JPH1094588A - 大気浄化材 - Google Patents
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Abstract
染物質の除去性能を水分により低下させず、また単位面
積当たりの除去性能を高める。 【解決手段】撥水性を具備させると共に多数の凹凸11
を形成した基材1の表面に、二酸化チタンを含む外層2
を形成し、該外層2に紫外光を照射することにより二酸
化チタンが活性化されるようにする。基材1の表面に撥
水性が具備され、水分が表面に付着しても速やかに除去
されるため、水分による汚染物質の除去性能の低下が抑
制される。また基材1の凹凸11な表面に二酸化チタン
を含む外層2が形成されているので、汚染物質と二酸化
チタンとが触れる接触面積が比較的大きくなり、単位面
積当たりの除去性能は高くなる。
Description
窒素酸化物や硫黄酸化物等の汚染物質を除去することの
できる大気浄化材に関するものである。
た大気中の窒素酸化物や硫黄酸化物等の汚染物質を浄化
するために、光触媒としての二酸化チタンを基材の表面
等に付着させた大気浄化材が提案されている。この大気
浄化材は、表面に付着させた二酸化チタンに波長領域が
300〜400nmの紫外光を照射させることにより、
二酸化チタンを活性化させ、その活性化により強い酸化
力を発現させて、二酸化チタンに接する大気中の窒素酸
化物や硫黄酸化物等を硝酸や硫酸等に酸化させて捕捉除
去しようとするものである。
き大気浄化材において、基材が親水性材料からなる場合
は、汚染物質の除去性能が低下する問題がある。これは
表面に付着させた二酸化チタンが多孔質状である場合や
微細なピンホールや割れを生じている場合等では、二酸
化チタンを浸透した水分が、基材が親水性を有するため
に基材の表面に滞留され、ついには水膜となって二酸化
チタンの表面を覆い、この水膜により汚染物質が二酸化
チタンに接触できなくなるためであり、またこの滞留し
た過剰の水分が二酸化チタンの活性化を化学的に阻害す
るためだと考えられる。また窒素酸化物や硫黄酸化物等
の汚染物質が酸化されて生じた硝酸や硫酸等は、二酸化
チタンの表面に堆積されるため、それにより二酸化チタ
ンの活性化が阻害されないように雨水などの水分によっ
て洗い流すのが好ましいが、基材が親水性を有すると、
その水分が基材に浸透滞留されて効果的な洗い流しがで
きなくなり、これまた汚染物質の除去性能が低下する。
り、その平滑な表面に二酸化チタンが平滑に付着されて
いると、汚染物質と二酸化チタンとが触れる接触面積が
比較的小さく、単位面積当たりの除去性能は低くなる。
浄化材において上記の如き問題を解決し、水分による汚
染物質の除去性能の低下を抑制し、また単位面積当たり
の除去性能を高めた大気浄化材を提供せんとするもので
ある。
に、本発明は次のような構成としている。すなわちこの
発明に係る大気浄化材は、撥水性を具備させると共に多
数の凹凸を形成した基材の表面に、二酸化チタンを含む
外層が形成され、該外層に紫外光を照射することにより
二酸化チタンが活性化されるようになされたことを特徴
とするものである。
ことにより活性化された二酸化チタンに、大気中の窒素
酸化物や硫黄酸化物等の汚染物質を触れさせることによ
り、空気中の酸素と水分の存在下、二酸化チタンの活性
化による強い酸化力によって、前記汚染物質は硝酸や硫
酸等に酸化されて外層上に捕捉され、効果的に大気中か
ら除去させることができる。
具備され、水分が表面に付着しても速やかに除去される
ため、水分に起因して汚染物質が二酸化チタンに接触で
きなくなることはなく、また二酸化チタンの活性化が阻
害されることもなくなり、除去性能の低下が防止され
る。さらに窒素酸化物や硫黄酸化物等の汚染物質が酸化
されて二酸化チタンの表面に堆積する硝酸や硫酸等を、
雨水などの水分によって洗い流しても、基材が撥水性を
有するため、それらの水分は基材に浸透滞留されず、効
果的な洗い流しができると共に、除去性能の低下が防止
される。
凹凸が形成され、その凹凸な表面に二酸化チタンを含む
外層が形成されているので、汚染物質と二酸化チタンと
が触れる接触面積が比較的大きくなり、単位面積当たり
の除去性能は高くなる。
て、具体的に説明する。図1〜3はそれぞれ本発明の実
施の一形態を示す断面図であり、いずれも、撥水性を具
備させると共に多数の凹凸を形成した基材1の表面に、
二酸化チタンを含む外層2がほぼ前記凹凸に沿って形成
され、該外層2に紫外光を照射することにより二酸化チ
タンが活性化されるようになされているものである。
の凹凸を形成した基材1として、図1の形態では、基材
1自体が撥水性を有する材料から形成され、その基材表
面に多数の凹凸11が形成されたものが用いられ、図2
の形態では、多数の凹凸11が形成された撥水性または
親水性を有する下地材12の表面にシリコーン等のコー
テイング剤を塗布したり、フッ素系塗料などを塗布する
等して撥水処理層13が形成されたものが用いられ、図
3の形態では、アルミナ、シリカ、コージェライト等の
磁器やこれらを粉砕した粒状体等を固着させる等して得
られる撥水性を有する多孔質材からなるものが用いられ
ている。このように基材1は、表面に撥水性を具備させ
ると共に多数の凹凸11が形成されていれば、撥水性を
具備させる手段や凹凸11の形状、基材1の形状等は特
に限定されるものではない。
孔質材を基材1として用いると、撥水性と凹凸11とが
同時に得られるので、製作が容易となり、またその多孔
構造のために、大気中の窒素酸化物や硫黄酸化物等の汚
染物質が吸着されやすくなると共に、その吸着された汚
染物質は除去が可能な状態まで、すなわち二酸化チタン
により硝酸や硫酸等に酸化されるまで脱着されることが
防止されるので好ましい。
て用いる場合、その多孔質材の空隙径が0.5mm以上
であれば、毛細管現象による水分の吸着が少なくなって
さらに水分が除去されやすくなるので好ましい。
まれる二酸化チタンはルチル型でもよいが、活性の高さ
からアナターゼ型のものが好ましく、この二酸化チタン
に波長領域が300〜400nmの紫外光を照射するこ
とによって活性化され、その活性化により強い酸化力が
発現されて、二酸化チタンの表面に接する大気中の窒素
酸化物や硫黄酸化物等の汚染物質が空気中の酸素と水分
の存在によって硝酸や硫酸等に酸化されて捕捉除去され
る。この二酸化チタンに効率よく窒素酸化物や硫黄酸化
物等を除去させるためには、二酸化チタンを含む外層2
を基材の凹凸11に沿って形成するのみならず、二酸化
チタンにおいてもできるだけ大気に触れるように、接触
面積をできるだけ大きくすることが好ましく、従って表
面積の大きい状態、すなわち粒子径0.2μm以下、好
適には0.005〜0.007μm程度の超微粒子状や
膜厚数μm以下、一般には0.1〜5μm、好適には
0.1〜0.8μm程度の薄膜状で外層2に含まれてい
るのが好ましい。
ら形成されていてもよく、二酸化チタンに加えて他の材
料が含まれていてもよく、またふっ素系合成樹脂等のバ
インダー中に分散されていてもよい。他の材料を含む場
合は、二酸化チタンと共に吸着剤が含まれているのが好
ましい。このようになされていると吸着剤に汚染物質が
吸着されると共に、その吸着された汚染物質は除去が可
能な状態まで、すなわち二酸化チタンにより硝酸や硫酸
等に酸化されるまで脱着されることが防止される。吸着
剤としては、活性炭、ゼオライト等が一般に使用され
る。
に形成するには、二酸化チタンまたは二酸化チタンと吸
着剤等の他の材料とからなる混合物、または二酸化チタ
ン等をフッ素系合成樹脂等のバインダー中に分散させた
混合物等を適宜方法で付着させればよく、この方法とし
ては、二酸化チタンや二酸化チタンの混合物等の粉末を
溶融させて吹き付ける溶射法、化学反応を介して析出さ
せるCVD(化学的製膜法)、スプレーにて吹き付ける
スプレー法、スパッタ蒸発させて沈着させるスパッタ蒸
着法、真空蒸着、塗装等が適用されるが、特に限定され
るものではない。なお外層2は、多孔質状に形成されて
いれば、汚染物質と触れる接触面積がさらに増大し、且
つ汚染物質が吸着されやすくなると共に、その吸着され
た汚染物質は除去が可能な状態まで、すなわち二酸化チ
タンにより硝酸や硫酸等に酸化されるまで脱着されるこ
とが防止されるので好ましい。
り、二酸化チタンが活性化されるようになされているた
めには、二酸化チタンが紫外光を受け得る状態、例えば
露出された状態で外層2に含まれ、その二酸化チタンに
紫外光が照射されて活性化されるようになされていれば
よい。すなわちこの二酸化チタンを活性化させる光の波
長領域は300〜400nmの紫外光であるが、この紫
外光は太陽光に多く含まれ、また水銀灯やブラックライ
ト等の光にも含まれているため、外層2を太陽光にさら
した場合、二酸化チタンがその太陽光を受け得るよう
に、または水銀灯やブラックライト等の紫外光を多く含
む人工光源にて照射した場合、二酸化チタンがその光を
受け得るように、外層2に含まれていればよい。
て説明する。
体(磁器の粉砕物)を空隙径が0.5mm以上となるよ
うに固着させて撥水性を有する多孔質板材を作成し、こ
の多孔質板材の表面に二酸化チタンを含む外層を形成
し、本発明の実施例である大気浄化材を得た。
0.5mm以上となるように発泡させた撥水処理を施さ
ないセメント板材を作成し、このセメント板材の表面
に、二酸化チタンを含む外層を形成し、比較例1として
の大気浄化材を得た。
滑で且つ撥水処理を施さないセメント板材を作成し、こ
のセメント板材の表面に、二酸化チタンを含む外層を形
成し、比較例2としての大気浄化材を得た。
素酸化物の除去能力を次の方法で測定し、その結果を表
1に示した。
mmに切り出し、これを試供サンプルとする。 次に試供サンプルに80ccの蒸留水をかけて吸水
させる。 次にこれを120℃1時間乾燥させ、このときの吸
水量を測定する。 これを図4に示すような窒素酸化物除去能力測定器
のガラスセルにそれぞれ1枚つづ入れ、このガラスセル
に1.5L/分の流量で1ppmの一酸化窒素を導入す
ると共に、紫外線照射ライトにより、0.38mW/c
m2 の紫外光を照射する。 ガラスセルから排出される窒素酸化物(主に一酸化
窒素と二酸化窒素)の濃度を窒素酸化物濃度計で測定
し、次式により窒素酸化物除去量を求め、窒素酸化物除
去率を算出する。 窒素酸化物除去量=(導入した一酸化窒素量)−(排出
された窒素酸化物量) 窒素酸化物除去率=(窒素酸化物除去量)/(導入した
一酸化窒素量)×100(%) およびの処理をしない、すなわち吸水させない
場合についても窒素酸化物除去率を測定する。
おらず吸水量が多いため、吸水させた場合での窒素酸化
物除去率が極端に低下し、比較例2は表面が平滑である
ために、吸水させた場合および吸水させない場合のいず
れにおいても窒素酸化物除去率が低い。これら比較例1
〜2に対して実施例では、表面が凹凸であるため吸水さ
せない場合においては高い窒素酸化物除去率を示し、ま
た撥水性を有しているため、吸水させた場合においても
高い窒素酸化物除去率を維持していることが確認され
た。
ることにより活性化された二酸化チタンに、大気中の窒
素酸化物や硫黄酸化物等の汚染物質を触れさせることに
より、空気中の酸素と水分の存在下、二酸化チタンの活
性化による強い酸化力によって、前記汚染物質は硝酸や
硫酸等に酸化されて外層上に捕捉され、効果的に大気中
から除去させることができる。
具備され、水分が表面に付着しても速やかに除去される
ため、水分に起因して汚染物質が二酸化チタンに接触で
きなくなることはなく、また二酸化チタンの活性化が阻
害されることもなくなり、除去性能の低下が抑制され
る。さらに窒素酸化物や硫黄酸化物等の汚染物質が酸化
されて二酸化チタンの表面に堆積する硝酸や硫酸等を、
雨水などの水分によって洗い流しても、基材が撥水性を
有するため、それらの水分は基材に浸透滞留されず、効
果的な洗い流しができると共に、除去性能の低下が抑制
される。
凹凸が形成され、その凹凸な表面に二酸化チタンを含む
外層が形成されているので、汚染物質と二酸化チタンと
が触れる接触面積が比較的大きくなり、単位面積当たり
の除去性能は高くなる。
ある。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 撥水性を具備させると共に多数の凹凸を
形成した基材の表面に、二酸化チタンを含む外層が形成
され、該外層に紫外光を照射することにより二酸化チタ
ンが活性化されるようになされたことを特徴とする大気
浄化材。 - 【請求項2】 基材が、撥水性を有する多孔質材からな
ることを特徴とする請求項1記載の大気浄化材。 - 【請求項3】 多孔質材の空隙径が0.5mm以上であ
ることを特徴とする請求項2記載の大気浄化材。 - 【請求項4】 二酸化チタンを含む外層に、二酸化チタ
ンと共に吸着剤が含まれていることを特徴とする請求項
1、2または3記載の大気浄化材。
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JP25132696A Expired - Lifetime JP3702413B2 (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 大気浄化材 |
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JP (1) | JP3702413B2 (ja) |
Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
JP2002301330A (ja) * | 2001-04-09 | 2002-10-15 | Hisayoshi Suzuki | 環境浄化部材 |
JP2005257198A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Obubeesu Medica Corporation:Kk | 空調システム用殺菌装置 |
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- 1996-09-24 JP JP25132696A patent/JP3702413B2/ja not_active Expired - Lifetime
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