JP3944551B2 - 光触媒被覆材の製造方法 - Google Patents
光触媒被覆材の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3944551B2 JP3944551B2 JP2004051803A JP2004051803A JP3944551B2 JP 3944551 B2 JP3944551 B2 JP 3944551B2 JP 2004051803 A JP2004051803 A JP 2004051803A JP 2004051803 A JP2004051803 A JP 2004051803A JP 3944551 B2 JP3944551 B2 JP 3944551B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- binder
- anatase
- titania
- spraying
- titanium oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 85
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 76
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 76
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims description 44
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 21
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 287
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 68
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 53
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 claims description 46
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 14
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 14
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 7
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 13
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 12
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 12
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 7
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 6
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 6
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 2
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000025053 Escherichia coli DSM 30083 = JCM 1649 = ATCC 11775 Species 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006137 Luria-Bertani broth Substances 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical group [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010169 landfilling Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
本発明は、基材の表面に酸化チタンの皮膜を溶射により形成した光触媒被覆材を製造する光触媒被覆材の製造方法に関する。
従来、この種の光触媒被覆材としては、例えば、特開平１１−４３７５９号公報に掲載されたものが知られている（特許文献１参照）。
この光触媒被覆材は、基材の表面にチタニア（酸化チタン ＴｉＯ2 ）の皮膜を溶射により形成したものであり、その製造方法は、図８に示すように、プラズマノズル本体１００のプラズマ炎噴出孔１０１から、少なくともアルゴンガスと窒素ガスからなる混合ガスのプラズマ炎１０２を高速で噴出させ、プラズマ炎噴出孔１０１の出口に近接して設けられたアナターゼ型チタニア粉末１０３の吹き出し口１０４からアナターゼ型チタニア粉末１０３を、混合ガスのプラズマ炎中に噴出させ、基材１０５の表面に、光触媒機能を有するアナターゼ型チタニア粉末１０３を直接プラズマ溶射し、アナターゼ型チタニアの溶射皮膜１０６を基材１０５に形成するものである。
この光触媒被覆材は、基材１０５表面に形成させられたアナターゼ型チタニアの溶射皮膜１０６により、活性酸素の殺菌能力等を発揮し、種々の利用に供される。
この光触媒被覆材は、基材の表面にチタニア（酸化チタン ＴｉＯ2 ）の皮膜を溶射により形成したものであり、その製造方法は、図８に示すように、プラズマノズル本体１００のプラズマ炎噴出孔１０１から、少なくともアルゴンガスと窒素ガスからなる混合ガスのプラズマ炎１０２を高速で噴出させ、プラズマ炎噴出孔１０１の出口に近接して設けられたアナターゼ型チタニア粉末１０３の吹き出し口１０４からアナターゼ型チタニア粉末１０３を、混合ガスのプラズマ炎中に噴出させ、基材１０５の表面に、光触媒機能を有するアナターゼ型チタニア粉末１０３を直接プラズマ溶射し、アナターゼ型チタニアの溶射皮膜１０６を基材１０５に形成するものである。
この光触媒被覆材は、基材１０５表面に形成させられたアナターゼ型チタニアの溶射皮膜１０６により、活性酸素の殺菌能力等を発揮し、種々の利用に供される。
ところで、上記従来の光触媒被覆材にあっては、アナターゼ型チタニアがルチル型チタニアへ結晶構造変化し易く、そのため、アナターゼ型チタニアの残存率が低く、一般に、ルチル型チタニアに比較してアナターゼ型チタニアの光触媒効果が高いので、アナターゼ型チタニアの残存率が低くなると、必ずしも、光触媒効果を充分に発揮できないという問題があった。
この従来の光触媒被覆材において、アナターゼ型チタニアがルチル型チタニアへ結晶構造変化し易い理由は、以下のとおりである。この光触媒被覆材の製造で利用されているプラズマ溶射法は、電極間に生じさせたアークによりアルゴンや水素などのガスをイオン化させこのエネルギーにより生じた熱プラズマを熱源として、溶射材料を加熱，溶融し溶射を行なうものであり、そのプラズマフレーム温度は、高いところで約１５，０００℃にも達するといわれている。そのため、上記の従来技術においては、チタニアは高温のプラズマで溶射されることから、アナターゼ型チタニアはルチル型チタニアへ結晶構造変化しやすくなるのである。上記の従来技術である特開平１１−４３７５９号公報では、溶射加工後のアナターゼ型チタニアの残存率は、約３０％との記載があり、低い値となっている。
これを解消するために、図９に示すように、ＨＶＯＦ（Ｈｉｇｈ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｏｘｙ Ｆｕｅｌ）溶射法により、チタニアの溶射温度を８００℃以下にして基材１０５に溶射し、溶射加工後のアナターゼ型チタニアの残存率を向上させることも考えられるが、しかしながら、このＨＶＯＦ溶射によってアナターゼ型チタニアをコーティングする場合、アナターゼ型チタニアの硬さが高く、そのため未溶融粒子により基材１０５の表面が削り取られ、或いは、溶射粒子のリバウンドにより皮膜を充分に形成することができない等の問題が生じる。
本発明は上記の問題点に鑑みて為されたもので、溶射加工後のアナターゼ型チタニアの残存率を向上させ、かつアナターゼ型チタニアの密着性を向上させて充分な皮膜を形成できるようにし、もって、光触媒効果の向上を図った光触媒被覆材の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の光触媒被覆材の製造方法に係る光触媒被覆材は、基材の表面に熱可塑性樹脂からなるバインダを被覆し、該バインダの表面に酸化チタンの皮膜を溶射により形成した構成としている。
これにより、バインダにアナターゼ型酸化チタンを溶射すれば、バインダが形成されているので、アナターゼ型チタニアの未溶融粒子により基材表面が削り取られたり、溶射粒子のリバウンドにより皮膜を形成することができない等の事態が防止され、アナターゼ型チタニアが確実にバインダに捕捉されて製膜されて行く。また、その皮膜の密着強度が高くなる。このため、溶射加工後の基材におけるアナターゼ型チタニアの残存率を向上させることができる。この光触媒被覆材は、皮膜においては、アナターゼ型チタニアの残存率が向上させられ、しかも、緻密で肉厚な酸化チタンの皮膜となっているので、光触媒効果の向上が図られる。また、樹脂をバインダに用いているので、アナターゼ型チタニアの密着性が向上させられ、そのため、製膜された皮膜自体の強度が高くなり、耐久性が向上させられる。
これにより、バインダにアナターゼ型酸化チタンを溶射すれば、バインダが形成されているので、アナターゼ型チタニアの未溶融粒子により基材表面が削り取られたり、溶射粒子のリバウンドにより皮膜を形成することができない等の事態が防止され、アナターゼ型チタニアが確実にバインダに捕捉されて製膜されて行く。また、その皮膜の密着強度が高くなる。このため、溶射加工後の基材におけるアナターゼ型チタニアの残存率を向上させることができる。この光触媒被覆材は、皮膜においては、アナターゼ型チタニアの残存率が向上させられ、しかも、緻密で肉厚な酸化チタンの皮膜となっているので、光触媒効果の向上が図られる。また、樹脂をバインダに用いているので、アナターゼ型チタニアの密着性が向上させられ、そのため、製膜された皮膜自体の強度が高くなり、耐久性が向上させられる。
そして、必要に応じ、上記バインダをアクリル樹脂で構成している。入手が容易であり、基材に対する被覆も溶射などにより容易に行なうことができる。
また、必要に応じ、上記皮膜を構成する酸化チタンにおいて、アナターゼ型酸化チタンの残存比率を６５％以上にした構成としている。アナターゼ型チタニアの残存率が、高いので、光触媒効果をより一層向上させることができる。
更に、必要に応じ、上記基材をＦＲＰで構成した。廃プラスチックの再生処理技術に利用すれば、廃棄処理が問題になっているＦＲＰに対して、付加価値の高い製品へ容易に再生でき、有効利用を図ることができる。また、バインダがＦＲＰからなる基材によく付着するので、アナターゼ型チタニアの残存率を向上させた光触媒被覆材を容易に製造できる。
また、必要に応じ、上記皮膜を構成する酸化チタンにおいて、アナターゼ型酸化チタンの残存比率を６５％以上にした構成としている。アナターゼ型チタニアの残存率が、高いので、光触媒効果をより一層向上させることができる。
更に、必要に応じ、上記基材をＦＲＰで構成した。廃プラスチックの再生処理技術に利用すれば、廃棄処理が問題になっているＦＲＰに対して、付加価値の高い製品へ容易に再生でき、有効利用を図ることができる。また、バインダがＦＲＰからなる基材によく付着するので、アナターゼ型チタニアの残存率を向上させた光触媒被覆材を容易に製造できる。
また、上記の目的を達成するための本発明の光触媒被覆材の製造方法は、基材の表面に酸化チタンの皮膜を溶射により形成した光触媒被覆材を製造する方法において、
基材の表面に熱可塑性樹脂からなるバインダを被覆するバインダ被覆工程と、該バインダ被覆工程後に、バインダ表面に酸化チタンの粉末を溶射する酸化チタン溶射工程とを備えた構成としている。
基材の表面に熱可塑性樹脂からなるバインダを被覆するバインダ被覆工程と、該バインダ被覆工程後に、バインダ表面に酸化チタンの粉末を溶射する酸化チタン溶射工程とを備えた構成としている。
これにより、バインダにアナターゼ型酸化チタンを溶射すれば、バインダが形成されているので、アナターゼ型チタニアの未溶融粒子により基材表面が削り取られたり、溶射粒子のリバウンドにより皮膜を形成することができない等の事態が防止され、アナターゼ型チタニアが確実にバインダに捕捉されて製膜されて行く。また、その皮膜の密着強度が高くなる。このため、溶射加工後の基材におけるアナターゼ型チタニアの残存率を向上させることができる。この光触媒被覆材は、皮膜においては、アナターゼ型チタニアの残存率が向上させられ、しかも、緻密で肉厚な酸化チタンの皮膜となっているので、光触媒効果の向上が図られる。また、樹脂をバインダに用いているので、アナターゼ型チタニアの密着性が向上させられ、そのため、製膜された皮膜自体の強度が高くなり、耐久性が向上させられる。
そして、必要に応じ、上記バインダ被覆工程において、上記バインダを溶射により被覆する構成としている。樹脂製のバインダを塗布した場合に比較してバインダの被覆時間を短縮させることができ、また、樹脂塗布後の養生（乾燥）時間が不要となることから、次の酸化チタン溶射工程に速やかに移ることができ、作業効率が向上させられる。また、塗布の場合に比較してバインダを厚膜形成できる。
この場合、上記バインダをアクリル樹脂で構成したことが有効である。アクリル樹脂は、入手が容易であり、基材に対する被覆も容易に行なうことができる。
この場合、上記バインダをアクリル樹脂で構成したことが有効である。アクリル樹脂は、入手が容易であり、基材に対する被覆も容易に行なうことができる。
また、必要に応じ、上記酸化チタンの粉末として、アナターゼ型酸化チタン（アナターゼ型チタニア）で１０〜４５μｍの粒径のものを用い、この酸化チタンの粉末を、ガス燃焼式溶射により溶射する構成としている。
ガス燃焼式溶射においては、燃焼炎の最高温度はせいぜい２８００℃程度であり、１０〜４５μの粒径のアナターゼ型チタニア粒子においては、チタニア粒子自体の温度は、表面では高くなるが中心部では８００℃以下になる。アナターゼ型チタニアは、８００℃を超えるような熱影響によりルチル型チタニアに転移するという特徴があるが、チタニア粒子の全部が８００℃を超えて溶融されることが抑止されるので、全てがルチル型チタニアに転移しないように溶射皮膜が製膜されていく。即ち、できるだけ入熱を抑えるとともに、しかし、入熱量が不十分だと製膜ができないので、本方法では、チタニア粉末の溶射において、これらの相反する条件を克服している。
そのため、酸化チタンの粉末をガス式溶射により溶射すると、チタニア粒子の全部が８００℃を超えて溶融されることが抑止されるので、光触媒効果が低いルチル型チタニアへの結晶構造の変化が防止され、基材表面には主にアナターゼ型チタニアが製膜されていく。このため、溶射加工後の基材におけるアナターゼ型チタニアの残存率を向上させることができる。溶射条件によっても異なるが、アナターゼ型チタニアの残存比率を６５％以上にすることができる。
ガス燃焼式溶射においては、燃焼炎の最高温度はせいぜい２８００℃程度であり、１０〜４５μの粒径のアナターゼ型チタニア粒子においては、チタニア粒子自体の温度は、表面では高くなるが中心部では８００℃以下になる。アナターゼ型チタニアは、８００℃を超えるような熱影響によりルチル型チタニアに転移するという特徴があるが、チタニア粒子の全部が８００℃を超えて溶融されることが抑止されるので、全てがルチル型チタニアに転移しないように溶射皮膜が製膜されていく。即ち、できるだけ入熱を抑えるとともに、しかし、入熱量が不十分だと製膜ができないので、本方法では、チタニア粉末の溶射において、これらの相反する条件を克服している。
そのため、酸化チタンの粉末をガス式溶射により溶射すると、チタニア粒子の全部が８００℃を超えて溶融されることが抑止されるので、光触媒効果が低いルチル型チタニアへの結晶構造の変化が防止され、基材表面には主にアナターゼ型チタニアが製膜されていく。このため、溶射加工後の基材におけるアナターゼ型チタニアの残存率を向上させることができる。溶射条件によっても異なるが、アナターゼ型チタニアの残存比率を６５％以上にすることができる。
更に、必要に応じ、上記酸化チタン溶射工程において、溶射条件をバインダの温度がバインダの融点Ｍ℃に対して、０．５Ｍ≦Ｔ＜Ｍにし、バインダを軟化させて行なう構成としている。バインダが硬くなることなく軟化しているので、酸化チタンを確実に捕捉することができる。即ち、基材表面に軟化したバインダが介在するので、チタニアの未溶融粒子により基材表面が削り取られたり、溶射粒子のリバウンドにより皮膜を形成することができない等の事態が防止され、アナターゼ型チタニアが確実にバインダに捕捉されて製膜されて行き、そのため、その皮膜の密着強度が高くなる。
更にまた、必要に応じ、上記基材をＦＲＰで構成している。廃プラスチックの再生処理技術に利用すれば、廃棄処理が問題になっているＦＲＰに対して、付加価値の高い製品へ容易に再生でき、有効利用を図ることができる。また、バインダがＦＲＰからなる基材によく付着するので、アナターゼ型チタニアの残存率を向上させた光触媒被覆材を容易に製造できる。
本発明の光触媒被覆材の製造方法によれば、樹脂製のバインダにアナターゼ型酸化チタンを溶射すれば、アナターゼ型チタニアの未溶融粒子により基材表面が削り取られたり、溶射粒子のリバウンドにより皮膜を形成することができない等の事態を防止でき、アナターゼ型チタニアを確実にバインダに捕捉させて製膜することができる。また、その皮膜の密着強度を高くすることができる。このため、溶射加工後の基材におけるアナターゼ型チタニアの残存率を向上させることができる。
このような光触媒被覆材は、皮膜においては、アナターゼ型チタニアの残存率が向上させられ、しかも、緻密で肉厚な酸化チタンの皮膜となっているので、光触媒効果を向上させることができる。また、アナターゼ型チタニアの密着性が向上させられ、そのため、製膜された皮膜自体の強度が高くなり、耐久性を向上させることができる。
このような光触媒被覆材は、皮膜においては、アナターゼ型チタニアの残存率が向上させられ、しかも、緻密で肉厚な酸化チタンの皮膜となっているので、光触媒効果を向上させることができる。また、アナターゼ型チタニアの密着性が向上させられ、そのため、製膜された皮膜自体の強度が高くなり、耐久性を向上させることができる。
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態に係る光触媒被覆材及び光触媒被覆材の製造方法について詳細に説明する。
図１には、本発明の実施の形態に係る光触媒被覆材Ｈを示している。光触媒被覆材Ｈは、基材１の表面に樹脂製のバインダ（アンダーコート）２を被覆し、このバインダ２の表面に酸化チタンの皮膜３を溶射により形成して構成されている。バインダ２はアクリル樹脂で構成されている。皮膜３を構成する酸化チタンにおいては、アナターゼの残存比率を６５％以上としている。
図１には、本発明の実施の形態に係る光触媒被覆材Ｈを示している。光触媒被覆材Ｈは、基材１の表面に樹脂製のバインダ（アンダーコート）２を被覆し、このバインダ２の表面に酸化チタンの皮膜３を溶射により形成して構成されている。バインダ２はアクリル樹脂で構成されている。皮膜３を構成する酸化チタンにおいては、アナターゼの残存比率を６５％以上としている。
次に、本発明の実施の形態に係る光触媒被覆材Ｈの製造方法を説明する。光触媒被覆材Ｈの製造方法は、上記の光触媒被覆材Ｈを製造する方法である。
この方法では、基材１として、廃材からなり熱硬化性プラスチックの１つであるＦＲＰを、適宜の大きさに加工して用いている。また。バインダ２としては、アクリル樹脂を用いている。
そして、実施の形態に係る光触媒被覆材Ｈの製造方法は、図２に示すように、基材１の表面に樹脂製のバインダ２を被覆するバインダ被覆工程（１）と、バインダ２表面に酸化チタン（ＴｉＯ2 ）の粉末を基材１表面に溶射して酸化チタンの皮膜３を形成する酸化チタン溶射工程（２）とからなる。以下、各工程について詳細に説明する。
この方法では、基材１として、廃材からなり熱硬化性プラスチックの１つであるＦＲＰを、適宜の大きさに加工して用いている。また。バインダ２としては、アクリル樹脂を用いている。
そして、実施の形態に係る光触媒被覆材Ｈの製造方法は、図２に示すように、基材１の表面に樹脂製のバインダ２を被覆するバインダ被覆工程（１）と、バインダ２表面に酸化チタン（ＴｉＯ2 ）の粉末を基材１表面に溶射して酸化チタンの皮膜３を形成する酸化チタン溶射工程（２）とからなる。以下、各工程について詳細に説明する。
（１）バインダ被覆工程
この工程では、ガス燃焼式溶射法であるＨＶＯＦ（Ｈｉｇｈ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｏｘｙ Ｆｕｅｌ）溶射法（高速フレーム溶射）により、バインダ２を溶射する。図３に示すように、溶射装置１０は、後述の酸化チタン溶射工程で用いる酸化チタンの溶射装置１０と同じものを用いており、プロピレン−酸素などの燃焼炎を熱源としてアクリル樹脂の粉末を加熱溶融して、ＦＲＰ材料からなる基材１の表面に対してコーティングを行なう。このＨＶＯＦ溶射では、燃焼炎の最高温度はせいぜい２８００℃程度である。溶射するアクリル樹脂の粉末は、４５〜１２５μｍの粒径に形成されている。
この工程では、ガス燃焼式溶射法であるＨＶＯＦ（Ｈｉｇｈ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｏｘｙ Ｆｕｅｌ）溶射法（高速フレーム溶射）により、バインダ２を溶射する。図３に示すように、溶射装置１０は、後述の酸化チタン溶射工程で用いる酸化チタンの溶射装置１０と同じものを用いており、プロピレン−酸素などの燃焼炎を熱源としてアクリル樹脂の粉末を加熱溶融して、ＦＲＰ材料からなる基材１の表面に対してコーティングを行なう。このＨＶＯＦ溶射では、燃焼炎の最高温度はせいぜい２８００℃程度である。溶射するアクリル樹脂の粉末は、４５〜１２５μｍの粒径に形成されている。
この場合、アクリル樹脂を溶射により被覆しているので、樹脂製のバインダ２を塗布した場合に比較してバインダ２の被覆時間を短縮させることができ、また、樹脂塗布後の養生（乾燥）時間が不要となることから、次の酸化チタン溶射工程に速やかに移ることができ、作業効率が向上させられる。また、塗布の場合に比較してバインダ２を厚膜形成できる。更に、アクリル樹脂は、基材１であるＦＲＰと相が良く、ＦＲＰに良く付着するという利点がある。
（２）酸化チタン溶射工程
この工程では、酸化チタンの粉末として、アナターゼ型酸化チタン（アナターゼ型チタニア）を用いる。溶射するアナターゼ型チタニアは、０．２μｍ程度の粒子を造粒して、１０〜４５μｍの粒径に形成されている。
この工程では、酸化チタンの粉末として、アナターゼ型酸化チタン（アナターゼ型チタニア）を用いる。溶射するアナターゼ型チタニアは、０．２μｍ程度の粒子を造粒して、１０〜４５μｍの粒径に形成されている。
また、この工程では、ここではアナターゼ型酸化チタン（アナターゼ型チタニア）の粉末をガス燃焼式溶射法であるＨＶＯＦ（Ｈｉｇｈ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｏｘｙ Ｆｕｅｌ）溶射法により、アナターゼ型チタニアを溶射する。図３に示すように、溶射装置１０は、上述したように、溶射フレームを有した溶射ガンから造粒された粒子を溶射する装置であり、プロピレン−酸素などの燃焼炎を熱源としてアナターゼ型チタニアを加熱溶融して、基材１に対してアナターゼ型チタニアのコーティングを行なう。
酸化チタン溶射工程における溶射条件は、バインダ２が軟化してチタニア粒子を捕捉できる範囲に設定している。即ち、溶射装置１０と基材１との溶射距離を適宜に調製して、基板上のバインダ２の温度Ｔ℃がバインダ２の融点Ｍ℃に対して、０．５Ｍ≦Ｔ＜Ｍにし、バインダ２を軟化させて行なうようにしている。
また、このＨＶＯＦ溶射では、燃焼炎の最高温度はせいぜい２８００℃程度であり、１０〜４５μｍの粒径のアナターゼ型チタニア粒子においては、チタニア粒子自体の温度は、表面では高くなるが中心部では８００℃以下になる。アナターゼ型チタニアは、８００℃を超えるような熱影響によりルチル型チタニアに転移するという特徴があるが、チタニア粒子の全部が８００℃を超えて溶融されることが抑止されるので、全てがルチル型チタニアに転移しないように溶射皮膜３が製膜されていく。即ち、できるだけ入熱を抑えるとともに、しかし、入熱量が不十分だと製膜ができないので、本方法では、チタニア粉末の溶射において、これらの相反する条件を克服している。
また、このＨＶＯＦ溶射では、燃焼炎の最高温度はせいぜい２８００℃程度であり、１０〜４５μｍの粒径のアナターゼ型チタニア粒子においては、チタニア粒子自体の温度は、表面では高くなるが中心部では８００℃以下になる。アナターゼ型チタニアは、８００℃を超えるような熱影響によりルチル型チタニアに転移するという特徴があるが、チタニア粒子の全部が８００℃を超えて溶融されることが抑止されるので、全てがルチル型チタニアに転移しないように溶射皮膜３が製膜されていく。即ち、できるだけ入熱を抑えるとともに、しかし、入熱量が不十分だと製膜ができないので、本方法では、チタニア粉末の溶射において、これらの相反する条件を克服している。
そして、図３に示すように、溶射装置１０を用いて酸化チタンの粉末をガス式溶射により溶射すると、チタニア粒子の全部が８００℃を超えて溶融されることが抑止されるので、光触媒効果が低いルチル型チタニアへの結晶構造の変化が防止され、基材１表面には主にアナターゼ型チタニアが製膜されていく。このため、溶射加工後の基材１におけるアナターゼ型チタニアの残存率を向上させることができる。溶射条件によっても異なるが、アナターゼ型チタニアの残存比率を６５％以上にすることができる。
また、ＨＶＯＦ溶射によってアナターゼ型チタニアをコーティングする場合、基材１表面にはアクリル樹脂のバインダ２が形成されているので、アナターゼ型チタニアの未溶融粒子により基材１表面が削り取られたり、溶射粒子のリバウンドにより皮膜３を形成することができない等の事態が防止され、アナターゼ型チタニアが確実にバインダ２に捕捉されて製膜されて行き、そのため、その皮膜３の密着強度が高くなる。
また、このＨＶＯＦ溶射においては、ＬＶＯＦ（Ｌｏｗ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｏｘｙ Ｆｕｅｌ）溶射法に比較して、溶射粒子の飛行速度が非常に速いので、基材１表面に層状に溶着して行き、そのため、基材１表面に緻密で肉厚な酸化チタンの皮膜３が作られていく。
このようにして製造された光触媒被覆材Ｈは、皮膜３においては、アナターゼ型チタニアの残存率が向上させられ、しかも、緻密で肉厚な酸化チタンの皮膜３となっているので、光触媒効果の向上が図られる。また、アクリル樹脂をバインダ２に用いているので、アナターゼ型チタニアの密着性が向上させられ、そのため、製膜された皮膜３自体の強度が高くなり、耐久性が向上させられる。
次に、実験例について説明する。
（実験例１）
バインダ（アンダーコート層）の有無によるアナターゼ型チタニアの残存率について実験を行なった。基材は熱可塑性プラスチックのＦＲＰ材料とし、バインダには、アクリル樹脂を用いた。実験では、溶射装置として、スルーザーメテコ（株）社製ダイヤモンドジェット溶射装置を用いた。溶射装置と基材との溶射距離は、２５０ｍｍに設定した。
溶射後、エックス線回折装置によりアナターゼ型チタニアの残存率を測定した。
（実験例１）
バインダ（アンダーコート層）の有無によるアナターゼ型チタニアの残存率について実験を行なった。基材は熱可塑性プラスチックのＦＲＰ材料とし、バインダには、アクリル樹脂を用いた。実験では、溶射装置として、スルーザーメテコ（株）社製ダイヤモンドジェット溶射装置を用いた。溶射装置と基材との溶射距離は、２５０ｍｍに設定した。
溶射後、エックス線回折装置によりアナターゼ型チタニアの残存率を測定した。
結果を図４に示す。アンダーコート層無しでは、アナターゼ型チタニアのコーティング加工が不可能であったが、バインダ（アンダーコート層）を設けた基材においては、アナターゼ型チタニアのコーティングを行なうことができた。また、エックス線回折装置によりアナターゼ型チタニアの残存率を測定したところ、約８５％と非常に高い値となっていた。
（実験例２）
上記と同じＨＶＯＦ溶射装置（高速フレーム溶射装置）を使用し、溶射条件（溶射距離）を変化させ、溶射加工を行なった。燃料ガスは、プロピレン−酸素である。
また、ＬＶＯＦ溶射装置（スルーザーメテコ（株）社製フレーム溶射装置等）を使用し、溶射条件（溶射距離）を変化させ、溶射加工を行なった。燃料ガスは、プロパン−酸素である。
溶射距離は、ＨＶＯＦ溶射装置（プロピレン−酸素）では２５０ｍｍ，３００ｍｍ，３５０ｍｍ，４００ｍｍ、ＬＶＯＦ溶射装置（プロパン−酸素）では、１５０ｍｍ，２００ｍｍ，２５０ｍｍ，３００ｍｍと変化させた。
基材は熱可塑性プラスチックのＦＲＰ材料とし、バインダには、アクリル樹脂を用いた。基材は、ブラスト処理を施し、基材表面を清浄化、粗面化して、バインダを溶射した。
上記と同じＨＶＯＦ溶射装置（高速フレーム溶射装置）を使用し、溶射条件（溶射距離）を変化させ、溶射加工を行なった。燃料ガスは、プロピレン−酸素である。
また、ＬＶＯＦ溶射装置（スルーザーメテコ（株）社製フレーム溶射装置等）を使用し、溶射条件（溶射距離）を変化させ、溶射加工を行なった。燃料ガスは、プロパン−酸素である。
溶射距離は、ＨＶＯＦ溶射装置（プロピレン−酸素）では２５０ｍｍ，３００ｍｍ，３５０ｍｍ，４００ｍｍ、ＬＶＯＦ溶射装置（プロパン−酸素）では、１５０ｍｍ，２００ｍｍ，２５０ｍｍ，３００ｍｍと変化させた。
基材は熱可塑性プラスチックのＦＲＰ材料とし、バインダには、アクリル樹脂を用いた。基材は、ブラスト処理を施し、基材表面を清浄化、粗面化して、バインダを溶射した。
そして、溶射距離を変えてアナターゼ型チタニアを溶射した各試料の皮膜について、エックス線回折装置によりアナターゼ型チタニアの残存率を調べた。
残存率（ｆ）とは、アナターゼ型チタニアが、溶射加工の熱影響によってルチル型チタニアに変態しないで皮膜中に存在している割合のことである。エックス線回折装置で、アナターゼ型チタニアとルチル型チタニアの最強線をそれぞれ、ＩＡ、ＩＲとして、次式により算出した。
残存率（ｆ）とは、アナターゼ型チタニアが、溶射加工の熱影響によってルチル型チタニアに変態しないで皮膜中に存在している割合のことである。エックス線回折装置で、アナターゼ型チタニアとルチル型チタニアの最強線をそれぞれ、ＩＡ、ＩＲとして、次式により算出した。
結果を図５に示す。
溶射距離の増加とともに、残存率は低下している。ＬＶＯＦ溶射、ＨＶＯＦ溶射とも残存率は８０〜８５％と非常に高い。しかし、後述する抗菌試験結果では、ＨＶＯＦ溶射の方がよい結果となっている。
溶射距離の増加とともに、残存率は低下している。ＬＶＯＦ溶射、ＨＶＯＦ溶射とも残存率は８０〜８５％と非常に高い。しかし、後述する抗菌試験結果では、ＨＶＯＦ溶射の方がよい結果となっている。
（実験例３）
実験例２で得られた試料について、皮膜の大腸菌に対する抗菌試験を行なった。比較のために皮膜のない試料についても行なった。
はじめに大腸菌の標準株（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ． ｃｏｌｉ ＪＣＭ１６４９）を、１４ｍｌプラチューブに入れたＬＢ ｂｒｏｔｈ５ｍｌに１白金耳接種し、３７℃で１晩往復振等培養（６０ｒｐｍ）する。そして、回収後、滅菌生理食塩水で１０８ｃｅｌｌｓ／ｍｌになるよう希釈する。シャーレ内の乾燥を防ぐため、６穴シャーレの底面に、滅菌水０．２ｍｌを滴下する。
あらかじめ滅菌したサンプル表面に、滅菌蒸留水を薄く塗って菌液が付きやすくした後、サンプル表面に均一に菌液２５μｌを滴下し、滅菌済みフィルムをかぶせ、これを６穴シャーレの中央に置き蓋をする。ブラックライトを２時間照射する。
照射後のサンプルとフィルムを５０ｍｌプラチューブに入れ、１０ｍｌの滅菌生理食塩水で洗浄し、菌を回収する。これを回収菌液（１０倍希釈済み）とする。回収菌液をさらに希釈して、１００倍および１０００倍希釈液を調製する。１０倍、１００倍、１０００倍希釈した菌液１００μｌを各２枚ずつ標準寒天培地にまく。そして、３７℃で２４時間培養後、コロニーを計数し、生存率を算出した。
実験例２で得られた試料について、皮膜の大腸菌に対する抗菌試験を行なった。比較のために皮膜のない試料についても行なった。
はじめに大腸菌の標準株（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ． ｃｏｌｉ ＪＣＭ１６４９）を、１４ｍｌプラチューブに入れたＬＢ ｂｒｏｔｈ５ｍｌに１白金耳接種し、３７℃で１晩往復振等培養（６０ｒｐｍ）する。そして、回収後、滅菌生理食塩水で１０８ｃｅｌｌｓ／ｍｌになるよう希釈する。シャーレ内の乾燥を防ぐため、６穴シャーレの底面に、滅菌水０．２ｍｌを滴下する。
あらかじめ滅菌したサンプル表面に、滅菌蒸留水を薄く塗って菌液が付きやすくした後、サンプル表面に均一に菌液２５μｌを滴下し、滅菌済みフィルムをかぶせ、これを６穴シャーレの中央に置き蓋をする。ブラックライトを２時間照射する。
照射後のサンプルとフィルムを５０ｍｌプラチューブに入れ、１０ｍｌの滅菌生理食塩水で洗浄し、菌を回収する。これを回収菌液（１０倍希釈済み）とする。回収菌液をさらに希釈して、１００倍および１０００倍希釈液を調製する。１０倍、１００倍、１０００倍希釈した菌液１００μｌを各２枚ずつ標準寒天培地にまく。そして、３７℃で２４時間培養後、コロニーを計数し、生存率を算出した。
結果を図６に示す。２時間後の大腸菌の生存率は、ＬＶＯＦ皮膜は約１０％程度、ＨＶＯＦ皮膜では、０．５％程度であった。ＬＶＯＦ皮膜よりＨＶＯＦ皮膜の方が、大腸菌の生存率が低くなっており、最低で０．０１％と非常に低い値になっている。
ＨＶＯＦ溶射が、ＬＶＯＦ溶射法に比較して成績が良いのは、ＨＶＯＦ溶射においては、溶射粒子の飛行速度が非常に速いので、ＬＶＯＦ溶射に比較して、基材表面に緻密で肉厚な酸化チタンの皮膜が作られていることに起因していると考えられる。
図５に示したアナターゼ残存率は、ＬＶＯＦとＨＶＯＦではあまり差が認められなかったが、抗菌試験結果では、両者に差が認められる。この原因としては、チタニアの付着量がＨＶＯＦ皮膜の方が大きかったためであると考えられる。
ＨＶＯＦ溶射が、ＬＶＯＦ溶射法に比較して成績が良いのは、ＨＶＯＦ溶射においては、溶射粒子の飛行速度が非常に速いので、ＬＶＯＦ溶射に比較して、基材表面に緻密で肉厚な酸化チタンの皮膜が作られていることに起因していると考えられる。
図５に示したアナターゼ残存率は、ＬＶＯＦとＨＶＯＦではあまり差が認められなかったが、抗菌試験結果では、両者に差が認められる。この原因としては、チタニアの付着量がＨＶＯＦ皮膜の方が大きかったためであると考えられる。
（実験例４）
実験例２で得られた試料であって、ＨＶＯＦ溶射で、溶射距離３００ｍｍで作製した試料について、脱臭試験を行なった。
また、この試料について、キセノンウェザーリングメータ（ＳＵＧＡ社製）を使用し、１０００時間の負荷をかけた試料についても行なった。
更に、比較のために市販されている光触媒塗料を塗布した試料、ステンレス（ＳＵＳ)製の基材のみに対しても行なった。
実験例２で得られた試料であって、ＨＶＯＦ溶射で、溶射距離３００ｍｍで作製した試料について、脱臭試験を行なった。
また、この試料について、キセノンウェザーリングメータ（ＳＵＧＡ社製）を使用し、１０００時間の負荷をかけた試料についても行なった。
更に、比較のために市販されている光触媒塗料を塗布した試料、ステンレス（ＳＵＳ)製の基材のみに対しても行なった。
実験方法は、コックを付けたＰＶＦフィルム製のテドラーバックに光触媒皮膜試験片をいれ、内部に１００ｐｐｍアセトアルデヒドを混入した空気を５リットル入れ、ブラックライトを照射した。コックの先にはガス検知管が接続され、５分毎にアセトアルデヒドの濃度を測定した。
結果を図７に示す。この結果から、光触媒塗料は、濃度低下の割合が溶射皮膜よりかなり低くなっている。チタニア溶射皮膜を形成していない基材では、アセトアルデヒド濃度がほとんど変化していないが、チタニア溶射皮膜は試験開始直後から急激に濃度が減少し、約３０分後にはほぼ全量が分解されていることが分かる。
また、１０００時間の負荷をかけた試料についても、チタニア溶射皮膜は試験開始直後から急激に濃度が減少し、約３０分後にはほぼ全量が分解されていることが分かる。
このことは、屋外で使用した場合でも長期間にわたって光触媒性能が低下していないことを示している。
また、１０００時間の負荷をかけた試料についても、チタニア溶射皮膜は試験開始直後から急激に濃度が減少し、約３０分後にはほぼ全量が分解されていることが分かる。
このことは、屋外で使用した場合でも長期間にわたって光触媒性能が低下していないことを示している。
このような脱臭効果は、溶射法により作製した皮膜は、図１に示すように、チタニアのみからなる固体膜でありバインダ成分を含まないこと、溶射皮膜特有の組織として皮膜中に数％の気孔を含み表面積が大きいことなどによりアセトアルデヒドの分解に働くチタニアの接触面積が大きいことが影響していると判断される。
これに対して、抗菌塗料ではコ−ティング剤のバインダ成分が非常に多く、有効に働くチタニアが表面にあまり露出していないため有効に働くチタニアが少ないためであると考えられる。
これに対して、抗菌塗料ではコ−ティング剤のバインダ成分が非常に多く、有効に働くチタニアが表面にあまり露出していないため有効に働くチタニアが少ないためであると考えられる。
本発明による技術を廃プラスチックの再生処理技術に利用すれば、廃棄処理が問題になっているＦＲＰやＰＥＴ等に対して、高機能皮膜をコーティングして、付加価値の高い製品へと容易に再生できる。
２１世紀は環境の世紀ともいわれ、循環型社会の構築が求められている。環境に対する負荷軽減のために、廃棄物のＲｅｄｕｃｅ（廃棄物の発生の抑制）、Ｒｅｕｓｅ（製品、部品の再利用）、Ｒｅｃｙｃｌｅ（再生利用）の３Ｒの実行が求められている。これに伴い、ＰＥＴボトル回収等による廃棄物の再利用などリサイクル推進のための法制度が整備されつつある。
日本国内で排出されるゴミの総量は、２０００年で総排出量約７２００万トンにも達している。その中でも紙類とプラスチックの占める割合が増加している。プラスチックは軽い、透明性が良い、水，ガス，電気を通さない、着色，成形が容易などの長所から急速に使用されるようになってきた。
このプラスチックは、熱可塑性プラスチックと、熱硬化性プラスチックに分けられる。熱可塑性プラスチックは熱を加えると柔らかくなり、冷却すると固まる。これに対して、熱硬化性プラスチックは熱を加えても柔らかくならない。前者のプラスチックの代表的なものに、発泡スチロール，塩化ビニル，ＰＥＴボトルなどがあり、再利用化が比較的容易である。熱可塑性プラスチックには、フェノール樹脂，ウレタンフォームなどがあり、家庭用品，農水産業品，電気製品，自動車部品など産業に数多く使用されているが、再利用化は熱可塑性プラスチックと比較して難しい。
２１世紀は環境の世紀ともいわれ、循環型社会の構築が求められている。環境に対する負荷軽減のために、廃棄物のＲｅｄｕｃｅ（廃棄物の発生の抑制）、Ｒｅｕｓｅ（製品、部品の再利用）、Ｒｅｃｙｃｌｅ（再生利用）の３Ｒの実行が求められている。これに伴い、ＰＥＴボトル回収等による廃棄物の再利用などリサイクル推進のための法制度が整備されつつある。
日本国内で排出されるゴミの総量は、２０００年で総排出量約７２００万トンにも達している。その中でも紙類とプラスチックの占める割合が増加している。プラスチックは軽い、透明性が良い、水，ガス，電気を通さない、着色，成形が容易などの長所から急速に使用されるようになってきた。
このプラスチックは、熱可塑性プラスチックと、熱硬化性プラスチックに分けられる。熱可塑性プラスチックは熱を加えると柔らかくなり、冷却すると固まる。これに対して、熱硬化性プラスチックは熱を加えても柔らかくならない。前者のプラスチックの代表的なものに、発泡スチロール，塩化ビニル，ＰＥＴボトルなどがあり、再利用化が比較的容易である。熱可塑性プラスチックには、フェノール樹脂，ウレタンフォームなどがあり、家庭用品，農水産業品，電気製品，自動車部品など産業に数多く使用されているが、再利用化は熱可塑性プラスチックと比較して難しい。
熱硬化性プラスチックの一つであるＦＲＰは、画期的な素材として、例えば、小型船舶やプレジャーボートに利用されてから３０年が経過し、船体の老朽化，船型の陳腐化などにより廃船となるものが出始めている。ＦＲＰ船の廃棄量は年間、数千から１万隻以上になるという試算（ＦＲＰ廃棄量は２０００年で４０万トン）もあり、現在すでに放置できない状況になっている。
中でもＦＲＰ素材で製造された廃船の処理においては、（１）破砕のために大型の処理機械を必要とし、粉塵の飛散を招く、（２）減容のために焼却すれば、大気汚染、悪臭物質を放出したうえ、半溶融ガラス繊維を残して焼却炉を傷める、（３）廃材のリサイクルには高額な費用を要する、などの問題があり、粉砕、埋め立て以外の処理方法はほとんど採用されていない。最終処分場の枯渇から、ますます大きな社会問題となっていくと考えられる。
本発明による技術をこのような廃プラスチックに利用することにより、付加価値の高い製品へと容易に再生でき、再生処理技術への貢献が期待できる。即ち、廃プラスチック材料へ酸化チタンをコーティングすることにより、廃プラスチック材料を利用して環境対策材料を製造することができ、廃棄物排出量の削減に大きく寄与するとともに、工場、ビルなどの排水処理関係の脱臭対策装置、老人保健施設やＨＡＣＣＡＰ対策が急務となっている食品工場など抗菌製建材などに応用ができ、環境浄化などにも大きな効果が期待できる。
中でもＦＲＰ素材で製造された廃船の処理においては、（１）破砕のために大型の処理機械を必要とし、粉塵の飛散を招く、（２）減容のために焼却すれば、大気汚染、悪臭物質を放出したうえ、半溶融ガラス繊維を残して焼却炉を傷める、（３）廃材のリサイクルには高額な費用を要する、などの問題があり、粉砕、埋め立て以外の処理方法はほとんど採用されていない。最終処分場の枯渇から、ますます大きな社会問題となっていくと考えられる。
本発明による技術をこのような廃プラスチックに利用することにより、付加価値の高い製品へと容易に再生でき、再生処理技術への貢献が期待できる。即ち、廃プラスチック材料へ酸化チタンをコーティングすることにより、廃プラスチック材料を利用して環境対策材料を製造することができ、廃棄物排出量の削減に大きく寄与するとともに、工場、ビルなどの排水処理関係の脱臭対策装置、老人保健施設やＨＡＣＣＡＰ対策が急務となっている食品工場など抗菌製建材などに応用ができ、環境浄化などにも大きな効果が期待できる。
Ｈ 光触媒被覆材
１ 基材
２ バインダ(アンダーコート）
３ 皮膜
１０ 溶射装置
１ 基材
２ バインダ(アンダーコート）
３ 皮膜
１０ 溶射装置
Claims (3)
- 基材の表面に酸化チタンの皮膜を溶射により形成した光触媒被覆材を製造する方法において、
基材の表面に熱可塑性樹脂からなるバインダを被覆するバインダ被覆工程と、該バインダ被覆工程後に、バインダ表面に酸化チタンの粉末を溶射する酸化チタン溶射工程とを備え、
上記バインダ被覆工程において、上記バインダを溶射により被覆し、
上記酸化チタンの粉末として、アナターゼ型酸化チタンで１０〜４５μｍの粒径のものを用い、この酸化チタンの粉末を、ガス燃焼式溶射により溶射し、
上記酸化チタン溶射工程において、溶射条件をバインダの温度Ｔ℃がバインダの融点Ｍ℃に対して、０．５Ｍ≦Ｔ＜Ｍにし、バインダを軟化させて行なうことを特徴とする光触媒被覆材の製造方法。 - 上記バインダをアクリル樹脂で構成したことを特徴とする請求項１記載の光触媒被覆材の製造方法。
- 上記基材をＦＲＰで構成したことを特徴とする請求項１または２記載の光触媒被覆材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004051803A JP3944551B2 (ja) | 2004-02-26 | 2004-02-26 | 光触媒被覆材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004051803A JP3944551B2 (ja) | 2004-02-26 | 2004-02-26 | 光触媒被覆材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005238115A JP2005238115A (ja) | 2005-09-08 |
| JP3944551B2 true JP3944551B2 (ja) | 2007-07-11 |
Family
ID=35020414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004051803A Expired - Lifetime JP3944551B2 (ja) | 2004-02-26 | 2004-02-26 | 光触媒被覆材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3944551B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4682374B2 (ja) * | 2006-02-21 | 2011-05-11 | 株式会社フジコー | 光触媒機能皮膜の形成方法 |
| JP4884492B2 (ja) * | 2009-03-13 | 2012-02-29 | 株式会社フジコー | 光触媒機能皮膜の形成方法 |
| JP5532783B2 (ja) * | 2009-09-17 | 2014-06-25 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 有機ガス処理装置 |
-
2004
- 2004-02-26 JP JP2004051803A patent/JP3944551B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005238115A (ja) | 2005-09-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Du et al. | Microplastic degradation methods and corresponding degradation mechanism: Research status and future perspectives | |
| Parkin et al. | Self-cleaning coatings | |
| Urso et al. | Nano/microplastics capture and degradation by autonomous nano/microrobots: a perspective | |
| Lyu et al. | Towards environmentally sustainable management: a review on the generation, degradation, and recycling of polypropylene face mask waste | |
| Burlacov et al. | Cold gas dynamic spraying (CGDS) of TiO2 (anatase) powders onto poly (sulfone) substrates: Microstructural characterisation and photocatalytic efficiency | |
| Wang et al. | Self-propelled micro/nanomotors for removal of insoluble water contaminants: microplastics and oil spills | |
| JP2007190543A (ja) | 二酸化チタンコーティング成形材の製造方法及びそれを用いた二酸化チタンコーティング成形材 | |
| JP3944551B2 (ja) | 光触媒被覆材の製造方法 | |
| Zhao et al. | Microplastics in soils during the COVID-19 pandemic: Sources, migration and transformations, and remediation technologies | |
| Adham et al. | Fabrication of metal-based superhydrophilic and underwater superoleophobic surfaces by laser ablation and magnetron sputtering | |
| Behera et al. | Procedures for recycling of nanomaterials: a sustainable approach | |
| Selvan et al. | An exclusive hand protection device made of fused deposition modelling process using poly (lactic acid) polymer | |
| Wu et al. | Photocatalytic Fibers for Environmental Purification: Challenges and Opportunities in the Post‐Pandemic Era | |
| Tan et al. | Turning plastics/microplastics into valuable resources? Current and potential research for future applications | |
| CN107163806A (zh) | 一种用于空气净化器的纳米结构涂层及其制备方法 | |
| Kumar et al. | Role of Nanotechnology and Artificial Intelligence (AI) in Waste Management | |
| CN106268026B (zh) | 一种医疗垃圾焚烧厂专用过滤材料及其制备方法 | |
| Bandaru et al. | A Review on the Fate of Microplastics: Their Degradation and Advanced Analytical Characterization | |
| Xu et al. | Review of Soil Microplastic Degradation Pathways and Remediation Techniques | |
| Malhotra et al. | Photocatalytic Degradation of Plastic | |
| Ali et al. | Advances in LDPE Nanocomposites for Photodegradation: Strategies, Mechanism and Applications. | |
| Chowdhury et al. | Consumer Nanoproducts for Environment | |
| Takahashi et al. | Plasma-spraying synthesis of high-performance photocatalytic TiO2 coatings | |
| CN206610271U (zh) | 一种具有防水抗污功能的触摸屏 | |
| JP4368315B2 (ja) | 産業用機械 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060516 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060831 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060912 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060907 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061106 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061219 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070206 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070306 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070306 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3944551 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R154 | Certificate of patent or utility model (reissue) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R154 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130420 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130420 Year of fee payment: 6 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130420 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130420 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160420 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |