JP4029516B2

JP4029516B2 - 光触媒タイル

Info

Publication number: JP4029516B2
Application number: JP07405699A
Authority: JP
Inventors: 俊明馬場; 誠司新開; 祐一郎相原; 徹大貫; 嘉夫神谷; 英雄大越
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2019-03-18
Also published as: JP2000262905A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイル表面に光触媒を設けてなる光触媒タイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鏡やレンズ、板ガラス等の透明基材の表面を高度に親水化することにより、基材の曇りや水滴形成を防止することを目的として、或いは、建材や機械装置或いは各種物品の表面を高度に親水化することにより、表面の汚れを防止し、表面の自己浄化（セルフクリーニング）機能を付与すると共に、汚れを落とし易くして清掃を容易にするために、基材表面に光触媒性チタニア（ＴｉＯ₂）等の光触媒性被膜を形成することが行われている（特開平９−２４１０３８号公報、国際公開ＷＯ９６／２９３７５、特開昭６１−８３１０６号公報）。光触媒性チタニア等の光触媒機能を有する物質は、光励起による親水化効果で基材表面を高度に親水化し、水滴の形成を防止して、光の散乱による曇りを防止する。また、親油性成分を多く含む汚れが付着し難くなると共に、表面の自己浄化及び作用が得られ、付着した汚れも落ち易くなる。また、光触媒効果でＮＯｘやＳＯｘあるいは有機物の分解が促進されることによっても上記効果が高められる。
【０００３】
このような光触媒機能を有する膜の形成方法として、特開平９−２４１０３８号公報及び国際公開ＷＯ９６／２９３７５には、ＴｉＯ₂粒子を含む懸濁液の塗布、焼成によるゾルゲル法が記載されている。また、特開昭６１−８３１０６号公報には被膜形成法としてＣＶＤが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光触媒タイルにあっては、光触媒をなるべく均一厚さの薄膜状に形成しているが、本発明者らが種々検討を重ねたところ、タイル表面に光触媒を均一厚さの薄膜状に形成してタイル表面の全面を覆うと、タイルの釉薬層の独特の質感が損なわれることがあることが認められた。
【０００５】
本発明は、タイルの地肌の質感ないし美感を生かした光触媒タイルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光触媒タイルは、表面に光触媒を設けてなる光触媒タイルにおいて、該光触媒を線幅０．５〜２．０μｍの線状及び／又は直径０．５〜３０μｍの点状にタイル表面に設け、タイル表面の一部を露出させたことを特徴とするものである。
【０００７】
かかる光触媒タイルにあっては、光触媒を線幅０．５〜２．０μｍの線状及び／又は直径０．５〜３０μｍの点状にタイル表面に設けており、タイル表面の一部が露出状となっているので、この露出状部分がタイル本来の質感や美感を醸し出すようになる。
【０００８】
本発明では、タイル表面の４０〜９０％を露出させるように光触媒を設けるのが好ましい。
【０００９】
本発明では、光触媒を線状に設ける場合、この線状を曲線状（リング状を含む。）あるいは網目状とするのが好ましい。光触媒が曲線状或いは網目状である場合、光がどの方向からタイル表面に当っても光触媒反応が十分に進行する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
本発明において、タイル表面に形成する光触媒としては、ＴｉＯ₂の他、ＺｒＯ₂、ＺｎＯ₂、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、ＷＯ₃、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＳｒＴｉＯ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｖ₂Ｏ₅等の金属酸化物が挙げられる。これらの金属酸化物は１種を単独で用いても良く、また２種以上を併用しても良いが、これらの中でもＴｉＯ₂が最も好ましい。
【００１２】
この光触媒をタイル表面に線状及び／又は点状に付着させるには、適宜のマスクを用いたり、印刷スクリーンなどにより光触媒形成用液（溶液、懸濁液など）をタイル表面に付着させ、その後必要に応じ乾燥し、焼成すれば良い。
【００１３】
マスクやスクリーンを用いることなく、光触媒形成用の液をタイル表面に筋状に流したり散点状に吹き付けることにより線状及び／又は点状に該液を付着させても良い。
【００１４】
タイル表面に曲線状或いは網目状に光触媒を設けるには、光触媒形成用の液に必要に応じ界面活性剤等の起泡剤を添付して該液中に気体（例えば空気）を吹き込んで泡を発生させ、この泡をタイル表面に付着させる方法を採用することができる。この場合、泡を構成する液分がタイル表面に線状に残留し、曲線状ないし網目状の光触媒パターンが形成される。液が独立した球状気泡となっている場合、この気泡をタイル表面に付着させることによりリング状パターンにて光触媒を設けることができる。
【００１５】
光触媒が点状或いは網目状に設けられた場合にはタイルの光触媒機能は等方的となり、いかなる方向から光が照射された場合でも同等の光触媒機能が発揮される。
【００１６】
これに対し、例えば一方向に配向した直線状に光触媒を設けた光触媒タイルにあっては、光の照射方向によって光触媒機能に異方性が生じることがある。即ち、光触媒を直線状に且つ一方向に配向して設けた場合、光触媒の線状部はあたかも一方向に延在した山脈状に配列することになる。光がこの山脈状の光触媒に斜めに照射される場合、山脈の山陽側では光が十分に当り光触媒機能が比較的高いが山陰側では照射光量が少なくなり光触媒機能が比較的低くなる。また、光が山脈の配向方向に沿って照射される場合には、光触媒の全体に満遍なく光が当り、全体として高い光触媒機能が発揮される。
【００１７】
このようなことから、光が常に特定方向のみから照射される用途に用いられる光触媒タイルは、光触媒が点状又は網目状に設けられることが好ましい。
【００１８】
本発明では、タイル表面のうち２０〜９０％とくに好ましくは５０〜８０％が露出するように光触媒を設けるのが好ましい。このように光触媒を線状及び／又は点状に設けタイル表面の地肌の一部を露出させることにより、タイル本来の質感ないし美感が損なわれず、タイルの意匠性が良好なものとなる。
【００１９】
とくに、線状の幅を０．５〜２．０μｍ、点状の直径を０．５〜３０μｍとしているめ、タイルの釉の色が黒色系ないし濃い有彩色であっても、光触媒の白い筋や点がマダラ状に視覚されることが無くなり、タイルの意匠性が著しく良好なものとなる。
【００２０】
ＴｉＯ₂の付着量としては、タイル表面の単位面積（１ｃｍ²）当り３〜２４μｇとくに６〜１５μｇ程度が好ましい。
【００２１】
上記の光触媒形成用の液としては、例えば次の（１）〜（３）のものを用いることができる。
【００２２】
(１) 有機チタン化合物の加水分解液又は部分加水分解液
この有機チタン化合物としては、チタンのアルコキシド、例えば、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラｎ−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタンなどが例示される。このアルコキシドを塩酸又はエチルアミンのような加水分解抑制剤を添加し、エタノールやプロパノールのようなアルコールで希釈した後、部分的に加水分解を進行させながら又は完全に加水分解させた液を光触媒形成用液として用いる。
【００２３】
(２) 無機チタン化合物の溶液
例えばＴｉＣｌ₄、Ｔｉ（ＳＯ₄）₂等の無機化合物の水溶液好ましくは酸性水溶液が例示される。
【００２４】
(３) 酸化チタン微粒子の分散液
この微粒子を必要に応じ分散剤を用いて水に分散させた液が例示される。水の代わりに有機液状体を用いても良い。
【００２５】
上記（１）〜（３）はＴｉＯ₂に関するものであるが、ＳｉＯ₂など他の成分をさらに含有していても良い。
【００２６】
このような光触媒形成用液をタイル表面に線状及び／又は点状に付着させた後、必要に応じ乾燥させ、次いで５００〜９００℃で焼成し結晶化させると共にＴｉＯ₂成分とタイルの表面の釉薬とを固着させるのが好ましい。この結晶化により光触媒機能が高まる。また、ガラス状の釉薬とＴｉＯ₂成分（例えばＴｉＯ₂微粒子）とが固着することにより光触媒の耐久性が向上する。
【００２７】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２８】
実施例１
チタンテトライソプロポキシド５ｇ、水９３ｇ、６Ｎ塩酸２ｇを混合し、これに界面活性剤として陰イオン系界面活性剤を１ｇ添加した後、空気を吹き込んで泡を発生させた。この泡２５ｍｇをすくいとり、タイル（株式会社イナックス製の施釉外装タイル。色調白色。９．５×４．５×０．７ｃｍ）の表面に付着させた後、乾燥させ、次いで６００℃×３０ｍｉｎの焼成を行った。この結果、タイルの表面の１ｃｍ²当り平均して８μｇのＴｉＯ₂が付着した光触媒タイルが得られた。
【００２９】
顕微鏡にて観察したところ、タイル表面には幅０．５μｍのＴｉＯ₂が網目状に延在していることが認められた。また、タイル地肌のうち８０％が露出していることが認められた。
【００３０】
このタイルの外観は、ＴｉＯ₂を付着させてない施釉外装タイルと全く同一であった。
【００３１】
このタイルの光触媒能について次の通り試験した。即ち、メチレンブルーの０．０１ｗｔ％水溶液５μｌをこのタイルの表面に滴下し、乾燥後、紫外線ランプを２ｍＷ／ｃｍ²のＵＶ強度になるように照射した。タイル表面のメチレンブルー残留量を分光光度計を用い青色光の反射率として経時的に計測し、初期量の半分量になるまでの照射時間（以下、メチレンブルー半減期という。）を計測する。
【００３２】
試験の結果、この実施例１のタイルのメチレンブルー半減期は６０ｍｉｎであることが認められた。
【００３３】
比較例１
実施例１の液約５０ｍｇを上記施釉外装タイルの表面にハケ塗りした他は同様にして光触媒タイルを製造した。その結果、メチレンブルー半減期は、６０ｍｉｎ程度と差はなかったものの、意匠的には、光の干渉による虹彩現象や白濁層が認められた。
【００３４】
実施例２
実施例１の液に増粘剤としてＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を２ｇ加えて混練してペースト状とし、これをスクリーン印刷により上記内装タイルの表面に点状に印刷した。印刷パターンの点の大きさ（直径）は２０μｍであり、点の数は１ｃｍ²当り１２万個とした。このタイルは、地肌の６０％が露出している。
【００３５】
その他は実施例１と同様にして光触媒タイルを製造した。このタイルも、外観はＴｉＯ₂を付着させない施釉外装タイルと全く同一であった。
【００３６】
なお、このタイルのメチレンブルー半減期は４０ｍｉｎであった。
【００３７】
【発明の効果】
以上の実施例からも明らかな通り、本発明によると、タイル本来の質感及び美感を有した意匠性に優れた光触媒タイルが提供される。

Claims

表面に光触媒を設けてなる光触媒タイルにおいて、
該光触媒を線幅０．５〜２．０μｍの線状及び／又は直径０．５〜３０μｍの点状にタイル表面に設け、タイル表面の一部を露出させたことを特徴とする光触媒タイル。
請求項１において、光触媒がタイル表面の４０〜９０％を露出させるように設けられていることを特徴とする光触媒タイル。
請求項１又は２において、少なくとも一部の光触媒が曲線状に設けられていることを特徴とする光触媒タイル。
請求項１又は２において、少なくとも一部の光触媒が網目状に設けられていることを特徴とする光触媒タイル。