JPH1183833A - 光触媒活性の測定方法およびその装置 - Google Patents
光触媒活性の測定方法およびその装置Info
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- JPH1183833A JPH1183833A JP9243703A JP24370397A JPH1183833A JP H1183833 A JPH1183833 A JP H1183833A JP 9243703 A JP9243703 A JP 9243703A JP 24370397 A JP24370397 A JP 24370397A JP H1183833 A JPH1183833 A JP H1183833A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光触媒活性材料の光触媒活性を、正確にかつ
感度および再現性よく、しかも短時間で測定しうる実用
的な方法および装置を提供する。 【解決手段】 光触媒活性材料の光触媒活性面に有機色
素を付着または吸着させたのち、この有機色素の分解速
度を測定し、該光触媒活性材料の光触媒活性を求める方
法、並びに光触媒活性材料の光触媒活性面に光を照射し
て前処理を施すための手段、この光触媒活性面に有機色
素を付着または吸着させるための手段、光を照射して有
機色素を分解させるための手段および有機色素の分解速
度を分光光学的に測定する手段からなる光触媒活性測定
装置である。
感度および再現性よく、しかも短時間で測定しうる実用
的な方法および装置を提供する。 【解決手段】 光触媒活性材料の光触媒活性面に有機色
素を付着または吸着させたのち、この有機色素の分解速
度を測定し、該光触媒活性材料の光触媒活性を求める方
法、並びに光触媒活性材料の光触媒活性面に光を照射し
て前処理を施すための手段、この光触媒活性面に有機色
素を付着または吸着させるための手段、光を照射して有
機色素を分解させるための手段および有機色素の分解速
度を分光光学的に測定する手段からなる光触媒活性測定
装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒活性の新規
な測定方法およびその装置に関し、さらに詳しくは、光
触媒活性材料の光触媒活性を、正確にかつ感度および再
現性よく、しかも短時間で測定しうる実用的な方法、お
よび光触媒活性測定装置に関するものである。
な測定方法およびその装置に関し、さらに詳しくは、光
触媒活性材料の光触媒活性を、正確にかつ感度および再
現性よく、しかも短時間で測定しうる実用的な方法、お
よび光触媒活性測定装置に関するものである。
【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−藤嶋効果［「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、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。
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−藤嶋効果［「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、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。
【０００３】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。
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。
【０００４】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、特に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脱臭、防汚、抗菌、
殺菌作用を発揮するため、各種基材に二酸化チタン薄膜
を設け光触媒作用をもたせることで、脱臭、防汚、抗
菌、殺菌などを有した様々な光触媒活性材料が開発され
ている。
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、特に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脱臭、防汚、抗菌、
殺菌作用を発揮するため、各種基材に二酸化チタン薄膜
を設け光触媒作用をもたせることで、脱臭、防汚、抗
菌、殺菌などを有した様々な光触媒活性材料が開発され
ている。
【０００５】ところで、このような光触媒活性材料にお
ける光触媒活性の評価方法としては、これまで、例えば
実際に野外に暴露し、その汚れ具合いを目視観察した
り、あるいはサラダ油などを塗布し、光触媒分解に伴う
重量減少から評価することが試みられてきた。
ける光触媒活性の評価方法としては、これまで、例えば
実際に野外に暴露し、その汚れ具合いを目視観察した
り、あるいはサラダ油などを塗布し、光触媒分解に伴う
重量減少から評価することが試みられてきた。
【０００６】しかしながら、上記目視観察法では、光触
媒活性を量的に評価することが困難である上、再現性に
乏しく、一方、サラダ油塗布法においては、光触媒活性
を量的に評価しうるものの、精度、感度および再現性が
悪く、しかも評価に長時間を要するなどの問題があっ
た。
媒活性を量的に評価することが困難である上、再現性に
乏しく、一方、サラダ油塗布法においては、光触媒活性
を量的に評価しうるものの、精度、感度および再現性が
悪く、しかも評価に長時間を要するなどの問題があっ
た。
【０００７】したがって、光触媒活性材料における光触
媒活性の有無や大小、複数の材料間の光触媒活性の優劣
などを評価することは極めて難しいのが実状である。
媒活性の有無や大小、複数の材料間の光触媒活性の優劣
などを評価することは極めて難しいのが実状である。
【０００８】
【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、光触媒活性材料の光触媒活性を、正確に
かつ感度および再現性よく、しかも短時間で測定しうる
実用的な方法を提供することを目的とするものである。
事情のもとで、光触媒活性材料の光触媒活性を、正確に
かつ感度および再現性よく、しかも短時間で測定しうる
実用的な方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【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、光触媒活性材
料の光触媒活性面に有機色素を付着または吸着させ、光
触媒作用に由来する該有機色素の分解速度を、分光光学
的手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、その目的を達成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。
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、光触媒活性材
料の光触媒活性面に有機色素を付着または吸着させ、光
触媒作用に由来する該有機色素の分解速度を、分光光学
的手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、その目的を達成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。
【００１０】すなわち、本発明は、表面に光触媒活性物
質層を有する光触媒活性材料の光触媒活性を測定するに
当たり、該材料の光触媒活性面に有機色素を付着または
吸着させたのち、この有機色素の光触媒作用に基づく分
解速度を測定し、光触媒活性を求めることを特徴とする
光触媒活性の測定方法を提供するものである。
質層を有する光触媒活性材料の光触媒活性を測定するに
当たり、該材料の光触媒活性面に有機色素を付着または
吸着させたのち、この有機色素の光触媒作用に基づく分
解速度を測定し、光触媒活性を求めることを特徴とする
光触媒活性の測定方法を提供するものである。
【００１１】また、本発明は、実際に既に施工されてい
る光触媒活性素材について、その施工場所にて、被験物
に色素を付着あるいは吸着せしめ、実際の使用環境下あ
るいは光量環境下での光触媒防汚活性を評価することを
特徴とする光触媒防汚活性の評価方法を提供するもので
ある。
る光触媒活性素材について、その施工場所にて、被験物
に色素を付着あるいは吸着せしめ、実際の使用環境下あ
るいは光量環境下での光触媒防汚活性を評価することを
特徴とする光触媒防汚活性の評価方法を提供するもので
ある。
【００１２】また、本発明は、光触媒活性材料の光触媒
活性面に光を照射して前処理を施すための手段、この前
処理が施された光触媒活性面に有機色素を付着または吸
着させるための手段、光触媒活性面に光を照射して、光
触媒作用により有機色素を分解させるための手段および
有機色素の分解速度を分光光学的に測定するための手段
を含むことを特徴とする光触媒活性材料の光触媒活性測
定装置をも提供するものである。
活性面に光を照射して前処理を施すための手段、この前
処理が施された光触媒活性面に有機色素を付着または吸
着させるための手段、光触媒活性面に光を照射して、光
触媒作用により有機色素を分解させるための手段および
有機色素の分解速度を分光光学的に測定するための手段
を含むことを特徴とする光触媒活性材料の光触媒活性測
定装置をも提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の方法が適用される光触媒
活性材料としては、表面に光触媒活性物質層を有するも
のであればよく、特に制限はないが、例えば適当な透光
性または非透光性基材上に、光触媒活性面として、光触
媒活性物質層、具体的には光触媒活性物質からなる薄
膜、微粒子状光触媒活性物質からなる層、光触媒活性物
質を含む塗工層などを有するものを挙げることができ
る。ここで、光触媒活性物質としては、従来公知のも
の、例えば二酸化チタン、酸化亜鉛、チタン酸ストロン
チウム（ＳｒＴｉＯ3）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉ4
Ｏ9）、チタン酸ナトリウム（Ｎａ2Ｔｉ6Ｏ13）、二酸
化ジルコニウム、α−Ｆｅ2Ｏ3、Ｋ4Ｎｂ6Ｏ17、Ｒｂ4
Ｎｂ6Ｏ17、Ｋ2Ｒｂ2Ｎｂ6Ｏ17などの金属酸化物、硫化
カドミウム、硫化亜鉛、硫化インジウムなどの金属硫化
物、さらには、これらに助触媒として、白金、パラジウ
ム、ロジウム、ルテニウムなどの白金族金属や、ＮｉＯ
x、ＲｕＯx、ＲｈＯxなどを担持させたものなどが挙げ
られる。これらの中で、光触媒活性および経済性などの
面から、二酸化チタンが好適である。この二酸化チタン
はルテル型やアナターゼ型などがあるが、光触媒活性の
点から、アナターゼ型の方がルチル型よりも好ましい。
活性材料としては、表面に光触媒活性物質層を有するも
のであればよく、特に制限はないが、例えば適当な透光
性または非透光性基材上に、光触媒活性面として、光触
媒活性物質層、具体的には光触媒活性物質からなる薄
膜、微粒子状光触媒活性物質からなる層、光触媒活性物
質を含む塗工層などを有するものを挙げることができ
る。ここで、光触媒活性物質としては、従来公知のも
の、例えば二酸化チタン、酸化亜鉛、チタン酸ストロン
チウム（ＳｒＴｉＯ3）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉ4
Ｏ9）、チタン酸ナトリウム（Ｎａ2Ｔｉ6Ｏ13）、二酸
化ジルコニウム、α−Ｆｅ2Ｏ3、Ｋ4Ｎｂ6Ｏ17、Ｒｂ4
Ｎｂ6Ｏ17、Ｋ2Ｒｂ2Ｎｂ6Ｏ17などの金属酸化物、硫化
カドミウム、硫化亜鉛、硫化インジウムなどの金属硫化
物、さらには、これらに助触媒として、白金、パラジウ
ム、ロジウム、ルテニウムなどの白金族金属や、ＮｉＯ
x、ＲｕＯx、ＲｈＯxなどを担持させたものなどが挙げ
られる。これらの中で、光触媒活性および経済性などの
面から、二酸化チタンが好適である。この二酸化チタン
はルテル型やアナターゼ型などがあるが、光触媒活性の
点から、アナターゼ型の方がルチル型よりも好ましい。
【００１４】本発明の方法においては、前記光触媒活性
材料の光触媒活性面に、有機色素を付着または吸着させ
るが、この有機色素としては、（１）それ自体が耐光性
を有すること、具体的には少なくとも３０分以内に、波
長３００ｎｍ〜３８０ｎｍ、光量１ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ
光の照射によって分解しない（吸光度が変化しない）こ
と、（２）光触媒活性面と暗所下にて反応しないこと、
具体的には、色素と光触媒活性面とが、少なくとも３０
分以内に、波長３００ｎｍ〜３８０ｎｍ、光量１ｍＷ／
ｃｍ2のＵＶ光の照射なしに反応を起こすことがない
（吸光度が変化しない）こと、（３）光触媒活性物質が
光触媒作用を発現するのに必要な波長域での光の吸収が
少ないこと、具体的には光触媒活性物質が二酸化チタン
である場合は、波長３５０〜４００ｎｍの範囲で光の吸
収が少ないこと、の３条件を満たすものを用いるのが望
ましい。
材料の光触媒活性面に、有機色素を付着または吸着させ
るが、この有機色素としては、（１）それ自体が耐光性
を有すること、具体的には少なくとも３０分以内に、波
長３００ｎｍ〜３８０ｎｍ、光量１ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ
光の照射によって分解しない（吸光度が変化しない）こ
と、（２）光触媒活性面と暗所下にて反応しないこと、
具体的には、色素と光触媒活性面とが、少なくとも３０
分以内に、波長３００ｎｍ〜３８０ｎｍ、光量１ｍＷ／
ｃｍ2のＵＶ光の照射なしに反応を起こすことがない
（吸光度が変化しない）こと、（３）光触媒活性物質が
光触媒作用を発現するのに必要な波長域での光の吸収が
少ないこと、具体的には光触媒活性物質が二酸化チタン
である場合は、波長３５０〜４００ｎｍの範囲で光の吸
収が少ないこと、の３条件を満たすものを用いるのが望
ましい。
【００１５】本発明で用いる有機色素としては、上記要
件を満たすものであればよく、特に制限はないが、例え
ばメチレンブルーやマラカイトグリーンなどを好ましく
挙げることができる。
件を満たすものであればよく、特に制限はないが、例え
ばメチレンブルーやマラカイトグリーンなどを好ましく
挙げることができる。
【００１６】本発明の方法においては、上記有機色素を
光触媒活性材料の光触媒活性面に付着または吸着させる
前に、予め該光触媒活性面に光を照射して有機物の分
解、除去を行う前処理を施すのが有利である。光触媒活
性面が二酸化チタン薄膜である場合には、この前処理に
より、該二酸化チタン薄膜が親水化され、有機色素水溶
液を用いる場合に、有機色素が極めて均質に付着または
吸着されるので好都合である。この前処理は、例えば波
長３００ｎｍ〜３８０ｎｍ、光量４ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ
光を、１〜２４時間程度照射することにより、行うこと
ができる。
光触媒活性材料の光触媒活性面に付着または吸着させる
前に、予め該光触媒活性面に光を照射して有機物の分
解、除去を行う前処理を施すのが有利である。光触媒活
性面が二酸化チタン薄膜である場合には、この前処理に
より、該二酸化チタン薄膜が親水化され、有機色素水溶
液を用いる場合に、有機色素が極めて均質に付着または
吸着されるので好都合である。この前処理は、例えば波
長３００ｎｍ〜３８０ｎｍ、光量４ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ
光を、１〜２４時間程度照射することにより、行うこと
ができる。
【００１７】光触媒活性材料の光触媒活性面に有機色素
を付着または吸着させる方法としては、該有機色素を光
触媒活性面に均質に付着または吸着させうる方法であれ
ばよく、特に制限はないが、例えば以下に示す方法を用
いるのが有利である。
を付着または吸着させる方法としては、該有機色素を光
触媒活性面に均質に付着または吸着させうる方法であれ
ばよく、特に制限はないが、例えば以下に示す方法を用
いるのが有利である。
【００１８】すなわち、まず、有機色素を水などの適当
な溶媒に溶解して有機色素溶液を調製し、この溶液中
に、光触媒活性を測定しようとする光触媒活性材料（被
験物）を浸漬処理する。二酸化チタン薄膜などの光触媒
活性面に色素を付着または吸着させる場合、色素溶液が
十分濃い濃度であれば、色素は複層吸着されるものと考
えられる。しかしながら光触媒による酸化・有機物分解
反応は光触媒活性物質表面でしか起こりえず、光触媒活
性に伴う色素の分解速度は、複層の層数に依らず一定で
ある。したがって、均質に付着または吸着できるのであ
れば、色素の付着または吸着量は一定以上であればよ
い。
な溶媒に溶解して有機色素溶液を調製し、この溶液中
に、光触媒活性を測定しようとする光触媒活性材料（被
験物）を浸漬処理する。二酸化チタン薄膜などの光触媒
活性面に色素を付着または吸着させる場合、色素溶液が
十分濃い濃度であれば、色素は複層吸着されるものと考
えられる。しかしながら光触媒による酸化・有機物分解
反応は光触媒活性物質表面でしか起こりえず、光触媒活
性に伴う色素の分解速度は、複層の層数に依らず一定で
ある。したがって、均質に付着または吸着できるのであ
れば、色素の付着または吸着量は一定以上であればよ
い。
【００１９】色素溶液への被験物の浸漬時間は３０分以
上が好ましく、１〜３時間程度がより好ましい。色素の
二酸化チタン薄膜などの光触媒活性面（測定面）への吸
着には化学的吸着も含まれるものと思われる。したがっ
て光触媒活性面（測定面）を色素溶液中に十分な時間浸
漬させ、化学的吸着平衡の状態にするのが好ましい。浸
漬処理後、光触媒活性材料を取り出し、余剰の色素溶液
を除去後、乾燥させることにより、光触媒活性面に、十
分な量の有機色素が均質に付着または吸着した光触媒活
性材料が得られる。なお、後述の定量法において、吸光
度法（ＡＢＳ法）を用いる場合には、被験物の非測定面
に付着または吸着した色素を溶媒で完全に除去すること
が望ましい。
上が好ましく、１〜３時間程度がより好ましい。色素の
二酸化チタン薄膜などの光触媒活性面（測定面）への吸
着には化学的吸着も含まれるものと思われる。したがっ
て光触媒活性面（測定面）を色素溶液中に十分な時間浸
漬させ、化学的吸着平衡の状態にするのが好ましい。浸
漬処理後、光触媒活性材料を取り出し、余剰の色素溶液
を除去後、乾燥させることにより、光触媒活性面に、十
分な量の有機色素が均質に付着または吸着した光触媒活
性材料が得られる。なお、後述の定量法において、吸光
度法（ＡＢＳ法）を用いる場合には、被験物の非測定面
に付着または吸着した色素を溶媒で完全に除去すること
が望ましい。
【００２０】次に、このようにして光触媒活性面に付着
または吸着した色素の光触媒作用による分解速度を測定
するが、この場合、色素の定量は測定感度のよい分光光
学的手法が好ましい。この分光光学的手法としては、例
えば吸光度法（ＡＢＳ法）、反射率法、Ｌａｂ表色系法
などを用いることができる。例えば光触媒活性ガラスの
ような透光性の良好な被験物の場合、ＡＢＳ測定が好ま
しい。光触媒活性面に吸着した色素が有する最大吸収波
長でのＡＢＳ測定を行うことで、色素の定量が高感度で
可能である。ＡＢＳ測定に用いられる測定機器は一般に
広く用いられている紫外・可視分光光度計でよい。また
光触媒活性タイルのような透光性の不良な被験物の場合
は、分光反射率法、あるいはＬａｂ表色系法の明度Ｌの
測定が好ましい。分光反射率を測定する場合は、光触媒
活性面に吸着した色素が有する最大吸収波長での反射率
でよい。これらの測定に用いられる測定機器は該評価が
可能な色差計でよい。しかしながら、同色の光触媒活性
タイルを評価する場合はいずれの測定でも問題ないが、
異色の光触媒活性タイルを評価する場合は、分光反射率
を測定することが可能な色差計でなければならない。
または吸着した色素の光触媒作用による分解速度を測定
するが、この場合、色素の定量は測定感度のよい分光光
学的手法が好ましい。この分光光学的手法としては、例
えば吸光度法（ＡＢＳ法）、反射率法、Ｌａｂ表色系法
などを用いることができる。例えば光触媒活性ガラスの
ような透光性の良好な被験物の場合、ＡＢＳ測定が好ま
しい。光触媒活性面に吸着した色素が有する最大吸収波
長でのＡＢＳ測定を行うことで、色素の定量が高感度で
可能である。ＡＢＳ測定に用いられる測定機器は一般に
広く用いられている紫外・可視分光光度計でよい。また
光触媒活性タイルのような透光性の不良な被験物の場合
は、分光反射率法、あるいはＬａｂ表色系法の明度Ｌの
測定が好ましい。分光反射率を測定する場合は、光触媒
活性面に吸着した色素が有する最大吸収波長での反射率
でよい。これらの測定に用いられる測定機器は該評価が
可能な色差計でよい。しかしながら、同色の光触媒活性
タイルを評価する場合はいずれの測定でも問題ないが、
異色の光触媒活性タイルを評価する場合は、分光反射率
を測定することが可能な色差計でなければならない。
【００２１】ＡＢＳ測定や分光反射率測定の場合は、色
素として、例えばメチレンブルーを用いた場合、該色素
は光触媒活性面（測定面）に付着または吸着させた状態
で、図１に示すように、波長５８０ｎｍ付近に大きな光
吸収を有しているので、最大吸収波長として、この波長
を利用すればよい。
素として、例えばメチレンブルーを用いた場合、該色素
は光触媒活性面（測定面）に付着または吸着させた状態
で、図１に示すように、波長５８０ｎｍ付近に大きな光
吸収を有しているので、最大吸収波長として、この波長
を利用すればよい。
【００２２】次に、被験物のブラックライト照射時間に
対する、ＡＢＳ、分光反射率、明度Ｌの測定値の変化量
をプロットすれば、被験物の光触媒活性に伴う有機色素
の分解速度がプロットの傾きから得られる。有機色素の
分解に伴う難分解物の発生などの要因により該プロット
が直線にならない場合があるが、その場合は、該プロッ
ト曲線の初期の傾きを求めればよい。この傾きが色素の
光触媒活性による分解速度であり、すなわち光触媒活性
を表すこととなる。
対する、ＡＢＳ、分光反射率、明度Ｌの測定値の変化量
をプロットすれば、被験物の光触媒活性に伴う有機色素
の分解速度がプロットの傾きから得られる。有機色素の
分解に伴う難分解物の発生などの要因により該プロット
が直線にならない場合があるが、その場合は、該プロッ
ト曲線の初期の傾きを求めればよい。この傾きが色素の
光触媒活性による分解速度であり、すなわち光触媒活性
を表すこととなる。
【００２３】分光光学的手法にて色素の定量を行う場合
は、具体的には以下に示す手順で行う。
は、具体的には以下に示す手順で行う。
【００２４】まず、ＡＢＳによる測定法は、被験物が透
光性に優れる場合にのみ限られる。予め色素未吸着の状
態の被験物にてベースライン補正を行い、色素を吸着さ
せた被験物の紫外・可視光スペクトルを得る。得られた
スペクトルの最大吸光度をＡ1とする。
光性に優れる場合にのみ限られる。予め色素未吸着の状
態の被験物にてベースライン補正を行い、色素を吸着さ
せた被験物の紫外・可視光スペクトルを得る。得られた
スペクトルの最大吸光度をＡ1とする。
【００２５】次に反射率法による色素の定量において
は、被験物が透光性に優れる場合、被験物の非測定面に
白色紙などの可視光領域の反射率が高くかつ反射率が既
知であるものをあてて測定を行う。分光反射率の測定可
能な色差計を用いて吸着色素がもつ最大吸収波長での分
光反射率を測定する。例えば色素にメチレンブルーを用
いた場合、５８０ｎｍでの反射率を測定すればよい。得
られた特定波長での反射率をＴ1とする。
は、被験物が透光性に優れる場合、被験物の非測定面に
白色紙などの可視光領域の反射率が高くかつ反射率が既
知であるものをあてて測定を行う。分光反射率の測定可
能な色差計を用いて吸着色素がもつ最大吸収波長での分
光反射率を測定する。例えば色素にメチレンブルーを用
いた場合、５８０ｎｍでの反射率を測定すればよい。得
られた特定波長での反射率をＴ1とする。
【００２６】一方、Ｌａｂ表色系法による色素の定量に
おいては、上記反射率法と同様に被験物が透光性に優れ
る場合、被験物の非測定面に白色紙などの可視光領域の
反射率が高いものをあてて測定を行う。ＣＩＥＬａｂ表
色系（ＣＩＥ １９７６）あるいはハンターＬａｂ表色
系など一般に用いられているＬａｂ表色系が測定可能な
色差計を用いて色素を付着または吸着させた被験物の明
度Ｌを測定する。得られた明度をＬ1とする。
おいては、上記反射率法と同様に被験物が透光性に優れ
る場合、被験物の非測定面に白色紙などの可視光領域の
反射率が高いものをあてて測定を行う。ＣＩＥＬａｂ表
色系（ＣＩＥ １９７６）あるいはハンターＬａｂ表色
系など一般に用いられているＬａｂ表色系が測定可能な
色差計を用いて色素を付着または吸着させた被験物の明
度Ｌを測定する。得られた明度をＬ1とする。
【００２７】光触媒活性面（測定面）に付着または吸着
した色素の定量が終了した被験物を、実際の使用用途に
合わせて図２、図３のいずれかの形で光照射する。この
際の光源としてはブラックライト灯が好適である。例え
ば光触媒タイルなどの光触媒活性を測定する場合では、
光触媒活性物質層に吸収される光は光触媒活性面から照
射されることを考慮して図３の装置で一定時間光照射す
る。また光触媒電灯カバーなどの光触媒活性を測定する
場合では、光触媒活性物質層に吸収される光は光触媒活
性面の反対側の面から照射されることが多いことを考慮
して図２の装置で一定時間光照射する。なお、図中符号
１はブラックライト灯、２は光触媒活性物質層、３はシ
リカガラスである。
した色素の定量が終了した被験物を、実際の使用用途に
合わせて図２、図３のいずれかの形で光照射する。この
際の光源としてはブラックライト灯が好適である。例え
ば光触媒タイルなどの光触媒活性を測定する場合では、
光触媒活性物質層に吸収される光は光触媒活性面から照
射されることを考慮して図３の装置で一定時間光照射す
る。また光触媒電灯カバーなどの光触媒活性を測定する
場合では、光触媒活性物質層に吸収される光は光触媒活
性面の反対側の面から照射されることが多いことを考慮
して図２の装置で一定時間光照射する。なお、図中符号
１はブラックライト灯、２は光触媒活性物質層、３はシ
リカガラスである。
【００２８】光の光量は各測定で統一されていれば何れ
の光量でもよく、好ましくは０．５〜３．０ｍＷ／ｃｍ
2、より好ましくは１．０ｍＷ／ｃｍ2程度の光量がよ
い。照射時間も各測定で統一されていれば何れの照射時
間でもよく、好ましくは１〜３０分、より好ましくは５
〜１０分の照射時間がよい。
の光量でもよく、好ましくは０．５〜３．０ｍＷ／ｃｍ
2、より好ましくは１．０ｍＷ／ｃｍ2程度の光量がよ
い。照射時間も各測定で統一されていれば何れの照射時
間でもよく、好ましくは１〜３０分、より好ましくは５
〜１０分の照射時間がよい。
【００２９】被験物に光照射後、残存した色素の定量を
行う。定量方法は光触媒活性面（測定面）に付着または
吸着した色素の定量を行った方法と同じである。ここで
得られた結果を、最大吸光度の場合でＡ2、分光反射率
の場合でＴ2、Ｌａｂ表色系の明度Ｌの場合でＬ2とす
る。
行う。定量方法は光触媒活性面（測定面）に付着または
吸着した色素の定量を行った方法と同じである。ここで
得られた結果を、最大吸光度の場合でＡ2、分光反射率
の場合でＴ2、Ｌａｂ表色系の明度Ｌの場合でＬ2とす
る。
【００３０】次に、定量した結果得られた色素の変化量
を、光照射時間でプロットする。定量を最大吸光度で行
った場合、その変化量ΔＡは「Ａ1−Ａ2」で定義され
る。また定量を分光反射率で行った場合は、その変化量
ΔＴを「Ｔ2−Ｔ1」で定義する。また定量をＬａｂ表色
系の明度Ｌで行った場合は、その変化量ΔＬを「Ｌ2−
Ｌ1」で定義する。得られたグラフの傾きは光触媒反応
による被験物に付着または吸着した色素の分解速度であ
り、すなわち被験物の光触媒活性を表している。したが
って該グラフの初期の傾きから得た被験物の光触媒活性
に伴う色素の分解速度を該被験物の光触媒活性とする。
を、光照射時間でプロットする。定量を最大吸光度で行
った場合、その変化量ΔＡは「Ａ1−Ａ2」で定義され
る。また定量を分光反射率で行った場合は、その変化量
ΔＴを「Ｔ2−Ｔ1」で定義する。また定量をＬａｂ表色
系の明度Ｌで行った場合は、その変化量ΔＬを「Ｌ2−
Ｌ1」で定義する。得られたグラフの傾きは光触媒反応
による被験物に付着または吸着した色素の分解速度であ
り、すなわち被験物の光触媒活性を表している。したが
って該グラフの初期の傾きから得た被験物の光触媒活性
に伴う色素の分解速度を該被験物の光触媒活性とする。
【００３１】あるいは光触媒活性の簡便な評価法として
以下の手法を用いてもよい。すなわち、該被験物のブラ
ックライト灯の照射時間を、好ましくは１〜３０分、よ
り好ましくは５〜１０分のいずれかの照射時間で固定
し、そのときのΔＡ、ΔＴあるいはΔＬを被験物の光触
媒活性としてもよい。
以下の手法を用いてもよい。すなわち、該被験物のブラ
ックライト灯の照射時間を、好ましくは１〜３０分、よ
り好ましくは５〜１０分のいずれかの照射時間で固定
し、そのときのΔＡ、ΔＴあるいはΔＬを被験物の光触
媒活性としてもよい。
【００３２】また複数の被験物のいずれか１点を基準と
し、その他の被験物の光触媒活性を基準被験物の光触媒
活性との比で表すと有用である。
し、その他の被験物の光触媒活性を基準被験物の光触媒
活性との比で表すと有用である。
【００３３】また、本発明は光触媒防汚活性の評価方法
を提供するものであり、この方法は、実際に既に施工さ
れている光触媒活性素材について、その施工場所にて、
被験物に色素を付着あるいは吸着せしめ、実際の使用環
境下あるいは光量環境下での光触媒防汚活性を評価する
ことを特徴とし、これにより光触媒防汚活性を正確にか
つ感度および再現性よく、しかも短時間で測定すること
ができる。
を提供するものであり、この方法は、実際に既に施工さ
れている光触媒活性素材について、その施工場所にて、
被験物に色素を付着あるいは吸着せしめ、実際の使用環
境下あるいは光量環境下での光触媒防汚活性を評価する
ことを特徴とし、これにより光触媒防汚活性を正確にか
つ感度および再現性よく、しかも短時間で測定すること
ができる。
【００３４】本発明はまた、光触媒活性材料の光触媒活
性測定装置をも提供する。本発明の装置は、光触媒活性
材料の光触媒活性面に光を照射して前処理を施すための
手段、この前処理が施された光触媒活性面に有機色素を
付着または吸着させるための手段、光触媒活性面に光を
照射して、光触媒作用により有機色素を分解させるため
の手段および有機色素の分解速度を分光光学的に測定す
るための手段を含む。
性測定装置をも提供する。本発明の装置は、光触媒活性
材料の光触媒活性面に光を照射して前処理を施すための
手段、この前処理が施された光触媒活性面に有機色素を
付着または吸着させるための手段、光触媒活性面に光を
照射して、光触媒作用により有機色素を分解させるため
の手段および有機色素の分解速度を分光光学的に測定す
るための手段を含む。
【００３５】このような装置を用いることにより、光触
媒活性材料の光触媒活性を、正確にかつ感度および再現
性よく、しかも短時間で測定することができる。
媒活性材料の光触媒活性を、正確にかつ感度および再現
性よく、しかも短時間で測定することができる。
【００３６】
【作用】二酸化チタンに代表される光触媒活性物質は半
導体特性を有し、そのバンドギャップ以上のエネルギー
をもつ波長の光を吸収・励起すると、内部に電子・正孔
対が生成する。二酸化チタンの場合では、そのバンドギ
ャップが約３．２ｅＶであるため、ブラックライト灯な
どに含まれる約３８０ｎｍ以下の波長の紫外線を吸収す
ることで該現象が起こりうる。次に、この光触媒活性物
質表面に存在する吸着水が正孔によって酸化され、非常
に反応性の高い水酸ラジカル（ＯＨ・）が生成する。ま
た対となる励起電子は水中あるいは空気中に存在する酸
素を還元し、スーパーオキサイドアニオン（・Ｏ2 -）が
生成する。これらの活性酸素種が光触媒活性物質表面に
付着または吸着した色素と反応する。また付着または吸
着有機色素が正孔により直接酸化を受ける場合もある。
導体特性を有し、そのバンドギャップ以上のエネルギー
をもつ波長の光を吸収・励起すると、内部に電子・正孔
対が生成する。二酸化チタンの場合では、そのバンドギ
ャップが約３．２ｅＶであるため、ブラックライト灯な
どに含まれる約３８０ｎｍ以下の波長の紫外線を吸収す
ることで該現象が起こりうる。次に、この光触媒活性物
質表面に存在する吸着水が正孔によって酸化され、非常
に反応性の高い水酸ラジカル（ＯＨ・）が生成する。ま
た対となる励起電子は水中あるいは空気中に存在する酸
素を還元し、スーパーオキサイドアニオン（・Ｏ2 -）が
生成する。これらの活性酸素種が光触媒活性物質表面に
付着または吸着した色素と反応する。また付着または吸
着有機色素が正孔により直接酸化を受ける場合もある。
【００３７】光触媒活性とは、これら活性酸素種による
有機物の分解速度を意味する。したがって有機色素の分
解速度を調べることで、光触媒活性を評価することが可
能になる。
有機物の分解速度を意味する。したがって有機色素の分
解速度を調べることで、光触媒活性を評価することが可
能になる。
【００３８】
【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。
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。
【００３９】実施例１ まず、光触媒活性の異なる被験物を以下のようにして作
成した。すなわち、良く洗浄したパイレックス・ガラス
板（７０ｍｍ×７０ｍｍ×１．０ｍｍ）にディップ・コ
ーティング法を用いてシリカガラス層をコートした。コ
ート剤にはＮＤＨ−５００Ａ（日本曹達（株）製）を用
い、膜厚が０．２μｍになるようにした。次に該ガラス
板の片面をマスキングし、片面のみに同じディップ・コ
ーティング法を用いて二酸化チタン層をコートしたの
ち、焼成した。コート剤にはＮＤＨ−５１０Ｃ（日本曹
達（株）製）を用い、膜厚は、一方が０．１μｍ（低光
触媒活性）、もう一方が０．４μｍ（高光触媒活性）と
なるようにした。なお二酸化チタン薄膜を設けた面を表
面、マスキングした面を裏面とする。また各二酸化チタ
ン層の焼成条件は、１２０℃にて３０分間乾燥させたの
ち、昇温速度１００℃／ｈｒで５００℃まで昇温し、そ
の温度で１時間焼成した。
成した。すなわち、良く洗浄したパイレックス・ガラス
板（７０ｍｍ×７０ｍｍ×１．０ｍｍ）にディップ・コ
ーティング法を用いてシリカガラス層をコートした。コ
ート剤にはＮＤＨ−５００Ａ（日本曹達（株）製）を用
い、膜厚が０．２μｍになるようにした。次に該ガラス
板の片面をマスキングし、片面のみに同じディップ・コ
ーティング法を用いて二酸化チタン層をコートしたの
ち、焼成した。コート剤にはＮＤＨ−５１０Ｃ（日本曹
達（株）製）を用い、膜厚は、一方が０．１μｍ（低光
触媒活性）、もう一方が０．４μｍ（高光触媒活性）と
なるようにした。なお二酸化チタン薄膜を設けた面を表
面、マスキングした面を裏面とする。また各二酸化チタ
ン層の焼成条件は、１２０℃にて３０分間乾燥させたの
ち、昇温速度１００℃／ｈｒで５００℃まで昇温し、そ
の温度で１時間焼成した。
【００４０】このようにして作成した被験物をブラック
ライト照射下（約４．０ｍＷ／ｃｍ2）に２４時間さら
し、付着有機物を除去すると同時に、二酸化チタン薄膜
表面を親水化させた（前処理）。
ライト照射下（約４．０ｍＷ／ｃｍ2）に２４時間さら
し、付着有機物を除去すると同時に、二酸化チタン薄膜
表面を親水化させた（前処理）。
【００４１】１．０×１０-3ｍｏｌ／リットル濃度のメ
チレンブルー水溶液を調製し、前処理した被験物を完全
に浸漬させ二酸化チタン薄膜上にメチレンブルーを吸着
させた。浸漬時間は１時間とした。被験物をゆっくりと
取り出し、立て掛けた状態でデシケーター中に入れ、暗
所にて３０分間乾燥させた。また裏面に付着した色素を
湿らせた布などで拭き取った。
チレンブルー水溶液を調製し、前処理した被験物を完全
に浸漬させ二酸化チタン薄膜上にメチレンブルーを吸着
させた。浸漬時間は１時間とした。被験物をゆっくりと
取り出し、立て掛けた状態でデシケーター中に入れ、暗
所にて３０分間乾燥させた。また裏面に付着した色素を
湿らせた布などで拭き取った。
【００４２】被験物のＡＢＳスペクトルを任意１０ヶ所
で測定し、その最大ＡＢＳの平均値を初期ＡＢＳ
（Ａ1）とした。
で測定し、その最大ＡＢＳの平均値を初期ＡＢＳ
（Ａ1）とした。
【００４３】次に、図２に示すように、被験物の裏面か
らブラックライト灯を照射した（１．０ｍＷ／ｃ
ｍ2）。所定時間ブラックライト灯下に曝したのち、再
度被験物のＡＢＳスペクトルを任意１０ヶ所で測定し、
その最大ＡＢＳの平均値を分解後ＡＢＳ（Ａ2）とし
た。
らブラックライト灯を照射した（１．０ｍＷ／ｃ
ｍ2）。所定時間ブラックライト灯下に曝したのち、再
度被験物のＡＢＳスペクトルを任意１０ヶ所で測定し、
その最大ＡＢＳの平均値を分解後ＡＢＳ（Ａ2）とし
た。
【００４４】光触媒活性による色素の分解に伴うＡＢＳ
の変化量ΔＡ（＝Ａ1−Ａ2）の光照射時間に対する変化
を図４に示すようにプロットし、そのＡＢＳの初期変化
速度を求めた。０．１μｍの二酸化チタン薄膜（低光触
媒活性）の初期変化速度を度数１とした場合の、０．４
μｍの二酸化チタン薄膜（高光触媒活性）の度数を初期
変化速度から求め、この度数を光触媒活性とした。この
結果、０．４μｍの二酸化チタン薄膜（高光触媒活性）
の光触媒活性度数は３．１であった。
の変化量ΔＡ（＝Ａ1−Ａ2）の光照射時間に対する変化
を図４に示すようにプロットし、そのＡＢＳの初期変化
速度を求めた。０．１μｍの二酸化チタン薄膜（低光触
媒活性）の初期変化速度を度数１とした場合の、０．４
μｍの二酸化チタン薄膜（高光触媒活性）の度数を初期
変化速度から求め、この度数を光触媒活性とした。この
結果、０．４μｍの二酸化チタン薄膜（高光触媒活性）
の光触媒活性度数は３．１であった。
【００４５】実施例２ まず、光触媒活性の異なる被験物を以下のようにして作
成した。すなわち、良く洗浄した陶器製タイル（７０ｍ
ｍ×７０ｍｍ、白色）にディップ・コーティング法を用
いてシリカガラス層をコートした。コート剤にはＮＤＨ
−５００Ａ（日本曹達（株）製）を用い、膜厚が０．２
μｍになるようにした。次に該タイルの片面をマスキン
グし、片面のみに同じディップ・コーティング法を用い
て二酸化チタン層をコートしたのち、焼成した。コート
剤にはＮＤＨ−５１０Ｃ（日本曹達（株）製）を用い、
膜厚は、一方が０．１μｍ（低光触媒活性）、もう一方
が０．４μｍ（高光触媒活性）となるようにした。なお
二酸化チタン薄膜を設けた面を表面、マスキングした面
を裏面とする。また二酸化チタン層の焼成条件は、１２
０℃にて３０分間乾燥させたのち、昇温速度１００℃／
ｈｒで５００℃まで昇温し、その温度で１時間焼成し
た。
成した。すなわち、良く洗浄した陶器製タイル（７０ｍ
ｍ×７０ｍｍ、白色）にディップ・コーティング法を用
いてシリカガラス層をコートした。コート剤にはＮＤＨ
−５００Ａ（日本曹達（株）製）を用い、膜厚が０．２
μｍになるようにした。次に該タイルの片面をマスキン
グし、片面のみに同じディップ・コーティング法を用い
て二酸化チタン層をコートしたのち、焼成した。コート
剤にはＮＤＨ−５１０Ｃ（日本曹達（株）製）を用い、
膜厚は、一方が０．１μｍ（低光触媒活性）、もう一方
が０．４μｍ（高光触媒活性）となるようにした。なお
二酸化チタン薄膜を設けた面を表面、マスキングした面
を裏面とする。また二酸化チタン層の焼成条件は、１２
０℃にて３０分間乾燥させたのち、昇温速度１００℃／
ｈｒで５００℃まで昇温し、その温度で１時間焼成し
た。
【００４６】このようにして得られた被験物をブラック
ライト照射下（約４．０ｍＷ／ｃｍ2）に２４時間さら
し、付着有機物を除去すると同時に、二酸化チタン薄膜
表面を親水化させた（前処理）。
ライト照射下（約４．０ｍＷ／ｃｍ2）に２４時間さら
し、付着有機物を除去すると同時に、二酸化チタン薄膜
表面を親水化させた（前処理）。
【００４７】１．０×１０-3ｍｏｌ／リットル濃度のメ
チレンブルー水溶液を調製し、前処理した被験物を完全
に浸漬させ二酸化チタン薄膜上にメチレンブルーを吸着
させた。浸漬時間は１時間とした。被験物をゆっくりと
取り出し、立て掛けた状態でデシケーター中に入れ、暗
所にて３０分間乾燥させた。
チレンブルー水溶液を調製し、前処理した被験物を完全
に浸漬させ二酸化チタン薄膜上にメチレンブルーを吸着
させた。浸漬時間は１時間とした。被験物をゆっくりと
取り出し、立て掛けた状態でデシケーター中に入れ、暗
所にて３０分間乾燥させた。
【００４８】被験物の５８０ｎｍの分光反射率を任意１
０ヶ所で測定し、その分光反射率の平均値を初期分光反
射率（Ｔ1）とした。
０ヶ所で測定し、その分光反射率の平均値を初期分光反
射率（Ｔ1）とした。
【００４９】次に、図３に示すように、被験物の表面に
ブラックライト灯を照射した（１．０ｍＷ／ｃｍ2）。
所定時間ブラックライト灯下に曝したのち、再度被験物
の５８０ｎｍの分光反射率を任意１０ヶ所で測定し、そ
の分光反射率の平均値を分解後分光反射率（Ｔ2）とし
た。
ブラックライト灯を照射した（１．０ｍＷ／ｃｍ2）。
所定時間ブラックライト灯下に曝したのち、再度被験物
の５８０ｎｍの分光反射率を任意１０ヶ所で測定し、そ
の分光反射率の平均値を分解後分光反射率（Ｔ2）とし
た。
【００５０】光触媒活性による色素の分解に伴う分光反
射率の変化量ΔＴ（＝Ｔ2−Ｔ1）の光照射時間に対する
変化を図５に示すようにプロットし、その分光反射率の
初期変化速度を求めた。０．１μｍの二酸化チタン薄膜
（低光触媒活性）の初期変化速度を度数１とした場合
の、０．４μｍの二酸化チタン薄膜（高光触媒活性）の
度数を初期変化速度から求め、この度数を光触媒活性と
した。この結果、０．４μｍの二酸化チタン薄膜（高光
触媒活性）の光触媒活性度数は３．１であった。
射率の変化量ΔＴ（＝Ｔ2−Ｔ1）の光照射時間に対する
変化を図５に示すようにプロットし、その分光反射率の
初期変化速度を求めた。０．１μｍの二酸化チタン薄膜
（低光触媒活性）の初期変化速度を度数１とした場合
の、０．４μｍの二酸化チタン薄膜（高光触媒活性）の
度数を初期変化速度から求め、この度数を光触媒活性と
した。この結果、０．４μｍの二酸化チタン薄膜（高光
触媒活性）の光触媒活性度数は３．１であった。
【００５１】実施例３ まず、光触媒活性の異なる被験物を実施例２と同様にし
て作成した。
て作成した。
【００５２】この被験物をブラックライト照射下（約
４．０ｍＷ／ｃｍ2）に２４時間さらし、付着有機物を
除去すると同時に、二酸化チタン薄膜表面を親水化させ
た（前処理）。
４．０ｍＷ／ｃｍ2）に２４時間さらし、付着有機物を
除去すると同時に、二酸化チタン薄膜表面を親水化させ
た（前処理）。
【００５３】１．０×１０-3ｍｏｌ／リットル濃度のメ
チレンブルー水溶液を調製し、前処理した被験物を完全
に浸漬させ二酸化チタン薄膜上にメチレンブルーを吸着
させた。浸漬時間は１時間とした。被験物をゆっくりと
取り出し、立て掛けた状態でデシケーター中に入れ、暗
所にて３０分間乾燥させた。
チレンブルー水溶液を調製し、前処理した被験物を完全
に浸漬させ二酸化チタン薄膜上にメチレンブルーを吸着
させた。浸漬時間は１時間とした。被験物をゆっくりと
取り出し、立て掛けた状態でデシケーター中に入れ、暗
所にて３０分間乾燥させた。
【００５４】被験物の明度Ｌを任意１０ヶ所で測定し、
その測定値の平均値を初期分光反射率（Ｌ1）とした。
その測定値の平均値を初期分光反射率（Ｌ1）とした。
【００５５】次に、図３に示すように、被験物の表面に
ブラックライト灯を照射した（１．０ｍＷ／ｃｍ2）。
所定時間ブラックライト灯下に曝したのち、再度被験物
の明度Ｌを任意１０ヶ所で測定し、その測定値の平均値
を分解後明度（Ｌ2）とした。
ブラックライト灯を照射した（１．０ｍＷ／ｃｍ2）。
所定時間ブラックライト灯下に曝したのち、再度被験物
の明度Ｌを任意１０ヶ所で測定し、その測定値の平均値
を分解後明度（Ｌ2）とした。
【００５６】光触媒活性による色素の分解に伴う明度Ｌ
の変化量ΔＬ（＝Ｌ2−Ｌ1）の光照射時間に対する変化
を図６に示すようにプロットし、その明度の初期変化速
度を求めた。０．１μｍの二酸化チタン薄膜（低光触媒
活性）の初期変化速度を度数１とした場合の、０．４μ
ｍの二酸化チタン薄膜（高光触媒活性）の度数を初期変
化速度から求め、この度数を光触媒活性とした。この結
果、０．４μｍの二酸化チタン薄膜（高光触媒活性）の
光触媒活性度数は２．９であった。
の変化量ΔＬ（＝Ｌ2−Ｌ1）の光照射時間に対する変化
を図６に示すようにプロットし、その明度の初期変化速
度を求めた。０．１μｍの二酸化チタン薄膜（低光触媒
活性）の初期変化速度を度数１とした場合の、０．４μ
ｍの二酸化チタン薄膜（高光触媒活性）の度数を初期変
化速度から求め、この度数を光触媒活性とした。この結
果、０．４μｍの二酸化チタン薄膜（高光触媒活性）の
光触媒活性度数は２．９であった。
【００５７】実施例４ まず、背色は異なるが同じ光触媒活性の被験物を以下の
ようにして作成した。すなわち、良く洗浄した陶器製タ
イル（７０ｍｍ×７０ｍｍ）にディップ・コーティング
法を用いてシリカガラス層をコートした。コート剤には
ＮＤＨ−５００Ａ（日本曹達（株）製）を用い、膜厚が
０．２μｍになるようにした。次に該タイルの片面をマ
スキングし、片面のみに同じディップ・コーティング法
を用いて二酸化チタン層をコートしたのち、焼成した。
コート剤にはＮＤＨ−５１０Ｃ（日本曹達（株）製）を
用い、膜厚は０．４μｍ（高光触媒活性）となるように
した。なお二酸化チタン薄膜を塗布した面を表面、マス
キングした面を裏面とする。また二酸化チタン層の焼成
条件は、１２０℃にて３０分間乾燥させたのち、昇温速
度１００℃／ｈｒで５００℃まで昇温し、その温度で１
時間焼成した。
ようにして作成した。すなわち、良く洗浄した陶器製タ
イル（７０ｍｍ×７０ｍｍ）にディップ・コーティング
法を用いてシリカガラス層をコートした。コート剤には
ＮＤＨ−５００Ａ（日本曹達（株）製）を用い、膜厚が
０．２μｍになるようにした。次に該タイルの片面をマ
スキングし、片面のみに同じディップ・コーティング法
を用いて二酸化チタン層をコートしたのち、焼成した。
コート剤にはＮＤＨ−５１０Ｃ（日本曹達（株）製）を
用い、膜厚は０．４μｍ（高光触媒活性）となるように
した。なお二酸化チタン薄膜を塗布した面を表面、マス
キングした面を裏面とする。また二酸化チタン層の焼成
条件は、１２０℃にて３０分間乾燥させたのち、昇温速
度１００℃／ｈｒで５００℃まで昇温し、その温度で１
時間焼成した。
【００５８】このようにして得られた被験物をブラック
ライト灯照射下（約４．０ｍＷ／ｃｍ2）に２４時間さ
らし、付着有機物を除去すると同時に、二酸化チタン薄
膜表面を親水化させた（前処理）。
ライト灯照射下（約４．０ｍＷ／ｃｍ2）に２４時間さ
らし、付着有機物を除去すると同時に、二酸化チタン薄
膜表面を親水化させた（前処理）。
【００５９】１．０×１０-3ｍｏｌ／リットル濃度のメ
チレンブルー水溶液を調製し、前処理した被験物を完全
に浸漬させ二酸化チタン薄膜上にメチレンブルーを吸着
させた。浸漬時間は１時間とした。被験物をゆっくりと
取り出し、立て掛けた状態でデシケーター中に入れ、暗
所にて３０分間乾燥させた。
チレンブルー水溶液を調製し、前処理した被験物を完全
に浸漬させ二酸化チタン薄膜上にメチレンブルーを吸着
させた。浸漬時間は１時間とした。被験物をゆっくりと
取り出し、立て掛けた状態でデシケーター中に入れ、暗
所にて３０分間乾燥させた。
【００６０】被験物の５８０ｎｍの分光反射率を任意１
０ヶ所で測定し、その分光反射率の平均値を初期分光反
射率（Ｔ1）とした。
０ヶ所で測定し、その分光反射率の平均値を初期分光反
射率（Ｔ1）とした。
【００６１】次に、図３に示すように、被験物の表面に
ブラックライト灯を照射した（１．０ｍＷ／ｃｍ2）。
５分間ブラックライト灯下に曝したのち、再度被験物の
５８０ｎｍの分光反射率を任意１０ヶ所で測定し、その
分光反射率の平均値を分解後分光反射率（Ｔ2）とし
た。
ブラックライト灯を照射した（１．０ｍＷ／ｃｍ2）。
５分間ブラックライト灯下に曝したのち、再度被験物の
５８０ｎｍの分光反射率を任意１０ヶ所で測定し、その
分光反射率の平均値を分解後分光反射率（Ｔ2）とし
た。
【００６２】光触媒活性による色素の分解に伴う分光反
射率の変化量ΔＴ（＝Ｔ2−Ｔ1）と背色自体の５８０ｎ
ｍの分光反射率Ｔ0を求めた。次に式 補正ΔＴ＝ΔＴ／Ｔ0 に従ってΔＴをＴ0で補正した。また補正ΔＴを用いて
基準（０．１μｍの二酸化チタン薄膜のブラックライト
照射５分後の補正ΔＴ）からその光触媒活性度数を算出
した。その結果、いずれも活性度数がほぼ３．１となっ
た。結果を表１に示す。
射率の変化量ΔＴ（＝Ｔ2−Ｔ1）と背色自体の５８０ｎ
ｍの分光反射率Ｔ0を求めた。次に式 補正ΔＴ＝ΔＴ／Ｔ0 に従ってΔＴをＴ0で補正した。また補正ΔＴを用いて
基準（０．１μｍの二酸化チタン薄膜のブラックライト
照射５分後の補正ΔＴ）からその光触媒活性度数を算出
した。その結果、いずれも活性度数がほぼ３．１となっ
た。結果を表１に示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】比較例１ まず、光触媒活性の異なる被験物を実施例１と同様にし
て作成した。
て作成した。
【００６５】この被験物をブラックライト照射下（約
４．０ｍＷ／ｃｍ2）に２４時間さらし、付着有機物を
除去すると同時に、二酸化チタン薄膜表面を親水化させ
た（前処理）。
４．０ｍＷ／ｃｍ2）に２４時間さらし、付着有機物を
除去すると同時に、二酸化チタン薄膜表面を親水化させ
た（前処理）。
【００６６】次に、二酸化チタン薄膜表面に市販サラダ
油を約０．１ｍｇ／ｃｍ2塗布し、被験物の重量を測定
した（Ｗ1）。次いで、図２に示すように被験物の裏面
からブラックライト灯を照射した（３．０ｍＷ／ｃ
ｍ2）。所定時間ブラックライト照射下に曝したのち、
再度被験物の重量を測定した（Ｗ2）。
油を約０．１ｍｇ／ｃｍ2塗布し、被験物の重量を測定
した（Ｗ1）。次いで、図２に示すように被験物の裏面
からブラックライト灯を照射した（３．０ｍＷ／ｃ
ｍ2）。所定時間ブラックライト照射下に曝したのち、
再度被験物の重量を測定した（Ｗ2）。
【００６７】光触媒活性によるサラダ油の分解に伴う被
験物の重量の変化量ΔＷ（＝Ｗ1−Ｗ2）の光照射時間に
対する変化を図７に示すようにプロットし、その重量の
初期変化速度を求めた。この結果、０．１μｍの二酸化
チタン薄膜（低光触媒活性）の光触媒活性によるサラダ
油の分解速度し、０．４μｍの二酸化チタン薄膜（高光
触媒活性）の光触媒活性によるサラダ油の分解速度に、
明確な差が認められた。
験物の重量の変化量ΔＷ（＝Ｗ1−Ｗ2）の光照射時間に
対する変化を図７に示すようにプロットし、その重量の
初期変化速度を求めた。この結果、０．１μｍの二酸化
チタン薄膜（低光触媒活性）の光触媒活性によるサラダ
油の分解速度し、０．４μｍの二酸化チタン薄膜（高光
触媒活性）の光触媒活性によるサラダ油の分解速度に、
明確な差が認められた。
【００６８】しかしながら、測定による誤差も大きく、
正確な重量減少曲線が得られにくいため、両被験物の光
触媒活性を見積ることは困難であった。
正確な重量減少曲線が得られにくいため、両被験物の光
触媒活性を見積ることは困難であった。
【００６９】実施例５ 電灯設備に設置されているガラス製光触媒電灯カバー
（被験物）を数個取り出し、洗浄した後、ブラックライ
ト照射下（約４．０ｍＷ／ｃｍ2）２４時間さらし、付
着有機物を除去すると同時に、酸化チタン表面を親水化
させた（前処理）。
（被験物）を数個取り出し、洗浄した後、ブラックライ
ト照射下（約４．０ｍＷ／ｃｍ2）２４時間さらし、付
着有機物を除去すると同時に、酸化チタン表面を親水化
させた（前処理）。
【００７０】１．０×１０-3ｍｏｌ／リットル濃度のメ
チレンブルー水溶液を作成し、前処理した被験物を完全
に浸漬させ光触媒活性面（測定面）上にメチレンブルー
を吸着させた。浸漬時間は１時間とした。
チレンブルー水溶液を作成し、前処理した被験物を完全
に浸漬させ光触媒活性面（測定面）上にメチレンブルー
を吸着させた。浸漬時間は１時間とした。
【００７１】被験物をゆっくりと取り出し、立て掛けた
状態でデシケーター中に入れ、暗所にて３０分間乾燥さ
せた。なお、裏面に付着した色素を湿らせた布などで拭
き取った。
状態でデシケーター中に入れ、暗所にて３０分間乾燥さ
せた。なお、裏面に付着した色素を湿らせた布などで拭
き取った。
【００７２】被験物の裏面に、白色紙を隙間なく当て、
被験物の５８０ｎｍの分光反射率を任意１０カ所で測定
し、その分光透過率の平均値を初期分光反射率（Ｔ1)と
した。
被験物の５８０ｎｍの分光反射率を任意１０カ所で測定
し、その分光透過率の平均値を初期分光反射率（Ｔ1)と
した。
【００７３】次に、被験物を元の場所に再度設置し、１
０分間電灯を点灯させた。この時の被験物への光照射光
量は０．３ｍＷ／ｃｍ2であった。
０分間電灯を点灯させた。この時の被験物への光照射光
量は０．３ｍＷ／ｃｍ2であった。
【００７４】１０分間電灯を点灯させた後、再度被験物
の５８０ｎｍの分光反射率を任意１０カ所で測定し、そ
の分光反射率の平均値を分解後分光反射率（Ｔ2)とし
た。
の５８０ｎｍの分光反射率を任意１０カ所で測定し、そ
の分光反射率の平均値を分解後分光反射率（Ｔ2)とし
た。
【００７５】光触媒活性による色素の分解に伴う分光反
射率の変化量ΔＴ（＝Ｔ2−Ｔ1）を求め、０．１化チタ
ン薄膜（低光触媒活性）の分光反射率の変化量を度数１
としたときの、各被験物の度数を分光反射率の変化量Δ
Ｔから求めた。この度数を光触媒防汚活性度数とした。
この結果得られた各々の被験物の内、いくつかは光触媒
活性度数は１．９〜２．４であった。また被験物の一つ
は光触媒活性がほとんど失われていることがわかった。
結果を表２に示す。
射率の変化量ΔＴ（＝Ｔ2−Ｔ1）を求め、０．１化チタ
ン薄膜（低光触媒活性）の分光反射率の変化量を度数１
としたときの、各被験物の度数を分光反射率の変化量Δ
Ｔから求めた。この度数を光触媒防汚活性度数とした。
この結果得られた各々の被験物の内、いくつかは光触媒
活性度数は１．９〜２．４であった。また被験物の一つ
は光触媒活性がほとんど失われていることがわかった。
結果を表２に示す。
【００７６】
【表２】
【００７７】
【発明の効果】本発明によれば、脱臭、防汚、抗菌、殺
菌などの作用を有する光触媒活性材料の光触媒活性を、
正確にかつ感度および再現性よく、しかも短時間で測定
することができる。
菌などの作用を有する光触媒活性材料の光触媒活性を、
正確にかつ感度および再現性よく、しかも短時間で測定
することができる。
【図１】メチレンブルーの吸収スペクトル図である。
【図２】光触媒活性面にブラックライト灯で光を照射す
る一例を示す説明図である。
る一例を示す説明図である。
【図３】光触媒活性面にブラックライト灯で光を照射す
る別の例を示す説明図である。
る別の例を示す説明図である。
【図４】実施例１における光照射時間と色素の吸光度変
化量との関係を示すグラフである。
化量との関係を示すグラフである。
【図５】実施例２における光照射時間と色素の反射率変
化量との関係を示すグラフである。
化量との関係を示すグラフである。
【図６】実施例３における光照射時間と色素の明度変化
量との関係を示すグラフである。
量との関係を示すグラフである。
【図７】比較例１における光照射時間とサラダ油の重量
減少量との関係を示すグラフである。
減少量との関係を示すグラフである。
１ ブラックライト灯 ２ 光触媒活性物質層 ３ シリカガラス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高見 和之 岐阜県岐阜市藪田西２丁目１番１号 宇部 日東化成株式会社内 (72)発明者 橋本 和仁 神奈川県横浜市栄区飯島町2073番地２ ニ ューシティ本郷台 Ｄ棟 213号 (72)発明者 藤嶋 昭 神奈川県川崎市中原区中丸子710−５
Claims (9)
- 【請求項１】 表面に光触媒活性物質層を有する光触媒
活性材料の光触媒活性を測定するに当たり、該材料の光
触媒活性面に有機色素を付着または吸着させたのち、こ
の有機色素の光触媒作用に基づく分解速度を測定し、光
触媒活性を求めることを特徴とする光触媒活性の測定方
法。 - 【請求項２】 有機色素の分解速度を分光光学的手法に
よって測定する請求項１に記載の光触媒活性の測定方
法。 - 【請求項３】 有機色素が、（１）少なくとも３０分以
内に、波長３００ｎｍ〜３８０ｎｍ、光量１ｍＷ／ｃｍ
2のＵＶ光の照射によって分解しないこと、（２）色素
と光触媒活性面とが、少なくとも３０分以内にブラック
ライト灯による照射なしに反応を起こすことがないこ
と、および（３）光触媒活性物質が光触媒作用を発現す
るのに必要な波長域での光の吸収が少ないこと、の３条
件を満たすものである請求項１または２に記載の光触媒
活性の測定方法。 - 【請求項４】 光触媒活性物質層が、光触媒活性物質か
らなる薄膜、微粒子状光触媒活性物質からなる層または
光触媒活性物質を含む塗工層である請求項１、２または
３に記載の光触媒活性の測定方法。 - 【請求項５】 光触媒活性物質が二酸化チタンである請
求項１〜４のいずれかに記載の光触媒活性の測定方法。 - 【請求項６】 有機色素を付着または吸着させる前に、
光触媒活性面に光を照射して前処理を施す請求項１〜５
のいずれかに記載の光触媒活性の測定方法。 - 【請求項７】 光触媒活性が光触媒防汚活性である請求
項１〜６のいずれかに記載の光触媒活性の測定方法。 - 【請求項８】 実際に既に施工されている光触媒活性素
材について、その施工場所にて、被験物に色素を付着あ
るいは吸着せしめ、実際の使用環境下あるいは光量環境
下での光触媒防汚活性を評価することを特徴とする光触
媒防汚活性の評価方法。 - 【請求項９】 光触媒活性材料の光触媒活性面に光を照
射して前処理を施すための手段、この前処理が施された
光触媒活性面に有機色素を付着または吸着させるための
手段、光触媒活性面に光を照射して、光触媒作用により
有機色素を分解させるための手段および有機色素の分解
速度を分光光学的に測定するための手段を含むことを特
徴とする光触媒活性材料の光触媒活性測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24370397A JP3247857B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 光触媒活性の測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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1997
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