JPH081010A - 貼付用光触媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 表面に存在する酸化物半導体微粒子層と、中
間に存在する接着層と、裏面に存在する剥離層とを有す
るか、表面の酸化物半導体微粒子層と、その内側の金属
基体層と、その内側の接着層と、裏面の剥離層とを有す
るか、表面の酸化物半導体微粒子層と、その内側の金属
層と、その内側の基体層と、その内側の接着層と、裏面
の剥離層とを有するか、又は表面の酸化物半導体微粒子
層と、その内側の接着層と、その内側の基体層と、その
内側の接着層と、裏面の剥離層とを有する貼付用光触媒
体。 【効果】 本発明による光触媒体は貼付可能な接着面を
持ち、剥離層を剥がして貼付することにより、既に建築
された建造物の内外の壁、天井、その他製造後の装置に
も、光触媒機能を必要とする面に処理すること無く容易
に取り付けることが可能で殺菌、脱臭機能を付加するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光触媒効果を利用して殺
菌や防臭、防汚を行う光触媒体に関するものであり、詳
しくは貼付可能な光触媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】酸化チタンや酸化亜鉛は半導体であるの
で、光触媒活性を示す光触媒体としての応用が報告され
ている。この光触媒活性とは、酸化物半導体微粒子がそ
のバンドギャップ以上のエネルギーを持つ光（一般に紫
外線）を吸収して励起され、発生した電子及び正孔がそ
の粒子表面に吸着している物質と電子授受を行うことに
よりその吸着物質を酸化、あるいは還元して分解させる
活性である。この光触媒活性が生じるためには、酸化物
粒子と酸化、還元される物質（分子）とが直接に接触
し、さらに紫外線が照射されなければならない。

【０００３】酸化物半導体からなる光触媒体を気体中に
浮遊する細菌や、悪臭を発するガスを分解する目的に利
用して殺菌、防臭、防汚などを実施する試みが報告され
ている。しかしこの場合には活性の高い酸化物半導体微
粒子を基板上に固定し、その表面に光を照射する必要が
ある。光触媒活性を有する半導体微粒子を基板表面に固
定する方法として半導体酸化物微粒子を塗料に添加して
塗膜化する方法が考えられるが、酸化物微粒子表面が樹
脂で覆われるために光触媒活性は失われる。酸化チタン
ではゾルゲル法による半導体微粒子の膜の製造方法が提
案されているが、ゾルゲル法はその製造工程において加
熱する必要があるため、酸化チタンを成膜する基体が制
限され、また使用可能な場所も限定される。更に、スパ
ッタや蒸着によって成膜するためには真空又は減圧が必
要である。従って、現在使用中の壁や天井に光触媒活性
を有する半導体微粒子をゾルゲル法、スパッタ、蒸着に
よって固定することはできない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】光触媒活性を有する酸
化物半導体微粒子を、現在使用している建築物の壁や天
井、器具等に装着してその光触媒効果を利用するために
は、上記したように半導体酸化物微粒子を塗料に添加し
て塗膜化する方法も考えられるが、上記したようにその
場合には酸化物微粒子表面が樹脂で覆われるために光触
媒活性は失われることになる。それで光触媒活性を有す
る酸化物半導体微粒子を表面に固定している紙、フィル
ム、シート、プレート等を準備し、それを建築物の壁や
天井、器具等に貼付て用いることが考えられる。

【０００５】本発明の目的は、大きな光触媒活性を有す
る酸化物半導体微粒子層が表面に存在しており、例えば
紙、フィルム、シート、プレート等の基体の表面に強固
に固定されており、建築物の壁や天井、器具等に容易に
貼付可能な構造となっており、即ち、単に剥離層（剥離
紙）を剥すだけで簡単且つ容易に貼付することができる
構造となっており、かつ安価に製造できる貼付用光触媒
体を提供し、このような貼付用光触媒体よって、建築物
の内外壁、天井、脱臭器、空気清浄器、殺菌器を始めと
する広い用途範囲で光触媒活性による殺菌、脱臭、防汚
を可能にすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記目的を
達成するために種々検討の結果、酸化物半導体微粒子
層、接着層（もしくは両面接着テープからなる層）、剥
離層（剥離紙層）を有する構造とすることにより、これ
まで光触媒体を取り付けることが不可能であった場所、
面にも貼付可能な光触媒体が作成できることを見い出
し、本発明を完成させた。

【０００７】即ち、本発明の貼付用光触媒体の第一の態
様は、基本的には、表面に存在する酸化物半導体微粒子
層と、中間に存在する接着層と、裏面に存在する剥離層
とを有することを特徴とする。このような態様の貼付用
光触媒体は、例えば図１に示すように、両面テープ２の
片面に剥離紙３を残したままで他方の面に酸化物半導体
微粒子を振かけて圧着し、余分の酸化物半導体微粒子を
取り除いて酸化物半導体微粒子層１とすることによって
製造することができ、又は剥離層３の一方の表面に接着
剤を塗布して接着層４を形成し、その接着層の上に酸化
物半導体微粒子を振かけて圧着し、余分の酸化物半導体
微粒子を取り除いて酸化物半導体微粒子層１とすること
によって製造することができる。本発明において「接着
層」とは各種の接着剤の他、両面接着テープをも包含す
る。また、本発明において「剥離層」とは、剥離、除去
して接着面の露出を可能とする層であり、具体的には
紙、フィルムなどを指すが、剥離が可能なものであれば
この限りではない。これらの製造法で得られた貼付用光
触媒体は柔軟性に優れているので、その剥離層を取り除
いた後に、湾曲のある表面、凹凸のある表面等にも自由
に貼付することができる。

【０００８】本発明の貼付用光触媒体の第二の態様は、
表面に存在する酸化物半導体微粒子層と、その内側に存
在する金属基体層と、その内側に存在する接着層と、裏
面に存在する剥離層とを有することを特徴とする。この
ような態様の貼付用光触媒体は、例えば、図２に示すよ
うに、金属基体５の一方の表面を陽極酸化処理して金属
基体層の表面に金属酸化物の微粒子からなる金属酸化物
の被膜（酸化物半導体微粒子層１）を設け、例えば金属
亜鉛の基体又は金属亜鉛を主成分とする基体の表面を陽
極酸化処理して表面に酸化亜鉛微粒子からなる酸化亜鉛
の被膜を設け、他方の面に接着剤を塗布して接着層４を
設けるか、又は両面テープ２を付着させ、更にその接着
層４又は両面テープ２の上に剥離層３を設けることによ
って得られる。

【０００９】本発明において「金属」とは、金属、合金
もしくは表面に鍍金が施された金属も含み、これを酸化
することによってその金属基体層の上の表面層として酸
化物半導体微粒子層が得られればよい。具体的には、チ
タン、亜鉛、錫、鉄などが挙げられる。とりわけ亜鉛は
陽極酸化が容易でかつこの方法により高い光触媒能を持
つ膜が得られている。さらに溶融亜鉛鍍金したトタン板
は容易に入手可能である上安価である。また、本発明に
おいて「金属基体」とは、例えば「金属亜鉛の基体又は
金属亜鉛を主成分とする基体」で説明すると、亜鉛板、
亜鉛製網状体、亜鉛箔、亜鉛線、亜鉛を主成分とする亜
鉛合金板、亜鉛合金製の網状体、箔、線等である。上記
のような「金属亜鉛の基体又は金属亜鉛を主成分とする
基体」の陽極酸化の条件は亜鉛の陽極酸化に従来から一
般に用いられている条件で良い。亜鉛の表面又は亜鉛を
含む表面を陽極酸化処理すると、その表面から亜鉛の一
部が溶出し、その溶出した亜鉛が酸化亜鉛の微粒子とな
ってその表面に析出し、酸化亜鉛被膜を形成する。陽極
酸化によって得られた酸化亜鉛は一般的には０．２μｍ
以下、特に０．１μｍ以下の微粒子であり、即ち紫外線
が効率良く照射される粒径を有しており、また比表面積
が大きい。さらに分解対象の分子、細菌の出入りが可能
である構造を有しているため被処理ガスの吸着量が大き
い。

【００１０】本発明の貼付用光触媒体の形状として板
状、箔状、テープ状が考えられるが、接着する面の形状
により任意の形状にすることができる。また、「接着
層」とは各種の接着剤の他、両面接着テープの一面を陽
極酸化板裏面に貼付、テープのもう一方の面を接着面と
してもよい。これらの製造法で得られた貼付用光触媒体
は金属基体の厚さに依存する柔軟性、剛性等に従って適
した用途に用いることができる。特に金属基体の厚さを
１ｍｍ以下にすることにより、タイルなど焼結板とは異
なり平面以外の面にも貼付できるように切断、曲げ等の
加工をすることが可能となり、また重さも制限すること
ができる。

【００１１】本発明の貼付用光触媒体の第三の態様は、
表面に存在する酸化物半導体微粒子層と、その内側に存
在する金属層と、その内側に存在する基体層と、その内
側に存在する接着層と、裏面に存在する剥離層とを有す
ることを特徴とする。このような態様の貼付用光触媒体
は、例えば、図３に示すように、基体６の表面に金属の
層７、例えば金属亜鉛の層又は金属亜鉛を主成分とする
層を設け、該層の表面を陽極酸化処理して、表面に酸化
亜鉛微粒子からなる酸化亜鉛の被膜（酸化物半導体微粒
子層１）を設け、基体の他方の面に接着剤を塗布して接
着層４を設けるか、又は両面テープ２を付着させ、更に
その接着層４又は両面テープ２の上に剥離層３を設ける
ことによって得られる。

【００１２】上記の態様において「金属層」とは、種々
の形状の金属、絶縁物、炭素繊維等の基体表面にメッキ
法、蒸着法、溶射法、スパッタ法等によって形成される
金属被膜層、例えば亜鉛被膜層又は亜鉛を主成分とする
（亜鉛合金からなる）被膜層である。更に基体として樹
脂、ガラス、布、フィルム等の絶縁物を用い、その上に
物理的、化学的に金属亜鉛被膜を施して固定することが
可能である。ここで述べる物理的、化学的に金属亜鉛被
膜又は亜鉛を主成分とする被膜を施す方法として、蒸着
法、スパッタ法、溶射法、無電解メッキ法などが挙げら
れる。例えば、亜鉛を溶射することによって亜鉛金属層
を設け、これを陽極酸化してもよい。

【００１３】これらの製造法で得られた貼付用光触媒体
は基体の柔軟性、可撓性、剛性、強度等の性質に応じて
適した用途に用いることができる。

【００１４】本発明の貼付用光触媒体の第四の態様は、
表面に存在する酸化物半導体微粒子層と、その内側に存
在する接着層と、その内側に存在する基体層と、その内
側に存在する接着層と、裏面に存在する剥離層とを有す
ることを特徴とする。このような態様の貼付用光触媒体
は、例えば、図４に示すように、基体６の両面にそれぞ
れ接着剤を塗布して接着層４を設けるか、又は両面テー
プ２を付着させ、更にその片側の接着層４又は両面テー
プ２の上に剥離層３を設け、反対側の接着層４又は両面
テープ２の上に酸化物半導体微粒子を振かけて圧着し、
余分の酸化物半導体微粒子を取り除いて酸化物半導体微
粒子層１とすることによって得られる。これらの製造法
で得られた貼付用光触媒体は基体の柔軟性、可撓性、剛
性、強度等の性質に応じて適した用途に用いることがで
きる。

【００１５】

【実施例】

実施例１ 脱脂洗浄した亜鉛箔（１０ｃｍ×１０ｃｍ、厚さ０．１
ｍｍ、裏面はビニールテープで被覆）を電解溶液（水酸
化ナトリウム２０ｇ、硝酸ナトリウム１０ｇ、水１リッ
トル）中に入れてこれを陽極とし、陰極としてステンレ
ス板（１０ｃｍ×１０ｃｍ）を使用し、両電極間の距離
を１０ｃｍとし、直流電圧１０Ｖを１０分間印荷して陽
極酸化した。その後これを洗浄、乾燥して酸化亜鉛被膜
付箔を得た。この酸化亜鉛被膜付箔のＸ線回折ならびに
透過電子顕微鏡観察で微粒子（平均粒径５０ｎｍ未満）
の酸化亜鉛が析出していることが確認された。また被膜
の厚さは約３μｍであった。

【００１６】この酸化亜鉛被膜付箔の裏面のビニールテ
ープを剥離した後、この面に剥離紙付きの両面接着テー
プを貼り合せた。従って、この光触媒体は、酸化物半導
体微粒子層、金属基体層、両面テープ層（接着層）、剥
離層からなっている。この光触媒体は薄い箔で構成され
ているため曲げることが可能で、半径１ｃｍの弧にして
も酸化物被膜の剥離はなかった。

【００１７】実施例２ 鉄板に溶融亜鉛メッキを施した板（１０ｃｍ×１０ｃ
ｍ、厚さ０．３ｍｍ、裏面はビニールテープで被覆）を
用い、これを電解溶液（水酸化ナトリウム８ｇ、炭酸ナ
トリウム１７ｇ、水１リットル）中に入れてこれを陽極
とし、陰極としてステンレス板（１０ｃｍ×１０ｃｍ）
を使用し、両電極間の距離を１０ｃｍとし、直流電圧２
０Ｖを２０分間印荷して陽極酸化した。その後これを洗
浄、乾燥して酸化亜鉛被膜付板とした。この酸化亜鉛被
膜付板の裏面のビニールテープを剥離した後、この面に
アクリル系粘着剤塗布して接着層を施し、さらに乾燥後
シリコーン膜付の剥離用フィルムを貼り合わせた。この
板は剥離用フィルムを剥がした後、平面に容易に且つ強
固に接着することができた。

【００１８】実施例３ 木綿布（１０ｃｍ×１０ｃｍ）に金属亜鉛粉末（平均粒
径６５μｍ）をアルゴン溶射して表面に金属亜鉛被膜を
施した。被膜の厚さは約０．５ｍｍであった。この溶射
によっても木綿布に焼け等の損傷は認められなかった。
この金属亜鉛被膜付木綿布、実施例１で用いた電解溶液
及びステンレス陰極板を用い、両電極間の距離を１０ｃ
ｍとし、直流電圧１０Ｖで５分間印加して陽極酸化し
た。この酸化亜鉛被膜付木綿布の裏面にアクリル系粘着
剤を塗布した後乾燥させ、シリコーン膜付の剥離用フィ
ルムを貼り合わせた。この板は剥離用フィルムを剥がし
た後、平面に容易に且つ強固に接着することができた。

【００１９】実施例４ 実施例１で作成された酸化亜鉛被膜付箔を用いて光触媒
能を測定した。光触媒能の測定は円柱状のガラス容器
（容積１０リットル）の内部側面に酸化亜鉛被膜付箔
（１０ｃｍ×１０ｃｍ、６枚）を貼り、平面ガラスによ
って蓋をしてガラス容器内を密封系とし、ここに分解さ
せる被処理ガスを封入した。そしてガラス外側上部から
紫外線（ブラックライト１０Ｗ×５灯）を照射して被処
理ガスの分解量をガスクロマトグラフで測定した。ここ
で被処理ガスはアセトアルデヒドを用いたが、これは細
菌や有機物の分解能力指標として一般に用いられるもの
である。従ってここで得られた結果は殺菌能力や防臭能
力に相当する。アセトアルデヒドガスを容器中で５０ｐ
ｐｍになるように注入した後紫外線照射を開始したとこ
ろ２０分後に１ｐｐｍまで減少させることができ、光触
媒により分解されていることを確認した。

【００２０】実施例５ 片面剥離紙付の両面接着テープ（１１ｃｍ×１１ｃｍ）
の接着層の露出した面に酸化亜鉛粉末（一次粒子径０．
２μｍ）を圧着した。圧着によって約０．７ｇの酸化亜
鉛が両面テープ上に付着し、その後の落脱はほとんど無
かった。

【００２１】この酸化亜鉛粉末付テープ（１１ｃｍ×１
１ｃｍ）の剥離用フィルムを剥がした後、実施例４と同
様にしてガラス容器の内壁曲面に６枚接着した。このガ
ラス容器の上にガラス板を置いて密閉し、アセトアルデ
ヒドガスを５０ｐｐｍになるように注入した。これに実
施例４に示した条件で紫外線照射を開始したところ、１
００分後に１ｐｐｍまで減少させることができ、光触媒
により分解されていることを確認した。

【００２２】

【発明の効果】本発明による光触媒体は、緻密で強固な
膜が固定され、さらに貼付可能な接着面を持ち、剥離層
を剥がして貼付することにより、既に建築された建造物
の内外の壁、天井、その他製造後の装置にも、光触媒機
能を必要とする面に処理すること無く容易に取り付ける
ことが可能で殺菌、脱臭機能を付加することができる。
さらにこれまで成膜が困難であった建築物内外、脱臭
器、空気清浄器、殺菌器を始めとする装置にも容易に取
り付けが可能となる。特に金属板の厚さを１ｍｍ以下に
することにより、タイルなど焼結板とは異なり平面以外
の面に対しても自由に切断、曲げ等の加工が可能とな
る。また、本発明による陽極酸化した金属板は長期間の
使用による汚れ等により光触媒活性が劣化した場合に
は、剥がすことが可能なため、新しいものと交換するこ
とができる利点も持つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例５で得た光触媒体の断面図

【図２】本発明の実施例１で得た光触媒体の断面図

【図３】本発明の実施例３で得た光触媒体の断面図

【図４】本発明のその他の実施態様の光触媒体の断面図

【符号の説明】

１ 酸化物半導体微粒子層 ２ 両面接着テープ層 ３ 剥離層 ４ 接着層 ５ 金属基体層 ６ 基体層 ７ 金属層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 23/14 Ｍ 23/745 Ｃ２５Ｄ 11/02 11/34 ３０３ (72)発明者 山口 靖英 埼玉県上尾市原市1333−２ 三井金属鉱業 株式会社総合研究所内 (72)発明者 藤嶋 昭 神奈川県川崎市中原区中丸子710番地５ (72)発明者 橋本 和仁 神奈川県横浜市栄区小菅ケ谷町2000番地の 10 南小菅ケ谷住宅２棟506

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に存在する酸化物半導体微粒子層
   と、中間に存在する接着層と、裏面に存在する剥離層と
   を有することを特徴とする貼付用光触媒体。
2. 【請求項２】 表面に存在する酸化物半導体微粒子層
   と、その内側に存在する金属基体層と、その内側に存在
   する接着層と、裏面に存在する剥離層とを有することを
   特徴とする貼付用光触媒体。
3. 【請求項３】 表面に存在する酸化物半導体微粒子層
   と、その内側に存在する金属層と、その内側に存在する
   基体層と、その内側に存在する接着層と、裏面に存在す
   る剥離層とを有することを特徴とする貼付用光触媒体。
4. 【請求項４】 表面に存在する酸化物半導体微粒子層
   と、その内側に存在する接着層と、その内側に存在する
   基体層と、その内側に存在する接着層と、裏面に存在す
   る剥離層とを有することを特徴とする貼付用光触媒体。
5. 【請求項５】 金属が亜鉛である請求項２又は３記載の
   光触媒体。
6. 【請求項６】 金属層の厚さが１ミリメートル以下であ
   る請求項２、３又は５記載の光触媒体。