JPH1071666A - 光触媒機能を有する部材及びその製造方法 - Google Patents

光触媒機能を有する部材及びその製造方法

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JPH1071666A
JPH1071666A JP9107605A JP10760597A JPH1071666A JP H1071666 A JPH1071666 A JP H1071666A JP 9107605 A JP9107605 A JP 9107605A JP 10760597 A JP10760597 A JP 10760597A JP H1071666 A JPH1071666 A JP H1071666A
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JP
Japan
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photocatalytic function
photocatalyst particles
binder layer
particles
photocatalyst
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JP9107605A
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English (en)
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Toshiya Watabe
俊也 渡部
Atsushi Kitamura
厚 北村
Eiichi Kojima
栄一 小島
Yoshimitsu Saeki
義光 佐伯
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 タイル等の表面に脱臭機能を十分に発揮し得
るように光触媒微粉末を保持せしめる。 【構成】 タイル素地1の表面に釉薬層2を塗布し、次
いで釉薬層2の表面にスプレー等を用いて光触媒微粉末
としてのアナターゼ型TiO2微粉末3をゾル状にして吹
き付け、この後釉薬層2を加熱溶融せしめた後、冷却し
て固化せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、脱臭、抗菌、防汚
等の光触媒機能を有する部材とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】紫外線の照射を受けて脱臭反応を進行さ
せる光触媒としてアナターゼ型のTiO2が知られてい
る。そして、光触媒粒子をバインダに混練した原料を居
住空間の壁面を構成する部材の表面に塗布した後に焼成
することで、居住空間の壁面に脱臭壁機能をもたせるよ
うにした提案を本出願人は先に行なっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図11は脱臭壁の一部
部分拡大断面図であり、壁材100の表面にはバインダ
層101が形成され、このバインダ層101に光触媒粒
子102が保持されている。しかしながら、バインダ層
101が光触媒粒子による光触媒機能によって分解され
やすい材料からなっていると、光触媒粒子がバインダ層
から脱離してしまう。
【0004】また、従来にあってはバインダ層101内
に光触媒粒子102が完全に埋まっているため、脱臭壁
全体としては、図のような部分の光触媒粒子102に直
接紫外線が照射されず、十分な触媒作用を発揮すること
ができない。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
願の第1発明に係る光触媒機能を有する部材は、基材表
面にバインダ層を介して光触媒粒子を接着する構造とす
るとともに、バインダ層を光触媒粒子による光触媒機能
によって分解されにくい材料から構成した。尚、バイン
ダ層の表面から光触媒粒子の一部を露出せしめることで
十分な触媒作用を発揮することができる。
【0006】また、本願の第2発明に係る光触媒機能を
有する部材は、光触媒粒子を接着するバインダ層を、基
材表面に接する第1の部分とこの第1の部分の外側に設
けられる第2の部分とから構成し、前記第1の部分には
光触媒粒子が含まれず、第2の部分に光触媒粒子が含ま
れ、この第2の部分は光触媒粒子による光触媒機能によ
って分解されにくい材料からなるようにした。
【0007】尚、第1の部分も光触媒粒子による光触媒
機能によって分解されにくい材料から構成してもよい。
また、光触媒粒子としては酸化チタンが挙げられ、酸化
チタンだけでなく、光触媒粒子に殺菌作用を有する金属
を含有せしめることができ、バインダ層としては釉薬層
または印刷層が考えられる。
【0008】また、本発明に係る光触媒機能を有する部
材の製造方法は、光触媒粒子と光触媒粒子による光触媒
機能によって分解されにくい材料からなるバインダとを
基材表面に配置し、次いで、固化して、基材表面にバイ
ンダ層を介して光触媒粒子を接着させるようにした。
【0009】また前記光触媒粒子と光触媒粒子による光
触媒機能によって分解されにくい材料からなるバインダ
とを溶媒に分散させた組成物を、基材表面に塗布或いは
吹き付け、光触媒粒子とバインダとを基材表面に配置す
るようにしてもよい。
【0010】また、本発明に係る光触媒機能を有する部
材の他の製造方法は、基材表面に光触媒粒子を含有しな
いバインダを被覆し、これを固化せしめて基材表面にバ
インダからなる第1の部分を設け、更にこの第1の部分
の上に光触媒粒子による光触媒機能によって分解されに
くい材料と光触媒粒子とを配置し、これを固化せしめて
第2の部分を設けるようにした。
【0011】また、本発明に係る光触媒機能を有する部
材の他の製造方法は、基材表面にバインダ層を形成し、
このバインダ層の上に光触媒粒子を付着させ、その後加
熱によりバインダ層を軟化せしめた後、冷却することに
よって基材表面に光触媒粒子の一部がバインダ層から露
出するように固着させた。
【0012】また、本発明に係る光触媒機能を有する部
材の他の製造方法は、バインダ層表面に光触媒粒子を吹
き付けてシートを形成し、このシートを基材表面に貼着
し、バインダ層を加熱により軟化せしめた後、冷却する
ことによって基材表面に光触媒粒子の一部がバインダ層
から露出するように固着させた。
【0013】前記製造方法において、光触媒粒子として
は、アナターゼ型酸化チタンを主体とし、且つ前記加熱
温度を300℃以上900℃未満の範囲とすることが好
ましい。また、バインダ層としては、釉薬層または印刷
層が考えられる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図1は本発明に係る
セラミック、陶器、ガラス、金属等の基材表面に光触媒
層を形成した光触媒機能を有する部材の製造方法を工程
順に示した図、図2は同方法にて得られたタイルの拡大
断面図である。
【0015】本発明方法にあっては先ず図1(a)に示
すように、壁面、床面或いは天井面を構成する板状部材
としてのタイル素地1の表面に光触媒粒子による光触媒
機能によって分解されにくい材料である釉薬層2を塗布
し、次いで図1(b)に示すように釉薬層2の表面にス
プレー等を用いて光触媒粒子としてのアナターゼ型Ti
2粒子3をゾル状にして吹き付け、次いで図1(c)
に示すように釉薬層2を加熱溶融せしめた後、冷却して
固化せしめる。尚、TiO2ゾルにはCuやAg等を添加し
て殺菌効果をもたせるようにしてもよい。添加の方法と
しては例えばCuSO4をNH3溶液でpH11程度に調
整したTiO2ゾルに添加する。
【0016】ところで、TiO2ゾルは前記したように釉
薬層2の表面に吹き付け、完全に埋没させないため、図
2に示すようにTiO2粒子3はその一部が釉薬層2内に
入り込み、他の部分が露出した状態で釉薬層2に保持さ
れる。
【0017】その結果、図示しない壁面等に固定したラ
ンプからの紫外線をTiO2粒子3の露出した部分に直接
照射することができる。そして紫外線がTiO2粒子3に
照射されると、吸着水と光触媒の正孔とが反応して水酸
基ラジカル(OH*)を生成し、この水酸基ラジカルと
アンモニアとが下式(1)のように反応し、また水酸基
ラジカルとメチルメルカプタンとが下式(2)のように
反応して脱臭すると考えられる。
【0018】 NH3+3OH*→1/2N2+3H2O・・・・・・・・・・・(1) CH3SH+OH*→CH3S+H2O 2CH3S+2OH*+5O2→2CO2+4H2O+2SO2 ・・(2)
【0019】図3乃至図7は別実施例を示す図であり、
図3に示す実施例にあっては、釉薬層2の表面に印刷に
よってインク層4を形成し、このインク層4の表面にT
iO2粒子3をその一部が露出するように吹き付け、その
後は前記と同様に加熱し冷却する。
【0020】図4に示す実施例は、離型紙5の表面に水
溶性バインダ6を介して釉薬層2を形成し、この釉薬層
2の表面にバインダ層7を形成し、このバインダ層7の
表面にTiO2粒子3をその一部が露出するように吹き付
けてシートSを得る。そして、離型紙5を剥離してシー
トSをタイル素地1表面に貼着し、この後前記と同様に
して加熱し冷却する。このように光触媒機能を有するシ
ートSを別体として用意しておけば、既存のタイル等に
も脱臭等の光触媒機能を簡単に付与することができる。
【0021】図5に示す実施例は、インク層4の表面に
部分的にTiO2粒子3を付着せしめて絵柄とし、装飾効
果を高めるようにしたものであり、TiO2粒子3を釉薬
層2の表面に形成してもよい。
【0022】図6(a)、(b)に示す実施例は、タイ
ル素地1に滑り止め等の目的で形成した凹部に釉薬層2
を介してTiO2粒子3を保持したものである。このよう
に凹部を形成した場合には凹部に汚れが入り込み汚れが
落ちにくいが、TiO2粒子3を保持することで、凹部内
の汚れが分解されるので汚れを簡単に除去できる。
【0023】図7に示す実施例は、釉薬層2とTiO2
子3との間に蒸着アルミニウム粉末やマグネシア等から
なる紫外線反射層8を介在させたものであり、このよう
な構成とすることで、一旦TiO2粒子3の層を透過した
紫外線を再びTiO2粒子3に照射することができ、触媒
作用が向上する。
【0024】図8はCH3SH濃度と経過時間との関係
を熱処理(焼成)温度毎に試験した結果を示すグラフで
あり、グラフ中τ1/10は濃度が1/10になるまでの時
間を示し、点線は紫外線を照射しない場合を示す。また
アナターゼ型TiO2粒子は平均粒径100Åのものを用
いた。
【0025】また、図9は熱処理温度と30分後の臭気
除去率との関係を実験した結果を示すグラフであり、図
10は平均粒径500Åのアナターゼ型TiO2を用いた
場合のCH3SH濃度と経過時間との関係(熱処理温
度;700℃)を示すグラフである。
【0026】これら図8、図9及び図10から以下のこ
とが言える。第1に紫外線の存在下においてアナターゼ
型TiO2は触媒作用を発揮する。第2に触媒作用は70
0℃付近で最大値を示し、30分後の臭気除去率を50
%以上とするには300℃以上で900℃未満とする必
要がある。これは熱処理温度が300℃未満では活性が
生じにくく900℃を超えるとTiO2の構造がアナター
ゼからルチルに変化するからと考えられる。第3に触媒
作用は、粒径のある程度小さなアナターゼがよいことが
分る。
【0027】
【発明の効果】以上に説明した如く本発明によれば、光
触媒粒子を保持するバインダ層を、光触媒粒子による光
触媒機能によって分解されにくい材料から構成したの
で、バインダ層から光触媒粒子が脱離しにくい。
【0028】また、光触媒粒子がバインダ層から一部露
出した状態で保持され、露出した部分に紫外線が直接当
るので触媒作用を十分に発揮することができ、また、こ
の構造は、タイル等の表面に貼着し、この後、バインダ
層を加熱溶融せしめた後、冷却してバインダ層を固化せ
しめるようにすることにより簡便に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光触媒機能を有する部材の製造方
法を工程順に示した図。
【図2】同方法にて得られた部材の拡大断面図。
【図3】別実施例を示す部材の断面図。
【図4】別実施例を示す部材の断面図。
【図5】別実施例を示す部材の断面図。
【図6】別実施例を示す部材の断面図。
【図7】別実施例を示す部材の断面図。
【図8】平均粒径100Åのアナターゼ型TiO2を用い
た場合の経過時間とCH3SH濃度との関係を示すグラ
フ。
【図9】熱処理温度と30分後の臭気除去率との関係を
示すグラフ。
【図10】平均粒径500Åのアナターゼ型TiO2を用
いた場合の経過時間とCH3SH濃度との関係を示すグ
ラフ。
【図11】従来の製造方法によって得られた光触媒機能
を有する部材の断面図。
【符号の説明】
1…タイル素地、2…釉薬層、3…TiO2粒子、4…イ
ンク層、5…離型紙、6…水溶性バインダ、7…バイン
ダ層、8…紫外線反射層、S…シート、100…壁材、
101…バインダ層、102…光触媒粒子。
───────────────────────────────────────────────────── 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 35/02 B05D 3/02 Z B05D 3/02 5/00 H 5/00 7/00 C 7/00 7/24 303B 7/24 303 B32B 9/00 A B32B 9/00 33/00 33/00 E04C 2/04 C E04C 2/04 0231−2E E04F 13/08 A E04F 13/08 B01D 53/36 H (72)発明者 小島 栄一 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 佐伯 義光 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材表面にバインダ層を介して光触媒粒
    子を接着してなる光触媒機能を有する部材であって、前
    記バインダ層は光触媒粒子による光触媒機能によって分
    解されにくい材料からなることを特徴とする光触媒機能
    を有する部材。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光触媒機能を有する部
    材において、前記バインダ層の表面から光触媒粒子の一
    部が露出していることを特徴とする光触媒機能を有する
    部材。
  3. 【請求項3】 基材表面にバインダ層を介して光触媒粒
    子を接着してなる光触媒機能を有する部材であって、前
    記バインダ層は基材表面に接する第1の部分とこの第1
    の部分の外側に設けられる第2の部分とからなり、前記
    第1の部分には光触媒粒子が含まれず、第2の部分に光
    触媒粒子が含まれ、この第2の部分は光触媒粒子による
    光触媒機能によって分解されにくい材料からなることを
    特徴とする光触媒機能を有する部材。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の光触媒機能を有する部
    材において、前記第1の部分が光触媒粒子による光触媒
    機能によって分解されにくい材料からなることを特徴と
    する光触媒機能を有する部材。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至請求項4に記載の光触媒機
    能を有する部材であって、前記バインダ層を釉薬層また
    は印刷層としたことを特徴とする光触媒機能を有する部
    材。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至請求項5に記載の光触媒機
    能を有する部材であって、前記光触媒粒子は酸化チタン
    であることを特徴とする光触媒機能を有する部材。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至請求項6に記載の光触媒機
    能を有する部材であって、前記光触媒粒子には、殺菌作
    用を有する金属を含有せしめたことを特徴とする光触媒
    機能を有する部材。
  8. 【請求項8】 光触媒粒子と光触媒粒子による光触媒機
    能によって分解されにくい材料からなるバインダとを基
    材表面に配置し、次いで、固化して、基材表面にバイン
    ダ層を介して光触媒粒子を接着させることを特徴とする
    光触媒機能を有する部材の製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の光触媒機能を有する部
    材の製造方法において、光触媒粒子と光触媒粒子による
    光触媒機能によって分解されにくい材料からなるバイン
    ダとを溶媒に分散させた組成物を基材表面に塗布或いは
    吹き付け、光触媒粒子とバインダとを基材表面に配置さ
    せることを特徴とする光触媒機能を有する部材の製造方
    法。
  10. 【請求項10】 基材表面に光触媒粒子を含有しないバ
    インダを被覆し、これを固化せしめて基材表面にバイン
    ダからなる第1の部分を設け、更にこの第1の部分の上
    に光触媒粒子による光触媒機能によって分解されにくい
    材料と光触媒粒子とを配置し、これを固化せしめて第2
    の部分を設けることを特徴とする光触媒機能を有する部
    材の製造方法。
  11. 【請求項11】 基材表面にバインダ層を形成し、この
    バインダ層の上に光触媒粒子を付着させ、その後加熱に
    よりバインダ層を軟化せしめた後、冷却することによっ
    て基材表面に光触媒粒子の一部がバインダ層から露出す
    るように固着させたことを特徴とする光触媒機能を有す
    る部材の製造方法。
  12. 【請求項12】 バインダ層表面に光触媒粒子を吹き付
    けてシートを形成し、このシートを基材表面に貼着し、
    バインダ層を加熱により軟化せしめた後、冷却すること
    によって基材表面に光触媒粒子の一部がバインダ層から
    露出するように固着させたことを特徴とする光触媒機能
    を有する部材の製造方法。
  13. 【請求項13】 請求項11または請求項12に記載の
    光触媒機能を有する部材の製造方法において、前記光触
    媒粒子はアナターゼ型酸化チタンを主体とし、且つ前記
    加熱温度を300℃以上900℃未満の範囲とすること
    を特徴とする光触媒機能を有する部材の製造方法。
  14. 【請求項14】 請求項11乃至請求項13に記載の光
    触媒機能を有する部材の製造方法において、前記バイン
    ダ層を釉薬層または印刷層としたことを特徴とする光触
    媒機能を有する部材の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000301055A (ja) * 1999-04-14 2000-10-31 Sharp Corp 光触媒塗膜及びその形成方法
JP2001145971A (ja) * 1999-11-19 2001-05-29 Kawasaki Steel Metal Products & Engineering Inc 積層体、その製造方法およびその製造設備
CN112358181A (zh) * 2020-10-26 2021-02-12 佛山市东鹏陶瓷有限公司 一种含有气孔的空气净化陶瓷砖及其制备工艺

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