JP2009121116A - Ceiling material - Google Patents

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Hikari Sato
光 佐藤
Kayo Nakano
佳代 中野
Shinya Kasamatsu
伸矢 笠松
Keiichi Fuse
圭一 布施
Ryoto Sasaki
亮人 佐々木
Yasuhiro Shirakawa
康博 白川
Masami Okamura
正巳 岡村
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Toshiba Materials Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceiling material which has imparted thereto a function of decomposing odors and fouling adhering to a front surface without using an ultraviolet irradiation means. <P>SOLUTION: The ceiling material has visible ray responsive photocatalytic powder applied at least to part of a front surface of a substrate. The visible ray responsive photocatalytic powder has a color of tungsten oxide photocatalytic powder, in which a* is -5 or less, b* is -5 or more, and L* is 50 or more when expressed by the L*a*b* colorimetric system. Further by setting a light source, odors and fouling can be decomposed even at night. Preferably the light source is a light emitting diode. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は天井材に関し、基材表面に光触媒を塗布した天井材に関する。   The present invention relates to a ceiling material, and relates to a ceiling material in which a photocatalyst is applied to the surface of a substrate.

建物の天井材としては、コンクリート、木材、プラスチック、ゴム、セラミックなど様々な材料が使用されている。天井材は、日常生活により表面が汚れたり、外からのほこりの混ざった雨・風等によって汚れたりしている。このような汚染を防ぐために光触媒が注目を集めている。光触媒は光触媒粉末を具備する塗料を天井材となる基材表面に塗布することにより、光触媒層となる。
近年、特開2002−45650号公報(特許文献1)では光触媒粉末としては酸化チタンが利用されている。酸化チタン粉末を使うことにより、アセトアルデヒド等の有機物の分解、窒素酸化物等の分解が可能となり防汚効果を有する天井材が開示されている。
特開2002−45650号公報
Various materials such as concrete, wood, plastic, rubber, and ceramic are used as building ceiling materials. The ceiling material is soiled due to daily life, or is soiled by rain, wind, etc. mixed with dust from the outside. In order to prevent such contamination, photocatalyst has attracted attention. The photocatalyst becomes a photocatalyst layer by applying a coating material containing photocatalyst powder to the surface of a base material serving as a ceiling material.
In recent years, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-45650 (Patent Document 1), titanium oxide is used as a photocatalyst powder. By using titanium oxide powder, a ceiling material having an antifouling effect that can decompose organic substances such as acetaldehyde and nitrogen oxides has been disclosed.
JP 2002-45650 A

しかしながら、上記酸化チタン粉末による光触媒は、着色性を有していることから天井材に用いると天井材に色がついてしまい外観上の不具合が生じ易かった。また、酸化チタン粉末は紫外線領域の波長によって励起されるために、
太陽光が照射されたとしても利用されるのが紫外領域だけであるため分解効率は必ずしも良いとはいえなかった。
一方、可視光応答型光触媒については、開発が進んではいるものの、未だその光触媒性能は満足できるものではなかった。
However, since the photocatalyst using the titanium oxide powder has colorability, when it is used for a ceiling material, the ceiling material is colored, so that an appearance defect is likely to occur. In addition, since titanium oxide powder is excited by the wavelength in the ultraviolet region,
Even if it is irradiated with sunlight, the decomposition efficiency is not always good because only the ultraviolet region is used.
On the other hand, the visible light responsive photocatalyst has been developed, but its photocatalytic performance has not yet been satisfactory.

本発明は上記点に着目してなされたものであり、天井材に用いたとしても着色の問題を無くし、可視光を利用できる光触媒を具備した天井材を提供するものである。   The present invention has been made paying attention to the above points, and provides a ceiling material provided with a photocatalyst that can use visible light without the problem of coloring even when used for a ceiling material.

本発明の天井材は、基材表面の少なくとも一部に可視光応答型酸化タングステン光触媒粉末を具備する塗料を塗布した天井材であって、前記酸化タングステン粉末の色をL*a*b*表色系で表したとき、a*が−5以下、b*が−5以上、L*が50以上の色を有することを特徴とするものである。
また、可視光応答型酸化タングステン光触媒粉末は、画像解析による平均粒径(D50)が1〜548nmの範囲であることが好ましい。また、天井材は太陽光が照射される環境で使用されるものであることが好ましい。また、基材がコンクリート、セラミック、木材、プラスチック、ゴムの少なくとも1種であることが好ましい。
また、可視光を照射する光源を設けたものであってもよい。また、光源が電球であることが好ましい。また、光源が、波長が390〜830nmの領域の光を放出する発光ダイオードであることが好ましい。また、光源が、波長が430〜500nmの領域の光を放出する発光ダイオードであることが好ましい。
The ceiling material of the present invention is a ceiling material in which a coating material comprising a visible light responsive tungsten oxide photocatalyst powder is applied to at least a part of the surface of a base material, and the color of the tungsten oxide powder is represented by an L * a * b * table. When expressed in a color system, a * is −5 or less, b * is −5 or more, and L * is 50 or more.
The visible light responsive tungsten oxide photocatalyst powder preferably has an average particle diameter (D50) by image analysis in the range of 1 to 548 nm. Moreover, it is preferable that a ceiling material is used in the environment where sunlight is irradiated. The substrate is preferably at least one of concrete, ceramic, wood, plastic and rubber.
Further, a light source that emits visible light may be provided. The light source is preferably a light bulb. The light source is preferably a light emitting diode that emits light in a wavelength region of 390 to 830 nm. In addition, the light source is preferably a light emitting diode that emits light in a wavelength region of 430 to 500 nm.

本発明の天井材によれば、光触媒粉末の着色性を抑えていることから基材表面の色を活かすことができるので外観上の不具合を抑制できる。また、可視光を利用できるので効率よく光触媒効果を発揮することができる。そのため、防汚効果、消臭および抗菌特性の優れた天井材を提供することができる。   According to the ceiling material of the present invention, since the colorability of the photocatalyst powder is suppressed, it is possible to make use of the color of the surface of the base material, and thus it is possible to suppress defects in appearance. Moreover, since visible light can be utilized, the photocatalytic effect can be exhibited efficiently. Therefore, a ceiling material excellent in antifouling effect, deodorization and antibacterial properties can be provided.

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。図1は、天井材の一例を示す断面図である。図中、1は基材、2は光触媒層である。光触媒層2は酸化タングステン粉末を具備する塗料を塗布したものである。光触媒層は酸化タングステン粉末の充填率が任意であるが30〜99%の範囲が好ましい。また、光触媒層は基材表面の少なくとも一部に設けられていればよい。好ましくは全面に光触媒層を設ける構造である。充填率とは光触媒層表面をEPMAにより面分析したときに(光触媒粉末存在する合計面積/測定面積)×100(%)で求めることができる。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a ceiling material. In the figure, 1 is a substrate and 2 is a photocatalyst layer. The photocatalyst layer 2 is applied with a paint comprising tungsten oxide powder. The filling ratio of the tungsten oxide powder in the photocatalyst layer is arbitrary, but a range of 30 to 99% is preferable. Moreover, the photocatalyst layer should just be provided in at least one part of the base-material surface. Preferably, the photocatalyst layer is provided on the entire surface. The filling factor can be obtained by (surface area of photocatalyst powder / measured area) × 100 (%) when the surface of the photocatalyst layer is analyzed by EPMA.

基材1はコンクリート、セラミック、木材、プラスチック、ゴムなど様々なものを用いることができる。基材1の厚さ、サイズ(縦横サイズ)は任意である。また、光触媒層は天井材を用いて建物を製造した後に設けても良いし、予め基材表面に光触媒層を設けてから建物を製造してもよい。   The substrate 1 can be made of various materials such as concrete, ceramic, wood, plastic and rubber. The thickness and size (vertical and horizontal size) of the substrate 1 are arbitrary. The photocatalyst layer may be provided after the building is manufactured using the ceiling material, or the building may be manufactured after the photocatalyst layer is provided on the surface of the base material in advance.

図2に光源を具備する天井材の一例を示した。図中、1は基材、2は光触媒層、3は光源、4は屋根、5は建物の外壁部である。また、図2は天井材を用いて建物を製造した例である。光源は図2に示したように外壁部につけて光触媒層を照らすようにしてもよいし、基材表面に直接設置または基材に埋め込むようにして光を光触媒層に照射しても良い。   FIG. 2 shows an example of a ceiling material provided with a light source. In the figure, 1 is a base material, 2 is a photocatalytic layer, 3 is a light source, 4 is a roof, and 5 is an outer wall portion of the building. Moreover, FIG. 2 is an example which manufactured the building using the ceiling material. The light source may be attached to the outer wall as shown in FIG. 2 to illuminate the photocatalyst layer, or the photocatalyst layer may be irradiated with light by being installed directly on the substrate surface or embedded in the substrate.

光源については、電球や発光ダイオードなどが挙げられる。これらは可視光領域で発光するものが好ましい。光源により可視光を照射することにより太陽光の無い夜間でも光触媒効果を発揮することができる。また、光源としては電球よりも発光ダイオードの方が消費電力が小さいので好ましい。発光ダイオードの波長が390〜830nm、さらには波長が430〜500nmの領域にピーク波長を具備するものが好ましい。可視光領域の波長であれば人体への影響も少ない。   Examples of the light source include a light bulb and a light emitting diode. These preferably emit light in the visible light region. By irradiating visible light with a light source, the photocatalytic effect can be exhibited even at night without sunlight. In addition, a light emitting diode is preferable as a light source because it consumes less power than a light bulb. It is preferable that the light emitting diode has a peak wavelength in a region where the wavelength is 390 to 830 nm, and further the wavelength is 430 to 500 nm. If the wavelength is in the visible light region, there is little effect on the human body.

また、光源の数は任意である。太陽光が直接当たり難い環境下や夜間に光触媒効果を発揮させたい場合は光源を設けることが好ましい。このとき、一個の光源では可視光の照射範囲が狭い場合は、必要に応じ、光源の個数を増やすことが好ましい。また、基材が透明材料であった場合、基材の内側に光源を設けることも可能である。   Moreover, the number of light sources is arbitrary. It is preferable to provide a light source when it is desired to exert a photocatalytic effect in an environment where it is difficult for sunlight to hit directly or at night. At this time, when the visible light irradiation range is narrow with one light source, it is preferable to increase the number of light sources as necessary. Moreover, when a base material is a transparent material, it is also possible to provide a light source inside a base material.

本発明の天井材は、上記基材表面に可視光応答型酸化タングステン光触媒粉末を具備する塗料を塗布したものである。このとき、可視光応答型酸化タングステン光触媒粉末を具備する塗料が0.01〜5.0μmの厚みで塗布されていることが好ましい。塗料の厚みとは乾燥後の厚みである。塗料の厚みが0.01μm未満では光触媒粉末量が少なく十分な光触媒効果が得られないおそれがある。一方、5.0μmを越えると外気に触れない光触媒粉末が増えそれ以上の光触媒効果が得られないおそれがある。   The ceiling material of the present invention is obtained by applying a coating material containing visible light responsive tungsten oxide photocatalyst powder to the surface of the base material. At this time, it is preferable that the coating material which comprises visible light responsive type tungsten oxide photocatalyst powder is applied by the thickness of 0.01-5.0 micrometers. The thickness of the paint is the thickness after drying. If the coating thickness is less than 0.01 μm, the amount of the photocatalyst powder is small and there is a possibility that a sufficient photocatalytic effect cannot be obtained. On the other hand, if the thickness exceeds 5.0 μm, the photocatalyst powder that does not come into contact with the outside air increases, and a further photocatalytic effect may not be obtained.

前記可視光応答型酸化タングステン光触媒は、その色をL*a*b*表色系(エルスター・エースター・ビースター表色系)で表したとき、a*が−5以下、b*が−5以上、L*が50以上の色を有している。   The visible light responsive tungsten oxide photocatalyst has an a * of −5 or less and a b * of − when the color is expressed in the L * a * b * color system (Elster / Aster / Baster color system). 5 or more and L * has 50 or more colors.

L*a*b*表色系は物体色を表すのに用いられる方法で、1976年に国際照明委員会(CIE)で規格化され、二本ではJIS Z−8729に規定がある。L*は明度を表し、a*とb*とで色相と彩度を表すものである。L*が大きいほど明るいことを示す。a*とb*は色の方向を示しており、a*は赤方向、−a*は緑方向、b*は黄方向、−b*は青方向を示す。また、彩度(c*)=((a*)+(b*)1/2で示される。 The L * a * b * color system is a method used to represent an object color. It was standardized by the International Commission on Illumination (CIE) in 1976, and two are specified in JIS Z-8729. L * represents lightness, and a * and b * represent hue and saturation. Larger L * indicates brighter. a * and b * indicate the color direction, a * indicates the red direction, -a * indicates the green direction, b * indicates the yellow direction, and -b * indicates the blue direction. Also, saturation (c *) = ((a *) 2 + (b *) 2 ) 1/2 .

この実施形態の酸化タングステン光触媒粉末はa*が−5以下、b*が−5以上、L*が50以上の色を有している。これは酸化タングステン光触媒粉末が黄色から緑色付近の色相を有し、かつ彩度や明度が高いことを示しており、このような光学特性を持つ場合に、可視光励起による光触媒性能を向上されることが可能となる。酸化タングステン光触媒粉末の色調は酸素欠損等による組成変動や光の照射等に基づいて変化するものと考えられ、上記したような色相、彩度、明度を有する場合に良好な光触媒性能が得られる。 The tungsten oxide photocatalyst powder of this embodiment has a color where a * is −5 or less, b * is −5 or more, and L * is 50 or more. This indicates that the tungsten oxide photocatalyst powder has a hue from yellow to green and has high saturation and lightness. When it has such optical characteristics, the photocatalytic performance by visible light excitation can be improved. Is possible. The color tone of the tungsten oxide photocatalyst powder is considered to change on the basis of composition variation due to oxygen deficiency or the like, light irradiation, etc., and good photocatalytic performance is obtained when it has the above-described hue, saturation, and brightness.

青色付近の色相を有する場合には酸素欠損などが多いと考えられ、そのような色相を有する酸化タングステン粉末では十分な光触媒性能を得ることができない。つまり、a*が−5を超えたり、b*が−5未満の場合には、十分な光触媒性能を得ることができない。これは酸素欠損等に基づいて酸化タングステン(WO)に組成変動が生じているためと考えられる。同様に、L*が50未満の場合にも十分な光触媒性能を得ることができない。 In the case of having a hue near blue, it is considered that there are many oxygen vacancies, and a tungsten oxide powder having such a hue cannot provide sufficient photocatalytic performance. That is, when a * exceeds -5 or b * is less than -5, sufficient photocatalytic performance cannot be obtained. This is presumably because the composition variation occurs in tungsten oxide (WO 3 ) based on oxygen deficiency or the like. Similarly, when L * is less than 50, sufficient photocatalytic performance cannot be obtained.

従って、酸化タングステン粉末の色相を示すa*が−5以下、b*が−5以上で、明度を示すL*で50以上の場合に、良好な光触媒性能を再現性良く得ることが可能となる。酸化タングステン光触媒はa*が−8以下、b*が3以上、L*が65以上の色を呈することが好ましく、このような場合に光触媒性能がさらに向上する。さらに、a*は−20〜−10の範囲、b*は5〜35の範囲、L*は80以上であることがより望ましい。 Therefore, when the a * indicating the hue of the tungsten oxide powder is −5 or less, b * is −5 or more, and L * indicating the brightness is 50 or more, it is possible to obtain good photocatalytic performance with good reproducibility. . The tungsten oxide photocatalyst preferably exhibits a color having a * of −8 or less, b * of 3 or more, and L * of 65 or more. In such a case, the photocatalytic performance is further improved. Furthermore, it is more desirable that a * is in the range of −20 to −10, b * is in the range of 5 to 35, and L * is 80 or more.

また、可視光応答型酸化タングステン光触媒粉末は、1〜548nmの範囲の平均粒径(D50)であることが好ましい。ここで、平均粒径(D50)はSEMやTEM等の写真の画像解析から、n=50個以上の粒子の平均粒径により求めるものとする。 The visible light responsive tungsten oxide photocatalyst powder preferably has an average particle diameter (D50) in the range of 1 to 548 nm. Here, the average particle size (D50) is determined from the average particle size of n = 50 or more particles from image analysis of photographs such as SEM and TEM.

光触媒材料の性能は比表面積が大きく、粒径が小さい方が高くなる。平均粒径(D50)は1〜75nmの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは3.3〜15nmの範囲である。酸化タングステン光触媒粉末の光触媒性能を高める上で、平均粒径が小さい方が好ましいが、酸化タングステン光触媒粉末の粒径が小さすぎると粒子の分散性が低下して均一な塗料が得られにくくなるため、分散方法に注意が必要である。 The performance of the photocatalytic material is higher when the specific surface area is larger and the particle size is smaller. The average particle diameter (D50) is preferably in the range of 1 to 75 nm, and more preferably in the range of 3.3 to 15 nm. In order to improve the photocatalytic performance of the tungsten oxide photocatalyst powder, it is preferable that the average particle size is small. However, if the particle size of the tungsten oxide photocatalyst powder is too small, the dispersibility of the particles is lowered and it becomes difficult to obtain a uniform paint. Attention should be paid to the dispersion method.

この実施形態による可視光応答型酸化タングステン光触媒粉末によれば、その色調を適切化した酸化タングステン粉末を使用しているため、可視光励起による光触媒性能の向上並びに安定化を図ることが可能となる。さらに酸化タングステン光触媒粉末の平均粒径を制御することで、光触媒性能をより一層向上させることができる。 According to the visible light responsive tungsten oxide photocatalyst powder according to this embodiment, since the tungsten oxide powder having an appropriate color tone is used, it is possible to improve and stabilize the photocatalytic performance by excitation with visible light. Furthermore, the photocatalytic performance can be further improved by controlling the average particle diameter of the tungsten oxide photocatalyst powder.

また、例えば、基材として透明材料を用いる場合、酸化タングステン光触媒粉末を具備する塗料を塗布した天井材は、波長550nmによる光透過性が5%以上であることが好ましい。例えば、基材が透明材料であった場合、基材の内側に光源を設けることによって光触媒効果を得ることも可能である。また、室内照明などから照射された可視光を利用して光触媒効果を得ることも可能である。好ましくは波長550nmによる光透過率は好ましくは50%以上である。   Further, for example, when a transparent material is used as the base material, it is preferable that the ceiling material coated with the coating material containing the tungsten oxide photocatalyst powder has a light transmittance of 5% or more at a wavelength of 550 nm. For example, when the substrate is a transparent material, a photocatalytic effect can be obtained by providing a light source inside the substrate. It is also possible to obtain a photocatalytic effect using visible light irradiated from indoor lighting or the like. The light transmittance at a wavelength of 550 nm is preferably 50% or more.

したがって、前記可視光応答型酸化タングステン光触媒粉末を具備する塗料を塗布した天井材は、太陽光または各種光源から照射された可視光により可視光応答型酸化タングステン光触媒粉末が励起し、天井材に付着した油分などの汚れ物質や、臭気が光触媒面と接触することによって、分解、除去といった効果が得られる。 Therefore, the ceiling material coated with the paint having the visible light responsive tungsten oxide photocatalyst powder is adhered to the ceiling material by the visible light responsive tungsten oxide photocatalyst powder excited by sunlight or visible light irradiated from various light sources. The effects of decomposition and removal can be obtained when the soiled material such as oil and odor come into contact with the photocatalyst surface.

ここで可視光とは波長が390〜830nmの領域の光を示す。通常使用されている室内灯は発光波長域が可視光領域を有するため、紫外線で励起される酸化チタン系の光触媒を用いた場合、紫外線を照射する別のランプが必要であった。一方、本発明の光触媒は、可視光応答型であるため、通常使用されている庫内灯を光触媒照射のための励起源として使用することができる。 Here, the visible light indicates light having a wavelength range of 390 to 830 nm. Normally used indoor lamps have a visible light wavelength range, so when a titanium oxide photocatalyst excited by ultraviolet rays is used, another lamp for irradiating ultraviolet rays is required. On the other hand, since the photocatalyst of the present invention is a visible light responsive type, a commonly used interior lamp can be used as an excitation source for photocatalyst irradiation.

本実施形態の酸化タングステン光触媒粉末は可視光領域の光で光触媒特性を発現するが、特に430〜500nmの光を照射したときの光触媒性能に優れている。波長430〜500nmの光を発する励起源としては、蛍光灯、発光ダイオード等が挙げられる。特に青色発光ダイオードは波長430〜500nmの光のみを放出することができ、エネルギー効率がよく、消費電力量も低く抑えることができる。青色発光ダイオードを天井材付近に設置し、夜間等の太陽光の照射が行われない時間に点灯させるようにすれば、夜間も光触媒効果が得られる。 The tungsten oxide photocatalyst powder of this embodiment exhibits photocatalytic properties with light in the visible light region, but is particularly excellent in photocatalytic performance when irradiated with light of 430 to 500 nm. Examples of excitation sources that emit light having a wavelength of 430 to 500 nm include fluorescent lamps and light emitting diodes. In particular, a blue light emitting diode can emit only light having a wavelength of 430 to 500 nm, has high energy efficiency, and can reduce power consumption. If a blue light-emitting diode is installed in the vicinity of the ceiling material and is turned on at a time when sunlight is not irradiated such as at night, a photocatalytic effect can be obtained at night.

上述した実施形態の可視光応答型酸化タングステン光触媒粉末は、例えば以下のようにして作製される。原料となる酸化タングステン粉末は昇華工程を適用して作製される。また、昇華工程に熱処理工程を組合せることも有効である。昇華工程もしくは昇華工程と熱処理工程との組合せを適用して作製した酸化タングステン粉末によれば、上述した色調や好ましい平均粒径を有した、粒径ばらつきの小さい光触媒材料を安定して提供することができる。   The visible light responsive tungsten oxide photocatalyst powder of the above-described embodiment is produced, for example, as follows. The tungsten oxide powder as a raw material is manufactured by applying a sublimation process. It is also effective to combine a heat treatment process with a sublimation process. According to the tungsten oxide powder produced by applying a sublimation process or a combination of a sublimation process and a heat treatment process, it is possible to stably provide a photocatalyst material having the above-described color tone and preferable average particle diameter and having a small particle size variation. Can do.

まず、昇華工程について述べる。昇華工程は、金属タングステン粉末、タングステン化合物粉末、またはタングステン化合物溶液を、酸素雰囲気中で昇華させることによって、酸化タングステン粉末を得る工程である。昇華とは固相から気相、あるいは気相から固相への状態変化が、液相を経ずに起こる現象である。原料としての金属タングステン粉末、タングステン化合物粉末、またはタングステン化合物溶液を、昇華させながら酸化させることによって、微粉末状態の酸化タングステン粉末を得ることができる。   First, the sublimation process will be described. The sublimation step is a step of obtaining a tungsten oxide powder by sublimating a metal tungsten powder, a tungsten compound powder, or a tungsten compound solution in an oxygen atmosphere. Sublimation is a phenomenon in which a state change from a solid phase to a gas phase or from a gas phase to a solid phase occurs without going through a liquid phase. By oxidizing metal tungsten powder, tungsten compound powder, or tungsten compound solution as a raw material while sublimating, a fine powder tungsten oxide powder can be obtained.

昇華工程の原料(タングステン原料)には、金属タングステン粉末、タングステン化合物粉末、またはタングステン化合物溶液のいずれを使用してもよい。原料として使用するタングステン化合物としては、例えば三酸化タングステン(WO)、二酸化タングステン(WO)、低級酸化物等の酸化タングステン、炭化タングステン、タングステン酸アンモニウム、タングステン酸カルシウム、タングステン酸等が挙げられる。 As the raw material for the sublimation process (tungsten raw material), any of metallic tungsten powder, tungsten compound powder, or tungsten compound solution may be used. Examples of the tungsten compound used as the raw material include tungsten trioxide (WO 3 ), tungsten dioxide (WO 2 ), tungsten oxides such as lower oxides, tungsten carbide, ammonium tungstate, calcium tungstate, tungstic acid, and the like. .

上述したようなタングステン原料の昇華工程を酸素雰囲気中で行うことで、金属タングステン粉末やタングステン化合物粉末を瞬時に固相から気相とし、さらに気相となった金属タングステン蒸気を酸化することによって酸化タングステン微粉末が得られる。溶液を使用した場合でも、タングステン酸化物あるいは化合物を経て気相となる。このように、気相での酸化反応を利用することによって、酸化タングステン微粉末を得ることができる。さらに、酸化タングステン微粉末の色調を制御することができる。   By performing the sublimation process of the tungsten raw material as described above in an oxygen atmosphere, the metal tungsten powder and the tungsten compound powder are instantaneously changed from the solid phase to the vapor phase, and further oxidized by oxidizing the vaporized metal tungsten vapor. A fine tungsten powder is obtained. Even when a solution is used, it becomes a gas phase through tungsten oxide or a compound. Thus, tungsten oxide fine powder can be obtained by utilizing the oxidation reaction in the gas phase. Furthermore, the color tone of the tungsten oxide fine powder can be controlled.

昇華工程の原料としては、酸素雰囲気中で昇華して得られる酸化タングステン粉末に不純物が含まれにくいことから、金属タングステン粉末、酸化タングステン粉末、炭化タングステン粉末、およびタングステン酸アンモニウム粉末から選ばれる少なくとも1種を使用することが好ましい。金属タングステン粉末や酸化タングステン粉末は、昇華工程で形成される副生成物(酸化タングステン以外の物質)として有害なものがふくまれないことから、特に昇華工程の原料として好ましい。   As a raw material for the sublimation process, impurities are hardly contained in the tungsten oxide powder obtained by sublimation in an oxygen atmosphere, and therefore at least one selected from metal tungsten powder, tungsten oxide powder, tungsten carbide powder, and ammonium tungstate powder. It is preferred to use seeds. Metal tungsten powder or tungsten oxide powder is particularly preferable as a raw material for the sublimation process because it does not include harmful substances as by-products (substances other than tungsten oxide) formed in the sublimation process.

原料に用いるタングステン化合物としては、その構成元素としてタングステン(W)と酸素(O)を含む化合物が好ましい。構成成分としてWおよびOを含んでいると、昇華工程で後述する誘導結合型プラズマ処理等を適用した際に瞬時に昇華されやすくなる。このようなタングステン化合物としては、WO、W2058、W1849、WO等が挙げられる。また、タングステン酸、パラタングステン酸アンモニウム、メタタングステン酸アンモニウムの溶液あるいは塩等も有効である。 As a tungsten compound used as a raw material, a compound containing tungsten (W) and oxygen (O) as its constituent elements is preferable. When W and O are contained as the constituent components, it is easily sublimated instantaneously when an inductively coupled plasma treatment or the like described later is applied in the sublimation process. Examples of such a tungsten compound include WO 3 , W 20 O 58 , W 18 O 49 , WO 2 and the like. Also effective are solutions or salts of tungstic acid, ammonium paratungstate, and ammonium metatungstate.

タングステン原料としての金属タングステン粉末やタングステン化合物粉末は0.1〜100μmの範囲の平均粒径を有することが好ましい。タングステン原料の平均粒径は0.3μm〜10μmの範囲がより好ましく、さらに好ましくは0.3μm〜3μmの範囲、望ましくは0.3μm〜1.5μmの範囲である。上記範囲内の平均粒径を有する金属タングステン粉末やタングステン化合物粉末を用いると、昇華が生じやすい。   The metal tungsten powder or tungsten compound powder as the tungsten raw material preferably has an average particle size in the range of 0.1 to 100 μm. The average particle size of the tungsten raw material is more preferably in the range of 0.3 μm to 10 μm, further preferably in the range of 0.3 μm to 3 μm, and desirably in the range of 0.3 μm to 1.5 μm. If a metal tungsten powder or a tungsten compound powder having an average particle diameter within the above range is used, sublimation is likely to occur.

タングステン原料の平均粒径が0.1μm未満の場合には原料粉が微細すぎるため、原料粉の事前調整が必要になったり、取扱い性が低下することに加えて、高価になるために工業的に好ましくない。タングステン原料の平均粒径が100μmを超えると均一な昇華反応が起きにくくなる。平均粒径が大きくても大きなエネルギー量で処理すれば均一な昇華反応を生じさせることができるが、工業的には好ましくない。   When the average particle size of the tungsten raw material is less than 0.1 μm, the raw material powder is too fine, so that it is necessary to adjust the raw material powder in advance, the handling property is lowered, and the cost is increased. It is not preferable. If the average particle size of the tungsten raw material exceeds 100 μm, a uniform sublimation reaction hardly occurs. Even if the average particle size is large, a uniform sublimation reaction can be caused by treatment with a large amount of energy, but this is not industrially preferable.

昇華工程でタングステン原料を酸素雰囲気中で昇華させる方法としては、誘導結合型プラズマ処理、アーク放電処理、レーザ処理、電子線処理、およびガスバーナー処理から選ばれる少なくとも1種の処理が挙げられる。これらのうち、レーザ処理や電子線処理ではレーザまたは電子線を照射して昇華工程を行う。レーザや電子線は照射スポット径が小さいため、一度に大量の原料を処理するためには時間がかかるものの、原料粉の粒径や供給量の安定性を厳しく制御する必要がないという長所がある。   Examples of the method for sublimating the tungsten raw material in the oxygen atmosphere in the sublimation process include at least one treatment selected from inductively coupled plasma treatment, arc discharge treatment, laser treatment, electron beam treatment, and gas burner treatment. Among these, in laser processing or electron beam processing, a sublimation process is performed by irradiating a laser or electron beam. Lasers and electron beams have a small irradiation spot diameter, so it takes time to process a large amount of raw materials at once, but there is an advantage that it is not necessary to strictly control the stability of the raw material particle size and supply amount. .

誘導結合型プラズマ処理やアーク放電処理は、プラズマやアーク放電の発生領域の調整が必要であるものの、一度に大量の原料粉を酸素雰囲気中で酸化反応させることができる。また、一度に処理できる原料の量を制御することができる。ガスバーナー処理は動力費が比較的安いものの、原料粉や原料溶液を多量に処理することが難しい。このため、ガスバーナー処理は生産性の点で劣るものである。なお、ガスバーナー処理は昇華させるのに十分なエネルギーを有するものであればよく、特に限定させるものではない。プロパンガスバーナーやアセチレンガスバーナー等が用いられる。   Inductively coupled plasma treatment and arc discharge treatment require adjustment of the plasma and arc discharge generation region, but a large amount of raw material powder can be oxidized in an oxygen atmosphere at a time. In addition, the amount of raw material that can be processed at one time can be controlled. Although the gas burner treatment is relatively inexpensive, it is difficult to treat a large amount of raw material powder or raw material solution. For this reason, the gas burner treatment is inferior in terms of productivity. The gas burner treatment is not particularly limited as long as it has sufficient energy for sublimation. A propane gas burner or an acetylene gas burner is used.

昇華工程に誘導結合型プラズマ処理を適用する場合、通常アルゴンガスや酸素ガスを用いてプラズマを発生させ、このプラズマ中に金属タングステン粉末やタングステン化合物粉末を供給する方法が用いられる。プラズマ中にタングステン原料を供給する方法としては、例えば金属タングステン粉末やタングステン化合物粉末をキャリアガスと共に吹き込む方法、金属タングステン粉末やタングステン化合物粉末を所定の液状分散媒中に分散させた分散液を吹き込む方法が挙げられる。   When inductively coupled plasma treatment is applied to the sublimation process, a method is generally used in which plasma is generated using argon gas or oxygen gas, and metal tungsten powder or tungsten compound powder is supplied into the plasma. As a method for supplying the tungsten raw material into the plasma, for example, a method of blowing a metal tungsten powder or a tungsten compound powder together with a carrier gas, a method of blowing a dispersion liquid in which a metal tungsten powder or a tungsten compound powder is dispersed in a predetermined liquid dispersion medium Is mentioned.

金属タングステン粉末やタングステン化合物粉末をプラズマ中に吹き込む場合に用いられるキャリアガスとしては、例えば空気、酸素、酸素を含有した不活性ガス等が挙げられる。これらのうち、空気は低コストであるために好ましく用いられる。キャリアガスの他に酸素を含む反応ガスを流入する場合や、タングステン化合物粉末が三酸化タングステンの場合等、反応場中に酸素が十分に含まれているときには、キャリアガスとしてアルゴンやヘリウム等の不活性ガスを用いてもよい。反応ガスには酸素や酸素を含む不活性ガス等を用いることが好ましい。酸素を含む不活性ガスを用いる場合、酸化反応に必要な酸素量を十分に供給することが可能なように、酸素量を設定することが好ましい。   Examples of the carrier gas used when metal tungsten powder or tungsten compound powder is blown into the plasma include air, oxygen, and an inert gas containing oxygen. Of these, air is preferably used because of its low cost. When a reaction gas containing oxygen is introduced in addition to the carrier gas, or when the tungsten compound powder is tungsten trioxide, etc., when oxygen is sufficiently contained in the reaction field, a carrier gas such as argon or helium is not used. An active gas may be used. It is preferable to use oxygen, an inert gas containing oxygen, or the like as the reaction gas. In the case of using an inert gas containing oxygen, it is preferable to set the oxygen amount so that the oxygen amount necessary for the oxidation reaction can be sufficiently supplied.

金属タングステン粉末やタングステン化合物粉末をキャリアガスと共に吹き込む方法を適用すると共に、ガス流量や反応容器内の圧力等を調整することによって、酸化タングステン光触媒粉末の色調を制御することができる。具体的には、上述したL*a*b*表色系で表される色調を有する酸化タングステン光触媒粉末が得られやすい。   The color tone of the tungsten oxide photocatalyst powder can be controlled by applying a method of blowing metal tungsten powder or tungsten compound powder together with the carrier gas and adjusting the gas flow rate, the pressure in the reaction vessel, and the like. Specifically, it is easy to obtain a tungsten oxide photocatalyst powder having a color tone represented by the above-described L * a * b * color system.

金属タングステン粉末やタングステン化合物粉末の分散液の作製に用いられる分散媒としては、分子中に酸素原子を有する液状分散媒が挙げられる。分散液を用いると原料粉の扱いが容易になる。分子中に酸素原子を有する液状分散媒としては、例えば水およびアルコールから選ばれる少なくとも1種を20容量%以上含むものが用いられる。液状分散媒として用いるアルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、1−プロパノールおよび2−プロパノールから選ばれる少なくとも1種が好ましい。水やアルコールはプラズマの熱で容易に揮発しやすいため、原料粉の昇華反応や酸化反応を妨害することはなく、分子中に酸素を含有していることから酸化反応を促進しやすい。   Examples of the dispersion medium used for preparing the dispersion liquid of the metal tungsten powder or the tungsten compound powder include a liquid dispersion medium having an oxygen atom in the molecule. Use of the dispersion facilitates handling of the raw material powder. As the liquid dispersion medium having an oxygen atom in the molecule, for example, a medium containing 20% by volume or more of at least one selected from water and alcohol is used. As the alcohol used as the liquid dispersion medium, for example, at least one selected from methanol, ethanol, 1-propanol and 2-propanol is preferable. Since water and alcohol are easily volatilized by the heat of plasma, the sublimation reaction and oxidation reaction of the raw material powder are not disturbed, and the oxygen reaction is easily promoted because the molecule contains oxygen.

金属タングステン粉末やタングステン化合物粉末を分散媒に分散させて分散液を作製する場合、金属タングステン粉末やタングステン化合物粉末は分散液中に10〜95質量%の範囲で含ませることが好ましく、さらに好ましくは40〜80質量%の範囲である。このような範囲で分散液中の分散させることで、金属タングステン粉末やタングステン化合物粉末を分散液中に均一に分散させることができる。均一に分散していると原料粉の昇華反応が均一に生じやすい。分散液中の含有量が10質量%未満では原料粉の量が少なすぎて効率よく製造ができない。95質量%を超えると分散液が少なく、原料粉の粘性が増大することで、容器にこびりつき易くなるために取扱い性が低下する。   In the case of producing a dispersion by dispersing metallic tungsten powder or tungsten compound powder in a dispersion medium, the metallic tungsten powder or tungsten compound powder is preferably contained in the dispersion in a range of 10 to 95% by mass, more preferably It is the range of 40-80 mass%. By dispersing in the dispersion within such a range, the metal tungsten powder and the tungsten compound powder can be uniformly dispersed in the dispersion. If uniformly dispersed, the sublimation reaction of the raw material powder tends to occur uniformly. If the content in the dispersion is less than 10% by mass, the amount of the raw material powder is too small to produce efficiently. If it exceeds 95% by mass, the amount of the dispersion liquid is small, and the viscosity of the raw material powder increases, so that the container becomes easy to stick to the container, and the handleability is lowered.

金属タングステン粉末やタングステン化合物粉末を分散液にしてプラズマ中に吹き込む方法を適用することによって、酸化タングステン光触媒粉末の色調を制御しやすい。さらに、タングステン化合物溶液を原料として用いることによっても、昇華反応を均一に行うことができ、酸化タングステン光触媒粉末の色調の制御性が向上する。分散液を用いる方法は、アーク放電処理にも適用することが可能である。   The color tone of the tungsten oxide photocatalyst powder can be easily controlled by applying a method in which metallic tungsten powder or tungsten compound powder is used as a dispersion and blown into the plasma. Furthermore, by using a tungsten compound solution as a raw material, the sublimation reaction can be performed uniformly, and the controllability of the color tone of the tungsten oxide photocatalyst powder is improved. The method using the dispersion can also be applied to arc discharge treatment.

レーザや電子線を照射して昇華工程を実施する場合は、金属タングステンやタングステン化合物をペレット状にしたものを原料として使用することが好ましい。レーザや電子線は照射スポット径が小さいため、金属タングステン粉末、タングステン化合物粉末を用いることで効率よく昇華させることができる。レーザは金属タングステンやタングステン化合物を昇華させるのに十分なエネルギーを有するものであればよく、特に限定されるものではないが、COレーザが高エネルギーであるために好ましい。 When the sublimation process is performed by irradiating with a laser or an electron beam, it is preferable to use as a raw material a metal tungsten or tungsten compound pelletized. Since laser and electron beams have a small irradiation spot diameter, they can be efficiently sublimated by using metal tungsten powder or tungsten compound powder. The laser is not particularly limited as long as it has sufficient energy to sublimate metallic tungsten or a tungsten compound, but a CO 2 laser is preferable because of its high energy.

レーザや電子線をペレットに照射する際に、レーザ光や電子線の照射源またはペレットの少なくとも一方を移動させると、ある程度の大きさを有するペレットの前面を有効に昇華することができる。これによって、所定の色調を有する酸化タングステン光触媒粉末が得られやすくなる。上記したようなペレットは誘導結合型プラズマ処理やアーク放電処理にも適用することができる。   When irradiating the pellet with a laser or an electron beam, the front surface of the pellet having a certain size can be effectively sublimated by moving at least one of the irradiation source of the laser beam or the electron beam or the pellet. This makes it easier to obtain a tungsten oxide photocatalyst powder having a predetermined color tone. The above pellets can also be applied to inductively coupled plasma processing and arc discharge processing.

この実施形態の可視光応答型酸化タングステン光触媒は上述したような昇華工程のみによっても得ることができるが、昇華工程で作製した酸化タングステン粉末に熱処理工程を実施することも有効である。熱処理工程は、昇華工程で得られた酸化タングステン粉末を、酸化雰囲気中にて所定の温度と時間で熱処理するものである。昇華工程の条件制御等で酸化タングステン粉末の色調や平均粒径にばらつきがあったり、光触媒の特性が不安定な場合でも、熱処理を施すことで色調や平均粒径のばらつきを低減し、その結果、光触媒特性を安定させることができる。   The visible light responsive tungsten oxide photocatalyst of this embodiment can be obtained only by the sublimation process as described above, but it is also effective to perform a heat treatment process on the tungsten oxide powder produced by the sublimation process. In the heat treatment step, the tungsten oxide powder obtained in the sublimation step is heat-treated at a predetermined temperature and time in an oxidizing atmosphere. Even if the color tone and average particle size of the tungsten oxide powder vary due to the condition control of the sublimation process, etc., and the characteristics of the photocatalyst are unstable, the color tone and average particle size variation are reduced by heat treatment, and as a result The photocatalytic properties can be stabilized.

熱処理工程で用いられる酸化雰囲気としては、例えば空気や酸素含有ガスが挙げられる。酸素含有ガスとは、酸素を含有した不活性ガスを意味する。熱処理温度は300〜1000℃の範囲とすることが好ましく、さらに好ましくは500〜700℃である。熱処理時間は10分から2時間とすることが好ましく、さらに好ましくは30分〜1.5時間である。熱処理工程の温度および時間を上記範囲内にすることによって、所定の特性を有する酸化タングステン光触媒を形成しやすい。   Examples of the oxidizing atmosphere used in the heat treatment step include air and oxygen-containing gas. The oxygen-containing gas means an inert gas containing oxygen. The heat treatment temperature is preferably in the range of 300 to 1000 ° C, more preferably 500 to 700 ° C. The heat treatment time is preferably 10 minutes to 2 hours, more preferably 30 minutes to 1.5 hours. By setting the temperature and time of the heat treatment step within the above ranges, it is easy to form a tungsten oxide photocatalyst having predetermined characteristics.

熱処理温度が300℃未満の場合には、酸化タングステン粉末の色調や平均粒径のばらつきを十分低減することができない。一方、熱処理温度が1000℃を超えると酸化タングステン微粒子が急激に粒成長するため、得られる酸化タングステン粉末の粒径が大きくなってしまい、光触媒性能が低下してしまう。上記したような温度と時間で熱処理工程を制御することによって、酸化タングステン光触媒粉末の色調を調整することが可能となる。   When the heat treatment temperature is less than 300 ° C., variations in the color tone and average particle diameter of the tungsten oxide powder cannot be sufficiently reduced. On the other hand, when the heat treatment temperature exceeds 1000 ° C., the tungsten oxide fine particles grow rapidly, so that the particle size of the obtained tungsten oxide powder becomes large and the photocatalytic performance is lowered. By controlling the heat treatment step with the temperature and time as described above, the color tone of the tungsten oxide photocatalyst powder can be adjusted.

次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。なお以下の実施例では昇華工程に誘導結合型プラズマ処理を適用しているが、本発明はこれに限定されるものではない。   Next, specific examples of the present invention and evaluation results thereof will be described. In the following embodiments, inductively coupled plasma processing is applied to the sublimation process, but the present invention is not limited to this.

(実施例1)
原料粉末として平均粒径が0.5μmの三酸化タングステン粉末を用意した。この原料粉末をキャリアガス(Ar)と共にRFプラズマに噴霧し、反応ガスとしてアルゴン80L/min、酸素5L/minの流量で流し、原料粉末を昇華させながら酸化反応させる昇華工程を実施して、酸化タングステン粉末を作製した。さらに得られた酸化タングステン粉末を900℃×1.0hの条件で熱処理を行い、酸化タングステン光触媒粉末を作製した。
Example 1
A tungsten trioxide powder having an average particle size of 0.5 μm was prepared as a raw material powder. This raw material powder is sprayed onto RF plasma together with a carrier gas (Ar), and a sublimation process is performed in which an oxidizing reaction is performed while sublimating the raw material powder by flowing argon at a flow rate of 80 L / min and oxygen at 5 L / min. Tungsten powder was produced. Furthermore, the obtained tungsten oxide powder was heat-treated under the conditions of 900 ° C. × 1.0 h to produce a tungsten oxide photocatalyst powder.

得られた酸化タングステン光触媒粉末のL*a*b*表色系の各数値、TEM写真の画像解析による平均粒径を測定した。L*a*b*の測定はコニカミノルタ社製分光側色計CM−2500dを用いて行った。TEM観察は日立社製H−7100FAを使用し、拡大写真を画像解析にかけて粒子50個以上を抽出し、体積基準の積算径を求めてD50を算出した。 Each value of the L * a * b * color system of the obtained tungsten oxide photocatalyst powder and an average particle diameter by image analysis of a TEM photograph were measured. L * a * b * was measured using a spectroscopic colorimeter CM-2500d manufactured by Konica Minolta. For TEM observation, H-7100FA manufactured by Hitachi, Ltd. was used, and an enlarged photograph was subjected to image analysis to extract 50 or more particles, and a volume-based integrated diameter was obtained to calculate D50.

L*a*b*表色系による色の測定結果および平均粒径(D50)の測定結果を表2に示す。この可視光応答型酸化タングステン光触媒粉末を具備する塗料を樹脂に塗布し、アセトアルデヒドの分解能力を測定、評価した。アセトアルデヒドガスの分解性能は、JIS−R−1701−1(2004)の窒素酸化物の除去性能(分解能力)評価と同様の流通式の装置を用いて、以下に示す条件で行った。ガス分析装置としてはINOVA社製マルチガスモニタ1412を使用した。   Table 2 shows the color measurement results and average particle size (D50) measurement results using the L * a * b * color system. A coating material comprising this visible light responsive tungsten oxide photocatalyst powder was applied to a resin, and the ability to decompose acetaldehyde was measured and evaluated. The decomposition performance of acetaldehyde gas was performed under the conditions shown below using a flow type apparatus similar to the evaluation of nitrogen oxide removal performance (decomposition ability) of JIS-R-1701-1 (2004). A multi-gas monitor 1412 manufactured by INOVA was used as the gas analyzer.

アセトアルデヒドガスの分解性能評価において、アセトアルデヒドガスの初期濃度は10ppm、ガス流量は140mL/minとし、5×10cmのコンクリート板(厚さ1cm)に厚さ0.5μmで塗布した。前処理はブラックライトで12時間照射した。光源に蛍光灯(東芝ライテック社製FT−21001N−GL15)を使用し、アクリル板で400nm以下の波長をカットした。照度は6000lxとした。初めに光を照射せずにガス吸着がなくなり安定するまで待つ。安定した後に光照射を開始する。このような条件下で光を照射し、15分後のガス濃度を測定してガス残存率を求める。ただし、15分経過後もガス濃度が安定しない場合には、安定するまで継続して濃度を測定する。   In the evaluation of the decomposition performance of acetaldehyde gas, the initial concentration of acetaldehyde gas was 10 ppm, the gas flow rate was 140 mL / min, and it was applied to a 5 × 10 cm concrete plate (thickness 1 cm) at a thickness of 0.5 μm. Pretreatment was performed with black light for 12 hours. A fluorescent lamp (FT-21001N-GL15 manufactured by Toshiba Lighting & Technology Corp.) was used as a light source, and a wavelength of 400 nm or less was cut with an acrylic plate. The illuminance was 6000 lx. First, wait until the gas adsorption disappears and stabilizes without irradiating light. Light irradiation is started after stabilization. Light is irradiated under such conditions, and the gas concentration after 15 minutes is measured to determine the residual gas rate. However, if the gas concentration is not stable after 15 minutes, the concentration is continuously measured until it stabilizes.

(実施例2)
原料粉末として平均粒径が0.5μmの三酸化タングステン粉末を用意した。この原料粉末をキャリアガス(Ar)と共にRFプラズマに噴霧し、さらに反応ガスとしてアルゴンを80L/minの流量で流し、原料粉末を昇華させながら酸化反応させる昇華工程を実施して、酸化タングステン粉末を作製した。さらに得られた酸化タングステン粉末を550℃×0.5hの条件で熱処理を行い、酸化タングステン光触媒粉末を作製した。得られた酸化タングステン光触媒粉末について、実施例1と同様の測定、評価を行い、結果を表2に示す。この酸化タングステン光触媒粉末を具備する塗料を木材(5cm×10cm×厚さ2mm)に塗布し、実施例1と同様の評価を行った。
(Example 2)
A tungsten trioxide powder having an average particle size of 0.5 μm was prepared as a raw material powder. This raw material powder is sprayed onto RF plasma together with a carrier gas (Ar), and further, argon is flowed as a reaction gas at a flow rate of 80 L / min. Produced. Furthermore, the obtained tungsten oxide powder was heat-treated under the condition of 550 ° C. × 0.5 h to produce a tungsten oxide photocatalyst powder. The obtained tungsten oxide photocatalyst powder was measured and evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2. The paint comprising this tungsten oxide photocatalyst powder was applied to wood (5 cm × 10 cm × thickness 2 mm), and the same evaluation as in Example 1 was performed.

(実施例3)
原料粉末として平均粒径が0.5μmの三酸化タングステン粉末を用意した。この原料粉末をキャリアガス(Ar)と共にRFプラズマに噴霧し、さらに反応ガスとして酸素を75L/minの流量で流し、原料粉末を昇華させながら酸化反応させる昇華工程を実施して、酸化タングステン光触媒粉末を作製した。得られた酸化タングステン光触媒粉末について、実施例1と同様の測定、評価を行い、結果を表2に示す。この酸化タングステン光触媒粉末を具備する塗料をガラスに塗布し、実施例1と同様の評価を行った。
(Example 3)
A tungsten trioxide powder having an average particle size of 0.5 μm was prepared as a raw material powder. This raw material powder is sprayed onto RF plasma together with a carrier gas (Ar), and oxygen is flowed as a reaction gas at a flow rate of 75 L / min. Was made. The obtained tungsten oxide photocatalyst powder was measured and evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2. A paint having this tungsten oxide photocatalyst powder was applied to glass, and the same evaluation as in Example 1 was performed.

(比較例1)
反応容器内の圧力を30kPaと減圧側に調整する以外は、実施例1と同様の昇華工程を実施して、酸化タングステン光触媒粉末を作製した。尚、昇華工程後の熱処理は実施しなかった。得られた酸化タングステン光触媒について、実施例1と同様の測定、評価を行い、結果を表2に示す。この酸化タングステン光触媒を具備する塗料をコンクリート板に塗布し、実施例1と同様の評価を行った。
(Comparative Example 1)
Except for adjusting the pressure in the reaction vessel to 30 kPa and the reduced pressure side, the same sublimation process as in Example 1 was performed to produce a tungsten oxide photocatalyst powder. In addition, the heat processing after a sublimation process was not implemented. The obtained tungsten oxide photocatalyst was measured and evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2. The paint comprising this tungsten oxide photocatalyst was applied to a concrete plate and evaluated in the same manner as in Example 1.

(比較例2)
実施例1と同様のコンクリート板に光触媒を塗布せず、実施例1同様、アセトアルデヒドガスの分解性能の評価を行った。
(Comparative Example 2)
The decomposition performance of acetaldehyde gas was evaluated in the same manner as in Example 1 without applying a photocatalyst to the same concrete plate as in Example 1.

(比較例3)
実施例1と同様のコンクリート板に紫外線励起光触媒である酸化チタンを塗布し、実施例1同様、アセトアルデヒドガスの分解性能の評価を行った。
(Comparative Example 3)
Titanium oxide as an ultraviolet excitation photocatalyst was applied to the same concrete plate as in Example 1, and the decomposition performance of acetaldehyde gas was evaluated as in Example 1.

(実施例4)
実施例2で得られた酸化タングステン光触媒粉末を具備する塗料を塗布した試料を用いて、光源を青色LEDとして実施例1と同様の評価を行った。
Example 4
Using the sample coated with the coating material containing the tungsten oxide photocatalyst powder obtained in Example 2, the light source was a blue LED, and the same evaluation as in Example 1 was performed.

表2に各実施例と比較例における測定結果を示す。この結果によれば、酸化タングステン光触媒粉末のL*a*b*表色系の各数値が本発明を満たす酸化タングステン光触媒粉末を塗布したものは、アセトアルデヒドガスの分解性能が高く、光触媒効果が高いことがわかる。さらに、青色LEDを照射したサンプルはさらに効果が大きかった。   Table 2 shows the measurement results in each example and comparative example. According to this result, the tungsten oxide photocatalyst powder coated with the tungsten oxide photocatalyst powder satisfying the present invention with each numerical value of the L * a * b * color system of the tungsten oxide photocatalyst powder has high acetaldehyde gas decomposition performance and high photocatalytic effect. I understand that. Further, the sample irradiated with the blue LED was further effective.

Figure 2009121116
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Figure 2009121116
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以上のように、本実施例にかかる天井材は可視光応答型酸化タングステン光触媒を具備する塗料を基材表面の少なくとも一部に塗布することによって、新たに紫外線照射手段を設置せずとも可視光を点灯することにより光触媒が励起され、脱臭、汚れ物質を分解する効果を得ることができる。また、可視光応答型酸化タングステン光触媒粉末の色や粒径に基づいて光触媒性能の向上並びに安定化を図ることができる。特に着色性の問題を解決できるので天井材に有効である。   As described above, the ceiling material according to the present example is obtained by applying a paint having a visible light responsive tungsten oxide photocatalyst to at least a part of the surface of the base material, so that no visible light is newly installed. By turning on, the photocatalyst is excited, and an effect of deodorizing and decomposing the dirt substance can be obtained. In addition, the photocatalytic performance can be improved and stabilized based on the color and particle size of the visible light responsive tungsten oxide photocatalyst powder. In particular, it is effective for ceiling materials because it can solve the problem of coloring.

なお、本実施例では基材としてコンクリートと木材、透明材料としてガラスを利用したが、これ以外のセラミック、プラスチック、ゴムなどの基材でも同様の効果が得られた。
(実施例1A〜4A、比較例1A〜3A)
次に実施例1〜4、比較例1〜3の天井材について抗菌特性を調べた。抗菌特性については、黄色ブドウ球菌を入れた水を各試料(実施例、比較例)に塗布し、48時間後の菌のコロニー数を調べた。光源としては実施例1と同様のものを用い30分に1回、1分間可視光を照射した。以下にその結果を示す。
In this example, concrete and wood were used as the base material, and glass was used as the transparent material, but similar effects were obtained with other base materials such as ceramic, plastic, and rubber.
(Examples 1A to 4A, Comparative Examples 1A to 3A)
Next, the antibacterial properties of the ceiling materials of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were examined. For antibacterial properties, water containing Staphylococcus aureus was applied to each sample (Example, Comparative Example), and the number of bacterial colonies after 48 hours was examined. As the light source, the same light source as in Example 1 was used and irradiated with visible light once every 30 minutes for 1 minute. The results are shown below.

Figure 2009121116
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以上のように、本実施例による可視光応答型酸化タングステン光触媒を具備する塗料を塗布した天井材は除菌、汚れ防止の効果を得ることができる。また、青色LEDを使用すると、さらに大きな効果を得ることができる。 As described above, the ceiling material to which the paint having the visible light responsive type tungsten oxide photocatalyst according to the present embodiment is applied can obtain the effect of sterilization and prevention of contamination. Moreover, when a blue LED is used, a greater effect can be obtained.

本発明の天井材の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the ceiling material of this invention. 本発明の光源を設置した天井材の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the ceiling material which installed the light source of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…基材
2…光触媒層
3…光源
4…屋根
5…外壁部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base material 2 ... Photocatalyst layer 3 ... Light source 4 ... Roof 5 ... Outer wall part

Claims (8)

基材表面の少なくとも一部に可視光応答型酸化タングステン光触媒粉末を具備する塗料を塗布した天井材であって、前記酸化タングステン粉末の色をL*a*b*表色系で表したとき、a*が−5以下、b*が−5以上、L*が50以上の色を有することを特徴とする天井材。   A ceiling material in which a paint comprising a visible light responsive tungsten oxide photocatalyst powder is applied to at least a part of a substrate surface, and when the color of the tungsten oxide powder is expressed in an L * a * b * color system, A ceiling material having a color where a * is -5 or less, b * is -5 or more, and L * is 50 or more. 請求項1に記載した天井材において、可視光応答型酸化タングステン光触媒粉末は、画像解析による平均粒径(D50)が1〜548nmの範囲であることを特徴とする天井材。   The ceiling material according to claim 1, wherein the visible light responsive tungsten oxide photocatalyst powder has an average particle diameter (D50) by image analysis in the range of 1 to 548 nm. 請求項1または請求項2に記載の天井材において、天井材は室内の天井に使用されるものであることを特徴とする天井材。   The ceiling material according to claim 1 or 2, wherein the ceiling material is used for an indoor ceiling. 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の天井材において、基材がコンクリート、セラミック、木材、プラスチック、ゴムの少なくとも1種であることを特徴とする天井材。   The ceiling material according to any one of claims 1 to 3, wherein the base material is at least one of concrete, ceramic, wood, plastic, and rubber. 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の天井材において、可視光を照射する光源を設けたことを特徴とする天井材。   The ceiling material according to any one of claims 1 to 4, further comprising a light source that emits visible light. 請求項5の天井材において、光源が電球であることを特徴とする天井材。   6. The ceiling material according to claim 5, wherein the light source is a light bulb. 請求項5の天井材において、光源が、波長が390〜830nmの領域の光を放出する発光ダイオードであることを特徴とする天井材。   6. The ceiling material according to claim 5, wherein the light source is a light emitting diode that emits light in a wavelength range of 390 to 830 nm. 請求項7に記載の天井材において、光源が、波長が430〜500nmの領域の光を放出する発光ダイオードであることを特徴とする天井材。   The ceiling material according to claim 7, wherein the light source is a light emitting diode that emits light in a wavelength region of 430 to 500 nm.
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