JPH1112114A - 抗菌製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 夜間，暗所においても優れた抗菌作用，脱臭
作用を発揮できる抗菌製品を提供する。 【解決手段】 酸化チタン系光触媒層１１と，その下面
に設けた蓄光材層２１とからなる。蓄光材層は，２００
〜４００ｎｍの波長を含む励起光を照射し，該励起光を
断絶した後に発光する蓄光作用を有する蓄光材料からな
る。蓄光材料は，上記励起光を断絶した後に，４００ｎ
ｍ以下の波長を含む光を発する性質を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，暗所においても優れた抗菌作用
及び脱臭作用を発揮することができる抗菌製品に関す
る。

【０００２】

【従来技術】酸化チタン系光触媒は，紫外線を吸収し
て，空気中の酸素や水から，活性酸素を生成するため，
強い酸化力を有する（セラミックス ３１（１９９６）
Ｎｏ．１０，ｐｐ８１５−８３７）。このため，酸化チ
タン系光触媒は，抗菌作用，脱臭作用といった効果が期
待でき，近年，住宅建材等への利用が盛んである。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記の酸化チ
タン系光触媒は，光がない状態では抗菌作用，脱臭作用
等の作用が発揮されない。そのため，夜間，暗所におい
ては酸化チタン系光触媒の上記の効果は期待できない。

【０００４】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，夜
間，暗所においても優れた抗菌作用，脱臭作用を発揮で
きる抗菌製品を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題の解決手段】請求項１の発明は，酸化チタン系光
触媒層と，該酸化チタン系光触媒層の下面に設けた蓄光
材層とからなり，かつ上記蓄光材層は，２００〜４００
ｎｍの波長を含む励起光を照射し，該励起光を断絶した
後に発光する蓄光作用を有する蓄光材料を含むことを特
徴とする抗菌製品である。

【０００６】本発明において最も注目すべきことは，酸
化チタン系光触媒層の下面に，蓄光作用を有する蓄光材
層を設けたことである。蓄光作用とは，励起光を断絶し
た後に少なくとも一定時間発光し続ける性質をいう。励
起光断絶後に発光し続ける時間は，蓄光材料の種類，励
起光の照射時間等により変わる。

【０００７】本発明は，２００〜４００ｎｍの波長の励
起光で励起させることにより４００ｎｍ以下の波長を含
む光で発光する作用を有する蓄光材料を用いている。４
００ｎｍ以下の波長を含む光を発することにより，酸化
チタン系光触媒層の中の酸化チタン系光触媒は，その触
媒作用により活性酸素を生成させ，優れた抗菌作用及び
脱臭作用等の効果を発揮する。従って，本発明の抗菌製
品は，夜間，暗所においても，優れた抗菌作用及び脱臭
作用を発揮できる。また，酸化チタン系光触媒層は，蓄
光材層が発光している間，触媒作用を発揮し続ける。昼
間においても蓄光材料の励起，発光は行われるため，酸
化チタン系光触媒層は，その発光効果により蓄光材層が
ない場合と比べて，光触媒の効率が向上する。

【０００８】また，酸化チタン系光触媒は，上記の抗菌
作用及び脱臭作用に限らず，半導体光触媒，汚水等の水
処理，環境中窒素酸化物の除去，光半導体作用による電
気化学的太陽電池作用，超親水化作用等，種々の触媒作
用を発揮する。本発明は，明所に限らず，暗所において
も，これらの触媒作用を有効に発揮させることができ
る。

【０００９】一方，蓄光材料が，２００〜４００ｎｍの
波長を含む励起光の照射によって発光しない場合には，
酸化チタン系光触媒の触媒作用を発揮し得る波長が得ら
れず，酸化チタン系光触媒の触媒作用を発揮し難い。

【００１０】また，酸化チタン系光触媒層は，抗菌製品
の表面に露出している。酸化チタン系光触媒層は，表面
に付着した微生物，アセトアルデヒド，タバコのヤニ等
の臭い成分を分解する。そのため，優れた抗菌作用及び
脱臭作用を発揮できる。

【００１１】請求項２の発明のように，上記蓄光材料
は，上記励起光を断絶した後に，４００ｎｍ以下の波長
を含む光を発する性質を有することが好ましい。暗所に
おける蓄光材層の４００ｎｍ以下の発光は，酸化チタン
系光触媒の触媒作用を確実に発揮させることができるか
らである。一方，蓄光材料が４００ｎｍ以下の波長を含
まない光で発光する場合には，酸化チタン系光触媒層の
触媒作用が低下するおそれがある。

【００１２】更に，蓄光材料は，上記励起光を断絶した
後に，４００ｍｍ以下の波長を含む光を発する性質を有
することが好ましい。これにより，酸化チタン系光触媒
の触媒作用をより確実に発揮させることができる。

【００１３】上記蓄光材料としては，例えば，Ｅｕドー
プドストロンチウムアルミネート，Ｅｕ・Ｄｙドープド
ストロンチウムアルミネート及びＥｕ・Ｎｄドープドカ
ルシウムアルミネートがある。上記蓄光材料は，このグ
ループから選ばれる１種又は２種以上であることが好ま
しい。これらの蓄光材料は暗所において酸化チタン系光
触媒の触媒作用を誘発し得る波長で発光することができ
るからである。

【００１４】蓄光材料の中，ＣａＡｌ₂ Ｏ₄ ：Ｅｕ²⁺・
Ｎｄ³⁺の励起スペクトル及び発光スペクトルを図１に例
示する。この図より知られるように，ＣａＡｌ₂ Ｏ₄ ：
Ｅｕ²⁺・Ｎｄ³⁺は，２００〜４００ｎｍの波長を含む光
を照射すると励起され，これにより４００ｎｍ以下の波
長を含む光を発する蓄光作用を示す。この発光により，
蓄光材層上の酸化チタン系光触媒は優れた触媒作用を誘
発される。

【００１５】特に，発光スペクトルは，４００ｎｍ以下
の波長を含むことが好ましい。酸化チタン系光触媒は，
４００ｎｍ以下の波長を含む光により，その触媒作用が
著しく誘発される。そのため，これらの蓄光材料は，酸
化チタン系光触媒の触媒作用を効果的に発揮させること
ができる。

【００１６】例えば，図２に示すごとく，上記のＣａＡ
ｌ₂ Ｏ₄ ：Ｅｕ²⁺・Ｎｄ³⁺，Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺
・Ｄｙ³⁺，及びＳｒＡｌ₂ Ｏ₄ ：Ｅｕ²⁺・Ｄｙ³⁺は，４
００ｎｍ以下の波長を含む光を発する。Ｓｒ₄ Ａｌ₁₄Ｏ
₂₅：Ｅｕ²⁺・Ｄｙ³⁺，ＳｒＡｌ₂ Ｏ₄ ：Ｅｕ²⁺・Ｄｙ³⁺
は，４００ｍｍ以下の波長の光は少ないが，光は量子化
されているエネルギーであり，光が強くても弱くても１
つ１つの光子が持つエネルギーは同じであるため，これ
らの蓄光材料は，酸化チタン系光触媒の触媒作用を効果
的に発揮させることができる。従って，これらの他の，
４００ｎｍ以下の波長を含む発光スペクトルを有する蓄
光材料も，酸化チタン系光触媒の触媒作用を効果的に発
揮させることができる。

【００１７】請求項３の発明のように，上記蓄光材層
は，基材の表面に形成されているかあるいは基材に混練
されていることが好ましい。これにより，抗菌製品の用
途が広がる。例えば，請求項４の発明のように，上記基
材は，ガラス，陶磁器，ほうろう，又は耐火物のいずれ
かからなるセラミックス，又は樹脂であることがある。
セラミックスとは，熱処理によりつくられた非金属無機
質固体材料であり，窯業製品をいう。この中，ガラスに
は，一般的なガラスのほか，結晶化ガラスも含まれる。

【００１８】本発明の抗菌製品は，微生物の繁殖，臭い
発生の抑制等，衛生な環境が必要とする部位であれば，
いかなるものにも用いることができる。例えば，上記抗
菌製品は，タイル，便器，便座，ドアノブ，水道の蛇
口，手すり，スイッチプレート，つり革，トンネルのか
べ，ガードレール，喫煙室の内装材等に用いることがで
きる。

【００１９】上記蓄光材料は，蓄光材層の中に５〜９０
重量％含まれていることが好ましい。これにより，蓄光
材料の蓄光性能を十分に発揮することができる。一方，
５重量％未満の場合には，蓄光性能が弱く，酸化チタン
系光触媒の触媒作用を低下させるおそれがある。９０重
量％を超える場合には，蓄光性能が弱くなるおそれがあ
る。

【００２０】酸化チタン系光触媒層とは，酸化チタン
（ＴｉＯ₂ ），あるいは酸化チタンにＦｅ₂ Ｏ₃ ，Ｍｇ
Ｏ，ＣａＯを添加したもの等からなる酸化チタン系光触
媒を含む層をいう。酸化チタン系光触媒は，例えば，バ
インダー，溶剤等と混合して酸化チタン系光触媒層を形
成している。

【００２１】上記酸化チタン系光触媒は，酸化チタン系
光触媒層の中に５０〜１００重量％含まれていることが
好ましい。これにより，酸化チタン系光触媒層の抗菌作
用及び脱臭作用を十分に発揮できる。一方，５０重量％
未満の場合には，抗菌作用及び脱臭作用が低下するおそ
れがある。

【００２２】蓄光材層及び酸化チタン系光触媒層は，例
えば，スピンコート法，ディッピング法，バーコート
法，スプレー法等により形成できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】

実施形態例１ 本発明の実施形態例にかかる抗菌製品について，図３を
用いて説明する。本例の抗菌製品は，図３に示すごと
く，酸化チタン系光触媒層１１と，その下面に設けた蓄
光材層２１とからなる。蓄光材層２１は，特別な蓄光作
用を有する蓄光材料が樹脂に混合してある。特別な蓄光
作用とは，２００〜４００ｎｍの波長を含む励起光を照
射し，該励起光を断絶した後に発光する性質であり，特
に発光する光の波長は４００ｎｍ以下のものを含む。蓄
光材料は，Ｅｕ・Ｎｄドープドカルシウムアルミネート
である。

【００２４】酸化チタン系光触媒層１１は，酸化チタン
８０重量％と，バインダー２０重量％とからなる。蓄光
材層２１は，蓄光材料２０重量％と，樹脂原料８０重量
％とからなる。本例の抗菌製品７１は，便座，つり革，
手すり，スイッチプレート，ガードレール等の用途があ
る。

【００２５】次に，上記抗菌製品の製造方法について説
明する。蓄光材料として，ＳｒＡｌ₂ Ｏ₄ ：Ｅｕ²⁺，
ＳｒＡｌ₂ Ｏ₄ ：Ｅｕ²⁺・Ｄｙ³⁺，Ｓｒ₄ Ａｌ₁₄Ｏ
₂₅：Ｅｕ²⁺・Ｄｙ³⁺，ＣａＡｌ₂ Ｏ₄ ：Ｅｕ²⁺・Ｎｄ
³⁺の４種類を準備する。これらのいずれか１種類を樹脂
原料に練り込んで，加熱，溶融して，シート状に成形す
る。樹脂原料としては，例えば，ポリエチレン，ポリプ
ロピレン，メチルペンテン樹脂，ポリカーボネート，塩
化ビニール樹脂，メタクリル樹脂，ポリスチレン，スチ
レン−アクリロントリルコポリマー，スチレン系樹脂，
ＡＢＳ樹脂，アセタール樹脂，ナイロン，フッ素樹脂を
用いる。

【００２６】次いで，成形したシートを，酸化チタン系
光触媒の粉末（直径０．３〜０．５μｍ）を含む溶液に
ディップし，引き上げ速度１５０ｍｍ／ｍｉｎ．で引き
上げる。上記の溶液は，固形分１０重量％と，アルコー
ル，水等の液体９０重量％とからなる。固形分は，酸化
チタン系光触媒８０重量％と，バインダー２０重量％と
からなる。溶液のｐＨは１．５，粘度は５ｃｐである。
これにより，シート表面に上記の溶液を塗布する。次
に，シートに塗布した上記の溶液を，１５０℃で３０分
間乾燥させる。これにより，厚み０．３５μｍの酸化チ
タン系光触媒層１１を形成する。以上により，本例の抗
菌製品７１を得る。

【００２７】次に，上記の抗菌製品の抗菌作用を，比較
用の抗菌製品とともに試験した。比較用の抗菌製品は，
蓄光材層を設けることなく，酸化チタン系光触媒層だけ
からなる。まず，光照射時における抗菌製品の抗菌作用
を試験した。即ち，本例の抗菌製品及び比較例１の抗菌
製品の表面に同量の大腸菌を付着させた。抗菌製品に３
００μＷ／ｃｍ² の紫外線光のＵＶランプを１時間照射
した。ＵＶランプ照射前後で，抗菌製品の表面に付着し
ている大腸菌の生菌数を調査し，その結果を表１に示し
た。

【００２８】次に，暗所における抗菌製品の抗菌性能に
ついて試験した。即ち，本例の抗菌製品及び上記の比較
例１としての抗菌製品を太陽光に５時間さらした後に，
同量の大腸菌を付着させた。次いで，暗所の中で６時間
静置した。暗所静置前後で，抗菌製品の表面に付着して
いる大腸菌の生菌数を調査し，その結果を表２に示し
た。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】上記の試験の結果より，本例の抗菌製品
は，光照射時及び暗所のいずれも，優れた抗菌性能を発
揮した。一方，蓄光材層を設けなかった比較例の抗菌製
品は，光照射時には，本例の抗菌製品ほどではないがあ
る程度の抗菌性能を発揮した。しかし，暗所において
は，抗菌性能が全く働かず，大腸菌数が増加した。以上
の結果より，蓄光材層と酸化チタン系光触媒層とを組み
合わせることにより，光照射時及び暗所においても，優
れた抗菌作用を発揮することがわかる。

【００３２】実施形態例２ 本例の抗菌製品は，図４に示すごとく，タイル３の表面
に蓄光材層２２及び酸化チタン系光触媒層１２を設けて
いる。タイル３は，陶磁器３１の表面に釉薬層３２を設
けている。酸化チタン系光触媒層１２は，酸化チタン系
光触媒５０重量％と，バインダー５０重量％とからな
る。蓄光材層２２は，蓄光材料としてのＣａＡｌ₂ Ｏ₄
７０重量％と，低融点ガラス３０重量％とからなる。本
例の抗菌製品７２は，タイルであり，洗面所，浴室，ト
イレ等の壁面，床面に敷設することにより，優れた抗菌
作用及び脱臭作用を示す。

【００３３】次に，本例の抗菌製品の製造方法について
説明する。まず，蓄光材料としてのＣａＡｌ₂ Ｏ₄ ：Ｅ
ｕ²⁺・Ｎｄ³⁺を準備した。次に，この蓄光材料７０重量
％と，無鉛低融点ガラスフラックス３０重量％とを混合
し，通常の絵付け法にてタイルに印刷をした。これを８
３０℃で１０分間焼成して，蓄光材層２２がタイル３の
表面に形成された。

【００３４】次いで，このタイル表面に，酸化チタン系
光触媒からなるコーティング剤の溶液中にディッピング
し，常温で１昼夜乾燥した。次いで，５００℃で１０分
間焼成し，厚み０．３μｍの酸化チタン系光触媒層１２
を蓄光材層２２の表面に形成した。

【００３５】次に，本例の抗菌製品の抗菌性能につい
て，比較用の抗菌製品とともに，実施形態例１と同様に
試験した。比較用の抗菌製品は，蓄光材層を設けること
なく，酸化チタン系光触媒層だけをタイル表面に形成し
たものであり，これを比較例２とした。

【００３６】なお，暗所における抗菌性能を試験するに
当たり，上記実施形態例１では暗所静置前に太陽光に５
時間さらしたが，本例においては屋内にて蛍光灯１２本
点灯した８畳の部屋に８時間さらした。光照射時におけ
る抗菌性能は表３に，暗所における抗菌性能は表４に示
した。

【００３７】

【表３】

【００３８】

【表４】

【００３９】試験の結果より，本例の抗菌製品は，光照
射時及び暗所のいずれも，優れた抗菌性能を発揮した。
一方，蓄光材層を設けなかった比較例２の抗菌製品は，
光照射時には，本例の抗菌製品ほどではないがある程度
の抗菌性能を発揮した。しかし，暗所においては，抗菌
性能が殆ど働かなかった。以上の結果より，タイル表面
に蓄光材層と酸化チタン系光触媒層と形成することによ
り，光照射時及び暗所においても，優れた抗菌作用を発
揮することがわかる。

【００４０】更に，本例の抗菌製品は，タイル製品であ
り，不燃性である。そのため，地下街，地下鉄等の地下
道等の暗所において使用でき，クリーンな環境の形成に
大いに役立つ。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば，夜間，暗所においても
優れた抗菌作用，脱臭作用を発揮できる抗菌製品を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における，蓄光材料の励起スペクトルと
発光スペクトルとを示す線図。

【図２】本発明における，蓄光材料の発光スペクトルを
示す線図。

【図３】実施形態例１の抗菌製品の断面図。

【図４】実施形態例２の抗菌製品の断面図。

【符号の説明】

１１，１２．．．酸化チタン系光触媒層， ２１，２２．．．蓄光材層， ３．．．タイル， ７１，７２．．．抗菌製品，

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化チタン系光触媒層と，該酸化チタン
   系光触媒層の下面に設けた蓄光材層とからなり，かつ上
   記蓄光材層は，２００〜４００ｎｍの波長を含む励起光
   を照射し，該励起光を断絶した後に発光する蓄光作用を
   有する蓄光材料を含むことを特徴とする抗菌製品。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記蓄光材料は，上
   記励起光を断絶した後に，４００ｎｍ以下の波長を含む
   光を発する性質を有することを特徴とする抗菌製品。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において，上記蓄光材層
   は，基材の表面に形成されているかあるいは基材に混練
   されていることを特徴とする抗菌製品。
4. 【請求項４】 請求項３において，上記基材は，ガラ
   ス，陶磁器，ほうろう，又は耐火物のいずれかからなる
   セラミックス，又は樹脂であることを特徴とする抗菌製
   品。