JPH08266902A - 光触媒を用いた環境浄化材料およびその組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 有毒ガス、雑菌、有機物などの汚染物質を分
解し、清浄化することのでき、暗所でも一旦蓄えた光を
受けて分解性能を持続でき、且つより一層向上させた光
触媒を用いた環境浄化材料およびその組成物を提供す
る。 【構成】 光反応性半導体、担体、ならびに蓄光顔料か
らなる環境浄化材料組成物、およびその顆粒体。光反応
性半導体、担体、ならびに蓄光顔料からなる成分を基材
上に塗工、または内添してなる光触媒を用いた環境浄化
材料。さらに、光反応性半導体および蓄光顔料を活性炭
素繊維シートに塗工または内添してなる環境浄化材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有毒ガス、雑菌、有機
物などの汚染物質を分解し、清浄化することのできる光
触媒を用いた環境浄化材料（以下、環境浄化材料と略
す）およびその組成物に関し、さらに詳しくは、暗所で
も一旦蓄えた光を受けて分解性能を持続でき、より一層
向上させた光触媒を用いた環境浄化材料およびその組成
物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の地球環境の悪化に伴い、社会問題
としてクローズアップされ、その関心はますます高まる
ばかりである。都市や公園の緑地化、オフィースや家庭
内への観葉植物設置など、快適な生活環境を創るため種
々行われている。しかし、氾濫する自動車による排気ガ
ス、家庭からの生活廃水や汚水、喫煙によるタバコの煙
など、環境に与える問題は大きく、清浄化のための要求
が日増しに大きくなってきている。

【０００３】特に、臭気に関しては身近な問題として捕
えられ、種々の方法が講じられている。例えば、ロー
ズ、スズラン、ジャスミンなどの強い芳香により不快臭
を感じさせなくするマスキング法、人工酵素を用いて悪
臭分子を分解するバイオミメティク法、アミン類を酸で
中和、硫化水素をアルカリで中和するなど非常に早い化
学反応を利用して悪臭分子を他の物質に変える化学的方
法、微生物・酵素により腐敗菌を殺し、悪臭物質の発生
を抑制または分解する生物的方法、多孔質体に悪臭分子
を吸着する物理的方法などが挙げられ、これら各種の方
法の内でも、物理的方法が一般に普及している。

【０００４】上記物理的方法としては、ミクロポアを内
部に有する粉末、粒状の活性炭を用いた各種形状の製品
が広く利用されている。さらに、粉末、粒状の活性炭か
ら炭素繊維を原料とした繊維状活性炭が開発され、繊維
状の特徴からシート、成形体、静電植毛などに加工する
ことができ、浄水器用、脱臭設備の脱臭用シート、空調
設備の脱臭用ハニカムフィルターなどに利用されてい
る。

【０００５】繊維状活性炭を用いた従来技術としては、
例えば、特開昭５６−２４１５１号公報が挙げられる。
同公報では、活性炭繊維と熱溶融性合成樹脂繊維とを混
紡または混合した後、加熱して、両者を融着もしくは接
着一体化させた吸着材を開示し、空気の脱臭および浄
化、気相からの溶剤の回収および溶剤の濃縮などの用途
が記載されている。

【０００６】しかしながら、吸着能の高い活性炭繊維で
構成された吸着材を用いたとしても吸着能力には限度が
あり、限度まで達した吸着材を再活性化させるには再生
処理をするか、新たに吸着材を用意する必要があり、簡
便、且つ安価なものが要望されていた。しかも、悪臭を
吸着するのみであり、悪臭を分解、除去できることが最
も理想とされるものであった。

【０００７】近年、光触媒 （photocatalyst）と称さ
れ、酸化チタンに代表される半導体粉末を利用した光触
媒反応の応用研究が盛んに行われてきている。酸化チタ
ンは、紫外線を照射すると光化学反応を起こし、水を分
解する性質がある。また、水の他に各種有機物を分解す
る働きがあり、多くの分野にわたってその応用がなされ
ている。特許面においても多数の先行技術を見ることが
できる。

【０００８】例えば、空気中の低濃度窒素酸化物の除去
方法として、特公平２−６２２９７号公報には、空気中
の低濃度窒素酸化物を３００ｎｍ以上の人工光あるいは
太陽光を照射した二酸化チタン−活性炭混合物によって
除去する方法が開示されている。

【０００９】また、有害物質除去方法として、特開平４
−２５６７５５号公報には、光反応性半導体を担持させ
た粒状パルプからなる光反応性有害物質除去材に紫外線
照射することで、悪臭物質、刺激臭物質、園芸作物成長
促進成分などの有害物質を除去する方法が開示されてい
る。

【００１０】さらに、光分解方法として、特開平６−２
３３９２９号公報には、太陽光を長波長帯域と短波長帯
域とに分光し、光触媒を分散した溶液に短波長帯域の光
を照射し、光化学反応により生成物、例えば、水から水
素と酸素、ＣＯ₂ 水溶液からＣＨ₃ＯＨとＣＨ₄を分解す
る方法が開示されている。

【００１１】上記に例示したように、二酸化チタンなど
の光触媒（光反応性半導体）に、光源として、人工光や
太陽光、紫外線、あるいは短波長帯域の光など、特定の
光を照射することで有害物質除去を狙っている。

【００１２】一方、光触媒を用いた具体的形態として、
特開平１−１５６５７６号公報には、酸化物系の微粉末
脱臭剤を含有したシート状の不織布が開示されている。
そのシート状の不織布は、微粉末脱臭剤の一部をエッチ
ングにより露出させた繊維で、各繊維が機械的または化
学的に結合されているものである。

【００１３】特開平６−３２７９３９号公報には、オゾ
ン脱臭用触媒およびその製造方法としてシート状体のオ
ゾン脱臭用触媒が開示されている。該触媒は、セラミッ
ク繊維、二酸化チタン、無機質結合剤、粘土および二酸
化マンガンを含むシート状体の該触媒からなるものであ
る。

【００１４】特開平６−３３５６１４号公報には、シー
ト状吸着材、その製造方法および用途として消臭用シー
ト状吸着材が開示されている。シート状吸着材は、二酸
化珪素、チタンなどの四価金属の水不溶性リン酸塩およ
び亜鉛などの二価金属の水酸化物を含有する吸着性組成
物をシート基材に担持させたものである。

【００１５】また、特開平３−２３３１００号公報に
は、自動車道トンネル用換気設備として電気集じん機と
有毒ガス除去装置を備えたものが開示されている。該換
気設備の有害ガス除去装置は、二酸化チタンと活性炭と
の混合物と波長３００ｎｍ以上の光を照射する光源とか
らなり、円筒ケーシングの内周面に光源を配し、その中
心軸に沿ってガラス管からなる反応管が配置され、該ガ
ラス管の外周面に接着剤を介して二酸化チタンと活性炭
を付着させた構成である。

【００１６】上記のとおり、具体的な形態としても各種
例示することができる。しかし、これら開示された従来
の技術においては、有害物質除去のための更なる向上策
について記載されておらず、有害物質の除去率を向上さ
せ、且つ効率的に除去できるものが望まれていた。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、悪臭
や細菌などの有害物質を光で分解して除去することがで
き、暗所でも一旦蓄えた光を受けて分解性能を持続で
き、且つより一層向上させた環境浄化材料およびその組
成物を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
の結果、酸素酸塩系または硫化物系蓄光顔料を使用する
ことにより、上記課題を達成しうることを見出した。

【００１９】本発明の光触媒を用いた環境浄化材料組成
物は、光反応性半導体、担体、ならびに蓄光顔料からな
ることを特徴とするものである。

【００２０】本発明において、蓄光顔料として酸素酸塩
系蓄光顔料、硫化物質系蓄光顔料から選ばれる１種以上
の該蓄光顔料であることが好ましい。

【００２１】酸素酸塩系蓄光顔料として、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄
／Ｍｎ、ＣａＳｉＯ₃／Ｐｂ／Ｍｎ、ＢａＳｉ₂Ｏ₅／Ｐ
ｂ、Ｃａ₃（Ｐｂ₄）₂／Ｃｅ、Ｃａ₃（Ｐｂ₄）₂／Ｃｅ／
Ｍｎ、ＢａＳＯ₄／Ｐｂから選ばれる１種以上であるこ
とが好ましい。

【００２２】硫化物系蓄光顔料として、ＣａＳ／Ｂｉま
たは（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ／Ｂｉである硫化カルシウム系蓄
光顔料、あるいは、ＺｎＳ／Ｃｕまたは（Ｚｎ，Ｃｄ）
Ｓ／Ｃｕである硫化亜鉛系蓄光顔料から選ばれる１種以
上であることが好ましい。

【００２３】本発明において、環境浄化材料組成物が、
凝集化してなる顆粒体であることを特徴とする。

【００２４】また、本発明の光触媒を用いた環境浄化材
料は、光反応性半導体、担体、ならびに蓄光顔料を基材
上に塗工または基材に内添してなることを特徴とするも
のである。

【００２５】さらに、本発明の光触媒を用いた環境浄化
材料は、活性炭素繊維を主体とするシートに、光反応性
半導体および蓄光顔料を塗工または内添してなることを
特徴とするものである。

【００２６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
光触媒を用いた環境浄化材料組成物は、主として光反応
性半導体、担体、ならびに蓄光顔料の３成分からなるも
のであり、光反応性半導体と担体による有害物質除去機
能に対し、第３成分として蓄光顔料を付加させること
で、より一層の有害物質除去効果を発揮させようとする
ものである。太陽光や蛍光灯などの光源によって励起さ
れた蓄光顔料は、可視領域を含む特定波長域で発光する
ことができる。特定波長、特に紫外領域に発光波長があ
る蓄光顔料は、その発光によって光反応性半導体が励起
されることになる。光反応性半導体の励起状態は、太陽
光や蛍光灯などの光源自体および蓄光顔料による発光と
の複合作用によって一層高くなると推定される。

【００２７】この推定のもとに種々検討し、光反応性半
導体と担体に、蓄光顔料を組合わせた環境浄化材料組成
物は、目的とする有害物質除去に極めて効果的であるこ
とがわかり、本発明に至ったのである。

【００２８】本発明に用いられる蓄光顔料としては、酸
素酸塩系蓄光顔料または硫化物系蓄光顔料が挙げられ、
これらを単独または併用することができる。

【００２９】酸素酸塩系蓄光顔料としては、例えば、Ｃ
ａＳｉＯ₃／Ｐｂ／Ｍｎ、ＢａＳｉ₂Ｏ₅、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄
／Ｍｎ、（Ｚｎ，Ｂｅ）₂ＳｉＯ₄／Ｍｎ、Ｃａ₃（Ｐ
Ｏ₄）₂／Ｃｅ、Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂／Ｃｅ／Ｍｎ、３Ｃａ₃
（ＰＯ₄）₂／Ｃａ（Ｆ，Ｃｌ）₂／Ｓｂ／Ｍｎ、ＣｄＢ₂
Ｏ₅／Ｍｎ、ＢａＳＯ₄／Ｐｂ、４Ｍｇ（Ｏ，Ｆ₂）／Ｇ
ｅＯ₂／Ｍｎなどが挙げられる。

【００３０】硫化物系蓄光顔料としては、例えば、Ｃａ
Ｓ／Ｚｎ、ＳｒＳ／Ｓｍ／Ｃｅ、ＺｎＯ／Ｚｎ、ｈｅｘ
−ＺｎＳ／Ａｇ、ｈｅｘ−ＺｎＳ／Ｃｕ、（Ｚｎ，Ｃ
ｄ）Ｓ／Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ／Ｃｕ、ｈｅｘ−Ｚｎ
Ｓ／Ｃｕ／Ｃｏ、ｃｕｂ−ＺｎＳ／Ｍｎなどが挙げられ
る。

【００３１】また、酸素酸塩系蓄光顔料の内でも、Ｃａ
ＳｉＯ₃／Ｐｂ／Ｍｎ、ＢａＳｉ₂Ｏ₅／Ｐｂ、Ｃａ₃（Ｐ
ｂ₄）₂／Ｃｅ、Ｃａ₃（Ｐｂ₄）₂／Ｃｅ／Ｍｎ、ＢａＳ
Ｏ₄／Ｐｂが特に好ましい。

【００３２】硫化物系蓄光顔料の内でも、硫化カルシウ
ム系蓄光顔料として、ＣａＳ／Ｂｉまたは（Ｃａ，Ｓ
ｒ）Ｓ／Ｂｉ、硫化亜鉛系蓄光顔料として、ＺｎＳ／Ｃ
ｕまたは（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ／Ｃｕが特に好ましい。

【００３３】さらに、アルミナ酸化物系蓄光顔料とし
て、根本特殊化学社製の商品名「Ｎ夜光」もまた好まし
い蓄光顔料として利用できる。

【００３４】上記蓄光顔料の形態は、粒子状であり、そ
の粒子径は０．５〜３０μｍであり、使用に当っては１
〜２０μｍが好ましい。

【００３５】本発明において、主体となる光反応性半導
体は、特定波長の光を照射した時に光化学反応を起す光
触媒としての作用を有する半導体であり、電子の充満し
た価電子帯、空の伝導帯、およびこれらを隔てる禁制帯
で表されるエネルギー構造をもつ。禁制帯以上のエネル
ギーをもつ光が吸収されると、価電子帯の電子が伝導帯
に励起する。この光励起に伴い、価電子帯には正孔、す
なわち電子の空席が残る。半導体表面において、励起電
子と正孔が気相や液相中の成分をそれぞれ還元、酸化す
るもので、この化学反応を利用して有害物質を除去する
ことができる。

【００３６】光反応性半導体の形態としては、粒子状の
ものが好ましく、これら粒子は比表面積が１０〜５００
m²/gのものを適宜選択して用いられる。

【００３７】このような光反応性半導体としては、特開
平２−２７３５１４号公報に開示しているものを挙げる
ことができ、酸化亜鉛、三酸化タングステン、酸化チタ
ン、酸化セリウム、酸化第二鉄などの金属酸化物が好ま
しく、これらの内で、酸化チタンが優れた脱臭特性を有
することから好ましい。

【００３８】酸化チタンとしては、二酸化チタンのほ
か、含水酸化チタン、水和酸化チタン、メタチタン酸、
オルトチタン酸、水酸化チタンなどが挙げられる。ま
た、その結晶型については、特に制限するものではな
い。

【００３９】酸化チタンとしては、比表面積が５０〜４
００m²/gの範囲にあるものが好ましい。さらに、酸化チ
タンの表面には、白金、金、銀、銅、パラジウム、ロジ
ウム、ルテニウムなどの金属、酸化ルテニウム、酸化ニ
ッケルなどの金属酸化物を被覆して用いることも何等限
定するものではない。

【００４０】本発明に用いられる担体は、光反応性半導
体を担持させる役目を持つものである。光反応性半導体
は、光触媒作用により悪臭などの有害物質を除外できる
反面、該光反応性半導体と接触する樹脂系バインダーな
どの有機成分を劣化、変色させるという短所も併せ持っ
ている。担体に対して、光反応性半導体を担持させた場
合、樹脂系バインダーや基材などと直接的な接触を緩和
させることができ、成形体である環境浄化材料の劣化、
変色防止に大いに効果を発揮する。

【００４１】さらに、担体自体が悪臭物質に対する吸着
能を有するものであれば、最良である。このような吸着
能を有する担体を用いた場合には、悪臭物質を担体によ
って吸着させ、続いて光反応性半導体の光触媒作用によ
り分解、除去することができる。この吸着、分解という
段階的な有害物質の除去方法は、非常に効率的である。
また、触媒作用を有する担体も好ましく用いることがで
きる。

【００４２】具体的には、吸着能を有するものとして、
活性炭粉末、活性炭繊維、ゼオライトなど、触媒作用を
有するものとして、三二酸化鉄などの鉄系金属化合物が
挙げられる。その他に、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、
酸化アルミニウム、シリカ、シリカ−アルミナ−酸化亜
鉛複合物、複合フィロ珪酸塩、シリカ−酸化亜鉛複合
物、あるいはそれらの混合物などが挙げられる。

【００４３】上記担体の形態としては、粒子状、ペレッ
ト状、錠剤型形状、繊維状などが挙げられ、粒子状、繊
維状が光反応性半導体を担持する上で好ましい。

【００４４】粒子状の担体は、比表面積が５０〜２００
０m²/gの担体を適宜選択して用いることができる。活性
炭の場合は、比表面積５００〜１５００m²/gのものが好
ましい。

【００４５】以上、本発明の環境浄化材料組成物を構成
する各素材について、個々に説明してきたが、該組成物
としては、それぞれの素材の有する形態、性質によって
適宜変えればよい。簡便な方法としては、混合である
が、粉末状の混合物そのものを環境浄化材料として利用
することは取扱いにくい面もある。粉末状の混合物を、
取扱いやすい大きさに凝集化させ、顆粒状、ペレット
状、錠剤型形状などに成形することで該組成物自体で利
用しやすくできる。

【００４６】また、素材表面への被覆方法としては、例
えば、蓄光顔料または担体、あるいは両方の表面に、光
反応性半導体を被覆することで環境浄化材料組成物とす
ることも、さらには凝集化して環境浄化材料組成物とす
ることもでき、これらの方法による形態として利用して
もよい。

【００４７】上記環境浄化材料組成物は、該組成物自体
を適当な容器に収容し、解放状態で利用したり、通気性
を有する各種基材中に封入して利用することも可能であ
る。この場合、環境浄化材料組成物が光源により如何に
照射されやすくできるかであり、表面積を大きくするに
他ならない。

【００４８】本発明において、環境浄化材料組成物を構
成する担体の配合量は、光反応性半導体１００重量部に
対して、５０〜５００重量部、好ましくは１００〜３０
０重量部である。ここで、５０重量部未満では、光反応
性半導体の担持能力に不足し、担体使用に伴う上述の効
果を十分に発現することができない。また、５００重量
部を超えて多いと光反応性半導体の担持能力は大きい
が、光反応性半導体表面の担体被覆部分が増大し、光触
媒能が低下するので好ましくない。

【００４９】蓄光顔料の配合量は、光反応性半導体１０
０重量部に対して、２５〜３００重量部、好ましくは５
０〜１５０重量部である。ここで、２５重量部未満で
は、光反応性半導体に対する励起状態としては不足し、
３００重量部を超えて多いと光反応性半導体に対して過
剰の励起状態となり非効率である。

【００５０】次に、本発明の環境浄化材料については、
環境浄化材料組成物を上述した混合あるいは被覆などの
方法で使用し、基材に塗工または内添することで環境浄
化材料としての形態としたものである。

【００５１】本発明において、基材の特性としては、有
害物質を通過させるための通気性、光反応性半導体を活
性化させるための光透過性を有することである。このよ
うな基材の形状としては、布帛状、不織布状あるいは多
孔質フィルム状のものなどが挙げられるが、目付け、通
気性を制御しやすく、加工性にも優れている点から不織
布状のものが特に好ましい。

【００５２】多孔質フィルムとしては、特開昭５０−７
４６６７号公報に記載されているように、ポリオレフィ
ン樹脂に酸、アルカリまたは水で溶出可能な無機充填剤
とノニオン界面活性剤を混合し、フィルム状に形成後、
延伸し、次いで前記無機充填剤を酸などで溶出させて製
造したもの、特開昭５７−４７３３４号公報に記載され
ているように、高密度ポリオレフィン樹脂に充填剤と液
状ゴムを配合してなる組成物を溶融成形して得たフィル
ムを延伸して製造したもの、など適宜利用することがで
きる。

【００５３】また、不織布は、金属繊維、ガラス繊維、
アルミナ繊維、チラノ繊維などの無機繊維、アラミド繊
維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリエーテルイ
ミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール繊維
など、ポリマー自体が高い難燃性を有する有機系エンプ
ラ繊維などの他に、汎用有機ポリマーに難燃剤を練り込
んだ、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、アクリ
ル繊維、ビニロン繊維などの繊維を使用し、各種方法に
よって製造したものである。

【００５４】特に、上記不織布を構成する繊維が、担体
としての活性炭素繊維であり、これを主体とする活性炭
素繊維シートである場合、光反応性半導体および蓄光顔
料を該シート上に塗工、あるいはシートに内添した環境
浄化材料の形態は、該反応性半導体および蓄光顔料を担
持しやすく、有害物質除去効率を高めることができるた
め好ましい形態といえる。

【００５５】活性炭素繊維は、通常繊維径２〜３０μ
ｍ、繊維長さ０．５〜１０ｍｍ、細孔直径８〜２０オン
グストロームの微細孔を有し、比表面積５００〜２５０
０ｍ²／ｇのものであり、レーヨン系、ポリアクリロニ
トリル系、フェノール樹脂系、石炭ピッチ系、石油ピッ
チ系などが挙げられ、何等限定するものではない。

【００５６】これら繊維を用いた不織布の製法について
は特に制限はなく、目的・用途に応じて、乾式法、湿式
抄造法、メルトブローン法、スパンボンド法などで得ら
れたウェブをウォータージェット法、ニードルパンチ
法、ステッチボンド法などの物理的方法、サーマルボン
ド法などによる熱による接着方法、レジンボンド法など
による接着剤による方法で強度を発現させる方法を適宜
組み合わせて製造することができる。

【００５７】本発明における環境浄化材料は、光反応性
半導体、担体、蓄光顔料を基材に応じた種々の方法によ
り塗工または内添させることができる。不織布を基材と
して用いた場合でも、多種多様な不織布を利用できるこ
とから、使用する不織布の目付けも特に制限はなく、通
気性、光透過性を考慮して選択することができ、一般的
には、２０〜２００g/m²が好ましい範囲である。

【００５８】上記基材に、本発明の環境浄化材料組成物
を塗工する場合、該組成物と熱可塑性樹脂の水性エマル
ジョンを混合して塗工、熱溶融させた熱可塑性樹脂中に
該組成物を添加して練り混み、基材に熱融着させて塗工
するなど基材に応じて種々変えることができる。

【００５９】基材中に内添する場合は、基材の製造時に
基材の素材と共に環境浄化材料組成物を添加して製造す
ることで環境浄化材料を製造することができる。

【００６０】また、２層以上の基材を用い、一方の基材
に環境浄化材料組成物を介在させた後、加熱ロールを用
いて全面を熱圧着させる方法、エンボスロールを用いて
部分的に熱圧着させる方法、高温の大気中で処理する方
法などがあり、これらを単独あるいは組合わせて環境浄
化材料を作製することもできる。

【００６１】さらに、基材上に環境浄化材料組成物を積
載し、前記の方法で基材に接着させて該組成物を固定化
した環境浄化材料とした後、該環境浄化材料同士、ある
いは該環境浄化材料と基材を少なくとも１層以上積層す
るか、いずれかの方法によって積層した後、熱圧着によ
り一体化する方法が挙げられる。また、積層したもの
を、ニードルパンチ、ウォータージェット、ステッチボ
ンド、レジンボンド法などで一体化することも好ましい
方法である。

【００６２】本発明に用いる熱可塑性樹脂としては、具
体的には、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂またはこの変
性ポリマー、エチレンアクリレート共重合樹脂、アイオ
ノマー樹脂、ポリアミド、ナイロン樹脂、ポリエステ
ル、ポリプロピレン、酢酸ビニル共重合体系、セルロー
ス誘導体系、ポリメチルメタクリレート系、ポリビニル
エーテル系、ポリウレタン系、ポリカーボネイト系の樹
脂などが挙げられる。

【００６３】熱可塑性樹脂の使用量は、環境浄化材料組
成物の総重量１００重量部に対し、熱可塑性樹脂は１〜
３０重量部が好ましく、さらに好ましくは２〜２０重量
部である。この範囲で用いることで、基材に固定された
光反応性半導体、担体、ならびに蓄光顔料からなる該組
成物の脱落を抑制することができる。

【００６４】

【作用】本発明の光触媒を用いた環境浄化材料は、有害
ガス、雑菌、有機物などの有害物質を光反応性半導体に
より太陽光、蛍光灯などの光で分解し、清浄化すること
ができる。特に、環境浄化材料組成物を構成する素材と
して特定の蓄光顔料を含有させることによって、暗所で
も一旦蓄えた光を受けて分解性能を持続でき、且つ分解
性能をより一層向上させた環境浄化材料、またはその組
成物とすることができる。

【００６５】蓄光顔料は、太陽光や蛍光灯などの光源に
よって励起され、可視領域を含む特定波長域で発光可能
である。特定波長、特に紫外領域に発光波長を有する蓄
光顔料は、その発光によって光反応性半導体が励起され
ることになる。光反応性半導体の励起状態は、太陽光や
蛍光灯などの光源自体および蓄光顔料による発光との複
合作用によって一層高くなると推定される。

【００６６】その結果、本発明の環境浄化材料およびそ
の組成物は、より一層向上した有害物質除去の分解性能
を有することができる。

【００６７】

【実施例】以下、実施例によりさらに本発明を詳細に説
明するが、無論これらに限定されるものではない。ま
た、本文中に記載される％は何れも重量％である。な
お、環境浄化材料組成物を単に浄化組成物と略す。

【００６８】実施例１ ＜浄化組成物顆粒体の作製＞光反応性半導体として二酸
化チタン粉末（日本アエロジル社製、Ｐ２５Ｓ６）１０
０部および担体として平均粒径５μｍの活性炭粉末（武
田薬品工業社製）２００部を円筒型混合機を用いて２時
間均一になるまで混合した。続いて、熱可塑性樹脂とし
て酢酸ビニル樹脂粉末８０部を投入し、１時間混合して
後、さらにＣａＳｉＯ₃ ／Ｐｂ／Ｍｎからなる橙色の酸
素酸塩系蓄光顔料５０部を投入して２時間均一になるま
で混合した。その後、７０℃にて２分間熱処理して浄化
組成物からなる顆粒体粉末を得た。

【００６９】実施例２ ＜浄化組成物分散液の調製＞光反応性半導体として二酸
化チタン粉末（日本アエロジル社製；Ｐ２５Ｓ６）１０
０部および担体として平均粒径５μｍの活性炭粉末（武
田薬品工業社製）１００部を水中に投入し、撹拌機を用
いて均一になるまで分散して後、硫酸アルミニウム２部
添加し、該酸化チタンと活性炭とを凝集化させて分散液
とした。続いて、該分散液中にＺｎ₂ＳｉＯ₄／Ｍｎから
なる黄緑色の酸素酸塩系蓄光顔料５０部を投入し、均一
になるまで十分撹拌して浄化組成物分散液を調製した。

【００７０】＜環境浄化材料用基材の作製＞ポリエステ
ル繊維（旭化成社製；ビサイロン、繊度０．１５デニー
ル、繊維長７．５ｍｍ）、アラミド繊維（デュポン社
製；ノーメックス、繊度２デニール、繊維長１５ｍｍを
配合比率４０／６０とし、これをノニオン系界面活性剤
３％と共に水中に投入し、パルパーにて繊維の束がなく
なるまで強撹拌を行った。次いで、水を加えて希釈後、
アジテーターにて緩やかに撹拌しながら高分子ポリアク
リルアミド０．１％溶液を添加し、増粘させ、撹拌を継
続して水性スラリーとし、湿式抄造法により円網抄紙機
を用いて乾燥重量５０g/m²の環境浄化材料用基材を製造
した。

【００７１】該ウェブを１００メッシュのステンレスワ
イヤーからなる多孔質支持体上に載置し、ウェブ上より
水流を噴射し、繊維の交絡を行った。交絡には、ノズル
を装着した２つのノズルヘッドを用い、表裏各１回の交
絡を行った。交絡後、１００℃のエアードライヤーで乾
燥し、環境浄化材料用基材を得た。なお、ノズルヘッド
は、第１ヘッドのノズルとして、径１２０μｍ、間隔
１．２ｍｍの２列で水圧１００kg/cm²、第２ヘッドのノ
ズルとして、径１００μｍ、間隔０．６ｍｍの１列で水
圧１２５kg/cm²からなる２つのヘッドを用いた。

【００７２】＜環境浄化材料の作製＞上記の環境浄化材
料用基材上に、調製した浄化組成物分散液にバインダー
として塩化ビニリデン系ラテックスを混合し、これを１
５g/m²となるように積載して実施例２の環境浄化材料を
作製した。

【００７３】実施例３ ＜浄化組成物分散液の調製＞光反応性半導体として含水
酸化チタン（石原産業社製；ＳＴ−３１）１００部およ
び担体として平均粒径５μｍの活性炭粉末（武田薬品工
業社製）１００部を水中に投入し、撹拌機を用いて均一
になるまで分散して後、硫酸アルミニウム２部添加し、
該酸化チタンと活性炭とを凝集化させて分散液とした。
続いて、該分散液中に平均粒径２１μｍのＺｎＳ／Ｃｕ
からなる淡黄色の硫化亜鉛系蓄光顔料５０部を投入し、
均一になるまで十分撹拌して浄化組成物分散液を調製し
た。

【００７４】＜環境浄化材料の作製＞実施例２で作製し
た環境浄化材料用基材上に、上記浄化組成物分散液にバ
インダーとして塩化ビニリデン系ラテックスを混合し、
これを２０g/m²となるように積載して実施例３の環境浄
化材料を作製した。

【００７５】実施例４ 実施例３で作製した浄化組成物分散液を厚さ２０μｍの
ポリエステルフィルム上に、１５g/m²となるように積載
して実施例４の環境浄化材料を作製した。

【００７６】実施例５ ＜環境浄化材料の作製＞ポリエステル繊維（旭化成社
製；ビサイロン、繊度０．１５デニール、繊維長７．５
ｍｍ）３０重量％、アラミド繊維（デュポン社製；ノー
メックス、繊度２デニール、繊維長５ｍｍ）２０重量
％、芯鞘型熱融着ポリエステル繊維（ユニチカ製；メル
ティ＃４０８０、繊度２デニール、繊維長５ｍｍ）３９
重量％、微細セルロース（ダイセル化学工業社製、セリ
ッシュＫＹ−１００Ｓ）１重量％をノニオン系界面活性
剤３％と共に水中に投入し、パルパーにて繊維の束がな
くなるまで強撹拌を行った。次いで、水を加えて希釈
後、実施例２で調製した浄化組成物分散液を該繊維配合
分に対して１０重量％に相当する量を加え、アジテータ
ーにて緩やかに撹拌しながら高分子ポリアクリルアミド
０．１％溶液を添加し、増粘させ、撹拌を継続して水性
スラリーとし、湿式抄造法により円網抄紙機を用いて製
造し、１１０℃で乾燥して乾燥重量６０g/m²の環境浄化
材料を得た。

【００７７】実施例６ ＜浄化組成物分散液の調製＞光反応性半導体として含水
酸化チタン（石原産業社製；ＳＴ−３１）１００部およ
び担体として平均粒径５μｍの活性炭粉末（武田薬品工
業社製）１００部を水中に投入し、撹拌機を用いて均一
になるまで分散して後、硫酸アルミニウム２部添加し、
均一になるまで十分撹拌して該酸化チタンと活性炭とを
凝集化させ、浄化組成物分散液を調製した。

【００７８】＜活性炭素繊維シートの作製＞活性炭素繊
維（平均繊維径１５μｍ、繊維長８ｍｍ、比表面積１０
００m²/g）および繊維径３．９μｍ、繊維長７．５ｍｍ
のポリエステル繊維を配合比率４０／６０とし、これを
ノニオン系界面活性剤３％と共に水中に投入し、パルパ
ーにて繊維の束がなくなるまで強撹拌を行った。次い
で、水を加えて希釈後、アジテーターにて緩やかに撹拌
しながら高分子ポリアクリルアミド０．１％溶液を添加
し、増粘させ、撹拌を継続して水性スラリーとし、湿式
抄造法により円網抄紙機を用いて乾燥重量５０g/m²の活
性炭素繊維シートを製造した。該活性炭素繊維シートを
１００メッシュのステンレスワイヤーからなる多孔質支
持体上に載置し、ウェブ上より水流を噴射し、繊維の交
絡を行った。交絡には、ノズルを装着した２つのノズル
ヘッドを用い、表裏各１回の交絡を行った。交絡後、１
００℃のエアードライヤーで乾燥し、活性炭素繊維シー
トを得た。なお、ノズルヘッドは、第１ヘッドのノズル
として、径１２０μｍ、間隔１．２ｍｍの２列で水圧１
００kg/cm²、第２ヘッドのノズルとして、径１００μ
ｍ、間隔０．６ｍｍの１列で水圧１２５kg/cm²からなる
２つのヘッドを用いた。

【００７９】＜環境浄化材料の作製＞上記により作製し
た活性炭素繊維シート上に、上記浄化組成物分散液にバ
インダーとして塩化ビニリデン系ラテックスを混合し、
これを１０g/m²となるように積載して実施例６の環境浄
化材料を作製した。

【００８０】比較例１ 実施例２の浄化組成物分散液の調製において、酸素酸塩
系蓄光顔料を使用しなかった以外は実施例２と同様にし
て比較例１の環境浄化材料を作製した。

【００８１】比較例２ 実施例５で用いた浄化組成物分散液中の酸素酸塩系蓄光
顔料を使用しなかった以外は実施例５と同様にして比較
例２の環境浄化材料を作製した。

【００８２】＜環境浄化材料の性能評価＞上記実施例１
〜６および比較例１〜２で製造した環境浄化材料につい
て、下記性能試験に従って評価し、その結果をまとめて
下記表１に示した。

【００８３】＜脱臭性＞環境浄化材料を１０ｃｍ×２０
ｃｍの大きさにトリミングし、６Ｗのブラックランプを
備えた５．６リットルの密閉容器の底部においた。この
容器中に煙草の臭いの主成分とされている飽和−アセト
アルデヒドを４ｍｌ注入し（濃度約５００ｐｐｍ）、環
境浄化材料の上方約２０ｃｍから６Ｗのブラックランプ
で環境浄化材料に紫外線光を照射した。１５分後のアセ
トアルデヒド濃度をガスクロマトグラフィーで定量し
た。さらに、未照射の状態で、同量の飽和−アセトアル
デヒド４ｍｌを注入し、１５分後のアセトアルデヒド濃
度をガスクロマトグラフィーで定量する操作を行った。
この操作を２〜３回繰返した。但し、未照射の段階で、
アセトアルデヒド濃度の低下が見られない場合は、飽和
−アセトアルデヒドの追加を行わなかった。なお、実施
例１による浄化組成物の顆粒体は、上記と同一の密閉容
器底部に１ｇの量を均一になるように広げて行った。

【００８４】

【表１】

【００８５】上記表１から、蓄光顔料を構成成分とする
本発明の顆粒体または環境浄化材料は、紫外線光を照射
後、いずれも優れた脱臭効果を示した。その後、同量の
飽和−アセトアルデヒドを注入し、紫外線光未照射、且
つ同一の条件でアセトアルデヒドの定量をした場合、本
発明では、蓄光顔料が光反応性半導体に作用して脱臭効
果が発揮された。２回目、３回目も同様の操作を行った
が、いずれも良好な結果であった。

【００８６】一方、比較例の環境浄化材料は、紫外線光
を照射後、一応の脱臭効果があった。しかし、その後に
同量の飽和−アセトアルデヒドを注入し、紫外線光未照
射、且つ同一の条件でアセトアルデヒドの定量をした場
合、脱臭効果がなかった。このため、２回目では、飽和
−アセトアルデヒドを注入せず、紫外線光を照射して
後、アセトアルデヒドの定量を行った。照射による脱臭
効果はみられた。続いて、同量の飽和−アセトアルデヒ
ドを注入し、紫外線光未照射、且つ同一条件でアセトア
ルデヒドの定量を行ったが、１回目と同様、脱臭しなか
った。３回目も同様の操作を繰返したが、同様の結果で
あった。

【００８７】以上の結果から、本発明の顆粒体および環
境浄化材料は、暗所でも予め光を蓄えた蓄光顔料が光反
応性半導体に作用し、脱臭効果を持続することができる
ため、比較例の環境浄化材料とは異なり、極めて顕著な
差があった。

【００８８】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の光触媒を用いた
環境浄化材料およびその組成物は、光反応性半導体、担
体、ならびに蓄光顔料を構成成分とするものであり、該
蓄光顔料に与えられた光で励起され、発光した光を光反
応性半導体に作用することによって優れた分解性能を有
することができる。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光反応性半導体、担体、ならびに蓄光顔
   料からなる光触媒を用いた環境浄化材料組成物。
2. 【請求項２】 蓄光顔料が、酸素酸塩系蓄光顔料、硫化
   物質系蓄光顔料から選ばれる１種以上の該蓄光顔料であ
   ることを特徴とする請求項１記載の光触媒を用いた環境
   浄化材料組成物。
3. 【請求項３】 酸素酸塩系蓄光顔料が、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄／
   Ｍｎ、ＣａＳｉＯ₃ ／Ｐｂ／Ｍｎ、ＢａＳｉ₂Ｏ₅／Ｐ
   ｂ、Ｃａ₃（Ｐｂ₄）₂／Ｃｅ、Ｃａ₃（Ｐｂ₄）₂／Ｃｅ／
   Ｍｎ、ＢａＳＯ₄ ／Ｐｂから選ばれる１種以上であるこ
   とを特徴とする請求項２記載の光触媒を用いた環境浄化
   材料組成物。
4. 【請求項４】 硫化物系蓄光顔料が、ＣａＳ／Ｂｉまた
   は（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ／Ｂｉである硫化カルシウム系蓄光
   顔料、あるいは、ＺｎＳ／Ｃｕまたは（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ
   ／Ｃｕである硫化亜鉛系蓄光顔料から選ばれる１種以上
   の該硫化物系蓄光顔料であることを特徴とする請求項２
   記載の光触媒を用いた環境浄化材料組成物。
5. 【請求項５】 前記請求項１記載の環境浄化材料組成物
   を凝集化してなる顆粒体。
6. 【請求項６】 光反応性半導体、担体、ならびに蓄光顔
   料を基材上に塗工または基材に内添してなる光触媒を用
   いた環境浄化材料。
7. 【請求項７】 活性炭素繊維を主体とするシートに、光
   反応性半導体および蓄光顔料を塗工または内添してなる
   光触媒を用いた環境浄化材料。