JPH11198293A - 光触媒含有層積層熱可塑性フィルム - Google Patents
光触媒含有層積層熱可塑性フィルムInfo
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Abstract
つきにくく、しかも消臭剤による担体自体の分解・劣化
の起こらない、耐久性の消臭フィルムを提供すること。 【解決手段】 熱可塑性フィルム基材と該熱可塑性フィ
ルム基材の少なくとも片面に積層された光触媒含有層と
を含んでなる光触媒含有層積層熱可塑性フィルムであっ
て、該光触媒含有層が、光触媒酸化チタンを多孔質無機
不活性物質で被覆してなる無機複合粒子を含んだ樹脂層
よりなり、該光触媒含有層表面のJIS−K5400に
おける鉛筆硬度がB以上であり、且つ、該光触媒含有層
のJIS−B0601による表面粗さRaが0.05〜
1.0μmであることを特徴とする、光触媒含有層積層
熱可塑性フィルム。
Description
光酸化又は光触媒作用により消臭効果を付与した、長期
間使用できる、耐久性及び耐擦傷性に優れた光触媒含有
層を積層してなる熱可塑性フィルムに関するものであ
る。
まってきており、これに対して、旧来からの活性炭や多
孔性無機物等のような物理的吸着性物質や、化学反応に
よって臭気物質を無臭化又は低臭化する化学的消臭物
質、又は芳香剤スプレー若しくは芳香剤ゲルによる消臭
物質マスキング等が用いられている。しかし、これらは
いずれも短期の消臭効果しか期待できないものであっ
た。
・消臭剤として、最近、触媒系の脱臭・消臭剤や人工酵
素が開発されているが、加工方法や使用形態において種
々の制約を受けているのが実情である。
化チタン光触媒が消臭等の応用面において脚光を浴びて
いるが、その触媒作用が強過ぎ、有機物質に配合して製
品化したとき、期待する消臭等の効果とは別に、微粒子
状の酸化チタン光触媒の配合されたその有機物質本体の
分解や着色が起こってしまう。この理由から、有機物質
中への微粒子状酸化チタン光触媒の配合は、通常0.0
01〜0.1重量%の範囲、多くとも1.0重量%まで
しか行なうことができない。従って、本来目的とする光
触媒作用、即ち消臭等の効果も、自ずから限定されざる
を得なかった。
に鑑み、消臭フィルムであって、長期にわたって消臭効
果を維持し、フィルム表面に十分な硬度があって傷が付
きにくく、かつ消臭等における即効性にも優れ、しかも
消臭剤として配合された酸化チタンによる担体たる樹脂
自体の分解・劣化の起こらない、耐久性の消臭フィルム
を提供することを目的とする。なお本発明は、実施に際
し用いる熱可塑性フィルム基材の厚みによる制限を受け
ず、従って、本明細書にいう「フィルム」は、その厚み
を特に限定することを意図せず、比較的厚みのあるもの
(一般に「シート」と呼ばれるもの)をも広く包含す
る。
明者らは、光触媒能のある酸化チタンを不活性な多孔質
の無機材料で被覆してなる無機複合粒子を用い、これを
特定の条件を満たすように、樹脂と混合して基材である
熱可塑性フィルム上に積層することによって、迅速且つ
長期にわたる優れた消臭効果を発揮し、しかも酸化チタ
ンによる樹脂の劣化が防止された、十分な表面硬度を備
えた消臭フィルムが得られることを見出し、本発明を完
成させた。
該熱可塑性フィルム基材の少なくとも片面に積層された
光触媒含有層とを含んでなる光触媒含有層積層熱可塑性
フィルムであって、該光触媒含有層が、光触媒酸化チタ
ンを多孔質無機不活性物質で被覆してなる無機複合粒子
を含んだ樹脂層よりなり、該光触媒含有層表面のJIS
−K5400における鉛筆硬度がB以上であり、且つ、
該光触媒含有層のJIS−B0601による表面粗さR
aが0.05〜1.0μmであることを特徴とする、光
触媒含有層積層熱可塑性フィルムを提供する。
ィルムにおいて、特に好ましくは、光触媒酸化チタンを
多孔質無機不活性物質で被覆してなる無機複合粒子の平
均粒径は、0.1μmから10.0μmである。
層積層熱可塑性フィルムは、光触媒含有層と熱可塑性フ
ィルムとの接着界面や光触媒含有層中のバインダーが酸
化チタンの光触媒作用により破壊されて光触媒含有層が
剥離・変色する等の不都合が起こらず、消臭性、耐候
性、耐擦傷性をバランスよく満足し、酸化チタンの持つ
光触媒作用による優れた消臭効果を発揮しつつ、長期使
用に耐える耐久性を有する。
ム」は、有機高分子を溶融押出しして得たフィルム、ま
た、更に必要に応じて縦方向又は横方向に1軸又は2軸
延伸、熱固定して得られたフィルムであってよい。上記
有機高分子からなるフィルムとしては、ポリエチレン、
ポリプロピレン、空洞含有ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、空洞含有ポリエステ
ル、ポリエチレン−2、6−ナフタレート、ナイロン
6、ナイロン66、ナイロン12、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、全芳香族ポ
リアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリスルフ
ォン、ポリフェニレンオキサイド等が挙げられる。ま
た、これらの有機高分子は、他の有機高分子と共重合さ
せたものや、ブレンドしたものであってもよい。
剤、例えば紫外線吸収剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、
着色剤等が添加されてもよい。
とは、酸化チタンの粒径を1〜50nm程度の微粒子と
し、単位重量当たりの表面積を大きくして反応性を高め
たもので、紫外線及び酸素と水の存在下に強い消臭作
用、抗菌・殺菌作用をもたらすものである。更に、この
光触媒酸化チタンに、金、白金、パラジウム、銅、酸化
ニッケル等の金属及び金属酸化物を担持させておくこと
により光触媒機能を促進させてもよい。
質」は、光触媒酸化チタンの微粒子に多孔質の保護被覆
を施すことにより「無機複合粒子」を構成している。こ
のため、これに用いられる多孔質無機不活性物質は、形
成された無機複合粒子が樹脂への配合時の外力によって
破壊されないだけの強度を有する必要がある。更に、該
多孔質無機不活性物質は、酸化チタンの光触媒作用に対
してはそれ自身安定でなければならず、しかも、光触媒
含有層の形成に用いる樹脂に対しては不活性でなければ
ならない。このような多孔質無機物質としては、シリ
カ、アルミナ、シリカ-アルミナ及び酸化亜鉛等が挙げ
られる。これらは単独で、又は2種以上組み合わせて用
いることができる。
の有する孔径は、0.5〜100nm程度であることが
好ましく、1〜30nmであることが更に好ましい。孔
径があまり大きいと樹脂が酸化チタンに接触して分解さ
れて異臭や着色の原因となり、逆に孔径が余りに小さい
と、臭気物質の分子径がそれより大きい場合に当該臭気
物質が酸化チタンまで到達せず、該触媒により分解する
ことができなくなるためである。
活性物質で保護被覆を施してなる無機複合粒子の平均粒
径は、0.1〜10μmであることが好ましく、0.5
〜5μmであることが更に好ましい。無機複合粒子の粒
径が0.1μmより小さいと多孔質無機不活性物質によ
る保護コーティング層が簿くなり過ぎて、光触媒含有層
を構成する樹脂を光触媒酸化チタンの光触媒作用から保
護することが困難となる場合がある。これに対し、無機
複合粒子の粒径が10μmより大きいと光触媒含有層表
面が粗くなり過ぎ、塗膜表面が過度に弱くなる場合があ
る。
層は、その表面の粗さが、JIS−B0601における
表面粗さRaで0.05〜1.0μmの範囲とするのが
好ましく、0.1〜0.5μmの範囲とするのが更に好
ましい。これは、次の理由によるものである。
性物質で被覆した無機複合粒子を含有する光触媒含有層
表面のJlS−B0601における表面粗さRaが0.
05μmより小さい場合には、光触媒含有層を形成する
樹脂に前記無機複合粒子が実質上完全に埋没しており、
該複合粒子が悪臭物質と接触する機会が減少して悪臭物
質の分解効率が低下すること、更に、光触媒含有層の表
面積が相対的に小さくなり該層の悪臭物質吸着量が減少
するため、消臭能力が低下すること。
有層表面のJlS−B0601における表面粗さRaが
1.0μmより大きいと、該無機複合粒子が、小さな摩
擦等により光触媒含有層から容易に脱落してしまい、且
つ、使用に耐えうるだけの鉛筆硬度も得られないこと。
光触媒含有層表面のJlS−K5400における鉛筆硬
度は、B以上でなければならない。これは、鉛筆硬度が
Bを下回ると、表面素材として使用されたとき、擦傷な
どが容易につき、表面外観を著しく損なうこととなるた
めである。
−K5400における鉛筆硬度B以上を達成する手投と
しては、平均粒径が0.1μm〜10.0μmである光
触媒酸化チタン微粒子に多孔質無機不活性物質で保護被
覆を施した無機複合粒子を使用し、該光触媒含有層のコ
ート厚みを該無機複合粒子の平均粒径の0.1倍以上、
好ましくは0.5倍以上にすることがあげられる。ま
た、該光触媒含有層の樹脂中に架橋剤を添加することが
更に好ましい。
には、光触媒含有層の形成に用いる樹脂溶液に前記無機
複合粒子を混合してから熱可塑性樹脂フィルムに塗布す
る方法や、光触媒含有層の形成に用いる樹脂中に前記無
機複合粒子を混合し分散させた後、溶融押出しする方法
で、基材となる熱可塑性フィルムと同時に押出す共押出
し法、基材フィルム上に別途押出しして積層する押出し
ラミネート法、予め製造したフィルムを各種ラミネート
法で積層するドライラミネート法などいずれの方法を用
いてもよい。しかし、前記無機複合粒子を含有する樹脂
溶液を熱可塑性樹脂フィルムに塗布する方法が、材料選
択の幅が広いことや光触媒含有の樹脂層を容易にかつ均
−に形成しやすいこと等から、好ましい。
可塑性樹脂フィルムに塗布するには、一般的なロールコ
ート法やダイコート法、バーコート法、ディップコート
法等、任意の方法を選択してよい。塗布は、該フィルム
製膜後に別工程として行なってもよく、また、該フィル
ム製膜工程内で塗布乾燥延伸を行うインラインコート法
として行なってもよい。
用いる樹脂は、有機溶剤や水に溶解あるいは水に分散す
る樹脂が好ましいがそれらに限定されない。ただし、塗
布、乾燥における大気汚染の軽減や塗布設備の費用面、
塗膜中の残留溶剤の問題等から、水溶性または水分散性
の樹脂が好ましい。
脂、熱硬化性樹脂の何れでもよい。ただし、該光触媒含
有層表面のJlS−K5400における鉛筆硬度B以上
を達成するためには、架橋剤として作用する樹脂その他
の物質が含まれていることが更に好ましい。好ましい樹
脂の代表例としては、下記の樹脂またはそれらの混合物
や共重合物を挙げることができる。すなわち、アクリル
系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフ
イン系樹脂、フツ素系樹脂、ビニル系樹脂、塩素系樹
脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、尿素系樹脂、シ
リコーン系樹脂、ポリアミド系樹脂、各種グラフト樹脂
等である。また電子線硬化樹脂や紫外線硬化樹脂等を使
用してもよい。
を付与するために各種添加剤や機能性樹脂を混合しても
よい。例えば、帯電防止剤等の界面活性剤、ポリアニリ
ン、ポリピロール等の導電性高分子や導電性ウィスカー
やlTO微粒子、無機滑剤や有機潤滑剤、他の消臭剤、
各種抗菌粒子、抗菌性を有する高分子、吸水性を有する
高分子等をそれぞれの目的に応じて混合することができ
る。
光触媒含有層表面のJlS−K5400における鉛筆硬
度B以上が達成されていれば制限はない。通常0.01
〜100μm程度であり、塗布法により形成した場合は
0.1〜20μmであるのが好ましく、1〜10μmで
あるのが更に好ましい。即ち、厚みが0.1μmより薄
いと、上記無機複合粒子の樹脂への定着性が不良になり
該無機複合粒子の脱落等の問題が起こる。また、厚みが
20μmを超える場合には、原料コストの上昇に見合う
だけの消臭効果の向上がみられないので好ましくない。
して積層する押出しラミネート法又は予め製膜した光触
媒層を積層するドライラミネート法で形成した光触媒含
有層の厚みは1〜100μm程度が望ましい。
脂との比率は、特に制限されないが、無機複合粒子/樹
脂の重量比が20より大になると無機複合粒子と樹脂と
の定着性が不良になり、樹脂の種類によっては無機複合
粒子の脱落等の問題が起こる。また、無機複合粒子/樹
脂の重量比が1/10より小になると、透明性の良好な
層が形成される一方、消臭能力は低くなる。この場合、
光触媒含有層の厚みを増やすことにより対応することが
できる。このように、使用目的によって無機複合粒子/
樹脂の重量比を適宜決めることができる。
リアー性を有さない物質よりなる被覆層を設けてもよ
い。
に詳細に説明するが、本発明は当該実施例に限定される
ものではない。
である。 (1)Ra測定 Raの測定は、JIS−B0601における表面粗さ測
定に準じて行なった。
っかき試験に準じて行なった。
例及び比較例で得られたフィルムのA4サイズ試料を入
れ、アンモニアを濃度100ppmになる様注入し、暗
室内においてフィルム試料上での紫外線強度0.3mW
/cm2になるようブラックライトにて照射し、24時
間後のアンモニアの濃度を検知管により調べた。
剥離テストを行った。セロテープ剥離テストは、光触媒
含有層面に2mm碁盤目を入れ、その部分にセロハンテ
ープ(商品名RT−18:ニチバン(株)製)を均一に
貼着した後180度方向に剥離し、光触媒含有層の剥離
の有無を目視により調べた。
機不活性物質で被覆してなる無機複合粒子(五洋紙工
(株)製消臭剤「GYT」、平均粒径7μm)1重量%
に対し、ポリビニルアルコール水溶液((株)クラレ製
PVA−105を水に溶解し10重量%に調整したも
の)96重量%、およびメラミン系架橋剤(住友化学工
業(株)製「スミマール」、固形分80重量%)3重量
%を加え塗布剤とした。該塗布剤を、基材とした東洋紡
績(株)製PETフィルムE5100(100μm厚)
に塗布し、150℃にて3分間乾燥し、塗布厚み5μm
の光触媒含有層積層フィルムを得た。該光触媒含有層の
組成(重量%)は、無機複合粒子/ポリビニルアルコー
ル/メラミン系架橋剤=7.7/73.8/18.5で
ある。
機不活性物質で被覆してなる無機複合粒子として、五洋
紙工(株)製消臭剤「GYT」を分級して、平均粒径1
5μmの粒子を得た。その平均粒径15μmの粒子1重
量%に対し、ポリビニルアルコール水溶液((株)クラ
レ製PVA−105を水に溶解し10重量%に調整した
もの)96重量%、およびメラミン系架橋剤(住友化学
工業(株)製「スミマール」、固形分80重量%)3重
量%を加え塗布剤とした。該塗布剤を、基材とした東洋
紡績(株)製PETフィルムE5100(100μm
厚)に塗布し、150℃にて3分間乾燥し、塗布厚み5
μmの光触媒含有層積層フィルムを得た。該光触媒含有
層の組成(重量%)は無機複合粒子/ポリビニルアルコ
ール/メラミン系架橋剤=7.7/73.8/18.5
である。
機不活性物質で被覆してなる無機複合粒子(五洋紙工
(株)製消臭剤「GYT」、平均拉径7μm)0.1重
量%に対し、ポリビニルアルコール水溶液((株)クラ
レ製PVA−105を水に溶解し10重量%に調整した
もの)96.9重量%、およびメラミン系架橋剤(住友
化学工業(株)製「スミマール」、固形分80重量%)
3重量%を加え塗布剤とした。該塗布剤を、基材とした
東洋紡績(株)製PETフィルムE5100(100μ
m厚)に塗布、150℃にて3分間乾燥し、塗布厚み5
μmの光触媒含有層積層フィルムを得た。該光触媒含有
層の組成(重量%)は無機複合粒子/ポリビニルアルコ
ール/メラミン系架橋剤=0.8/79.5/19.7
である。
機不活性物質で被覆した無機複合粒子(五洋紙工(株)
製消臭剤「GYT」、平均粒径7μm)10重量%に対
し、ポリビニルアルコール水溶液((株)クラレ製PV
A−105を水に溶解し10重量%に調整したもの)8
7重量%、およびメラミン系架橋剤(住友化学工業
(株)製スミマール)3重量%を加え塗布剤とした。そ
の塗布剤を、基材とした東洋紡績(株)製PETフィル
ムE5100(100μm厚)に塗布、150℃にて3
分間乾燥し、塗布厚み0.5μmの光触媒含有層積層フ
ィルムを得た。該光触媒含有層の組成(重量%)は無機
複合粒子/ポリビニルアルコール/メラミン系架橋剤=
47.4/41.2/11.4である。
有層積層フィルムについては、上記消臭力評価試験にお
いて、バッグ中のアンモニア濃度の著しい低下が見ら
れ、24時間後には1ppm以下になっていた。また、
基材に対する光触媒含有層の接着性は良好であり、コー
トした光触媒含有層は、セロテープ剥離試験では剥がれ
ることがなかった。また光触媒含有層表面は十分な硬度
を有し、爪で引っかいても傷は付かなかった。
ルム(表面粗さRaが1.3μmであった。)では、上
記消臭力評価試験において、アンモニア濃度の著しい減
少が見られ、24時間後には1ppm以下になってい
た。しかしながら、何れも基材に対する光触媒含有層の
接着性が不良で、コートした光触媒含有層は、セロテー
プ剥離試験で剥離してしまい、また、爪で引っかくと簡
単に基材から剥がれてしまった。
ルム(表面粗さRaが0.02μmであった。)では、
基材に対する光触媒含有層の接着性は良好であったもの
の、アンモニア濃度の満足な減少は見られなかった。
ルム(表面粗さRaが1.8μmであった。)では、上
記消臭力評価試験において、アンモニア濃度の著しい減
少が見られ、24時間後には1ppm以下になってい
た。しかしながら、何れも基材に対する光触媒含有層の
接着性が不良で、コートした光触媒含有層は、セロテー
プ剥離試験で剥離してしまい、また、爪で引っかくと簡
単に基材から剥がれてしまった。
次の表1にまとめる。
タンの優れた消臭効果を発揮させながら、酸化チタンを
保持する樹脂の破壊を防止し且つ十分な表面硬さを備え
た、耐久性のある消臭シートが提供できる。
Claims (5)
- 【請求項1】熱可塑性フィルム基材と該熱可塑性フィル
ム基材の少なくとも片面に積層された光触媒含有層とを
含んでなる光触媒含有層積層熱可塑性フィルムであっ
て、該光触媒含有層が、光触媒酸化チタンを多孔質無機
不活性物質で被覆してなる無機複合粒子を含んだ樹脂層
よりなり、該光触媒含有層表面のJIS−K5400に
おける鉛筆硬度がB以上であり、且つ、該光触媒含有層
のJIS−B0601による表面粗さRaが0.05〜
1.0μmであることを特徴とする、光触媒含有層積層
熱可塑性フィルム。 - 【請求項2】該無機複合粒子の平均粒径が0.1〜1
0.0μmであることを特徴とする、請求項1の光触媒
含有層積層熱可塑性フィルム。 - 【請求項3】該光触媒含有層において、該熱可塑性フィ
ルム基材を覆う樹脂の厚みが該無機複合粒子の平均粒径
の少なくとも0.1倍である、請求項1又は2の光触媒
含有層積層熱可塑性フィルム。 - 【請求項4】該光触媒含有層を構成する樹脂が架橋され
ていることを特徴とする、請求項1乃至3の何れかの光
触媒含有層積層熱可塑性フィルム。 - 【請求項5】該光触媒含有層において、該無機複合粒子
/樹脂の重量比が、0.1〜20である、請求項1乃至
4の何れかの光触媒含有層積層熱可塑性フィルム。
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JP01779898A JP3931418B2 (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 光触媒含有層積層熱可塑性フィルム |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002036418A (ja) * | 2000-07-24 | 2002-02-05 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光触媒機能を有するフィルム素材 |
JP2008087392A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Mitsubishi Kagaku Sanshi Corp | 光触媒層を有する積層体およびその製造方法 |
JP2014074243A (ja) * | 2012-10-03 | 2014-04-24 | Japan Exlan Co Ltd | 光触媒含有繊維および該繊維を含有する繊維構造物 |
JP2019188355A (ja) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | シャープ株式会社 | 光触媒層、光触媒体、及び光触媒体の製造方法 |
-
1998
- 1998-01-14 JP JP01779898A patent/JP3931418B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN110404529A (zh) * | 2018-04-26 | 2019-11-05 | 夏普株式会社 | 光催化层、光催化体及光催化体的制造方法 |
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