JPH09947A

JPH09947A - 光触媒繊維及びその製造法

Info

Publication number: JPH09947A
Application number: JP7176934A
Authority: JP
Inventors: Toru Takemura; 徹武村; Jun Kamo; 純加茂; Michiharu Uenishi; 理玄上西
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1997-01-07

Abstract

(57)【要約】【目的】光触媒の利用効率を向上させた光触媒繊維を
提供する。【構成】漏光部を有する光学繊維に光触媒が担持され
てなる光触媒繊維、及び、予め漏光部を形成した光学繊
維に光触媒を固着させるか、或いは光学繊維に光触媒を
固着させた後漏光部を形成して光触媒繊維を製造する方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光での化学反応及び分
解に用いる光触媒繊維及びその製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、酸化チタンを光触媒として水
を光分解することは、「ホンダ・フジシマ効果」として
公知であり、その応用として、タイル面やガラス面に酸
化チタンを塗布し、水と光の存在下で菌や付着汚れを分
解させる抗菌性タイル、汚れの消えるガラスが開発され
ている。また、水の浄化として、例えば特開平４−２４
４２９号公報では、二酸化チタン粉末を光触媒として用
い廃水中の有機物質を接触酸化分解することも知られ、
光での化学反応及び分解の利用は、従来より種々行われ
ている。

【０００３】しかしながら、光は、その特性の直進性か
ら光の照射されない部分が生じ易く、特に光触媒との組
み合わせにおいては、触媒効率の低いことが大きな欠点
になっている。また、光触媒が粉末であるときは、粉末
触媒の回収に多大なエネルギーを要する等の問題があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、光が届き難
いところでも、光触媒作用を発揮させるべく検討の結果
なされたもので、本発明の目的は、光触媒の利用効率を
向上させた光触媒繊維を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、漏光部
を有する光学繊維に光触媒が担持されてなる光触媒繊
維、及び、予め漏光部を形成した光学繊維に光触媒を固
着させるか、或いは光学繊維に光触媒を固着させた後漏
光部を形成することからなる光触媒繊維の製造法にあ
る。

【０００６】本発明の光触媒繊維において、基体繊維と
しての光学繊維は、異なる屈折率の組み合わせ構造を有
し、繊維内部を光が透過する光学繊維で、石英で代表さ
れる無機系光学繊維、アクリル樹脂、ポリスチレン樹
脂、ポリカーボネート樹脂、非晶質ポリオレフィン樹
脂、シリコン樹脂等の有機系光学繊維が挙げられる。

【０００７】本発明の光触媒繊維においては、光触媒を
担持する光学繊維は、漏光部を有することが必要であ
り、繊維表面に傷を付けて漏光部を形成する、繊維を曲
げて繊維表面に漏光部を形成する等の方法によって繊維
表面に多数の漏光部が形成されている。

【０００８】かかる漏光部を有する光学繊維に担持され
る光触媒としては、例えば二酸化チタン、酸化亜鉛、三
酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸
化セリウム、二酸化珪素等の金属酸化物や硫化亜鉛、硫
化銅、硫化カドミウム等の金属硫化物が挙げられる。

【０００９】本発明の光触媒繊維は、基体繊維が光学繊
維であることから、可撓性を有し、金属製の不透明な容
器内部、また、光が通り難い、濃く着色した液体或いは
濁った液体中でも、また加圧の条件下でも、外部から光
触媒繊維内に光を通して、光触媒作用により化学反応及
び分解を行わせる。例えば本発明の光触媒繊維を用いる
ならば、水底のヘドロの分解もできる。

【００１０】また、光触媒繊維は、複数本がそのままの
状態或いは束ねられた若しくは並べられた形態であって
もよいが、触媒面積を広くする点からは、光の入射部分
が束状若しくはテープ状の形態で、各繊維の漏光部が拘
束を受けない状態で用いることが好ましい。

【００１１】本発明の光触媒繊維は、太陽光、紫外線等
の光反応に用いる光を漏光部より取り出し、本来直進性
の光が当たらない或いは当てることが困難な対象まで光
を当てることができ、また、光触媒性能として、繊維状
を呈することから触媒として活性な面積が広く、触媒存
在部分に光が当たることから光触媒の利用効率が高く、
さらに、繊維としての可撓性を有することから、広い対
象に適用できる。

【００１２】本発明の光触媒繊維は、以下のような方法
にて製造される。（１）光学繊維表面に光触媒を分散させた接着性を有す
る液体を塗布し、固着させる方法。より詳しく述べる
と、エポキシ樹脂、アクリル樹脂若しくはスチレン樹脂
等を有機溶媒に溶解した樹脂液、シランカップリング剤
液、水ガラス等に光触媒粉末を分散させた液体を光学繊
維表面に塗布し、重合硬化または液体を加熱して蒸発さ
せ固着させる。重合硬化は、加熱反応により、また紫外
線等活性エネルギーの照射により行うことができる。

【００１３】（２）光学繊維表面に光触媒の水分散液を
塗布し、固着させる方法。より詳しく述べると、光触媒
粉末を水に分散させた光触媒水分散液を光学繊維表面に
塗布し、加熱乾燥により水を蒸発させて固着させる。光
触媒水分散液としては、市販の二酸化チタンゾル液、酸
化ジルコニウムゾル液等を用いることができる。

【００１４】（３）光学繊維表面に有機金属化合物の部
分加水分解物を塗布し、次いで該加水分解物を縮合さ
せ、生成する光触媒を固着させる方法。より詳しく述べ
ると、有機金属化合物としては、チタンテトライソプロ
ポキシド、タングステン酸アンモニウムパラ五水和物、
五塩化ニオブ、チタンテトラメトキシド、チタンテトラ
エトキシド等が挙げられ、部分加水分解及び縮合反応
は、２５〜８００℃程度の範囲での加熱により行うこと
が望ましい。

【００１５】（４）光学繊維表面に気相蒸着法により光
触媒を堆積させ固着させる方法。より詳しく述べると、
スパッタリング法、イオンプレーティング法等の気相蒸
着法により、光触媒を光学繊維表面に堆積させ固着させ
る。スパッタリング法、イオンプレーティング法を用い
る場合は、ターゲットとして光触媒作用を有する化合物
は純度９５％以上の高純度化合物を用いることが望まし
く、純度が低いと、堆積物が光触媒作用を発現しにく
い。市販のターゲット材料としては、二酸化チタン、三
酸化タングステン、酸化セリウム、硫化亜鉛等が挙げら
れる。

【００１６】しかして、本発明の光触媒繊維を製造する
方法においては、光学繊維として予め漏光部を形成した
光学繊維を用いるか、或いは光触媒を固着させた後に光
学繊維に漏光部を形成する。漏光部の形成は、既に述べ
たように、光学繊維表面に傷を付けて漏光部を形成す
る、光学繊維を曲げて曲部の外側の繊維表面に漏光部を
形成する等の方法により行われる。光触媒固着後に漏光
部を形成する場合は、光触媒固着光学繊維を曲げること
により曲部外側の繊維表面に漏光部を形成する方法が好
ましく用いられるが、曲げの際に光触媒が剥離しないよ
うに、固着手段、曲げ手段を適宜選択する。

【００１７】光触媒繊維の製造に際して、光学繊維の形
態は、束状、テープ状等任意の形態であってもよく、従
い、光触媒繊維の形態も適用用途に応じた任意の形態の
光触媒繊維とすることができる。また、用いる光学繊維
の長さは、通す光の減衰率、光触媒量等を考慮して決め
られ、反応、分解させる対象に応じ任意の長さとし得
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。

【００１９】（実施例１）石英系光学繊維の繊維表面に
所定の長さにわたって＃２０００サンドペーパーで微細
な傷を付けて多数の漏光部を形成した後、二酸化チタン
粉末を分散させた水ガラスを塗布し、加熱焼結させ固着
させて光触媒繊維を作製した。得られた光触媒繊維をト
リクロロエチレン希薄水溶液に浸漬し、光触媒繊維の端
部から太陽光を導光させたところ、トリクロロエチレン
はごく短時間に殆ど分解された。

【００２０】（実施例２）ポリメチルメタクリレート製
光学繊維に二酸化チタン粉末を分散させた低分子量ポリ
メチルメタクリレートのメチルエチルケトン溶液を塗布
し、５０℃で乾燥し、二酸化チタンを固着させた。その
後、この光触媒固着繊維に撚をかけて曲げ半径の小さな
曲げを与えて漏光部を形成し、光触媒繊維を作製した。
得られた光触媒繊維を４−クロロフェノール溶液に浸漬
し、光触媒繊維の端部から４００Ｗ水銀灯の光を導光さ
せたところ、４−クロロフェノールはごく短時間にほぼ
完全に分解された。

【００２１】（実施例３）石英系光学繊維の繊維表面に
＃２０００サンドペーパーで微細な傷を付けて多数の漏
光部を形成した後、二酸化チタン粉末を分散させたポリ
アクリロニトリル系ポリマーのジメチルアセトアミド溶
液を塗布、水で凝固させ固着させて光触媒繊維を作製し
た。得られた光触媒繊維をトリクロロエチレン希薄水溶
液に浸漬し、光触媒繊維の端部から４００Ｗ水銀灯の光
を導光させたところ、トリクロロエチレンはごく短時間
に完全に分解された。

【００２２】（実施例４）石英系光学繊維の繊維表面に
＃２０００サンドペーパーで微細な傷を付けて多数の漏
光部を形成した後、二酸化チタン７０ｗｔ％／二酸化珪
素３０ｗｔ％の混合粉末を分散させた水ガラスを塗布
し、加熱焼結させ固着させて光触媒繊維を作製した。得
られた光触媒繊維をサリチル酸希薄水溶液に浸漬し、光
触媒繊維の端部から太陽光を導光させたところ、サリチ
ル酸はごく短時間にほぼ完全に分解された。

【００２３】（実施例５）石英系光学繊維の繊維表面に
＃２０００サンドペーパーで微細な傷を付けて多数の漏
光部を形成した後、光触媒水分散液として市販の二酸化
チタンゾル液（多木化学社製）に浸漬して塗布し、５０
℃で加熱焼結させ固着させて光触媒繊維を作製した。得
られた光触媒繊維をクロロフェノール希薄水溶液に浸漬
し、光触媒繊維の端部から太陽光を導光させたところ、
クロロフェノールはごく短時間にほぼ完全に分解され
た。

【００２４】（実施例６）石英系光学繊維の繊維表面に
＃２０００サンドペーパーで微細な傷を付けて多数の漏
光部を形成した後、チタンテトライソプロポキシドを１
０ｗｔ％含むイソプロピルアルコール溶液に浸漬して塗
布し、１００℃で乾燥し、６００℃で加熱焼結させ固着
させて光触媒繊維を作製した。得られた光触媒繊維をサ
リチル酸希薄水溶液に浸漬し、光触媒繊維の端部から太
陽光を導光させたところ、サリチル酸はごく短時間にほ
ぼ完全に分解された。

【００２５】（実施例７）石英系光学繊維の繊維表面に
＃２０００サンドペーパーで微細な傷を付けて多数の漏
光部を形成した後、ＲＦスパッタリングチャンバー内に
置き、１０^-5ｔｏｒｒ雰囲気下、１３．５６ＭＨｚの周
波数でスパッタリング法により繊維表面に二酸化チタン
薄膜（膜厚１．５μｍ）を形成させて光触媒繊維を作製
した。得られた光触媒繊維を４−クロロフェノール希薄
水溶液に浸漬し、光触媒繊維の端部から４００Ｗ水銀灯
の光を導光させたところ、４−クロロフェノールはごく
短時間に完全に分解された。

【００２６】

【発明の効果】本発明の光触媒繊維は、光が直接届き難
い領域へ光を導くと共に光触媒を存在させ、また光触媒
が繊維状物に担持され触媒面積が広いことにより、光触
媒の利用効率が高く、さらに、光での化学反応及び分解
を用いる広い対象に適用でき、特に汚れ、有害物質の分
解、浄化、加圧下での反応、分解に有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】漏光部を有する光学繊維に光触媒が担持
されてなる光触媒繊維。
【請求項２】予め漏光部を形成した光学繊維表面に光
触媒を分散させた接着性を有する液体を塗布し、固着さ
せるか、或いは光学繊維表面に該液体を塗布し、固着さ
せた後漏光部を形成することを特徴とする光触媒繊維の
製造法。
【請求項３】予め漏光部を形成した光学繊維表面に光
触媒の水分散液を塗布し、固着させるか、或いは光学繊
維表面に該水分散液を塗布し、固着させた後漏光部を形
成することを特徴とする光触媒繊維の製造法。
【請求項４】予め漏光部を形成した光学繊維表面に有
機金属化合物の部分加水分解物を塗布し、次いで該加水
分解物を縮合させ、生成する光触媒を固着させるか、或
いは光学繊維表面に該加水分解物を塗布し、縮合させ、
生成する光触媒を固着させた後漏光部を形成することを
特徴とする光触媒繊維の製造法。
【請求項５】予め漏光部を形成した光学繊維表面に気
相蒸着法により光触媒を堆積させ固着させるか、或いは
光学繊維表面に気相蒸着法により光触媒を堆積させ固着
させた後漏光部を形成することを特徴とする光触媒繊維
の製造法。