   Alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, alkali metal carbonates, alkaline earth metal carbonates, alkali metal hydrogen carbonates, alkaline earth metal hydrogen carbonates are used as alkalis to be used. Examples thereof include a salt, an aqueous ammonia solution, ammonium carbonate, ammonium acetate, and hexamethylenetetramine, and these may be used alone or in combination.

このアルカリ金属の中では、リチウム、ナトリウム、及びカリウムが好ましく、特にリチウムがより好ましい。アルカリ土類金属のなかでは、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムが好ましく、特にカルシウムがより好ましい。アルカリ土類金属とアルカリ金属とではアルカリ金属の方が好ましい。また、他のアルカリとしては、炭酸アンモニウム、及びヘキサメチレンテトラミン等が好ましい。   Among these alkali metals, lithium, sodium, and potassium are preferable, and lithium is particularly preferable. Among the alkaline earth metals, calcium, strontium, and barium are preferable, and calcium is more preferable. Among alkaline earth metals and alkali metals, alkali metals are preferred. Moreover, as other alkalis, ammonium carbonate, hexamethylenetetramine and the like are preferable.

本発明の機能性分散液に用いるニオブ含有のチタニア系光触媒(3価原子を含まないもの)を製造するには、得られた結晶をさらに550℃以上の温度で加熱処理する必要がある。また、当該加熱処理は、1200℃以下であることが好ましい。この加熱処理は、得られた結晶をそのまま水溶液に沈殿した状態でも、ろ過などにより結晶をろ別したものでも、またはろ別した結晶を乾燥したものを処理してもよい。この加熱処理の温度としては、550〜1000℃であることが好ましく、600〜900℃が更に好ましく、特に700〜850℃であることが好ましい。加熱処理の温度が550℃以下である場合は、チタニア系光触媒の触媒性能が低下する恐れがある。このことから機能性分散液の光触媒性能が低下する恐れがある。加熱処理温度は、550℃以上の温度の焼成炉などに直接挿入するのではなく、室温から徐々に加熱して加熱処理の温度としたほうがよい。昇温速度は1時間当たり250℃以下がよい。   In order to produce a niobium-containing titania-based photocatalyst (not containing a trivalent atom) used in the functional dispersion of the present invention, it is necessary to heat-treat the obtained crystal at a temperature of 550 ° C. or higher. Moreover, it is preferable that the said heat processing is 1200 degrees C or less. In this heat treatment, the obtained crystals may be precipitated as they are in an aqueous solution, or may be treated by filtering the crystals by filtration or the like, or by drying the filtered crystals. The temperature for this heat treatment is preferably 550 to 1000 ° C, more preferably 600 to 900 ° C, and particularly preferably 700 to 850 ° C. When the temperature of the heat treatment is 550 ° C. or lower, the catalytic performance of the titania-based photocatalyst may be reduced. For this reason, the photocatalytic performance of the functional dispersion may be reduced. The heat treatment temperature should not be directly inserted into a baking furnace or the like having a temperature of 550 ° C. or higher, but gradually heated from room temperature to the heat treatment temperature. The heating rate is preferably 250 ° C. or less per hour.

本発明の機能性分散液に用いる3価原子とニオブとを含有のチタニア系光触媒を製造するには、得られた結晶をさらに300℃以上の温度で加熱処理する必要がある。また、当該加熱処理は、900℃以下であることが好ましい。この加熱処理は、得られた結晶をそのまま水溶液に沈殿した状態でも、ろ過などにより結晶をろ別したものでも、またはろ別した結晶を乾燥したものを処理してもよい。この加熱処理の温度としては、300〜850℃であることが好ましく、330〜800℃が更に好ましく、特に350〜750℃であることが好ましい。加熱処理の温度が300℃以下である場合は、当該チタニア系光触媒の触媒性能が低下する恐れがある。このことから機能性分散液の光触媒性能が低下する恐れがある。加熱処理温度は、300℃以上の温度の焼成炉などに直接挿入するのではなく、室温から徐々に加熱して加熱処理の温度としたほうがよい。昇温速度は1時間当たり200℃以下がよい。   In order to produce a titania-based photocatalyst containing a trivalent atom and niobium used in the functional dispersion of the present invention, it is necessary to heat-treat the obtained crystal at a temperature of 300 ° C. or higher. Moreover, it is preferable that the said heat processing is 900 degrees C or less. In this heat treatment, the obtained crystals may be precipitated as they are in an aqueous solution, or may be treated by filtering the crystals by filtration or the like, or by drying the filtered crystals. The temperature for this heat treatment is preferably 300 to 850 ° C, more preferably 330 to 800 ° C, and particularly preferably 350 to 750 ° C. When the temperature of the heat treatment is 300 ° C. or lower, the catalytic performance of the titania photocatalyst may be reduced. For this reason, the photocatalytic performance of the functional dispersion may be reduced. The heat treatment temperature should not be directly inserted into a baking furnace having a temperature of 300 ° C. or higher, but gradually heated from room temperature to the heat treatment temperature. The heating rate is preferably 200 ° C. or less per hour.

この加熱処理時間としては1〜100時間であり、好ましくは1〜40時間であり、更に好ましくは2〜20時間である。この加熱処理時間が1時間よりも短い場合、充分な結晶性を得ることができず充分な光触媒性能が得られないことがある。加熱処理時間がより長くなるほど、結晶化及び組成の均一化が進行し、より高い光触媒性能と基材劣化抑制性能が得られるが、加熱処理時間が100時間よりも長くなると、経済的でなくなるばかりか、燒結の進行により結晶粒子が成長し、比表面積が小さくなることがあり、充分な光触媒性能が得られにくくなることがある。   The heat treatment time is 1 to 100 hours, preferably 1 to 40 hours, and more preferably 2 to 20 hours. When this heat treatment time is shorter than 1 hour, sufficient crystallinity cannot be obtained and sufficient photocatalytic performance may not be obtained. As the heat treatment time becomes longer, crystallization and composition homogenization proceed, and higher photocatalytic performance and substrate deterioration suppressing performance can be obtained. However, when the heat treatment time becomes longer than 100 hours, it becomes less economical. In addition, the crystal particles may grow due to the progress of sintering, and the specific surface area may be reduced, which may make it difficult to obtain sufficient photocatalytic performance.

このようにして得られたチタニア系光触媒を溶媒に分散することによって、機能性分散液を得ることができる。チタニア系光触媒を分散する方法としては、特に制限は無い。例えば、分散媒などと高濃度のチタニア系光触媒を配合(高濃度ペースト化)して機能性分散液を作製することができる。更に、この機能性分散液を分散媒や希釈液、バインダー成分を用いて希釈して機能性分散液を作製することもできる。   A functional dispersion can be obtained by dispersing the titania photocatalyst thus obtained in a solvent. There is no restriction | limiting in particular as a method of disperse | distributing a titania type photocatalyst. For example, a functional dispersion can be prepared by blending a dispersion medium or the like with a high-concentration titania-based photocatalyst (making a high-concentration paste). Further, the functional dispersion can be prepared by diluting the functional dispersion with a dispersion medium, a diluent, or a binder component.

○配合剤について
本発明の機能性分散液に含有するチタニア系光触媒により大気中のホルムアルデヒドやアセトアルデヒド等のアルデヒド類ガスやトルエン等の有機溶媒のガス等を分解したり、溶液中の有機化合物等の物質を分解することができる。このようなとき機能性分散液に更に、活性炭やシリカゲル等の吸着性物質を配合したり、又は他の光触媒を配合することにより、更に分解性能を発揮しやすくすることもできる。
本発明の機能性分散液に配合することができる配合剤としては、物理的に化合物を吸着する物質や化学的に化合物を吸着する物質が例示できる。物理的に化合物を吸着する物質としては、活性炭やゼオライト等の多孔性物質やアエロジル等の超微粒子が挙げられる。物理的に化合物を吸着する物質の比表面積が小さいと、化合物の吸着量が少なくなることから5m2/g以上の比表面積が好ましい。化学的に吸着する物質としては、イオン交換体、吸着対象の化合物と化学反応する物質、又は吸着対象の化合物と化学反応する物質を担持した物質などが挙げられる。この吸着対象の化合物と化学反応する物質としては、例えばホルムアルデヒドやアセトアルデヒド等のアルデヒド類に対してシッフ反応を生じるアミン化合物が挙げられる。この化学反応する物質を担持する物質としては、多孔質のシリカやゼオライト、陽イオン交換性を有する無機物質等が挙げられる。
About compounding agent The titania photocatalyst contained in the functional dispersion of the present invention decomposes aldehyde gases such as formaldehyde and acetaldehyde in the atmosphere, organic solvent gases such as toluene, etc. The substance can be decomposed. In such a case, it is possible to further enhance the decomposition performance by further blending an adsorbing substance such as activated carbon or silica gel into the functional dispersion or blending another photocatalyst.
Examples of the compounding agent that can be incorporated into the functional dispersion of the present invention include substances that physically adsorb compounds and substances that adsorb compounds chemically. Examples of the substance that physically adsorbs a compound include porous substances such as activated carbon and zeolite, and ultrafine particles such as aerosil. When the specific surface area of the substance that physically adsorbs the compound is small, the specific surface area of 5 m 2 / g or more is preferable because the amount of adsorption of the compound decreases. Examples of the substance that is chemically adsorbed include an ion exchanger, a substance that chemically reacts with the compound to be adsorbed, or a substance that carries a substance that chemically reacts with the compound to be adsorbed. Examples of the substance that chemically reacts with the compound to be adsorbed include amine compounds that cause a Schiff reaction with aldehydes such as formaldehyde and acetaldehyde. Examples of the substance carrying the substance that chemically reacts include porous silica and zeolite, and an inorganic substance having a cation exchange property.

本発明の機能性分散液に配合する配合剤は1種類の配合剤を使用しても、あるいは複数の配合剤を用いても良い。それぞれの配合割合は特に制限はなく、使用する環境により適宜変化させることができる。   The compounding agent blended in the functional dispersion of the present invention may be a single compounding agent or a plurality of compounding agents. There is no restriction | limiting in particular in each compounding ratio, It can change suitably with the environment to be used.

生活環境における悪臭などの分解対象は、単一の成分であることは殆どなく、複数のガスや複数の溶液が共存している。よって、各種対象成分の分解や吸着などに好適な配合剤を複数併用することが好ましい。
複数のガスが分解対象となるものの一つとして、悪臭の場合を例に挙げる。汗臭の主要ガスは、アンモニア、酢酸、イソ吉草酸及び不飽和アルデヒドであるノネナールなどと言われている。このことから、汗臭用の脱臭剤としては、塩基性ガスに好適な消臭剤、酸性ガスに好適な消臭剤、及びアルデヒドガスに好適な消臭剤を配合した配合剤を併用することが好ましい。この配合剤の一例としては、水に対して不溶性叉は難溶性の4価金属リン酸塩、ケイ酸アルミニウムから選ばれる化合物の少なくとも1種以上のもの、分子内に第1級アミノ基を有する化合物を担持した化合物のもの、ハイドロタルサイト化合物、ハイドロタルサイト焼成物、水和酸化ジルコニウム、酸化ジルコニウム、及び水和酸化チタンから選ばれる少なくとも1種類以上もの、から選ばれる少なくとも1種以上のものとを併用することが好ましい。
The decomposition target such as bad odor in the living environment is hardly a single component, and a plurality of gases and a plurality of solutions coexist. Therefore, it is preferable to use a plurality of compounding agents suitable for the decomposition and adsorption of various target components.
The case of malodor is given as an example of one of a plurality of gases to be decomposed. The main gas of sweat odor is said to be ammonia, acetic acid, isovaleric acid and nonenal which is an unsaturated aldehyde. Therefore, as a deodorant for sweat odor, a combination of a deodorant suitable for basic gas, a deodorant suitable for acidic gas, and a deodorant suitable for aldehyde gas should be used in combination. Is preferred. As an example of this compounding agent, at least one compound selected from tetravalent metal phosphates and aluminum silicates which are insoluble or hardly soluble in water, and has a primary amino group in the molecule. At least one selected from a compound carrying a compound, a hydrotalcite compound, a calcined hydrotalcite, a hydrated zirconium oxide, a zirconium oxide, and a hydrated titanium oxide. It is preferable to use together.

汗臭及び排泄臭であれば、塩基性ガスに好適な消臭剤、酸性ガスに好適な消臭剤、アルデヒドガスに好適な消臭剤、及び硫黄系ガスに好適な消臭剤と、チタニア系光触媒とを併用した機能性分散液とすることが好ましい。また、タバコ臭に対しては、塩基性ガスに好適な消臭剤、酸性ガスに好適な消臭剤、アルデヒドガスに好適な消臭剤、及び硫黄系ガスに好適な消臭剤と、チタニア系光触媒とを併用した機能性分散液とすることが好ましい。なお、汗臭、排泄臭及びタバコ臭は、塩基性ガス、酸性ガス、アルデヒドガス及び硫黄系ガスの混合比率が異なるものである。このことから、これら汗臭、排泄臭及びタバコ臭に対する消臭剤は、各臭気成分に対し好適なものを好適な比率で混合させるものである。   Deodorant suitable for basic gas, deodorant suitable for acidic gas, deodorant suitable for aldehyde gas, deodorant suitable for sulfur gas, and titania It is preferable to use a functional dispersion in combination with a system photocatalyst. For tobacco odor, deodorant suitable for basic gas, deodorant suitable for acid gas, deodorant suitable for aldehyde gas, deodorant suitable for sulfur gas, and titania It is preferable to use a functional dispersion in combination with a system photocatalyst. The sweat odor, excretion odor, and tobacco odor are different in the mixing ratio of basic gas, acid gas, aldehyde gas, and sulfur-based gas. From this, these deodorizers for sweat odor, excretion odor, and tobacco odor are suitable for each odor component mixed at a suitable ratio.

例えば、チタニア系光触媒と併用することが消臭剤としては、分子内に第1級アミノ基を有する化合物を担持した物;水に対して不溶性または難溶性の4価金属リン酸塩;銅、亜鉛およびマンガンから選ばれる少なくとも1種以上の金属イオンを担持した水に対して不溶性または難溶性の4価金属リン酸塩;ケイ酸アルミニウム;ケイ酸亜鉛;酸化亜鉛;ハイドロタルサイト化合物;ハイドロタルサイト焼成物;水和酸化ジルコニウム;酸化ジルコニウムおよび水和酸化チタンなどが挙げられる。併用する消臭剤としては、1種を用いても複数のものを用いても良い。   For example, as a deodorant used in combination with a titania-based photocatalyst, a product carrying a compound having a primary amino group in the molecule; a tetravalent metal phosphate that is insoluble or hardly soluble in water; copper, Tetravalent metal phosphate that is insoluble or sparingly soluble in water carrying at least one metal ion selected from zinc and manganese; aluminum silicate; zinc silicate; zinc oxide; hydrotalcite compound; Site burned product; hydrated zirconium oxide; zirconium oxide and hydrated titanium oxide. As the deodorant used in combination, one kind or a plurality of kinds may be used.

本発明の機能性分散液中におけるチタニア系光触媒またはチタニア系光触媒と配合物との混合物等の固形分は、0.1〜70%が好ましく、更に0.5〜60%が好ましく、特に1〜55%が好ましい。機能性分散液中の固形分が0.1%以下であると、分散液の粘度が低いため分散安定性が悪くなることがある。機能性分散液中の固形分が70%を超えると、分散液の粘度が高くなりすぎて製造が難しくことがあり、また製品のハンドリング性も悪くなることがあるため好ましくない。また、チタニア系光触媒と配合物との混合物において、チタニア系光触媒は10〜90%含有していることが好ましく、更に20〜85%含有していることが好ましく、特に30〜80%含有していることが好ましい。   The solid content of the titania photocatalyst or the mixture of the titania photocatalyst and the blend in the functional dispersion of the present invention is preferably 0.1 to 70%, more preferably 0.5 to 60%, and particularly preferably 1 to 55% is preferred. When the solid content in the functional dispersion is 0.1% or less, the dispersion stability may be deteriorated because the viscosity of the dispersion is low. When the solid content in the functional dispersion exceeds 70%, the viscosity of the dispersion becomes too high, which may be difficult to produce, and the product handleability may be deteriorated. Further, in the mixture of the titania photocatalyst and the blend, the titania photocatalyst is preferably contained in an amount of 10 to 90%, more preferably 20 to 85%, and particularly preferably 30 to 80%. Preferably it is.

○機能性分散液の製造方法
本発明の機能性分散液の製造は、無機粉末の分散液を作製する方法のいずれも用いることができる。例えば、本発明の機能性分散液の製造は、水等の分散媒及び高分子系分散剤にチタニア系光触媒を添加し、サンドミル、ディスパー、又はボールミルなどにより攪拌し分散させればよい。また例えば、本発明の機能性分散液の製造は、水等の分散媒、高分子系分散剤及びチタニア系光触媒に、更に界面活性剤、消泡剤、防腐剤、粘度調整剤、レベリング剤、バインダー成分、抗菌剤、防カビ剤、難燃剤、酸化防止剤、つや消し剤、防錆剤、カップリング剤、金属粉、ガラス粉、芳香剤、消臭剤、及び顔料などから選ばれるものを必要に応じて添加して、サンドミル、ディスパー、又はボールミルなどにより攪拌し分散させればよい。
Production method of functional dispersion Any of the methods for producing a dispersion of inorganic powder can be used for the production of the functional dispersion of the present invention. For example, the functional dispersion of the present invention may be produced by adding a titania photocatalyst to a dispersion medium such as water and a polymer dispersant, and stirring and dispersing with a sand mill, a disper, or a ball mill. In addition, for example, the functional dispersion of the present invention can be produced by adding a dispersion medium such as water, a polymeric dispersant and a titania photocatalyst, a surfactant, an antifoaming agent, an antiseptic, a viscosity modifier, a leveling agent, Necessary to be selected from binder components, antibacterial agents, fungicides, flame retardants, antioxidants, matting agents, rust inhibitors, coupling agents, metal powders, glass powders, fragrances, deodorants, and pigments And may be stirred and dispersed by a sand mill, a disper, or a ball mill.

○分散媒
本発明における分散媒は制限なく用いることができ、好ましくは水溶性、親水性を有するものである。具体的にはプロトン性溶媒としては水、アルコールが例示され、非プロトン性溶媒としてはジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルフォキシド、テトラヒドロフラン、アセトンなどが挙げられる。なかでも好ましい分散媒は水である。
-Dispersion medium The dispersion medium in this invention can be used without a restriction | limiting, Preferably it has water solubility and hydrophilicity. Specifically, examples of the protic solvent include water and alcohol, and examples of the aprotic solvent include dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, and acetone. Among these, a preferred dispersion medium is water.

○高分子系分散剤
本発明で使用する高分子系分散剤は、少なくとも酸性官能基を含む共重合体(樹脂)を含むものが好ましい。高分子系分散剤の基本骨格は、エステル連鎖、ビニル連鎖、アクリル連鎖、エーテル連鎖及び/又はウレタン連鎖等で構成されているものが好ましく、分子中の水素原子の一部がハロゲン原子で置換されていてもよい。これらの中でもアクリル樹脂、ポリエステル樹脂及びアルキド樹脂が好ましく、特にアクリル樹脂とポリエステル樹脂が好適である。酸性官能基は、カルボキシル基、スルホン基、及びリン酸基等が例示され、なかでもリン酸基が好ましい。酸性官能基を含む共重合体(樹脂)の酸価は5〜150mgKOH/gであることが好ましい。この酸価が5mgKOH/g未満であると分散安定性が低下することがあるので好ましくない。また酸価が150mgKOH/gを超えると充分な粒子の分散安定性が得られないことがある。酸性官能基は、樹脂の分子中に全くランダムに配置されていてもよいが、ブロック又はグラフト構造により、酸性官能基が分子中の末端部分に配置されているものが分散安定化構造をとり易いため好ましい。この分子量は好ましくは質量平均分子量で500〜100000の範囲であり、更に好ましくは750〜10000である。この分子量が500未満では分散効果が低下することがあり好ましくなく、また100000を上回ると凝集作用や粘度上昇が起こる恐れがあるため好ましくない。
本発明において用いる高分子系分散剤は、1種を用いても複数のものを用いても良い。
Polymeric dispersant The polymeric dispersant used in the present invention preferably contains at least a copolymer (resin) containing an acidic functional group. The basic skeleton of the polymer dispersant is preferably composed of an ester chain, a vinyl chain, an acrylic chain, an ether chain and / or a urethane chain, and a part of hydrogen atoms in the molecule is substituted with a halogen atom. It may be. Among these, acrylic resins, polyester resins, and alkyd resins are preferable, and acrylic resins and polyester resins are particularly preferable. Examples of the acidic functional group include a carboxyl group, a sulfone group, and a phosphoric acid group, and among them, a phosphoric acid group is preferable. The acid value of the copolymer (resin) containing an acidic functional group is preferably 5 to 150 mgKOH / g. If the acid value is less than 5 mgKOH / g, the dispersion stability may be lowered, which is not preferable. When the acid value exceeds 150 mgKOH / g, sufficient dispersion stability of the particles may not be obtained. The acidic functional groups may be arranged at random in the resin molecule, but those having an acidic functional group arranged at the terminal portion of the molecule due to the block or graft structure are likely to have a dispersion-stabilized structure. Therefore, it is preferable. This molecular weight is preferably in the range of 500 to 100,000 in terms of mass average molecular weight, more preferably 750 to 10,000. If the molecular weight is less than 500, the dispersion effect may be lowered, which is not preferable, and if it exceeds 100,000, agglomeration and an increase in viscosity may occur.
The polymer dispersant used in the present invention may be a single type or a plurality of types.

本発明において高分子系分散剤の好ましい添加量は、チタニア系光触媒や配合剤等の固形分100質量部に対して、0.1〜15質量部であり、更に好ましくは1〜10質量部であり、特に好ましくは2〜8質量である。高分子系分散剤の添加量が0.1質量部より少ないと、分散が充分でなく再凝集しやすいことがある。また、高分子系分散剤の添加量が15質量部より多いと過剰な分散剤の影響で分散性が低下(デプレーション現象)する恐れがあるので好ましくない。   In the present invention, the preferred amount of addition of the polymeric dispersant is 0.1 to 15 parts by mass, and more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content such as titania photocatalyst and compounding agent. Yes, particularly preferably 2 to 8 mass. If the amount of the polymeric dispersant added is less than 0.1 parts by mass, the dispersion may not be sufficient and reaggregation may occur. On the other hand, when the amount of the polymeric dispersant added is more than 15 parts by mass, the dispersibility may be lowered (a depletion phenomenon) due to the influence of an excessive dispersant, such being undesirable.

○界面活性剤
本発明において界面活性剤は両性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤のいずれのものを用いてもよい。
両性界面活性剤としては、アニオン部分としてカルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩を、カチオン部分としてはアミン塩、第4アンモニウム塩を持つものが挙げられ、具体的にはアルキルベタインとしては、ラウリルベタイン、ステアリルベタイン、ココアミドプロピルベタイン、2−ウンデシル−ヒドロキシエチルイミダゾリウムベタインの各々の塩が、アミノ酸タイプのものとしてはラウリル−β−アラニン、ステアリル−β−アラニン、ラウリルジ(アミノエチル)グリシン、オクチルジ(アミノエチル)グリシン、ジオクチル(アミノエチル)グリシンの各々の塩が挙げられる。
アニオン性界面活性剤の例としては、高級アルコールの硫酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸などが挙げられる。
ノニオン性界面活性剤の例としては、ポリエチレングリコールのアルキルエステル型、アルキルエーテル型、アルキルフェニルエーテル型などが挙げられる。
本発明において用いる界面活性剤は、1種を用いても複数のものを用いても良い。
Surfactant In the present invention, any of amphoteric surfactants, anionic surfactants, and nonionic surfactants may be used as the surfactant.
Examples of amphoteric surfactants include those having a carboxylate, sulfate, sulfonate, and phosphate ester salt as the anion moiety, and an amine salt and a quaternary ammonium salt as the cation moiety. Examples of alkylbetaines include lauryl betaine, stearyl betaine, cocoamidopropyl betaine, and 2-undecyl-hydroxyethylimidazolium betaine, and amino acid types include lauryl-β-alanine, stearyl-β-alanine, lauryl diamine. Examples include (aminoethyl) glycine, octyldi (aminoethyl) glycine, and dioctyl (aminoethyl) glycine salts.
Examples of anionic surfactants include higher alcohol sulfates, alkylbenzene sulfonates, and aliphatic sulfonic acids.
Examples of nonionic surfactants include polyethylene glycol alkyl ester type, alkyl ether type, and alkylphenyl ether type.
The surfactant used in the present invention may be a single type or a plurality of types.

○消泡剤
本発明において消泡剤は破泡性、抑泡性、脱泡性のものがあるがいずれのものを用いてもよい。破泡性の例としてはポリシロキサン溶液を挙げることができる。
○ Antifoaming agent In the present invention, the antifoaming agent has a foam-breaking property, a foam-suppressing property, and a defoaming property, but any one may be used. As an example of foam breaking property, a polysiloxane solution can be mentioned.

○防腐剤
本発明において防腐剤は公知のものはいずれも用いることができ、例えば、フェノール系、有機錫系、有機ヨード系、チアゾール系、イミダゾール系、ニトリル誘導体などである。
Preservative In the present invention, any known preservative can be used, and examples thereof include phenol, organic tin, organic iodine, thiazole, imidazole, and nitrile derivatives.

○粘度調整剤
本発明において粘度調整剤は公知のものはいずれも用いることができる。例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルヒドロキシセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース系増粘剤;アラビアガム、トランガンガム、グアーガム等の天然多糖類;各種ポリアクリルアミド系ポリマー;ポリエチレンオキシド;ポリビニルアルコールなどがある。
Viscosity modifier Any known viscosity modifier can be used in the present invention. For example, cellulose thickeners such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, methylhydroxycellulose, methylhydroxypropylcellulose, hydroxyethylcellulose; natural polysaccharides such as gum arabic, trangan gum, guar gum; various polyacrylamide polymers; polyethylene oxide; polyvinyl alcohol and so on.

○レベリング剤
本発明においてレベリング剤は公知のものはいずれも用いることができる。例えばエチレングリコールモノメチルエーテール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルなどのセロソルブ系;ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールエーテル系;ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどのカルビナート系;トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのトリグリコールエーテル系;ロート油;ジシアンジアミド;尿素などがある。
○ Leveling agent Any known leveling agent may be used in the present invention. For example, cellosolv type such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether; polypropylene glycol monomethyl ether, polypropylene glycol monoethyl ether, propylene glycol ether type; carbinate type such as diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether Triglycol ethers such as triethylene glycol monomethyl ether and tripropylene glycol monomethyl ether; funnel oil; dicyandiamide; urea and the like.

本発明の機能性分散液にアクリル酸系やウレタン系などの繊維、不織布、シート等の表面処理に通常使用されているバインダー樹脂を混合することも可能である。このとき、バインダー樹脂とチタニア系光触媒とを含んだ機能性分散液中のチタニア系光触媒等の固形分は5〜50%が好ましく、7〜45%が更に好ましく、特に10〜40%が好ましい。また、チタニア系光触媒等の固形分とバインダー樹脂との混合比は、チタニア系光触媒等の固形分100質量部に対し、樹脂固形分が10〜300質量部が好ましく、更に15〜250質量部が好ましく、特に20〜200質量が好ましい。樹脂固形分が10質量部より少ないと、バインダー樹脂を配合した機能性分散液を用いて繊維、不織布、シート等に添着させる際の固着力が充分ではない恐れがあるため、チタニア系光触媒が脱落して光触媒(分解)性能が低下することがあるため好ましくない。また、樹脂固形分が300質量部を超えると、繊維、不織布、シート等に加工した際にチタニア系光触媒が樹脂で覆われる恐れがあるため光触媒性能が充分発現しないことがあるため好ましくない。   The functional dispersion of the present invention can be mixed with a binder resin that is usually used for surface treatment of fibers such as acrylic acid and urethane, nonwoven fabrics, and sheets. At this time, the solid content of the titania photocatalyst and the like in the functional dispersion containing the binder resin and the titania photocatalyst is preferably 5 to 50%, more preferably 7 to 45%, and particularly preferably 10 to 40%. The mixing ratio between the solid content of the titania photocatalyst and the binder resin is preferably 10 to 300 parts by mass, and more preferably 15 to 250 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the titania photocatalyst. Particularly preferred is 20 to 200 mass. If the resin solid content is less than 10 parts by mass, the titania photocatalyst may fall off because there is a fear that the adhesive strength when adhering to a fiber, nonwoven fabric, sheet, etc. using a functional dispersion containing a binder resin may not be sufficient. As a result, the photocatalytic (decomposition) performance may be deteriorated. Moreover, when the resin solid content exceeds 300 parts by mass, the titania photocatalyst may be covered with the resin when processed into a fiber, a nonwoven fabric, a sheet or the like, so that the photocatalytic performance may not be sufficiently exhibited, which is not preferable.

○用途
本発明の光触媒含有の機能性分散液は消臭性などのガス分解性、抗菌性および防汚性の付与等が求められる様々な製品に利用可能である。
例えば、繊維、不織布、シートなどのように、機能性分散液を水等で希釈した加工液中にこれらの基材をディップすることによりチタニア系光触媒を基材に添着させることができる。あるいは、アクリル繊維のように湿式紡糸法によって製造する繊維には、溶剤に本発明の機能性分散液を添加しすることによりチタニア系光触媒が練り込まれた繊維に加工することができる。
この具体的な用途としては、肌着、ストッキング、シャツ、靴下、布団、布団カバー、座布団、毛布、じゅうたん、カーテン、ソファー、カーシート、エアーフィルター、壁紙などの各種繊維、不織布、紙製品があげられる。
また塗料に本発明の機能性分散液を混合することで光触媒性(防汚性・ガス分解性)を有する塗料とすることができ、これを塗布した物に簡単に光触媒機能を付与することができる。塗布する対象としては、建築物の外壁面、屋根外面、屋上面、窓ガラス外面、窓ガラス内面、部屋の壁面、床面、天井面、ブラインド、カーテン、道路の防護壁やガードレール、トンネルの内壁、照明灯の反射面、カバー若しくは傘部、乗用車やバスや電車等の車両の内装面や外面、ガラス外面、ガラス内面等を挙げることができる。また、家具や家庭電気製品にも応用でき、ドアやドアノブ、各種食器及び調理器具、テーブル、食器棚、壁、食器洗浄機の内面や外面及び部品、洗濯機や掃除機、ペット用品や動物飼育用のハウスやカゴなど臭気の気になる部分、水路や排水溝などの雑菌の繁殖が気になる部分、流し台やまな板などの着色・変色の嫌気される部分が挙げられるが、臭気や廃液、雑菌の繁殖、汚れの付着が気になる部分であれば使用出来る。更にトイレ周り品として壁、便座若しくは便器;浴室周り品として浴槽、壁、若しくは天井部;収納具として下駄箱、押入、タンス、床下収納庫、米櫃、クーラーボックス若しくはごみ箱;建材として外装材、間仕切り、ふすま、障子若しくは床;家電製品としてテレビ、ビデオ、ステレオ、クーラー、ストーブ、掃除機、洗濯機、冷蔵庫、電気ポット、こたつ、炊飯器、シェーバー、むだ毛剃り器若しくはドライヤー;調理器具としてなべ、茶瓶若しくはフライパン;食器としてコップ、茶碗若しくはどんぶり鉢;自動車として窓ガラス用フィルム若しくはハンドル、シフトノブ;自転車;携帯品として帽子、バッグ、時計、釣竿若しくは靴;;浄化設備として排水処理設備、浄化槽、空気浄化器、水浄化器若しくは生ゴミ処理器;水槽としてプール、観賞魚用水槽、生けす用水槽若しくは池周り用石;又は動物用品としてペット小屋、犬小屋若しくは鳥かご等が挙げられ、これらの部品の表面又は内面に塗膜が形成されているもの等が挙げられる。
Application The functional dispersion containing a photocatalyst of the present invention can be used for various products that require gas decomposability such as deodorization, antibacterial properties, and antifouling properties.
For example, the titania-based photocatalyst can be attached to the base material by dipping these base materials in a processing liquid obtained by diluting the functional dispersion with water or the like, such as fibers, nonwoven fabrics, and sheets. Alternatively, a fiber produced by a wet spinning method such as an acrylic fiber can be processed into a fiber in which a titania-based photocatalyst is kneaded by adding the functional dispersion of the present invention to a solvent.
Specific applications include underwear, stockings, shirts, socks, futons, futon covers, cushions, blankets, carpets, curtains, sofas, car seats, air filters, wallpaper, various fibers, non-woven fabrics, and paper products. .
In addition, by mixing the functional dispersion of the present invention with a paint, a paint having photocatalytic properties (antifouling properties and gas decomposability) can be obtained, and a photocatalytic function can be easily imparted to the coated material. it can. Applicable objects include building exterior walls, roof exteriors, rooftops, window glass exteriors, window glass interiors, room walls, floors, ceiling surfaces, blinds, curtains, road protection walls and guardrails, tunnel interior walls , A reflecting surface of an illuminating lamp, a cover or an umbrella, an interior surface or an outer surface of a vehicle such as a passenger car, a bus or a train, a glass outer surface, a glass inner surface, and the like. It can also be applied to furniture and household electrical appliances, doors and door knobs, various dishes and utensils, tables, cupboards, walls, inner and outer surfaces and parts of dishwashers, washing machines and vacuum cleaners, pet supplies and animal breeding There are parts that are anxious about odors such as houses and baskets, parts that are anxious about the propagation of germs such as waterways and drains, parts that are anaerobic such as sinks and cutting boards, but odors and waste liquids, It can be used if it is a part of concern about the growth of various bacteria and the adhesion of dirt. In addition, toilets, walls, toilet seats or toilets; bathrooms, bathtubs, walls, or ceilings; storage tools, clogs, closets, chests, floor storage, rice bowls, cooler boxes, or trash cans; exterior materials, Partition, bran, shoji or floor; household appliances such as TV, video, stereo, cooler, stove, vacuum cleaner, washing machine, refrigerator, electric kettle, kotatsu, rice cooker, shaver, waste shaver or dryer; Cups, teacups or bowls as tableware; film or handles for window glass as automobiles, shift knobs; bicycles; hats, bags, watches, fishing rods or shoes as portable items; wastewater treatment equipment, septic tanks as purification equipment; Air purifier, water purifier or garbage disposal device; Pools, ornamental fish tanks, living aquariums or stones around ponds; or pet supplies such as pet kennels, kennels or bird cages as animal supplies, and a coating is formed on the surface or inner surface of these parts Etc.

また、機能性分散液をフィルターに添着などで加工したものは、空気清浄器やエアーコンディショナー、加湿器などに使用して空気の浄化、シックハウス対策、貯水タンクなどに応用可能となる。更に排水溝や濾過部に塗料或いはシートとして用いる事により、ヌメリを着き難く、且つ清潔に保つ事が出来る。   Moreover, what processed functional dispersion liquid by attaching to a filter etc. can be applied to an air purifier, an air conditioner, a humidifier, etc., for air purification, sick house measures, a water storage tank, etc. Further, by using it as a paint or a sheet in the drainage groove or the filtration part, it is difficult to get slimy and can be kept clean.

繊維に機能性分散液を添着・加工した場合、汚れ・臭いが付きにくい、雑菌の繁殖を抑制するなどの点を考えると、白衣やエプロンなどを含む衣料品、テント、包帯、水着、釣り糸、魚網など様々な用途が考えられる。衣類として制服、背広、靴下、下着、コート、ジャンバー、セーター、トレーナー、ワイシャツ、ズボン、着物、スカート、ストッキング若しくはタイツなどが挙げられる。更に寝具としてふとん、まくら若しくは毛布、カーテン、カーペット、マット、じゅうたんなどが挙げられる。
更にシート・フィルムに機能性分散液をコートした場合、ラップ、ゴミ袋や、ビニールハウス、合羽、ガラス・鏡の表面に貼るシールなど様々な用途が挙げられる。
When functional dispersion liquid is attached and processed on fibers, it is difficult to get dirt and odor, and it suppresses the propagation of germs, so clothing such as lab coats and aprons, tents, bandages, swimsuits, fishing lines, Various uses such as fish nets are possible. Examples of clothing include uniforms, suits, socks, underwear, coats, jumpers, sweaters, trainers, shirts, trousers, kimonos, skirts, stockings or tights. Further, the bedding includes a futon, a pillow or a blanket, a curtain, a carpet, a mat, and a carpet.
Furthermore, when a functional dispersion is coated on a sheet or film, various uses such as a wrap, a garbage bag, a plastic house, a garment, a seal attached to the surface of a glass / mirror can be mentioned.

本発明の機能性分散液を用いて加工したものは、ブラックライトや蛍光灯等で光を照射して用いても良い。特に本発明の機能性分散液を用いた加工品は、蛍光灯で光を照射して用いても良い。   What was processed using the functional dispersion liquid of this invention may be used by irradiating light with a black light or a fluorescent lamp. In particular, a processed product using the functional dispersion of the present invention may be used by irradiating light with a fluorescent lamp.

<実施例>
以下、本発明の実施例を説明するが、これに限定されるものではない。
<Example>
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.

○使用溶液の調製
硫酸チタニルを純水に溶かし、チタン濃度0.5mol/リットルの水溶液を調製した(チタン水溶液)。
五酸化ニオブと蓚酸とを純水に溶かし、ニオブ濃度0.5mol/リットルの水溶液を調製した(ニオブ水溶液)。
硝酸アルミニウムを純水に溶かし、アルミニウム濃度0.5mol/リットルの水溶液を調整した(アルミニウム水溶液)。
硝酸セリウムを純水に溶かし、セリウム濃度0.5mol/リットルの水溶液を調整した(セリウム水溶液)。
ヘキサメチレンテトラミンを純水に溶かし、1mol/リットルの水溶液を調製した(以下HMT水溶液)。
尿素を純水に溶かし、2mol/リットルの水溶液を調製した(以下尿素水溶液)。
Preparation of working solution Titanyl sulfate was dissolved in pure water to prepare an aqueous solution having a titanium concentration of 0.5 mol / liter (titanium aqueous solution).
Niobium pentoxide and oxalic acid were dissolved in pure water to prepare an aqueous solution having a niobium concentration of 0.5 mol / liter (niobium aqueous solution).
Aluminum nitrate was dissolved in pure water to prepare an aqueous solution having an aluminum concentration of 0.5 mol / liter (aluminum aqueous solution).
Cerium nitrate was dissolved in pure water to prepare an aqueous solution having a cerium concentration of 0.5 mol / liter (cerium aqueous solution).
Hexamethylenetetramine was dissolved in pure water to prepare a 1 mol / liter aqueous solution (hereinafter referred to as HMT aqueous solution).
Urea was dissolved in pure water to prepare a 2 mol / liter aqueous solution (hereinafter referred to as urea aqueous solution).

○光触媒粉末Aの調製
フラスコ中にチタン水溶液800ml及びニオブ水溶液200mlを入れ、混合する。この混合液を80℃に加温し、4時間撹拌する。その後、室温まで放冷、濾過し、純水で洗浄後、120℃で乾燥し、さらに600℃で4時間加熱して粉末Aを得た。
○光触媒粉末Bの調製
フラスコ中にチタン水溶液500ml、ニオブ水溶液100mlを混合し、80℃で2時間保持後、尿素水溶液を400ml混合する。この混合液を100℃に加温し、2時間撹拌する。その後、室温まで放冷した後、濾過した。この濾過物を純水で洗浄後、120℃で乾燥し、さらに800℃で4時間加熱して粉末Bを得た。
○光触媒粉末Cの調製
フラスコ中にチタン水溶液500ml、ニオブ水溶液100mlとセリウム水溶液100mlを混合し、80℃で2時間保持後、HMT水溶液を400ml混合する。この混合液を100℃に加温し、2時間撹拌する。その後、室温まで放冷した後、濾過した。この濾過物を純水で洗浄後、120℃で乾燥し、さらに400℃で4時間加熱して粉末Cを得た。
○光触媒粉末Dの調製
フラスコ中にチタン水溶液900ml、ニオブ水溶液100mlを2時間混合後に昇温し、80℃で2時間保持する。その後、室温まで放冷した後、濾過した。この濾過物を純水で洗浄後、120℃で乾燥し、さらに800℃で4時間加熱して粉末Dを得た。
○光触媒粉末Eの調製
フラスコ中にチタン水溶液500ml、ニオブ水溶液100mlとアルミニウム水溶液100mlを混合し、80℃で2時間保持する。その後、室温まで放冷した後、濾過した。この濾過物を純水で洗浄後、120℃で乾燥し、さらに700℃で4時間加熱して粉末Eを得た。
Preparation of photocatalyst powder A 800 ml of an aqueous titanium solution and 200 ml of an aqueous niobium solution are placed in a flask and mixed. The mixture is warmed to 80 ° C. and stirred for 4 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature, filtered, washed with pure water, dried at 120 ° C., and further heated at 600 ° C. for 4 hours to obtain Powder A.
Preparation of photocatalyst powder B In a flask, 500 ml of an aqueous titanium solution and 100 ml of an aqueous niobium solution are mixed, held at 80 ° C. for 2 hours, and then mixed with 400 ml of an aqueous urea solution. The mixture is warmed to 100 ° C. and stirred for 2 hours. Then, after cooling to room temperature, it filtered. This filtrate was washed with pure water, dried at 120 ° C., and further heated at 800 ° C. for 4 hours to obtain Powder B.
Preparation of photocatalyst powder C In a flask, 500 ml of an aqueous titanium solution, 100 ml of an aqueous niobium solution and 100 ml of an aqueous cerium solution are mixed, held at 80 ° C. for 2 hours, and then mixed with 400 ml of an aqueous HMT solution. The mixture is warmed to 100 ° C. and stirred for 2 hours. Then, after cooling to room temperature, it filtered. This filtrate was washed with pure water, dried at 120 ° C., and further heated at 400 ° C. for 4 hours to obtain powder C.
○ Preparation of photocatalyst powder D A 900 ml titanium aqueous solution and 100 ml niobium aqueous solution were mixed in a flask for 2 hours, and then heated to 80 ° C. for 2 hours. Then, after cooling to room temperature, it filtered. This filtrate was washed with pure water, dried at 120 ° C., and further heated at 800 ° C. for 4 hours to obtain Powder D.
Preparation of photocatalyst powder E In a flask, 500 ml of an aqueous titanium solution, 100 ml of an aqueous niobium solution and 100 ml of an aqueous aluminum solution are mixed and held at 80 ° C. for 2 hours. Then, after cooling to room temperature, it filtered. This filtrate was washed with pure water, dried at 120 ° C., and further heated at 700 ° C. for 4 hours to obtain Powder E.

○比較用光触媒粉末の調製
高純度アナターゼ型チタニアの比較粉末Aとして、市販チタニア(石原産業(株),グレードST−01)を用いた。
上記ST−01をアンモニア気流中600℃で24時間保持して窒素置換型チタニア、比較粉末Bを得た。
シリカ被覆チタニアとしてマスクメロン型チタニア(太平化学産業(株)製)を比較粉末Cとして用いた。
Preparation of Comparative Photocatalyst Powder Commercially available titania (Ishihara Sangyo Co., Ltd., grade ST-01) was used as comparative powder A for high-purity anatase-type titania.
The ST-01 was held in an ammonia stream at 600 ° C. for 24 hours to obtain a nitrogen-substituted titania and comparative powder B.
As a silica-coated titania, a mask melon type titania (manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) was used as a comparative powder C.

○結晶性、ニオブ含有量、平均粒径、結晶子径の分析
粉末A〜E、及び比較粉末A〜Cの粉末X線回折の測定データから結晶相を同定した結果を表1に記載した。また蛍光X線によるニオブの含有率、レーザー回折式粒度分布測定による平均粒径、走査型電子顕微鏡観察による結晶子径も表1に示した。
○ Analysis of crystallinity, niobium content, average particle size, crystallite size Table 1 shows the results of identifying the crystal phase from the powder X-ray diffraction measurement data of powders A to E and comparative powders A to C. Table 1 also shows the niobium content by fluorescent X-ray, the average particle size by laser diffraction particle size distribution measurement, and the crystallite size by scanning electron microscope observation.

Figure 2005313055
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○多孔質性分析及び細孔測定
GEMINI(島津(株)製)を用いた窒素ガス多点BET測定法を用いて吸着及び脱着試験を粉末Aについて実施した。このヒステリシスの結果から粉末Aは、多孔質であることが判明した。また粉末Aの平均細孔径は、約10nmであった。
外の粉末B〜Eについてもほぼ同じ結果であった。
Porosity analysis and pore measurement Powder A was subjected to adsorption and desorption tests using a nitrogen gas multipoint BET measurement method using GEMINI (manufactured by Shimadzu Corporation). From the result of this hysteresis, it was found that the powder A was porous. The average pore diameter of the powder A was about 10 nm.
The same results were obtained for the other powders B to E.

○光触媒中のルイス酸点の測定
0.01gの粉末Aに1mol/Lのピリジン水溶液を5mL添加し、室温で30分間振盪した。その後、粉末Aをろ別・水洗し、暗所で乾燥させ、1400〜1700cm-1の赤外線(IR)スペクトルを測定した(pyr+)。粉末B、粉末C、比較粉末A、比較粉末B、および比較粉末Cについても同様な処理を行い、IRスペクトルを測定した。また、ピリジン吸着処理を行なわないものについても同様にIRスペクトルを測定した(pyr-)。
IRスペクトルの測定方法は、「DuraScopeTM」(SensIRテクノロジー社製)というATRアクセサリーを取り付けた赤外線吸収装置(Nicolet社製Impact400D)により測定した。
図1に粉末Aの、図2に比較粉末BのIRスペクトルを示す。
この結果、粉末A、B、Cのpyr+のIRスペクトルは、約1440cm-1を中心に1420cm-1から1460cm-1の吸収ピークと約1605-1を中心に1420cm-1から1460cm-1の吸収ピークが比較粉末のものに比べ認められなかった。このことから、本発明の機能性分散液に用いるチタニア系光触媒は、ピリジン水溶液処理を行なっても1420cm-1から1460cm-1及び1590cm-1から1620cm-1に明確な吸収ピークを持たないものである。
○ Measurement of Lewis acid point in photocatalyst 5 mL of 1 mol / L pyridine aqueous solution was added to 0.01 g of powder A, and the mixture was shaken at room temperature for 30 minutes. Thereafter, powder A was filtered and washed with water, dried in the dark, and an infrared (IR) spectrum of 1400 to 1700 cm −1 was measured (pyr + ). The same processing was performed on powder B, powder C, comparative powder A, comparative powder B, and comparative powder C, and the IR spectrum was measured. Further, the IR spectrum was similarly measured (pyr ) for those not subjected to pyridine adsorption treatment.
The IR spectrum was measured using an infrared absorption device (Impact 400D manufactured by Nicolet) equipped with an ATR accessory called “DuraScope ” (manufactured by SensIR Technology).
FIG. 1 shows the IR spectrum of the powder A, and FIG. 2 shows the IR spectrum of the comparative powder B.
As a result, the powder A, B, IR spectrum of the pyr + of C is about centered on 1440Cm -1 from 1420 cm -1 to around the absorption peak of about 1605 -1 1460 cm -1 from 1420 cm -1 to 1460 cm -1 Absorption peak was not recognized compared with the comparative powder. Therefore, titania photocatalyst used in the functional dispersion of the present invention, which does not have a distinct absorption peak at 1620 cm -1 be performed pyridine solution processing from 1420 cm -1 from 1460 cm -1 and 1590 cm -1 is there.

○光触媒含有分散液の作成
粉末Aを分散剤Disperbyk−180(ビックケミー・ジャパン株式会社製,リン酸基を含むブロック共重合体のアルキルアンモニウム塩。酸価94mgKOH/g。アミン価94mgKOH/g平均分子量1000)を用いて分散した。この分散処方としては、水100質量部に対して分散剤を2.3質量部(消臭剤固形分100質量部に対して4.6質量部)、粉末Aを50質量部、防腐剤ベストサイド#300(大日本インキ化学工業株式会社製)を0.3質量部、消泡剤Disperbyk−022(ビックケミー・ジャパン株式会社製)を0.2質量部、増粘剤メトロースSH15000(信越化学工業株式会社製)の4%水溶液を13質量部添加し、サンドミルにて3000rpm、20分間攪拌し、チタニア系光触媒含有のペースト状の分散液Aを得た。なお、この分散液中のチタニア系光触媒固形分は30質量%であった。粉末B〜E及び比較粉末A〜Cについても同様の操作を行い、チタニア系光触媒含有のペースト状の分散液B〜E、及び比較分散液A〜Cを得た。
Preparation of dispersion containing photocatalyst Powder A was made into dispersant Disperbyk-180 (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd., alkyl ammonium salt of a block copolymer containing a phosphate group. Acid value 94 mgKOH / g, amine value 94 mgKOH / g average molecular weight 1000). As this dispersion prescription, 2.3 parts by weight of the dispersant with respect to 100 parts by weight of water (4.6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the deodorant solid content), 50 parts by weight of powder A, the best preservative Side # 300 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) 0.3 parts by mass, defoamer Disperbyk-022 (by Big Chemie Japan Co., Ltd.) 0.2 parts by mass, thickener Metroose SH15000 (Shin-Etsu Chemical) 13 parts by mass of a 4% aqueous solution (manufactured by Co., Ltd.) was added and stirred for 20 minutes at 3000 rpm in a sand mill to obtain a titania-based photocatalyst containing dispersion A. The titania-based photocatalyst solid content in this dispersion was 30% by mass. The same operation was performed for powders B to E and comparative powders A to C, and titania-based photocatalyst-containing paste dispersions B to E and comparative dispersions A to C were obtained.

○消臭剤含有分散液を用いて加工した綿生地の消臭性評価
純水100質量部に対してチタニア系光触媒含有のペースト状分散液Aを10質量部(チタニア系光触媒粉末として3質量部)、アクリル系バインダー(KB−4900 固形分45質量%、東亞合成(株)製)を6.7質量部添加した懸濁液Aを作製した。チタニア系光触媒含有のペースト状分散液B〜E、比較分散液A〜Cについても同様の操作を行い各懸濁液を作製した。
これらの懸濁液に綿100%の生地(生地質量100g/m2)をディッピングし、絞り率70%でピックアップし、150℃で乾燥し、試験布A〜E及び比較試験布A〜Cを得た。この綿生地を任意の3箇所から20cm×20cmを切り取りポリフッ化ビニルフィルム(米国デュポン社製)を用いて作製したバック(以下、テドラーバッグと称する)に入れ、アセトアルデヒドガス濃度14ppm含有する空気を3L注入し、24時間紫外線照射下で静置した。そのテドラーバッグ中の残存ガス濃度をガス検知管(ガステック製No.92L)を用いて測定した。
紫外線照射下での静置条件は、UVを1mW/cm2の強度で照射した。その結果を表2に示し
た。なお、「N.D.」とは、アセトアルデヒドが検出できなかったことを示す。
○ Deodorant Evaluation of Cotton Fabric Processed Using Deodorant-Containing Dispersion 10 parts by mass of titania-based photocatalyst-containing paste dispersion A (3 parts by mass as titania-based photocatalyst powder) with respect to 100 parts by mass of pure water ) And an acrylic binder (KB-4900, solid content 45% by mass, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) was added to prepare Suspension A. The same operations were performed on the titania-based photocatalyst-containing paste dispersions B to E and comparative dispersions A to C to prepare suspensions.
These suspensions are dipped with 100% cotton fabric (material mass 100 g / m 2 ), picked up with a drawing rate of 70%, dried at 150 ° C., and test cloths A to E and comparative test cloths A to C Obtained. This cotton fabric was cut into 20 cm × 20 cm from any three locations and placed in a bag (hereinafter referred to as a Tedlar bag) prepared using a polyvinyl fluoride film (made by US DuPont), and 3 L of air containing an acetaldehyde gas concentration of 14 ppm was injected. And allowed to stand under ultraviolet irradiation for 24 hours. The residual gas concentration in the Tedlar bag was measured using a gas detector tube (No. 92L manufactured by Gastec).
As a standing condition under ultraviolet irradiation, UV was irradiated at an intensity of 1 mW / cm 2 . The results are shown in Table 2. “ND” indicates that acetaldehyde could not be detected.

Figure 2005313055
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○消臭剤含有分散液を用いて加工した試験布の変色性評価
実施例2において消臭試験後の各試験布について、変色を目視で調べた。その結果を表3に示した。
○ Evaluation of discoloration of test cloth processed using deodorant-containing dispersion The discoloration of each test cloth after the deodorization test in Example 2 was examined visually. The results are shown in Table 3.

Figure 2005313055
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○消臭剤含有分散液を用いて加工した綿生地の消臭性評価:可視光照射
実施例2で作製した試験布A〜E及び比較試験布A〜Cを任意の3箇所から30cm×30cmを切り取りテドラーバッグに入れ、アセトアルデヒドガス濃度14ppm含有する空気を3L注入し、24時間可視光照射下で静置した。そのテドラーバッグ中の残存ガス濃度をガス検知管(ガステック製No.92L)を用いて測定した。ただし、光源は蛍光灯(東芝ライフテック/照度2000LUX)を使用した。
その結果を表4に示した。なお、「N.D.」とは、アセトアルデヒドが検出できなかったことを示す。
Deodorant evaluation of cotton fabric processed using deodorant-containing dispersion: Visible light irradiation Test cloths A to E and comparative test cloths A to C prepared in Example 2 are 30 cm × 30 cm from arbitrary three locations. Was put in a Tedlar bag, 3 L of air containing an acetaldehyde gas concentration of 14 ppm was injected, and allowed to stand under visible light irradiation for 24 hours. The residual gas concentration in the Tedlar bag was measured using a gas detector tube (No. 92L manufactured by Gastec). However, a fluorescent lamp (Toshiba Life Tech / illuminance 2000 LUX) was used as the light source.
The results are shown in Table 4. “ND” indicates that acetaldehyde could not be detected.

Figure 2005313055
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実施例2〜4の結果から、分散液A〜Eは比較分散液A〜Cに比較して光触媒を有し且つ紫外線照射による耐変色性が優れている。   From the results of Examples 2 to 4, Dispersions A to E have a photocatalyst and are superior in resistance to discoloration due to ultraviolet irradiation compared to Comparative Dispersions A to C.

○光触媒含有塗料の作製
粉末Aを市販塗料(関ペ株式会社製ハピオフレッシュ,エッグホワイト)100質量部に対して5質量部添加し、サンドミルにて3000rpm、20分間攪拌し、チタニア系光触媒含有の試験塗料Aを得た。粉末B〜E及び比較粉末A〜Cについても同様に処理して、チタニア系光触媒含有の試験塗料B〜E、比較試験塗料A〜Cを得た。
Preparation of photocatalyst-containing paint Powder A is added in an amount of 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of a commercially available paint (Sekipe Co., Ltd., Happiouresh, Egg White), stirred at 3000 rpm for 20 minutes in a sand mill, and containing a titania-based photocatalyst. Test paint A was obtained. The powders B to E and the comparative powders A to C were similarly processed to obtain test paints B to E and comparative test paints A to C containing a titania photocatalyst.

○光触媒含有塗料を用いて加工した塗布板の防汚性能
チタニア系光触媒含有の試験塗料Aをアルミ鋼板(5cm×15cm)にバーコーター(#20)で塗布後、1晩風乾し、試験塗布板Aを得た。試験塗料B〜E及び比較試験塗料A〜Cについても同様の操作を行い、試験塗布板B〜E及び比較試験塗布板A〜Cを得た。またチタニア系光触媒を含有しない元の塗料を塗布した板を同様に作製し、ブランクとした。
これらの塗布板の防汚性能を評価する為に、メチレンブルー分解試験を実施した。試験方法としては、光触媒製品技術協議会の定める2003年度版(http://www.photocatalysis.com/index.html)液相フィルム密着法を用いた。ただし、光源は蛍光灯(東芝ライフテック/照度2000LUX)を使用した。試験結果を表5に示した。メチレンブルーが脱色された場合を「脱色」と、メチレンブルーの色が残っている場合を「脱色ナシ」と表示した。
○ Antifouling performance of coated plate processed with photocatalyst-containing paint Apply test paint A containing titania photocatalyst to aluminum steel plate (5cm x 15cm) with bar coater (# 20), then air-dry overnight, test coated plate A was obtained. The same operation was performed for the test paints B to E and the comparative test paints A to C to obtain test application plates B to E and comparative test application plates A to C. Moreover, the board which apply | coated the original coating material which does not contain a titania type photocatalyst was similarly produced, and it was set as the blank.
In order to evaluate the antifouling performance of these coated plates, a methylene blue decomposition test was conducted. As a test method, the 2003 version (http://www.photocatalysis.com/index.html) liquid phase film adhesion method defined by the Photocatalyst Products Technical Council was used. However, a fluorescent lamp (Toshiba Life Tech / illuminance 2000 LUX) was used as the light source. The test results are shown in Table 5. When methylene blue was decolored, “decolorization” was displayed, and when methylene blue color remained, “decolorization pear” was displayed.

Figure 2005313055
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○光触媒含有塗料を用いて加工した塗布板の変色性評価
実施例6で実施した防汚試験後の試験塗布板及び比較試験塗布板の変色を目視で調べた。その結果を表6に示した。試験塗布板及び比較試験塗布板の塗料が黄色く着色した場合を「黄変」と、黄茶色に着色した場合を「黄茶変」と表示した。
○ Evaluation of discoloration of coated plate processed with photocatalyst-containing paint The discoloration of the test coated plate and the comparative test coated plate after the antifouling test performed in Example 6 was visually examined. The results are shown in Table 6. The case where the paint on the test coating plate and the comparative test coating plate was colored yellow was indicated as “yellowing”, and the case where it was colored yellow-brown was indicated as “yellow browning”.

Figure 2005313055
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実施例6、7の結果から、試験塗料A〜Eは比較試験塗料A〜Cに比較して光触媒を有し且つ紫外線照射による耐変色性が優れていると判断できる。   From the results of Examples 6 and 7, it can be determined that the test paints A to E have a photocatalyst and are superior in resistance to discoloration due to ultraviolet irradiation compared to the comparative test paints A to C.

本発明のチタニア系光触媒を含有する機能性分散液は、可視光、例えば市販蛍光灯下で優れた光触媒性能を発揮する。本発明の機能性分散液は、繊維、不織布、フィルター、フィルム、塗料、紙、成形品などに用いて機能性加工製品とすることができる。この機能性加工製品を用いることにより、紫外線照射が極めて少ない家の中などにおいて防汚・抗菌・アルデヒドガス等の有毒ガス等や附着した物質を分解することができ、環境浄化に用いることができる。   The functional dispersion containing the titania-based photocatalyst of the present invention exhibits excellent photocatalytic performance under visible light, for example, a commercial fluorescent lamp. The functional dispersion of the present invention can be used as a functional processed product by using it in fibers, non-woven fabrics, filters, films, paints, paper, molded products and the like. By using this functional processed product, it is possible to decompose toxic gases such as antifouling, antibacterial, and aldehyde gas and attached substances in homes where ultraviolet irradiation is extremely low, and can be used for environmental purification. .

は粉末Aと粉末Aにピリジン吸着処理を行なったもの(Pyr+)の1400〜1700cm-1のIRスペクトルIs an IR spectrum of 1400-1700 cm −1 of powder A and powder A obtained by subjecting powder A to pyridine adsorption treatment (Pyr + ) は比較粉末Bと比較粉末Bにピリジン吸着処理を行なったもの(Pyr+)の1400〜1700cm-1のIRスペクトルIs an IR spectrum of 1400-1700 cm −1 of comparative powder B and comparative powder B subjected to pyridine adsorption treatment (Pyr + ).

符号の説明Explanation of symbols

図1および図2の横軸は、赤外線の波数(cm-1)を示す。
図1および図2の縦軸は、吸収度を示す。
図1および図2の実線は、ピリジン吸着処理を行なったもの(Pyr+)のIRスペクトルを示す。
図1および図2の破線は、粉末Aまたは比較粉末BのIRスペクトルを示す。
The horizontal axis in FIGS. 1 and 2 represents the wave number (cm −1 ) of infrared rays.
The vertical axis | shaft of FIG. 1 and FIG. 2 shows absorptivity.
The solid line in FIG. 1 and FIG. 2 shows the IR spectrum of the pyridine adsorbed treatment (Pyr + ).
The broken line in FIGS. 1 and 2 shows the IR spectrum of powder A or comparative powder B.

Claims (4)

ニオブ含有量が0.1〜25質量%であるチタニア系光触媒を含有する機能性分散液。   A functional dispersion containing a titania photocatalyst having a niobium content of 0.1 to 25% by mass. 平均粒径が0.05〜10μm、平均細孔径が3〜80nm、及び結晶子径が5〜1000nmである請求項1に記載のチタニア系光触媒を含有する機能性分散液。   2. The functional dispersion containing a titania-based photocatalyst according to claim 1, having an average particle diameter of 0.05 to 10 μm, an average pore diameter of 3 to 80 nm, and a crystallite diameter of 5 to 1000 nm. 実質的にルイス酸点を有しない請求項1又は請求項2に記載のチタニア系光触媒を含有する機能性分散液。   The functional dispersion containing the titania-based photocatalyst according to claim 1 or 2, which has substantially no Lewis acid point. 請求項1〜3にそれぞれ記載の機能性分散液を用いてなる機能性加工製品。   The functional processed product which uses the functional dispersion liquid of each of Claims 1-3.
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