JP6485464B2 - 光触媒材料、光触媒材料の製造方法、抗ウイルス剤、抗菌剤、光触媒コーティング組成物、及び光触媒塗装体 - Google Patents
光触媒材料、光触媒材料の製造方法、抗ウイルス剤、抗菌剤、光触媒コーティング組成物、及び光触媒塗装体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6485464B2 JP6485464B2 JP2017002757A JP2017002757A JP6485464B2 JP 6485464 B2 JP6485464 B2 JP 6485464B2 JP 2017002757 A JP2017002757 A JP 2017002757A JP 2017002757 A JP2017002757 A JP 2017002757A JP 6485464 B2 JP6485464 B2 JP 6485464B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photocatalyst
- photocatalytic material
- photocatalytic
- material according
- coating composition
- 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.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 178
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims description 131
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 title claims description 55
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 239000003443 antiviral agent Substances 0.000 title claims description 12
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 title claims description 8
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims description 114
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 105
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 71
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 68
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 42
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 claims description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 claims description 23
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 claims description 23
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 21
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 20
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims description 15
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 13
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 claims description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 4
- 235000014121 butter Nutrition 0.000 claims 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 claims 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 36
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 33
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 27
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 21
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- IUVCFHHAEHNCFT-INIZCTEOSA-N 2-[(1s)-1-[4-amino-3-(3-fluoro-4-propan-2-yloxyphenyl)pyrazolo[3,4-d]pyrimidin-1-yl]ethyl]-6-fluoro-3-(3-fluorophenyl)chromen-4-one Chemical compound C1=C(F)C(OC(C)C)=CC=C1C(C1=C(N)N=CN=C11)=NN1[C@@H](C)C1=C(C=2C=C(F)C=CC=2)C(=O)C2=CC(F)=CC=C2O1 IUVCFHHAEHNCFT-INIZCTEOSA-N 0.000 description 17
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 16
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 5
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 5
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 4
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000002070 germicidal effect Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 241001515965 unidentified phage Species 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- XRARAKHBJHWUHW-QVUBZLTISA-N neoline Chemical compound O[C@@H]1[C@H]2[C@@H]3[C@@]4([C@@H]5[C@H]6OC)[C@@H](O)CC[C@@]5(COC)CN(CC)C4[C@H]6[C@@]2(O)C[C@H](OC)[C@H]1C3 XRARAKHBJHWUHW-QVUBZLTISA-N 0.000 description 3
- HTSYYNWISWGUIR-UHFFFAOYSA-N neoline Natural products CCN1CC2(COc3ccccc3)CCC(O)C45C6CC7C(CC(O)(C6C7O)C(C(OC)C24)C15)OC HTSYYNWISWGUIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 3
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- XRARAKHBJHWUHW-UHFFFAOYSA-N subcusine Natural products OC1C2C3C4(C5C6OC)C(O)CCC5(COC)CN(CC)C4C6C2(O)CC(OC)C1C3 XRARAKHBJHWUHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 2
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 2
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001534160 Escherichia virus Qbeta Species 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 1
- 208000036142 Viral infection Diseases 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002155 anti-virotic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006026 co-polymeric resin Polymers 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- -1 etc. Substances 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004776 molecular orbital Methods 0.000 description 1
- 239000000025 natural resin Substances 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009385 viral infection Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
Cux(OH)y(SO4)z (x≠0、y≠0、z≠0) (1)
x、y、zは、2x=y+2zの関係を満たす、正の整数。
また、特許文献4に記載の光触媒組成物においては、優れた抗菌性・抗ウイルス性を有し、光照射による変色、とりわけ、可視光下での白色化が抑制されることが開示されているが、使用環境における紫外線の影響で若干の黒色化を生じるため、変色抑制効果は十分ではなく、さらなる改善が望まれている。
[1]Cu元素、S元素、O元素を含んでなる異方性粒子と、光半導性の無機酸化物粒子とを含んでなり、前記異方性粒子は、複数の直線的な筋状の段差または溝が平行に並んでいる、光触媒材料。
[2]前記異方性粒子には、Cu元素が局所的に高濃度に分布している領域が複数存在する、上記[1]に記載の光触媒材料。
[3]結晶相としてCu4(OH)6SO4を含んでなる、上記[1]または[2]に記載の光触媒材料。
[4]結晶相としてCuOをさらに含んでなる、上記[3]に記載の光触媒材料。
[5]光半導性の無機酸化物粒子が、酸化チタンである、上記[4]に記載の光触媒材料。
[6]酸化チタンがルチル型を含む、上記[5]に記載の光触媒材料。
[7]前記光触媒材料をX線回折測定したときの前記CuOの2θ=38.8°±1°における回折ピークのピーク強度に対する前記Cu4(OH)6SO4の2θ=33.6°±1°における回折ピークのピーク強度の強度比が1.5〜200である上記[4]〜[6]のいずれか1つに記載の光触媒材料。
[8]前記光触媒材料をX線回折測定したときのルチル型酸化チタンの2θ=36.2°±1°における回折ピークのピーク強度に対する前記Cu4(OH)6SO4の2θ=33.6°±1°における回折ピークのピーク強度の強度比が0.03〜2.00である上記[6]に記載の光触媒材料。
[9] 前記光触媒材料をX線回折測定したときのルチル型酸化チタンの2θ=36.2°±1°における回折ピークのピーク強度に対する前記CuOの2θ=38.8°±1°における回折ピークのピーク強度の強度比が0.008〜0.020である上記[6]に記載の光触媒材料。
[10]10質量%の濃度で水に分散させたときのスラリーのJIS Z8701におけるL*a*b*表示系のL*値が76〜95であり、a*値が−13.0〜−2.0であり、b*値が4.0〜11.0である上記[1]〜[9]のいずれか1つに記載の光触媒材料。
[11]上記[1]〜[10]のいずれか1つに記載の光触媒材料の製造方法であって、2価銅化合物と光半導性の無機酸化物粒子とを含有する懸濁液を水熱処理する工程、及び前記水熱処理した懸濁液の固形分を焼成する工程を含む光触媒材料の製造方法。
[12]前記水熱処理する工程の前に、熟成処理する工程を含む請求項11に記載の製造方法。[13]上記[1]〜[10]のいずれか1つに記載の光触媒材料を含有する抗ウイルス剤。
[14]上記[1]〜[10]のいずれか1つに記載の光触媒材料を含有する抗菌剤。
[15]上記[1]〜[10]のいずれか1つに記載の光触媒材料と、バインダーと、分散媒とを含有してなる光触媒コーティング組成物。
[16]前記バインダーが、前記樹脂の分散体の形態で組成物中に存在してなるものである、上記[15]に記載の光触媒コーティング組成物。
[17]前記分散媒が水性媒体である、上記[15]または[16]に記載の光触媒コーティング組成物。
[18]上記[15]〜[17]のいずれか1つに記載の光触媒コーティング組成物の硬化体の光触媒塗装体。
以下、本発明の光触媒材料を説明する。
本発明の光触媒材料は、Cu元素、S元素、O元素を含んでなる異方性粒子と、光半導性の無機酸化物粒子とを含んでなる。異方性粒子は、複数の直線的な筋状の段差または溝が平行に並んでいる。異方性粒子には、Cu元素が局所的に高濃度に分布している領域が複数存在することが好ましい。本発明の光触媒材料は、結晶相として、Cu4(OH)6SO4を含んでいることが好ましい。本発明の光触媒材料は、CuOをさらに含んでいることが好ましい。
本発明の光触媒材料は、Cu元素、S元素、O元素を含んでなる異方性粒子を含む。異方性粒子とは、図1の走査型電子顕微鏡写真で矢印に示されるような形状の粒子である。具体的には、異方性粒子は板状、柱状、または扁平な形状を有しており、その表面には複数の直線的な筋状の段差または溝が平行に並んでいる。このような異方性粒子を形成することにより、光触媒材料に光が照射されたときの、変色が抑制され、その結果、本発明の光触媒材料を使用した作製したコーティング組成物を用いて形成した塗装体の変色をも抑制することができる。異方性粒子は、光半導性の無機酸化物粒子と組み合わせることにより、抗ウイルス性能及び抗菌性能が発現する。
本発明の光触媒材料は、異方性粒子の中の結晶相として、Cu4(OH)6SO4を含んでいることが好ましい。本発明の光触媒材料に使用されるCu4(OH)6SO4は、2価銅の塩基性化合物である。Cu4(OH)6SO4は単独では、抗ウイルス性能及び抗菌性能に可視光照射の効果は認められないが、光半導性の無機酸化物粒子、好ましくは酸化チタン、より好ましくはルチル型酸化チタンと組み合わせることにより、可視光照射下での抗ウイルス性能及び抗菌性能が、暗所の性能に対して飛躍的に増大する。
本発明の光触媒材料は、異方性粒子の中にCuOをさらに含んでいることが好ましい。本発明の光触媒材料に使用されるCuOは単独では、抗ウイルス性能及び抗菌性能を示さない。しかし、光半導性の無機酸化物粒子、好ましくは酸化チタン、より好ましくはルチル型酸化チタンと組み合わせることにより、抗ウイルス性能及び抗菌性能が発現する。
Z(μm)=Y÷X
CuOとともに、結晶性の高いCu4(OH)6SO4を多く含むことにより、光触媒材料の抗ウイルス性能及び抗菌性能と変色を特製する性能を高度に両立できるという観点から、CuOの2θ=38.8°±1°における回折ピークのピーク強度に対するCu4(OH)6SO4の2θ=33.6°±1°における回折ピークのピーク強度のピーク強度比(Cu4(OH)6SO4のピーク強度/CuOのピーク強度)は、1.5〜200であり、好ましくは2.0〜180であり、より好ましくは2.6〜170であり、さらに好ましくは3.2〜160である。
本発明の光触媒材料において、光半導性の無機酸化物粒子は、酸素軌道に由来する価電子帯を有する無機酸化物の粒子である。本発明の光触媒材料に用いられる無機酸化物は、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化タングステン、酸化インジウム、酸化バナジウム、酸化タンタル、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バナジウムからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。なかでも酸化チタンは、化学的に安定であり、安全性も高く、安価であるため、好適に利用することができる。酸化チタンはアナターゼ、ルチル、ブルッカイトのいずれも用いることができるが、ルチルはガスの分解性能を発現させることができる点で好ましい。
本発明の光触媒材料の光半導性の無機酸化物粒子として使用される酸化チタンは、四塩化チタンを原料として、気相法(四塩化チタンと酸素との気相反応により酸化チタンを得る方法)によって得られるものが好ましい。気相法で得られた酸化チタンは、粒径が均一であると同時に、製造時に高温プロセスを経由しているため、結晶性が高いものとなり、その結果、得られる組成物の光触媒活性が良好なものとなる。
本発明の光触媒材料の10質量%の濃度で水に分散させたときのスラリーのJIS Z8701におけるL*a*b*表示系のL*値は、好ましくは76〜95であり、より好ましくは77.5〜94.5であり、さらに好ましくは78〜94である。また、本発明の光触媒材料のJIS Z8701におけるL*a*b*表示系のa*値は好ましくは−13.0〜−2.0であり、より好ましくは−12.0〜−2.5であり、さらに好ましくは−11.0〜−3.0である。さらに、本発明の光触媒材料のJIS Z8701におけるL*a*b*表示系のb*値は、好ましくは4.0〜11.0であり、より好ましくは4.5〜10.0であり、さらに好ましくは5.0〜9.0である。本発明の光触媒材料のJIS Z8701におけるL*a*b*表示系のL*値が76〜95であり、a*値が−13.0〜−2.0であり、b*値が4.0〜11.0であると、本発明の光触媒材料を使用したコーティング組成物を作製した場合、コーティング組成物の色調をコントロールが容易になる。また、コーティング組成物の外観を明るくすることができる。
本発明の光触媒材料の製造方法によって本発明の光触媒材料を製造することができる。本発明の光触媒材料の製造法方法は、2価銅化合物と光半導性の無機酸化物粒子とを含有する懸濁液を水熱処理する工程(A)、及び水熱処理した懸濁液の固形分を焼成する工程(B)を含む。これらの工程により、Cu元素、S元素、O元素を含んでなる異方性粒子と、光半導性の無機酸化物粒子とを含んでなり、前記異方性粒子は、複数の直線的な筋状の段差または溝が平行に並んでいる、光触媒材料を製造することができる。
工程(A)では、2価銅化合物と光半導性の無機酸化物粒子とを含有する懸濁液を水熱処理する。
工程(A)で使用する2価銅化合物は、例えば、水溶性第二価銅塩及びアルカリ性物質を反応させることによって得られる。水溶性第二価銅塩は、例えば、硫酸銅、塩化銅、硝酸銅及び酢酸銅からなる群から選択される少なくとも1種である。水溶性第二価銅塩に(SO4)2−を含まない場合は、アルカリ性物質と反応させる際に、(SO4)2−を含有する物質を添加する必要がある。(SO4)2−を含有する物質は、例えば、硫酸、硫酸ナトリウム、硫酸カリウムからなる群から選択される少なくとも1種である。また、アルカリ性物質は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及びアンモニア水からなる群から選択される少なくとも1種である。
工程(A)で使用する光半導性の無機酸化物粒子は、本発明の光触媒材料に使用する光半導性の無機酸化物粒子と同様であるので、工程(A)で使用する光半導性の無機酸化物粒子の説明は省略する。
2価銅化合物と光半導性の無機酸化物粒子とを含有する懸濁液は、予め製造された2価銅化合物と光半導性の無機酸化物粒子とを混合することによって製造してもよいし、光半導性の無機酸化物粒子を含む溶液の中で2価銅化合物を製造することによって製造してもよい。なお、光半導性の無機酸化物粒子を含む溶液の中で2価銅化合物を製造することによって懸濁液を製造する場合、光半導性の無機酸化物粒子、水溶性第二銅塩、溶媒及びアルカリ物質の添加の順序にはとくに制限はない。懸濁液中に分散しやすいように、光半導性の無機酸化物粒子は溶媒100質量部に対して好ましくは100質量部以下であり、より好ましくは90質量部以下であり、さらに好ましくは80質量部以下であり、特に好ましくは70質量部以下である。例えば、まず、溶媒(例えば水)に光半導性の無機酸化物粒子を混合するとともに必要に応じて攪拌し、次いで、水溶性第二銅塩を混合し、これらを撹拌してもよい。また、まず、水に水溶性第二銅塩を混合するとともに必要に応じて攪拌し、次いで、光半導性の無機酸化物粒子を混合し、これらを撹拌してもよい。また、水に水溶性第二銅塩及び光半導性の無機酸化物粒子を同時に混合し、攪拌してもよい。なお、アルカリ性物質の添加により、半導性の無機酸化物粒子、水溶性第二銅塩、溶媒を含む懸濁液のpH値を調整する。好ましくはpH7.0〜11.0であり、より好ましくはpH7.5〜10.5であり、さらに好ましくはpH8.0〜10.5であり、特に好ましくはpH8.5〜10.0である。アルカリ性物質は、水に光半導性の無機酸化物粒子及び/又は水溶性第二銅塩を混合する前、途中、及び後の3つのタイミングのうち少なくとも1つのタイミングで添加すればよい。光半導性の無機酸化物粒子及び水溶性第二銅塩を水に混合して十分に攪拌した後にアルカリ性物質を添加することがより好ましい。
工程(A)における水熱処理は、懸濁液を高温高圧の状態にすることである。懸濁液を高温高圧の状態にすると、2価銅化合物を溶解するとともに、2価銅化合物と反応して、Cu4(OH)6SO4及びCuOが光半導性の無機酸化物粒子の表面に析出する。反応速度を考慮すると、水熱温度は、好ましくは80℃以上であり、より好ましくは90℃以上であり、さらに好ましくは100℃以上である。消費エネルギーを考慮すると、水熱温度として、好ましくは150℃以下であり、より好ましくは140℃以下であり、さらに好ましくは130℃以下であり、とくに好ましくは125℃以下である。
工程(B)では、水熱処理した懸濁液の固形分を焼成する。これにより、酸化チタンの表面に析出したCu4(OH)6SO4及びCuOを光半導性の無機酸化物粒子に担持させることができる。
懸濁液の固形分は、懸濁液を固液分離することによって得られる。例えば、懸濁液をろ過することによって懸濁液の固形分を得ることができる。
懸濁液の固形分を焼成するときの雰囲気ガスは、空気であり、焼成温度は、好ましくは100℃以上であり、より好ましくは150℃以上であり、さらに好ましくは200℃以上であり、さらに好ましくは250℃以上である。消費エネルギーを考慮すると、焼成温度は、好ましくは550℃以下であり、より好ましくは500℃以下であり、さらに好ましくは450℃以下であり、さらに好ましくは400℃以下である。
本発明の抗ウイルス剤及び抗菌剤は、本発明の光触媒材料を含有する。これにより、本発明の抗ウイルス剤及び抗菌剤は、抗ウイルス性能及び抗菌性能に優れ、かつ、可視光の照射による変色、とりわけ白色化を抑制することができる。
本発明の光触媒コーティング組成物は、上述した光触媒材料と、バインダーと、分散媒とを含有してなる。
本発明の光触媒コーティング組成物はバインダーを含む。バインダーにより、被膜を形成し、適用対象に対して密着力を発揮するため、本発明に係る光触媒材料を効果的に固定化し、被膜ないし表面に被膜を有する複合材として、実用可能な水準の化学的・機械的特性を設計することができる。バインダーは、有機系バインダー及び無機系バインダーのいずれも用いることができる。無機系バインダーには、例えば、コロイダルシリカ、アルカリシリケート、アルコキシシラン及びその加水分解物のようなシリカ系材料や、Ti、Al、Zrより選択される金属の、酸化物、水酸化物、過酸化物、もしくは有機化合物が挙げられる。有機系バインダーには、例えば、高分子バインダー等が挙げられる。
本発明の光触媒コーティング組成物は分散媒を含む。分散媒としては、水性媒体を用いることが好ましい。このような水性媒体としては、水、水と混合可能な有機溶剤(例えば、アルコール)、又はそれらの混合溶媒が好適に用いられ、より好ましい水性媒体は、水である。分散媒の量は適宜決定されてよいが、光触媒コーティング組成物において、固形分濃度が30〜80質量%となるように添加されることが好ましく、40〜60質量%であることがより好ましい。固形分濃度がこの範囲にあることで、光触媒コーティング組成物としての安定性が得られ、場合によっては、塗装体の隠蔽性を確保できるとの利点も得られる。
本発明の光触媒コーティング組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲内において、上記以外に任意成分を含有してもよい。任意成分としては、着色顔料、体質顔料、艶消し材、防腐剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、増粘剤等が挙げられる。
本発明の光触媒コーティング組成物は、所定の基材の表面に適用され、その後適宜乾燥して、光触媒塗装体を形成するために使用される。すなわち、本発明の光触媒塗装体は、本発明の光触媒コーティング組成物の硬化体であるともいえる。上記の基材には、例えば、繊維強化セメント板、石膏ボード、コンクリート部材、壁紙、繊維、金属、セラミック及びガラス等の一般的な部材からなる単一基材、並びに上述の部材の2種以上からなる複合基材が挙げられる。また、光触媒塗装体と基材との間の密着性を得るために、光触媒性コーティング組成物を適用する前に、上記基材にあらかじめ下塗材を適用してもよい。下塗材としては任意の材料を使用できる。
蒸留水6Lに1kg(100質量部)のルチル型酸化チタン(昭和電工セラミックス(株)製、BET比表面積:12m2/g)を懸濁させて懸濁液を作製した。401.2gのCuSO4・5H2O(銅で10質量部)(三井化学(株)製)を酸化チタンの懸濁液に添加した後、懸濁液を10分間攪拌した。水酸化ナトリウム(関東化学(株)製)を使用して作製した1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液2.4kgを懸濁液に添加し、30分間攪拌混合を行ってスラリー(pH9〜10)を得た。このスラリーをろ過し、得られた粉体を純水で洗浄した。洗浄した粉体を3Lの蒸留水に懸濁させて懸濁液を作製し、その懸濁液を35℃で7時間熟成処理して、120℃の水熱温度で6時間水熱処理を行った。水熱処理を行った懸濁液をろ過し、得られた固形分を80℃で乾燥し、ミキサーで解砕した。そして、解砕した固形分を空気雰囲気で300℃の焼成温度で2時間焼成し、実施例A1の光触媒材料を得た。
35℃の熟成処理を7時間行う代わりに、35℃の熟成処理を12時間行った以外は実施例A1の光触媒材料の作製と同様の操作を行って、実施例A2の光触媒材料を得た。
35℃の熟成処理を7時間行う代わりに、35℃の熟成処理を24時間行った以外は実施例A1の光触媒材料の作製と同様の操作を行って、実施例A3の光触媒材料を得た。
<実施例A4>
401.2gのCuSO4・5H2O(銅で10質量部)(三井化学(株)製)を酸化チタンの懸濁液に添加したことを、1203.6g(銅で30質量部)のCuSO4・5H2O(関東化学(株)製)を懸濁液に添加したことにした以外は、実施例A1の光触媒材料と同様の操作を行って、実施例A4の光触媒材料を得た。
401.2gのCuSO4・5H2O(銅で10質量部)(三井化学(株)製)を酸化チタンの懸濁液に添加したことを、2006g(銅で50質量部)のCuSO4・5H2O(関東化学(株)製)を懸濁液に添加したことにした以外は、実施例A1の光触媒材料と同様の操作を行って、実施例A5の光触媒材料を得た。
401.2gのCuSO4・5H2O(銅で10質量部)(三井化学(株)製)を酸化チタンの懸濁液に添加したことを、6018g(銅で150質量部)のCuSO4・5H2O(関東化学(株)製)を懸濁液に添加したことにした以外は、実施例A1の光触媒材料と同様の操作を行って、実施例A6の光触媒材料を得た。
蒸留水250mLに15g(100質量部)のルチル型酸化チタン(昭和電工セラミックス(株)製、BET比表面積:12m2/g)を懸濁させて懸濁液を作製した。5.8965g(銅で10質量部)のCuSO4・5H2O(関東化学(株)製)を懸濁液に添加した後、懸濁液を10分間攪拌した。水酸化ナトリウム(関東化学(株)製)を使用して作製した1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を懸濁液のpHが10になるように、懸濁液に添加し、30分間攪拌混合を行ってスラリーを得た。このスラリーをろ過し、得られた固形分を純水で洗浄し、80℃で乾燥し、ミキサーで解砕した。この解砕した固形分を大気中、350℃の焼成温度で3時間焼成し、比較例A1の光触媒材料を得た。
350℃の焼成温度を、450℃にしたこと以外は比較例A1の光触媒材料と同様の操作を行って、比較例A2の光触媒材料を得た。
350℃の焼成温度を、550℃にしたこと以外は比較例A1の光触媒材料と同様の操作を行って、比較例A3の光触媒材料を得た。
蒸留水250mLに15g(100質量部)のルチル型酸化チタン(昭和電工セラミックス(株)製、BET比表面積:12m2/g)を懸濁させて懸濁液を作製した。5.8965g(銅で10質量部)のCuSO4・5H2O(関東化学(株)製)を懸濁液に添加した後、懸濁液を10分間攪拌した。水酸化ナトリウム(関東化学(株)製)を使用して作製した1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を銅イオンのモル数の2倍、懸濁液に添加し、90℃で1時間攪拌を行い、スラリーを作製した。スラリーをろ過し、得られた固形分を純水で洗浄し、80℃で乾燥し、ミキサーで解砕した。この解砕した固形分を大気中、400℃の焼成温度で3時間焼成し、比較例A4の光触媒材料を得た。
以上のように作製した実施例A1〜A6及び比較例A1〜A4の光触媒材料について、以下の評価を実施した。
実施例A1〜A6及び比較例A1〜A4の光触媒材料中の異方性粒子結晶の有無及び異方性粒子結晶の直線的な筋状の段差または溝が延びる方向の粒子径を、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて調べた。光触媒材料を40000倍に拡大し、スケールバーが1μmのときに、異方性粒子結晶の粒子を撮影した。撮影した写真における1μmのスケールバーの長さを定規で測り、数値をXとした。撮影した写真における異方性粒子結晶の直線的な筋状の段差または溝が延びる方向の長さも、定規で測り、数値をYとした。下記の式により、異方性粒子結晶の直線的な筋状の段差または溝が延びる方向の粒子径Zを算出した。そして、100個の異方性粒子結晶の粒子径Zの平均値をその光触媒材料における異方性粒子結晶の直線的な筋状の段差または溝が延びる方向の粒子径とした。なお、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて撮影した写真の一例として、実施例A3の光触媒材料の走査型電子顕微鏡写真を図1に示し、比較例A1の光触媒材料の走査型電子顕微鏡写真を図2に示す。なお、図1の走査型電子顕微鏡写真で、矢印に示される結晶が異方性粒子結晶である。
Z(μm)=Y÷X
光触媒粒子をSEM試料台に貼ったカーボン導電性テープの上に乗せ、テープに固定されない粒子をカメラ用ブロアーで除去した。次いで、オスミウムコーター(メイワフォーシス製:Neoc−Pro)により、試料表面に、オスミウム金属のアモルファス導電皮膜を約2nmコーティングしたものを評価用の検体とした。
装置:走査電子顕微鏡(SEM)
機種:SU8220(日立ハイテクノロジーズ製)
電子銃:コールドFE電子銃
異方性粒子の同定には、SEM観察における加速電圧、観察倍率、ワーキングディスタンス、検出器、観察信号の種類を任意に組合せて行なうことができる。
装置:EDX(エネルギー分散型X線分光装置)
機種:QUANTAX FlatQUAD(ブルカー・エイエックスエス製)
電子銃:コールドFE電子銃
ワーキングディスタンス:14.8mm
加速電圧:6KV
プローブ電流:High
コンデンサレンズ:7
パルスインプット:625kcps
画像ピクセル:512×380
分析面積:6.4×4.8μm〜3.2×2.4μm
ICP発光分光分析により実施例A1〜A6及び比較例A1〜A4の光触媒材料に含まれる銅元素量等を定量した。具体的には、実施例A1〜A6及び比較例A1〜A4の光触媒材料を、それぞれフッ酸溶液中で加熱し全溶解して溶解液を作製した。そして、ICP発光分析装置((株)島津製作所製、型番:ICPS−7500)を使用して各溶解液から抽出した抽出液を分析し、光触媒材料中の銅元素量及びチタン元素等を定量した。
その結果、各光触媒材料において仕込み量通りの銅元素量が確認された。
実施例A1〜A6及び比較例A1〜A4の光触媒材料の結晶相を、粉末X線回折法により同定した。測定装置としてPANalytical社製「X’pertPRO」を用い、銅ターゲットを用い、Cu−Kα1線を用いて、管電圧45kV、管電流40mA、測定範囲2θ=30〜40deg、サンプリング幅0.0167deg、走査速度3.3deg/minの条件でX線回折測定を行った。Cu4(OH)6SO4における33.6°付近の回折ピークのピーク強度aとルチル型酸化チタンにおける36.2°付近の回折ピークのピーク強度cの比をピーク強度比A(A=a/c)として算出した。CuOの38.8°付近の回折ピークのピーク強度bとルチル型酸化チタンにおける36.2°付近の回折ピークのピーク強度cの比をピーク強度比B(B=b/c)として算出した。さらに、Cu4(OH)6SO4における33.6°付近の回折ピークのピーク強度aとCuOの38.8°付近の回折ピークのピーク強度bの比(a/b)を算出した。図4に実施例A3の光触媒材料のX線回折パターンを例示する。
以下の手順で、実施例A1〜A6及び比較例A1〜A4の光触媒材料のスラリーを作製し、スラリーの色彩値(L*、a*、b*)を測定した。
100mLの蓋付きポリエステル容器に、光触媒材料粉末を2.5g、水を22.5g、カオーセラ2000(花王(株)製、商品名、分散剤)を0.05g、及びφ3mmのジルコニアボールを25g投入した後、蓋付きポリエステル容器を70r/minの速度で30分間、一軸回転させ、スラリーを作製した。
得られたスラリーをプラスチック製の両面透明セル(40×1×50mm)に入れて、色彩値(明度;L*、色相、彩度を表す色座標(色度);a*、b*)を、分光測色計「CM−3700d」(コニカミノルタ(株)製)を用いて、標準光源:D65、測定径:φ25.4mm、及びdi:8°の条件で測定した。
総固形分量に対して、実施例1の光触媒材料が5.0質量%、シリコーン樹脂が32.1質量%、顔料組成物が50.0質量%、任意成分として、つや消し材が5.6質量%と、タルクが7.3質量%となるように、各材料をイオン交換水に分散して、実施例B1の光触媒コーティング組成物を作製した。このコーティング組成物の固形分濃度は45.5質量%であった。
総固形分量に対して、実施例A2の光触媒材料が5.0質量%、シリコーン樹脂が19.3質量%、フッ素樹脂が12.8質量%、顔料組成物が50.0質量%、任意成分として、つや消し材が5.6質量%とタルクが7.3質量%となるように、各材料をイオン交換水に分散して、実施例B2の光触媒コーティング組成物を作製した。このコーティング組成物の固形分濃度は45.5質量%であった。
実施例A2の光触媒材料を用いる代わりに実施例A3の光触媒材料を用いる以外は実施例B2と同様の操作を行なって、実施例B3の光触媒コーティング組成物を作製した。
実施例A2の光触媒材料を用いる代わりに実施例A4の光触媒材料を用いる以外は実施例B2と同様の操作を行なって、実施例B4の光触媒コーティング組成物を作製した。
実施例A2の光触媒材料を用いる代わりに実施例A5の光触媒材料を用いる以外は実施例B2と同様の操作を行なって、実施例B5の光触媒コーティング組成物を作製した。
実施例A2の光触媒材料を用いる代わりに実施例A6の光触媒材料を用いる以外は実施例B2と同様の操作を行なって、実施例B6の光触媒コーティング組成物を作製した。
実施例A1の光触媒材料を用いる代わりに比較例A1の光触媒材料を用いる以外は実施例B1と同様の操作を行なって、比較例B1の光触媒コーティング組成物を作製した。
実施例A2の光触媒材料を用いる代わりに比較例A2の光触媒材料を用いる以外は実施例B2と同様の操作を行なって、比較例B2の光触媒コーティング組成物を作製した。
実施例A1の光触媒材料を用いる代わりに比較例A3の光触媒材料を用いる以外は実施例B1と同様の操作を行なって、比較例B3の光触媒コーティング組成物を作製した。
実施例A1の光触媒材料を用いる代わりに比較例A4の光触媒材料を用いる以外は実施例B1と同様の操作を行なって、比較例B4の光触媒コーティング組成物を作製した。
石膏ボードGB−R(JIS A 6901/100mm×100mm×12.5mmT)の表面に、密着を得るために、水系下塗塗料を、塗着量100g/m2となるように、ローラーを用いて塗装し、1日常温で養生した。次いで、実施例B1〜B6並びに比較例B1〜B4の各コーティング組成物を、塗着量を110g/m2・回として、ローラーを用いて2回塗装した。その際の塗装間隔は4時間とし、2回目の塗装を終了した後に常温で1日養生した光触媒塗装体1〜10を後述する耐光性評価に用いた。
あらかじめ洗浄したソーダガラス板(50mm×50mm×2mmT)の表面に、実施例B1〜B6及び比較例B1〜B4の各コーティング組成物を、塗着量220g/m2となるように、エアースプレーで塗装した。塗装後、常温で1週間以上養生した光触媒塗装体11〜20を後述する抗菌性評価に用いた。
上記光触媒塗装体11〜20を後述する抗ウイルス性評価にも用いた。
(耐光性評価)
気温30℃、相対湿度90%RHに制御した環境試験室内で、20Wの白色蛍光灯(東芝ライテック(株)製、「ネオライン」FL20S・W)を光源として、照度7000ルクスで10日間、光照射した。なお、照度は照度計:(株)トプコン製、IM−5を用いて測定した。光照射前後における光触媒塗装体1〜10の表面の外観変化を評価した。
JIS R1752に準拠して、黄色ブドウ球菌を用いて抗菌試験を実施した。20Wの白色蛍光灯(東芝ライテック(株)製、「ネオライン」FL20S・W)を光源として用い、紫外線カットフィルター(日東樹脂工業(株)製、N−113)を通して、400nm以上の可視光を、照度1000ルクスで照射した。なお、照度は照度計:(株)トプコン製、IM−5を用いて測定した。可視光の照射時間を4時間として、明所の抗菌活性値RA−1000と光照射による効果ΔRを下式により算出した。
TBA−1000:光照射後の塗装体11〜20あたりの生菌数(cfu)
UBA−1000:光照射後のコントロールあたりの生菌数(cfu)
コントロールは抗菌加工が成されていないソーダガラスとした
TBD:4時間暗所に保管後の塗装体11〜20あたりの生菌数(cfu)
UBD:4時間暗所に保管後のコントロールあたりの生菌数(cfu)
コントロールは抗菌加工が成されていないソーダガラスとした。
JIS R 1756(2013)に従って、バクテリオファージQβを用いて、抗ウイルス試験を実施した。20Wの白色蛍光灯(東芝ライテック(株)製、「ネオライン」FL20S・W)を光源として用い、紫外線カットフィルター(日東樹脂工業(株)製、N−113)を通して、400nm以上の可視光を、照度1000ルクスで照射した。なお、照度は照度計:(株)トプコン製、IM−5を用いて測定した。可視光の照射時間を4時間として、明所の抗ウイルス活性値VA−1000と暗所の抗ウイルス活性値VD、及び、光照射による効果ΔVを下式により算出した。
TVA−1000:光照射後の塗装体11〜20あたりのバクテリオファージ感染価(pfu)
UVA−1000:光照射後のコントロールあたりのバクテリオファージ感染価(pfu)
コントロールは抗ウイルス加工が成されていないソーダガラスとした
TVD:4時間暗所に保管後の塗装体6〜10あたりのバクテリオファージ感染価(pfu)
UVD:4時間暗所に保管後のコントロールあたりのバクテリオファージ感染価(pfu)
コントロールは抗菌加工が成されていないソーダガラスとした
上記の耐光性、抗菌性、及び抗ウイルス性の評価結果は表2及び表3に示される通りであった。
Cu元素、S元素、O元素を含んでなる異方性粒子と酸化チタンを含んでなる実施例A1〜A6の光触媒材料を用いて作製した光触媒コーティング組成物(塗装体:実施例B1〜B6)は、前記異方性粒子を含まない比較例A1〜A4の光触媒材料で作製した光触媒コーティング組成物(塗装体:比較例B1〜B4)と比較して、優れた耐光性を有していることがわかった。
Claims (17)
- Cu元素、S元素、O元素を含んでなる異方性粒子と、光半導性の無機酸化物粒子とを含んでなり、前記異方性粒子は、複数の直線的な筋状の段差または溝が平行に並んでおり、結晶相としてCu 4 (OH) 6 SO 4 を含んでなる、光触媒材料。
- 前記異方性粒子には、Cu元素が局所的に高濃度に分布している領域が複数存在する、請求項1に記載の光触媒材料
- 結晶相としてCuOをさらに含んでなる、請求項2に記載の光触媒材料。
- 光半導性の無機酸化物粒子が、酸化チタンである、請求項3に記載の光触媒材料。
- 酸化チタンがルチル型を含む、請求項4に記載の光触媒材料。
- 前記光触媒材料をX線回折測定したときの前記CuOの2θ=38.8°±1°における回折ピークのピーク強度に対する前記Cu4(OH)6SO4の2θ=33.6°±1°における回折ピークのピーク強度の強度比が1.5〜200である請求項3〜5のいずれか1項に記載の光触媒材料。
- 前記光触媒材料をX線回折測定したときのルチル型酸化チタンの2θ=36.2°±1°における回折ピークのピーク強度に対する前記Cu4(OH)6SO4の2θ=33.6°±1°における回折ピークのピーク強度の強度比が0.03〜2.00である請求項5に記載の光触媒材料。
- 前記光触媒材料をX線回折測定したときのルチル型酸化チタンの2θ=36.2°±1°における回折ピークのピーク強度に対する前記CuOの2θ=38.8°±1°における回折ピークのピーク強度の強度比が0.008〜0.020である請求項5に記載の光触媒材料。
- 10質量%の濃度で水に分散させたときのスラリーのJIS Z8701におけるL*a*b*表示系のL*値が76〜95であり、a*値が−13.0〜−2.0であり、b*値が4.0〜11.0である請求項1〜8のいずれか1項に記載の光触媒材料。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の光触媒材料の製造方法であって、
2価銅化合物と光半導性の無機酸化物粒子とを含有する懸濁液を水熱処理する工程、及び
前記水熱処理した懸濁液の固形分を焼成する工程を含む光触媒材料の製造方法。 - 前記水熱処理する工程の前に、熟成処理する工程を含む請求項10に記載の製造方法。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の光触媒材料を含有する抗ウイルス剤。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の光触媒材料を含有する抗菌剤。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の光触媒材料と、バインダーと、分散媒とを含有してなる、光触媒コーティング組成物。
- 前記バインダーが、樹脂の分散体の形態で組成物中に存在してなるものである、請求項14に記載の光触媒コーティング組成物。
- 前記分散媒が水性媒体である、請求項14または15に記載の光触媒コーティング組成物。
- 請求項14〜16のいずれか1項に記載の光触媒コーティング組成物の硬化体の光触媒塗装体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017002757A JP6485464B2 (ja) | 2017-01-11 | 2017-01-11 | 光触媒材料、光触媒材料の製造方法、抗ウイルス剤、抗菌剤、光触媒コーティング組成物、及び光触媒塗装体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017002757A JP6485464B2 (ja) | 2017-01-11 | 2017-01-11 | 光触媒材料、光触媒材料の製造方法、抗ウイルス剤、抗菌剤、光触媒コーティング組成物、及び光触媒塗装体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018111063A JP2018111063A (ja) | 2018-07-19 |
JP6485464B2 true JP6485464B2 (ja) | 2019-03-20 |
Family
ID=62911593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017002757A Active JP6485464B2 (ja) | 2017-01-11 | 2017-01-11 | 光触媒材料、光触媒材料の製造方法、抗ウイルス剤、抗菌剤、光触媒コーティング組成物、及び光触媒塗装体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6485464B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114271292B (zh) * | 2020-09-27 | 2023-09-01 | 苏州森锋医疗器械有限公司 | 一种消毒剂及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2899744B2 (ja) * | 1995-03-01 | 1999-06-02 | 日本インシュレーション株式会社 | 光触媒材料及びその製造方法 |
JP4817596B2 (ja) * | 2003-05-20 | 2011-11-16 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 光触媒組成物、それから形成される光触媒体 |
JP5641499B2 (ja) * | 2009-12-24 | 2014-12-17 | 三菱化学株式会社 | 光触媒を用いた光水分解反応用電極 |
EP2727649A4 (en) * | 2011-12-22 | 2014-10-08 | Showa Denko Kk | COPPER AND TITANIUM COMPOSITION AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
JP2015059089A (ja) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | 昭和電工株式会社 | 抗ウイルス性組成物、その製造方法およびウイルス不活性化方法 |
JP2015205254A (ja) * | 2014-04-22 | 2015-11-19 | 昭和電工株式会社 | 光触媒組成物、抗ウイルス剤及び抗菌剤 |
-
2017
- 2017-01-11 JP JP2017002757A patent/JP6485464B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018111063A (ja) | 2018-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5331270B1 (ja) | 銅及びチタン含有組成物並びにその製造方法 | |
JP7140974B2 (ja) | 複合顔料及びその製造方法、それを含む塗料組成物並びに塗膜 | |
WO2015125367A1 (ja) | 抗ウイルス性組成物、抗ウイルス剤、光触媒およびウイルス不活性化方法 | |
JP2014118358A (ja) | 抗菌抗ウイルス性組成物及びその製造方法 | |
JP6145758B2 (ja) | 抗ウイルス性樹脂組成物及び抗ウイルス性部材 | |
US11597657B2 (en) | Nitrogen-doped TiO2 nanoparticles and the use thereof in photocatalysis | |
JP6866596B2 (ja) | 光触媒塗装体 | |
JP5136519B2 (ja) | 二酸化チタン粒子とその製造方法 | |
KR20140043158A (ko) | 수계 분산액과 그것을 사용한 도료, 광촉매막 및 제품 | |
CN104998664B (zh) | 光触媒组合物及含有该光触媒组合物的光触媒涂料组合物 | |
AU2009202340A1 (en) | Zirconium oxalate sol | |
JP2015059089A (ja) | 抗ウイルス性組成物、その製造方法およびウイルス不活性化方法 | |
JP5136395B2 (ja) | 二酸化チタン顔料とその製造方法 | |
JP6368926B2 (ja) | 光触媒コーティング組成物 | |
EP2726557B1 (en) | Surface treatment agent with high photocatalytic and sanitary effects | |
JP2015226858A (ja) | 光触媒性コーティング組成物 | |
JP6485464B2 (ja) | 光触媒材料、光触媒材料の製造方法、抗ウイルス剤、抗菌剤、光触媒コーティング組成物、及び光触媒塗装体 | |
JP2015205254A (ja) | 光触媒組成物、抗ウイルス剤及び抗菌剤 | |
JP2015150476A (ja) | 酸化チタンとCuOとを含有する光触媒組成物 | |
WO2022014631A1 (ja) | 複合酸化物セラミックス、機能性材料、及び物品 | |
JP7533710B2 (ja) | セルフクリーニング剤 | |
WO2022210031A1 (ja) | 硫化ビスマス粒子及びその製造方法並びにその用途 | |
JP6936450B2 (ja) | 光触媒、及びその製造方法、部材、並びに装置 | |
JP2023006883A (ja) | 銅担持酸化チタンスラリー、銅担持酸化チタンスラリーの製造方法および塗料組成物の製造方法 | |
JP2022134668A (ja) | 光触媒コーティング剤および光触媒コーティング剤の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20180703 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180703 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180807 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20180807 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20180827 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181002 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181129 |
|
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: 20190122 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190204 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6485464 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |