JP2006233343A - 光触媒液体組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、光照射下での変色が抑制され、優れた光触媒活性を有する布帛を得るための塗布液を提供する。
【解決手段】
光触媒材料を含むコアと該コアの少なくとも一部を被覆する層とを有する光触媒粒子を含有し、光触媒活性を付与するため布帛基材に塗布される塗布液であって、該光触媒粒子の平均粒径が0.5−10μmの範囲にあり、該コアの光触媒材料と比較して該被覆層の材料の光触媒活性が低い上記の塗布液を用いることにより、変色が抑制され優れた光触媒活性を有する布帛が得られる。
【選択図】
図1
Description
(1) 光触媒材料を含むコアと該コアの少なくとも一部を被覆する層とを有する光触媒粒子を含有し、光触媒活性を付与するため布帛基材に塗布される液体組成物であって、該光触媒粒子の平均粒径が0.5−10μmの範囲にあり、該コアの光触媒材料と比較して該被覆層の材料の光触媒活性が低い、上記の液体組成物。
(2) コアが酸化チタンを含む(1)に記載の液体組成物。
(3) 被覆層がシリカ、リン酸カルシウム、ポリシロキサン、又はそれらの組み合わせを含む、(1)又は(2)に記載の液体組成物。
(4) バインダーをさらに含む(1)−(3)の何れかに記載の液体組成物。
液体組成物における好ましい被覆光触媒粒子の平均粒径は、布帛を構成する繊維の太さ及び繊維同士の間隔に依存するが、通常該光触媒粒子の平均粒径は0.5μm以上、好ましくは0.8μm以上、さらに好ましくは1.0μm以上であり、10μm以下、好ましくは5μm、さらに好ましくは1.5μm以下である。平均粒径が当該範囲未満である場合には、粒子が繊維間の間隙に遍在して布帛表面に均一に分布しないため、布帛としての触媒活性が低下することがある。平均粒径が当該範囲を超えると、比表面積が低下するため、単位触媒重量あたりの触媒活性が低下しやすく、また白く着色してくるので製品の意匠性を低下させる。
この被覆光触媒粒子の平均粒径は、液体組成物における平均粒径であり、一次粒子で存在していれば一次粒子の平均粒子径のであり、製造方法によっては一次粒子が凝集してニ次粒子を形成しているときもありその場合はそのニ次粒子の平均粒子径のことである。
本発明の液体組成物は、バインダーをさらに含んでもよい。バインダーとしては、シリカのような無機バインダー物、繊維加工剤のような有機バインダーがあるが、有機バインダーが好ましく、特に繊維加工剤が好ましい。繊維加工剤とは、繊維布帛の柔軟性、硬度、光沢、吸水性等の特性に影響を及ぼす剤を指し、硬仕上剤が含まれる。硬仕上剤として、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ポリエステル系樹脂、デンプンのような水溶性樹脂が挙げられる。ポリエステル系樹脂の硬仕上剤の例として、ペスレジン2000及びTKセット413として高松油脂株式会社から購入できる硬仕上剤が挙げられる。
該液体組成物は、前述の各成分を溶媒に混合することによって得られる。ここで溶媒は水、有機溶媒、及びこれらの混合物の何れでもよく、水が好ましい。混合には、任意の公知の混合手段を用いることができる。例えば、ボールミル、ダイノーミルが挙げられる。液体組成物における光触媒粒子の割合は、塗布方法に応じて選択される。一般には、液体組成物の総重量に対する光触媒粒子の重量は0.1wt%以上、好ましくは0.5wt%以上であり、20wt%以下、好ましくは10wt%以下である。液体組成物は、光触媒粒子が沈降しない懸濁液又は分散液の形態にあることが好ましい。
[実施例1]
酸化チタン粉末(テイカ社製のTKP−101、アナターゼ型、シリカ被覆品)をボールミルを用いて水に分散させ、酸化チタン濃度が20.0wt%である水分散液を得た。この分散液を用いて動的光散乱法により酸化チタン粒子の平均粒径を測定したところ、平均粒径は1μmであった。粒径の測定は、Malvern社製の機種Malvern HPPS,型名HPP5001を用いて行った。測定温度は25℃であった。
[実施例2]
塗布液の酸化チタン濃度を4.0wt%とした点を除き、実施例1と同様にして、酸化チタンを含むポリエステル布帛を得た。
[比較例1]
シリカ被覆酸化チタンの水分散液に代えて中性チタニアゾル(石原産業社製、酸化チタンとして平均粒径100nmの未被覆酸化チタンを含有、酸化チタン濃度20.1wt%、pH=7.9)を用いた点を除き、実施例1と同様にして酸化チタンを含むポリエステル布帛を得た。平均粒径の測定は、実施例1と同様にして行った。
[比較例2]
塗布液の酸化チタン濃度を4.0wt%とした点を除き、比較例1と同様にして酸化チタンを含むポリエステル布帛を得た。
[比較例3]
シリカ被覆酸化チタンの水分散液に代えて酸化チタン粉末(石原産業(株))を水にボールミルを用いて水に分散させたもの(酸化チタン濃度20.0wt%、平均粒径1μm)を用いた点を除き、実施例1と同様にして酸化チタンを含むポリエステル布帛を得た。平均粒径の測定は、実施例1と同様にして行った。
[評価例1 (黄変試験)]
実施例1、2、比較例1−3の布帛サンプルについて、黄変試験を行った。黄変試験は、各サンプルに紫外線としてブラックライトを照射し、黄色度の経時変化を測定することによって行った。黄色度(YI)は、X,Y,Z測色値により算出した。測定条件は以下の通りである。
照射強度: 1.0mW/cm2
紫外線強度計: UVR-2((株)TOPCON)、受光部UD-36
測色計: Z-1001 DP(日本電色工業(株))
比較のため、塗布を行わなかったポリエステル布帛基材(加工前布)についても試験を行った。結果を図1及び2に示す。
[評価例2(アセトアルデヒド分解試験)]
実施例及び比較例の布帛について、アセトアルデヒド分解試験を行った。試験方法は以下の通りである。
光源: FL15BLB-A(東芝ライテック(株))
照射強度: 1.0mW/cm2
紫外線強度計: UVR-2((株)TOPCON)、受光部UD-36
サンプル面積: 50cm2(5cm×10cm)
ガスクロマトグラフ: GC-14B((株)島津製作所)
結果を図3及び4に示す。実施例1及び2の布帛ではアセトアルデヒドが急速に分解し、照射開始から24時間の間の濃度減少が140ppmを超え、残存濃度が0−10ppmまで低下した。それに対し、比較例1及び2の布帛では、アセトアルデヒド濃度の減少はブランクと同程度であり、有意な光触媒活性が見られなかった。比較例3の布帛の光触媒活性は比較例1及び2より高いものの、実施例1及び2には及ばなかった。
[評価例3 (湿式メチレンブルー分解試験)]
実施例及び比較例1−3のサンプルについて、湿式メチレンブルー分解試験を行った。試験は、光触媒製品フォーラムの「光触媒製品における湿式分解性能試験方法」に準拠し、40mmφのサンプルを試験セルの底に沈めて行った。測定条件は以下の通りである。
仕込メチレンブルー水溶液量: 35ml
吸着用メチレンブルー水溶液量濃度: 0.025mmol/l
吸着時間: 24hr
試験用メチレンブルー水溶液量濃度: 0.010mmol/l
光源: FL15BLB-A(東芝ライテック(株))
照射強度: 1.0mW/cm2
紫外線強度計: UVR-2((株)TOPCON)、受光部UD-36
吸光度測定: 自記分光光度計、U-4000((株)日立製作所)
測定セル: 標準セル
結果を以下の表に示す。
[SEM観察及びEPMA測定]
実施例及び比較例のサンプルについて、SEM観察及びEPMA測定を行い、酸化チタン粒子の分布を調べた(図5−9)。SEM像に示した白いバーが20μmに該当する。図5−9のEPMAマップ(右)は、SEM像(左)と同一の領域に対応し、Ti原子が検出された位置を白く表示した。SEM像とEPMAマップの結果を比較すると、SEM像で観察される粒子が、布帛に付着した酸化チタンに対応することがわかる。
Claims (4)
- 光触媒材料を含むコアと該コアの少なくとも一部を被覆する層とを有する光触媒粒子を含有し、光触媒活性を付与するため布帛基材に塗布される液体組成物であって、
該光触媒粒子の平均粒径が0.5−10μmの範囲にあり、
該コアの光触媒材料と比較して該被覆層の材料の光触媒活性が低い、
上記の液体組成物。 - コアが酸化チタンを含む請求項1に記載の液体組成物。
- 被覆層がシリカ、リン酸カルシウム、ポリシロキサン、又はそれらの組み合わせを含む、請求項1又は2に記載の液体組成物。
- バインダーをさらに含む請求項1−3の何れかに記載の液体組成物。
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