JP3275032B2

JP3275032B2 - 環境浄化材料及びその製造方法

Info

Publication number: JP3275032B2
Application number: JP6386797A
Authority: JP
Inventors: 田博史垰; 浪亨野; 牧藤夫荒; 牧昭七荒
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1997-03-03
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 2002-04-15
Anticipated expiration: 2017-03-03
Also published as: JPH10244166A; US6180548B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、悪臭の除去や空気
中の有害物質または汚れの分解除去、廃水処理や浄水処
理、あるいは水の殺菌や殺藻などを行うための環境浄化
材料として用いられたり、有機繊維やプラスチックスな
どに練り込みなどにより添加されて使用される、環境浄
化材料及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、居住空間や作業空間での悪臭や、
自動車の排気ガスなどの有害物質による汚染が深刻な問
題となっている。また、生活排水や産業廃水などによる
水質汚染、特に、現在行われている活性汚泥法などの水
処理法では処理が難しい有機塩素系の溶剤やゴルフ場の
農薬などによる水源の汚染などが、広範囲に進行してお
り、環境汚染が重大な社会問題となっている。

【０００３】従来、悪臭を防止する方法あるいは空気中
の有害物質を除去する方法として、酸やアルカリなどの
吸収液や吸着剤などに吸収あるいは吸着させる方法がよ
く行われているが、この方法は廃液や使用済みの吸着剤
の処理が問題で、二次公害を起こす恐れがある。また、
芳香剤を使用して悪臭を隠ぺいする方法もあるが、芳香
剤の臭いが食品に移ったりして芳香剤自体の臭いによる
被害が出る恐れがあるなどの欠点を持っている（例え
ば、西田耕之助、平凡社「大百科事典」1 巻、Ｐ136 (1
984)）。

【０００４】酸化チタンに光を照射すると、強い還元作
用を持つ電子と強い酸化作用を持つ正孔とが生成し、接
触してくる分子種を酸化還元作用により分解する。酸化
チタンのこのような作用、すなわち光触媒作用を利用す
ることによって、水中に溶解している有機溶剤、農薬や
界面活性剤などの環境汚染物質、空気中の有害物質や悪
臭などを分解除去することができる。この方法は、酸化
チタンと光を利用するだけで繰り返し使用することがで
き、反応生成物は無害な炭酸ガスなどであり、微生物を
用いる生物処理などの方法に比べて、温度、ｐＨ、ガス
雰囲気、毒性などの反応条件の制約が少なく、しかも生
物処理法では処理しにくい有機ハロゲン化合物や有機リ
ン化合物のようなものでも容易に分解・除去できるとい
う長所を持っている。

【０００５】しかし、これまで行われてきた酸化チタン
光触媒による有機物の分解除去の研究では、光触媒とし
て酸化チタンの粉末がそのまま用いられていた（例え
ば、A.L. Pruden and D. F. Ollis, Journal of Cataly
sis, Vol.82, 404 (1983)、H.Hidaka, H. Jou, K. Noha
ra, J. Zhao, Chemosphere, Vol.25, 1589 (1992) 、久
永輝明、原田賢二、田中啓一、工業用水、第379 号、12
(1990) ）。そのため、使用後の光触媒の回収が困難で
あるなど、取扱いや使用が難しく、なかなか実用化する
ことができなかった。

【０００６】そこで、酸化チタン光触媒を取扱いの容易
な繊維やプラスチックスなどの媒体に練り込んで使用す
ることが試みられたが、その強力な光触媒作用によって
有害有機物や環境汚染物質だけでなく繊維やプラスチッ
クス自身も分解され極めて劣化しやすいため、繊維やプ
ラスチックスに練り込んだ形での使用は不可能であっ
た。また抗菌、抗かび材料として用いる場合、流水下な
どでは菌が光触媒に付着しにくいため、効果が発揮しに
くく、効率が悪いという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
み、悪臭の除去や、空気中の有害物質または汚れの分解
除去、廃水処理や浄水処理、抗菌や抗かびなど、環境の
浄化を効果的かつ経済的で安全に行うことができ、しか
も、有機繊維やプラスチックスなどの媒体に練り込みな
どにより添加して使用した場合でも、媒体の劣化を生ず
ることなく耐久性の面からも優れた特性を有する、環境
浄化材料及びその製造方法の提供を目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の目的を
達成するため、鋭意研究を重ねた結果、リン酸カルシウ
ム膜が光触媒として不活性で雑菌等を吸着する性質をも
ち、かつ多孔質であることから、このリン酸カルシウム
膜を酸化チタンの回りに被覆することにより、この酸化
チタンがもつ光触媒機能を損なうことなく、媒体などに
添加して使用する場合の耐久性を高め得ることを見出
し、本発明をなすに至ったものである。

【０００９】すなわち本発明によれば、酸化チタンから
なる表面を持つ基材の該表面に多孔質リン酸カルシウム
膜をコートした環境浄化材料を得るために、上記基材を
疑似体液に浸漬することにより、この基材の表面に多孔
質リン酸カルシウム膜をコートすることを特徴とする環
境浄化材料の製造方法が提供される。

【００１０】本発明により得られた環境浄化材料は、表
面を覆うリン酸カルシウム膜が多孔質であるため、細孔
の底に酸化チタンが露出した状態となり、この部分にお
いて酸化チタンに光が照射される。そして、光の照射に
よって生成した電子と正孔の酸化還元作用により、悪臭
や空気中の有害物質あるいは水中に溶解している有機溶
剤や農薬などの環境を汚染している有機化合物を容易に
分解除去することができる。

【００１１】また、上記リン酸カルシウム膜が光触媒と
して不活性であるため、環境浄化材料を有機繊維やプラ
スチックスなどの媒体に練り込みなどにより添加して使
用する場合でも、リン酸カルシウム膜に保護されて繊維
やプラスチックス自身の分解を生じにくく、長期間その
効果を持続させることができる。

【００１２】さらに、リン酸カルシウム膜が雑菌等を吸
着する性質をもつため、吸着した雑菌等を、光の照射に
より酸化チタンに生じる強力な酸化力によって確実にし
かも効率良く死滅・分解することができる。

【００１３】

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる担体として
は、活性炭、活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライト、
粘土焼結体、ガラス、フォームセラミックス、泡金属、
フォームプラスチックスなど、いろいろなものが挙げら
れるが、光を透過するという点でシリカゲルやガラスが
特に好ましい。また、珪素やチタンを含有しているもの
が望ましい。

【００１５】本発明に用いられる担体の形状は、粒状、
板状、円筒状、角柱状、円錐状、球状、瓢箪型、ラグビ
ーボール型など、どのような形であっても良い。

【００１６】上記担体表面への酸化チタン膜の被覆は、
蒸着やＰＶＤ、ＣＶＤ、スパッタリング、ゾルゲル法に
よる酸化チタンゾルのコーティング、超微粒子の酸化チ
タンの固着など、いろいろな方法によって行われる。

【００１７】本発明に用いられる酸化チタン粒子や酸化
チタン膜は、光触媒として高性能である点で、結晶形が
アナターゼであることが好ましい。ルチルやブルッカイ
ト、非晶質のものは光触媒としての活性が低いため、あ
まり好ましくない。また、酸化チタン粒子の粒径はどの
ような大きさでもよいが、有機繊維やプラスチックスな
どに練り込むことを考える場合はサブミクロンの小さな
ものが好ましい。

【００１８】本発明の環境浄化材料は、表面が酸化チタ
ンで覆われている基材を擬似体液に浸積し、その表面に
多孔質のリン酸カルシウムを生成させることにより調製
される。

【００１９】本発明に用いられる擬似体液は、NaCl、Na
HCO₃、 KCl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ とNa₂S
O₄あるいはNaF などを、水に溶かすことで調製される。
またHCl や(CH₂OH)₃CNH₂等によりｐＨを７〜８、特に
７．４に調整することが好ましい。

【００２０】本発明に用いられる擬似体液の組成は Na⁺ 120 〜 160 mM K⁺ 1 〜 20 mM Ca²⁺ 0.5 〜 50 mM Mg²⁺ 0.5 〜 50 mM Cl^- 80 〜 200 mM HCO^3- 0.5 〜 30 mM HPO₄ ^2- 1 〜 20 mM SO₄ ^2- 0.1 〜 20 mM F^- 0 〜 5 mM が好ましい。これより濃度が薄いとリン酸カルシウムの
生成に時間がかかり、これより濃度が高いとリン酸カル
シウムの生成が急激に起こって多孔質度や膜厚の制御が
難しくなる。

【００２１】基材を浸積するときの擬似体液の温度は、
３０〜１００℃が好ましい。これより温度が低いとリン
酸カルシウムの生成に時間がかかるし、これより温度が
高いと擬似体液の蒸発により膜厚や多孔質度の制御がで
きなくなる。最も好ましくは５０〜８０℃の温度であ
る。

【００２２】基材を擬似体液に浸積するときの時間は、
１時間から１８日間が好ましい。これより時間が短いと
リン酸カルシウムの生成が不十分であり、これより時間
が長いと膜厚が厚くなりすぎる。

【００２３】また、本発明の環境浄化材料は、酸化チタ
ン膜の表面に、白金やロジウム、ルテニウム、パラジウ
ム、銀、銅、亜鉛などの金属が担持されていると、化学
物質の酸化分解速度がさらに大きくなり、殺菌、殺藻作
用も大きくなる。

【００２４】本発明の環境浄化材料は、その表面のリン
酸カルシウムの多孔質性や膜厚、形状を、擬似体液の組
成や温度、浸積時間を変えることによって制御すること
ができる。リンやカルシウムの含有量をを少なくした
り、温度を低くしたり時間を短くした場合には、基材の
表面に島状のリン酸カルシウムが生成したり、薄いリン
酸カルシウムの膜が生成する。リンやカルシウムの含有
量を多くしたり、温度を高くした場合にはリン酸カルシ
ウムの膜厚が厚くなる。

【００２５】こうして得られた本発明による環境浄化材
料は、表面が光触媒として不活性なリン酸カルシウム膜
によって被覆され、さらに水酸アパタイトは蛋白質やア
ミノ酸、細菌、ウイルスなどを吸着するので、表面のア
パタイト膜が水中や空気中の細菌等を吸着することがで
きる。そして、上記リン酸カルシウム膜が表面に細孔を
有し、この細孔の底に光触媒として活性な酸化チタンが
露出した状態となっているため、蛍光灯、白熱灯、ブラ
ックライト、ＵＶランプ、水銀灯、キセノンランプ、ハ
ロゲンランプ、メタルハライドランプなどからの人工光
や太陽光などはこの露出部分に照射される。そして、光
の照射によって酸化チタンに生成した電子と正孔との酸
化還元作用により、アパタイト膜が吸着した蛋白質やア
ミノ酸、細菌、ウイルスなどを迅速に、かつ連続的に分
解除去することができる。

【００２６】また、上記環境浄化材料を有機繊維やプラ
スチックスなどの媒体に練り込んで使用した場合、これ
らの有機繊維やプラスチックスと接触している部分が光
触媒として不活性なセラミックスであるため、上記有機
繊維やプラスチックスの分解を生じることなく、悪臭や
ＮＯｘなどの空気中の有害物質、あるいは水中に溶解し
ている有機溶剤や農薬などの、環境を汚染している有機
化合物を吸着し、蛍光灯、白熱灯、ブラックライト、Ｕ
Ｖランプ、水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ、
メタルハライドランプなどからの人工光や太陽光の照射
によって酸化チタンに生成した電子と正孔の酸化還元作
用によって迅速に、かつ連続的に分解除去することがで
きる。

【００２７】しかも、光を照射するだけで、低コスト・
省エネルギー的でかつメンテナンスフリーで使用でき
る。そして、酸化チタン粒子としてその表面に白金ある
いはロジウム、ルテニウム、パラジウム、銀、銅、鉄、
亜鉛の金属を担持したものを用いた場合には、その触媒
作用により有機化合物の分解除去効果や抗菌抗かび効果
などの環境浄化効果が一層増大する。

【００２８】本発明による環境浄化材料は、ポリエチレ
ンやナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、
ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンオキシ
ド、ポリエチレングリコール、ポリエチレンテレフタレ
ート、シリコン樹脂、ポリビニルアルコール、ビニルア
セタール樹脂、ポリアセテート、ＡＢＳ樹脂、エポキシ
樹脂、酢酸ビニル樹脂、セルロース、セルロース誘導
体、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポ
リスチレン、尿素樹脂、フッ素樹脂、ポリフッ化ビニリ
デン、フェノール樹脂、セルロイド、キチン、デンプン
シートなどの、あらゆる種類の有機繊維やプラスチック
スあるいはそれらの共重合体に適用可能である。

【００２９】

【実施例】本発明の実施例の内で特に代表的なものを以
下に示す。

【００３０】〔実施例１〕チタンテトライソプロポキシ
ドに水と硝酸とを添加して透明な酸化チタンゾルを調製
し、これを、担体である直径約１ｃｍの粒状アルミナ
に、ディップコーティング法によりコーティングした
後、５５０℃で焼成した。このコーティングと焼成の作
業を３回繰り返すことによって、表面が酸化チタン膜で
覆われた基材を得た。

【００３１】一方、擬似体液として、NaCl、NaHCO₃、 K
Cl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na₂SO₄、 H
Cl、(CH₂OH)₃CNH₂と、蒸留水とを用いて、 Na⁺ 147mM、
K⁺ 5mM、Ca²⁺ 2.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147mM、 HCO₃
^-4.2mM、HPO₄ ^2- 1.0mM、SO₄ ² ^- 0.5mM 組成で、ｐＨ
７．４の水溶液を調整し、その中に上記基材を入れ、５
０℃で１４日間放置することにより、環境浄化材料を形
成した。

【００３２】これにより得られた環境浄化材料を分析電
子顕微鏡で観察した結果、その表面は多孔質の水酸アパ
タイトで覆われていた。この環境浄化材料を花瓶の中に
水とともに２０個入れて蛍光灯下で２カ月放置したが、
その表面にぬめりは生じず、雑菌や藻も生えてこなかっ
た。これに対し、上記環境浄化材料を入れない場合は１
週間で藻がはえてぬめりが生じた。

【００３３】〔実施例２〕チタンテトライソプロポキシ
ドにイソプロパノール、ジエタノールアミンを添加して
透明なゾル液を調製し、これを、担体である直径約５ｍ
ｍのシリカビーズにディップコーティング法によりコー
ティングした後、５５０℃で焼成した。この作業を３回
繰り返すことによって基材を得た。

【００３４】一方、擬似体液として、NaCl、NaHCO₃、 K
Cl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na₂SO₄、 H
Cl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 Na⁺ 147m
M、K⁺5mM、Ca²⁺ 7.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147mM、 HCO
₃ ^- 4.2mM、 HPO₄ ^2- 15.0mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成で、ｐＨ
７．４の水溶液を調整し、その中に上記基材を入れ、６
０℃で１日間放置した。

【００３５】これにより得られた環境浄化材料を分析電
子顕微鏡で観察した結果、その表面は島状の水酸アパタ
イトで覆われていた。この環境浄化材料を金魚の泳いで
いる金魚鉢に８０個入れて１カ月放置したが、その表面
にぬめりは生じず、雑菌や藻も生えてこなかった。これ
に対し、環境浄化材料を入れない場合は１週間で藻がは
えてぬめりが生じた。

【００３６】〔実施例３〕チタンテトライソプロポキシ
ドに水と酢酸とを添加して透明な酸化チタンゾルを調製
し、これを、多孔質ガラスからなる直径約３mmの顆粒に
ディップコーティング法によりコーティングした後、５
５０℃で焼成した。これを３回繰り返すことにより基材
を得た。

【００３７】一方、擬似体液として、NaCl、NaHCO₃、 K
Cl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na₂SO₄、 H
Cl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 Na⁺ 147m
M、K⁺5mM、Ca²⁺ 0.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147mM、 HCO
₃ ^- 4.2mM、HPO₄ ^2- 1.0mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成で、ｐＨ
７．４の水溶液を調整し、その中に上記基材を入れ、５
０℃で１４日間放置した。

【００３８】これにより得られた環境浄化材の分析電子
顕微鏡観察を行った結果、その表面は多孔質の水酸アパ
タイトで覆われていた。そして、この環境浄化材料を太
陽光の下、水の中に入れておいたところ、水は透明のま
まで雑菌もほとんど検出されなかった。これに対し、環
境浄化材料を入れなかった場合は水が白く濁って雑菌が
繁殖した。

【００３９】〔実施例４〕ゾルゲル法により作製した酸
化チタンを、ディップコーティング法により20×75mmの
板ガラスにコーティングし、５５０℃で焼成した。これ
を３回繰り返して基材を得た。

【００４０】一方、擬似体液として、NaCl、NaHCO₃、 K
Cl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na₂SO₄、 H
Cl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 Na⁺ 147m
M、K⁺5mM、Ca²⁺ 2.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147mM、 HCO
₃ ^- 4.2mM、HPO₄ ^2- 3.0mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成で、ｐＨ
７．４の水溶液を調整し、その中に上記基材を入れ、５
０℃で５日間放置した。

【００４１】これにより得られた環境浄化材料を分析電
子顕微鏡で観察した結果、その表面は多孔質の水酸アパ
タイトで覆われていた。

【００４２】また、この環境浄化材料の抗菌及び抗かび
効果を次のようにして調べた。すなわち、まず、肉エキ
スブイヨン培地で培養した大腸菌の菌液１ｍｌを環境浄
化材料の上に２か所滴下し、その上にメンブレンフィル
ターを乗せ、２０Ｗの蛍光灯の光を当てながら３７℃で
６時間静置培養した。そして、リン酸緩衝液を加え、振
とうした後、１ｍｌ取り出し、混釈平板培養法により、
生残菌数を測定した。その結果、９９．９％以上の減菌
率が得られた。

【００４３】〔実施例５〕チタンテトライソプロポキシ
ドにイソプロパノール、ジエタノールアミンを添加して
透明なゾル液を調製し、担体としての粒状ゼオライトの
表面にスプレー法により酸化チタン膜をコーティングし
た。すなわち、直径２ｍｍ、長さ３ｍｍの粒状ゼオライ
ト（比表面積３０ｍ² ／ｇ）を微細な金網の上で揺すり
ながらゾル液をスプレーし、乾燥した後、室温から徐々
に６２０℃にまで加熱昇温して焼成した。そしてこの作
業を４回繰り返すことによって、粒状ゼオライトの表面
が酸化チタン膜で覆われた基材を得た。

【００４４】得られた基材表面の酸化チタン膜の結晶構
造をＸ線回折によって調べた結果、アナターゼ１００％
であった。

【００４５】一方、擬似体液として、NaCl、NaHCO₃、 K
Cl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na₂SO₄、 H
Cl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 Na⁺ 147m
M、K⁺5mM、Ca²⁺ 7.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147mM、 HCO
₃ ^- 4.2mM、HPO₄ ^2- 1.0mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成で、ｐＨ
７．４の水溶液を調整し、その中に上記基材を入れ、５
０℃で３日間放置した。得られた環境浄化材料を分析電
子顕微鏡で観察した結果、多孔質の水酸アパタイトで表
面が覆われていた。

【００４６】また、この環境浄化材料を用いて、現在、
ハイテク産業やクリーニング業で溶剤や洗浄剤として広
く使用され、地下水や土壌を汚染して問題となっている
テトラクロロエチレンの分解を行った。すなわち、１０
ｐｐｍの濃度のテトラクロロエチレンの水溶液１８ｍｌ
を石英ガラス製試験管に入れ、その中に環境浄化材料８
ｇを浸し、２００Ｗの低圧水銀ランプの光を照射した。
１．５時間後、反応液に含まれるテトラクロロエチレン
の濃度をガスクロマトグラフを用いて測定した結果、テ
トラクロロエチレンが分解されて濃度が０ｐｐｍに減少
していた。

【００４７】〔実施例６〕チタンテトライソプロポキシ
ドにエタノールとＮ−エチルジエタノールアミンとを添
加して透明なゾル液を調製し、滴下法により粒状活性炭
の表面に酸化チタン膜をコーティングした。すなわち、
８０℃に加熱した１０％の硝酸水溶液で処理した直径約
３ｍｍの粒状活性炭（比表面積２５０ｍ² ／ｇ）の表面
に、上記ゾル液を少量滴下し、余分な液を落として乾燥
した後、３００℃の温度で加熱焼成した。これを５回繰
り返すことにより、粒状活性炭の表面が酸化チタン膜で
覆われた基材を形成した。得られた基材表面の酸化チタ
ン膜の結晶構造をＸ線回折によって調べた結果、アナタ
ーゼ８０％、ルチル２０％の混合物であった。

【００４８】一方、擬似体液として、NaCl、NaHCO₃、 K
Cl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na₂SO₄、 H
Cl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 Na⁺ 147m
M、K⁺5mM、Ca²⁺ 7.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147mM、 HCO
₃ ^- 4.2mM、HPO₄ ^2- 5.0mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成で、ｐＨ
７．４の水溶液を調整し、その中に上記基材を入れ、５
０℃で３日間放置した。これにより得られた環境浄化材
料について分析電子顕微鏡観察を行った結果、島状の水
酸アパタイトが積み重なって酸化チタン膜の表面を覆っ
ていた。

【００４９】また、この環境浄化材料を使用して、悪臭
物質の一つである酢酸の分解を行った。すなわち、２０
ｐｐｍの濃度の酢酸の水溶液１０ｍｌを石英容器に入
れ、その中に上記環境浄化材料５ｇを浸し、撹拌しなが
ら５００Ｗの超高圧水銀ランプの光を照射した。１時間
後、得られた反応液に含まれる酢酸の濃度をガスクロマ
トグラフを用いて測定した結果、酢酸が分解されて０％
になっていた。

【００５０】〔実施例７〕直径５ｍｍの球状活性アルミ
ナの表面（比表面積８０ｍ² ／ｇ）にスパッタリングに
より酸化チタン膜をコーティングした。その後、室温か
ら徐々に５５０℃の温度にまで加熱昇温して焼成するこ
とにより、基材を得た。得られた基材表面の酸化チタン
膜の結晶構造をＸ線回折によって調べた結果、アナター
ゼ１００％であった。

【００５１】また上記基材を、２ｇ／ｌの塩化白金酸カ
リウムのエタノール水溶液に漬け、マグネチックスター
ラーで撹拌しながら、１００Ｗの水銀ランプの光を１時
間照射すること（光電着法）により、酸化チタン膜の表
面に白金をコートした。

【００５２】一方、擬似体液として、NaCl、NaHCO₃、 K
Cl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na₂SO₄、 H
Cl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 Na⁺ 147m
M、K⁺5mM、Ca²⁺ 7.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147mM、 HCO
₃ ^- 4.2mM、HPO₄ ^2- 5.0mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成で、ｐＨ
７．４の水溶液を調整し、その中に上記白金をコートし
た基材を入れ、５０℃で３日間放置することにより、環
境浄化材料を得た。得られた環境浄化材料について分析
電子顕微鏡観察を行った結果、表面が粒状の水酸アパタ
イトで覆われていた。

【００５３】また、上記環境浄化材料を用いて、有機リ
ン系の農薬である４−ニトロフェニルエチルフェニルホ
スフィナートの分解を行った。すなわち、５０ｐｐｍの
濃度の４−ニトロフェニルエチルフェニルホスフィナー
トの水溶液１８ｍｌを硬質ガラス製の試験管に入れ、そ
の中に上記環境浄化材料１ｇを入れ、５００Ｗのキセノ
ンランプの光を照射した。１時間後、反応液に含まれる
４−ニトロフェニルエチルフェニルホスフィナートの量
をガスクロマトグラフを用いて測定した結果、４−ニト
ロフェニルエチルフェニルホスフィナートは分解されて
濃度が０％に減少していた。

【００５４】〔実施例８〕チタンテトライソプロポキシ
ドに水と硝酸とを添加して透明な酸化チタンゾルを調製
し、浸漬法により粘土焼結体の表面に酸化チタン膜をコ
ーティングして基材を形成した。すなわち、上記酸化チ
タンゾルの中に径約８ｍｍほどの大きさの粘土焼結体
（比表面積１０ｍ² ／ｇ）を浸漬し、引上げて余分な液
を落として乾燥した後、室温から徐々に６５０℃の温度
にまで加熱昇温して焼成した。これを３回繰り返すこと
により、粘土焼結体の表面が酸化チタン膜で覆われた上
記基材を得た。

【００５５】得られた基材表面の酸化チタン膜の結晶構
造をＸ線回折によって調べた結果、アナターゼ１００％
であった。そして、上記基材を硫酸銅水溶液に漬け、室
温から徐々に６５０℃の温度にまで加熱昇温して焼成し
た。

【００５６】一方、擬似体液として、NaCl、NaHCO₃、 K
Cl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na₂SO₄、 H
Cl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 Na⁺ 147m
M、K⁺5mM、Ca²⁺ 7.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147mM、 HCO
₃ ^- 4.2mM、HPO₄ ^2- 1.0mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成で、ｐＨ
７．４の水溶液を調整し、その中に焼成した上記基材を
入れ、５０℃で３日間放置した。これにより得られた環
境浄化材料粒子について分析電子顕微鏡観察を行った結
果、表面が多孔質の水酸アパタイトで覆われていた。

【００５７】また、上記環境浄化材料を用いて染色排液
の脱色を行った。すなわち、モデル排液としてメチルオ
レンジ２００ｐｐｍの水溶液３ｍｌを石英セルに入れた
後、上記環境浄化材料２ｇを入れ、５００Ｗの超高圧水
銀ランプを照射して、ＵＶ−可視吸収スペクトルを測定
した。その結果、１時間後、完全に脱色されて無色透明
になった。

【００５８】〔実施例９〕径約７ｍｍほどの大きさの発
泡アルミニウム（比表面積８ｍ² ／ｇ）の表面にＰＶＤ
により酸化チタン膜をコーティングし、その後、室温か
ら徐々に６００℃の温度にまで加熱昇温して焼成するこ
とにより、基材を形成した。得られた基材表面の酸化チ
タン膜の結晶構造をＸ線回折によって調べた結果、アナ
ターゼ１００％であった。

【００５９】一方、擬似体液として、NaCl、NaHCO₃、 K
Cl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na₂SO₄、 H
Cl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 Na⁺ 147m
M、K⁺5mM、Ca²⁺ 7.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147mM、 HCO
₃ ^- 4.2mM、HPO₄ ^2- 1.0mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成で、ｐＨ
７．４の水溶液を調整し、その中に上記基材を入れ、５
０℃で３日間放置した。これにより得られた環境浄化材
料の粒子について分析電子顕微鏡観察を行った結果、表
面が多孔質の水酸アパタイトで覆われていた。

【００６０】また、上記環境浄化材料を用いて、エタノ
ールの分解を行った。すなわち、３００ｐｐｍのエタノ
ール水溶液１５ｍｌを硬質ガラス試験管に入れた後、上
記環境浄化材料２ｇを入れ、５００Ｗのキセノンランプ
を照射した。１時間後、反応液に含まれるエタノールの
濃度をガスクロマトグラフを用いて測定した結果、０％
に減少していた。

【００６１】〔実施例１０〕チタンテトラブトキシドに
エタノール及びトリエタノールアミンを添加して透明な
ゾル液を調製し、浸漬法により多孔質ガラスの表面に酸
化チタン膜をコーティングして基材を得た。すなわち、
上記ゾル液の中に径約８ｍｍほどの多孔質ガラス（比表
面積１５０ｍ² ／ｇ）を浸漬し、余分な液を落として乾
燥した後、室温から徐々に５５０℃の温度にまで加熱昇
温して焼成した。そしてこの作業を４回繰り返すことに
より、多孔質ガラスの表面が酸化チタン膜で覆われた上
記基材を得た。得られた基材表面の酸化チタン膜の結晶
構造をＸ線回折によって調べた結果、アナターゼ１００
％であった。

【００６２】一方、擬似体液として、NaCl、NaHCO₃、 K
Cl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na₂SO₄、 H
Cl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 Na⁺ 147m
M、K⁺5mM、Ca²⁺ 5.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147mM、 HCO
₃ ^- 4.2mM、HPO₄ ^2- 1.0mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成で、ｐＨ
７．４の水溶液を調整し、その中に上記基材を入れ、５
０℃で３日間放置した。これにより得られた環境浄化材
料粒子について分析電子顕微鏡観察を行った結果、島状
の水酸アパタイトが積み重なって表面を覆っていた。

【００６３】この環境浄化材料を用いて、現在、ハイテ
ク産業やクリーニング業で溶剤や洗浄剤として広く使用
され、地下水や土壌を汚染して問題となっているトリク
ロロエタンの分解を行った。すなわち、１５ｐｐｍの濃
度のトリクロロエタンの水溶液３ｍｌを石英セルに入
れ、その中に上記環境浄化材料３ｇを浸し、１５Ｗのブ
ラックライト５本の光を照射した。３時間後、反応液に
含まれるトリクロロエタンの濃度をガスクロマトグラフ
を用いて測定した結果、トリクロロエタンが分解されて
濃度が０ｐｐｍに減少していた。

【００６４】〔実施例１１〕チタンテトライソプロポキ
シドにエタノール及びジエタノールアミンを添加して透
明なゾル液を調製し、フォームセラミックスの表面にデ
ィップコーティング法により酸化チタン膜をコーティン
グして基材を形成した。すなわち、直径２ｃｍ、長さ５
ｃｍのフォームセラミックス（比表面積５ｍ² ／ｇ）を
上記ゾル液に漬け、ゆっくりと引き上げた後、室温から
徐々に６５０℃の温度にまで加熱昇温して焼成すること
により上記基材を形成した。得られた基材表面の酸化チ
タン膜の結晶構造をＸ線回折によって調べた結果、アナ
ターゼ１００％であった。

【００６５】一方、擬似体液として、NaCl、NaHCO₃、 K
Cl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na₂SO₄、 H
Cl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 Na⁺ 147m
M、K⁺5mM、Ca²⁺ 7.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147mM、 HCO
₃ ^- 4.2mM、HPO₄ ^2- 1.0mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成で、ｐＨ
７．４の水溶液を調整し、その中に上記基材を入れ、５
０℃で５日間放置した。これにより得られた環境浄化材
料粒子について分析電子顕微鏡観察を行った結果、多孔
質の水酸アパタイトで表面が覆われていた。

【００６６】また、上記環境浄化材料を用いて、有機リ
ン系の農薬であるパラチオンの分解を行った。すなわ
ち、１０ｐｐｍの濃度のパラチオンの水溶液５０ｍｌを
硬質ガラス製ビーカーに入れ、その中に環境浄化材料２
ｇを入れ、２００Ｗの高圧水銀ランプ３本の光を三方か
ら照射した。２時間後、反応液に含まれるパラチオンの
量を液体クロマトグラフを用いて測定した結果、分解さ
れて０になっていた。

【００６７】〔実施例１２〕擬似体液として、NaCl、Na
HCO₃、 KCl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na
₂SO₄、 HCl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、Na
⁺ 142mM 、K⁺ 5mM、Ca²⁺ 2.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 14
7.8mM、 HCO₃ ^- 4.2mM、HPO₄ ^2- 1mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成
で、ｐＨ７．４の水溶液を調整した。そして、この擬似
体液の水溶液２０ｍｌに、基材である粒径約１μｍのア
ナターゼ型酸化チタン粒子０．５ｇを加え、超音波によ
り分散させた後、６０℃で２４時間放置することによ
り、環境浄化材料を得た。得られた環境浄化材料粒子の
表面を分析電子顕微鏡で観察したところ、その表面は微
粒子の水酸アパタイトで覆われていた。

【００６８】上記環境浄化材料をナイロン（登録商標）
に練り込み、シートに成形して、タバコの煙による汚れ
の分解除去効果を調べた。すなわち、得られたシートに
タバコの煙を吹き付け、褐色に変色させた後、太陽光に
１日曝した。その結果、表面が水酸アパタイトで覆われ
ていないアナターゼ型酸化チタン粒子（基材）をそのま
ま練り込んで使用した場合と同様に、汚れが分解除去さ
れて元の色に戻った。また、この実験を繰り返した結
果、アナターゼ型酸化チタンをそのまま練り込んで使用
した場合にナイロンが直ぐに劣化したのに対し、上記環
境浄化材料を使用した場合のシートの寿命は約１５倍長
かった。

【００６９】〔実施例１３〕擬似体液として、NaCl、Na
HCO₃、 KCl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na
₂SO₄、 HCl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 N
a⁺ 142mM、K⁺ 5mM、Ca²⁺ 50mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147.
8mM、 HCO₃ ^- 4.2mM、HPO₄ ^2- 8mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成
で、ｐＨ７．４の水溶液を調製した。そして、この擬似
体液の水溶液２０ｍｌに、基材としての粒径約４０ｎｍ
の７０％アナターゼ型／３０％ルチル型の酸化チタン粒
子５ｇを加え、超音波により分散させた後、６０℃で２
４時間放置することにより、環境浄化材料を得た。得ら
れた環境浄化材料粒子の表面を分析電子顕微鏡で観察し
たところ、その表面は微粒子の水酸アパタイトで覆われ
ていた。

【００７０】上記環境浄化材料をポリエステルに練り込
み、繊維に紡糸して防臭効果を調べた。すなわち、内容
積３６リットルの密閉容器に、上記繊維により織成され
た１０ｃｍ角のポリエステルシートを入れ、悪臭物質と
してアセトアルデヒド１００ｐｐｍを注射器で導入し、
太陽光と波長分布が似ている３００ｗのキセノンランプ
の光を照射した。６時間後、密閉容器の中に含まれるア
セトアルデヒドの濃度をガスクロマトグラフで調べたと
ころ、アセトアルデヒドの濃度は１ｐｐｍに減少してお
り、表面が水酸アパタイトで覆われていないアナターゼ
型酸化チタンをそのまま練り込んで使用した場合と同様
の防臭効果が得られた。また、耐久性を調べるため、こ
の実験を繰り返した結果、アナターゼ型酸化チタンをそ
のまま練り込んで使用した場合にポリエステルシートが
直ぐに劣化したのに対し、上記環境浄化材料を使用した
場合のポリエステルシートの寿命は約２０倍であった。

【００７１】〔実施例１４〕擬似体液として、NaCl、Na
HCO₃、 KCl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na
₂SO₄、 HCl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 N
a⁺ 160mM、 K⁺ 20mM、 Ca²⁺ 50mM、 Mg²⁺ 50mM、 Cl^- 2
00mM、HCO₃ ^- 30mM、 HPO₄ ^2- 20mM、SO₄ ^2- 20mM組成で、
ｐＨ７．４の水溶液を調製した。そして、この擬似体液
の水溶液２００ｍｌに、白金を担持した粒径約８００ｎ
ｍのアナターゼ型酸化チタン粒子５ｇを加え、超音波に
より分散させた後、６０℃で８時間放置した。これによ
り得られた環境浄化材料粒子について分析電子顕微鏡観
察を行った結果、表面が微微粒子の水酸アパタイトで覆
われていた。

【００７２】上記環境浄化材料粒子をポリカーボネート
に練り込み、水入れに成形して、水道水中のトリハロメ
タン及びカルキ臭の分解除去に使用した結果、その分解
除去効果は、コーティング処理をしない酸化チタンをそ
のまま練り込んで使用した場合に比べてほとんど変わら
なかった。また、コーティング処理しない酸化チタンを
そのまま練り込んで使用した場合には、使っているうち
にポリカーボネートが劣化して白く濁ってきたのに対
し、上記環境浄化材料を練り込んだ場合には約１０倍の
寿命が得られた。

【００７３】〔実施例１５〕擬似体液として、NaCl、Na
HCO₃、 KCl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na
₂SO₄、 HCl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 N
a⁺ 120mM、K⁺ 1mM、Ca²⁺ 1.5mM、Mg²⁺ 0.5mM、Cl^- 80m
M、 HCO₃ ^- 0.5mM、HPO₄ ^2- 2mM、SO₄ ^2- 0.1mM組成で、ｐ
Ｈ７．４の水溶液を調製した。そして、この擬似体液の
水溶液２００ｍｌに、粒径約５００ｎｍのアナターゼ型
酸化チタン粒子５ｇを加え、超音波により分散させた
後、３５℃で３週間放置した。これにより得られた環境
浄化材料粒子の表面を分析電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、表面が微粒子の水酸アパタイトと炭酸アパタイトと
で覆われていた。

【００７４】上記環境浄化材料粒子をポリプロピレンに
練り込み、繊維に紡糸して防臭効果を調べた。すなわ
ち、〔実施例１３〕と同様に、繊維により織成した１０
ｃｍ角のシートを密閉容器に入れ、悪臭物質としてイソ
−吉草酸４０ｐｐｍを注射器で導入し、６時間後の濃度
をガスクロマトグラフで調べたところ、イソ−吉草酸の
濃度は１ｐｐｍ以下に減少しており、アナターゼ型酸化
チタンをそのまま練り込んで使用した場合と同様の防臭
効果が得られた。また、これを繰り返して耐久性を調べ
た結果、アナターゼ型酸化チタンをそのまま練り込んで
使用した場合に比べて約１２倍の寿命が得られた。

【００７５】〔実施例１６〕擬似体液として、NaCl、Na
HCO₃、 KCl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na
₂SO₄、 HCl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 N
a⁺ 147mM、K⁺ 5mM、Ca²⁺ 7.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147
mM、 HCO₃ ^- 4.2mM、HPO₄ ^2- 1.0mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成
で、ｐＨ７．４の水溶液を調製した。そして、この擬似
体液の水溶液２００ｍｌに、銀を担持させた粒径約７０
０ｎｍのアナターゼ型酸化チタン粒子５ｇを加え、超音
波により分散させた後、３５℃で３週間放置した。これ
により得られた環境浄化材料粒子を分析電子顕微鏡で観
察したところ、表面が微粒子の水酸アパタイトと炭酸ア
パタイトとの混合物で覆われていた。

【００７６】上記環境浄化材料粒子をポリエチレンに練
り込み、シートに成形して抗菌及び抗かび効果を調べ
た。すなわち、食品機械から採取した雑細菌を肉エキス
ブイヨン培地で２４時間静置培養し、得られた菌液１ｍ
ｌを上記シートの上に２か所滴下し、その上にメンブレ
ンフィルターを載せ、２０Ｗの蛍光灯の光を当てながら
３７℃で６時間静置培養した。そして、リン酸緩衝液を
加えて振とうした後、１ｍｌを取り出し、混釈平板培養
法により生残菌数を測定した。その結果、９９．９％以
上の菌が死んでおり、銀担持のアナターゼ型酸化チタン
をそのまま練り込んで使用した場合と同様の抗菌抗かび
効果が得られた。また、これを繰り返して耐久性を調べ
た結果、銀担持のアナターゼ型酸化チタンをそのまま練
り込んで使用した場合に比べ、約１５倍の寿命が得られ
た。

【００７７】〔実施例１７〕擬似体液として、NaCl、Na
HCO₃、 KCl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na
₂SO₄、 HCl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 N
a⁺ 147mM、K⁺ 5mM、Ca²⁺ 7.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147
mM、 HCO₃ ^- 4.2mM、HPO₄ ^2- 5mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成で、
ｐＨ７．４の水溶液を調製した。そして、この擬似体液
の水溶液２００ｍｌに、粒径約５００ｎｍのアナターゼ
型酸化チタン粒子５ｇを加え、超音波により分散させた
後、５０℃で３日間放置した。これにより得られた環境
浄化材料粒子を分析電子顕微鏡で観察したところ、表面
が微粒子の水酸アパタイトと炭酸アパタイトとの混合物
で覆われていた。

【００７８】上記環境浄化材料粒子をシリコン樹脂に練
り込み、シートに成形して、空気中のＮＯｘの除去効果
を調べた。すなわち、〔実施例１３〕と同様に、１０ｃ
ｍ角のシートを密閉容器に入れ、５ｐｐｍのＮＯｘを注
射器で導入し、６時間後の濃度をガスクロマトグラフで
調べた。その結果、ＮＯｘの濃度はほぼ０に減少してお
り、アナターゼ型酸化チタンをそのまま練り込んで使用
した場合と同様のＮＯｘの除去効果が得られた。また、
これを繰り返して耐久性を調べた結果、アナターゼ型酸
化チタンをそのまま練り込んで使用した場合に比べ、約
１０倍の寿命が得られた。

【００７９】〔実施例１８〕NaCl、NaHCO₃、 KCl、 K₂H
PO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na₂SO₄、 HCl、(CH₂
OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 Na⁺ 142mM、K⁺ 5m
M、Ca²⁺ 5.5mM、Mg²⁺1.5mM、 Cl^- 147mM、 HCO₃ ^- 4.2m
M、HPO₄ ^2- 8mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成でｐＨ７．４の擬似
体液を調整した。そして、この擬似体液の水溶液２００
ｍｌに、粒径約１．２μｍのルテニウム担持のアナター
ゼ型酸化チタン粒子５ｇを加え、超音波により分散させ
た後、約７０℃で１２時間放置した。これにより得られ
た環境浄化材料粒子について分析電子顕微鏡観察を行っ
た結果、その表面が微粒子の水酸アパタイトと炭酸アパ
タイトの混合物で覆われていた。

【００８０】また、上記環境浄化材料粒子をフッ素樹脂
に練り込み、シートに成形して、空気中のＳＯｘの除去
効果を調べた。すなわち、〔実施例１３〕と同様に、１
０ｃｍ角のシートを密閉容器に入れ、５ｐｐｍのＳＯｘ
を注射器で導入し、６時間後の濃度をガスクロマトグラ
フで調べた。その結果、ＳＯｘの濃度はほぼ０に減少し
ており、アナターゼ型酸化チタンをそのまま練り込んで
使用した場合と同様のＳＯｘの除去効果が得られた。ま
た、これを繰り返して耐久性を調べた結果、アナターゼ
型酸化チタンをそのまま練り込んで使用した場合に比
べ、約８倍の寿命が得られた。

【００８１】〔実施例１９〕チタンテトラブトキシドに
無水エタノールとトリエタノールアミンと水とを添加し
て透明なゾル液を調製し、滴下法により球状シリカゲル
の表面に酸化チタン膜をコーティングして基材を形成し
た。すなわち、上記ゾル液を少量、直径約５ｍｍの球状
シリカゲル（比表面積４５０ｍ² ／ｇ）の表面に滴下
し、余分な液を落として乾燥した後、室温から徐々に６
００℃の温度にまで加熱昇温して焼成した。そして、こ
れを３回繰り返して球状シリカゲルの表面が酸化チタン
膜で覆われた上記基材を形成した。上記基材表面の酸化
チタン膜の結晶構造をＸ線回折によって調べたところ、
アナターゼ１００％であった。

【００８２】一方、擬似体液として、NaCl、NaHCO₃、 K
Cl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na₂SO₄、 H
Cl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 Na⁺ 147m
M、K⁺5mM、Ca²⁺ 7.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147mM、 HCO
₃ ^- 4.2mM、HPO₄ ^2- 1.0mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成で、ｐＨ
７．４の水溶液を調製した。そして、この擬似体液の水
溶液に上記基材を入れ、５０℃で３日間放置した。これ
により得られた環境浄化材料について分析電子顕微鏡観
察を行った結果、表面が多孔質の水酸アパタイトと炭酸
アパタイトとの混合物で覆われていた。

【００８３】この環境浄化材料の抗菌及び抗かび効果を
〔実施例１３〕と同様の方法により調べた。その結果、
９９．９％以上の菌が死んでおり、酸化チタン膜のみを
形成した材料に比べ、約５倍の抗菌抗かび効果が得られ
た。

【００８４】〔実施例２０〕チタンテトラブトキシドに
無水エタノールとトリエタノールアミンと水とを添加し
て透明なゾル液を調製し、滴下法により球状シリカゲル
の表面に酸化チタン膜をコーティングして基材を形成し
た。すなわち、上記ゾル液を少量、直径約５ｍｍの球状
シリカゲル（比表面積４５０ｍ² ／ｇ）の表面に滴下
し、余分な液を落として乾燥した後、室温から徐々に６
００℃の温度にまで加熱昇温して焼成した。そして、こ
れを３回繰り返して球状シリカゲルの表面が酸化チタン
膜で覆われた上記基材を形成した。上記基材表面の酸化
チタン膜の結晶構造をＸ線回折によって調べたところ、
アナターゼ１００％であった。

【００８５】一方、擬似体液として、NaCl、NaHCO₃、 K
Cl、 K₂HPO₄・3H₂O、MgCl₂・6H₂O、CaCl₂ と、Na₂SO₄、 H
Cl、 (CH₂OH)₃CNH₂ と、蒸留水とを用いて、 Na⁺ 147m
M、K⁺5mM、Ca²⁺ 7.5mM、Mg²⁺ 1.5mM、 Cl^- 147mM、 HCO
₃ ^- 4.2mM、HPO₄ ^2- 1.0mM、SO₄ ^2- 0.5mM 組成で、ｐＨ
７．４の水溶液を調製した。そして、この擬似体液の水
溶液に上記基材を入れ、５０℃で３日間放置した。これ
により得られた環境浄化材料について分析電子顕微鏡観
察を行った結果、その表面は多孔質の水酸アパタイトと
炭酸アパタイトおよびフッ化アパタイトの混合物で覆わ
れていた。

【００８６】また、上記環境浄化材料の抗菌及び抗かび
効果を〔実施例１３〕と同様の方法により調べた。その
結果、９９．９％以上の菌が死んでおり、酸化チタン膜
のみを形成した材料に比べ、約５倍の抗菌抗かび効果が
得られた。

【００８７】

【発明の効果】本発明による環境浄化材料は、基材の表
面を覆うリン酸カルシウム膜が多孔質であって、細孔を
通じて基材表面の酸化チタンに光が照射されるため、リ
ン酸カルシウム膜で覆われていないものとほとんど変わ
らない光触媒作用を得ることができる。しかも、上記リ
ン酸カルシウム膜が雑菌等の汚染物質を吸着する性質を
持っているため、吸着した汚染物質を上記光触媒作用に
よって確実かつ効果的に分解、除去することができる。

【００８８】したがって例えば、悪臭や煙草の煙、ＮＯ
ｘ、ＳＯｘのような、空気中に存在する有害物質の分解
除去、水中に溶解している有機溶剤や農薬のような有機
化合物の分解除去、廃水処理や浄水処理、汚れの防止、
抗菌及び抗かび、ＭＲＳＡなどによる院内感染の防止な
ど、環境の浄化に極めて有効である。しかも、上記酸化
チタンは、塗料や化粧品、歯磨き粉などにも使用され、
食品添加物としても認められているものであって、無毒
かつ安全であり、安価で耐候性や耐久性にも優れるた
め、経済的である。

【００８９】また、上記リン酸カルシウム膜が光触媒と
して不活性であるため、浄化材料を有機繊維やプラスチ
ックスなどの媒体に練り込みなどによって添加して使用
する場合でも、媒体を劣化させなることがなく、長期間
その浄化効果を持続させることができる。したがって、
本発明による環境浄化材料を有機繊維やプラスチックス
などの媒体に添加することにより、自動車の車内や居
間、台所、トイレなどの脱臭や、廃水処理、プールや貯
水の浄化だけでなく、菌やカビの繁殖防止、食品の腐敗
防止など、非常に幅広い用途に適用でき、しかも、化学
薬品やオゾンのような有毒な物質を使用せず、電灯の光
や自然光などの光を照射するだけで、低コストで省エネ
ルギー的かつ安全に、メンテナンスフリーで長期間使用
することができる。

【００９０】さらに、本発明による環境浄化材料は、擬
似体液に基材を入れて放置するという簡単な方法によっ
て製造することができ、また、擬似体液の組成や温度、
時間を変えることによって、表面の細孔径の大きさや細
孔分布の密度などをコントロールすることができる。

フロントページの続き (74)上記３名の代理人 100072453 弁理士林宏（外１名） (72)発明者垰田博史愛知県名古屋市名東区平和が丘１丁目70 番地猪子石住宅４棟301号 (72)発明者野浪亨愛知県名古屋市名東区平和が丘１丁目70 番地猪子石住宅１棟302号 (72)発明者荒牧藤夫神奈川県川崎市高津区千年244番地 (72)発明者荒牧昭七神奈川県藤沢市鵠沼東２丁目３番1207 審査官繁田えい子 (56)参考文献特開平８−322923（ＪＰ，Ａ) 特開平10−5598（ＪＰ，Ａ) 特開平９−239277（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01J 21/00 - 37/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化チタンからなる表面を持つ基材を疑
似体液に浸漬することにより、この基材の表面に多孔質
リン酸カルシウム膜をコートすることを特徴とする環境
浄化材料の製造方法。
【請求項２】基材を擬似体液に浸積した後、４０〜６
００℃で乾燥することを特徴とする請求項１に記載の環
境浄化材料の製造方法。
【請求項３】疑似体液にCa^２＋が０．５〜５０mM、HP
O_４ ^２−が１〜２０mM含有されていることを特徴とする
請求項１又は２に記載の環境浄化材料の製造方法。
【請求項４】上記疑似体液の組成が、 Na^＋ 120 〜 160 mM K^＋ 1 〜 20 mM Ca^２＋ 0.5 〜 50 mM Mg^２＋ 0.5 〜 50 mM Cl⁻ 80 〜 200 mM HCO^３− 0.5 〜 30 mM HPO_４ ^２− 1 〜 20 mM SO_４ ^２− 0.1 〜 20 mM F⁻ 0 〜 5 mM であることを特徴とする請求項１又は２に記載の環境浄
化材料の製造方法。
【請求項５】基材を浸積する擬似体液の温度が５０〜
８０℃であることを特徴とする請求項１〜４までの何れ
かに記載の環境浄化材料の製造方法。
【請求項６】基材が酸化チタン粒子であることを特徴
とする請求項１〜５までの何れかに記載の環境浄化材料
の製造方法。
【請求項７】基材が、担体の表面を酸化チタン膜で被
覆したものであることを特徴とする請求項１〜５までの
何れかに記載の環境浄化材料の製造方法。
【請求項８】担体が活性炭、活性アルミナ、シリカゲ
ル、ゼオライト、粘土焼結体、ガラス、フォームセラミ
ックス、泡金属、フォームプラスチックの内から選ばれ
た少なくとも一種であることを特徴とする請求項７に記
載の環境浄化材料の製造方法。