JPH11269725A - Composite metal oxide and its production - Google Patents

Composite metal oxide and its production

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JPH11269725A
JPH11269725A JP10275796A JP27579698A JPH11269725A JP H11269725 A JPH11269725 A JP H11269725A JP 10275796 A JP10275796 A JP 10275796A JP 27579698 A JP27579698 A JP 27579698A JP H11269725 A JPH11269725 A JP H11269725A
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silica
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太郎 鈴木
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Norihiro Nakayama
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a composite metal oxide having a good photocatalyst activity and an excellent mechanical strength, and to provide a method for producing the same. SOLUTION: This composite metal oxide comprises the non-sintered state calcination product of a mixture comprising (A) a polymer having an average polymerization degree of 10-10,000 and produced from a metal compound capable of inducing a metal oxide having a photocatalyst activity by a crystallization treatment and (B) a polymer having an average polymerization degree of 10-10,000 and produced from a metal compound capable of inducing a different kind of metal oxide, wherein the metal oxide polymer blocks derived from the polymers A and B are chemically bound to each other. The method for producing the composite metal oxide comprises preparing the polymers A and B by sol-gel methods, respectively, and subsequently calcining a mixture of the polymers.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は複合金属酸化物およ
びその製造方法に関し、さらに詳しくは、光触媒活性を
有する金属酸化物の重合体ブロックと他の異種金属酸化
物の重合体ブロックとが化学結合したものであって、良
好な光触媒活性と超親水性を有する上、機械的強度に優
れ、膜状物や繊維、さらにはマット、織布、不織布など
のマット状物などとして種々の用途に利用できる複合金
属酸化物、およびこのものを効率よく、かつ工業的に有
利に製造する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite metal oxide and a method for producing the same, and more particularly, to a chemical bond between a polymer block of a metal oxide having photocatalytic activity and a polymer block of another heterogeneous metal oxide. It has good photocatalytic activity and superhydrophilicity, and has excellent mechanical strength, and is used for various applications as a film-like material or fiber, and also as a mat-like material such as a mat, woven fabric, or non-woven fabric. The present invention relates to a composite metal oxide that can be produced, and a method for producing the composite metal oxide efficiently and industrially advantageously.

【0002】[0002]

【従来の技術】二酸化チタンなどの半導体を光電極とす
ることにより、水が水素と酸素とに光分解される、いわ
ゆる本多−藤島効果[「工業化学雑誌」第72巻、第1
08〜113ページ(1969年)」が見出されて以
来、光触媒の開発や実用化研究が盛んに行われるように
なってきた。この光触媒は、例えば、二酸化チタンなど
の半導体粒子を、そのバンドギャップ以上のエネルギー
の光で励起すると、伝導帯に電子が生じ、かつ価電子帯
に正孔が生じ、このエネルギーに富んだ電子−正孔対を
利用するものである。このような光触媒を応用して、例
えば脱臭、防汚、抗菌、殺菌、さらには廃水中や廃ガス
中の環境汚染上の問題となっている各種物質の分解・除
去などが検討されている。
2. Description of the Related Art By using a semiconductor such as titanium dioxide as a photoelectrode, water is photodecomposed into hydrogen and oxygen, the so-called Honda-Fujishima effect [Industrial Chemistry Magazine, Vol.
08-113 (1969) ", the research and development of photocatalysts have been actively conducted. This photocatalyst, for example, excites semiconductor particles such as titanium dioxide with light having energy equal to or greater than the band gap, thereby generating electrons in the conduction band and holes in the valence band. It utilizes hole pairs. Applying such a photocatalyst, for example, deodorization, antifouling, antibacterial, sterilization, as well as decomposition / removal of various substances, which are environmental pollution problems in wastewater and waste gas, are being studied.

【0003】光触媒としては、これまで種々の半導体的
特性を有する化合物、例えば二酸化チタン、酸化鉄、酸
化タングステン、酸化亜鉛などの金属酸化物、硫化カド
ミウムや硫化亜鉛などの金属硫化物などが知られている
が、これらの中で、二酸化チタン、特にアナターゼ型二
酸化チタンは実用的な光触媒として有用である。この二
酸化チタンは、太陽光などの日常光に含まれる紫外線領
域の特定波長の光を吸収することによって優れた光触媒
活性を示し、この光触媒作用に由来する強力な酸化作用
によって防汚、防臭、抗菌、空気浄化、水浄化、超親水
性などの機能を発揮する。
As the photocatalyst, compounds having various semiconductor properties, such as metal oxides such as titanium dioxide, iron oxide, tungsten oxide and zinc oxide, and metal sulfides such as cadmium sulfide and zinc sulfide have been known. However, among these, titanium dioxide, particularly anatase type titanium dioxide, is useful as a practical photocatalyst. This titanium dioxide exhibits excellent photocatalytic activity by absorbing light of a specific wavelength in the ultraviolet region included in daily light such as sunlight, and has a strong oxidizing action derived from this photocatalytic action to prevent stains, odors, and antibacterial properties. It performs functions such as air purification, water purification and super hydrophilicity.

【0004】二酸化チタンなどの光触媒がもつこのよう
な光触媒機能を効果的に発揮させ、それを工業的に利用
する研究が現在盛んに行われている。この光触媒は一般
に微粉体として市販されているため、用途や基体などに
応じて、なんらかの方法で光触媒粉体を基体上に担持
し、工業的に利用しているのが現状である。この担持方
法としては、シランカップリング剤やその縮合物などの
無機バインダーを用いて担持するのが一般的であるが、
この方法においては、結合がそれほど強固ではなく、そ
のため光触媒粉体が徐々に欠落するのを免れないという
問題があった。特に、強固な光触媒の膜状物を形成する
のは、極めて難しいのが実状である。
[0004] Research is being actively conducted to effectively exhibit such a photocatalytic function possessed by a photocatalyst such as titanium dioxide and to industrially utilize the photocatalytic function. Since this photocatalyst is generally commercially available as a fine powder, the present situation is that the photocatalyst powder is supported on the substrate by any method depending on the use or the substrate, and is used industrially. As a method for carrying the carrier, it is common to carry the carrier using an inorganic binder such as a silane coupling agent or a condensate thereof,
In this method, there is a problem that the bond is not so strong, so that the photocatalyst powder is inevitably lost. In particular, it is actually very difficult to form a strong photocatalyst film.

【0005】最近、二酸化チタンの微粉体と親水性を持
続させる効果の高いシリカ微粉体とを、前記無機バイン
ダーにより基体上に担持したものが注目され、種々の提
案がなされている(特開平9−57912号公報、特開
平9−59041号公報、特開平9−59042号公
報)。しかしながら、これらの担持物は、やはり結合が
強固とはいえず、長期安定性に劣るという問題があっ
た。
[0005] In recent years, attention has been paid to a titanium dioxide fine powder and a silica fine powder having a high effect of maintaining hydrophilicity supported on a substrate by the inorganic binder, and various proposals have been made (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9 (1997) -92). -57912, JP-A-9-59041, JP-A-9-59042). However, these supports also have a problem that the bond is not strong, and the long-term stability is poor.

【0006】ところで、このような光触媒を繊維状にす
ることができれば、各種の織物、編物、不織布などのマ
ット状物の作製が可能となり、また、膜状物にすること
ができれば、コーティング物の作製が可能となり、光触
媒活性材料としての用途の拡大が期待できるが、この場
合、該膜状物や繊維状物は、実用的な強度を有すること
が必要となる。
By the way, if such a photocatalyst can be made into a fibrous form, it becomes possible to produce mats such as various woven fabrics, knits and non-woven fabrics. It is possible to produce it, and the use as a photocatalytically active material can be expected to be expanded. In this case, the film or fibrous material needs to have practical strength.

【0007】そこで、光触媒膜若しくは光触媒構造体を
高強度化する方法としては、非晶質成分の混合が考えら
れる。セラミックスの複合化の一般的な方法は焼結を利
用するもので、複合化するセラミックスの微粉体を均一
に混合し、例えばチタニア−シリカ複合体の場合、10
00℃以上の高温に加熱して焼結させる。この方法は、
焼結温度以上でないとセラミックス同士の接着力に乏し
く、充分な強度を有する複合体を得ることが困難であ
り、従って光触媒機能の高い結晶形態(酸化チタンの場
合はアナターゼ型)を発現させるのは不可能である。
Therefore, as a method for increasing the strength of the photocatalyst film or the photocatalyst structure, mixing of an amorphous component can be considered. A general method of composite ceramics utilizes sintering. Fine powder of ceramics to be composited is uniformly mixed. For example, in the case of a titania-silica composite,
Sintering is performed by heating to a high temperature of 00 ° C. or higher. This method
If the temperature is lower than the sintering temperature, it is difficult to obtain a composite having sufficient strength due to poor adhesion between ceramics. Therefore, a crystal form having high photocatalytic function (anatase type in the case of titanium oxide) can be expressed. Impossible.

【0008】一方、低温複合化方法として、ゾルゲル法
が知られている。この方法によれば、金属塩や金属アル
コキシドを混合・加水分解して得られた前駆体を比較的
低温で焼成することで、均一な複合体を容易に作製する
ことが可能である。例えば、酸化チタンと非晶質のシリ
カを複合化することで、強度の高い繊維を作製すること
が試みられている[「ジャーナル・オブ・ゾル−ゲル・
サイエンス・アンド・テクノロジー(J. Sol-Gel S
ci. Tech.)」第9巻、第85〜93ページ(1997
年)、「窯業協会誌」第86巻、第1547〜1551
ページ(1976年)、「窯業協会誌」第87巻、第1
552〜1558ページ(1977年)]。
On the other hand, a sol-gel method is known as a low-temperature compounding method. According to this method, a precursor obtained by mixing and hydrolyzing a metal salt or a metal alkoxide is calcined at a relatively low temperature, whereby a uniform composite can be easily produced. For example, attempts have been made to produce fibers with high strength by compounding titanium oxide and amorphous silica ["Journal of Sol-Gel."
Science and Technology (J. Sol-Gel S
ci. Tech.), Vol. 9, pp. 85-93 (1997)
Year), "Journal of the Ceramic Society of Japan," Vol. 86, Nos. 1547-1551
Page (1976), Journal of the Ceramic Industry Association, Vol. 87, No. 1
552-1558 (1977)].

【0009】その際、原料となるチタンのアルコキシド
とケイ素のアルコキシドとを混合し、加水分解処理して
得られた粘稠な重合物から繊維を紡糸し、焼成すること
により、目的とする高強度繊維を得ている。しかしなが
ら、この方法においては、モノマーの段階で混合を行う
ことから、Ti−O−Si結合の発生確率が高く、非晶
質成分を20容量%添加しただけで、酸化チタン成分の
アナターゼ型への転移(通常は単一系の場合、転移温度
は300〜400℃である)が阻害され、相転移させる
のに1000℃程度の温度が必要となる上、その相転移
率も低いなどの問題があった。また、1000℃以上の
ようなあまり高温での焼成では、表面のチタノールやシ
ラノールを減少させ、光触媒能を低下させるという問題
も生じる。すなわち、この方法では、原子レベルの均一
な複合化を可能にする利点を有するが、その反面、結晶
状態に基づく性能を生かして複合化する場合には、焼成
温度を低くせねばならないため、結晶化度が低くなり、
また、結晶化を充分に起こすためには、焼成温度を著し
く高温にせねばならず、光触媒活性を有効に発現させる
ための表面に存在する水酸基の減少などの問題があり、
充分な光触媒活性能を発現できなかった。
At this time, a fiber is spun from a viscous polymer obtained by mixing a raw material alkoxide of titanium and a silicon alkoxide and hydrolyzing the mixture, followed by baking to obtain the desired high strength. I have fiber. However, in this method, since mixing is performed at the monomer stage, the probability of generation of a Ti—O—Si bond is high, and the addition of the amorphous component to 20% by volume can convert the titanium oxide component to the anatase type. The transition (usually, in the case of a single system, the transition temperature is 300 to 400 ° C.) is inhibited, and a temperature of about 1000 ° C. is required for phase transition, and the phase transition rate is low. there were. In addition, firing at an extremely high temperature, such as 1000 ° C. or more, causes a problem that titanol and silanol on the surface are reduced and the photocatalytic ability is reduced. In other words, this method has the advantage of enabling uniform compounding at the atomic level, but on the other hand, in the case of compounding utilizing performance based on the crystal state, the firing temperature must be lowered, Degree of conversion
In addition, in order to sufficiently cause crystallization, the firing temperature must be extremely high, and there is a problem such as a decrease in hydroxyl groups present on the surface for effectively exhibiting photocatalytic activity.
Sufficient photocatalytic activity could not be exhibited.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、良好な光触媒活性と超親水性を有する
上、機械的強度に優れ、膜状物、繊維、マット、織布、
不織布などとして種々の用途に利用できる複合金属酸化
物、およびこのものを効率よく、かつ工業的に有利に製
造する方法を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Under such circumstances, the present invention has good photocatalytic activity and superhydrophilicity, excellent mechanical strength, film-like materials, fibers, mats, and woven fabrics. ,
An object of the present invention is to provide a composite metal oxide that can be used for various applications as a nonwoven fabric and the like, and a method for efficiently and industrially producing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、結晶化処理に
より光触媒活性を有する金属酸化物を誘導しうる金属化
合物の重合物と、これとは異種の金属酸化物を誘導しう
る金属化合物の重合物とからなる混合物を非焼結状態に
焼成したものであって、それぞれの重合物から誘導され
る金属酸化物の重合体ブロックが化学結合してなる複合
金属酸化物がその目的に適合しうること、そしてこの複
合金属酸化物は、ゾルゲル法により、特定の平均重合度
を有する前記金属化合物の重合物をそれぞれ調製したの
ち、これらを混合して焼成することにより、製造しうる
ことを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに
至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that a polymer of a metal compound capable of deriving a metal oxide having photocatalytic activity by crystallization treatment is obtained. , Which is obtained by firing a mixture comprising a polymer of a metal compound capable of deriving a different metal oxide in a non-sintered state, and a polymer block of a metal oxide derived from each polymer. The composite metal oxide formed by chemically bonding is suitable for the purpose, and the composite metal oxide is prepared by a sol-gel method after preparing a polymer of the metal compound having a specific average polymerization degree, They found that they can be manufactured by mixing and firing them, and based on this finding, completed the present invention.

【0012】すなわち、本発明は、(A)単一での結晶
化処理により光触媒活性を有する金属酸化物を誘導しう
る金属有機化合物若しくは金属無機化合物から得られた
平均重合度10〜10000の重合物と、(B)前記と
は異種の金属酸化物を誘導しうる金属有機化合物若しく
は金属無機化合物から得られた平均重合度10〜100
00の重合物とからなる混合物の非焼結状態の焼成物で
あって、前記(A)重合物から誘導される金属酸化物の
重合体ブロックと(B)重合物から誘導される金属酸化
物の重合体ブロックとが化学結合していることを特徴と
する複合金属酸化物を提供するものである。
That is, the present invention relates to (A) a polymerization having an average degree of polymerization of 10 to 10,000 obtained from a metal organic compound or a metal inorganic compound capable of deriving a metal oxide having photocatalytic activity by a single crystallization treatment. And (B) an average degree of polymerization of 10 to 100 obtained from a metal organic compound or a metal inorganic compound capable of inducing a metal oxide different from the above.
A non-sintered fired product of a mixture consisting of the polymer of No. 00 and a polymer block of the metal oxide derived from the polymer (A) and a metal oxide derived from the polymer (B) And a composite metal oxide characterized by being chemically bonded to a polymer block.

【0013】また、上記複合金属酸化物は、本発明によ
れば、単一での結晶化処理により光触媒活性を有する金
属酸化物を誘導しうる金属有機化合物若しくは金属無機
化合物、および前記とは異種の金属酸化物を誘導しうる
金属有機化合物若しくは金属無機化合物を原料として用
い、それぞれゾルゲル法により、平均重合度10〜10
000の重合物を得たのち、これを混合して焼成するこ
とにより、製造することができる。
According to the present invention, the composite metal oxide is a metal organic compound or a metal inorganic compound capable of deriving a metal oxide having photocatalytic activity by a single crystallization treatment, Using a metal organic compound or a metal inorganic compound capable of deriving a metal oxide as a raw material, the average degree of polymerization is 10 to 10 by a sol-gel method.
After obtaining a polymer of 000, it can be manufactured by mixing and firing.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の複合金属酸化物は、
(A)単一での結晶化処理により光触媒活性を有する金
属酸化物を誘導しうる金属有機化合物若しくは金属無機
化合物から得られた重合物と、(B)前記とは異種の金
属酸化物を誘導しうる金属有機化合物若しくは金属無機
化合物から得られた重合物との混合物を、非焼結状態に
焼成したものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The composite metal oxide of the present invention comprises
(A) a polymer obtained from a metal organic compound or a metal inorganic compound capable of deriving a metal oxide having photocatalytic activity by a single crystallization treatment; and (B) a metal oxide different from the above. It is obtained by firing a mixture with a polymer obtained from a metal organic compound or a metal inorganic compound which can be sintered, in a non-sintered state.

【0015】前記(A)重合物および(B)重合物は共
に、重合度が平均重合度で10〜10,000の範囲で
あり、平均重合度が上記範囲を逸脱すると、紡糸性や膜
形成性などに劣り、本発明の目的が達せられない。好ま
しい平均重合度は10〜7,000の範囲である。
Both the polymer (A) and the polymer (B) have an average degree of polymerization in the range of 10 to 10,000, and when the average degree of polymerization is out of the above range, the spinning property and the film forming property are reduced. Properties, etc., and the object of the present invention cannot be achieved. The preferred average degree of polymerization is in the range of 10 to 7,000.

【0016】前記(A)重合物としては、単一での結晶
化処理により光触媒活性を有する金属酸化物を誘導しう
る金属有機化合物若しくは金属無機化合物から得られた
ものが用いられる。ここで、単一での結晶化処理により
光触媒活性を有する金属酸化物としては特に制限はない
が、例えばチタニアおよび/または酸化亜鉛を好ましく
挙げることができ、特に光触媒活性能および実用性の面
から、チタニアが好適である。
As the polymer (A), a polymer obtained from a metal organic compound or a metal inorganic compound capable of deriving a metal oxide having photocatalytic activity by a single crystallization treatment is used. Here, the metal oxide having photocatalytic activity by a single crystallization treatment is not particularly limited, but preferably includes, for example, titania and / or zinc oxide, particularly from the viewpoint of photocatalytic activity and practicality. And titania are preferred.

【0017】上記の金属有機化合物としては、アルコキ
シ基などの加水分解性有機基を少なくとも1つ有する有
機チタン化合物や有機亜鉛化合物などの金属有機化合物
が挙げられる。一方、金属無機化合物としては、例えば
四塩化チタンや二塩化亜鉛などの塩化物で代表される金
属ハロゲン化物などが挙げられる。
Examples of the above-mentioned metal organic compounds include metal organic compounds such as organic titanium compounds and organic zinc compounds having at least one hydrolyzable organic group such as an alkoxy group. On the other hand, examples of the metal inorganic compound include metal halides represented by chlorides such as titanium tetrachloride and zinc dichloride.

【0018】また、チタニアを誘導しうる金属有機化合
物若しくは金属無機化合物から得られた重合物として
は、後述する一般式(II)で表されるチタン化合物の加
水分解物を好ましく挙げることができる。
As a polymer obtained from a metal organic compound or a metal inorganic compound capable of inducing titania, a hydrolyzate of a titanium compound represented by the following general formula (II) can be preferably mentioned.

【0019】一方、(B)重合物としては、上記(A)
とは異種の金属酸化物を誘導しうる金属有機化合物若し
くは金属無機化合物から得られたものが用いられる。こ
こで、(A)とは異種の金属酸化物としては特に制限は
ないが、例えばシリカ、アルミナおよびジルコニアを好
ましく挙げることができ、特に得られる複合金属酸化物
の性能および実用性の面から、シリカが好適である。
On the other hand, the polymer (B) includes the above (A)
What is obtained from a metal organic compound or a metal inorganic compound which can induce a different metal oxide is used. Here, the metal oxide different from (A) is not particularly limited, but preferably includes, for example, silica, alumina and zirconia. In particular, from the viewpoint of the performance and practicality of the obtained composite metal oxide, Silica is preferred.

【0020】上記の金属有機化合物としては、アルコキ
シ基などの加水分解性有機基を少なくとも1つ有する有
機ケイ素化合物、有機アルミニウム化合物、有機ジルコ
ニウム化合物などの金属有機化合物が挙げられる。一
方、金属無機化合物としては、例えばケイ素、アルミニ
ウム、ジルコニウムなどの塩化物で代表される金属ハロ
ゲン化物などが挙げられる。
Examples of the above-mentioned metal organic compounds include metal organic compounds having at least one hydrolyzable organic group such as an alkoxy group, such as organic silicon compounds, organic aluminum compounds, and organic zirconium compounds. On the other hand, examples of the metal inorganic compound include metal halides represented by chlorides such as silicon, aluminum and zirconium.

【0021】また、シリカを誘導しうる金属有機化合物
若しくは金属無機化合物から得られた重合物としては、
後述する一般式(III)で表されるケイ素化合物の加水
分解物を好ましく挙げることができる。本発明において
は、前記(A)重合物と(B)重合物との混合割合につ
いては特に制限はなく、得られる複合金属酸化物におけ
る所望の光触媒活性能と機械的強度に応じて、適宜選定
すればよい。本発明の複合金属酸化物は、(A)重合物
と(B)重合物との混合物を非焼結状態に焼成して得ら
れたものであり、焼成温度としては、使用する(A)重
合物及び(B)重合物の金属の種類に応じて適宜選定す
ることができる。本発明の複合金属酸化物の形態として
は特に制限はなく、様々な形態をとることができ、例え
ば膜状物、繊維、ウェッブ、あるいは不織布、織布、マ
ットなどのマット状物などが挙げられる。ここで、膜状
物は、前記(A)重合物と(B)重合物との混合物を用
いて基体上に膜状物を形成し、焼成することにより、作
製することができるし、繊維は、(A)重合物と(B)
重合物との混合物を紡糸して得られた繊維状物を焼成す
ることにより、作製することができる。このようにして
得られた繊維を、さらに加工することにより、ウェッ
ブ、さらには不織布、織布、マットなどのマット状物を
製造することができる。例えば、連続した繊維の場合は
単独あるいはガラス繊維等の無機繊維と混合したもの
を、短繊維の場合は単独で紡績したものまたはガラス繊
維等の無機繊維と混紡したものを原糸として用いて、例
えばシャットル織機、ウォータージェット方式織機等の
織機を用いて織物を製造することができ、ラッセル編
機、トリコット編機等の編機を用いて編物を製造するこ
とができる。更に短繊維の場合は、ウェブを作成後、接
着剤を用いた不織布化法またはニードルパンチ法等の乾
式法、あるいは抄紙法等の湿式法により不織布を製造す
ることができる。また、実施例に記載したようにエアー
によりノズルから吐出細化した繊維を適宜な支持体(ネ
ット等)の上に積層させた後、これを焼成することによ
り繊維間が接着したマットを得ることができる。
Further, the polymer obtained from a metal organic compound or a metal inorganic compound capable of deriving silica includes:
Preferred examples include a hydrolyzate of a silicon compound represented by the following general formula (III). In the present invention, the mixing ratio of the polymer (A) and the polymer (B) is not particularly limited, and is appropriately selected according to the desired photocatalytic activity and mechanical strength of the obtained composite metal oxide. do it. The composite metal oxide of the present invention is obtained by firing a mixture of the polymer (A) and the polymer (B) in a non-sintered state. Can be appropriately selected according to the kind of the metal of the polymer and the polymer (B). The form of the composite metal oxide of the present invention is not particularly limited, and can take various forms, such as a film-like material, a fiber, a web, or a nonwoven fabric, a woven fabric, or a mat-like material such as a mat. . Here, the film-like material can be produced by forming a film-like material on a substrate using a mixture of the polymer (A) and the polymer (B), followed by baking. , (A) polymer and (B)
It can be produced by firing a fibrous material obtained by spinning a mixture with a polymer. By further processing the fiber thus obtained, a web, and further, a mat-like material such as a nonwoven fabric, a woven fabric, and a mat can be produced. For example, in the case of a continuous fiber, a fiber alone or mixed with an inorganic fiber such as a glass fiber, and in the case of a short fiber, a fiber spun alone or a fiber mixed with an inorganic fiber such as a glass fiber is used as a raw yarn. For example, a woven fabric can be manufactured using a loom such as a shuttle loom or a water jet loom, and a knit can be manufactured using a knitting machine such as a Russell knitting machine or a tricot knitting machine. Further, in the case of short fibers, after forming the web, a nonwoven fabric can be produced by a dry process such as a nonwoven process using an adhesive or a needle punch method, or a wet process such as a papermaking process. Also, as described in the examples, after the fibers thinned and discharged from the nozzle by the air are laminated on an appropriate support (net or the like), a mat is obtained by firing the fibers to obtain a mat in which the fibers are bonded to each other. Can be.

【0022】本発明の複合金属酸化物からなる繊維とし
ては、特にゾルゲル法によるチタニア重合物とシリカ重
合物との混合物を紡糸して得られた繊維状物の焼成物か
らなり、かつチタニア成分がアナターゼ型の結晶形態を
主体とするものである光触媒活性を有するチタニア−シ
リカ繊維(以下、チタニア−シリカ繊維Iと称す)、お
よびメチレンブルーを用いた色素分解試験において、チ
タニア単独繊維の60分後の分解率を100%とした場
合、60分後の分解率A%が、式(I) A(%)≧[繊維中のチタン原子数/繊維中のチタン原子とケイ素原子 との合計数]×100 ・・・(I) の関係を満たす光触媒活性を有するチタニア−シリカ繊
維(以下、チタニア−シリカ繊維IIと称す)を好ましく
挙げることができる。
The fiber comprising the composite metal oxide of the present invention is, in particular, a baked fibrous material obtained by spinning a mixture of a titania polymer and a silica polymer by a sol-gel method, and wherein the titania component is contained. In a pigment decomposition test using titania-silica fiber (hereinafter referred to as titania-silica fiber I) having a photocatalytic activity mainly composed of anatase type crystal form, and methylene blue, 60 minutes after the titania single fiber, Assuming that the decomposition rate is 100%, the decomposition rate A% after 60 minutes is represented by the formula (I) A (%) ≧ [the number of titanium atoms in the fiber / the total number of titanium atoms and silicon atoms in the fiber] × A titania-silica fiber having photocatalytic activity that satisfies the relationship of 100 (I) (hereinafter referred to as titania-silica fiber II) can be preferably exemplified.

【0023】ここに上記ゾルゲル法とは、チタン化合
物、ケイ素化合物を加水分解、重縮合反応することによ
り、チタニア重合物、シリカ重合物を製造する手法を意
味する。上記チタニア−シリカ繊維Iは、従来のチタニ
ア−シリカ繊維とは異なり、Ti−O−Si結合の生成
が抑制されるので、アナターゼ型チタニアのみからなる
繊維に対する光触媒活性能の低下度が小さく、良好な光
触媒活性能を有している。このチタニア−シリカ繊維I
においては、ゾルゲル法によるチタニア重合物として、
後述の一般式(II)で表されるチタン化合物の加水分解
物を、またゾルゲル法によるシリカ重合物として、後述
の一般式(III)で表されるケイ素化合物の加水分解物
を挙げることができる。また、このチタニア重合物とシ
リカ重合物との混合割合については特に制限はなく、得
られる繊維における所望の光触媒活性能と機械的強度に
応じて、適宜選定すればよい。
Here, the sol-gel method means a method of producing a titania polymer or a silica polymer by hydrolysis and polycondensation reaction of a titanium compound and a silicon compound. The titania-silica fiber I is different from the conventional titania-silica fiber in that the generation of the Ti—O—Si bond is suppressed, so that the degree of decrease in the photocatalytic activity with respect to the fiber composed of only the anatase-type titania is small and good. Photocatalytic activity. This titania-silica fiber I
In, as a titania polymer by the sol-gel method,
As a hydrolyzate of a titanium compound represented by the following general formula (II) and a silica polymer obtained by a sol-gel method, a hydrolyzate of a silicon compound represented by a general formula (III) described below can be exemplified. . The mixing ratio of the titania polymer and the silica polymer is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the desired photocatalytic activity and mechanical strength of the obtained fiber.

【0024】本発明に係るチタニア−シリカ繊維Iまた
はチタニア−シリカ繊維IIとしては、平均繊維径が20
μm以下で、平均繊維長が1mm以上であり、かつ繊維
単糸の引張強度が0.5GPa以上であるものが好まし
い。また、このチタニア−シリカ繊維の光触媒活性能
は、通常アナターゼ型チタニア繊維の50%以上であ
る。
The titania-silica fiber I or the titania-silica fiber II according to the present invention has an average fiber diameter of 20.
It is preferable that the average fiber length is 1 mm or more and the tensile strength of single fiber yarn is 0.5 GPa or more. Further, the photocatalytic activity of the titania-silica fiber is usually 50% or more of the anatase type titania fiber.

【0025】なお、上記繊維の光触媒活性は下記のよう
にして測定することができる。すなわち、光触媒活性を
測定しようとする繊維の紡糸用材料を、ガラス板などの
基板上に塗布したのち、該繊維の作製時とほぼ同じ焼成
条件で焼成する。次いで、コート面に紫外線を照射する
などして超親水化処理を施したのち、メチレンブルーな
どの有機色素を吸着させ、この有機色素の分解速度を、
吸光度法などで測定することにより、光触媒活性を求め
ることができる。このチタニア−シリカ繊維Iは、ゾル
ゲル法によるチタニア重合物とシリカ重合物との混合物
を紡糸して得られた繊維の焼成物からなるものである
が、紡糸方法としては、上記チタニア重合物とシリカ重
合物との混合物をエアー圧で吹き飛ばして繊維化する方
法を採用するのが有利である。
The photocatalytic activity of the fiber can be measured as follows. That is, after a spinning material for a fiber whose photocatalytic activity is to be measured is applied on a substrate such as a glass plate, the fiber is fired under substantially the same firing conditions as when the fiber was produced. Next, after performing a superhydrophilization treatment by irradiating the coated surface with ultraviolet rays or the like, an organic dye such as methylene blue is adsorbed, and the decomposition rate of the organic dye is determined.
The photocatalytic activity can be determined by measuring by an absorbance method or the like. The titania-silica fiber I comprises a baked fiber obtained by spinning a mixture of a titania polymer and a silica polymer by a sol-gel method, and the spinning method includes the above titania polymer and silica. It is advantageous to employ a method in which the mixture with the polymer is blown off with air pressure to form fibers.

【0026】一方、本発明に係る光触媒活性を有するチ
タニア−シリカ繊維IIは、前記性状を有するものであれ
ばよく、その製造方法については特に制限はない。
On the other hand, the titania-silica fiber II having photocatalytic activity according to the present invention only needs to have the above-mentioned properties, and its production method is not particularly limited.

【0027】次に、本発明の複合金属酸化物の製造方法
としては、前記性状を有する複合金属酸化物が得られる
方法であればよく、特に制限はないが、以下に示す本発
明の方法に従えば、効率よく、所望の複合金属酸化物を
製造することができる。本発明の方法においては、ま
ず、単一での結晶化処理により光触媒活性を有する金属
酸化物を誘導しうる金属有機化合物若しくは金属無機化
合物、および前記とは異種の金属酸化物を誘導しうる金
属有機化合物若しくは金属無機化合物を原料として用
い、それぞれゾルゲル法により、平均重合度10〜10
000の重合物を調製する。
Next, the method for producing the composite metal oxide of the present invention is not particularly limited as long as the composite metal oxide having the above properties can be obtained. Accordingly, a desired composite metal oxide can be efficiently produced. In the method of the present invention, first, a metal organic compound or a metal inorganic compound which can induce a metal oxide having photocatalytic activity by a single crystallization treatment, and a metal which can induce a metal oxide different from the above. Using an organic compound or a metal-inorganic compound as a raw material, the average degree of polymerization is 10 to 10 by a sol-gel method.
Prepare 000 polymer.

【0028】前記光触媒活性を有する金属酸化物を誘導
しうる金属有機化合物若しくは金属無機化合物として
は、金属酸化物として、チタニアまたは酸化亜鉛、特に
チタニアを誘導しうるチタン化合物、例えば一般式(I
I) R1nTi(OR24-n ・・・ (II) (式中、R1は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2
〜10のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基ま
たは炭素数7〜10のアラルキル基、R2は炭素数1〜
6のアルキル基であり、OR2が複数ある場合、各OR2
は同一であってもよいし、異なっていてもよく、nは0
〜3の整数である。)で表されるチタン化合物(以下、
チタンアルコキシドと称する。)が好ましく用いられ
る。
As the metal organic compound or metal inorganic compound capable of deriving a metal oxide having photocatalytic activity, titania or zinc oxide, particularly a titanium compound capable of deriving titania, such as a compound represented by the general formula (I)
I) R 1 nTi (OR 2 ) 4-n (II) (wherein, R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and 2 carbon atoms)
10 alkenyl group, an aryl group or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms having 6 to 10 carbon atoms, R 2 is 1 to the number of carbon atoms
6 is an alkyl group, if OR 2 there are a plurality, each OR 2
May be the same or different, and n is 0
-3. ) Represented by a titanium compound (hereinafter, referred to as
It is called titanium alkoxide. ) Is preferably used.

【0029】この一般式(II)で表されるチタンアルコ
キシドの例としては、テトラメトキシチタン、テトラエ
トキシチタン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトラ
イソプロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、
テトライソブトキシチタン、テトラ−sec−ブトキシチ
タン、テトラ−tert−ブトキシチタンなどのテトラアル
コキシチタンを好ましく挙げることができる。
Examples of the titanium alkoxide represented by the general formula (II) include tetramethoxytitanium, tetraethoxytitanium, tetra-n-propoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, tetra-n-butoxytitanium,
Preferable examples include tetraalkoxytitanium such as tetraisobutoxytitanium, tetra-sec-butoxytitanium and tetra-tert-butoxytitanium.

【0030】一方、異種の金属酸化物を誘導しうる金属
有機化合物若しくは金属無機化合物としては、金属酸化
物として、シリカ、アルミナまたはジルコニア、特にシ
リカを誘導しうるケイ素化合物、例えば一般式(III) R3mSi(OR44-m ・・・(III) (式中、R3は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2
〜10のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基ま
たは炭素数7〜10のアラルキル基、R4は炭素数1〜
6のアルキル基であり、OR4が複数ある場合、各OR4
は同一であってもよいし、異なっていてもよく、mは0
〜3の整数である。)で表されるケイ素化合物(以下、
ケイ素アルコキシドと称する。)が好ましく用いられ
る。
On the other hand, as a metal organic compound or a metal inorganic compound capable of inducing a different kind of metal oxide, silica, alumina or zirconia, particularly a silicon compound capable of inducing silica, for example, a compound represented by the general formula (III): R 3 mSi (OR 4 ) 4-m (III) (wherein, R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, 2 carbon atoms)
10 alkenyl group, an aryl group or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms having 6 to 10 carbon atoms, R 4 is 1 to carbon atoms
6 is an alkyl group, if the OR 4 there are a plurality, each OR 4
May be the same or different, and m is 0
-3. ) Represented by a silicon compound (hereinafter, referred to as
It is called silicon alkoxide. ) Is preferably used.

【0031】この一般式(III)で表されるケイ素アル
コキシドの例としては、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、テトライソブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキ
シシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、メチルトリ
メトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルト
リプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチ
ルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、
プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラ
ン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
ジメチルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリエトキシシラン、ジビニルジメトキシラ
ン、ジビニルジエトキシシランなどを挙げることができ
る。これらの中でテトラアルコキシシランが好適であ
る。
Examples of the silicon alkoxide represented by the general formula (III) include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-butoxysilane and tetraisobutoxysilane. Silane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane,
Propyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane,
Examples thereof include dimethyldimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, divinyldimethoxylan, and divinyldiethoxysilane. Among them, tetraalkoxysilane is preferred.

【0032】本発明においては、複合金属酸化物とし
て、チタニア−ケイ素複合物を製造する場合には、通常
有機溶媒中において、前記のチタンアルコキシドおよび
ケイ素アルコキシドを、それぞれ加水分解してチタニア
重合物およびシリカ重合物を調製する。この際、用いら
れる有機溶媒としては、極性溶剤が好ましく、特に低級
アルコールが好適である。この低級アルコールとして
は、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、n−
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、イソブチルアルコール、sec−ブチル
アルコール、n−ペンチルアルコール、sec−ペンチル
アルコール、イソペンチルアルコール、tert−ペンチル
アルコール、ネオペンチルアルコール、ヘキシルアルコ
ール、2,3−ジメチル−1−ペンタノール、2,3−
ジメチル−2−ペンタノール、2−エチル−1−ブタノ
ール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、2−メチ
ル−1−ペンタノール、2−メチル−2−ペンタノー
ル、2−メチル−3−ペンタノール、3−メチル−2−
ペンタノール、3−メチル−3−ペンタノール、4−メ
チル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノー
ルなどが挙げられ、これらは単独で用いてもよいし、2
種以上を混合して用いてもよい。
In the present invention, when a titania-silicon composite is produced as a composite metal oxide, the above-mentioned titanium alkoxide and silicon alkoxide are usually hydrolyzed in an organic solvent to obtain a titania polymer and A silica polymer is prepared. At this time, a polar solvent is preferable as the organic solvent used, and a lower alcohol is particularly preferable. As the lower alcohol, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-
Propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, sec-butyl alcohol, n-pentyl alcohol, sec-pentyl alcohol, isopentyl alcohol, tert-pentyl alcohol, neopentyl alcohol, hexyl alcohol, 2,3-dimethyl -1-pentanol, 2,3-
Dimethyl-2-pentanol, 2-ethyl-1-butanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-methyl-3-pentanol, 3-methyl-2-
Pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 4-methyl-1-pentanol, 4-methyl-2-pentanol and the like may be used, and these may be used alone or 2
Mixtures of more than one species may be used.

【0033】この有機溶媒中に、適当な濃度で、前記の
チタンアルコキシドまたはケイ素アルコキシドを溶解
し、撹拌しながら、これに加水分解に必要な水と酸を徐
々に滴下して加水分解反応を行う。ここで用いる酸とし
ては、加水分解を促進するプロトン酸であれば特に限定
はされないが、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、シュ
ウ酸などが挙げられ、これらは単独もしくは2種類以上
を混合して使用することもできる。この加水分解反応
は、通常0〜70℃、好ましくは10〜50℃の範囲の
温度で行われる。この際、減圧下で操作を行い、溶媒並
びに加水分解に伴い副生する低級アルコールを留去さ
せ、加水分解物の重縮合を促進させることができる。こ
の反応は、得られるチタニア重合物またはシリカ重合物
の平均重合度が、紡糸性やコーティング性の点から、1
0〜10000になるまで続けるのが好ましい。
The above-mentioned titanium alkoxide or silicon alkoxide is dissolved in an appropriate concentration in this organic solvent, and while stirring, water and an acid necessary for hydrolysis are gradually added dropwise to carry out a hydrolysis reaction. . The acid used here is not particularly limited as long as it is a protonic acid that promotes hydrolysis, and examples thereof include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid, and oxalic acid. These may be used alone or in combination of two or more. Can also be used. This hydrolysis reaction is usually performed at a temperature in the range of 0 to 70 ° C, preferably 10 to 50 ° C. At this time, the operation is performed under reduced pressure to distill off the solvent and lower alcohol which is a by-product of the hydrolysis, thereby promoting the polycondensation of the hydrolyzate. In this reaction, the average degree of polymerization of the obtained titania polymer or silica polymer is 1 from the viewpoint of spinnability and coating property.
It is preferable to continue until it reaches 0 to 10,000.

【0034】次いで、このようにして得られたチタニア
重合物とシリカ重合物とを適当な割合、例えばチタニア
原子とシリカ原子の比が99:1〜1:99、好ましく
は95:5〜30:70、更に好ましくは95:5〜4
0:60の割合で混合する。次に、前記のようにして得
られた混合重合物を、焼成して複合金属酸化物を製造す
るが、この焼成は、得られる複合金属酸化物が未焼結状
態になるような温度で行う。この焼成温度としては、使
用する金属種によって適宜選定される。例えば、複合金
属酸化物として、チタニア−シリカ複合物を製造する場
合には、通常300℃以上1000℃未満の範囲の温度
において焼成を行う。
Next, the titania polymer and the silica polymer thus obtained are mixed at an appropriate ratio, for example, the ratio of titania atoms to silica atoms is 99: 1 to 1:99, preferably 95: 5 to 30: 70, more preferably 95: 5-4
Mix at a ratio of 0:60. Next, the mixed polymer obtained as described above is fired to produce a composite metal oxide, and the firing is performed at a temperature such that the obtained composite metal oxide is in an unsintered state. . The firing temperature is appropriately selected depending on the type of metal used. For example, when producing a titania-silica composite as a composite metal oxide, baking is usually performed at a temperature in the range of 300 ° C. or more and less than 1000 ° C.

【0035】この温度が300℃未満では、アナターゼ
型結晶形態が発現せず、十分な光触媒活性能が得られな
い恐れがあるし、1000℃以上ではチタニア成分中の
ルチル型が増え、光触媒活性能が低下する上、焼結状態
になりやすい。光触媒活性能を良好なものとし、未焼結
状態にするには、この焼成温度は400℃〜950℃の
範囲が好ましい。焼成時間は、焼成温度に左右され、一
概に定めることはできないが、一般的には0.1〜10
時間程度で十分である。得られる複合金属酸化物の形態
を膜状物とする場合には、該混合重合物を含む塗工液を
調製し、基体上にコーティングして被膜を形成したの
ち、所定の温度で焼成すればよい。
If the temperature is lower than 300 ° C., there is a possibility that an anatase type crystal form will not be exhibited and sufficient photocatalytic activity cannot be obtained. If the temperature is higher than 1000 ° C., the rutile type in the titania component increases, and the photocatalytic activity increases. And the sintered state is likely to occur. The firing temperature is preferably in the range of 400 ° C. to 950 ° C. in order to improve the photocatalytic activity and to obtain an unsintered state. The sintering time depends on the sintering temperature and cannot be determined unconditionally, but is generally 0.1 to 10%.
About an hour is enough. When the form of the obtained composite metal oxide is a film, a coating solution containing the mixed polymer is prepared, coated on a substrate to form a film, and then fired at a predetermined temperature. Good.

【0036】また、複合金属酸化物の形態を繊維とする
場合には、該混合重合物を含む紡糸液を調製したのち、
通常内径1mm以下のノズルから押し出すとともに、
0.01kgf/cm2以上のエアー圧で吹き飛ばして
繊維化することにより紡糸を行い、次いで、紡糸された
繊維状物を所定の温度で焼成すればよい。このような繊
維化の方法により、前記の光触媒活性を有するチタニア
−シリカ繊維IまたはIIが、極めて効率よく得られる。
When fibers are used as the composite metal oxide, a spinning solution containing the mixed polymer is prepared,
Normally extruded from a nozzle with an inner diameter of 1 mm or less,
The fiber may be spun by blowing it off with an air pressure of 0.01 kgf / cm 2 or more to form a fiber, and then firing the spun fibrous material at a predetermined temperature. By such a method of forming a fiber, the titania-silica fiber I or II having the photocatalytic activity can be obtained very efficiently.

【0037】[0037]

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0038】実施例1 窒素雰囲気下、テトライソプロポキシチタン113.6
g、ヘキシルアルコール13.6gおよびイソプロピル
アルコール4.0gを混合し、撹拌しながら、これにヘ
キシルアルコール13.6g、イソプロピルアルコール
4.0g、36.5重量%塩酸16.8gおよび酢酸
9.6gの混合溶液を、一秒一滴の速度で滴下した。滴
下終了後、さらに1時間撹拌を続けたのち、アスピレー
ターにて減圧し、溶液中に存在するアルコール分を揮発
させ、加水分解アルコキシドの重縮合を促進させた。こ
の重合物の平均重合度[ゲルパーミエーションクロマト
グラフィー法(GPC法)により測定した数平均分子量
から算出、以下同様]が220になった時点で減圧を終
了し、チタニア重合物を得た。
Example 1 Titanium tetraisopropoxy 113.6 under a nitrogen atmosphere
g, 13.6 g of hexyl alcohol and 4.0 g of isopropyl alcohol and, with stirring, add 13.6 g of hexyl alcohol, 4.0 g of isopropyl alcohol, 16.8 g of 36.5% by weight hydrochloric acid and 9.6 g of acetic acid. The mixed solution was dropped at a rate of one drop per second. After completion of the dropwise addition, stirring was further continued for 1 hour, and then the pressure was reduced by an aspirator to volatilize the alcohol present in the solution to promote the polycondensation of the hydrolyzed alkoxide. When the average degree of polymerization of the polymer (calculated from the number average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC), the same applies hereinafter) reached 220, the depressurization was terminated to obtain a titania polymer.

【0039】一方、窒素雰囲気下、テトラエトキシシラ
ン83.33g、ヘキシルアルコール13.6gおよび
イソプロピルアルコール4.0gを混合し、撹拌しなが
ら、これにヘキシルアルコール13.6g、イソプロピ
ルアルコール4.0g、36.5重量%塩酸16.8g
および酢酸9.6gの混合溶液を、一秒一滴の速度で滴
下した。滴下終了後、さらに1時間撹拌を続けたのち、
アスピレーターにて減圧し、溶液中に存在するアルコー
ル分を揮発させ、加水分解アルコキシドの重縮合を促進
させた。この重合物の平均重合度が60になった時点で
減圧を終了し、シリカ重合物を得た。
On the other hand, under a nitrogen atmosphere, 83.33 g of tetraethoxysilane, 13.6 g of hexyl alcohol and 4.0 g of isopropyl alcohol were mixed, and while stirring, 13.6 g of hexyl alcohol, 4.0 g of isopropyl alcohol and 36 g of isopropyl alcohol were added. 16.8 g of 0.5% by weight hydrochloric acid
A mixed solution of acetic acid and 9.6 g was added dropwise at a rate of one drop per second. After completion of the dropping, the stirring was continued for another hour,
The pressure was reduced by an aspirator to evaporate the alcohol present in the solution to promote the polycondensation of the hydrolyzed alkoxide. When the average degree of polymerization of the polymer reached 60, the pressure reduction was terminated to obtain a silica polymer.

【0040】次いで、このようにして得られたチタニア
重合物とシリカ重合物とを窒素雰囲気下、チタン原子と
ケイ素原子の比が90:10の割合になるように混合
し、30分間撹拌したのち、図1に示すノズル径0.5
mmのダイス1からチタニア重合物とシリカ重合物との
混合物2を圧力空気3の供給下に押し出し、0.1kg
f/cm2の圧力でブロー紡糸することで、繊維4を作
製し、これを積層することでマット状とした。
Next, the thus obtained titania polymer and silica polymer are mixed in a nitrogen atmosphere such that the ratio of titanium atoms to silicon atoms becomes 90:10, and the mixture is stirred for 30 minutes. Nozzle diameter 0.5 shown in FIG.
A mixture 2 of a titania polymer and a silica polymer is extruded from a 1 mm die 1 under a supply of pressurized air 3 to obtain 0.1 kg.
The fibers 4 were prepared by blow spinning at a pressure of f / cm 2 , and were laminated to form a mat.

【0041】次にこのマットを室温にて24時間乾燥し
たのち、100℃/hrの速度で750℃まで昇温し、
この温度で2時間保持後、室温まで冷却することによ
り、チタニア−シリカ複合繊維からなるマットを得た。
この繊維は、X線回折の結果、アナターゼ型の結晶形態
の二酸化チタンを含むことが確認できた。また、走査型
電子顕微鏡(SEM)観察から平均繊維径は8.11μ
m、拡大鏡から平均繊維長は31.2mmのチタニア−
シリカ複合繊維であることが確認された。さらに得られ
た繊維の引張強度をテンシロンにて、チャック間距離1
5mm、引張速度20mm/分の条件で測定したとこ
ろ、0.72GPaであることが確認された。
Next, the mat was dried at room temperature for 24 hours, and then heated to 750 ° C. at a rate of 100 ° C./hr.
After holding at this temperature for 2 hours, the mixture was cooled to room temperature to obtain a mat made of titania-silica composite fiber.
As a result of X-ray diffraction, it was confirmed that the fiber contained titanium dioxide in an anatase type crystal form. The average fiber diameter was found to be 8.11 μm from observation by a scanning electron microscope (SEM).
m, titania with average fiber length of 31.2 mm from magnifying glass-
It was confirmed that it was a silica composite fiber. Further, the tensile strength of the obtained fiber was measured using a tensilon, and the distance between chucks was 1
When measured under the conditions of 5 mm and a pulling speed of 20 mm / min, it was confirmed to be 0.72 GPa.

【0042】このチタニア−シリカ複合繊維の光触媒活
性を下記のようにして求めた。すなわち、紡糸前の混合
重合物(紡糸用材料)をイソプロピルアルコールにて粘
度0.1ポイズ(25℃)になるように希釈し、この希
釈物をスピンコーターにて、15mm角のシリカガラス
板上に3000rpm、30秒の条件でスピンコートし
た。このコートしたシリカガラス板を24時間室温にて
全乾燥したのち、繊維の焼成温度と同条件で焼成してサ
ンプルを作製した。
The photocatalytic activity of this titania-silica composite fiber was determined as follows. That is, the mixed polymer (spinning material) before spinning is diluted with isopropyl alcohol so as to have a viscosity of 0.1 poise (25 ° C.), and the diluted product is spin-coated on a 15 mm square silica glass plate. Was spin-coated at 3000 rpm for 30 seconds. After the coated silica glass plate was completely dried at room temperature for 24 hours, it was fired under the same conditions as the firing temperature of the fiber to produce a sample.

【0043】各サンプルに、ブラックライト(照射強
度:1.0mW/cm2)にて2時間照射することによ
り、表面を超親水化させたのち、5.0×10-3重量%
メチレンブルー水溶液を、3000rpm、30秒の条
件でスピンコートし、これを暗所にて自然乾燥させた。
次いで、この色素を吸着させたサンプルの初期吸光度
(Abs)を、UV−VIS分光光度計(島津製作所社
製、UV−2100)により測定し、さらにサンプルに
ブラックライト(照射強度:1.0mW/cm2)を照
射したものについて、5分おきに該分光光度計により、
吸光度の変化を調べることによって、色素の分解率を測
定し、該チタニア−シリカ繊維の色素分解率とした。結
果を図2にグラフで示す。色素分解率が高いほど、光触
媒活性が高いことを示す。
Each sample was irradiated with black light (irradiation intensity: 1.0 mW / cm 2 ) for 2 hours to make the surface superhydrophilic, and then 5.0 × 10 -3 % by weight.
A methylene blue aqueous solution was spin-coated at 3000 rpm for 30 seconds, and this was naturally dried in a dark place.
Next, the initial absorbance (Abs) of the sample to which the dye was adsorbed was measured by a UV-VIS spectrophotometer (UV-2100, manufactured by Shimadzu Corporation), and the sample was further subjected to black light (irradiation intensity: 1.0 mW / cm 2 ) with the spectrophotometer every 5 minutes
By examining the change in absorbance, the rate of decomposition of the dye was measured and defined as the rate of decomposition of the titania-silica fiber. The results are shown graphically in FIG. The higher the dye decomposition rate, the higher the photocatalytic activity.

【0044】実施例2〜5 実施例1において、チタニア重合物とシリカ重合物とを
チタン原子とケイ素原子の比が90:10の割合になる
ように混合する代わりに、表1に示す割合で混合し、か
つアナターゼ結晶形態が確認できる温度で焼成した以外
は実施例1と同様に実施した。結果を、実施例1の結果
と共に、表1に示す。
Examples 2 to 5 In Example 1, instead of mixing the titania polymer and the silica polymer such that the ratio of titanium atoms to silicon atoms becomes 90:10, the ratio shown in Table 1 was used. The same operation as in Example 1 was carried out except that the mixture was mixed and calcined at a temperature at which an anatase crystal form could be confirmed. Table 1 shows the results together with the results of Example 1.

【0045】実施例6 窒素雰囲気下、テトライソプロポキシチタン113.6
g、ヘキシルアルコール13.6gおよびイソプロピル
アルコール4.0gを混合し、撹拌しながら、これにヘ
キシルアルコール13.6g、イソプロピルアルコール
4.0g、36.5重量%塩酸16.8gおよび酢酸
9.6gの混合溶液を、一秒一滴の速度で滴下した。滴
下終了後、さらに1時間撹拌を続けたのち、アスピレー
ターにて減圧し、溶液中に存在するアルコール分を揮発
させ、加水分解アルコキシドの重縮合を促進させた。こ
の重合物の平均重合度が190になった時点で減圧を終
了し、チタニア重合物を得た。
Example 6 Titanium tetraisopropoxy 113.6 under a nitrogen atmosphere
g, 13.6 g of hexyl alcohol and 4.0 g of isopropyl alcohol and, with stirring, add 13.6 g of hexyl alcohol, 4.0 g of isopropyl alcohol, 16.8 g of 36.5% by weight hydrochloric acid and 9.6 g of acetic acid. The mixed solution was dropped at a rate of one drop per second. After completion of the dropwise addition, stirring was further continued for 1 hour, and then the pressure was reduced by an aspirator to volatilize the alcohol present in the solution to promote the polycondensation of the hydrolyzed alkoxide. When the average degree of polymerization of the polymer reached 190, the depressurization was terminated to obtain a titania polymer.

【0046】一方、窒素雰囲気下、メチルトリメトキシ
シラン54.49g、ヘキシルアルコール13.6gお
よびイソプロピルアルコール4.0gを混合し、撹拌し
ながら、これにヘキシルアルコール13.6g、イソプ
ロピルアルコール4.0g、36.5重量%塩酸16.
8gおよび酢酸4.8gの混合溶液を、一秒一滴の速度
で滴下した。滴下終了後、さらに1時間撹拌を続けたの
ち、アスピレーターにて減圧し、溶液中に存在するアル
コール分を揮発させ、加水分解アルコキシドの重縮合を
促進させた。この重合物の平均重合度が45になった時
点で減圧を終了し、シリカ重合物を得た。
On the other hand, under a nitrogen atmosphere, 54.49 g of methyltrimethoxysilane, 13.6 g of hexyl alcohol and 4.0 g of isopropyl alcohol were mixed, and while stirring, 13.6 g of hexyl alcohol, 4.0 g of isopropyl alcohol, 36.5% by weight hydrochloric acid
A mixed solution of 8 g and 4.8 g of acetic acid was dropped at a rate of one drop per second. After completion of the dropwise addition, stirring was further continued for 1 hour, and then the pressure was reduced by an aspirator to volatilize the alcohol present in the solution to promote the polycondensation of the hydrolyzed alkoxide. When the average degree of polymerization of the polymer reached 45, the pressure reduction was stopped to obtain a silica polymer.

【0047】次いで、このようにして得られたチタニア
重合物とシリカ重合物とを窒素雰囲気下、チタン原子と
ケイ素原子の比が80:20の割合になるように混合
し、30分間撹拌したのち、この混合物を図1に示すノ
ズル径0.5mmのダイスから押し出し、0.1kgf
/cm2の圧力でブロー紡糸することで、繊維を作製
し、これを積層することでマット状とした。次にこのマ
ットを室温にて24時間乾燥したのち、100℃/hr
の速度で750℃まで昇温し、この温度で2時間保持
後、室温まで冷却することにより、チタニア−シリカ複
合繊維からなるマットを得た。各種測定結果を、表1に
示す。
Next, the thus obtained titania polymer and silica polymer are mixed in a nitrogen atmosphere such that the ratio of titanium atoms to silicon atoms becomes 80:20, and the mixture is stirred for 30 minutes. This mixture was extruded from a die having a nozzle diameter of 0.5 mm shown in FIG.
The fibers were produced by blow spinning at a pressure of / cm 2 , and were laminated to form a mat. Next, after drying this mat at room temperature for 24 hours, 100 ° C./hr
The temperature was raised to 750 ° C. at the speed described above, and after maintaining at this temperature for 2 hours, the resultant was cooled to room temperature to obtain a mat composed of titania-silica composite fibers. Table 1 shows various measurement results.

【0048】実施例7 窒素雰囲気下、チタンテトラ−n−ブトキシド136.
1g、ヘキシルアルコール13.6gおよびイソプロピ
ルアルコール4.0gを混合し、撹拌しながら、これに
ヘキシルアルコール13.6g、イソプロピルアルコー
ル4.0g、36.5重量%塩酸16.8gおよび酢酸
9.6gの混合溶液を、一秒一滴の速度で滴下した。滴
下終了後、さらに1時間撹拌を続けたのち、アスピレー
ターにて減圧し、溶液中に存在するアルコール分を揮発
させ、加水分解アルコキシドの重縮合を促進させた。こ
の重合物の平均重合度が190になった時点で減圧を終
了し、チタニア重合物を得た。
Example 7 Titanium tetra-n-butoxide in a nitrogen atmosphere
1 g, 13.6 g of hexyl alcohol and 4.0 g of isopropyl alcohol were mixed, and while stirring, 13.6 g of hexyl alcohol, 4.0 g of isopropyl alcohol, 16.8 g of 36.5% by weight hydrochloric acid and 9.6 g of acetic acid were added thereto. The mixed solution was dropped at a rate of one drop per second. After completion of the dropwise addition, stirring was further continued for 1 hour, and then the pressure was reduced by an aspirator to volatilize the alcohol present in the solution to promote the polycondensation of the hydrolyzed alkoxide. When the average degree of polymerization of the polymer reached 190, the depressurization was terminated to obtain a titania polymer.

【0049】一方、窒素雰囲気下、テトラエトキシシラ
ン83.33g、ヘキシルアルコール13.6gおよび
イソプロピルアルコール4.0gを混合し、撹拌しなが
ら、これにヘキシルアルコール13.6g、イソプロピ
ルアルコール4.0g、36.5重量%塩酸16.8g
および酢酸9.6gの混合溶液を、一秒一滴の速度で滴
下した。滴下終了後、さらに1時間撹拌を続けたのち、
アスピレーターにて減圧し、溶液中に存在するアルコー
ル分を揮発させ、加水分解アルコキシドの重縮合を促進
させた。この重合物の平均重合度が45になった時点で
減圧を終了し、シリカ重合物を得た。
On the other hand, under a nitrogen atmosphere, 83.33 g of tetraethoxysilane, 13.6 g of hexyl alcohol and 4.0 g of isopropyl alcohol were mixed, and while stirring, 13.6 g of hexyl alcohol, 4.0 g of isopropyl alcohol and 36 g of isopropyl alcohol were added. 16.8 g of 0.5% by weight hydrochloric acid
A mixed solution of acetic acid and 9.6 g was added dropwise at a rate of one drop per second. After completion of the dropping, the stirring was continued for another hour,
The pressure was reduced by an aspirator to evaporate the alcohol present in the solution to promote the polycondensation of the hydrolyzed alkoxide. When the average degree of polymerization of the polymer reached 45, the pressure reduction was stopped to obtain a silica polymer.

【0050】次いで、このようにして得られたチタニア
重合物とシリカ重合物とを窒素雰囲気下、チタン原子と
ケイ素原子の比が70:30の割合になるように混合
し、30分間撹拌したのち、この混合物を図1に示すノ
ズル径0.8mmのダイスから押し出し、0.20kg
f/cm2の圧力でブロー紡糸することで、繊維を作製
し、これを積層することでマット状とした。次にこのマ
ットを室温にて24時間乾燥したのち、100℃/hr
の速度で950℃まで昇温し、この温度で2時間保持
後、室温まで冷却することにより、チタニア−シリカ複
合繊維からなるマットを得た。各種測定結果を、表1に
示す。
Next, the thus obtained titania polymer and silica polymer are mixed in a nitrogen atmosphere so that the ratio of titanium atoms to silicon atoms becomes 70:30, and the mixture is stirred for 30 minutes. This mixture was extruded from a die having a nozzle diameter of 0.8 mm shown in FIG.
Fibers were produced by blow spinning at a pressure of f / cm 2 , and these were laminated to form a mat. Next, after drying this mat at room temperature for 24 hours, 100 ° C./hr
The temperature was raised to 950 ° C. at a speed of 2 and held at this temperature for 2 hours, followed by cooling to room temperature to obtain a mat comprising titania-silica composite fibers. Table 1 shows various measurement results.

【0051】実施例8 窒素雰囲気下、テトライソプロポキシチタン113.6
g、ヘキシルアルコール13.6gおよびイソプロピル
アルコール4.0gを混合し、撹拌しながら、これにヘ
キシルアルコール13.6g、イソプロピルアルコール
4.0g、36.5重量%塩酸16.8gおよび酢酸
9.6gの混合溶液を、一秒一滴の速度で滴下した。滴
下終了後、さらに1時間撹拌を続けたのち、アスピレー
ターにて減圧し、溶液中に存在するアルコール分を揮発
させ、加水分解アルコキシドの重縮合を促進させた。こ
の重合物の平均重合度が1000になった時点で減圧を
終了し、チタニア重合物を得た。
Example 8 Titanium tetraisopropoxy 113.6 under a nitrogen atmosphere
g, 13.6 g of hexyl alcohol and 4.0 g of isopropyl alcohol and, with stirring, add 13.6 g of hexyl alcohol, 4.0 g of isopropyl alcohol, 16.8 g of 36.5% by weight hydrochloric acid and 9.6 g of acetic acid. The mixed solution was dropped at a rate of one drop per second. After completion of the dropwise addition, stirring was further continued for 1 hour, and then the pressure was reduced by an aspirator to volatilize the alcohol present in the solution to promote the polycondensation of the hydrolyzed alkoxide. When the average degree of polymerization of the polymer reached 1000, the depressurization was terminated to obtain a titania polymer.

【0052】一方、窒素雰囲気下、テトラエトキシシラ
ン83.33g、ヘキシルアルコール13.6gおよび
イソプロピルアルコール4.0gを混合し、撹拌しなが
ら、これにヘキシルアルコール13.6g、イソプロピ
ルアルコール4.0g、36.5重量%塩酸16.8g
および酢酸9.6gの混合溶液を、一秒一滴の速度で滴
下した。滴下終了後、さらに1時間撹拌を続けたのち、
アスピレーターにて減圧し、溶液中に存在するアルコー
ル分を揮発させ、加水分解アルコキシドの重縮合を促進
させた。この重合物の平均重合度が200になった時点
で減圧を終了し、シリカ重合物を得た。
On the other hand, under a nitrogen atmosphere, 83.33 g of tetraethoxysilane, 13.6 g of hexyl alcohol and 4.0 g of isopropyl alcohol were mixed, and while stirring, 13.6 g of hexyl alcohol, 4.0 g of isopropyl alcohol and 36 g of isopropyl alcohol were added thereto. 16.8 g of 0.5% by weight hydrochloric acid
A mixed solution of acetic acid and 9.6 g was added dropwise at a rate of one drop per second. After completion of the dropping, the stirring was continued for another hour,
The pressure was reduced by an aspirator to evaporate the alcohol present in the solution to promote the polycondensation of the hydrolyzed alkoxide. When the average degree of polymerization of the polymer reached 200, the pressure reduction was stopped to obtain a silica polymer.

【0053】次いで、このようにして得られたチタニア
重合物とシリカ重合物とを窒素雰囲気下、チタン原子と
ケイ素原子の比が90:10の割合になるように混合
し、これをイソプロパノールにて1.2倍に希釈したの
ち、30分間撹拌した。この混合物を図1に示すノズル
径0.5mmのダイスから押し出し、0.1kgf/c
2の圧力でブロー紡糸することで、繊維を作製し、こ
れを積層することでマット状とした。次にこのマットを
室温にて24時間乾燥したのち、100℃/hrの速度
で750℃まで昇温し、この温度で2時間保持後、室温
まで冷却することにより、チタニア−シリカ複合繊維か
らなるマットを得た。各種測定結果を、表1に示す。
Next, the thus obtained titania polymer and silica polymer are mixed in a nitrogen atmosphere so that the ratio of titanium atoms to silicon atoms becomes 90:10, and this is mixed with isopropanol. After dilution 1.2 times, the mixture was stirred for 30 minutes. This mixture was extruded from a die having a nozzle diameter of 0.5 mm shown in FIG.
Fibers were produced by blow spinning at a pressure of m 2 , and these were laminated to form a mat. Next, the mat is dried at room temperature for 24 hours, heated to 750 ° C. at a rate of 100 ° C./hr, kept at this temperature for 2 hours, and then cooled to room temperature to form a titania-silica composite fiber. I got a mat. Table 1 shows various measurement results.

【0054】比較例1 窒素雰囲気下、チタン原子とケイ素原子の比が90:1
0となるようにテトライソプロポキシチタン113.6
g、テトラエトキシシラン7.5g、ヘキシルアルコー
ル13.6gおよびイソプロピルアルコール4.0gを
混合し、撹拌しながら、これにヘキシルアルコール1
3.6g、イソプロピルアルコール4.0g、36.5
重量%塩酸16.8gおよび酢酸9.6gの混合溶液
を、一秒一滴の速度で滴下した。滴下終了後、さらに1
時間撹拌を続けたのち、アスピレーターにて減圧し、溶
液中に存在するアルコール分を揮発させ、加水分解アル
コキシドの重縮合を促進させた。この重合物の粘度が
1.0ポイズ(25℃)になった時点で減圧を終了し、
チタニアシリカランダム共重合物を得た。
Comparative Example 1 In a nitrogen atmosphere, the ratio of titanium atoms to silicon atoms was 90: 1.
113.6 so as to be 0.
g, 7.5 g of tetraethoxysilane, 13.6 g of hexyl alcohol and 4.0 g of isopropyl alcohol.
3.6 g, isopropyl alcohol 4.0 g, 36.5
A mixed solution of 16.8 g by weight of hydrochloric acid and 9.6 g of acetic acid was dropped at a rate of one drop per second. After dropping, 1 more
After stirring was continued for an hour, the pressure was reduced by an aspirator to evaporate the alcohol present in the solution to promote the polycondensation of the hydrolyzed alkoxide. When the viscosity of the polymer reached 1.0 poise (25 ° C.), the pressure reduction was terminated,
A titania silica random copolymer was obtained.

【0055】次いで、この混合物を図1に示すノズル径
0.5mmのダイスから押し出し、0.1kgf/cm
2の圧力でブロー紡糸することで、繊維を作製し、これ
を積層することでマット状とした。次にこのマットを室
温にて24時間乾燥したのち、100℃/hrの速度で
750℃まで昇温し、この温度で2時間保持後、室温ま
で冷却することにより、チタニア−シリカランダム共重
合繊維からなるマットを得た。各種測定結果を、表1に
示す。また、色素分解率の経時変化を図2のグラフに示
す。
Next, this mixture was extruded from a die having a nozzle diameter of 0.5 mm shown in FIG.
Fibers were produced by blow spinning at a pressure of 2 , and these were laminated to form a mat. Next, the mat is dried at room temperature for 24 hours, heated to 750 ° C. at a rate of 100 ° C./hr, kept at this temperature for 2 hours, and cooled to room temperature to obtain a titania-silica random copolymer fiber. Was obtained. Table 1 shows various measurement results. FIG. 2 is a graph showing the change over time in the dye decomposition rate.

【0056】比較例2 窒素雰囲気下、テトライソプロポキシチタン113.6
g、ヘキシルアルコール13.6gおよびイソプロピル
アルコール4.0gを混合し、撹拌しながら、これにヘ
キシルアルコール13.6g、イソプロピルアルコール
4.0g、36.5重量%塩酸16.8gおよび酢酸
9.6gの混合溶液を、一秒一滴の速度で滴下した。滴
下終了後、さらに1時間撹拌を続けたのち、アスピレー
ターにて減圧し、溶液中に存在するアルコール分を揮発
させ、加水分解アルコキシドの重縮合を促進させた。こ
の重合物の平均重合度が210になった時点で減圧を終
了し、チタニア重合物を得た。
Comparative Example 2 Tetraisopropoxy titanium 113.6 under a nitrogen atmosphere
g, 13.6 g of hexyl alcohol and 4.0 g of isopropyl alcohol and, with stirring, add 13.6 g of hexyl alcohol, 4.0 g of isopropyl alcohol, 16.8 g of 36.5% by weight hydrochloric acid and 9.6 g of acetic acid. The mixed solution was dropped at a rate of one drop per second. After completion of the dropwise addition, stirring was further continued for 1 hour, and then the pressure was reduced by an aspirator to volatilize the alcohol present in the solution to promote the polycondensation of the hydrolyzed alkoxide. When the average degree of polymerization of the polymer reached 210, the depressurization was terminated to obtain a titania polymer.

【0057】次いで、この混合物を図1に示すノズル径
0.5mmのダイスから押し出し、0.1kgf/cm
2の圧力でブロー紡糸することで、繊維を作製し、これ
を積層することでマット状とした。次にこのマットを室
温にて24時間乾燥したのち、100℃/hrの速度で
500℃まで昇温し、この温度で2時間保持後、室温ま
で冷却することにより、チタニア繊維からなるマットを
得た。各種測定結果を、表1に示す。また、色素分解率
の経時変化を図2のグラフに示す。
Next, this mixture was extruded from a die having a nozzle diameter of 0.5 mm shown in FIG.
Fibers were produced by blow spinning at a pressure of 2 , and these were laminated to form a mat. Next, the mat is dried at room temperature for 24 hours, heated to 500 ° C. at a rate of 100 ° C./hr, kept at this temperature for 2 hours, and cooled to room temperature to obtain a mat made of titania fibers. Was. Table 1 shows various measurement results. FIG. 2 is a graph showing the change over time in the dye decomposition rate.

【0058】比較例3 比較例1において、チタン原子とケイ素原子の比が9
0:10となるようにテトライソプロポキシチタンとテ
トラエトキシシランを混合する代わりに、95:5の割
合で混合した以外は比較例1と同様に実施した。結果を
表1に示す。
Comparative Example 3 In Comparative Example 1, the ratio of titanium atoms to silicon atoms was 9
The operation was performed in the same manner as in Comparative Example 1, except that tetraisopropoxytitanium and tetraethoxysilane were mixed at a ratio of 95: 5 instead of mixing tetraisopropoxytitanium and tetraethoxysilane at 0:10. Table 1 shows the results.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】注1)比較例2で得られたチタニア繊維の
色素分解率(ブラックライト1時間照射後)を100と
した場合の色素分解率の割合を示す。
Note 1) The ratio of the pigment decomposition rate when the pigment decomposition rate (after irradiation with black light for 1 hour) of the titania fiber obtained in Comparative Example 2 is 100.

【0061】注2)弱すぎてチャックではさめないた
め、測定不能。
Note 2) Measurement is not possible because it is too weak to be chucked.

【0062】図2から明らかなように、本発明に係るT
i/Si原子比が90/10のチタニア−シリカアロイ
繊維(実施例1)は、アナターゼ型チタニア繊維(比較
例2)とほぼ同等の色素分解率(光触媒活性)を有する
ことが分かる。また、Ti/Si原子比が90/10の
チタニア−シリカランダム共重合アロイ繊維(比較例
1)は、アナターゼ型チタニア繊維(比較例2)と比較
して、色素分解率(光触媒活性)がかなり低いことが分
かる。なお、図2において、×印は、シリカ繊維の場合
である。
As is apparent from FIG. 2, T according to the present invention is
It can be seen that the titania-silica alloy fiber having an i / Si atomic ratio of 90/10 (Example 1) has a dye decomposition rate (photocatalytic activity) almost equivalent to that of the anatase-type titania fiber (Comparative Example 2). The titania-silica random copolymer alloy fiber having a Ti / Si atomic ratio of 90/10 (Comparative Example 1) has a considerably higher dye decomposition rate (photocatalytic activity) than the anatase-type titania fiber (Comparative Example 2). It turns out that it is low. Note that, in FIG. 2, the crosses indicate the case of silica fibers.

【0063】実施例9 窒素雰囲気下、テトライソプロポキシチタン1136
g、ヘキシルアルコール136gおよびイソプロピルア
ルコール40gを混合し、撹拌しながら、これにヘキシ
ルアルコール136g、イソプロピルアルコール40
g、36.5重量%塩酸168gおよび酢酸96gの混
合溶液を2時間かけてゆっくり滴下した。滴下終了後、
さらに1時間撹拌を続けた後、アスピレーターにて減圧
し、溶液中に存在するアルコール分を除去し、加水分解
アルコキシドの重縮合を平均重合度が200になるまで
促進させ、チタニア重合物を得た。
Example 9 Tetraisopropoxy titanium 1136 under a nitrogen atmosphere
g, hexyl alcohol 136 g and isopropyl alcohol 40 g were mixed, and while stirring, hexyl alcohol 136 g and isopropyl alcohol 40 g were added thereto.
g, a mixed solution of 168 g of 36.5% by weight hydrochloric acid and 96 g of acetic acid were slowly added dropwise over 2 hours. After dropping,
After further stirring for 1 hour, the pressure was reduced by an aspirator to remove the alcohol present in the solution, and the polycondensation of the hydrolyzed alkoxide was promoted until the average degree of polymerization reached 200 to obtain a titania polymer. .

【0064】また、別途窒素雰囲気下、テトラエトキシ
シラン833g、エチルアルコール136gを混合し、
撹拌しながら、これにエチルアルコール136g、3
6.5重量%塩酸168gおよび酢酸96gの混合溶液
を2時間かけてゆっくり滴下した。滴下終了後、さらに
1時間撹拌を続けた後、アスピレーターにて減圧し、溶
液中に存在するアルコール分を除去し、加水分解アルコ
キシドの重縮合を平均重合度が50になるまで促進さ
せ、シリカ重合物を得た。
Separately, under a nitrogen atmosphere, 833 g of tetraethoxysilane and 136 g of ethyl alcohol were mixed.
While stirring, add 136 g of ethyl alcohol, 3
A mixed solution of 168 g of 6.5% by weight hydrochloric acid and 96 g of acetic acid was slowly dropped over 2 hours. After completion of the dropwise addition, stirring was further continued for 1 hour, and then the pressure was reduced with an aspirator to remove the alcohol present in the solution, and the polycondensation of the hydrolyzed alkoxide was promoted until the average degree of polymerization reached 50, and the silica polymerization was started. I got something.

【0065】上記チタニア重合物とシリカ重合物を、チ
タン原子とケイ素原子との比が80:20の割合になる
ように、30分間撹拌混合した。得られた混合物を40
℃のオーブンで24時間乾燥した。この混合物を種々の
温度にて焼成後X線回折を測定し、酸化チタンのアナタ
ーゼの結晶化温度を調べたところ400℃であり、50
0℃の焼成によるアナターゼの含有率はチタニア成分に
対し45%であった。また、この500℃焼成品のFT
−IR(HORIBA社製FT300)を測定したとこ
ろ、チタノシロキサン(Ti−O−Si)に帰属される
吸収が970cm-1付近に認められ、両混合成分が化学
結合していることが示された。
The titania polymer and the silica polymer were stirred and mixed for 30 minutes so that the ratio of titanium atoms to silicon atoms was 80:20. The resulting mixture is
Dry in oven at 24 ° C. for 24 hours. After calcination of this mixture at various temperatures, X-ray diffraction was measured, and the crystallization temperature of anatase of titanium oxide was determined.
The content of anatase by calcination at 0 ° C. was 45% with respect to the titania component. The FT of this 500 ° C fired product
-IR (FT300 manufactured by HORIBA) was measured, and the absorption attributed to titanosiloxane (Ti-O-Si) was observed at around 970 cm -1 , indicating that both mixed components were chemically bonded. Was.

【0066】また、上記混合物をイソプロピルアルコー
ルにて50倍に希釈して石英ガラス基板に塗布し、50
0℃にて焼成した。得られた膜の鉛筆硬度を測定したと
ころ5Hであった。これに20Wのブラックライトより
紫外線を1.0mW/cm2の強度で1日間照射した。
この膜上に5.0×10-3重量%のメチレンブルー水溶
液を3000rpmで30秒間の条件でスピンコート
し、暗所にて自然乾燥した。この色素を吸着させたサン
プルの初期吸光度(abs)をUV−VIS分光光度計
により測定し、さらにサンプルにブラックライトより紫
外線を1.0mW/cm2の強度にて照射し、初期色素
分解速度(単位時間当たりの吸光度の減少量)を求めた
ところ、0.312/hrとなり高い光触媒活性を示し
た。
The mixture was diluted 50-fold with isopropyl alcohol and applied to a quartz glass substrate.
It was baked at 0 ° C. When the pencil hardness of the obtained film was measured, it was 5H. This was irradiated with ultraviolet rays from a 20 W black light at an intensity of 1.0 mW / cm 2 for one day.
A 5.0 × 10 −3 wt% aqueous solution of methylene blue was spin-coated on this film at 3000 rpm for 30 seconds, and air-dried in a dark place. The initial absorbance (abs) of the sample to which the dye was adsorbed was measured with a UV-VIS spectrophotometer, and the sample was further irradiated with ultraviolet light from a black light at an intensity of 1.0 mW / cm 2 , and the initial dye decomposition rate ( The amount of decrease in absorbance per unit time) was determined to be 0.312 / hr, indicating a high photocatalytic activity.

【0067】比較例4 窒素雰囲気下、テトライソプロポキシチタン1136g
(4mol)、テトラエトキシシラン208.33g
(1mol)、ヘキシルアルコール170gおよびイソ
プロピルアルコール50gを混合し、攪拌しながら、こ
れにヘキシルアルコール170g、イソプロピルアルコ
ール50g、36.5重量%塩酸210gおよび酢酸1
20gの混合溶液を2時間かけてゆっくり滴下した。滴
下終了後、さらに1時間撹拌を続けた後、アスピレータ
ーにて減圧し、溶液中に存在するアルコール分を除去
し、加水分解アルコキシドの重縮合を平均重合度が20
0になるまで促進させ、チタニアとシリカの共重合物を
得た。これを40℃のオーブンで24時間乾燥した。こ
の混合物を種々の温度にて焼成後X線回折を測定し、酸
化チタンのアナターゼの結晶化温度を調べたところ70
0℃であり、800℃の焼成によるアナターゼの含有率
はチタニア成分に対し12%であり、実施例9と比較し
て高温の焼成を行っているにもかかわらず、低い値であ
った。
Comparative Example 4 1136 g of tetraisopropoxytitanium in a nitrogen atmosphere
(4 mol), 208.33 g of tetraethoxysilane
(1 mol), 170 g of hexyl alcohol and 50 g of isopropyl alcohol, and while stirring, 170 g of hexyl alcohol, 50 g of isopropyl alcohol, 210 g of 36.5 wt% hydrochloric acid and acetic acid 1
20 g of the mixed solution was slowly added dropwise over 2 hours. After completion of the dropwise addition, stirring was further continued for 1 hour, the pressure was reduced by an aspirator to remove the alcohol present in the solution, and the polycondensation of the hydrolyzed alkoxide was carried out at an average degree of polymerization of 20.
The reaction was promoted to 0 to obtain a copolymer of titania and silica. This was dried in a 40 ° C. oven for 24 hours. After firing this mixture at various temperatures, X-ray diffraction was measured and the crystallization temperature of titanium oxide anatase was determined.
The temperature was 0 ° C., and the content of anatase by calcination at 800 ° C. was 12% with respect to the titania component.

【0068】また、上記共重合物をイソプロピルアルコ
ールにて50倍に希釈して石英ガラス基板に塗布し、8
00℃にて焼成した。得られた膜の鉛筆硬度を測定した
ところ5Hであった。これに20Wのブラックライトよ
り紫外線を1.0mW/cm2の強度で1日間照射し
た。この膜上に5.0×10-3重量%のメチレンブルー
水溶液を3000rpmで30秒間の条件でスピンコー
トし、暗所にて自然乾燥した。この色素を吸着させたサ
ンプルの初期吸光度(abs)をUV−VIS分光光度
計により測定し、さらにサンプルにブラックライトより
紫外線を1.0mW/cm2の強度にて照射し、初期色
素分解速度(単位時間当たりの吸光度の減少量)を求め
たところ、0.083/hrとなり低い光触媒活性を示
した。
The above copolymer was diluted 50-fold with isopropyl alcohol and applied to a quartz glass substrate.
It was baked at 00 ° C. When the pencil hardness of the obtained film was measured, it was 5H. This was irradiated with ultraviolet rays from a 20 W black light at an intensity of 1.0 mW / cm 2 for one day. A 5.0 × 10 −3 wt% aqueous solution of methylene blue was spin-coated on this film at 3000 rpm for 30 seconds, and air-dried in a dark place. The initial absorbance (abs) of the sample to which the dye was adsorbed was measured with a UV-VIS spectrophotometer, and the sample was further irradiated with ultraviolet light from a black light at an intensity of 1.0 mW / cm 2 , and the initial dye decomposition rate ( When the amount of decrease in absorbance per unit time) was determined, it was 0.083 / hr, indicating a low photocatalytic activity.

【0069】比較例5 シリカゾル(商品名:日本合成ゴム“グラスカ”のA
液)とトリメトキシメチルシラン(同B液)とアナター
ゼ型チタニアゾル(日産化学TA−15、平均径12n
m)を重量比で3:1:4に混合し、これを石英ガラス
上に塗布した。これを150℃の温度で硬化させた。得
られた膜の鉛筆硬度を測定したところ2Hであった。1
50℃で硬化させた物のFT−IRを測定したところ、
チタノシロキサン(Ti−O−Si)に帰属される吸収
が970cm-1付近には認められず、両混合成分が化学
結合していないことが示された。これに20Wのブラッ
クライトより紫外線を1.0mW/cm2の強度で1日
間照射した。この膜上に5.0×10-3重量%のメチレ
ンブルー水溶液を3000rpmで30秒間の条件でス
ピンコートし、暗所にて自然乾燥した。この色素を吸着
させたサンプルの初期吸光度(abs)をUV−VIS
分光光度計により測定し、さらにサンプルにブラックラ
イトより紫外線を1.0mW/cm2の強度にて照射
し、初期色素分解速度(単位時間当たりの吸光度の減少
量)を求めたところ、0.248/hrとなり高い光触
媒活性を示した。
Comparative Example 5 Silica sol (trade name: A of synthetic glass "Glaska" of Japan)
Liquid), trimethoxymethylsilane (the same liquid B) and anatase-type titania sol (Nissan Chemical TA-15, average diameter 12n)
m) was mixed in a weight ratio of 3: 1: 4, and the mixture was applied on quartz glass. This was cured at a temperature of 150 ° C. When the pencil hardness of the obtained film was measured, it was 2H. 1
When the FT-IR of the product cured at 50 ° C. was measured,
No absorption attributed to titanosiloxane (Ti-O-Si) was observed around 970 cm -1 , indicating that both components were not chemically bonded. This was irradiated with ultraviolet rays from a 20 W black light at an intensity of 1.0 mW / cm 2 for one day. A 5.0 × 10 −3 wt% aqueous solution of methylene blue was spin-coated on this film at 3000 rpm for 30 seconds, and air-dried in a dark place. The initial absorbance (abs) of the sample to which this dye was adsorbed was determined by UV-VIS
The sample was irradiated with ultraviolet light from a black light at an intensity of 1.0 mW / cm 2 , and the initial dye decomposition rate (decrease in absorbance per unit time) was determined to be 0.248. / Hr, indicating high photocatalytic activity.

【0070】一方、上記塗布膜付き石英ガラスを110
0℃にて5時間焼成し、膜の鉛筆硬度を測定したとこ
ろ、5Hであった。これに20Wのブラックライトより
紫外線を1.0mW/cm2の強度で1日間照射した。
この膜上に5.0×10-3重量%のメチレンブルー水溶
液を3000rpmで30秒間の条件でスピンコート
し、暗所にて自然乾燥した。この色素を吸着させたサン
プルの初期吸光度(abs)をUV−VIS分光光度計
により測定し、さらにサンプルにブラックライトより紫
外線を1.0mW/cm2の強度にて照射し、初期色素
分解速度(単位時間当たりの吸光度の減少量)を求めた
ところ、0.068/hrとなり低い光触媒活性を示し
た。
On the other hand, the quartz glass with the coating film
It was baked at 0 ° C. for 5 hours, and the pencil hardness of the film was measured. This was irradiated with ultraviolet rays from a 20 W black light at an intensity of 1.0 mW / cm 2 for one day.
A 5.0 × 10 −3 wt% aqueous solution of methylene blue was spin-coated on this film at 3000 rpm for 30 seconds, and air-dried in a dark place. The initial absorbance (abs) of the sample to which the dye was adsorbed was measured with a UV-VIS spectrophotometer, and the sample was further irradiated with ultraviolet light from a black light at an intensity of 1.0 mW / cm 2 , and the initial dye decomposition rate ( The amount of decrease in absorbance per unit time) was determined to be 0.068 / hr, indicating a low photocatalytic activity.

【0071】実施例10 窒素雰囲気下、モノイソプロポキシジエチルアルミニウ
ム144.2g(1mol)をエチルエーテル600ミ
リリットルに溶解し、水18g(1mol)を添加し加
水分解を行ったところ、重合度120のポリオルガノア
ルミノキサンが得られた。これと、実施例9の重合度が
200のチタニア重合物をアルミニウム:チタンの原子
比が20:80になるように混合した。得られた混合物
を40℃のオーブンで24時間乾燥した後、種々の温度
にて焼成後X線回折を測定し、アナターゼへの相転移温
度を調べたところ400℃であり、500℃の焼成によ
るアナターゼの含有量はチタニア成分の50%であっ
た。この重合物をイソプロピルアルコールにて50倍に
希釈して石英ガラス基板に塗布し、500℃にて焼成し
た。得られた膜の鉛筆硬度を測定したところ4Hであっ
た。これに20Wのブラックライトより紫外線を1.0
mW/cm2の強度で1日間照射した。この膜上に5.
0×10-3重量%のメチレンブルー水溶液を3000r
pmで30秒間の条件でスピンコートし、暗所にて自然
乾燥した。この色素を吸着させたサンプルの初期吸光度
(abs)をUV−VIS分光光度計により測定し、さ
らにサンプルにブラックライトより紫外線を1.0mW
/cm2の強度にて照射し、初期色素分解速度(単位時
間当たりの吸光度の減少量)を求めたところ、0.29
8/hrとなり高い光触媒活性を示した。
Example 10 In a nitrogen atmosphere, 144.2 g (1 mol) of monoisopropoxydiethylaluminum was dissolved in 600 ml of ethyl ether, and 18 g (1 mol) of water was added to carry out hydrolysis. An organoaluminoxane was obtained. This was mixed with the titania polymer of Example 9 having a degree of polymerization of 200 so that the aluminum: titanium atomic ratio was 20:80. After the obtained mixture was dried in an oven at 40 ° C. for 24 hours, it was calcined at various temperatures, and then X-ray diffraction was measured. The phase transition temperature to anatase was 400 ° C. The content of anatase was 50% of the titania component. This polymer was diluted 50-fold with isopropyl alcohol, applied to a quartz glass substrate, and baked at 500 ° C. When the pencil hardness of the obtained film was measured, it was 4H. UV light from a 20W black light
Irradiation was performed at an intensity of mW / cm 2 for one day. 4. On this film
0 × 10 -3 wt% methylene blue aqueous solution
It was spin-coated at pm for 30 seconds and air-dried in the dark. The initial absorbance (abs) of the sample to which the dye was adsorbed was measured with a UV-VIS spectrophotometer, and the sample was further irradiated with ultraviolet light from a black light by 1.0 mW.
/ Cm 2 , and the initial dye decomposition rate (decrease in absorbance per unit time) was determined to be 0.29
8 / hr, indicating a high photocatalytic activity.

【0072】実施例11 窒素雰囲気下、環流管付きフラスコにジエトキシ亜鉛4
6.65g(0.3mol)にn−ブタノール741.
2g(10mol)およびアセチルアセトン90.10
8g(0.9mol)を添加し、この溶液に別途調製し
た蒸留水1.35g(0.075mol)とジエタノー
ルアミン31.542g(0.3mol)とn−ブタノ
ール370.6g(5mol)からなる溶液をゆっくり
滴下した。滴下終了後、100℃で10時間加熱した。
放冷後、GPCにより分子量を測定したところ重合度が
400であった。この溶液に、実施例9のシリカ重合物
を、亜鉛:ケイ素の原子比で70:30になるように、
均一に混合した。この混合物をイソプロピルアルコール
にて10倍に希釈して塗布液を調製し、石英ガラス基板
に塗布し、600℃にて焼成した。得られた膜の鉛筆硬
度を測定したところ5Hであった。これに20Wのブラ
ックライトより紫外線を1.0mW/cm2の強度で1
日間照射した。この膜上に5.0×10-3重量%のメチ
レンブルー水溶液を3000rpmで30秒間の条件で
スピンコートし、暗所にて自然乾燥した。この色素を吸
着させたサンプルの初期吸光度(abs)をUV−VI
S分光光度計により測定し、さらにサンプルにブラック
ライトより紫外線を1.0mW/cm2の強度にて照射
し、初期色素分解速度(単位時間当たりの吸光度の減少
量)を求めたところ、0.201/hrとなり高い光触
媒活性を示した。
Example 11 Diethoxyzinc 4 was added to a flask equipped with a reflux tube under a nitrogen atmosphere.
6.65 g (0.3 mol) of n-butanol 741.
2 g (10 mol) and 90.10 acetylacetone
8 g (0.9 mol) was added, and a separately prepared solution of 1.35 g (0.075 mol) of distilled water, 31.542 g (0.3 mol) of diethanolamine and 370.6 g (5 mol) of n-butanol was added to the solution. It was dripped slowly. After the completion of the dropwise addition, the mixture was heated at 100 ° C. for 10 hours.
After allowing to cool, the molecular weight was measured by GPC and found to be 400. The silica polymer of Example 9 was added to this solution so that the atomic ratio of zinc: silicon was 70:30.
Mix evenly. This mixture was diluted 10-fold with isopropyl alcohol to prepare a coating solution, applied to a quartz glass substrate, and fired at 600 ° C. When the pencil hardness of the obtained film was measured, it was 5H. UV light from a 20 W black light was applied at an intensity of 1.0 mW / cm 2.
Irradiated for days. A 5.0 × 10 −3 wt% aqueous solution of methylene blue was spin-coated on this film at 3000 rpm for 30 seconds, and air-dried in a dark place. The initial absorbance (abs) of the sample to which this dye was adsorbed was determined by UV-VI
The sample was irradiated with ultraviolet light from a black light at an intensity of 1.0 mW / cm 2 , and the initial dye decomposition rate (decrease in absorbance per unit time) was determined. 201 / hr, indicating a high photocatalytic activity.

【0073】参考例 窒素雰囲気下、モノイソプロポキシジエチルアルミニウ
ム144.2g(1mol)をエチルエーテル600ミ
リリットルに溶解し、水18g(1mol)を添加し加
水分解を行ったところ、重合度120のポリオルガノア
ルミノキサンが得られた。これと、実施例9の重合度が
50のシリカ重合物をアルミニウム:ケイ素の原子比が
60:40になるように混合した。得られた混合物を4
0℃のオーブンで24時間乾燥した後、種々の温度にて
焼成後X線回折を測定し、γ−アルミナへの相転移温度
を調べたところ300℃であり、400℃の焼成による
アルミナ成分に対するγ−アルミナの含有率は40%で
あった。この重合物をイソプロピルアルコールにて50
倍に希釈して石英ガラス基板に塗布し、400℃にて焼
成した。得られた膜の鉛筆硬度を測定したところ5Hで
あった。
REFERENCE EXAMPLE In a nitrogen atmosphere, 144.2 g (1 mol) of monoisopropoxydiethylaluminum was dissolved in 600 ml of ethyl ether, and 18 g (1 mol) of water was added to carry out hydrolysis. Aluminoxane was obtained. This was mixed with the silica polymer of Example 9 having a polymerization degree of 50 so that the atomic ratio of aluminum: silicon was 60:40. The resulting mixture is
After drying in an oven at 0 ° C. for 24 hours, X-ray diffraction was measured after firing at various temperatures, and the phase transition temperature to γ-alumina was determined. The content of γ-alumina was 40%. This polymer is treated with isopropyl alcohol for 50 minutes.
It was diluted twice and applied to a quartz glass substrate, and baked at 400 ° C. When the pencil hardness of the obtained film was measured, it was 5H.

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明の複合金属酸化物は、光触媒活性
を有する金属酸化物の重合体ブロックと他の異種金属酸
化物の重合体ブロックとが化学結合したものであって、
良好な光触媒活性と超親水性を有する上、機械的強度に
優れ、膜状物や繊維、さらにはマット、織布、不織布な
どのマット状物などとして種々の用途に利用することが
できる。
The composite metal oxide of the present invention is obtained by chemically bonding a polymer block of a metal oxide having photocatalytic activity to a polymer block of another heterometal oxide,
In addition to having good photocatalytic activity and superhydrophilicity, it has excellent mechanical strength, and can be used in various applications as a film-like material or fiber, or a mat-like material such as a mat, woven fabric, or non-woven fabric.

【0075】また、本発明の方法によれば、上記複合金
属酸化物を効率よく、しかも工業的に有利に製造するこ
とができる。
According to the method of the present invention, the composite metal oxide can be produced efficiently and industrially advantageously.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例、比較例において紡糸に用いたダイスの
概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of a die used for spinning in Examples and Comparative Examples.

【図2】実施例1、比較例1および2で得られた各繊維
の色素分解速度を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the pigment decomposition rate of each fiber obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.

【符号の説明】 1 ダイス 2 シリカ重合物とチタニア重合物の混合物 3 圧力空気 4 繊維[Description of Signs] 1 Dice 2 Mixture of silica polymer and titania polymer 3 Pressure air 4 Fiber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C01G 25/00 C01G 25/00 D04H 1/42 D04H 1/42 A D21H 13/46 D21H 13/46 // D03D 15/00 D03D 15/00 A 15/12 15/12 Z ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C01G 25/00 C01G 25/00 D04H 1/42 D04H 1/42 A D21H 13/46 D21H 13/46 // D03D 15/00 D03D 15/00 A 15/12 15/12 Z

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)単一での結晶化処理により光触媒
活性を有する金属酸化物を誘導しうる金属有機化合物若
しくは金属無機化合物から得られた平均重合度10〜1
0000の重合物と、(B)前記とは異種の金属酸化物
を誘導しうる金属有機化合物若しくは金属無機化合物か
ら得られた平均重合度10〜10000の重合物とから
なる混合物の非焼結状態の焼成物であって、前記(A)
重合物から誘導される金属酸化物の重合体ブロックと
(B)重合物から誘導される金属酸化物の重合体ブロッ
クとが化学結合していることを特徴とする複合金属酸化
物。
(A) An average degree of polymerization of 10 to 1 obtained from a metal organic compound or a metal inorganic compound capable of deriving a metal oxide having photocatalytic activity by a single crystallization treatment.
A non-sintered state of a mixture comprising a polymer of 0000 and (B) a polymer having an average degree of polymerization of 10 to 10000 obtained from a metal organic compound or a metal inorganic compound capable of inducing a metal oxide different from the above. (A)
A composite metal oxide, wherein a polymer block of a metal oxide derived from a polymer and a polymer block of a metal oxide derived from the polymer (B) are chemically bonded.
【請求項2】 焼成物が、基体上に設けられた(A)重
合物と(B)重合物との混合物からなる膜状物を焼成し
たものである請求項1に記載の複合金属酸化物。
2. The composite metal oxide according to claim 1, wherein the fired product is obtained by firing a film formed from a mixture of a polymer (A) and a polymer (B) provided on a substrate. .
【請求項3】 焼成物が、(A)重合物と(B)重合物
との混合物を紡糸して得られた繊維状物を焼成したもの
である請求項1に記載の複合金属酸化物。
3. The composite metal oxide according to claim 1, wherein the fired product is obtained by firing a fibrous material obtained by spinning a mixture of a polymer (A) and a polymer (B).
【請求項4】 焼成物が、焼成した繊維状物を加工して
なるウェッブである請求項3に記載の複合金属酸化物。
4. The composite metal oxide according to claim 3, wherein the fired product is a web obtained by processing a fired fibrous material.
【請求項5】 単一での結晶化処理により光触媒活性を
有する金属酸化物がチタニアおよび/または酸化亜鉛で
あり、かつ前記とは異なる異種の金属酸化物がシリカ、
アルミナ及びジルコニアの中から選ばれる少なくとも1
種である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の複合
金属酸化物。
5. A metal oxide having photocatalytic activity by a single crystallization treatment is titania and / or zinc oxide, and a different metal oxide different from the above is silica,
At least one selected from alumina and zirconia
The composite metal oxide according to any one of claims 1 to 4, which is a seed.
【請求項6】 単一での結晶化処理により光触媒活性を
有する金属酸化物がチタニアであり、前記とは異なる異
種の金属酸化物がシリカである請求項5に記載の複合金
属酸化物。
6. The composite metal oxide according to claim 5, wherein the metal oxide having photocatalytic activity by a single crystallization treatment is titania, and the different metal oxide different from the above is silica.
【請求項7】 ゾルゲル法によるチタニア重合物とシリ
カ重合物との混合物を紡糸して得られた繊維状物の焼成
物からなり、かつチタニア成分がアナターゼ型の結晶形
態を主体とする光触媒活性を有するチタニア−シリカ繊
維である請求項3または6に記載の複合金属酸化物。
7. A photocatalytic activity mainly comprising a calcined product of a fibrous material obtained by spinning a mixture of a titania polymer and a silica polymer by a sol-gel method, wherein the titania component mainly comprises an anatase type crystal form. The composite metal oxide according to claim 3, wherein the composite metal oxide is a titania-silica fiber.
【請求項8】 光触媒活性を有するチタニア−シリカ繊
維が、紡糸方法としてゾルゲル法によるチタニア重合物
とシリカ重合物との混合物をエアー圧で吹き飛ばして繊
維化する方法を用いて得られたものである請求項7に記
載の複合金属酸化物。
8. A titania-silica fiber having photocatalytic activity is obtained by using a method of spinning a mixture of a titania polymer and a silica polymer by a sol-gel method and blowing the mixture with air pressure to form a fiber. The composite metal oxide according to claim 7.
【請求項9】 光触媒活性を有するチタニア−シリカ繊
維の平均繊維径が20μm以下で、平均繊維長が1mm
以上であり、かつ繊維単糸の引張強度が0.5GPa以
上である請求項7または8に記載の複合金属酸化物。
9. The titania-silica fiber having photocatalytic activity has an average fiber diameter of 20 μm or less and an average fiber length of 1 mm.
The composite metal oxide according to claim 7 or 8, wherein the tensile strength of the single fiber fiber is 0.5 GPa or more.
【請求項10】 メチレンブルーを用いた色素分解試験
において、チタニア単独繊維の60分後の分解率を10
0%とした場合、60分後の分解率A%が、式(I) A(%)≧[繊維中のチタン原子数/繊維中のチタン原子とケイ素原子 との合計数]×100 ・・・(I) の関係を満たす光触媒活性を有するチタニア−シリカ繊
維である請求項3または6に記載の複合金属酸化物。
10. In a pigment decomposition test using methylene blue, the decomposition rate of titania single fiber after 60 minutes was determined to be 10%.
When 0% is set, the decomposition rate A% after 60 minutes is represented by the formula (I) A (%) ≧ [the number of titanium atoms in the fiber / the total number of titanium atoms and silicon atoms in the fiber] × 100. The composite metal oxide according to claim 3 or 6, which is a titania-silica fiber having photocatalytic activity satisfying the relationship of (I).
【請求項11】 光触媒活性を有するチタニア−シリカ
繊維からなるマット状物である請求項7〜10のいずれ
か1項に記載の複合金属酸化物。
11. The composite metal oxide according to claim 7, which is a mat-like material composed of titania-silica fibers having photocatalytic activity.
【請求項12】 単一での結晶化処理により光触媒活性
を有する金属酸化物を誘導しうる金属有機化合物若しく
は金属無機化合物、および前記とは異種の金属酸化物を
誘導しうる金属有機化合物若しくは金属無機化合物を原
料として用い、それぞれゾルゲル法により、平均重合度
10〜10000の重合物を得たのち、これらを混合し
て焼成することを特徴とする請求項1に記載の複合金属
酸化物の製造方法。
12. A metal organic compound or a metal inorganic compound capable of inducing a metal oxide having photocatalytic activity by a single crystallization treatment, and a metal organic compound or metal capable of inducing a metal oxide different from the above. The production of a composite metal oxide according to claim 1, wherein a polymer having an average degree of polymerization of 10 to 10000 is obtained by a sol-gel method using an inorganic compound as a raw material, and then the mixture is mixed and fired. Method.
【請求項13】 一般式(II) R1nTi(OR24-n ・・・ (II) (式中、R1は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2
〜10のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基ま
たは炭素数7〜10のアラルキル基、R2は炭素数1〜
6のアルキル基であり、OR2が複数ある場合、各OR2
は同一であってもよいし、異なっていてもよく、nは0
〜3の整数である。)で表されるチタン化合物、および
一般式(III) R3mSi(OR44-m ・・・ (III) (式中、R3は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2
〜10のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基ま
たは炭素数7〜10のアラルキル基、R4は炭素数1〜
6のアルキル基であり、OR4が複数ある場合、各OR4
は同一であってもよいし、異なっていてもよく、mは0
〜3の整数である。)で表されるケイ素化合物を原料と
して用い、それぞれゾルゲル法により重合度10〜10
000のチタニア重合物およびシリカ重合物を得たの
ち、これらの混合物を紡糸し、次いで焼成して光触媒活
性を有するチタニア−シリカ繊維を得る請求項12に記
載の方法。
13. General formula (II) R 1 nTi (OR 2 ) 4-n (II) (wherein, R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, 2 carbon atoms)
10 alkenyl group, an aryl group or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms having 6 to 10 carbon atoms, R 2 is 1 to the number of carbon atoms
6 is an alkyl group, if OR 2 there are a plurality, each OR 2
May be the same or different, and n is 0
-3. And a general formula (III) R 3 mSi (OR 4 ) 4-m (III) (wherein R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, 2 carbon atoms)
10 alkenyl group, an aryl group or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms having 6 to 10 carbon atoms, R 4 is 1 to carbon atoms
6 is an alkyl group, if the OR 4 there are a plurality, each OR 4
May be the same or different, and m is 0
-3. ) Is used as a raw material, and each has a degree of polymerization of 10 to 10
13. The method according to claim 12, wherein after obtaining 000 titania polymer and silica polymer, the mixture is spun and then calcined to obtain titania-silica fiber having photocatalytic activity.
【請求項14】 一般式(II)で表されるチタン化合物
がテトラアルコキシチタンであり、一般式(III)で表
されるケイ素化合物がテトラアルコキシシランである請
求項13に記載の方法。
14. The method according to claim 13, wherein the titanium compound represented by the general formula (II) is a tetraalkoxytitanium, and the silicon compound represented by the general formula (III) is a tetraalkoxysilane.
【請求項15】 紡糸方法として、ゾルゲル法によるチ
タニア重合物とシリカ重合物との混合物をエアー圧で吹
き飛ばして繊維化する方法を用いる請求項13または1
4に記載の方法。
15. A fiber spinning method comprising blowing a mixture of a titania polymer and a silica polymer by a sol-gel method with air pressure to produce a fiber.
4. The method according to 4.
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