JPH10180115A - 光触媒粒子体およびその製造法 - Google Patents
光触媒粒子体およびその製造法Info
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Abstract
しうる被膜を形成すると共に、被膜による光量の低下が
少なく、光触媒粒子自体の機能を充分に発揮させること
ができる光触媒粒子体およびその製造法を提供すること
を課題とする。 【解決手段】本発明は、光触媒粒子の表面にSiO2被膜を
形成してなる光触媒粒子体に関するものであり、具体的
には、アルコキシシランを加水分解して光触媒粒子の表
面にSiO2を析出させることにより、SiO2被膜が形成され
たガラス質コートの光触媒粒子体を製造する。
Description
水分解して光触媒粒子表面にSiO2を析出させてSiO2被膜
を形成してなる光触媒粒子体およびその製造法に関す
る。
どの処理技術において、安全で、安価で、操作が簡単な
処理方法が要望されている。例えば、殺菌、悪臭物、流
出した原油、農薬の分解などの水処理や、NOX 、悪臭、
病院内の空気中の細菌の分解などの大気処理や、畜産場
・砂場の殺菌、悪臭分解などの土壌処理において、多く
の提案がなされているが、光触媒活性を利用した光触媒
粒子を用いる方法が一つの有利な処理方法と言われてい
る。この方法に用いられる光触媒粒子としては、酸化チ
タン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化鉄などが知ら
れており、また該光触媒粒子の内部およびその表面にV
、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ru、Rh、Pd、Ag、Pt、Auから
なる群から選ばれた少なくとも一種の金属および/また
は金属酸化物を含有してなる粒子も知られている。しか
しながら、光触媒粒子を壁紙、カーテン、塗料などの有
機物材料に結着させたり、混入すると、有機物材料が光
分解して劣化や崩壊するという問題がある。この様な光
分解への対策として、例えば、特開平7−171408
号公報には水ガラス、セメントなどの無機系結着剤、フ
ッ素系ポリマー、シリコン系ポリマーなどの有機系結着
剤などの難分解性結着剤に、光触媒粒子を混合した塗料
組成物が開示されている。
の場合には光触媒粒子の均一な混合が困難であったり、
光透過性の低下を避けられず、また有機系結着剤の場合
には長期的には結着剤ポリマーの劣化、および結着剤ポ
リマーと光触媒粒子との屈折率が異なるため、光透過率
が低くなり、光量の不足による機能低下が避けられない
ことが判った。従って、光触媒粒子を難分解性結着剤に
分散して、該粒子を直接結着したのでは光学的特性およ
び光劣化に問題を残すことになる。本発明は、光触媒粒
子の表面に光劣化の発生を高度に防止しうる被膜を形成
すると共に、被膜による光量の低下が極めて少なく、光
触媒粒子自体の機能を充分に発揮させることのできる光
触媒粒子体およびその製造法を提供することを課題とす
る。
表面にSiO2被膜を形成してなる光触媒粒子体に関するも
のであり、具体的には、アルコキシシランを加水分解し
て光触媒粒子の表面にSiO2を析出させることにより、Si
O2被膜が形成されたガラス質コートの光触媒粒子体を提
供する。本発明に使用される光触媒粒子としては、紫外
線を含有する光を照射すると光触媒機能を発揮する粒子
であり、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸
化鉄など、および該光触媒粒子の内部やその表面に金属
および/または金属酸化物を含有する公知の光触媒粒子
を使用することができる。特に、酸化チタンは良好な光
触媒機能を有し、化学的に安定、かつ無害であるため好
ましい。また、本発明の光触媒粒子体は、アルコキシシ
ラン、水およびアルコール系溶媒を含有する液中に、光
触媒粒子を分散させた状態で加水分解反応を行ない、次
いで前記液から光触媒粒子を分離し、加熱することによ
り、光触媒粒子の表面にSiO2被膜を形成することによっ
て製造することができる。
の一般式 R1-Si(-OR2)3 、または Si(-OR3)4 (ただし、R1、R2、R3は、同種または異種の炭素数が1
〜4のアルキル基)で表されるアルコキシシランが好ま
しく用いられる。前記の一般式で表されるアルコキシシ
ランの具体例としては、例えばテトラメトキシシラン、
テトラエトキシシラン、テトラ-n- プロポキシシラン、
テトライソプロポキシシラン、テトラ-n- ブトキシシラ
ン、テトラ-sec- ブトキシシラン、テトラ-tert-ブトキ
シシランの如きテトラアルコキシシラン、メチルトリメ
トキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリ
メトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n-プロピ
ルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラ
ン、イソプロピルトリメトキシシランの如きモノアルキ
ルトリアルコキシシランなどが挙げられる。アルコール
系溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコー
ル、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-
ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert- ブチ
ルアルコールなどが例示される。
は、光触媒粒子を上記アルコキシシラン、水およひアル
コール系溶媒を含有する液中に投入し、均一に分散する
ように十分に攪拌して、加水分解反応を行なわせた後、
前記液から処理済みの光触媒粒子を分離し、分離した粒
子を加熱することによりSiO2被膜が形成された光触媒粒
子体が得られる。加熱処理は、200℃以下の温度で処
理する乾燥処理でも被膜強度の向上が見られるが、20
0℃程度で1〜3時間加熱するのが被膜強度の向上に効
果的である。前記説明のアルコキシシラン、水およびア
ルコール系溶媒を含有する液には、加水分解・重縮合反
応を促進するため、塩基または酸を加えるとよい。塩基
としては、アンモニア化合物、有機のアミノ化合物など
が用いられ、酸としては硝酸、塩酸、硫酸などの無機
酸、酢酸、蟻酸、蓚酸などの有機酸を用いることができ
る。上記のSiO2被膜の形成において、液中のアルコキシ
シランと水の割合(モル比)は1:25〜100するの
がよく、また光触媒粒子の量は、該光触媒粒子とSiO2被
膜の合計量に対して容量基準で5〜95%、就中、50
〜95%とするのが、被膜強度、光触媒粒子自体の機能
低下が生じさせないので好ましい。
そのまま又は溶媒に分散させた溶媒分散液とした後、ア
クリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹
脂、ホリエステル樹脂などの高分子からなる塗料組成物
に分散混合させて、塗膜の形態で光触媒活性を発現させ
ることができる。また、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニルなどの高分子中に分散させてフィル
ムやシートの形態で使用することもできる。
0mlおよび水200mlからなる溶液の調整を行な
い、その溶液中に平均粒子径5μmの酸化チタン粒子3
0gを混合して攪拌機で攪拌しながら水酸化アンモニウ
ム7mlを添加した。次いで、加水分解反応を3時間行
なった後、水洗、濾過し、200℃で2時間加熱乾燥し
た。その結果、表面にSiO2被膜が形成された酸化チタン
粒子が得られた。次に、前記SiO2被膜の酸化チタン粒子
9.8gと酢酸ビニル−アクリルコポリマー(大日本イ
ンキ化学工業社製、ボンコート6290)0.7gと水
24.8mlを3時間攪拌して十分に混合して、前記Si
O2被膜の酸化チタン粒子が均一に分散した塗料組成物を
得た。この塗料組成物を20cm2 のガラス板に塗布し
た後、120℃で10分間乾燥させて厚さ1mmの光触
媒体を得た。この光触媒体の試料片に、紫外光強度が7
mW/cm2 となるように紫外線光を5時間照射した。
この紫外線照射前後の光触媒体中のポリマーの重量変化
を測定した結果、重量変化は認められず、ポリマーは分
解していなかった。
5mlおよび水100mlからなる溶液の調整を行な
い、その溶液中に平均粒子径5μmの酸化チタン粒子3
0gを混合して攪拌機で攪拌しながら硝酸13mlを添
加した。次いで、加水分解反応を3時間行なった後、水
洗、濾過し、200℃で2時間加熱乾燥した。その結
果、表面にSiO2被膜が形成された酸化チタン粒子が得ら
れた。SiO2被膜の厚さを調整するため、上記SiO2被膜が
形成された酸化チタン粒子について、上記と同様のSiO2
被膜形成処理を2回繰り返して光触媒粒子体を得た。次
に、前記SiO2被膜の酸化チタン粒子9.8gと酢酸ビニ
ル−アクリルコポリマー(大日本インキ化学工業社製、
ボンコート6290)0.7gと水24.8mlを3時
間攪拌して十分に混合して、前記SiO2被膜の酸化チタン
粒子が均一に分散した塗料組成物を得た。この塗料組成
物を20cm2 のガラス板に塗布した後、120℃で1
0分間乾燥させて厚さ1mmの光触媒体を得た。この光
触媒体の試料片に、紫外光強度が7mW/cm2 となる
ように紫外線光を5時間照射した。この紫外線照射前後
の光触媒体中のポリマーの重量変化を測定した結果、重
量変化は認められず、ポリマーは分解していなかった。
酢酸ビニル−アクリルコポリマー(大日本インキ化学工
業社製、ボンコート6290)0.7gと水24.8m
lを3時間攪拌して十分に混合して、酸化チタン粒子が
均一に分散した塗料組成物を得た。この塗料組成物を2
0cm2 のガラス板に塗布した後、120℃で10分間
乾燥させて厚さ1mmの光触媒体を得た。この光触媒体
の試料片に、紫外光強度が7mW/cm2 となるように
紫外線光を5時間照射した。この紫外線照射前後の光触
媒体中のポリマーの重量変化を測定した結果、85%の
重量変化が認めら、酸化チタン粒子の光触媒機能によっ
てポリマーの大部分が分解されていた。
のSiO2被膜を形成してなる光触媒粒子体およびその製造
法を提供するものであり、光触媒粒子体を担持する紙、
高分子ポリマー等の光劣化の発生を高度に防止しうると
共に、被膜による光量の低下も極めて少ないため、光触
媒粒子自体の機能を充分に発揮させることができる。
Claims (6)
- 【請求項1】 光触媒粒子の表面にSiO2被膜を形成して
なる光触媒粒子体。 - 【請求項2】光触媒粒子が、酸化チタンの粒子であるこ
とを特徴とする請求項1記載の光触媒粒子体。 - 【請求項3】 光触媒粒子が、該触媒粒子の内部および
/ またはその表面にV、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ru、Rh、P
d、Ag、Pt、Auからなる群から選ばれた少なくとも一種
の金属および/または金属酸化物を有することを特徴と
する請求項1記載の光触媒粒子体。 - 【請求項4】 アルコキシシラン、水およびアルコール
系溶媒を含有する液中に、光触媒粒子を分散させた状態
で加水分解反応を行ない、次いで前記液から光触媒粒子
を分離し、加熱することにより、光触媒粒子の表面にSi
O2被膜を形成することを特徴とする光触媒粒子体の製造
法。 - 【請求項5】液中のアルコキシシランと水の割合(モル
比)が1:25〜100であることを特徴とする請求項
4記載の光触媒粒子体の製造法。 - 【請求項6】 請求項1〜3の光触媒粒子体を高分子中
に分散させてなる塗料組成物。
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---|---|---|---|---|
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- 1996-12-24 JP JP34337396A patent/JP3768629B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP2017128836A (ja) * | 2016-01-22 | 2017-07-27 | ダイニック株式会社 | 抗ウイルス性壁紙 |
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JPWO2019004050A1 (ja) * | 2017-06-29 | 2020-04-23 | 日本曹達株式会社 | 光触媒塗布液、光触媒構造体及びその製造方法 |
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