JPH11347421A - 光触媒性組成物及び光触媒性部材並びに光触媒性部材の製造方法 - Google Patents

光触媒性組成物及び光触媒性部材並びに光触媒性部材の製造方法

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JPH11347421A
JPH11347421A JP10174000A JP17400098A JPH11347421A JP H11347421 A JPH11347421 A JP H11347421A JP 10174000 A JP10174000 A JP 10174000A JP 17400098 A JP17400098 A JP 17400098A JP H11347421 A JPH11347421 A JP H11347421A
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JP
Japan
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photocatalytic
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metal
glaze
photocatalytic member
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JP10174000A
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English (en)
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Atsushi Kitamura
厚 北村
Koichi Hayashi
浩一 林
Masami Ando
正美 安藤
Mitsuyoshi Machida
町田  光義
Tomoyasu Ichiki
智康 一木
Masaaki Ito
正昭 伊藤
Hirotaka Ishibashi
弘孝 石橋
Toshihiro Aoshima
利裕 青島
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温処理を行っても安定に光触媒活性を呈す
る組成物及び部材の提供。 【解決手段】 組成式ABOSiO4(式中、Aは2価
の金属、Bは4価の金属)のネソケイ酸塩化合物からな
ることを特徴とする光触媒性組成物、及び前記光触媒性
組成物を被覆した部材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、1100度以上の
高温熱処理を行っても安定に光触媒活性を呈する光触媒
組成物に関する。また、前記光触媒組成物を被覆した光
触媒性部材に関する。さらに、前記光触媒性部材の製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】空気の存在下で波長400nm以下の紫
外線を照射すると、活性酸素種を生成し、悪臭成分等の
有機化合物の分解(酸化)を促進させたり、溶液中の金
属イオンを還元して金属微粒子を析出させたりする特異
な化学反応を誘起する光触媒としての活性を示す物質と
して酸化チタン等が知られている。
【0003】特に、酸化チタンは安価に入手できること
から光触媒として良く利用されている。この酸化チタン
にはアナターゼ型、ブルッカイト型及びルチル型の異な
る結晶型があり、光(酸化還元)活性についてはアナタ
ーゼ型が優れており、ルチル型の場合には光活性が充分
に大きくない。そしてアナターゼ型酸化チタンを単独で
高温熱処理すると、一般に900度以上で光活性の低い
ルチル型酸化チタンに相転移する。シリカ等を添加すれ
ば相転移温度を上がるが、約1000度までである。
【0004】一方、セラミックを焼結して緻密化するた
めには、例えば、アルミナでは1200度以上、ジルコ
ニアでは1400度以上の高温で焼成する必要がある。
また衛生陶器等の陶器質素地を焼結して緻密化するに
も、一般に1100度以上の高温で焼成することが必要
である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】アルミナ基板等のセラ
ミックや、タイル、衛生陶器等の陶磁器質の構造体に抗
菌、脱臭、防汚等の光触媒機能を持たせるには、これら
の基材表面に光触媒を固定すればよい。この場合、基材
の焼結も光触媒の基材表面への強固な固定も共に熱処理
によるのが一般的なので、この2つの熱処理工程を同時
に行えるようにすれば、光触媒機能を有するセラミック
或いは陶磁器の製造に関し、製造工程に要する時間を大
幅に短縮できるとともに、製造コストの低減が図れる。
【0006】しかし、光触媒として一般に広く用いられ
ている酸化チタンを用いたのでは、基材の焼結温度で、
光活性の低いルチル型酸化チタンに相転移してしまい、
充分な光触媒活性が得られない。本発明では以上の事情
に鑑み、基材の焼結工程と、光触媒の基材表面への固定
工程を同時に行いながら、充分な光触媒活性の得られる
光触媒性部材、及び前記光触媒性部材表面に固定可能で
あり、高温処理を行っても安定に光触媒活性を呈する光
触媒組成物、並びに前記光触媒性部材の製造方法を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究の
結果、組成式ABOSiO4(式中、Aは2価の金属、
Bは4価の金属)のネソケイ酸塩化合物が、1100度
以上の高温処理後も安定した光触媒活性を保持すること
を見出し、本発明を完成するに至った。本発明では、組
成式ABOSiO4(式中、Aは2価の金属、Bは4価
の金属)のネソケイ酸塩化合物からなることを特徴とす
る光触媒性組成物を提供する。
【0008】本発明の好ましい態様においては、前記光
触媒性組成物は組成式ATiOSiO4(式中、Aは2
価の金属)のネソケイ酸塩化合物からなるようにする。
上記組成物は、2価金属を含む非晶質物質と酸化チタン
を混合した後焼成するだけの工程で簡単に得ることがで
きる。
【0009】また、上記ネソケイ酸塩化合物は、釉薬と
ともに高温処理した後も安定した光触媒活性を発揮す
る。その理由は釉薬に分散された状態で高温処理しても
コロイド凝集されにくい性質を有していることに関係し
ていると考えられる。上記観点から、本発明では、釉薬
と組成式ABOSiO4(式中、Aは2価の金属、Bは
4価の金属)のネソケイ酸塩化合物からなることを特徴
とする光触媒性組成物を提供する。施釉タイル、衛生陶
器、食器等の施釉窯業製品の製造に際し、通常の釉薬の
代わりに上記光触媒性組成物を利用すれば、簡単に施釉
窯業製品に抗菌、脱臭、防汚等の機能を付加できる。ま
た、光触媒の還元側の反応を利用すれば、Ag,Cuな
どの抗菌金属を析出させて表面に坦持、固定させること
ができるので、暗所での抗菌、脱臭、防汚等の機能を付
加できる。本発明の好ましい態様においては、前記ネソ
ケイ酸塩化合物は組成式ATiOSiO4(式中、Aは
2価の金属)で表される物質とする。
【0010】本発明では、請求項1乃至6の光触媒性組
成物が表面に被覆されてなる光触媒性部材を提供する。
当該光触媒性部材は、基材がセラミックや、大便器、小
便器、便器のサナ、洗面台の洗面器、便器のタンクなど
の衛生陶器、タイル、碍子、食器などの陶磁器等の製造
工程において高温焼成を必要とする場合において、基材
の焼結工程と、光触媒の基材表面への固定工程を同時に
行いながら製造することが可能であり、かつ充分な光触
媒活性を有する。
【0011】さらに本発明では、2価金属を含む非晶質
物質と酸化チタン、酸化錫等の4価金属を含む化合物を
基材に被覆する工程と、焼成する工程を含む請求項7乃
至11に記載の光触媒性部材の製造方法を提供する。こ
のように製造することにより、請求項1乃至6の光触媒
性組成物を作製しておくことなく、焼成過程で基材表面
に請求項2に記載の光触媒性組成物が形成される。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明における光触媒性組成物
は、組成式ABOSiO4のネソケイ酸塩化合物からな
る。ここでAは2価の価数を取りうる金属であり、例え
ばCa、Ag、Cu、Zn、Mg、Sr、Ba等が利用
できる。このAには上記金属が1種類以上含有されるよ
うにする。ここでAの金属としてAg、Cu、Znの少
なくとも1種が含有されているようにすれば、さらにこ
れら金属による殺菌効果により抗菌作用は増強される。
またBは4価の価数を取りうる金属であり、例えばT
i、Sn等が利用できる。
【0013】上記光触媒性組成物は、例えば、上記2価
の価数を取りうる金属を含む非晶質物質と、上記4価の
価数を取りうる金属を含む化合物を混合した後焼成する
ことにより得ることができる。ここで2価の価数を取り
うる金属を含む非晶質物質とは、 Ca、Ag、Cu、
Zn、Mg、Sr、Ba等の成分を修飾体として含有す
るガラス、釉薬等が好適に利用できる。また、4価の価
数を取りうる金属を含む化合物とは、 Ti、Sn等を
含む化合物であり、例えば酸化チタン、酸化錫等が好適
に利用できる。
【0014】請求項1乃至6の光触媒性組成物が表面に
被覆されてなる光触媒性部材は、請求項1乃至6の光触
媒性組成物を基材表面に適用した後に焼成する方法や、
上記2価の価数を取りうる金属を含む非晶質物質と、上
記4価の価数を取りうる金属を含む化合物の混合物を基
材表面に適用した後に焼成する方法により得ることがで
きる。ここで基材への適用方法は、スプレーコーティン
グ、ディップコーティング、スピンコーティング、ロー
ルコーティング等の周知の方法が利用可能である。
【0015】
【実施例】(試料の作製方法)ケイ砂、長石、粘土等を
原料として調整した衛生陶器素地泥漿を用いて70mm
×150mmの板状試験片を作製した。また、釉薬基材
100重量部に酸化チタン粉末(石原産業 ST−0
1)5重量部を添加したものに、水を加えて、20時間
かけて粉砕、混合して、釉薬を調合した。この釉薬基材
の組成は以下の通りである。 SiO2 :55〜80重量% Al23 :5〜13重量% Fe23 :0.1〜0.4重量% MgO :0.8〜3.0重量% CaO :8〜17重量% ZnO :3〜8重量% K2O :1〜4重量% Na2O :0.5〜2.5重量% ZrO2 :0〜15重量% この釉薬を板状試験片にスプレーコーティング法で塗布
した後、1100〜1200度で焼成して、試料を得
た。この試料の表面の電子顕微鏡写真を図1に示す。
【0016】(光活性の評価試験)光活性を評価する方
法として、光触媒作用により無色の硝酸銀が黒色の金属
銀に還元される現象を利用して、下記の評価試験を行っ
た。3重量%硝酸銀1mlを試料表面に(3×3)cm
の大きさに塗り広げた。硝酸銀溶液を塗った面にブラッ
クライトで7〜10mW/cm2(波長365nm)の
紫外線を照射したところ、光触媒の還元作用で塗布面が
黒く呈色したのが、肉眼で確認できた。
【0017】(試料表面の光触媒組成の同定)組成の同
定はX線回折装置で行った。測定装置はマック・サイエ
ンス製MXP−18を用い、対陰極Cu、管球電圧50
kV、電流250mAの条件で行った。 図2に試料作
製に使用した釉薬を乾燥、粉砕して作った粉末のデー
タ、図3に焼成後の衛陶表面のデータを示す。これらの
データから、高温熱処理により、SiO2やCaCO3、
TiO2等がCaTiOSiO4になったものと思われ
る。
【0018】
【発明の効果】本発明の光触媒組成物は、高温処理を行
っても安定に光触媒活性を呈するので、施釉タイル、衛
生陶器、食器等の施釉窯業製品の製造に際し、通常の釉
薬の代わりに上記光触媒性組成物を利用することによ
り、簡単に施釉窯業製品に抗菌、脱臭、防汚等の機能を
付加できる。また、本発明の光触媒組成物が被覆された
光触媒性部材を製造するに際し、2価金属を含む非晶質
物質と酸化チタン、酸化錫等の4価金属を含む化合物を
基材に被覆する工程と、焼成する工程を含む方法をとる
ことにより、上記光触媒性組成物を作製しておくことな
く、焼成過程で基材表面に上記光触媒性組成物を形成す
ることができ、コスト上有利に製造可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例において、焼成後の試料の表面の電子顕
微鏡写真である。
【図2】焼成前の釉薬のX線回折のデータである。
【図3】実施例において、焼成後の試料のX線回折のデ
ータである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 町田 光義 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 一木 智康 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 伊藤 正昭 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 石橋 弘孝 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 青島 利裕 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組成式ABOSiO4(式中、Aは2価
    の金属、Bは4価の金属)のネソケイ酸塩化合物からな
    ることを特徴とする光触媒性組成物。
  2. 【請求項2】 組成式ATiOSiO4(式中、Aは2
    価の金属)のネソケイ酸塩化合物からなることを特徴と
    する光触媒性組成物。
  3. 【請求項3】 組成式CaTiOSiO4からなること
    を特徴とする光触媒性組成物。
  4. 【請求項4】 釉薬と組成式AB0SiO4(式中、A
    は2価の金属、Bは4価の金属)のネソケイ酸塩化合物
    からなることを特徴とする光触媒性組成物。
  5. 【請求項5】 釉薬と組成式ATiOSiO4(式中、
    Aは2価の金属)のネソケイ酸塩化合物からなることを
    特徴とする光触媒性組成物。
  6. 【請求項6】 釉薬と組成式CaTiOSiO4からな
    ることを特徴とする光触媒性組成物。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至6の光触媒性組成物が表面
    に被覆されてなる光触媒性部材。
  8. 【請求項8】 前記光触媒性部材はセラミックであるこ
    とを特徴とする請求項7に記載の光触媒性部材。
  9. 【請求項9】 前記光触媒性部材は陶磁器であることを
    特徴とする請求項7に記載の光触媒性部材。
  10. 【請求項10】 前記光触媒性部材は衛生陶器であるこ
    とを特徴とする請求項7に記載の光触媒性部材。
  11. 【請求項11】 前記光触媒性部材は大便器、小便器、
    便器のサナ、洗面台の洗面器のいずれか1つであること
    を特徴とする請求項7に記載の光触媒性部材。
  12. 【請求項12】 2価金属を含む非晶質物質と4価金属
    を含む化合物を基材に被覆する工程と、焼成する工程を
    含む請求項7乃至11に記載の光触媒性部材の製造方
    法。
  13. 【請求項13】 前記4価金属を含む化合物は酸化チタ
    ン又は酸化錫であることを特徴とする請求項12に記載
    の光触媒性部材の製造方法。
JP10174000A 1998-06-05 1998-06-05 光触媒性組成物及び光触媒性部材並びに光触媒性部材の製造方法 Pending JPH11347421A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020075528A (ko) * 2001-03-26 2002-10-05 구본주 항균도자기 제품의 제조방법
JP2008142606A (ja) * 2006-12-07 2008-06-26 New Industry Research Organization 光触媒用組成物、光触媒用材料およびその製造方法

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