JPWO2005115614A1 - 光触媒を用いた分解浄化物、その製造方法、及びそれを用いた分解浄化方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、光触媒である酸化チタンを用いた分解浄化物、その製造方法及びそれを用いた分解浄化力法であり、特に、河川や湖沼等の水質浄化に有効に利用することができる。分解浄化物は、焼成による第１のフリット（２）の融解を介して基材（１）に強固に付着されたルチール型酸化チタンの層（３）と、焼成による第２のフリット（４）の融解を介してこのルチール型酸化チタンの層（３）の上に強固に付着されたアナターゼ型酸化チタンの層（５）とを有している。酸化チタンの層（５）は、このルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成による第２のフリット（４）の融解を介して、強固に付着されている。そのため、水の中に置かれても光触媒である酸化チタンが剥離することはない。
Description
本発明は、光触媒である酸化チタンを用いた分解浄化物、その製造方法及びそれを用いた分解浄化方法に関し、例えば河川や湖沼の水質浄化等に有効に利用することができる。
光触媒としての酸化チタンの酸化分解作用を利用して水中や空気中の有害物質の浄化を行う場合、基材に展着された酸化チタンが剥離しないように、酸化チタンを基材に強固に付着させることが望まれる。特に、酸化チタンが付着された基材を河川等の水質浄化を目的として使用する場合には、基材に付着された酸化チタンが水に触れることとなるので、酸化チタンの剥離が生じやすくなり、酸化チタンが河川に流れ出すおそれがある。このような酸化チタンの流出が生じると、酸化チタンが付着された基材の酸化分解作用が低下するばかりでなく、流出した酸化チタンによって河川の微細な浮遊物質の量が上昇することとなる。
本発明に関連する従来技術として、特開２００３−７１４４０号公報「河川や湖沼などの水質浄化方法及び装置」がある。これは、光触媒である二酸化チタンによって上面が被覆された筏板を、当該筏板の上面が水面より僅かに水没するように配置し、太陽光と光触媒の作用で発生する酸化分解力によって筏板の上面を通過する水を浄化するようにしたものである。これによれば、二酸化チタンは、接着剤を用いて筏板の上面に塗布されるか、又は、二酸化チタンのゾルを筏板の上面に塗布して焼成される。しかしながら、接着剤によって二酸化チタンを付着する方法では、接着剤の経年劣化や水の中での使用であることなどを考慮すると、二酸化チタンが比較的短期間で剥離するおそれがある。また、二酸化チタンのゾルを焼成することによって付着する方法では、ゾルの硬化によって二酸化チタンを付着させているだけであるので、硬化したゾルの経年劣化や水の中での使用であることなどを考慮すると、同様に二酸化チタンの剥離が生じるおそれがある。
従って、本発明の目的は、光触媒として機能する酸化チタンがより強固に基材に付着された光触媒を用いた分解浄化物、その製造方法、及びそれを用いた分解浄化方法を提供することにある。
本発明に関連する従来技術として、特開２００３−７１４４０号公報「河川や湖沼などの水質浄化方法及び装置」がある。これは、光触媒である二酸化チタンによって上面が被覆された筏板を、当該筏板の上面が水面より僅かに水没するように配置し、太陽光と光触媒の作用で発生する酸化分解力によって筏板の上面を通過する水を浄化するようにしたものである。これによれば、二酸化チタンは、接着剤を用いて筏板の上面に塗布されるか、又は、二酸化チタンのゾルを筏板の上面に塗布して焼成される。しかしながら、接着剤によって二酸化チタンを付着する方法では、接着剤の経年劣化や水の中での使用であることなどを考慮すると、二酸化チタンが比較的短期間で剥離するおそれがある。また、二酸化チタンのゾルを焼成することによって付着する方法では、ゾルの硬化によって二酸化チタンを付着させているだけであるので、硬化したゾルの経年劣化や水の中での使用であることなどを考慮すると、同様に二酸化チタンの剥離が生じるおそれがある。
従って、本発明の目的は、光触媒として機能する酸化チタンがより強固に基材に付着された光触媒を用いた分解浄化物、その製造方法、及びそれを用いた分解浄化方法を提供することにある。
請求の範囲第１項の分解浄化物は、基材と、焼成による第１のフリットの融解を介して、前記基材の全面に付着されたルチール型酸化チタンの層と、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンの層であって、この酸化チタンの層がルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成による第２のフリットの融解を介して、前記ルチール型酸化チタンの層の全面に付着されたアナターゼ型又はブルッカイト型の前記酸化チタンの層とを有している。
このような構成によれば、ルチール型酸化チタンの層が焼成による第１のフリット（ガラス粉）の融解を介して基材に強固に付着され、その上に、焼成による第２のフリット（ガラス粉）の融解を介してアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンの層がルチール型酸化チタンの層に食い込むように強固に付着される。そのため、例え水の中に置かれてもアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが剥離するようなことはなく、また、酸化されやすい物を基材として用いた場合でも、ルチール型酸化チタンの層があるので、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンによって基材が酸化されることもない。
請求の範囲第２項の分解浄化物は、基材と、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンの層であって、この酸化チタンの層がルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成によるフリットの融解を介して、前記基材の全面に付着されたアナターゼ型又はブルッカイト型の前記酸化チタンの層とを有している。
このような構成によれば、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンの層が焼成によるフリット（ガラス粉）の融解を介して基材に強固に付着され、例え水の中で使用されてもアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが剥離するようなことはない。また、酸化されやすい物を基材として用いた場合でも、フリットが存在するので、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンによる基材の酸化を防止することができる。
請求の範囲第３項の分解浄化物は、基材と、焼成による第１のフリットの融解を介して、前記基材の全面に付着されたルチール型酸化チタンの層と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層であって、この酸化チタンの層がルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成による第２のフリットの融解を介して、前記ルチール型酸化チタンの層の全面に付着された、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンの層とを有している。
このような構成によれば、ルチール型酸化チタンの層が焼成による第１のフリットの融解を介して基材に強固に付着され、その上に、焼成による第２のフリットの融解を介して、アナターゼ型酸化チタン及びブルッカイト型酸化チタンが混合された酸化チタンの層がルチール型酸化チタンの層に食い込むように強固に付着される。そのため、例え水の中に置かれてもアナターゼ型酸化チタン及びブルッカイト型酸化チタンが混合された酸化チタンが剥離するようなことはなく、また、酸化されやすい物を基材として用いた場合でも、ルチール型酸化チタンの層があるので、アナターゼ型酸化チタン及びブルッカイト型酸化チタンが混合された酸化チタンによって基材が酸化されることもない。
請求の範囲第４項の分解浄化物は、基材と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層であって、この酸化チタンの層がルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成によるフリットの融解を介して、前記基材の全面に付着された、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンの層とを有している。
このような構成によれば、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層が焼成によるフリットの融解を介して基材に強固に付着される。そのため、例え水の中で使用されても、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンが剥離するようなことはない。また、酸化されやすい物を基材として用いた場合でも、フリットが存在するので、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンによる基材の酸化を防止することができる。
請求の範囲第５項の分解浄化物の製造方法は、粘性をもった液状の展着剤を用いて、第１のフリットとルチール型酸化チタンとを基材の全面に展着する処理と、前記第１のフリット及び前記ルチール型酸化チタンが展着された前記基材を、前記第１のフリットの融解温度以上で焼成する処理と、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリットとアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンとを、前記展着剤を用いて、焼成後の前記基材のルチール型酸化チタンの全面に展着する処理と、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記第２のフリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、基材に第１のフリット（ガラス粉）とルチール型酸化チタンとを展着した段階で一回目の焼成が行われる。この際、例えば８００℃〜１０００℃程度の高温で焼成することができ、このような焼成によって、ルチール型酸化チタンが第１のフリットの融解を介して極めて強固に基材に付着される。この焼成後、第２のフリット（ガラス粉）とアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンとを展着剤を用いて付着させると、高温焼成によって非常に乾燥された状態にあるルチール型酸化チタンにこれらが積極的に吸収され、ルチール型酸化チタンに食い込むように展着される。この状態で二回目の焼成が行われることにより、第２のフリットの融解を介してアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンがルチール型酸化チタンの表面に極めて強固に付着される。
請求の範囲第６項の分解浄化物の製造方法は、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットとルチール型酸化チタンとを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、前記フリットとアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンとを、前記展着剤を用いて、前記基材のルチール型酸化チタンの全面に展着する処理と、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ルチール型酸化チタンをフリット（ガラス粉）の融解を介して基材に強固に付着させることができると共に、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンをフリットを介してルチール型酸化チタンの上に強固に付着させることができる。
請求の範囲第７項の分解浄化物の製造方法は、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、前記フリットが展着された前記基材を、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理と、焼成後の前記基材の前記フリットの全面に、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンを前記展着剤を用いて展着する処理と、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンをフリットの融解を介して基材に強固に付着させることができる。
請求の範囲第８項の分解浄化物の製造方法は、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットとアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンとを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンをフリットの融解を介して基材に強固に付着させることができる。
請求の範囲第９項の分解浄化物の製造方法は、粘性をもった液状の展着剤を用いて、第１のフリットとルチール型酸化チタンとを基材の全面に展着する処理と、前記第１のフリット及び前記ルチール型酸化チタンが展着された前記基材を、前記第１のフリットの融解温度以上で焼成する処理と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリットとブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンとを、前記展着剤を用いて、焼成後の前記基材のルチール型酸化チタンの全面に展着する処理と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンが付着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記第２のフリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、基材に第１のフリットとルチール型酸化チタンとを展着した段階で一回目の焼成が行われる。この際、例えば８００℃〜１０００℃程度の高温で焼成することができ、このような焼成によって、ルチール型酸化チタンが第１のフリットの融解を介して極めて強固に基材に付着される。この焼成後、第２のフリットとブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンとを展着剤を用いて付着させると、高温焼成によって非常に乾燥された状態にあるルチール型酸化チタンにこれらが積極的に吸収され、ルチール型酸化チタンに食い込むように展着される。この状態で二回目の焼成が行われることにより、第２のフリットの融解を介してブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンがルチール型酸化チタンの表面に極めて強固に付着される。
請求の範囲第１０項の分解浄化物の製造方法は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットとルチール型酸化チタンとを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、前記フリットとブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンとを、前記展着剤を用いて、前記基材のルチール型酸化チタンの全面に展着する処理と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ルチール型酸化チタンをフリットの融解を介して基材に強固に付着させることができると共に、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンをフリットを介してルチール型酸化チタンの上に強固に付着させることができる。
請求の範囲第１１項の分解浄化物の製造方法は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、前記フリットが展着された前記基材を、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理と、焼成後の前記基材の前記フリットの全面に、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンを前記展着剤を用いて展着する処理と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンをフリットの融解を介して基材に強固に付着させることができる。
請求の範囲第１２項の分解浄化物の製造方法は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットとブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンとを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンをフリットの融解を介して基材に強固に付着させることができる。
請求の範囲第１３項の分解浄化物の製造方法では、請求の範囲第５項又は第６項又は第７項又は第８項又は第９項又は第１０項又は第１１項又は第１２項の前記基材として、火成岩が用いられる。基材として火成岩を用いれば、フリットや酸化チタンの基材内部への食い込みが激しくなり、焼成によるチタン層の付着が著しく強固になる。
請求の範囲第１４項の分解浄化物の製造方法では、請求の範囲第５項又は第６項又は第７項又は第８項又は第９項又は第１０項又は第１１項又は第１２項の前記アナターゼ型酸化チタンとして、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物が用いられる。これによれば、アナターゼ型の酸化チタン、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度を高くすることができる。
請求の範囲第１５項の分解浄化物の製造方法では、請求の範囲第５項又は第６項又は第７項又は第８項又は第９項又は第１０項又は第１１項又は第１２項の前記展着剤として、メチルセルロース、ケミカルメチルセルロース又はラテックスの溶液が用いられる。メチルセルロース、ケミカルメチルセルロース又はラテックスの溶液は粘性をもった液体であるので、これに混入された粉状のフリットはその沈降速度が極めて遅くなり、フリットが溶液の下部に溜まることなく分散される。そのため、フリットをムラなく確実に塗布することができる。
請求の範囲第１６項の分解浄化物を用いた分解浄化方法は、請求の範囲第１項又は第２項又は第３項又は第４項に記載の光触媒を用いた分解浄化物を、その光触媒作用を活性化させる自然光又は／及び人工光を受けることができるように水の中に配置し、前記分解浄化物の光触媒作用の活性化によって水を浄化する。
このような分解浄化方法によれば、分解浄化物が光触媒作用を活性化させる自然光又は／及び人工光を受けることによって光触媒作用を活性化し、水の中の大腸菌、レジオネラ菌、鯉ヘルペス等を含む有機体が酸化分解され、水質の浄化を行うことができる。
請求の範囲第１７項の分解浄化物を用いた分解浄化方法では、耐火性の平面部材の一面に、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンの層、又は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層が焼成によって形成され、この平面部材の前記酸化チタンの層が形成された面に、請求の範囲第１６項の前記分解浄化物が配置される。耐熱性の平面部材としては、例えばムライト等が用いられる。これによれば、酸化チタンの層が形成された平面部材の面が水を通して光触媒作用を活性化させる自然光又は／及び人工光を受け、上方の分解浄化物で酸化分解できない大腸菌等の有機体を酸化分解することができる。
請求の範囲第１８項の分解浄化物の製造方法は、鉱物繊維からなる基材に、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタン、又は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンを付着させる処理と、前記酸化チタンが付着された前記基材を、前記酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で焼成する処理とを含んでいる。
鉱物繊維としては、例えば、シリカアルミナ繊維が用いられる。このような製造方法によって得られた分解浄化物は、任意の形状及び大きさに容易に形成することができるので、有機体を酸化分解する例えばフィルタ材料等として有効に利用することができる。
請求の範囲第１９項の分解浄化物の製造方法は、プラスチック又は木等の基材に、メチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又はラテックスの溶液を用いて、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物からなるアナターゼ型酸化チタン酸化チタンを塗布する処理と、前記アナターゼ型酸化チタンが塗布された前記基材を乾燥し、前記アナターゼ型酸化チタンを前記基材に付着させる処理とを含んでいる。
このような分解浄化物の製造方法によれば、アナターゼ型酸化チタンが粘性をもったメチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又は粘性をもったラテックスの溶液に混入分散されるので、アナターゼ型酸化チタンの粒子が溶液の下部に溜まることなく分散される。そのため、アナターゼ型酸化チタンをムラなく確実に基材に塗布することができる。また、メチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又はラテックスの溶液は、アルコール系無機バインダ等と比較して接着力が高いので、アナターゼ型酸化チタンより強固に基材に付着させることができる。アナターゼ型酸化チタンとして、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化酸化物が用いられるので、基材として酸化されやすいプラスチック又は木等が用いられる場合でも、酸化防止用のアンダーコーティングを施すことなしに、基材の酸化防止を図ることができる。
このような構成によれば、ルチール型酸化チタンの層が焼成による第１のフリット（ガラス粉）の融解を介して基材に強固に付着され、その上に、焼成による第２のフリット（ガラス粉）の融解を介してアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンの層がルチール型酸化チタンの層に食い込むように強固に付着される。そのため、例え水の中に置かれてもアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが剥離するようなことはなく、また、酸化されやすい物を基材として用いた場合でも、ルチール型酸化チタンの層があるので、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンによって基材が酸化されることもない。
請求の範囲第２項の分解浄化物は、基材と、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンの層であって、この酸化チタンの層がルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成によるフリットの融解を介して、前記基材の全面に付着されたアナターゼ型又はブルッカイト型の前記酸化チタンの層とを有している。
このような構成によれば、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンの層が焼成によるフリット（ガラス粉）の融解を介して基材に強固に付着され、例え水の中で使用されてもアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが剥離するようなことはない。また、酸化されやすい物を基材として用いた場合でも、フリットが存在するので、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンによる基材の酸化を防止することができる。
請求の範囲第３項の分解浄化物は、基材と、焼成による第１のフリットの融解を介して、前記基材の全面に付着されたルチール型酸化チタンの層と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層であって、この酸化チタンの層がルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成による第２のフリットの融解を介して、前記ルチール型酸化チタンの層の全面に付着された、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンの層とを有している。
このような構成によれば、ルチール型酸化チタンの層が焼成による第１のフリットの融解を介して基材に強固に付着され、その上に、焼成による第２のフリットの融解を介して、アナターゼ型酸化チタン及びブルッカイト型酸化チタンが混合された酸化チタンの層がルチール型酸化チタンの層に食い込むように強固に付着される。そのため、例え水の中に置かれてもアナターゼ型酸化チタン及びブルッカイト型酸化チタンが混合された酸化チタンが剥離するようなことはなく、また、酸化されやすい物を基材として用いた場合でも、ルチール型酸化チタンの層があるので、アナターゼ型酸化チタン及びブルッカイト型酸化チタンが混合された酸化チタンによって基材が酸化されることもない。
請求の範囲第４項の分解浄化物は、基材と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層であって、この酸化チタンの層がルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成によるフリットの融解を介して、前記基材の全面に付着された、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンの層とを有している。
このような構成によれば、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層が焼成によるフリットの融解を介して基材に強固に付着される。そのため、例え水の中で使用されても、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンが剥離するようなことはない。また、酸化されやすい物を基材として用いた場合でも、フリットが存在するので、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンによる基材の酸化を防止することができる。
請求の範囲第５項の分解浄化物の製造方法は、粘性をもった液状の展着剤を用いて、第１のフリットとルチール型酸化チタンとを基材の全面に展着する処理と、前記第１のフリット及び前記ルチール型酸化チタンが展着された前記基材を、前記第１のフリットの融解温度以上で焼成する処理と、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリットとアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンとを、前記展着剤を用いて、焼成後の前記基材のルチール型酸化チタンの全面に展着する処理と、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記第２のフリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、基材に第１のフリット（ガラス粉）とルチール型酸化チタンとを展着した段階で一回目の焼成が行われる。この際、例えば８００℃〜１０００℃程度の高温で焼成することができ、このような焼成によって、ルチール型酸化チタンが第１のフリットの融解を介して極めて強固に基材に付着される。この焼成後、第２のフリット（ガラス粉）とアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンとを展着剤を用いて付着させると、高温焼成によって非常に乾燥された状態にあるルチール型酸化チタンにこれらが積極的に吸収され、ルチール型酸化チタンに食い込むように展着される。この状態で二回目の焼成が行われることにより、第２のフリットの融解を介してアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンがルチール型酸化チタンの表面に極めて強固に付着される。
請求の範囲第６項の分解浄化物の製造方法は、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットとルチール型酸化チタンとを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、前記フリットとアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンとを、前記展着剤を用いて、前記基材のルチール型酸化チタンの全面に展着する処理と、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ルチール型酸化チタンをフリット（ガラス粉）の融解を介して基材に強固に付着させることができると共に、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンをフリットを介してルチール型酸化チタンの上に強固に付着させることができる。
請求の範囲第７項の分解浄化物の製造方法は、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、前記フリットが展着された前記基材を、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理と、焼成後の前記基材の前記フリットの全面に、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンを前記展着剤を用いて展着する処理と、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンをフリットの融解を介して基材に強固に付着させることができる。
請求の範囲第８項の分解浄化物の製造方法は、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットとアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンとを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンをフリットの融解を介して基材に強固に付着させることができる。
請求の範囲第９項の分解浄化物の製造方法は、粘性をもった液状の展着剤を用いて、第１のフリットとルチール型酸化チタンとを基材の全面に展着する処理と、前記第１のフリット及び前記ルチール型酸化チタンが展着された前記基材を、前記第１のフリットの融解温度以上で焼成する処理と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリットとブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンとを、前記展着剤を用いて、焼成後の前記基材のルチール型酸化チタンの全面に展着する処理と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンが付着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記第２のフリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、基材に第１のフリットとルチール型酸化チタンとを展着した段階で一回目の焼成が行われる。この際、例えば８００℃〜１０００℃程度の高温で焼成することができ、このような焼成によって、ルチール型酸化チタンが第１のフリットの融解を介して極めて強固に基材に付着される。この焼成後、第２のフリットとブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンとを展着剤を用いて付着させると、高温焼成によって非常に乾燥された状態にあるルチール型酸化チタンにこれらが積極的に吸収され、ルチール型酸化チタンに食い込むように展着される。この状態で二回目の焼成が行われることにより、第２のフリットの融解を介してブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンがルチール型酸化チタンの表面に極めて強固に付着される。
請求の範囲第１０項の分解浄化物の製造方法は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットとルチール型酸化チタンとを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、前記フリットとブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンとを、前記展着剤を用いて、前記基材のルチール型酸化チタンの全面に展着する処理と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ルチール型酸化チタンをフリットの融解を介して基材に強固に付着させることができると共に、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンをフリットを介してルチール型酸化チタンの上に強固に付着させることができる。
請求の範囲第１１項の分解浄化物の製造方法は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、前記フリットが展着された前記基材を、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理と、焼成後の前記基材の前記フリットの全面に、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンを前記展着剤を用いて展着する処理と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンをフリットの融解を介して基材に強固に付着させることができる。
請求の範囲第１２項の分解浄化物の製造方法は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットとブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンとを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含んでいる。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンをフリットの融解を介して基材に強固に付着させることができる。
請求の範囲第１３項の分解浄化物の製造方法では、請求の範囲第５項又は第６項又は第７項又は第８項又は第９項又は第１０項又は第１１項又は第１２項の前記基材として、火成岩が用いられる。基材として火成岩を用いれば、フリットや酸化チタンの基材内部への食い込みが激しくなり、焼成によるチタン層の付着が著しく強固になる。
請求の範囲第１４項の分解浄化物の製造方法では、請求の範囲第５項又は第６項又は第７項又は第８項又は第９項又は第１０項又は第１１項又は第１２項の前記アナターゼ型酸化チタンとして、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物が用いられる。これによれば、アナターゼ型の酸化チタン、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度を高くすることができる。
請求の範囲第１５項の分解浄化物の製造方法では、請求の範囲第５項又は第６項又は第７項又は第８項又は第９項又は第１０項又は第１１項又は第１２項の前記展着剤として、メチルセルロース、ケミカルメチルセルロース又はラテックスの溶液が用いられる。メチルセルロース、ケミカルメチルセルロース又はラテックスの溶液は粘性をもった液体であるので、これに混入された粉状のフリットはその沈降速度が極めて遅くなり、フリットが溶液の下部に溜まることなく分散される。そのため、フリットをムラなく確実に塗布することができる。
請求の範囲第１６項の分解浄化物を用いた分解浄化方法は、請求の範囲第１項又は第２項又は第３項又は第４項に記載の光触媒を用いた分解浄化物を、その光触媒作用を活性化させる自然光又は／及び人工光を受けることができるように水の中に配置し、前記分解浄化物の光触媒作用の活性化によって水を浄化する。
このような分解浄化方法によれば、分解浄化物が光触媒作用を活性化させる自然光又は／及び人工光を受けることによって光触媒作用を活性化し、水の中の大腸菌、レジオネラ菌、鯉ヘルペス等を含む有機体が酸化分解され、水質の浄化を行うことができる。
請求の範囲第１７項の分解浄化物を用いた分解浄化方法では、耐火性の平面部材の一面に、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンの層、又は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層が焼成によって形成され、この平面部材の前記酸化チタンの層が形成された面に、請求の範囲第１６項の前記分解浄化物が配置される。耐熱性の平面部材としては、例えばムライト等が用いられる。これによれば、酸化チタンの層が形成された平面部材の面が水を通して光触媒作用を活性化させる自然光又は／及び人工光を受け、上方の分解浄化物で酸化分解できない大腸菌等の有機体を酸化分解することができる。
請求の範囲第１８項の分解浄化物の製造方法は、鉱物繊維からなる基材に、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタン、又は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンを付着させる処理と、前記酸化チタンが付着された前記基材を、前記酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で焼成する処理とを含んでいる。
鉱物繊維としては、例えば、シリカアルミナ繊維が用いられる。このような製造方法によって得られた分解浄化物は、任意の形状及び大きさに容易に形成することができるので、有機体を酸化分解する例えばフィルタ材料等として有効に利用することができる。
請求の範囲第１９項の分解浄化物の製造方法は、プラスチック又は木等の基材に、メチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又はラテックスの溶液を用いて、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物からなるアナターゼ型酸化チタン酸化チタンを塗布する処理と、前記アナターゼ型酸化チタンが塗布された前記基材を乾燥し、前記アナターゼ型酸化チタンを前記基材に付着させる処理とを含んでいる。
このような分解浄化物の製造方法によれば、アナターゼ型酸化チタンが粘性をもったメチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又は粘性をもったラテックスの溶液に混入分散されるので、アナターゼ型酸化チタンの粒子が溶液の下部に溜まることなく分散される。そのため、アナターゼ型酸化チタンをムラなく確実に基材に塗布することができる。また、メチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又はラテックスの溶液は、アルコール系無機バインダ等と比較して接着力が高いので、アナターゼ型酸化チタンより強固に基材に付着させることができる。アナターゼ型酸化チタンとして、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化酸化物が用いられるので、基材として酸化されやすいプラスチック又は木等が用いられる場合でも、酸化防止用のアンダーコーティングを施すことなしに、基材の酸化防止を図ることができる。
図１は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第１実施例を示す断面図である。
図２は本発明による分解浄化物の製造方法の第１実施例で、図１の分解浄化物の製造方法を示す。
図３は本発明による分解浄化物の製造方法の第２実施例で、図１の分解浄化物の製造方法を示す。
図４は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第２実施例を示す断面図である。
図５は本発明による分解浄化物の製造方法の第３実施例で、図４の分解浄化物の製造方法を示す。
図６は本発明による分解浄化物の製造方法の第４実施例で、図４の分解浄化物の製造方法を示す。
図７は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第３実施例を示す断面図である。
図８は本発明による分解浄化物の製造方法の第５実施例で、図７の分解浄化物の製造方法を示す。
図９は本発明による分解浄化物の製造方法の第６実施例で、図７の分解浄化物の製造方法を示す。
図１０は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第４実施例を示す断面図である。
図１１は本発明による分解浄化物の製造方法の第７実施例で、図１０の分解浄化物の製造方法を示す。
図１２は本発明による分解浄化物の製造方法の第８実施例で、図１０の分解浄化物の製造方法を示す。
図１３は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第５実施例を示す断面図である。
図１４は本発明による分解浄化物の製造方法の第９実施例で、図１３の分解浄化物の製造方法を示す。
図１５は本発明による分解浄化物の製造方法の第１０実施例で、図１３の分解浄化物の製造方法を示す。
図１６は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第６実施例を示す断面図である。
図１７は本発明による分解浄化物の製造方法の第１１実施例で、図１６の分解浄化物の製造方法を示す。
図１８は本発明による分解浄化物の製造方法の第１２実施例で、図１６の分解浄化物の製造方法を示す。
図１９は図１、図４、図７、図１０、図１３又は図１６の分解浄化物を用いた本発明による分解浄化方法の一実施例を示す平面図である。
図２０は図１９の分解浄化方法における分解浄化物と水位との関係の一例を示す図である。
図２１は図１９のＡ−Ａ断面図である。
図２２は図１、図４、図７、図１０、図１３又は図１６の分解浄化物を用いた本発明による分解浄化方法の別の実施例を示す断面図である。
図２３は図２２における平面部材の一例を示す断面図である。
図２４は本発明による分解浄化物の製造方法の第１３実施例で、これによって製造された分解浄化物の一例を示す平面図である。
図２５は図２４の部分拡大図である。
図２６は図２５のＢ−Ｂ断面図である。
図２は本発明による分解浄化物の製造方法の第１実施例で、図１の分解浄化物の製造方法を示す。
図３は本発明による分解浄化物の製造方法の第２実施例で、図１の分解浄化物の製造方法を示す。
図４は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第２実施例を示す断面図である。
図５は本発明による分解浄化物の製造方法の第３実施例で、図４の分解浄化物の製造方法を示す。
図６は本発明による分解浄化物の製造方法の第４実施例で、図４の分解浄化物の製造方法を示す。
図７は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第３実施例を示す断面図である。
図８は本発明による分解浄化物の製造方法の第５実施例で、図７の分解浄化物の製造方法を示す。
図９は本発明による分解浄化物の製造方法の第６実施例で、図７の分解浄化物の製造方法を示す。
図１０は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第４実施例を示す断面図である。
図１１は本発明による分解浄化物の製造方法の第７実施例で、図１０の分解浄化物の製造方法を示す。
図１２は本発明による分解浄化物の製造方法の第８実施例で、図１０の分解浄化物の製造方法を示す。
図１３は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第５実施例を示す断面図である。
図１４は本発明による分解浄化物の製造方法の第９実施例で、図１３の分解浄化物の製造方法を示す。
図１５は本発明による分解浄化物の製造方法の第１０実施例で、図１３の分解浄化物の製造方法を示す。
図１６は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第６実施例を示す断面図である。
図１７は本発明による分解浄化物の製造方法の第１１実施例で、図１６の分解浄化物の製造方法を示す。
図１８は本発明による分解浄化物の製造方法の第１２実施例で、図１６の分解浄化物の製造方法を示す。
図１９は図１、図４、図７、図１０、図１３又は図１６の分解浄化物を用いた本発明による分解浄化方法の一実施例を示す平面図である。
図２０は図１９の分解浄化方法における分解浄化物と水位との関係の一例を示す図である。
図２１は図１９のＡ−Ａ断面図である。
図２２は図１、図４、図７、図１０、図１３又は図１６の分解浄化物を用いた本発明による分解浄化方法の別の実施例を示す断面図である。
図２３は図２２における平面部材の一例を示す断面図である。
図２４は本発明による分解浄化物の製造方法の第１３実施例で、これによって製造された分解浄化物の一例を示す平面図である。
図２５は図２４の部分拡大図である。
図２６は図２５のＢ−Ｂ断面図である。
図１は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第１実施例を示す断面図である。
図１において、１は基材で、焼成によって融解されない物質、例えば岩石、レンガ、鉄やステンレス等の金属又はガラス等を基材１として用いることが可能である。望ましくは、ゼオライトなどの火成岩が基材１として用いられる。火成岩を基材１として用いることにより、火成岩は多孔質であるので、基材１の内部へのフリットや酸化チタンの食い込みが激しくなり、焼成による酸化チタンの層３，５の付着をより一層強固にすることができる。なお、基材１の大きさは用途に応じて任意に選定することができ、例えば、河川の浄化などに使用される場合には２０〜３０ｃｍの大きさの火成岩などが基材１として用いられる。
このような基材１の全面に、焼成により、第１のフリット２の融解を介してルチール型酸化チタンの層３が付着されている。そして、このルチール型酸化チタンの層３の全面に、焼成により、第２のフリット４の融解を介してアナターゼ型酸化チタンの層５が付着されている。アナターゼ型酸化チタンの層５は、これを形成するアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成による第２のフリット４の融解を介して、付着されている。第１のフリット２及び第２のフリット４は、無機ガラスの原料である所謂ガラス粉である。
このような構成の分解浄化物は、以下の方法によって製造される。
図２は本発明による分解浄化物の製造方法の第１実施例であり、図１の分解浄化物の製造方法を示している。
図２の（ａ）の処理では、粘性をもった液状の展着剤６を用いて、第１のフリット２とルチール型酸化チタンの層３とが、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。粘性をもった液状の展着剤６としては、メチルセルロース（ＭＣ）又はケミカルメチルセルロース（ＣＭＣ）の水溶液、又は、ラテックスの溶液が用いられる。このような展着剤６に粉状の第１のフリット２が加えられて攪拌され、第１のフリット２が展着剤６の中に均一に分散される。そして、第１のフリット２が分散された展着剤６が基材１の全面に塗布されることによって、基材１に第１のフリット２が展着される。メチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又は、ラテックスの溶液は粘性をもった液体であるので、これに混入された粉状の第１のフリット２はその沈降速度が極めて遅くなり、第１のフリット２が展着剤６の溶液の下部に溜まることなく全体的に均一に分散される。そのため、混入された第１のフリット２をムラなく確実に基材１の全面に塗布することができる。そして、塗布された展着剤６の上に、ルチール型酸化チタンの層３を形成する粉状のルチール型酸化チタンが展着される。展着剤６は粘性があるので、ルチール型酸化チタンを容易且つ確実に展着することができる。また、基材１が本例では多孔質の火成岩であるので、展着剤６を介して第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３を形成するルチール型酸化チタンが火成岩に食い込むように展着される。
次の図２の（ｂ）の処理では、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンが展着された基材１が、第１のフリット２の融解温度以上で焼成される。この焼成は、例えば８００〜１０００℃の高温で行われることが望ましい。これによって、展着剤６が焼失すると共に第１のフリット２が融解し、ルチール型酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却による第１のフリット２の凝固を介して強固に付着されたルチール型酸化チタンの層３が形成される。
次の図２の（ｃ）の処理では、アナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と、アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンとが、上述した展着剤６を用いて、焼成後の基材１のルチール型酸化チタンの層３の全面に展着される。このとき、高温焼成によってルチール型酸化チタンの層３は非常に乾燥された状態にあるので、展着剤６を介して第２のフリット４及びアナターゼ酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンの層３に積極的に吸収され、ルチール型酸化チタンに食い込むように展着される。アナターゼ型酸化チタンとしては、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物（例えば、昭和電工株式会社製の二酸化ケイ素−二酸化チタン複合酸化物）が用いられる。これによれば、アナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度を更に高くすることができ、例えば７５０℃程度での焼成が可能になる。従って、第２のフリット４としては、７５０℃以下、望ましくは６５０℃程度以下で融解するフリットが用いられる。アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンは、展着剤６によって第２のフリット４が展着された後に、展着剤６の上に塗布される。あるいは、展着剤６の中に第２のフリット４と共にアナターゼ型酸化チタンを分散することによって、第２のフリット４及びアナターゼ酸化チタンを同時に塗布するようにしても良い。
次の図２の（ｄ）の処理では、第２のフリット４及びアナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンが展着された基材１が、このアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、第２のフリット４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば６００℃〜７５０℃で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共に第２のフリット４が融解し、アナターゼ型酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却による第２のフリット４の凝固を介して強固に付着されたアナターゼ型酸化チタンの層５が形成される。
このように、ルチール型酸化チタンの層３が予め焼成される場合、ルチール型酸化チタンの層３を高温で焼成できるので、後述する図３の方法によって製造された場合と比較して、ルチール型酸化チタンの層３及びアナターゼ型酸化チタンの層５をより一層強固に基材１に付着させることができる。このような方法で製造された図１の分解浄化物によれば、ルチール型酸化チタンの層３が焼成による第１のフリット２の融解及び焼成後の凝固を介して基材１に強固に付着され、その上に、焼成による第２のフリット４の融解及び焼成後のを介してアナターゼ型酸化チタンの層５がルチール型酸化チタンの層３に食い込むように強固に付着される。そのため、例え水の中に置かれてもアナターゼ型酸化チタンの層５が剥離するようなことはない。また、酸化されやすい物質、例えば鉄等を基材１として用いた場合でも、第１のフリット２、ルチール型酸化チタンの層３及び第２のフリット４があるので、アナターゼ型酸化チタンの層５によって基材１が酸化されることもない。
図３は本発明による分解浄化物の製造方法の第２実施例であり、図１の分解浄化物の製造方法を示している。
図３の（ａ）の処理では、図２の（ａ）の処理と同様の処理が行われる。即ち、展着剤６を用いて、第１のフリット２とルチール型酸化チタンの層３とが本例では火成岩である基材１の全面に展着される。この場合、第１のフリット２として、アナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と同一のフリットが用いられる。その他は、図２の（ａ）の処理で述べた通りである。
次の図３の（ｂ）の処理では、アナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と、アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンとが、上述した展着剤６を用いて、基材１のルチール型酸化チタンの層３の全面に展着される。この場合、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３は、展着剤６によって基材１の全面に展着されている状態である。換言すれば、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３は焼成されていない。
次の図３の（ｃ）の処理では、アナターゼ型酸化チタンの層５が展着された基材１が、このアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、第１及び第２のフリット２，４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば６００℃〜７５０℃で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共に第１及び第２のフリット２，４が融解し、ルチール型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが基材１に食い込むように付着され、焼成後の冷却による第１及び第２のフリット２，４の凝固を介して強固に付着されたルチール型酸化チタンの層３及びアナターゼ型酸化チタンの層５が形成される。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ルチール型酸化チタンの層３及びアナターゼ型酸化チタンの層５を基材１に強固に付着させることができる。製造時間の短縮、コストの低減等を図ることができる。その他は、図２で述べた通りである。
図４は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第２実施例を示す断面図である。
図４の分解浄化物では、基材１の全面に、焼成により、フリット４の融解を介してアナターゼ型酸化チタンの層５が付着されている。アナターゼ型酸化チタンの層５は、これを形成するアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成によるフリット４の融解を介して、付着されている。基材１、フリット４、及びアナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンについては、上述した通りである。
このような構成の分解浄化物は、以下の方法によって製造される。
図５は本発明による分解浄化物の製造方法の第３実施例であり、図４の分解浄化物の製造方法を示している。
図５の（ａ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、フリット４が、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。粘性をもった液状の展着剤６については、前述した通りである。このとき、展着剤６は粘性があるので、フリット４をムラなく展着することができ、また、基材１が本例では多孔質の火成岩であるので、展着剤６を介してフリット４が火成岩に食い込むように展着される。フリット４は、アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットである。
次の図５の（ｂ）の処理では、フリット４が展着された基材１が、フリット４の融解温度以上で焼成される。この段階では、アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンは未だ展着されていないので、フリット４の融解温度以上であれば焼成温度を考慮する必要はない。これによって、展着剤６が焼失すると共にフリット４が融解し、焼成後の冷却でフリット４が基材１の全面に付着される。
次の図５の（ｃ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンが基材１のフリット４の全面に展着される。このとき、粉状のアナターゼ型酸化チタンが展着剤６に加えられて攪拌されて展着剤６の中に均一に分散され、この展着剤６を基材１のフリット４の全面に塗布することによって、アナターゼ型酸化チタンの層５が展着される。アナターゼ型酸化チタンとしては、前述したように、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物が用いられる。
次の図５の（ｄ）の処理では、アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンが展着された基材１が、このアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、フリット４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば６００℃〜７５０℃で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共にフリット４が再融解し、アナターゼ型酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却によるフリット４の再凝固を介して強固に付着されたアナターゼ型酸化チタンの層５が形成される。
このような方法で製造された図４の分解浄化物によれば、アナターゼ型酸化チタンの層５が焼成によるフリット４の融解を介して基材１に強固に付着され、例え水の中で使用されてもアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが剥離するようなことはない。また、酸化されやすい物を基材として用いた場合でも、フリット４が存在し、また、アナターゼ型酸化チタンとして二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物が用いられているので、基材１の酸化を防止することができる。
図６は本発明による分解浄化物の製造方法の第４実施例であり、図４の分解浄化物の製造方法を示している。
図６の（ａ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、フリット４及びアナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンとが、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。このとき、アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンは、展着剤６によってフリット４が展着された後に、展着剤６の上に塗布される。あるいは、展着剤６の中にフリット４と共にアナターゼ型酸化チタンを分散することによって、フリット４及びアナターゼ酸化チタンを同時に塗布するようにしても良い。展着剤６、フリット４及びアナターゼ型酸化チタンについては、前述した通りである。
次の図６の（ｂ）の処理では、フリット４及びアナターゼ型酸化チタンが展着された基材１が、このアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、フリット４が融解する温度以上、例えば６００℃〜７５０℃で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共にフリット４が融解し、アナターゼ型酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却によるフリット４の凝固を介して強固に付着されたアナターゼ型酸化チタンの層５が形成される。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、アナターゼ型酸化チタンの層５をフリット４の融解を介して基材１に強固に付着させることができる。
図７は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第３実施例を示す断面図である。
図７の分解浄化物では、基材１の全面に、焼成により、第１のフリット２の融解を介してルチール型酸化チタンの層３が付着されている。そして、このルチール型酸化チタンの層３の全面に、焼成により、第２のフリット４の融解を介してブルッカイト型酸化チタンの層７が付着されている。ブルッカイト型酸化チタンの層７は、これを形成するブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成による第２のフリット４の融解を介して、付着されている。第１のフリット２及び第２のフリット４は、前述したように、無機ガラスの原料である所謂ガラス粉である。
このような構成の分解浄化物は、以下の方法によって製造される。
図８は本発明による分解浄化物の製造方法の第５実施例であり、図７の分解浄化物の製造方法を示している。
図８の（ａ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、第１のフリット２とルチール型酸化チタンの層３とが、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３の展着は、図２において述べた通りである。
次の図８の（ｂ）の処理では、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンが展着された基材１が、第１のフリット２の融解温度以上で焼成される。この焼成は図２において述べた通りである。
次の図８の（ｃ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と、ブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンとが、前述した展着剤６を用いて、焼成後の基材１のルチール型酸化チタンの層３の全面に展着される。この場合、ブルッカイト型酸化チタンは、バインダ機能をもった溶液であり、その中にブルッカイト型酸化チタンが混入されている。このようなブルッカイト型酸化チタンとしては、例えば昭和電工株式会社製のＮＴＢ−２８０を用いることができる。ブルッカイト型酸化チタンはバインダ機能をもった溶液であるので、第２のフリット４が分散された展着剤６を用いることなく、ルチール型酸化チタンの層３に塗布することが可能である。しかしながら、ブルッカイト型酸化チタンをより一層強固にルチール型酸化チタンの層３に付着させる観点から、第２のフリット４が分散された展着剤６を用いて、ブルッカイト型酸化チタンを塗布することが望ましい。このとき、高温焼成によってルチール型酸化チタンの層３は非常に乾燥された状態にあるので、アナターゼ型酸化チタンの場合と同様に、展着剤６を介して第２のフリット４及びブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンの層３に積極的に吸収され、ルチール型酸化チタンに食い込むように展着される。ブルッカイト型酸化チタンは７００℃程度以上に焼成されると光触媒機能のないルチール型酸化チタンに変化するので、第２のフリット４としては、このような温度以下、望ましくは６００℃程度以下で融解するフリットが用いられる。
次の図８の（ｄ）の処理では、第２のフリット４及びブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンが展着された基材１が、このブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、第２のフリット４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば６５０℃程度で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共に第２のフリット４が融解し、ブルッカイト型酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却による第２のフリット４の凝固を介して強固に付着されたブルッカイト型酸化チタンの層５が形成される。
このような製造方法によれば、ルチール型酸化チタンの層３を高温で焼成できるので、ルチール型酸化チタンの層３及びブルッカイト型酸化チタンの層７をより一層強固に基材１に付着させることができる。このような方法で製造された図７の分解浄化物によれば、ルチール型酸化チタンの層３が焼成による第１のフリット２の融解及び焼成後の凝固を介して基材１に強固に付着され、その上に、焼成による第２のフリット４の融解及び焼成後の凝固を介してブルッカイト型酸化チタンの層７がルチール型酸化チタンの層３に食い込むように強固に付着される。そのため、例え水の中に置かれてもブルッカイト型酸化チタンの層７が剥離するようなことはない。また、酸化されやすい物質、例えば鉄等を基材１として用いた場合でも、第１のフリット２、ルチール型酸化チタンの層３及び第２のフリット４があるので、ブルッカイト型酸化チタンの層７によって基材１が酸化されることもない。
図９は本発明による分解浄化物の製造方法の第６実施例であり、図７の分解浄化物の製造方法を示している。
図９の（ａ）の処理では、図８の（ａ）の処理と同様の処理が行われる。すなわち、展着剤６を用いて、第１のフリット２とルチール型酸化チタンの層３とが本例では火成岩である基材１の全面に展着される。この場合、第１のフリット２として、ブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と同一のフリットが用いられる。その他は、図８の（ａ）の処理で述べた通りである。
次の図９の（ｂ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と、ブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンとが、前述した展着剤６を用いて、基材１のルチール型酸化チタンの層３の全面に展着される。この場合、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３は、展着剤６によって基材１の全面に展着されている状態である。換言すれば、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３は焼成されていない。
次の図９の（ｃ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタンの層７が展着された基材１が、このブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、第１及び第２のフリット２，４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば６５０℃程度で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共に第１及び第２のフリット２，４が融解し、ルチール型酸化チタン及びブルッカイト型酸化チタンが基材１に食い込むように付着され、焼成後の冷却による第１及び第２のフリット２，４の凝固を介して強固に付着されたルチール型酸化チタンの層３及びブルッカイト型酸化チタンの層７が形成される。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ルチール型酸化チタンの層３及びブルッカイト型酸化チタンの層７を基材１に強固に付着させることができる。
図１０は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第４実施例を示す断面図である。
図１０の分解浄化物では、基材１の全面に、焼成により、フリット４の融解を介してブルッカイト型酸化チタンの層７が付着されている。ブルッカイト型酸化チタンの層７は、これを形成するブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成によるフリット４の融解を介して、付着されている。基材１、フリット４、及びブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンについては、上述した通りである。
このような構成の分解浄化物は、以下の方法によって製造される。
図１１は本発明による分解浄化物の製造方法の第７実施例であり、図１０の分解浄化物の製造方法を示している。
図１１の（ａ）の処理では、前述した液状の展着剤６を用いて、フリット４が、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。展着剤６については、前述した通りである。このとき、展着剤６は粘性があるので、フリット４をムラなく展着することができ、また、基材１が本例では多孔質の火成岩であるので、展着剤６を介してフリット４が火成岩に食い込むように展着される。フリット４は、ブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットである。
次の図１１の（ｂ）の処理では、フリット４が展着された基材１が、フリット４の融解温度以上で焼成される。この段階では、ブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンは未だ展着されていないので、フリット４の融解温度以上であれば焼成温度を考慮する必要はない。これによって、展着剤６が焼失すると共にフリット４が融解し、焼成後の冷却でフリット４が基材１の全面に付着される。
次の図１１の（ｃ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンが基材１のフリット４の全面に展着される。このとき、前述したように、ブルッカイト型酸化チタンはバインダ機能をもった溶液であるので、基材１のフリット４の全面に展着剤６を用いることなく塗布することができ、ブルッカイト型酸化チタンの層７が展着される。そして、ブルッカイト型酸化チタンが展着された基材１が、このブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、フリット４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば６５０℃以下で焼成される。これによって、フリット４が再融解し、ブルッカイト型酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却によるフリット４の再凝固を介して強固に付着されたブルッカイト型酸化チタンの層７が形成される。
このような方法で製造された図１０の分解浄化物によれば、ブルッカイト型酸化チタンの層７が焼成によるフリット４の融解を介して基材１に強固に付着され、例え水の中で使用されてもブルッカイト型酸化チタンが剥離するようなことはない。また、酸化されやすい物を基材として用いた場合でも、無機物であるフリット４が存在するので、基材１の酸化を防止することができる。
図１２は本発明による分解浄化物の製造方法の第８実施例であり、図１０の分解浄化物の製造方法を示している。
図１２の（ａ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、フリット４及びブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンとが、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。このとき、ブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンは、展着剤６によってフリット４が展着された後に、展着剤６の上に塗布される。あるいは、ブルッカイト型酸化チタンの溶液に展着剤６及びフリット４を加え、これを基材１の全面に展着するようにしても良い。フリット４及びブルッカイト型酸化チタンについては、前述した通りである。
次の図１２の（ｂ）の処理では、フリット４及びブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンが展着された基材１が、このブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、フリット４が融解する温度以上、例えば６５０℃以下で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共にフリット４が融解し、ブルッカイト型酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却によるフリット４の凝固を介して強固に付着されたブルッカイト型酸化チタンの層７が形成される。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ブルッカイト型酸化チタンの層７をフリット４の融解を介して基材１に強固に付着させることができる。
図１３は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第５実施例を示す断面図である。
図１３の分解浄化物では、基材１の全面に、焼成により、第１のフリット２の融解を介してルチール型酸化チタンの層３が付着されている。そして、このルチール型酸化チタンの層３の全面に、焼成により、第２のフリット４の融解を介して、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８が付着されている。ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８は、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成による第２のフリット４の融解を介して、付着されている。第１のフリット２及び第２のフリット４は、前述したように、無機ガラスの原料である所謂ガラス粉である。
このような構成の分解浄化物は、以下の方法によって製造される。
図１４は本発明による分解浄化物の製造方法の第９実施例であり、図１３の分解浄化物の製造方法を示している。
図１４の（ａ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、第１のフリット２とルチール型酸化チタンの層３とが、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３の展着は、図２において述べた通りである。
次の図１４の（ｂ）の処理では、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンが展着された基材１が、第１のフリット２の融解温度以上で焼成される。この焼成は図２において述べた通りである。
次の図１４の（ｃ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成する酸化チタンとが、前述した展着剤６を用いて、焼成後の基材１のルチール型酸化チタンの層３の全面に展着される。アナターゼ型酸化チタンとしては、前述したように、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物が用いられる。ブルッカイト型酸化チタンの溶液に含まれるブルッカイト型酸化チタンの量は、重量比で数パーセント、例えば３％程度である。このようなブルッカイト型酸化チタンの溶液にアナターゼ型酸化チタンが、重量比で数パーセント、例えば３％程度加えられる。これによって、ブルッカイト型酸化チタンのみの場合と比較して光触媒機能を二倍程度に上げることができる。また、ブルッカイト型酸化チタンにアナターゼ型酸化チタンを加えることによって、ルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度を例えば７５０℃程度まで上げることができる。前述したように、ブルッカイト型酸化チタンはバインダ機能をもった溶液であるので、アナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンは、第２のフリット４が分散された展着剤６を用いることなく、ルチール型酸化チタンの層３に塗布することができる。しかしながら、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンをより一層強固にルチール型酸化チタンの層３に付着させる観点から、第２のフリット４が分散された展着剤６を用いて、ブルッカイト型酸化チタンを塗布することが望ましい。このとき、高温焼成によってルチール型酸化チタンの層３は非常に乾燥された状態にあるので、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンの場合と同様に、展着剤６を介して第２のフリット４、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンの層３に積極的に吸収され、ルチール型酸化チタンに食い込むように展着される。ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンは７５０℃程度に焼成されてもチール型酸化チタンには殆ど変化しないので、第２のフリット４としては、このような温度以下、望ましくは６５０℃程度以下で融解するフリットが用いられる。
次の図１４の（ｄ）の処理では、第２のフリット４、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成するブ酸化チタンが展着された基材１が、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、第２のフリット４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば６００℃〜７５０℃で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共に第２のフリット４が融解し、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却による第２のフリット４の凝固を介して強固に付着されたブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８が形成される。
このような製造方法によれば、ルチール型酸化チタンの層３を高温で焼成できるので、ルチール型酸化チタンの層３及び酸化チタンの層８をより一層強固に基材１に付着させることができる。このような方法で製造された図１３の分解浄化物によれば、ルチール型酸化チタンの層３が焼成による第１のフリット２の融解及び焼成後の凝固を介して基材１に強固に付着され、その上に、焼成による第２のフリット４の融解及び焼成後の凝固を介して酸化チタンの層８がルチール型酸化チタンの層３に食い込むように強固に付着される。そのため、例え水の中に置かれても酸化チタンの層８が剥離するようなことはない。
図１５は本発明による分解浄化物の製造方法の第１０実施例であり、図１３の分解浄化物の製造方法を示している。
図１５の（ａ）の処理では、図１４の（ａ）の処理と同様の処理が行われる。すなわち、展着剤６を用いて、第１のフリット２とルチール型酸化チタンの層３とが、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。この場合、第１のフリット２として、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と同一のフリットが用いられる。
次の図１５の（ｂ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成する酸化チタンとが、前述した展着剤６を用いて、基材１のルチール型酸化チタンの層３の全面に展着される。この場合、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３は、展着剤６によって基材１の全面に展着されている状態である。換言すれば、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３は焼成されていない。
次の図１５の（ｃ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８が展着された基材１が、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、第１及び第２のフリット２，４が融解する温度以上で焼成される。本例では、 例えば６００℃〜７５０℃で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共に第１及び第２のフリット２，４が融解し、ルチール型酸化チタン、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンが基材１に食い込むように付着され、焼成後の冷却による第１及び第２のフリット２，４の凝固を介して強固に付着されたルチール型酸化チタンの層３、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８が形成される。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ルチール型酸化チタンの層３、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を基材１に強固に付着させることができる。
図１６は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第６実施例を示す断面図である。
図１６の分解浄化物では、基材１の全面に、焼成により、フリット４の融解を介してブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８が付着されている。この酸化チタンの層８は、これを形成するブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成によるフリット４の融解を介して、付着されている。基材１、フリット４、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンについては、上述した通りである。
このような構成の分解浄化物は、以下の方法によって製造される。
図１７は本発明による分解浄化物の製造方法の第１１実施例であり、図１６の分解浄化物の製造方法を示している。
図１７の（ａ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、フリット４が、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。展着剤６については、前述した通りである。このとき、展着剤６は粘性があるので、フリット４をムラなく展着することができ、また、基材１が本例では多孔質の火成岩であるので、展着剤６を介してフリット４が火成岩に食い込むように展着される。フリット４は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成する酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットである。本例では、例えば７５０℃以下、望ましくは６５０℃以下で融解するフリットである。
次の図１７の（ｂ）の処理では、フリット４が展着された基材１が、フリット４の融解温度以上で焼成される。この段階では、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成する酸化チタンは未だ展着されていないので、フリット４の融解温度以上であれば焼成温度を考慮する必要はない。これによって、展着剤６が焼失すると共にフリット４が融解し、焼成後の冷却でフリット４が基材１の全面に付着される。
次の図１７の（ｃ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成する酸化チタンが基材１のフリット４の全面に展着される。このとき、前述したように、ブルッカイト型酸化チタンはバインダ機能をもった溶液であるので、アナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンは、基材１のフリット４の全面に展着剤６を用いることなく塗布することができ、酸化チタンの層８が展着される。そして、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンが展着された基材１が、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、フリット４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば７５０℃以下で焼成される。これによって、フリット４が再融解し、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却によるフリット４の再凝固を介して強固に付着された酸化チタンの層８が形成される。
このような方法で製造された図１６の分解浄化物によれば、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８が焼成によるフリット４の融解を介して基材１に強固に付着され、例え水の中で使用されてもこの酸化チタンの層８が剥離するようなことはない。また、酸化されやすい物を基材として用いた場合でも、無機物であるフリット４が存在すると共にアナターゼ型酸化チタンとして二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物が用いられているので、基材１の酸化を防止することができる。
図１８は本発明による分解浄化物の製造方法の第１２実施例であり、図１６の分解浄化物の製造方法を示している。
図１８の（ａ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、フリット４、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成する酸化チタンとが、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。このとき、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成する酸化チタンは、展着剤６によってフリット４が展着された後に、展着剤６の上に塗布される。あるいは、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの溶液に展着剤６及びフリット４を加え、これを基材１の全面に展着するようにしても良い。フリット４、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンについては、前述した通りである。
次の図１８の（ｂ）の処理では、フリット４及び酸化チタンの層８を形成する酸化チタンが展着された基材１が、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、フリット４が融解する温度以上、例えば７５０℃以下で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共にフリット４が融解し、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却によるフリット４の凝固を介して強固に付着された酸化チタンの層８が形成される。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８をフリット４の融解を介して基材１に強固に付着させることができる。
図１９は図１、図４、図７、図１０、図１３又は図１６の分解浄化物を用いた本発明による分解浄化方法の一実施例を示す平面図で、本例では河川の水質浄化に使用される分解浄化方法が示されている。
本例では、河川１０の両岸に擁壁１２，１３が設けられ、河川１０の底に底床１４が敷き詰められており、河川１０が上流ａから下流ｂに流れている。そして、図１、図４、図７、図１０、図１３又は図１６で述べた複数の分解浄化物１５が、河川１０の水の流れを受けるように設置されている。本例では、複数の分解浄化物１５は袋状のネット１６に入れられており、ネット１６を介して例えばクレーン等によって容易に河川１０に配置することができるようになっている。分解浄化物１５は河川１０に配置された後、ネット１６が複数のアンカーボルト１７を介して河川１０の底床１４に固定されことによって、分解浄化物１５の流出が防止されるようになっている。複数の分解浄化物１５を収納するネット１６の下流ｂ側には、更に流出防止部材１７が設けられている。流出防止部材１７は、後述する図２１に示されているように、分解浄化物１５が通過できない枠体であり、河川１０の水の流れを塞き止めないようになっている。
図２０は図１９の分解浄化方法における分解浄化物と水位との関係の一例を示す図である。分解浄化物１５はその上部部分が水面から露出するように設置されることが望ましく、例えば、分解浄化物１５の５０〜９０％が水に触れるように設けられる。これによって、河川１０の水面部分に接する分解浄化物１５の部分が、分解浄化物１５の酸化分解作用を活性化させる自然光又は／及び人工光を受けやすくなり、河川１０の水質浄化をより一層促進することができる。なお、図２０では分解浄化物１５が一層で配置されているが、これに限定されるものではない。分解浄化物１５は積層されてもよい。
図１９に戻り、このように設けれた分解浄化物１５の上方には、分解浄化物１５の酸化分解作用を活性化させる紫外線等の人工光を照射する光源２０として、本例ではブラックライトが設けられている。
図２１は図１９のＡ−Ａ断面図である。光源２０は、擁壁１２，１３に固定された保持部材２１にアーム２２ａ、２２ｂを介して設けられている。河川１０の土手２３には給電用の支柱２４が設けられ、商用電源ＡＣが自動点灯／消灯器２５及び安定器２６を介して光源２０に与えられるようになっている。本例では、自動点灯／消灯器２５によって周囲の明暗を検知し、周囲が暗い場合に光源２０を点灯し、明るい場合には消灯するように制御されるようになっている。なお、商用電源に代えて、例えばソーラーセル等を電源として用いることもできる。
このような分解浄化方法によれば、分解浄化物１５が光触媒作用を活性化させる自然光又は／及び人工光を受けることによって光触媒作用を活性化し、河川１０の中の大腸菌、レジオネラ菌、鯉ヘルペス等を含む有機体が酸化分解され、水質の浄化を行うことができる。
図２２は図１、図４、図７、図１０、図１３又は図１６の分解浄化物を用いた本発明による分解浄化方法の別の実施例を示す断面図である。図２２において、図２１と同符号の部分は同一物を示している。
この分解浄化方法では、前述した分解浄化物１５が平面部材３０の上に配置されている。図２３は平面部材３０の一例を示す断面図である。平面部材３０は、耐火性を有しており、例えばムライト、レンガ等が用いられる。このような平面部材３０の一面に、焼成によるフリット３１の融解及び焼成後の凝固を介して、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタン、又は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層３２が形成されている。そして、分解浄化物１５は、平面部材３０酸化チタンの層３２が形成された面に配置されている。
これによれば、酸化チタンの層３２が形成された平面部材３０の面が河川１０の水を通して光触媒作用を活性化させる自然光又は／及び人工光を受け、上方の分解浄化物１５で酸化分解できない大腸菌等の有機体を酸化分解することができる。
前述した分解浄化物の製造方法では、基材として岩石、レンガ、鉄やステンレス等の金属又はガラス等が用いられているが、基材はこれらに限定されるものではなく、基材として鉱物繊維を用いることもできる。鉱物繊維としては例えばシリカアルミナ繊維が用いられ、次のような方法で分解浄化物が製造される。
先ず、鉱物繊維に、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタン、又は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンを付着させる処理が行われる。この処理では、アナターゼ型酸化チタンが分散されたバインダ溶液、ブルッカイト型酸化チタンの溶液、又は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの溶液がスプレーガンによって鉱物繊維に付着される。あるいは、これらの溶液に鉱物繊維を浸漬することによって付着される。その後、鉱物繊維は２０〜３０℃で乾燥される。次に、上述の酸化チタンが付着された基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で焼成する処理が行われる。アナターゼ型酸化チタンとしては、前述したように、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物が用いられる。鉱物繊維にアナターゼ型酸化チタンを付着させた場合には例えば６００〜７５０℃で焼成が行われ、ブルッカイト型酸化チタンを付着させた場合には例えば３５０℃で焼成が行われ、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンを付着させた場合には例えば６００〜７５０℃で焼成が行われる。
このような製造方法によって得られた分解浄化物は、任意の形状及び大きさに容易に形成することができるので、有機体を酸化分解する例えばフィルタ材料等として有効に利用することができる。
図２４は本発明による分解浄化物の製造方法の第１３実施例で、これによって製造された分解浄化物の一例を示す平面図である。図２５は図２４の部分拡大図、図２６は図２５のＢ−Ｂ断面図である。
図２４の分解浄化物４０には、焼成することのできない基材４１としてプラスチックが用いられ、本例では、フィルタ等として用いる観点から平板状の網部材に形成されている。この網部材のメッシュ部分には、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物からなるアナターゼ型酸化チタンの層４１が、メチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又はラテックスの溶液を用いて、付着されている。基材が家屋の壁や壁紙等の木や紙などの場合でも、アナターゼ型酸化チタンの層４１が同様に形成される。このような分解浄化物４０は次のような方法で製造される。
先ず、プラスチック又は木等の基材４１に、メチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又はラテックスの溶液を用いて、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物からなるアナターゼ型酸化チタンの層４２を、吹付け又は浸漬等によって塗布する処理が行われる。次に、アナターゼ型酸化チタンの層４１が塗布された基材を自然乾燥又は基材４１に悪影響を与えない温度以下の強制乾燥により乾燥して、アナターゼ型酸化チタンの層４２をメチルセルロース、ケミカルメチルセルロース又はラテックス４３を介して基材に付着させる処理が行われる。
このような分解浄化物の製造方法によれば、アナターゼ型酸化チタンが粘性をもったメチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又は粘性をもったラテックスの溶液に混入分散されるので、アナターゼ型酸化チタンの粒子が溶液の下部に溜まることなく均一に分散される。そのため、アナターゼ型酸化チタンをムラなく確実に基材に塗布することができる。また、メチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又はラテックスの溶液は、アルコール系無機バインダ等と比較して接着力が高いので、アナターゼ型酸化チタンの層４２より強固に基材４１に付着させることができる。アナターゼ型酸化チタンとして二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化酸化物が用いられるので、基材４１として酸化されやすいプラスチック又は木等が用いられる場合でも、酸化防止用のアンダーコーティングを施すことなしに、基材の酸化防止を図ることができる。このような分解浄化物は、空気中のウィルスや細菌、ホルムアルデヒド、悪臭、窒素酸化物等の酸化分解に有効に利用することができる。
本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
図１において、１は基材で、焼成によって融解されない物質、例えば岩石、レンガ、鉄やステンレス等の金属又はガラス等を基材１として用いることが可能である。望ましくは、ゼオライトなどの火成岩が基材１として用いられる。火成岩を基材１として用いることにより、火成岩は多孔質であるので、基材１の内部へのフリットや酸化チタンの食い込みが激しくなり、焼成による酸化チタンの層３，５の付着をより一層強固にすることができる。なお、基材１の大きさは用途に応じて任意に選定することができ、例えば、河川の浄化などに使用される場合には２０〜３０ｃｍの大きさの火成岩などが基材１として用いられる。
このような基材１の全面に、焼成により、第１のフリット２の融解を介してルチール型酸化チタンの層３が付着されている。そして、このルチール型酸化チタンの層３の全面に、焼成により、第２のフリット４の融解を介してアナターゼ型酸化チタンの層５が付着されている。アナターゼ型酸化チタンの層５は、これを形成するアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成による第２のフリット４の融解を介して、付着されている。第１のフリット２及び第２のフリット４は、無機ガラスの原料である所謂ガラス粉である。
このような構成の分解浄化物は、以下の方法によって製造される。
図２は本発明による分解浄化物の製造方法の第１実施例であり、図１の分解浄化物の製造方法を示している。
図２の（ａ）の処理では、粘性をもった液状の展着剤６を用いて、第１のフリット２とルチール型酸化チタンの層３とが、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。粘性をもった液状の展着剤６としては、メチルセルロース（ＭＣ）又はケミカルメチルセルロース（ＣＭＣ）の水溶液、又は、ラテックスの溶液が用いられる。このような展着剤６に粉状の第１のフリット２が加えられて攪拌され、第１のフリット２が展着剤６の中に均一に分散される。そして、第１のフリット２が分散された展着剤６が基材１の全面に塗布されることによって、基材１に第１のフリット２が展着される。メチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又は、ラテックスの溶液は粘性をもった液体であるので、これに混入された粉状の第１のフリット２はその沈降速度が極めて遅くなり、第１のフリット２が展着剤６の溶液の下部に溜まることなく全体的に均一に分散される。そのため、混入された第１のフリット２をムラなく確実に基材１の全面に塗布することができる。そして、塗布された展着剤６の上に、ルチール型酸化チタンの層３を形成する粉状のルチール型酸化チタンが展着される。展着剤６は粘性があるので、ルチール型酸化チタンを容易且つ確実に展着することができる。また、基材１が本例では多孔質の火成岩であるので、展着剤６を介して第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３を形成するルチール型酸化チタンが火成岩に食い込むように展着される。
次の図２の（ｂ）の処理では、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンが展着された基材１が、第１のフリット２の融解温度以上で焼成される。この焼成は、例えば８００〜１０００℃の高温で行われることが望ましい。これによって、展着剤６が焼失すると共に第１のフリット２が融解し、ルチール型酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却による第１のフリット２の凝固を介して強固に付着されたルチール型酸化チタンの層３が形成される。
次の図２の（ｃ）の処理では、アナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と、アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンとが、上述した展着剤６を用いて、焼成後の基材１のルチール型酸化チタンの層３の全面に展着される。このとき、高温焼成によってルチール型酸化チタンの層３は非常に乾燥された状態にあるので、展着剤６を介して第２のフリット４及びアナターゼ酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンの層３に積極的に吸収され、ルチール型酸化チタンに食い込むように展着される。アナターゼ型酸化チタンとしては、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物（例えば、昭和電工株式会社製の二酸化ケイ素−二酸化チタン複合酸化物）が用いられる。これによれば、アナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度を更に高くすることができ、例えば７５０℃程度での焼成が可能になる。従って、第２のフリット４としては、７５０℃以下、望ましくは６５０℃程度以下で融解するフリットが用いられる。アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンは、展着剤６によって第２のフリット４が展着された後に、展着剤６の上に塗布される。あるいは、展着剤６の中に第２のフリット４と共にアナターゼ型酸化チタンを分散することによって、第２のフリット４及びアナターゼ酸化チタンを同時に塗布するようにしても良い。
次の図２の（ｄ）の処理では、第２のフリット４及びアナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンが展着された基材１が、このアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、第２のフリット４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば６００℃〜７５０℃で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共に第２のフリット４が融解し、アナターゼ型酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却による第２のフリット４の凝固を介して強固に付着されたアナターゼ型酸化チタンの層５が形成される。
このように、ルチール型酸化チタンの層３が予め焼成される場合、ルチール型酸化チタンの層３を高温で焼成できるので、後述する図３の方法によって製造された場合と比較して、ルチール型酸化チタンの層３及びアナターゼ型酸化チタンの層５をより一層強固に基材１に付着させることができる。このような方法で製造された図１の分解浄化物によれば、ルチール型酸化チタンの層３が焼成による第１のフリット２の融解及び焼成後の凝固を介して基材１に強固に付着され、その上に、焼成による第２のフリット４の融解及び焼成後のを介してアナターゼ型酸化チタンの層５がルチール型酸化チタンの層３に食い込むように強固に付着される。そのため、例え水の中に置かれてもアナターゼ型酸化チタンの層５が剥離するようなことはない。また、酸化されやすい物質、例えば鉄等を基材１として用いた場合でも、第１のフリット２、ルチール型酸化チタンの層３及び第２のフリット４があるので、アナターゼ型酸化チタンの層５によって基材１が酸化されることもない。
図３は本発明による分解浄化物の製造方法の第２実施例であり、図１の分解浄化物の製造方法を示している。
図３の（ａ）の処理では、図２の（ａ）の処理と同様の処理が行われる。即ち、展着剤６を用いて、第１のフリット２とルチール型酸化チタンの層３とが本例では火成岩である基材１の全面に展着される。この場合、第１のフリット２として、アナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と同一のフリットが用いられる。その他は、図２の（ａ）の処理で述べた通りである。
次の図３の（ｂ）の処理では、アナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と、アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンとが、上述した展着剤６を用いて、基材１のルチール型酸化チタンの層３の全面に展着される。この場合、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３は、展着剤６によって基材１の全面に展着されている状態である。換言すれば、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３は焼成されていない。
次の図３の（ｃ）の処理では、アナターゼ型酸化チタンの層５が展着された基材１が、このアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、第１及び第２のフリット２，４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば６００℃〜７５０℃で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共に第１及び第２のフリット２，４が融解し、ルチール型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが基材１に食い込むように付着され、焼成後の冷却による第１及び第２のフリット２，４の凝固を介して強固に付着されたルチール型酸化チタンの層３及びアナターゼ型酸化チタンの層５が形成される。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ルチール型酸化チタンの層３及びアナターゼ型酸化チタンの層５を基材１に強固に付着させることができる。製造時間の短縮、コストの低減等を図ることができる。その他は、図２で述べた通りである。
図４は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第２実施例を示す断面図である。
図４の分解浄化物では、基材１の全面に、焼成により、フリット４の融解を介してアナターゼ型酸化チタンの層５が付着されている。アナターゼ型酸化チタンの層５は、これを形成するアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成によるフリット４の融解を介して、付着されている。基材１、フリット４、及びアナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンについては、上述した通りである。
このような構成の分解浄化物は、以下の方法によって製造される。
図５は本発明による分解浄化物の製造方法の第３実施例であり、図４の分解浄化物の製造方法を示している。
図５の（ａ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、フリット４が、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。粘性をもった液状の展着剤６については、前述した通りである。このとき、展着剤６は粘性があるので、フリット４をムラなく展着することができ、また、基材１が本例では多孔質の火成岩であるので、展着剤６を介してフリット４が火成岩に食い込むように展着される。フリット４は、アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットである。
次の図５の（ｂ）の処理では、フリット４が展着された基材１が、フリット４の融解温度以上で焼成される。この段階では、アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンは未だ展着されていないので、フリット４の融解温度以上であれば焼成温度を考慮する必要はない。これによって、展着剤６が焼失すると共にフリット４が融解し、焼成後の冷却でフリット４が基材１の全面に付着される。
次の図５の（ｃ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンが基材１のフリット４の全面に展着される。このとき、粉状のアナターゼ型酸化チタンが展着剤６に加えられて攪拌されて展着剤６の中に均一に分散され、この展着剤６を基材１のフリット４の全面に塗布することによって、アナターゼ型酸化チタンの層５が展着される。アナターゼ型酸化チタンとしては、前述したように、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物が用いられる。
次の図５の（ｄ）の処理では、アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンが展着された基材１が、このアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、フリット４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば６００℃〜７５０℃で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共にフリット４が再融解し、アナターゼ型酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却によるフリット４の再凝固を介して強固に付着されたアナターゼ型酸化チタンの層５が形成される。
このような方法で製造された図４の分解浄化物によれば、アナターゼ型酸化チタンの層５が焼成によるフリット４の融解を介して基材１に強固に付着され、例え水の中で使用されてもアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが剥離するようなことはない。また、酸化されやすい物を基材として用いた場合でも、フリット４が存在し、また、アナターゼ型酸化チタンとして二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物が用いられているので、基材１の酸化を防止することができる。
図６は本発明による分解浄化物の製造方法の第４実施例であり、図４の分解浄化物の製造方法を示している。
図６の（ａ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、フリット４及びアナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンとが、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。このとき、アナターゼ型酸化チタンの層５を形成するアナターゼ型酸化チタンは、展着剤６によってフリット４が展着された後に、展着剤６の上に塗布される。あるいは、展着剤６の中にフリット４と共にアナターゼ型酸化チタンを分散することによって、フリット４及びアナターゼ酸化チタンを同時に塗布するようにしても良い。展着剤６、フリット４及びアナターゼ型酸化チタンについては、前述した通りである。
次の図６の（ｂ）の処理では、フリット４及びアナターゼ型酸化チタンが展着された基材１が、このアナターゼ型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、フリット４が融解する温度以上、例えば６００℃〜７５０℃で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共にフリット４が融解し、アナターゼ型酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却によるフリット４の凝固を介して強固に付着されたアナターゼ型酸化チタンの層５が形成される。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、アナターゼ型酸化チタンの層５をフリット４の融解を介して基材１に強固に付着させることができる。
図７は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第３実施例を示す断面図である。
図７の分解浄化物では、基材１の全面に、焼成により、第１のフリット２の融解を介してルチール型酸化チタンの層３が付着されている。そして、このルチール型酸化チタンの層３の全面に、焼成により、第２のフリット４の融解を介してブルッカイト型酸化チタンの層７が付着されている。ブルッカイト型酸化チタンの層７は、これを形成するブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成による第２のフリット４の融解を介して、付着されている。第１のフリット２及び第２のフリット４は、前述したように、無機ガラスの原料である所謂ガラス粉である。
このような構成の分解浄化物は、以下の方法によって製造される。
図８は本発明による分解浄化物の製造方法の第５実施例であり、図７の分解浄化物の製造方法を示している。
図８の（ａ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、第１のフリット２とルチール型酸化チタンの層３とが、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３の展着は、図２において述べた通りである。
次の図８の（ｂ）の処理では、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンが展着された基材１が、第１のフリット２の融解温度以上で焼成される。この焼成は図２において述べた通りである。
次の図８の（ｃ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と、ブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンとが、前述した展着剤６を用いて、焼成後の基材１のルチール型酸化チタンの層３の全面に展着される。この場合、ブルッカイト型酸化チタンは、バインダ機能をもった溶液であり、その中にブルッカイト型酸化チタンが混入されている。このようなブルッカイト型酸化チタンとしては、例えば昭和電工株式会社製のＮＴＢ−２８０を用いることができる。ブルッカイト型酸化チタンはバインダ機能をもった溶液であるので、第２のフリット４が分散された展着剤６を用いることなく、ルチール型酸化チタンの層３に塗布することが可能である。しかしながら、ブルッカイト型酸化チタンをより一層強固にルチール型酸化チタンの層３に付着させる観点から、第２のフリット４が分散された展着剤６を用いて、ブルッカイト型酸化チタンを塗布することが望ましい。このとき、高温焼成によってルチール型酸化チタンの層３は非常に乾燥された状態にあるので、アナターゼ型酸化チタンの場合と同様に、展着剤６を介して第２のフリット４及びブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンの層３に積極的に吸収され、ルチール型酸化チタンに食い込むように展着される。ブルッカイト型酸化チタンは７００℃程度以上に焼成されると光触媒機能のないルチール型酸化チタンに変化するので、第２のフリット４としては、このような温度以下、望ましくは６００℃程度以下で融解するフリットが用いられる。
次の図８の（ｄ）の処理では、第２のフリット４及びブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンが展着された基材１が、このブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、第２のフリット４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば６５０℃程度で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共に第２のフリット４が融解し、ブルッカイト型酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却による第２のフリット４の凝固を介して強固に付着されたブルッカイト型酸化チタンの層５が形成される。
このような製造方法によれば、ルチール型酸化チタンの層３を高温で焼成できるので、ルチール型酸化チタンの層３及びブルッカイト型酸化チタンの層７をより一層強固に基材１に付着させることができる。このような方法で製造された図７の分解浄化物によれば、ルチール型酸化チタンの層３が焼成による第１のフリット２の融解及び焼成後の凝固を介して基材１に強固に付着され、その上に、焼成による第２のフリット４の融解及び焼成後の凝固を介してブルッカイト型酸化チタンの層７がルチール型酸化チタンの層３に食い込むように強固に付着される。そのため、例え水の中に置かれてもブルッカイト型酸化チタンの層７が剥離するようなことはない。また、酸化されやすい物質、例えば鉄等を基材１として用いた場合でも、第１のフリット２、ルチール型酸化チタンの層３及び第２のフリット４があるので、ブルッカイト型酸化チタンの層７によって基材１が酸化されることもない。
図９は本発明による分解浄化物の製造方法の第６実施例であり、図７の分解浄化物の製造方法を示している。
図９の（ａ）の処理では、図８の（ａ）の処理と同様の処理が行われる。すなわち、展着剤６を用いて、第１のフリット２とルチール型酸化チタンの層３とが本例では火成岩である基材１の全面に展着される。この場合、第１のフリット２として、ブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と同一のフリットが用いられる。その他は、図８の（ａ）の処理で述べた通りである。
次の図９の（ｂ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と、ブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンとが、前述した展着剤６を用いて、基材１のルチール型酸化チタンの層３の全面に展着される。この場合、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３は、展着剤６によって基材１の全面に展着されている状態である。換言すれば、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３は焼成されていない。
次の図９の（ｃ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタンの層７が展着された基材１が、このブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、第１及び第２のフリット２，４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば６５０℃程度で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共に第１及び第２のフリット２，４が融解し、ルチール型酸化チタン及びブルッカイト型酸化チタンが基材１に食い込むように付着され、焼成後の冷却による第１及び第２のフリット２，４の凝固を介して強固に付着されたルチール型酸化チタンの層３及びブルッカイト型酸化チタンの層７が形成される。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ルチール型酸化チタンの層３及びブルッカイト型酸化チタンの層７を基材１に強固に付着させることができる。
図１０は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第４実施例を示す断面図である。
図１０の分解浄化物では、基材１の全面に、焼成により、フリット４の融解を介してブルッカイト型酸化チタンの層７が付着されている。ブルッカイト型酸化チタンの層７は、これを形成するブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成によるフリット４の融解を介して、付着されている。基材１、フリット４、及びブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンについては、上述した通りである。
このような構成の分解浄化物は、以下の方法によって製造される。
図１１は本発明による分解浄化物の製造方法の第７実施例であり、図１０の分解浄化物の製造方法を示している。
図１１の（ａ）の処理では、前述した液状の展着剤６を用いて、フリット４が、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。展着剤６については、前述した通りである。このとき、展着剤６は粘性があるので、フリット４をムラなく展着することができ、また、基材１が本例では多孔質の火成岩であるので、展着剤６を介してフリット４が火成岩に食い込むように展着される。フリット４は、ブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットである。
次の図１１の（ｂ）の処理では、フリット４が展着された基材１が、フリット４の融解温度以上で焼成される。この段階では、ブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンは未だ展着されていないので、フリット４の融解温度以上であれば焼成温度を考慮する必要はない。これによって、展着剤６が焼失すると共にフリット４が融解し、焼成後の冷却でフリット４が基材１の全面に付着される。
次の図１１の（ｃ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンが基材１のフリット４の全面に展着される。このとき、前述したように、ブルッカイト型酸化チタンはバインダ機能をもった溶液であるので、基材１のフリット４の全面に展着剤６を用いることなく塗布することができ、ブルッカイト型酸化チタンの層７が展着される。そして、ブルッカイト型酸化チタンが展着された基材１が、このブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、フリット４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば６５０℃以下で焼成される。これによって、フリット４が再融解し、ブルッカイト型酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却によるフリット４の再凝固を介して強固に付着されたブルッカイト型酸化チタンの層７が形成される。
このような方法で製造された図１０の分解浄化物によれば、ブルッカイト型酸化チタンの層７が焼成によるフリット４の融解を介して基材１に強固に付着され、例え水の中で使用されてもブルッカイト型酸化チタンが剥離するようなことはない。また、酸化されやすい物を基材として用いた場合でも、無機物であるフリット４が存在するので、基材１の酸化を防止することができる。
図１２は本発明による分解浄化物の製造方法の第８実施例であり、図１０の分解浄化物の製造方法を示している。
図１２の（ａ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、フリット４及びブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンとが、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。このとき、ブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンは、展着剤６によってフリット４が展着された後に、展着剤６の上に塗布される。あるいは、ブルッカイト型酸化チタンの溶液に展着剤６及びフリット４を加え、これを基材１の全面に展着するようにしても良い。フリット４及びブルッカイト型酸化チタンについては、前述した通りである。
次の図１２の（ｂ）の処理では、フリット４及びブルッカイト型酸化チタンの層７を形成するブルッカイト型酸化チタンが展着された基材１が、このブルッカイト型酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、フリット４が融解する温度以上、例えば６５０℃以下で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共にフリット４が融解し、ブルッカイト型酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却によるフリット４の凝固を介して強固に付着されたブルッカイト型酸化チタンの層７が形成される。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ブルッカイト型酸化チタンの層７をフリット４の融解を介して基材１に強固に付着させることができる。
図１３は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第５実施例を示す断面図である。
図１３の分解浄化物では、基材１の全面に、焼成により、第１のフリット２の融解を介してルチール型酸化チタンの層３が付着されている。そして、このルチール型酸化チタンの層３の全面に、焼成により、第２のフリット４の融解を介して、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８が付着されている。ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８は、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成による第２のフリット４の融解を介して、付着されている。第１のフリット２及び第２のフリット４は、前述したように、無機ガラスの原料である所謂ガラス粉である。
このような構成の分解浄化物は、以下の方法によって製造される。
図１４は本発明による分解浄化物の製造方法の第９実施例であり、図１３の分解浄化物の製造方法を示している。
図１４の（ａ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、第１のフリット２とルチール型酸化チタンの層３とが、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３の展着は、図２において述べた通りである。
次の図１４の（ｂ）の処理では、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンが展着された基材１が、第１のフリット２の融解温度以上で焼成される。この焼成は図２において述べた通りである。
次の図１４の（ｃ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成する酸化チタンとが、前述した展着剤６を用いて、焼成後の基材１のルチール型酸化チタンの層３の全面に展着される。アナターゼ型酸化チタンとしては、前述したように、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物が用いられる。ブルッカイト型酸化チタンの溶液に含まれるブルッカイト型酸化チタンの量は、重量比で数パーセント、例えば３％程度である。このようなブルッカイト型酸化チタンの溶液にアナターゼ型酸化チタンが、重量比で数パーセント、例えば３％程度加えられる。これによって、ブルッカイト型酸化チタンのみの場合と比較して光触媒機能を二倍程度に上げることができる。また、ブルッカイト型酸化チタンにアナターゼ型酸化チタンを加えることによって、ルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度を例えば７５０℃程度まで上げることができる。前述したように、ブルッカイト型酸化チタンはバインダ機能をもった溶液であるので、アナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンは、第２のフリット４が分散された展着剤６を用いることなく、ルチール型酸化チタンの層３に塗布することができる。しかしながら、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンをより一層強固にルチール型酸化チタンの層３に付着させる観点から、第２のフリット４が分散された展着剤６を用いて、ブルッカイト型酸化チタンを塗布することが望ましい。このとき、高温焼成によってルチール型酸化チタンの層３は非常に乾燥された状態にあるので、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンの場合と同様に、展着剤６を介して第２のフリット４、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンの層３に積極的に吸収され、ルチール型酸化チタンに食い込むように展着される。ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンは７５０℃程度に焼成されてもチール型酸化チタンには殆ど変化しないので、第２のフリット４としては、このような温度以下、望ましくは６５０℃程度以下で融解するフリットが用いられる。
次の図１４の（ｄ）の処理では、第２のフリット４、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成するブ酸化チタンが展着された基材１が、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、第２のフリット４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば６００℃〜７５０℃で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共に第２のフリット４が融解し、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却による第２のフリット４の凝固を介して強固に付着されたブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８が形成される。
このような製造方法によれば、ルチール型酸化チタンの層３を高温で焼成できるので、ルチール型酸化チタンの層３及び酸化チタンの層８をより一層強固に基材１に付着させることができる。このような方法で製造された図１３の分解浄化物によれば、ルチール型酸化チタンの層３が焼成による第１のフリット２の融解及び焼成後の凝固を介して基材１に強固に付着され、その上に、焼成による第２のフリット４の融解及び焼成後の凝固を介して酸化チタンの層８がルチール型酸化チタンの層３に食い込むように強固に付着される。そのため、例え水の中に置かれても酸化チタンの層８が剥離するようなことはない。
図１５は本発明による分解浄化物の製造方法の第１０実施例であり、図１３の分解浄化物の製造方法を示している。
図１５の（ａ）の処理では、図１４の（ａ）の処理と同様の処理が行われる。すなわち、展着剤６を用いて、第１のフリット２とルチール型酸化チタンの層３とが、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。この場合、第１のフリット２として、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と同一のフリットが用いられる。
次の図１５の（ｂ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリット４と、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成する酸化チタンとが、前述した展着剤６を用いて、基材１のルチール型酸化チタンの層３の全面に展着される。この場合、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３は、展着剤６によって基材１の全面に展着されている状態である。換言すれば、第１のフリット２及びルチール型酸化チタンの層３は焼成されていない。
次の図１５の（ｃ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８が展着された基材１が、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、第１及び第２のフリット２，４が融解する温度以上で焼成される。本例では、 例えば６００℃〜７５０℃で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共に第１及び第２のフリット２，４が融解し、ルチール型酸化チタン、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンが基材１に食い込むように付着され、焼成後の冷却による第１及び第２のフリット２，４の凝固を介して強固に付着されたルチール型酸化チタンの層３、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８が形成される。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ルチール型酸化チタンの層３、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を基材１に強固に付着させることができる。
図１６は本発明による光触媒を用いた分解浄化物の第６実施例を示す断面図である。
図１６の分解浄化物では、基材１の全面に、焼成により、フリット４の融解を介してブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８が付着されている。この酸化チタンの層８は、これを形成するブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成によるフリット４の融解を介して、付着されている。基材１、フリット４、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンについては、上述した通りである。
このような構成の分解浄化物は、以下の方法によって製造される。
図１７は本発明による分解浄化物の製造方法の第１１実施例であり、図１６の分解浄化物の製造方法を示している。
図１７の（ａ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、フリット４が、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。展着剤６については、前述した通りである。このとき、展着剤６は粘性があるので、フリット４をムラなく展着することができ、また、基材１が本例では多孔質の火成岩であるので、展着剤６を介してフリット４が火成岩に食い込むように展着される。フリット４は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成する酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットである。本例では、例えば７５０℃以下、望ましくは６５０℃以下で融解するフリットである。
次の図１７の（ｂ）の処理では、フリット４が展着された基材１が、フリット４の融解温度以上で焼成される。この段階では、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成する酸化チタンは未だ展着されていないので、フリット４の融解温度以上であれば焼成温度を考慮する必要はない。これによって、展着剤６が焼失すると共にフリット４が融解し、焼成後の冷却でフリット４が基材１の全面に付着される。
次の図１７の（ｃ）の処理では、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成する酸化チタンが基材１のフリット４の全面に展着される。このとき、前述したように、ブルッカイト型酸化チタンはバインダ機能をもった溶液であるので、アナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンは、基材１のフリット４の全面に展着剤６を用いることなく塗布することができ、酸化チタンの層８が展着される。そして、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンが展着された基材１が、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、フリット４が融解する温度以上で焼成される。本例では、例えば７５０℃以下で焼成される。これによって、フリット４が再融解し、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却によるフリット４の再凝固を介して強固に付着された酸化チタンの層８が形成される。
このような方法で製造された図１６の分解浄化物によれば、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８が焼成によるフリット４の融解を介して基材１に強固に付着され、例え水の中で使用されてもこの酸化チタンの層８が剥離するようなことはない。また、酸化されやすい物を基材として用いた場合でも、無機物であるフリット４が存在すると共にアナターゼ型酸化チタンとして二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物が用いられているので、基材１の酸化を防止することができる。
図１８は本発明による分解浄化物の製造方法の第１２実施例であり、図１６の分解浄化物の製造方法を示している。
図１８の（ａ）の処理では、前述した展着剤６を用いて、フリット４、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成する酸化チタンとが、本例では火成岩である基材１の全面に展着される。このとき、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８を形成する酸化チタンは、展着剤６によってフリット４が展着された後に、展着剤６の上に塗布される。あるいは、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの溶液に展着剤６及びフリット４を加え、これを基材１の全面に展着するようにしても良い。フリット４、及びブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンについては、前述した通りである。
次の図１８の（ｂ）の処理では、フリット４及び酸化チタンの層８を形成する酸化チタンが展着された基材１が、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、フリット４が融解する温度以上、例えば７５０℃以下で焼成される。これによって、展着剤６が焼失すると共にフリット４が融解し、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンが基材１に食い込むように基材１に付着され、焼成後の冷却によるフリット４の凝固を介して強固に付着された酸化チタンの層８が形成される。
このような製造方法によれば、一回の焼成によって、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層８をフリット４の融解を介して基材１に強固に付着させることができる。
図１９は図１、図４、図７、図１０、図１３又は図１６の分解浄化物を用いた本発明による分解浄化方法の一実施例を示す平面図で、本例では河川の水質浄化に使用される分解浄化方法が示されている。
本例では、河川１０の両岸に擁壁１２，１３が設けられ、河川１０の底に底床１４が敷き詰められており、河川１０が上流ａから下流ｂに流れている。そして、図１、図４、図７、図１０、図１３又は図１６で述べた複数の分解浄化物１５が、河川１０の水の流れを受けるように設置されている。本例では、複数の分解浄化物１５は袋状のネット１６に入れられており、ネット１６を介して例えばクレーン等によって容易に河川１０に配置することができるようになっている。分解浄化物１５は河川１０に配置された後、ネット１６が複数のアンカーボルト１７を介して河川１０の底床１４に固定されことによって、分解浄化物１５の流出が防止されるようになっている。複数の分解浄化物１５を収納するネット１６の下流ｂ側には、更に流出防止部材１７が設けられている。流出防止部材１７は、後述する図２１に示されているように、分解浄化物１５が通過できない枠体であり、河川１０の水の流れを塞き止めないようになっている。
図２０は図１９の分解浄化方法における分解浄化物と水位との関係の一例を示す図である。分解浄化物１５はその上部部分が水面から露出するように設置されることが望ましく、例えば、分解浄化物１５の５０〜９０％が水に触れるように設けられる。これによって、河川１０の水面部分に接する分解浄化物１５の部分が、分解浄化物１５の酸化分解作用を活性化させる自然光又は／及び人工光を受けやすくなり、河川１０の水質浄化をより一層促進することができる。なお、図２０では分解浄化物１５が一層で配置されているが、これに限定されるものではない。分解浄化物１５は積層されてもよい。
図１９に戻り、このように設けれた分解浄化物１５の上方には、分解浄化物１５の酸化分解作用を活性化させる紫外線等の人工光を照射する光源２０として、本例ではブラックライトが設けられている。
図２１は図１９のＡ−Ａ断面図である。光源２０は、擁壁１２，１３に固定された保持部材２１にアーム２２ａ、２２ｂを介して設けられている。河川１０の土手２３には給電用の支柱２４が設けられ、商用電源ＡＣが自動点灯／消灯器２５及び安定器２６を介して光源２０に与えられるようになっている。本例では、自動点灯／消灯器２５によって周囲の明暗を検知し、周囲が暗い場合に光源２０を点灯し、明るい場合には消灯するように制御されるようになっている。なお、商用電源に代えて、例えばソーラーセル等を電源として用いることもできる。
このような分解浄化方法によれば、分解浄化物１５が光触媒作用を活性化させる自然光又は／及び人工光を受けることによって光触媒作用を活性化し、河川１０の中の大腸菌、レジオネラ菌、鯉ヘルペス等を含む有機体が酸化分解され、水質の浄化を行うことができる。
図２２は図１、図４、図７、図１０、図１３又は図１６の分解浄化物を用いた本発明による分解浄化方法の別の実施例を示す断面図である。図２２において、図２１と同符号の部分は同一物を示している。
この分解浄化方法では、前述した分解浄化物１５が平面部材３０の上に配置されている。図２３は平面部材３０の一例を示す断面図である。平面部材３０は、耐火性を有しており、例えばムライト、レンガ等が用いられる。このような平面部材３０の一面に、焼成によるフリット３１の融解及び焼成後の凝固を介して、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタン、又は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層３２が形成されている。そして、分解浄化物１５は、平面部材３０酸化チタンの層３２が形成された面に配置されている。
これによれば、酸化チタンの層３２が形成された平面部材３０の面が河川１０の水を通して光触媒作用を活性化させる自然光又は／及び人工光を受け、上方の分解浄化物１５で酸化分解できない大腸菌等の有機体を酸化分解することができる。
前述した分解浄化物の製造方法では、基材として岩石、レンガ、鉄やステンレス等の金属又はガラス等が用いられているが、基材はこれらに限定されるものではなく、基材として鉱物繊維を用いることもできる。鉱物繊維としては例えばシリカアルミナ繊維が用いられ、次のような方法で分解浄化物が製造される。
先ず、鉱物繊維に、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタン、又は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンを付着させる処理が行われる。この処理では、アナターゼ型酸化チタンが分散されたバインダ溶液、ブルッカイト型酸化チタンの溶液、又は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの溶液がスプレーガンによって鉱物繊維に付着される。あるいは、これらの溶液に鉱物繊維を浸漬することによって付着される。その後、鉱物繊維は２０〜３０℃で乾燥される。次に、上述の酸化チタンが付着された基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で焼成する処理が行われる。アナターゼ型酸化チタンとしては、前述したように、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物が用いられる。鉱物繊維にアナターゼ型酸化チタンを付着させた場合には例えば６００〜７５０℃で焼成が行われ、ブルッカイト型酸化チタンを付着させた場合には例えば３５０℃で焼成が行われ、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンを付着させた場合には例えば６００〜７５０℃で焼成が行われる。
このような製造方法によって得られた分解浄化物は、任意の形状及び大きさに容易に形成することができるので、有機体を酸化分解する例えばフィルタ材料等として有効に利用することができる。
図２４は本発明による分解浄化物の製造方法の第１３実施例で、これによって製造された分解浄化物の一例を示す平面図である。図２５は図２４の部分拡大図、図２６は図２５のＢ−Ｂ断面図である。
図２４の分解浄化物４０には、焼成することのできない基材４１としてプラスチックが用いられ、本例では、フィルタ等として用いる観点から平板状の網部材に形成されている。この網部材のメッシュ部分には、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物からなるアナターゼ型酸化チタンの層４１が、メチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又はラテックスの溶液を用いて、付着されている。基材が家屋の壁や壁紙等の木や紙などの場合でも、アナターゼ型酸化チタンの層４１が同様に形成される。このような分解浄化物４０は次のような方法で製造される。
先ず、プラスチック又は木等の基材４１に、メチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又はラテックスの溶液を用いて、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物からなるアナターゼ型酸化チタンの層４２を、吹付け又は浸漬等によって塗布する処理が行われる。次に、アナターゼ型酸化チタンの層４１が塗布された基材を自然乾燥又は基材４１に悪影響を与えない温度以下の強制乾燥により乾燥して、アナターゼ型酸化チタンの層４２をメチルセルロース、ケミカルメチルセルロース又はラテックス４３を介して基材に付着させる処理が行われる。
このような分解浄化物の製造方法によれば、アナターゼ型酸化チタンが粘性をもったメチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又は粘性をもったラテックスの溶液に混入分散されるので、アナターゼ型酸化チタンの粒子が溶液の下部に溜まることなく均一に分散される。そのため、アナターゼ型酸化チタンをムラなく確実に基材に塗布することができる。また、メチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又はラテックスの溶液は、アルコール系無機バインダ等と比較して接着力が高いので、アナターゼ型酸化チタンの層４２より強固に基材４１に付着させることができる。アナターゼ型酸化チタンとして二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化酸化物が用いられるので、基材４１として酸化されやすいプラスチック又は木等が用いられる場合でも、酸化防止用のアンダーコーティングを施すことなしに、基材の酸化防止を図ることができる。このような分解浄化物は、空気中のウィルスや細菌、ホルムアルデヒド、悪臭、窒素酸化物等の酸化分解に有効に利用することができる。
本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
本発明による光触媒を用いた分解浄化物は、河川や湖沼等の水質浄化、空気清浄などに有効に利用することができ、特に、水の中に配置されても光触媒である酸化チタンが剥離することがないので水質浄化に用いるのに適している。
Claims (19)
- 基材と、
焼成による第１のフリットの融解を介して、前記基材の全面に付着されたルチール型酸化チタンの層と、
アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンの層であって、この酸化チタンの層がルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成による第２のフリットの融解を介して、前記ルチール型酸化チタンの層の全面に付着されたアナターゼ型又はブルッカイト型の前記酸化チタンの層とを有する光触媒を用いた分解浄化物。 - 基材と、
アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンの層であって、この酸化チタンの層がルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成によるフリットの融解を介して、前記基材の全面に付着されたアナターゼ型又はブルッカイト型の前記酸化チタンの層とを有する光触媒を用いた分解浄化物。 - 基材と、
焼成による第１のフリットの融解を介して、前記基材の全面に付着されたルチール型酸化チタンの層と、
ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層であって、この酸化チタンの層がルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成による第２のフリットの融解を介して、前記ルチール型酸化チタンの層の全面に付着された、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンの層とを有する光触媒を用いた分解浄化物。 - 基材と、
ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層であって、この酸化チタンの層がルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下の焼成によるフリットの融解を介して、前記基材の全面に付着された、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンの層とを有する光触媒を用いた分解浄化物。 - 粘性をもった液状の展着剤を用いて、第１のフリットとルチール型酸化チタンとを基材の全面に展着する処理と、
前記第１のフリット及び前記ルチール型酸化チタンが展着された前記基材を、前記第１のフリットの融解温度以上で焼成する処理と、
アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリットとアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンとを、前記展着剤を用いて、焼成後の前記基材のルチール型酸化チタンの全面に展着する処理と、
アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記第２のフリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含む分解浄化物の製造方法。 - アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットとルチール型酸化チタンとを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、
前記フリットとアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンとを、前記展着剤を用いて、前記基材のルチール型酸化チタンの全面に展着する処理と、
アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含む分解浄化物の製造方法。 - アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、
前記フリットが展着された前記基材を、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理と、
焼成後の前記基材の前記フリットの全面に、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンを前記展着剤を用いて展着する処理と、
アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理と含む分解浄化物の製造方法。 - アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットとアナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンとを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、
アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含む分解浄化物の製造方法。 - 粘性をもった液状の展着剤を用いて、第１のフリットとルチール型酸化チタンとを基材の全面に展着する処理と、
前記第１のフリット及び前記ルチール型酸化チタンが展着された前記基材を、前記第１のフリットの融解温度以上で焼成する処理と、
ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解する第２のフリットとブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンとを、前記展着剤を用いて、焼成後の前記基材のルチール型酸化チタンの全面に展着する処理と、
ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンが付着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記第２のフリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含む分解浄化物の製造方法。 - ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットとルチール型酸化チタンとを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、
前記フリットとブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンとを、前記展着剤を用いて、前記基材のルチール型酸化チタンの全面に展着する処理と、
ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含む分解浄化物の製造方法。 - ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、
前記フリットが展着された前記基材を、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理と、
焼成後の前記基材の前記フリットの全面に、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンを前記展着剤を用いて展着する処理と、
ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含む分解浄化物の製造方法。 - ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で融解するフリットとブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンとを、粘性をもった液状の展着剤を用いて、基材の全面に展着する処理と、
ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された前記酸化チタンが展着された前記基材を、この酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で、且つ、前記フリットが融解する温度以上で焼成する処理とを含む分解浄化物の製造方法。 - 前記基材が火成岩である請求の範囲第５項又は第６項又は第７項又は第８項又は第９項又は第１０項又は第１１項又は第１２項に記載の分解浄化物の製造方法。
- 前記アナターゼ型酸化チタンが二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化物である請求の範囲第５項又は第６項又は第７項又は第８項又は第９項又は第１０項又は第１１項又は第１２項に記載の分解浄化物の製造方法。
- 前記展着剤がメチルセルロース、ケミカルメチルセルロース又はラテックスの溶液である請求の範囲第５項又は第６項又は第７項又は第８項又は第９項又は第１０項又は第１１項又は第１２項に記載の分解浄化物の製造方法。
- 請求の範囲第１項又は第２項又は第３項又は第４項に記載の光触媒を用いた分解浄化物を、その光触媒作用を活性化させる自然光又は／及び人工光を受けることができるように水の中に配置し、前記分解浄化物の光触媒作用の活性化によって水を浄化するようにした分解浄化物を用いた分解浄化方法。
- 耐火性の平面部材の一面に、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタンの層、又は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンの層を焼成によって形成し、この平面部材の前記酸化チタンの層が形成された面に、前記分解浄化物を配置するようにした請求の範囲第１６項に記載の分解浄化物を用いた分解浄化方法。
- 鉱物繊維からなる基材に、アナターゼ型又はブルッカイト型の酸化チタン、又は、ブルッカイト型酸化チタン及びアナターゼ型酸化チタンが混合された酸化チタンを付着させる処理と、
前記酸化チタンが付着された前記基材を、前記酸化チタンがルチール型酸化チタンに殆ど変化しない温度以下で焼成する処理とを含む分解浄化物の製造方法。 - プラスチック又は木等の基材に、メチルセルロース又はケミカルメチルセルロースの水溶液、又はラテックスの溶液を用いて、二酸化ケイ素と二酸化チタンの複合酸化酸化物からなるアナターゼ型酸化チタンを塗布する処理と、
前記アナターゼ型酸化チタンが塗布された前記基材を乾燥し、前記アナターゼ型酸化チタンを前記基材に付着させる処理とを含む分解浄化物の製造方法。
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