JPH11276891A - TiO2光触媒担持材料およびその製造方法 - Google Patents
TiO2光触媒担持材料およびその製造方法Info
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Classifications
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-
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- C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 TiO2光触媒を表面に露出した状態で担持
している材料およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 TiO2光触媒担持材料は鋼板の表面
にAl系めっき層が形成され、そのAl系めっき層の表
面に光触媒のTiO2が露出した状態で付着している。
この材料の製造は鋼板を溶融Al系めっき浴でめっきし
た後めっき付着量を調整する溶融Al系めっき鋼板の製
造において、めっき付着量調整後めっき層が未凝固状態
にあるうちにTiO2粉末を鋼板に吹き付け、TiO2粉
末をめっき層表面に付着させる。
している材料およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 TiO2光触媒担持材料は鋼板の表面
にAl系めっき層が形成され、そのAl系めっき層の表
面に光触媒のTiO2が露出した状態で付着している。
この材料の製造は鋼板を溶融Al系めっき浴でめっきし
た後めっき付着量を調整する溶融Al系めっき鋼板の製
造において、めっき付着量調整後めっき層が未凝固状態
にあるうちにTiO2粉末を鋼板に吹き付け、TiO2粉
末をめっき層表面に付着させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、TiO2光触媒を表面
に露出した状態で担持しているAl系めっき鋼板および
その製造方法に関する。
に露出した状態で担持しているAl系めっき鋼板および
その製造方法に関する。
【0002】
【従来技術】バンドギャップ以上のエネルギ−を有する
波長の光を照射した場合、光励起により励起電子と正孔
が生じる物質は、正孔が強い酸化力を有するので、従来
より光触媒として用いられ、NOxやSOxなどのような
大気汚染物質の処理や分解などに使用されている。この
ような物質としては、TiO2、ZnO、ZrO2、WO
3、Fe2O3、FeTiO3、SrTiO3などがある
が、光触媒として利用する場合は粉末にして使用してい
る。
波長の光を照射した場合、光励起により励起電子と正孔
が生じる物質は、正孔が強い酸化力を有するので、従来
より光触媒として用いられ、NOxやSOxなどのような
大気汚染物質の処理や分解などに使用されている。この
ような物質としては、TiO2、ZnO、ZrO2、WO
3、Fe2O3、FeTiO3、SrTiO3などがある
が、光触媒として利用する場合は粉末にして使用してい
る。
【0003】この光触媒でNOxやSOxを処理した場
合、最終物質が硝酸や硫酸になるので、化学的に安定し
たものでなければならず、また、多量に使用するので、
安価なものでなければならない。さらに、最終物質の硝
酸や硫酸は水洗により光触媒から除去するので、水洗に
より溶解もしくは流出しても衛生的に無害なものである
ことも必要である。また、環境に関係なく励起されるた
めには、太陽光線の照射で励起される必要がある。この
ようなことから、従来よりTiO2が主に使用されてい
る。
合、最終物質が硝酸や硫酸になるので、化学的に安定し
たものでなければならず、また、多量に使用するので、
安価なものでなければならない。さらに、最終物質の硝
酸や硫酸は水洗により光触媒から除去するので、水洗に
より溶解もしくは流出しても衛生的に無害なものである
ことも必要である。また、環境に関係なく励起されるた
めには、太陽光線の照射で励起される必要がある。この
ようなことから、従来よりTiO2が主に使用されてい
る。
【0004】ところで、TiO2は、製造上、通常粉末
になり、取り扱いが不便であるばかりでなく、流出や飛
散による損失もある。このため光触媒として使用する場
合は基体に担持させる必要があるが、その担持は(A)
粉末を合成樹脂と混合して、シ−ト状に成形する方法、
(B)粉末をセメントと混練して、基板上に塗布し、硬
化させる方法、(C)粉末をアルコキシシランに添加し
て、ゾルゲル法により基板に塗布する方法などにより行
われていた。
になり、取り扱いが不便であるばかりでなく、流出や飛
散による損失もある。このため光触媒として使用する場
合は基体に担持させる必要があるが、その担持は(A)
粉末を合成樹脂と混合して、シ−ト状に成形する方法、
(B)粉末をセメントと混練して、基板上に塗布し、硬
化させる方法、(C)粉末をアルコキシシランに添加し
て、ゾルゲル法により基板に塗布する方法などにより行
われていた。
【0005】しかし、これらの方法で担持させた材料
は、表面に存在するものでも、TiO2粉末が担体の樹
脂やセメントなどにより被覆され、露出して大気汚染物
質と接触するものの割合が少ないため、大気汚染物質の
ような分解対象成分とあまり接触しない。また、使用T
iO2粉末のうち、光触媒として作用するのは表面の部
分に存在するものだけで、内部に存在するものは光触媒
として作用しないので、光触媒の無駄が多い。
は、表面に存在するものでも、TiO2粉末が担体の樹
脂やセメントなどにより被覆され、露出して大気汚染物
質と接触するものの割合が少ないため、大気汚染物質の
ような分解対象成分とあまり接触しない。また、使用T
iO2粉末のうち、光触媒として作用するのは表面の部
分に存在するものだけで、内部に存在するものは光触媒
として作用しないので、光触媒の無駄が多い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、TiO2光
触媒を表面に露出した状態で担持している材料およびそ
の製造方法を提供するものである。
触媒を表面に露出した状態で担持している材料およびそ
の製造方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の第1発明は、鋼
板の表面にAl系めっき層が形成され、そのAl系めっ
き層の表面に光触媒のTiO2が露出した状態で付着し
ていることを特徴とするTiO2光触媒担持材料であ
り、第2発明は鋼板を溶融Al系めっき浴でめっきした
後めっき付着量を調整する溶融Al系めっき鋼板の製造
において、めっき付着量調整後めっき層が未凝固状態に
あるうちにTiO2粉末を鋼板に吹き付け、TiO2粉末
をめっき層表面に付着させることを特徴とするTiO2
光触媒担持材料の製造方法である。
板の表面にAl系めっき層が形成され、そのAl系めっ
き層の表面に光触媒のTiO2が露出した状態で付着し
ていることを特徴とするTiO2光触媒担持材料であ
り、第2発明は鋼板を溶融Al系めっき浴でめっきした
後めっき付着量を調整する溶融Al系めっき鋼板の製造
において、めっき付着量調整後めっき層が未凝固状態に
あるうちにTiO2粉末を鋼板に吹き付け、TiO2粉末
をめっき層表面に付着させることを特徴とするTiO2
光触媒担持材料の製造方法である。
【0008】
【作用】一般に、光触媒を担体に担持させて、大気汚染
物質などを効率的に浄化させるには、光触媒が大気汚染
物質と接触する比表面積を大きくする必要がある。ま
た、光触媒使用量を少なくして、担持光触媒の大部分が
光触媒として作用するようにするには、光触媒が担体表
面に集中するように担持させる必要がある。さらに、担
持させた光触媒が長期間浄化作用を発揮するためには担
体が光触媒を強固に長期間保持できるものにする必要が
ある。また、光触媒を担持させた大気浄化材料は建築部
材や道路関連資材などに加工して、太陽光線により光励
起されるので、担体は加工性の良好なものであることが
必要である。
物質などを効率的に浄化させるには、光触媒が大気汚染
物質と接触する比表面積を大きくする必要がある。ま
た、光触媒使用量を少なくして、担持光触媒の大部分が
光触媒として作用するようにするには、光触媒が担体表
面に集中するように担持させる必要がある。さらに、担
持させた光触媒が長期間浄化作用を発揮するためには担
体が光触媒を強固に長期間保持できるものにする必要が
ある。また、光触媒を担持させた大気浄化材料は建築部
材や道路関連資材などに加工して、太陽光線により光励
起されるので、担体は加工性の良好なものであることが
必要である。
【0009】本発明者らは、上記条件を満足させる担
体、担持方法を検討した結果、溶融Al系めっき浴でめ
っきした後めっき付着量を調整する溶融Al系めっき鋼
板の製造において、めっき付着量調整後めっき層が未凝
固状態にあるうちにTiO2粉末を鋼板に吹き付け、T
iO2粉末をめっき層表面に付着させる方法を案出した
のである。この方法によれば、TiO2粉末はめっき層
表面に付着するので、光触媒は大部分が露出しており、
比表面積が大きい。また、光触媒は表面にだけ付着する
ので、担持させる光触媒の使用量が少なくて済む。さら
に、付着したTiO2粉末粒子のめっき層と接触してい
る部位は溶融状態にあるめっき層の活性なAlにより局
部的に還元されてTiとなり、Ti−Al酸化物金属間
化合物となる。このため、TiO2粉末はAl系めっき
層と冶金学的に結合し、しかも、Al系めっき層は耐食
性に優れているため、長期間強固に保持される。また、
担体は溶融Al系めっき鋼板であるため、加工性が良好
で、建築部材や道路関連資材などに容易に加工できる。
体、担持方法を検討した結果、溶融Al系めっき浴でめ
っきした後めっき付着量を調整する溶融Al系めっき鋼
板の製造において、めっき付着量調整後めっき層が未凝
固状態にあるうちにTiO2粉末を鋼板に吹き付け、T
iO2粉末をめっき層表面に付着させる方法を案出した
のである。この方法によれば、TiO2粉末はめっき層
表面に付着するので、光触媒は大部分が露出しており、
比表面積が大きい。また、光触媒は表面にだけ付着する
ので、担持させる光触媒の使用量が少なくて済む。さら
に、付着したTiO2粉末粒子のめっき層と接触してい
る部位は溶融状態にあるめっき層の活性なAlにより局
部的に還元されてTiとなり、Ti−Al酸化物金属間
化合物となる。このため、TiO2粉末はAl系めっき
層と冶金学的に結合し、しかも、Al系めっき層は耐食
性に優れているため、長期間強固に保持される。また、
担体は溶融Al系めっき鋼板であるため、加工性が良好
で、建築部材や道路関連資材などに容易に加工できる。
【0010】なお、TiO2粉末を溶融めっき鋼板の表
面に付着させるのであれば、溶融めっき鋼板はAl系め
っき鋼板に限定されず、他の溶融めっき鋼板でもよいよ
うに考えられるが、Zn、Sn、Pbなどの溶融めっき
はめっき浴温が低く、めっき金属がAlより活性が劣る
ため、TiO2粉末が溶融状態にあるめっき層と衝突し
ても、衝突側の部位が還元されず、めっき層と冶金学的
に結合しない。このため、耐摩耗性が劣り、TiO2粉
末が脱落し易い。
面に付着させるのであれば、溶融めっき鋼板はAl系め
っき鋼板に限定されず、他の溶融めっき鋼板でもよいよ
うに考えられるが、Zn、Sn、Pbなどの溶融めっき
はめっき浴温が低く、めっき金属がAlより活性が劣る
ため、TiO2粉末が溶融状態にあるめっき層と衝突し
ても、衝突側の部位が還元されず、めっき層と冶金学的
に結合しない。このため、耐摩耗性が劣り、TiO2粉
末が脱落し易い。
【0011】図1は、本発明によるTiO2光触媒担持
材料の製造方法を示すもので、鋼板1は前処理帯で表面
を清浄にした後、スナウト2よりシンクロ−ル3でAl
系のめっき浴4に浸漬して、めっきし、その後Al系め
っき浴4より上方に立ちあげて、ガスワイピングノズル
5でめっき付着量を調整する。そして、めっき付着量の
調整後は、めっき層が未凝固状態のところで片側に配置
した粉末吹き付けノズル6よりTiO2粉末を吹き付
け、めっき層表面にTiO2粉末を付着させる。ここ
で、粉末吹き付けノズル6としては、吹き付け口がスリ
ット状になったものを用いて、TiO2粉末を板幅全体
に均一に吹き付ける。また、粉末吹き付けノズル6はめ
っき層の凝固位置が鋼板1の板厚やめっき付着量により
異なるので、昇降自在にしておくのが好ましい。TiO
2粉末の吹き付け後は一般には大気中で放冷させる。な
お、粉末吹き付けノズル6は両側に配置しておいてもよ
い。
材料の製造方法を示すもので、鋼板1は前処理帯で表面
を清浄にした後、スナウト2よりシンクロ−ル3でAl
系のめっき浴4に浸漬して、めっきし、その後Al系め
っき浴4より上方に立ちあげて、ガスワイピングノズル
5でめっき付着量を調整する。そして、めっき付着量の
調整後は、めっき層が未凝固状態のところで片側に配置
した粉末吹き付けノズル6よりTiO2粉末を吹き付
け、めっき層表面にTiO2粉末を付着させる。ここ
で、粉末吹き付けノズル6としては、吹き付け口がスリ
ット状になったものを用いて、TiO2粉末を板幅全体
に均一に吹き付ける。また、粉末吹き付けノズル6はめ
っき層の凝固位置が鋼板1の板厚やめっき付着量により
異なるので、昇降自在にしておくのが好ましい。TiO
2粉末の吹き付け後は一般には大気中で放冷させる。な
お、粉末吹き付けノズル6は両側に配置しておいてもよ
い。
【0012】TiO2粉末の吹き付けは、めっき層への
衝突時の流速が3〜100m/secのキャリアガスで加速
して行う。これはめっき層が溶融めっき直後であって
も、表面に酸化皮膜が形成され、その酸化皮膜を突き破
ってめっき層表面にTiO2粉末を打ち込む必要がある
からである。キャリアガスのめっき層への衝突時流速が
3m/sec未満であると、表面の酸化皮膜を突き破ること
ができないため、TiO2粉末はめっき層表面に単に付
着しただけの状態になるため、耐摩耗性が劣り、脱落し
易い。しかし、めっき層への衝突時のキャリアガスの流
速を100m/secより速くすると、TiO2粉末がめっ
き層中に埋没してしまう。なお、本発明でTiO2粉末
の吹き付け速度をキャリアガス流速で規定したのは、両
者の速度は近似的に同一であると考えられるからであ
る。キャリアガスとしては、空気、N2、Ar等が好ま
しく、TiO2粉末はアナタ−ゼ型のものが好ましい。
衝突時の流速が3〜100m/secのキャリアガスで加速
して行う。これはめっき層が溶融めっき直後であって
も、表面に酸化皮膜が形成され、その酸化皮膜を突き破
ってめっき層表面にTiO2粉末を打ち込む必要がある
からである。キャリアガスのめっき層への衝突時流速が
3m/sec未満であると、表面の酸化皮膜を突き破ること
ができないため、TiO2粉末はめっき層表面に単に付
着しただけの状態になるため、耐摩耗性が劣り、脱落し
易い。しかし、めっき層への衝突時のキャリアガスの流
速を100m/secより速くすると、TiO2粉末がめっ
き層中に埋没してしまう。なお、本発明でTiO2粉末
の吹き付け速度をキャリアガス流速で規定したのは、両
者の速度は近似的に同一であると考えられるからであ
る。キャリアガスとしては、空気、N2、Ar等が好ま
しく、TiO2粉末はアナタ−ゼ型のものが好ましい。
【0013】図2は、本発明のTiO2光触媒担持材料
の断面を模式的に示したもので、1は鋼板、7はAl系
めっき層、8はTiO2粉末である。光触媒のTiO2粉
末8はAl系めっき層7の表面に粒子の一部が嵌入した
状態で付着しており、TiO2粒子の嵌入部位は還元さ
れ、Ti−Al酸化物金属間化合物を形成している。
の断面を模式的に示したもので、1は鋼板、7はAl系
めっき層、8はTiO2粉末である。光触媒のTiO2粉
末8はAl系めっき層7の表面に粒子の一部が嵌入した
状態で付着しており、TiO2粒子の嵌入部位は還元さ
れ、Ti−Al酸化物金属間化合物を形成している。
【0014】
【実施例】図1に示したような連続溶融めっきラインに
て、脱脂済みの板厚0.8mm、板幅100mmのAl
キルド低炭素鋼板を通板して、Al−9.5%Si−1.
8%Feのめっき浴4(浴温660℃)でめっきした。
そして、めっき後、ガスワイピングノズル5でめっき付
着量120g/m2に調整して、粉末吹き付けノズル6よ
りTiO2粉末8を下記条件で吹き付け、めっき層表面
に付着させた。 鋼板温度 :570〜630℃ TiO2粉末平均粒径:5μm キャリアガス :N2ガス めっき層への衝突時のキャリアガス流速:10〜25m
/sec キャリアガス圧力:1kg/cm2
て、脱脂済みの板厚0.8mm、板幅100mmのAl
キルド低炭素鋼板を通板して、Al−9.5%Si−1.
8%Feのめっき浴4(浴温660℃)でめっきした。
そして、めっき後、ガスワイピングノズル5でめっき付
着量120g/m2に調整して、粉末吹き付けノズル6よ
りTiO2粉末8を下記条件で吹き付け、めっき層表面
に付着させた。 鋼板温度 :570〜630℃ TiO2粉末平均粒径:5μm キャリアガス :N2ガス めっき層への衝突時のキャリアガス流速:10〜25m
/sec キャリアガス圧力:1kg/cm2
【0015】その後、得られたTiO2粉末付着鋼板の
試験片をチャンバ−に入れて、NOxガスを濃度が約5
00ppmになるまで注入した。そして、試験片に紫外
線をブラックライトで3時間照射して、照射後NOx濃
度を測定し、NOx分解率を算出した。表1にこの分解
率を示す。
試験片をチャンバ−に入れて、NOxガスを濃度が約5
00ppmになるまで注入した。そして、試験片に紫外
線をブラックライトで3時間照射して、照射後NOx濃
度を測定し、NOx分解率を算出した。表1にこの分解
率を示す。
【0016】
【表1】 (注)担体の塗装Alめっき鋼板はTiO2粉末分散塗
料を溶融Alめっき鋼板に塗装したものである。
料を溶融Alめっき鋼板に塗装したものである。
【0017】
【発明の効果】以上のように、本発明のTiO2光触媒
担持材料は、Al系めっき鋼板の表面に光触媒のTiO
2が露出した状態で付着しているので、大気汚染物質の
ような分解対象成分との接触が良好であり、使用TiO
2粉末のすべてが光触媒として作用する。また、本発明
のTiO2粉末担持材料は溶融Al系めっき鋼板の製造
において、めっき付着量調整後にTiO2粉末を鋼板に
吹き付けるだけで製造できるので、製造は容易である。
担持材料は、Al系めっき鋼板の表面に光触媒のTiO
2が露出した状態で付着しているので、大気汚染物質の
ような分解対象成分との接触が良好であり、使用TiO
2粉末のすべてが光触媒として作用する。また、本発明
のTiO2粉末担持材料は溶融Al系めっき鋼板の製造
において、めっき付着量調整後にTiO2粉末を鋼板に
吹き付けるだけで製造できるので、製造は容易である。
【図1】本発明によるTiO2光触媒担持材料の製造方
法を示すものである。
法を示すものである。
【図2】本発明のTiO2光触媒担持材料の断面模式図
である。
である。
1 鋼板 2 スナウト 3 シンクロ−ル 4 めっき浴 5 ガスワイピングノズル 6 粉末吹き付けノズル 7 Al系めっき層 8 TiO2粉末
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 実 大阪府堺市石津西町5番地 日新製鋼株式 会社技術研究所表面処理研究部内
Claims (4)
- 【請求項1】 鋼板の表面にAl系めっき層が形成さ
れ、そのAl系めっき層の表面に光触媒のTiO2が露
出した状態で付着していることを特徴とするTiO2光
触媒担持材料。 - 【請求項2】 TiO2がTi−Al酸化物金属間化
合物を介してAl系めっき層と付着していることを特徴
とする請求項1に記載のTiO2光触媒担持材料。 - 【請求項3】 鋼板を溶融Al系めっき浴でめっきし
た後めっき付着量を調整する溶融Al系めっき鋼板の製
造において、めっき付着量調整後めっき層が未凝固状態
にあるうちにTiO2粉末を鋼板に吹き付け、TiO2粉
末をめっき層表面に付着させることを特徴とするTiO
2光触媒担持材料の製造方法。 - 【請求項4】 TiO2粉末を鋼板に衝突時の流速が
3〜100m/secのキャリアガスとともに吹き付けるこ
とを特徴とする請求項3に記載のTiO2光触媒担持材
料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10101952A JPH11276891A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | TiO2光触媒担持材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10101952A JPH11276891A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | TiO2光触媒担持材料およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11276891A true JPH11276891A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=14314233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10101952A Withdrawn JPH11276891A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | TiO2光触媒担持材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11276891A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100457769B1 (ko) * | 2000-09-14 | 2004-11-18 | 가부시키가이샤 후지키한 | 산소결핍 경사구조를 가지는 산화금속 피막 |
US8673456B2 (en) | 2005-11-15 | 2014-03-18 | Meisei Industrial Company Limited | Composite plated film and laminated film |
CN111850539A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-30 | 江西省科学院应用物理研究所 | 氧化镧掺杂铝/纳米TiO2复合功能涂料、制备方法及冷喷涂方法 |
EP3933061A1 (en) * | 2020-06-30 | 2022-01-05 | Hyundai Steel Company | Steel sheet for hot press and manufacturing method thereof |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP10101952A patent/JPH11276891A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100457769B1 (ko) * | 2000-09-14 | 2004-11-18 | 가부시키가이샤 후지키한 | 산소결핍 경사구조를 가지는 산화금속 피막 |
US8673456B2 (en) | 2005-11-15 | 2014-03-18 | Meisei Industrial Company Limited | Composite plated film and laminated film |
EP3933061A1 (en) * | 2020-06-30 | 2022-01-05 | Hyundai Steel Company | Steel sheet for hot press and manufacturing method thereof |
US11225050B1 (en) | 2020-06-30 | 2022-01-18 | Hyundai Steel Company | Steel sheet for hot press and manufacturing method thereof |
CN111850539A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-30 | 江西省科学院应用物理研究所 | 氧化镧掺杂铝/纳米TiO2复合功能涂料、制备方法及冷喷涂方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |