JPWO2013191162A1 - Photocatalyst coating material, article and method for producing photocatalyst coating material - Google Patents

Photocatalyst coating material, article and method for producing photocatalyst coating material Download PDF

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Abstract

基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性を高めることが可能な光触媒被覆材料、その光触媒被覆材料を備えた物品、および、その光触媒被覆材料の製造方法を提供する。光触媒被覆材料は、アルミニウム材と、このアルミニウム材の表面上に形成された、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層と、アルミニウム材と光触媒体層との間に形成された、アルミニウムと炭素を含む介在層とを備える。光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層をアルミニウム材の表面上に形成し、炭化水素含有物質を含む空間に上記の光触媒体層が形成されたアルミニウム材を配置した状態で加熱することにより、光触媒被覆材料が製造される。Provided are a photocatalyst coating material capable of enhancing adhesion between an aluminum material as a substrate and a photocatalyst layer, an article provided with the photocatalyst coating material, and a method for producing the photocatalyst coating material. The photocatalyst coating material includes an aluminum material, a photocatalyst layer containing metal oxide particles having photocatalytic activity formed on the surface of the aluminum material, and an aluminum formed between the aluminum material and the photocatalyst layer. And an intervening layer containing carbon. A photocatalyst layer containing metal oxide particles having photocatalytic activity is formed on the surface of an aluminum material, and heating is performed with the aluminum material having the photocatalyst layer formed in a space containing a hydrocarbon-containing substance. Thus, a photocatalyst coating material is manufactured.

Description

本発明は、光触媒被覆材料、光触媒被覆材料を備えた物品および光触媒被覆材料の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a photocatalyst coating material, an article provided with the photocatalyst coating material, and a method for producing the photocatalyst coating material.

半導体にそのバンドギャップ以上のエネルギーを持つ光を照射すると、半導体の表面に接触した樹脂等の有機系の物質は強い酸化還元作用を受けて分解される。この半導体の光触媒活性作用を、大気中、水中等に含まれる有害物質の分解または無害化、生活空間の脱臭、生活空間における固体表面の汚染防止、生活空間の抗菌等の様々な環境浄化に利用する技術の開発が進められている。このような目的で使用される半導体光触媒には、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化タングステン等の金属酸化物が挙げられる。また、実際に環境浄化に利用される際には、半導体表面が活かされるため、光触媒活性を高める目的で、上記の金属酸化物の粒子を、基材の表面に膜状、層状等の形態で固定化して、光触媒反応する表面積を大きくして用いられることが多い。   When a semiconductor is irradiated with light having energy higher than the band gap, an organic substance such as a resin that contacts the surface of the semiconductor is decomposed by a strong redox action. Utilizing the photocatalytic activity of this semiconductor for various environmental purifications, such as decomposition or detoxification of harmful substances in the atmosphere, water, etc., deodorization of living space, prevention of solid surface contamination in living space, antibacterial activity in living space, etc. The development of technology is underway. Examples of semiconductor photocatalysts used for such purposes include metal oxides such as titanium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, and tungsten oxide. In addition, since the semiconductor surface is utilized when actually used for environmental purification, the above metal oxide particles are formed on the surface of the substrate in the form of a film, a layer or the like for the purpose of enhancing the photocatalytic activity. It is often used by immobilizing and increasing the surface area for photocatalytic reaction.

半導体光触媒として、最も多く使用される酸化チタンの粒子を固定化する方法として、たとえば、特開平6−293519号公報(以下、特許文献1という)には、酸化チタン粒子の懸濁液を支持体に塗布し、焼成して酸化チタン粒子を支持体の上に固着させることによって酸化チタン膜を製造する方法が記載されている。   As a method for immobilizing titanium oxide particles that are most frequently used as a semiconductor photocatalyst, for example, JP-A-6-293519 (hereinafter referred to as Patent Document 1) uses a suspension of titanium oxide particles as a support. And a method of producing a titanium oxide film by fixing the titanium oxide particles on a support by baking.

また、たとえば、特開平7−316342号公報(以下、特許文献2という)には、合成樹脂に光触媒としての酸化チタン粒子を含有させることによって得られた合成樹脂組成物層を含む積層体が記載されている。   Also, for example, JP-A-7-316342 (hereinafter referred to as Patent Document 2) describes a laminate comprising a synthetic resin composition layer obtained by incorporating titanium oxide particles as a photocatalyst into a synthetic resin. Has been.

特開平6−293519号公報JP-A-6-293519 特開平7−316342号公報JP-A-7-316342

しかしながら、特許文献1に記載された方法では、光触媒反応する表面積を大きくするためには酸化チタン膜の厚みを大きくする必要がある。酸化チタン膜の厚みを大きくすると、酸化チタン粒子と支持体との間の密着性が低下する。また、酸化チタン粒子の支持体への固着を促進させるために焼成温度を高くすると、支持体の材料として、アルミニウム材のように比較的低い温度で軟化する材料を用いることが困難になる。   However, in the method described in Patent Document 1, it is necessary to increase the thickness of the titanium oxide film in order to increase the surface area for photocatalytic reaction. When the thickness of the titanium oxide film is increased, the adhesion between the titanium oxide particles and the support is lowered. Further, if the firing temperature is increased in order to promote the fixation of the titanium oxide particles to the support, it is difficult to use a material that softens at a relatively low temperature, such as an aluminum material, as the support material.

また、特許文献2に記載された積層体のように、合成樹脂等の有機系材料をバインダーとして用いて、光触媒としての酸化チタン粒子を固定化しようとすると、有機系バインダー自身が酸化チタン粒子の光触媒作用により劣化する。このため、酸化チタン粒子間の密着性が低下するという問題がある。なお、特許文献2に記載されていないが、合成樹脂等の有機系材料をバインダーとして用いて、光触媒としての酸化チタン粒子を基材の上に固定化しようとすると、上記と同様にして、酸化チタン粒子と基材との間の密着性が低下するという問題がある。   Further, as in the laminate described in Patent Document 2, when an organic material such as a synthetic resin is used as a binder and titanium oxide particles as a photocatalyst are to be immobilized, the organic binder itself is the titanium oxide particle. Deteriorated by photocatalysis. For this reason, there exists a problem that the adhesiveness between titanium oxide particles falls. Although not described in Patent Document 2, when an organic material such as a synthetic resin is used as a binder and titanium oxide particles as a photocatalyst are to be immobilized on a substrate, oxidation is performed in the same manner as described above. There exists a problem that the adhesiveness between a titanium particle and a base material falls.

そこで、本発明の目的は、上述の問題を解決することであり、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性を高めることが可能な光触媒被覆材料、その光触媒被覆材料を備えた物品、および、その光触媒被覆材料の製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem, and includes a photocatalyst coating material capable of improving adhesion between an aluminum material as a base material and a photocatalyst layer, and the photocatalyst coating material. And a method for producing the photocatalyst coating material.

本発明者は、従来技術の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を備えたアルミニウム材を特定条件で加熱することによって上記の目的を達成することが可能な光触媒被覆材料を得ることができることを見出した。このような発明者の知見に基づいて本発明はなされたものである。   As a result of intensive studies to solve the problems of the prior art, the present inventor achieves the above object by heating an aluminum material provided with metal oxide particles having photocatalytic activity under specific conditions. It has been found that a photocatalyst coating material capable of achieving the above can be obtained. The present invention has been made based on such knowledge of the inventors.

本発明に従った光触媒被覆材料は、アルミニウム材と、このアルミニウム材の表面上に形成された、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層と、アルミニウム材と光触媒体層との間に形成された、アルミニウムと炭素を含む介在層とを備える。   A photocatalyst coating material according to the present invention includes an aluminum material, a photocatalyst layer formed on the surface of the aluminum material and containing metal oxide particles having photocatalytic activity, and the aluminum material and the photocatalyst layer. An intervening layer containing aluminum and carbon is formed.

また、本発明の光触媒被覆材料においては、光触媒体層の厚みは、1nm以上10μm以下であることが好ましい。   Moreover, in the photocatalyst coating material of this invention, it is preferable that the thickness of a photocatalyst body layer is 1 nm or more and 10 micrometers or less.

さらに、本発明の光触媒被覆材料においては、介在層は、結晶化したアルミニウムの炭化物を含むことが好ましい。   Furthermore, in the photocatalyst coating material of the present invention, the intervening layer preferably contains crystallized aluminum carbide.

本発明に従った物品は、上述した特徴を有する光触媒被覆材料を備える。   An article according to the present invention comprises a photocatalytic coating material having the characteristics described above.

本発明に従った光触媒被覆材料の製造方法は、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層をアルミニウム材の表面上に形成する光触媒体層形成工程と、炭化水素含有物質を含む空間に上記の光触媒体層が形成されたアルミニウム材を配置した状態で加熱する加熱工程とを備える。   The method for producing a photocatalyst coating material according to the present invention includes a photocatalyst layer forming step of forming a photocatalyst layer containing metal oxide particles having photocatalytic activity on the surface of an aluminum material, and a space containing a hydrocarbon-containing substance. A heating step of heating in a state where the aluminum material on which the photocatalyst layer is formed is disposed.

本発明の光触媒被覆材料の製造方法においては、加熱工程は、450℃以上660℃未満の温度で行われることが好ましい。   In the method for producing a photocatalyst coating material of the present invention, the heating step is preferably performed at a temperature of 450 ° C. or higher and lower than 660 ° C.

本発明によれば、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性を高めることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the adhesiveness between the aluminum material as a base material and a photocatalyst body layer can be improved.

(アルミニウム材)
本発明の光触媒被覆材料は、光触媒体層が形成される基材としてアルミニウム材を備えている。基材としてのアルミニウム材は特に限定されない。本発明の一つの実施の形態では、アルミニウム材として、純アルミニウムまたはアルミニウム合金の箔または板を用いることができる。このようなアルミニウム材は、アルミニウム純度が「JIS H 2111」に記載された方法に準じて測定された値で98質量%以上のものが好ましい。本発明で用いられるアルミニウム材は、その組成として、鉛(Pb)、珪素(Si)、鉄(Fe)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ガリウム(Ga)、ニッケル(Ni)およびホウ素(B)の少なくとも1種の合金元素を必要範囲内において添加したアルミニウム合金、または、上記の不可避的不純物元素の含有量を限定したアルミニウムも含む。アルミニウム材の厚みは、特に限定されないが、一般的には、箔で5μm以上200μm以下、板で0.2mm以上にすることが好ましい。
(Aluminum material)
The photocatalyst coating material of the present invention includes an aluminum material as a base material on which the photocatalyst layer is formed. The aluminum material as a base material is not specifically limited. In one embodiment of the present invention, a pure aluminum or aluminum alloy foil or plate can be used as the aluminum material. Such an aluminum material preferably has an aluminum purity of 98% by mass or more as a value measured according to the method described in “JIS H 2111”. The aluminum material used in the present invention has a composition of lead (Pb), silicon (Si), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), magnesium (Mg), chromium (Cr), zinc ( Zn alloy, titanium (Ti), vanadium (V), gallium (Ga), nickel (Ni), and aluminum alloy to which at least one alloy element is added within the necessary range, or the above inevitable It also includes aluminum with limited impurity element content. The thickness of the aluminum material is not particularly limited, but in general, it is preferably 5 to 200 μm for the foil and 0.2 mm or more for the plate.

上記のアルミニウム材は、公知の方法によって製造されるものを使用することができる。たとえば、上記の所定の組成を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯を調製し、この溶湯を鋳造して得られた鋳塊を適切に均質化処理する。その後、この鋳塊に熱間圧延と冷間圧延を施すことにより、基材としてのアルミニウム材を得ることができる。なお、上記の冷間圧延工程の途中で、150℃以上400℃以下の温度で中間焼鈍処理を施してもよい。   What was manufactured by a well-known method can be used for said aluminum material. For example, a molten aluminum or aluminum alloy having the above predetermined composition is prepared, and an ingot obtained by casting the molten metal is appropriately homogenized. Then, the aluminum material as a base material can be obtained by subjecting this ingot to hot rolling and cold rolling. In addition, you may perform an intermediate annealing process at the temperature of 150 to 400 degreeC in the middle of said cold rolling process.

また、光触媒体層を形成する工程の前に、アルミニウム材に適宜前処理を施してもよい。   Further, before the step of forming the photocatalyst layer, the aluminum material may be appropriately pretreated.

(光触媒体層)
本発明の光触媒被覆材料では、基材としてのアルミニウム材の表面上には、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層が形成されている。光触媒体層に含まれる光触媒活性を有する金属酸化物粒子は特に限定されない。本発明の一つの実施の形態では、金属酸化物粒子としては、チタン酸化物、亜鉛酸化物、ジルコニウム酸化物、タングステン酸化物等の粒子が挙げられるが、特に、アナターゼ型のチタン酸化物粒子が好適に使用される。
(Photocatalyst layer)
In the photocatalyst coating material of the present invention, a photocatalyst layer containing metal oxide particles having photocatalytic activity is formed on the surface of an aluminum material as a base material. The metal oxide particles having photocatalytic activity contained in the photocatalyst layer are not particularly limited. In one embodiment of the present invention, examples of the metal oxide particles include titanium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, tungsten oxide and the like, and in particular, anatase-type titanium oxide particles. Preferably used.

光触媒体層に含まれる光触媒活性を有する金属酸化物粒子の形状、大きさは特に限定されないが、分散粒子の大きさ(粒子径)としては、光触媒活性を高くするため、0.01nm以上10μm以下が好ましく、特に1nm以上150nm以下が好ましい。なお、粒子径は走査透過型電子顕微鏡(STEM:Scanning Transmission Electron Microscopy)により断面観察した写真から任意の粒子50個を選び出して粒子径を算出し、その平均値により求められる。   The shape and size of the metal oxide particles having photocatalytic activity contained in the photocatalyst body layer are not particularly limited, but the size (particle diameter) of the dispersed particles is 0.01 nm or more and 10 μm or less in order to increase the photocatalytic activity. In particular, 1 nm to 150 nm is preferable. The particle diameter is obtained by calculating the particle diameter by selecting 50 arbitrary particles from a photograph of a cross-sectional observation using a scanning transmission electron microscope (STEM), and calculating the particle diameter.

光触媒体層は、たとえば、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を溶液中で撹拌機等を用いてエマルジョン化させた塗布液、光触媒活性を有する金属酸化物の前駆体物質を溶液中で加水分解、水熱処理等して粒子化させた塗布液、または、上記の二つの塗布液を混合した塗布液を、基材としてのアルミニウム材の表面上に塗布することにより、形成される。   The photocatalyst layer is, for example, a coating solution in which metal oxide particles having photocatalytic activity are emulsified in a solution using a stirrer or the like, and a precursor material of metal oxide having photocatalytic activity is hydrolyzed in solution. It is formed by applying a coating solution formed into particles by hydrothermal treatment or the like, or a coating solution obtained by mixing the above two coating solutions onto the surface of an aluminum material as a substrate.

光触媒体層の厚みは、基材と光触媒体層との間の密着性を確保する観点から、1nm以上10μm以下であればよく、特に2μm以下であることが好ましい。   The thickness of the photocatalyst layer may be 1 nm or more and 10 μm or less, and particularly preferably 2 μm or less, from the viewpoint of ensuring adhesion between the substrate and the photocatalyst layer.

後述するアルミニウムと炭素を含む介在層の存在により、アルミニウム材と光触媒体層との間の密着性は確保されるが、密着性をさらに向上させる方法として、光触媒体層を形成する際に、金属酸化物前駆体物質(ペルオキソチタン酸水溶液等)、または、樹脂等の有機系のバインダーを、上記の塗布液に加えることが挙げられる。たとえば、金属アルコキシドの有機化合物または金属塩の加水分解および重縮合の反応を利用して、金属酸化物前躯体物質を含む溶液(ゾル)からゲル化させた溶液に、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を分散させることによって調製された塗布液を、アルミニウム材の表面上に塗布すればよい。あるいは、金属酸化物粒子を溶液中でエマルジョン化させた塗布液に、樹脂等の有機系のバインダーとして炭素含有成分を含有させることによって調製された塗布液を、アルミニウム材の表面上に塗布すればよい。   Although the adhesion between the aluminum material and the photocatalyst layer is ensured by the presence of an intervening layer containing aluminum and carbon, which will be described later, as a method for further improving the adhesion, a metal is used when forming the photocatalyst layer. An oxide precursor substance (peroxotitanic acid aqueous solution or the like) or an organic binder such as a resin may be added to the coating solution. For example, a metal oxide having photocatalytic activity in a solution gelled from a solution (sol) containing a metal oxide precursor substance using a reaction of hydrolysis and polycondensation of an organic compound or metal salt of a metal alkoxide What is necessary is just to apply | coat the coating liquid prepared by disperse | distributing particle | grains on the surface of an aluminum material. Alternatively, a coating solution prepared by adding a carbon-containing component as an organic binder such as a resin to a coating solution obtained by emulsifying metal oxide particles in a solution is applied onto the surface of an aluminum material. Good.

(介在層)
本発明の光触媒被覆材料では、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間には、アルミニウムと炭素を含む介在層が形成されている。介在層は、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を、炭化水素含有物質を含む雰囲気中で加熱することにより得られる。
(Intervening layer)
In the photocatalyst coating material of the present invention, an intervening layer containing aluminum and carbon is formed between the aluminum material as the base material and the photocatalyst layer. The intervening layer is obtained by heating an aluminum material having a photocatalyst layer formed on the surface in an atmosphere containing a hydrocarbon-containing substance.

介在層は、光触媒体層に含まれる光触媒活性を有する金属酸化物粒子の表面を覆うことはないので光触媒活性作用に影響を与えずに、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性を高める働きをする。   Since the intervening layer does not cover the surface of the metal oxide particles having photocatalytic activity contained in the photocatalyst layer, the intervening layer does not affect the photocatalytic activity, and between the aluminum material as the substrate and the photocatalyst layer. It works to improve adhesion.

上述したように、光触媒体層を形成する際に、金属酸化物前駆体物質またはバインダーを塗布液に加えることによって、アルミニウム材と光触媒体層との間の密着性をさらに向上させることができる。この場合、塗布液に加えられる金属酸化物前駆体物質、または、バインダー(炭素含有成分)が、光触媒活性を有する金属酸化物粒子の表面を覆うことにより、光触媒活性作用が低下する可能性がある。しかし、本発明の光触媒被覆材料では、アルミニウムと炭素を含む介在層自身によってアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性を確保することができるので、この密着性をさらに高めるために塗布液に加えられる金属酸化物前駆体物質またはバインダーの量は少なく、光触媒活性作用に与える影響を最小限に抑えることが可能である。また、この場合、金属酸化物前駆体物質またはバインダーの添加によって、金属酸化物前駆体物質または炭素含有成分が、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間に存在することによりアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性をさらに高めることができるだけでなく、光触媒体層に含まれる金属酸化物粒子の間に存在することにより金属酸化物粒子間の密着性も高めることができる。   As described above, when the photocatalyst layer is formed, the adhesion between the aluminum material and the photocatalyst layer can be further improved by adding a metal oxide precursor material or a binder to the coating solution. In this case, the photocatalytic activity may be reduced by covering the surface of the metal oxide particles having photocatalytic activity with the metal oxide precursor substance or binder (carbon-containing component) added to the coating solution. . However, in the photocatalyst coating material of the present invention, since the adhesion between the aluminum material and the photocatalyst layer can be ensured by the intervening layer itself containing aluminum and carbon, the coating liquid is used to further improve the adhesion. The amount of metal oxide precursor material or binder added is small, and it is possible to minimize the effect on the photocatalytic activity. In this case, the addition of the metal oxide precursor material or the binder causes the metal oxide precursor material or the carbon-containing component to exist between the aluminum material as the base material and the photocatalyst layer, so that the aluminum material Not only can the adhesion between the photocatalyst layer be further increased, but also the adhesion between the metal oxide particles can be enhanced by being present between the metal oxide particles contained in the photocatalyst layer.

なお、介在層は、結晶化したアルミニウムの炭化物を含むことが好ましい。   The intervening layer preferably contains crystallized aluminum carbide.

(光触媒機能を有する物品)
本発明の光触媒被覆材料は、種々の物品に適用することにより、光触媒機能を有する物品を構成することができる。光触媒機能を有する物品は特に限定されないが、たとえば、大気中、水中等に含まれる有害物質の分解または無害化、生活空間の脱臭、生活空間における固体表面の汚染防止、生活空間の抗菌等の様々な環境浄化に利用する物品が挙げられる。具体的には、上記の物品として、壁紙、ブラインド、カーテン、ガードレール等の建築材料、空気清浄機、エアコン、冷蔵庫等の工業用・家庭用の電化製品、熱交換器等のフィン材が挙げられる。
(Articles with photocatalytic function)
By applying the photocatalyst coating material of the present invention to various articles, an article having a photocatalytic function can be constituted. The article having the photocatalytic function is not particularly limited. For example, there are various types such as decomposition or detoxification of harmful substances contained in the atmosphere, water, etc., deodorization of living space, prevention of contamination of solid surface in living space, antibacterial activity of living space Goods used for environmental purification. Specifically, examples of the article include building materials such as wallpaper, blinds, curtains and guardrails, industrial and household appliances such as air purifiers, air conditioners and refrigerators, and fin materials such as heat exchangers. .

(光触媒被覆材料の製造方法)
本発明の光触媒被覆材料の製造方法は、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層をアルミニウム材の表面上に形成する工程(光触媒体層形成工程)と、その後、炭化水素含有物質を含む空間に上記の光触媒体層が形成されたアルミニウム材を配置した状態で加熱する工程(加熱工程)とを備える。
(Method for producing photocatalyst coating material)
The method for producing a photocatalyst coating material according to the present invention comprises a step of forming a photocatalyst layer containing metal oxide particles having photocatalytic activity on the surface of an aluminum material (photocatalyst layer forming step), and then a hydrocarbon-containing substance. And a step of heating (heating step) in a state where the aluminum material on which the photocatalyst body layer is formed is disposed in the containing space.

なお、光触媒体層形成工程において、上述したように、金属酸化物前駆体物質またはバインダーを塗布液に加えることによって、光触媒活性を有する金属酸化物粒子とともに、金属酸化物前躯体物質または炭素含有成分を含む光触媒体層を形成した後、炭化水素含有物質を含む空間に、光触媒体層が形成されたアルミニウム材を配置した状態で加熱すると、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層の密着性をさらに向上させることができる。   In the photocatalyst layer forming step, as described above, the metal oxide precursor material or the carbon-containing component is added together with the metal oxide particles having photocatalytic activity by adding the metal oxide precursor material or the binder to the coating liquid. After the formation of the photocatalyst layer containing, the aluminum material having the photocatalyst layer formed thereon is heated in the space containing the hydrocarbon-containing substance, and the adhesion between the aluminum material as the substrate and the photocatalyst layer is increased. Further improvement can be achieved.

<光触媒体層形成工程>
本発明の光触媒被覆材料の製造方法では、まず、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層をアルミニウム材の表面上に形成する。基材としてのアルミニウム材の表面上に光触媒体層を形成する方法は特に限定されない。たとえば、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を溶液中で撹拌機等を用いてエマルジョン化させた塗布液、光触媒活性を有する金属酸化物の前駆体物質を溶液中で加水分解、水熱処理等して粒子化させた塗布液、または、上記の二つの塗布液を混合した塗布液を調製し、アルミニウム材の表面上に塗布すればよい。塗布の方法は特に限定されず、スピンコーティング法、バーコーティング法、フローコーティング法またはディップコーティング法が適宜採用される。塗布することによって光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を、必要であれば乾燥する。光触媒体層の厚みは、塗布の回数、塗布液の組成および濃度により制御することができる。塗布することによって形成された光触媒体層の厚みは特に限定されないが、基材と光触媒体層との間の密着性を確保する観点から、1nm以上10μm以下であればよく、特に2μm以下であることが好ましい。
<Photocatalyst layer forming step>
In the method for producing a photocatalyst coating material of the present invention, first, a photocatalyst layer containing metal oxide particles having photocatalytic activity is formed on the surface of an aluminum material. The method for forming the photocatalyst layer on the surface of the aluminum material as the substrate is not particularly limited. For example, a coating solution in which metal oxide particles having photocatalytic activity are emulsified in a solution using a stirrer or the like, a precursor material of metal oxide having photocatalytic activity is hydrolyzed, hydrothermally treated, etc. in the solution. A particulate coating solution or a coating solution obtained by mixing the above two coating solutions may be prepared and applied onto the surface of the aluminum material. The application method is not particularly limited, and a spin coating method, a bar coating method, a flow coating method, or a dip coating method is appropriately employed. If necessary, the aluminum material having the photocatalyst layer formed on the surface is dried if necessary. The thickness of the photocatalyst layer can be controlled by the number of coatings, the composition and concentration of the coating solution. The thickness of the photocatalyst layer formed by coating is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring adhesion between the substrate and the photocatalyst layer, it may be 1 nm or more and 10 μm or less, and particularly 2 μm or less. It is preferable.

また、上述したように、光触媒体層を形成する際に、金属酸化物前駆体物質(ペルオキソチタン酸水溶液等)、または、樹脂等の有機系のバインダーを塗布液に加えてもよい。この場合、光触媒体層中のバインダーの質量比率は、特に限定されないが、通常は塗布液の固形分を100質量部として、バインダーを90質量部以下にすることが好ましく、10質量部以下にすることがより好ましい。   Further, as described above, when forming the photocatalyst layer, a metal oxide precursor material (peroxotitanic acid aqueous solution or the like) or an organic binder such as a resin may be added to the coating solution. In this case, the mass ratio of the binder in the photocatalyst layer is not particularly limited, but usually the solid content of the coating liquid is preferably 100 parts by mass, and the binder is preferably 90 parts by mass or less, and is preferably 10 parts by mass or less. It is more preferable.

有機系のバインダーは特に限定されない。有機系のバインダーとして、たとえば、カルボキシ変性ポリオレフィン樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩酢ビ共重合樹脂、ビニルアルコール樹脂、フッ化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、アクリロニトリル樹脂、ニトロセルロース樹脂、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス等の合成樹脂のバインダー、さらには、ワックス、タール、にかわ、ウルシ、松脂、ミツロウ等の天然樹脂のバインダー等が挙げられる。光触媒体層形成工程後の加熱工程において、たとえば、炭化水素雰囲気中で450℃以上660℃未満の温度で1時間以上100時間以下の加熱によって、完全に揮発しない樹脂のバインダーを使用することがより好ましい。炭化水素雰囲気中での加熱工程でバインダーが完全に揮発すると、完全に揮発しない樹脂をバインダーとして使用した場合に比べて、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性が低下することになる。   The organic binder is not particularly limited. Examples of organic binders include carboxy-modified polyolefin resin, vinyl acetate resin, vinyl chloride resin, vinyl chloride copolymer resin, vinyl alcohol resin, vinyl fluoride resin, acrylic resin, polyester resin, urethane resin, epoxy resin, urea Examples thereof include binders of synthetic resins such as resins, phenol resins, acrylonitrile resins, nitrocellulose resins, paraffin wax, polyethylene wax, and natural resins such as wax, tar, glue, urushi, pine resin, beeswax and the like. In the heating step after the photocatalyst layer forming step, for example, it is more preferable to use a resin binder that is not completely volatilized by heating at a temperature of 450 ° C. or more and less than 660 ° C. for 1 hour or more and 100 hours or less in a hydrocarbon atmosphere preferable. When the binder is completely volatilized in the heating process in a hydrocarbon atmosphere, the adhesion between the aluminum material as the base material and the photocatalyst layer is lower than when a resin that does not completely volatilize is used as the binder. It will be.

有機系のバインダーとともに適宜使用される溶剤は特に限定されない。溶剤は、バインダーの親溶剤(バインダーが溶解しやすい溶剤)であることが好ましい。溶剤として、たとえば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、酢酸エチル等のエステル系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン等の脂肪族系溶剤、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロペンタン等の脂環族系溶剤、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤、水等が挙げられる。   The solvent used appropriately with the organic binder is not particularly limited. The solvent is preferably a parent solvent for the binder (a solvent in which the binder is easy to dissolve). Examples of the solvent include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, aromatic solvents such as toluene and xylene, n-pentane, n-hexane, n-heptane, n- Aliphatic solvents such as octane, alicyclic solvents such as cyclohexane, methylcyclohexane and cyclopentane, alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, glycol solvents such as ethylene glycol and propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether And glycol ether solvents such as dipropylene glycol monomethyl ether, water and the like.

<加熱工程>
本発明の光触媒被覆材料の製造方法では、光触媒体層形成工程後、炭化水素含有物質を含む空間に光触媒体層が形成されたアルミニウム材を配置した状態で加熱する。上記の炭化水素含有物質の種類は特に限定されない。炭化水素含有物質の種類としては、たとえば、メタン、エタン、プロパン、n‐ブタン、イソブタンおよびペンタン等のパラフィン系炭化水素、エチレン、プロピレン、ブテンおよびブタジエン等のオレフィン系炭化水素、アセチレン等のアセチレン系炭化水素等、またはこれらの炭化水素の誘導体が挙げられる。これらの炭化水素の中でも、メタン、エタン、プロパン等のパラフィン系炭化水素は、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を加熱する工程においてガス状になるので好ましい。さらに好ましいのは、メタン、エタンおよびプロパンのうち、いずれか一種の炭化水素である。最も好ましい炭化水素はメタンである。
<Heating process>
In the method for producing a photocatalyst coating material of the present invention, after the photocatalyst layer forming step, heating is performed in a state where an aluminum material in which the photocatalyst layer is formed is arranged in a space containing a hydrocarbon-containing substance. The kind of said hydrocarbon containing substance is not specifically limited. Examples of the hydrocarbon-containing material include paraffinic hydrocarbons such as methane, ethane, propane, n-butane, isobutane and pentane, olefinic hydrocarbons such as ethylene, propylene, butene and butadiene, and acetylenes such as acetylene. Examples thereof include hydrocarbons and derivatives of these hydrocarbons. Among these hydrocarbons, paraffinic hydrocarbons such as methane, ethane, and propane are preferable because they become gaseous in the process of heating the aluminum material having the photocatalyst layer formed on the surface. More preferred is any one of methane, ethane and propane. The most preferred hydrocarbon is methane.

また、炭化水素含有物質は、液体、気体等のいずれの状態で用いてもよい。炭化水素含有物質は、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材が存在する空間に存在するようにすればよく、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を配置する空間にどのような方法で導入してもよい。たとえば、炭化水素含有物質がガス状である場合(メタン、エタン、プロパン等)には、加熱工程が行なわれる密閉空間中に炭化水素含有物質を、単独で充填してもよく、不活性ガスとともに充填してもよく、または、水素ガス等の還元性ガスとともに充填してもよい。また、炭化水素含有物質が液体である場合には、その密閉空間中で気化するように炭化水素含有物質を、単独で充填してもよく、不活性ガスとともに充填してもよく、または、水素ガス等の還元性ガスとともに充填してもよい。   The hydrocarbon-containing substance may be used in any state such as liquid or gas. The hydrocarbon-containing material may be present in a space where the aluminum material having the photocatalyst layer formed on the surface thereof is present, and any method can be used in the space in which the aluminum material having the photocatalyst layer formed on the surface is disposed. May be introduced. For example, when the hydrocarbon-containing substance is in a gaseous state (methane, ethane, propane, etc.), the hydrocarbon-containing substance may be filled alone in the sealed space where the heating step is performed, together with an inert gas. It may be filled or may be filled with a reducing gas such as hydrogen gas. Further, when the hydrocarbon-containing substance is a liquid, the hydrocarbon-containing substance may be filled alone or with an inert gas so as to vaporize in the sealed space, or hydrogen You may fill with reducing gas, such as gas.

加熱工程において、加熱雰囲気の圧力は特に限定されず、常圧、減圧または加圧下であってもよい。また、圧力の調整は、ある一定の加熱温度に保持している間、ある一定の加熱温度までの昇温中、または、ある一定の加熱温度から降温中のいずれの時点で行なってもよい。   In the heating step, the pressure of the heating atmosphere is not particularly limited, and may be normal pressure, reduced pressure, or increased pressure. Further, the pressure adjustment may be performed at any time during the temperature rise to a certain heating temperature or during the temperature lowering from the certain heating temperature while the pressure is maintained at a certain heating temperature.

光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を配置する空間に導入される炭化水素含有物質の質量比率は、特に限定されないが、通常はアルミニウム材100質量部に対して炭素換算値で0.1質量部以上50質量部以下であることが好ましく、特に0.5質量部以上30質量部以下であることが好ましい。   The mass ratio of the hydrocarbon-containing substance introduced into the space in which the aluminum material on which the photocatalyst layer is formed is arranged is not particularly limited, but is usually 0.1 in terms of carbon with respect to 100 parts by mass of the aluminum material. The amount is preferably from 50 parts by weight to 50 parts by weight, and particularly preferably from 0.5 part by weight to 30 parts by weight.

加熱工程において、加熱温度は、加熱対象物であるアルミニウム材の組成等に応じて適宜設定すればよいが、通常は450℃以上660℃未満が好ましく、530℃以上620℃以下がより好ましい。加熱温度を450℃以上にすることにより、アルミニウムと炭素を含む介在層中に結晶化したアルミニウムの炭化物を含有させることができる。ただし、本発明の製造方法において、450℃未満の温度で、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を加熱することを排除するものではなく、少なくとも300℃を超える温度で、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を加熱すればよい。   In the heating step, the heating temperature may be appropriately set according to the composition of the aluminum material that is the heating object, but is usually preferably 450 ° C. or higher and lower than 660 ° C., more preferably 530 ° C. or higher and 620 ° C. or lower. By setting the heating temperature to 450 ° C. or higher, crystallized aluminum carbide can be contained in the intervening layer containing aluminum and carbon. However, in the production method of the present invention, heating the aluminum material having the photocatalyst layer formed on the surface at a temperature of less than 450 ° C. is not excluded, and the photocatalyst layer is at least at a temperature exceeding 300 ° C. What is necessary is just to heat the aluminum material formed in the surface.

加熱時間は、加熱温度等にもよるが、一般的には1時間以上100時間以下である。   Although the heating time depends on the heating temperature and the like, it is generally 1 hour or more and 100 hours or less.

加熱温度が400℃以上になる場合は、加熱雰囲気中の酸素濃度を1.0体積%以下にすることが好ましい。加熱温度が400℃以上で加熱雰囲気中の酸素濃度が1.0体積%を超えると、アルミニウム材の表面の熱酸化被膜が肥大し、アルミニウムと炭素を含む介在層の形成を阻害し、密着性が低下するおそれがある。   When the heating temperature is 400 ° C. or higher, the oxygen concentration in the heating atmosphere is preferably 1.0% by volume or lower. When the heating temperature is 400 ° C. or higher and the oxygen concentration in the heating atmosphere exceeds 1.0% by volume, the thermal oxide film on the surface of the aluminum material is enlarged, which inhibits the formation of an intervening layer containing aluminum and carbon, and adherence May decrease.

<酸化工程>
上記の加熱工程において、光触媒体層に含まれる金属酸化物粒子は、その種類によっては還元されて、光触媒体層の光触媒活性が低下する恐れがあるため、加熱工程の後で、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を、酸化性雰囲気中で加熱する酸化加熱工程、陽極酸化する陽極酸化工程等の酸化工程を行ってもよい。これにより、光触媒体層の光触媒活性をよみがえらせることができる。
<Oxidation process>
In the above heating step, the metal oxide particles contained in the photocatalyst layer may be reduced depending on the type thereof, and the photocatalytic activity of the photocatalyst layer may be reduced. You may perform oxidation processes, such as the oxidation heating process and the anodic oxidation process which anodize the aluminum material formed in the surface in an oxidizing atmosphere. Thereby, the photocatalytic activity of a photocatalyst body layer can be revived.

また、炭化水素含有物質を含む雰囲気が還元雰囲気であるために、アルミニウム材の表面に形成されている自然酸化被膜は、加熱工程中に還元されて完全に消失する、または、加熱工程前に比べて自然酸化被膜の厚みが減少する場合がある。この場合、自然酸化被膜が消失した部分、または、自然酸化被膜の厚みが減少した部分が使用環境の湿気等と触れることにより、アルミニウム材が腐食するおそれがある。しかし、加熱工程後に酸化工程を行った場合には、還元によってアルミ二ウム材の表面が露出した部分の酸化が促進される。これにより、本発明の光触媒被覆材料が使用環境に置かれる前から、基材としてのアルミニウム材の表面にアルミニウム酸化被膜が形成された状態であるので、使用環境の湿気等に触れることにより起こる金属腐食の進行が抑制されて、光触媒被覆材料の品質が経時的に劣化することを防ぐことができる。   In addition, since the atmosphere containing the hydrocarbon-containing substance is a reducing atmosphere, the natural oxide film formed on the surface of the aluminum material is reduced during the heating process and disappears completely, or compared with before the heating process. As a result, the thickness of the natural oxide film may decrease. In this case, there is a possibility that the aluminum material may be corroded when the part where the natural oxide film has disappeared or the part where the thickness of the natural oxide film is reduced comes into contact with the humidity or the like of the use environment. However, when the oxidation process is performed after the heating process, the oxidation of the portion where the surface of the aluminum material is exposed by the reduction is promoted. As a result, since the aluminum oxide film is formed on the surface of the aluminum material as the base material before the photocatalyst coating material of the present invention is placed in the use environment, the metal generated by touching the moisture or the like in the use environment The progress of the corrosion is suppressed, and the quality of the photocatalyst coating material can be prevented from deteriorating with time.

なお、上記の酸化加熱工程において、酸化性雰囲気とは、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を配置する空間に酸素が存在すればよく、酸素を単独で充填してもよく、または、酸素を非還元性ガスとともに充填してもよい。酸化性雰囲気としては酸素を2体積%以上50体積%以下含む空間であることが好ましい。加熱温度は、通常は200℃以上660℃以下が好ましい。加熱時間は、加熱温度等にもよるが、一般的には10秒以上50時間以下であることが好ましい。   In the above oxidation heating step, the oxidizing atmosphere means that oxygen exists in the space where the aluminum material having the photocatalyst layer formed on the surface is disposed, and oxygen may be filled alone, or Oxygen may be filled together with a non-reducing gas. The oxidizing atmosphere is preferably a space containing 2 volume% or more and 50 volume% or less of oxygen. The heating temperature is usually preferably 200 ° C. or higher and 660 ° C. or lower. Although the heating time depends on the heating temperature and the like, it is generally preferable that the heating time is 10 seconds or more and 50 hours or less.

上記の陽極酸化工程は、特に限定されないが、たとえば、燐酸、硫酸等の溶液中で、1000V以下の電圧を、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材に印加することによって行えばよい。   The anodic oxidation step is not particularly limited, and may be performed, for example, by applying a voltage of 1000 V or less to an aluminum material having a photocatalyst layer formed on the surface in a solution such as phosphoric acid or sulfuric acid.

以下の実施例1〜5と比較例1〜3に従って光触媒被覆材料の試料を作製した。   Samples of the photocatalyst coating material were prepared according to the following Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3.

(実施例1)
厚みが50μmで純度が99.3質量%のアルミニウム箔を、平均粒子径が6nmのアナターゼ型のチタン酸化物粒子(光触媒活性を有する金属酸化物粒子)を1質量%分散させた水溶液に浸漬することにより、アルミニウム箔の両面に片面で厚みが0.1μmの光触媒体層を形成した。
Example 1
An aluminum foil having a thickness of 50 μm and a purity of 99.3% by mass is immersed in an aqueous solution in which 1% by mass of anatase-type titanium oxide particles (metal oxide particles having photocatalytic activity) having an average particle diameter of 6 nm are dispersed. Thus, a photocatalyst layer having a thickness of 0.1 μm on one side was formed on both sides of the aluminum foil.

その後、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム箔を、メタンガス雰囲気中にて610℃の温度で12時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。   Thereafter, the aluminum foil having the photocatalyst layer formed on the surface was held in a methane gas atmosphere at a temperature of 610 ° C. for 12 hours to prepare a sample of the photocatalyst coating material.

(実施例2)
上記の実施例1で作製された試料を、さらに空気中にて600℃の温度で12時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。
(Example 2)
A sample of the photocatalyst coating material was prepared by holding the sample prepared in Example 1 above in air at a temperature of 600 ° C. for 12 hours.

(比較例1)
上記の実施例1において、アルミニウム箔を水溶液に浸漬することにより光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム箔を、空気中にて610℃の温度で12時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。
(Comparative Example 1)
In Example 1 above, a sample of the photocatalyst coating material was prepared by holding an aluminum foil having a photocatalyst layer formed on the surface by immersing the aluminum foil in an aqueous solution at a temperature of 610 ° C. for 12 hours in air. Was made.

(実施例3)
Ti(n−OC374:1モルとC37OH:1モルの混合液を、H22:1.5モルとH2O:10モルの混合液中に、攪拌を行いながら、1時間かけて滴下を行って、錯体化することによって安定化処理を施した、金属酸化物前駆体物質としての水溶性チタン錯体を含む溶液を調製した。
(Example 3)
A mixture of Ti (n-OC 3 H 7 ) 4 : 1 mol and C 3 H 7 OH: 1 mol was stirred into a mixture of H 2 O 2 : 1.5 mol and H 2 O: 10 mol. The solution containing the water-soluble titanium complex as the metal oxide precursor material, which was subjected to the stabilization treatment by adding dropwise over 1 hour while performing the above, was prepared.

ステンレス鋼製の容器に上記の溶液を入れて、直径が0.3mmのジルコニアビーズを用いて、ビーズミリングを2時間行うことによって、上記の溶液中に平均粒子径が130nmのアナターゼ型のチタン酸化物粒子(光触媒活性を有する金属酸化物粒子)を分散させて塗布液を作製した。得られた塗布液において、全固形質量中の水溶性チタン錯体(金属酸化物前駆体物質)の質量比率は1質量%、チタン酸化物粒子(光触媒活性を有する金属酸化物粒子)の質量比率は99質量%であった。   The above solution is placed in a stainless steel container, and bead milling is performed for 2 hours using zirconia beads having a diameter of 0.3 mm, whereby anatase-type titanium oxide having an average particle size of 130 nm in the above solution. Product particles (metal oxide particles having photocatalytic activity) were dispersed to prepare a coating solution. In the obtained coating liquid, the mass ratio of the water-soluble titanium complex (metal oxide precursor substance) in the total solid mass is 1 mass%, and the mass ratio of the titanium oxide particles (metal oxide particles having photocatalytic activity) is It was 99 mass%.

厚みが50μm、純度が99.3質量%のアルミニウム箔の表面に、バーコーティング法を用いて、上記の塗布液を塗布した後、空気中にて120℃の温度で3分間加熱乾燥させた。得られた光触媒体層の厚みは0.5μm程度であった。   The above coating solution was applied to the surface of an aluminum foil having a thickness of 50 μm and a purity of 99.3% by mass using the bar coating method, and then heated and dried in air at a temperature of 120 ° C. for 3 minutes. The thickness of the obtained photocatalyst layer was about 0.5 μm.

光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を、メタンガス雰囲気中にて610℃の温度で12時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。   A sample of the photocatalyst coating material was prepared by holding the aluminum material having the photocatalyst layer formed on the surface thereof in a methane gas atmosphere at a temperature of 610 ° C. for 12 hours.

(実施例4)
上記の実施例3で作製された試料を、さらに空気中にて610℃の温度で12時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。
Example 4
A sample of the photocatalyst coating material was prepared by holding the sample prepared in Example 3 above in air at a temperature of 610 ° C. for 12 hours.

(比較例2)
上記の実施例3において、アルミニウム箔の表面への塗布により光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム箔を、空気中にて610℃の温度で12時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。
(Comparative Example 2)
In Example 3 above, the sample of the photocatalyst coating material was prepared by holding the aluminum foil having the photocatalyst layer formed on the surface thereof by application to the surface of the aluminum foil at a temperature of 610 ° C. for 12 hours in the air. Produced.

(実施例5)
ステンレス鋼製の容器に、バインダーとしてポリビニルアルコール系の樹脂を入れて、直径が0.3mmのジルコニアビーズを用いて、ビーズミリングを2時間行うことによって、上記の樹脂中に平均粒子径が16nmのアナターゼ型のチタン酸化物粒子(光触媒活性を有する金属酸化物粒子)を分散させて塗布液を作製した。得られた塗布液において、全固形質量中の樹脂(バインダー:炭素含有成分)の質量比率は25質量%、チタン酸化物粒子(光触媒活性を有する金属酸化物粒子)の質量比率は75質量%であった。
(Example 5)
By placing a polyvinyl alcohol-based resin as a binder in a stainless steel container and performing bead milling for 2 hours using zirconia beads having a diameter of 0.3 mm, the average particle diameter is 16 nm in the resin. Anatase type titanium oxide particles (metal oxide particles having photocatalytic activity) were dispersed to prepare a coating solution. In the obtained coating liquid, the mass ratio of the resin (binder: carbon-containing component) in the total solid mass is 25 mass%, and the mass ratio of the titanium oxide particles (metal oxide particles having photocatalytic activity) is 75 mass%. there were.

厚みが30μm、純度が99.3質量%のアルミニウム箔の表面に、バーコーティング法を用いて、上記の塗布液を塗布した後、空気中にて200℃の温度で1分間加熱乾燥させた。得られた光触媒体層の厚みは2.5μm程度であった。   The above coating solution was applied to the surface of an aluminum foil having a thickness of 30 μm and a purity of 99.3% by mass using a bar coating method, and then heated and dried in air at a temperature of 200 ° C. for 1 minute. The thickness of the obtained photocatalyst layer was about 2.5 μm.

光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を、メタンガス雰囲気中にて610℃の温度で16時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。   A sample of the photocatalyst coating material was prepared by holding the aluminum material with the photocatalyst layer formed on the surface in a methane gas atmosphere at a temperature of 610 ° C. for 16 hours.

(比較例3)
上記の実施例5において、アルミニウム箔の表面への塗布により光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム箔を、空気中にて610℃の温度で16時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。
(Comparative Example 3)
In Example 5 above, a sample of the photocatalyst coating material was prepared by holding the aluminum foil having the photocatalyst layer formed on the surface thereof by application to the surface of the aluminum foil at a temperature of 610 ° C. for 16 hours in the air. Produced.

以上で得られた実施例1〜5と比較例1〜3の光触媒被覆材料について、光触媒体層とアルミ二ウム材との間の密着性の評価は、粘着テープを用いた引張試験機による剥離試験にて行った。幅10mm、長さ100mmの光触媒被覆材料の試料において、光触媒体層の表面に、幅18mm、長さ120mmの接着面を有する粘着テープ(積水化学工業株式会社製、商品名「セロハンテープ」)を押し当て、10mmの幅に切断した。その後、粘着テープを引張試験機にて、剥離角度90°、剥離速度200mm/minで引き剥がすのに必要な剥離強度[N/cm]を測定した。剥離強度の値は、測定開始後、安定した値を採用した。各試料について3箇所で剥離強度を測定し、その平均値で密着性を評価した。各試料で測定された剥離強度の平均値を表1に示す。   Regarding the photocatalyst coating materials of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 obtained as described above, the evaluation of the adhesion between the photocatalyst layer and the aluminum material is performed by peeling with a tensile tester using an adhesive tape. The test was conducted. In a sample of a photocatalyst coating material having a width of 10 mm and a length of 100 mm, a pressure-sensitive adhesive tape (trade name “cellophane tape” manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) having an adhesive surface with a width of 18 mm and a length of 120 mm on the surface of the photocatalyst layer. It was pressed and cut to a width of 10 mm. Then, peel strength [N / cm] required to peel off the adhesive tape with a tensile tester at a peel angle of 90 ° and a peel speed of 200 mm / min was measured. As the peel strength value, a stable value was adopted after the start of measurement. For each sample, the peel strength was measured at three locations, and the adhesion was evaluated by the average value. Table 1 shows the average peel strength measured for each sample.

Figure 2013191162
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表1から、本発明の実施例1、2で得られた光触媒被覆材料は比較例1で得られた光触媒被覆材料に比べて、実施例3、4で得られた光触媒被覆材料は比較例2で得られた光触媒被覆材料に比べて、実施例5で得られた光触媒被覆材料は比較例3で得られた光触媒被覆材料に比べて、高い密着性を示すことがわかる。なお、実施例1〜5で得られた光触媒被覆材料の各試料を走査型電子顕微鏡で観察したところ、アルミニウム材と光触媒体層との間には、結晶化したアルミニウムの炭化物を含む介在層が形成されていることが確認された。   From Table 1, the photocatalyst coating material obtained in Examples 1 and 2 of the present invention was compared with the photocatalyst coating material obtained in Comparative Example 1, and the photocatalyst coating material obtained in Examples 3 and 4 was Comparative Example 2. It can be seen that the photocatalyst coating material obtained in Example 5 shows higher adhesion than the photocatalyst coating material obtained in Comparative Example 3 as compared with the photocatalyst coating material obtained in 1. In addition, when each sample of the photocatalyst coating material obtained in Examples 1 to 5 was observed with a scanning electron microscope, an intervening layer containing crystallized aluminum carbide was formed between the aluminum material and the photocatalyst layer. It was confirmed that it was formed.

(比較例4)
上記の実施例5において、アルミニウム箔表面への塗布により光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム箔をそのまま光触媒被覆材料の試料とした。すなわち、比較例4では、実施例5においてメタンガス雰囲気中にて610℃の温度で16時間保持すること以外は、実施例5と同様の方法により、光触媒被覆材料の試料を作製した。
(Comparative Example 4)
In Example 5 described above, an aluminum foil having a photocatalyst layer formed on the surface by coating on the surface of the aluminum foil was directly used as a sample of the photocatalyst coating material. That is, in Comparative Example 4, a sample of the photocatalyst coating material was produced in the same manner as in Example 5 except that the sample was held in a methane gas atmosphere at 610 ° C. for 16 hours in Example 5.

実施例2、4、5と比較例4で得られた光触媒被覆材料について、紫外線照射による耐候性試験機(岩崎電気株式会社製のアイスーパーUVテスター、形式:SUV−W151)を用いて劣化試験を行った。具体的には、実施例2、4、5と比較例4の光触媒被覆材料を上記の耐候性試験機に配置し、下記の条件にて、これらの光触媒被覆材料に紫外線を照射した。   About the photocatalyst coating material obtained in Examples 2, 4, 5 and Comparative Example 4, a deterioration test was performed using a weather resistance tester (Isuper UV tester, model: SUV-W151 manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.) by ultraviolet irradiation. Went. Specifically, the photocatalyst coating materials of Examples 2, 4, 5 and Comparative Example 4 were placed in the above weather resistance tester, and these photocatalyst coating materials were irradiated with ultraviolet rays under the following conditions.

紫外線照射条件:温度60℃、湿度50%、照度100W/m2で紫外線を光触媒被覆材料に90時間照射した。UV irradiation conditions: UV was irradiated to the photocatalyst coating material for 90 hours at a temperature of 60 ° C., a humidity of 50%, and an illuminance of 100 W / m 2 .

上記の劣化試験において紫外線が照射される前の光触媒被覆材料と、紫外線が照射された後の光触媒被覆材料とについて、光触媒体層とアルミ二ウム材との間の密着性を評価した。密着性の評価は、上述の引張試験機を用いた剥離試験と同様の方法で行った。   In the above degradation test, the adhesion between the photocatalyst layer and the aluminum material was evaluated for the photocatalyst coating material before irradiation with ultraviolet rays and the photocatalyst coating material after irradiation with ultraviolet rays. The evaluation of adhesion was performed by the same method as the peel test using the tensile tester described above.

Figure 2013191162
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表2から、本発明の実施例2、4、5では、劣化試験において紫外線が照射される前と紫外線が照射された後との間で密着性(剥離強度)に変化が見られない。これに対して、比較例4では、劣化試験において紫外線が照射された後の密着性は、紫外線が照射される前に比べて大幅に低下していることがわかる。これらの結果から、比較例4のように、有機系材料をバインダーとして用いて、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層を、基材であるアルミニウム材の上に固定化しようとすると、バインダー自身が該光触媒体層の光触媒作用により劣化し、該光触媒体層とアルミニウム材との間の密着性が低下することがわかる。一方、実施例2、4、5のように、本発明の方法でアルミニウム材の表面に光触媒体層を固定化すると、劣化試験において紫外線が照射された後の密着性は、紫外線が照射される前に比べて低下しないことがわかる。   From Table 2, in Example 2, 4, 5 of this invention, a change is not looked at by adhesiveness (peeling strength) between before and after ultraviolet irradiation in a deterioration test. On the other hand, in Comparative Example 4, it can be seen that the adhesion after irradiation with ultraviolet rays in the deterioration test is significantly reduced as compared with that before irradiation with ultraviolet rays. From these results, as in Comparative Example 4, when an organic material was used as a binder and a photocatalyst layer containing metal oxide particles having photocatalytic activity was to be immobilized on an aluminum material as a substrate, It can be seen that the binder itself deteriorates due to the photocatalytic action of the photocatalyst layer, and the adhesion between the photocatalyst layer and the aluminum material decreases. On the other hand, as in Examples 2, 4, and 5, when the photocatalyst layer is immobilized on the surface of the aluminum material by the method of the present invention, the adhesion after irradiation with ultraviolet rays in the deterioration test is irradiated with ultraviolet rays. It turns out that it does not fall compared with before.

以上に開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態と実施例ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものと意図される。   It should be considered that the embodiments and examples disclosed above are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments and examples but by the claims, and is intended to include all modifications and variations within the meaning and scope equivalent to the claims.

本発明によれば、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性を高めることができるので、本発明の光触媒被覆材料を種々の物品に適用することによって様々な環境浄化に利用することが可能になる。

According to the present invention, the adhesion between the aluminum material as a base material and the photocatalyst body layer can be improved, so that the photocatalyst coating material of the present invention can be used for various environmental purifications by applying it to various articles. It becomes possible to do.

Claims (6)

アルミニウム材と、
前記アルミニウム材の表面上に形成された、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層と、
前記アルミニウム材と前記光触媒体層との間に形成された、アルミニウムと炭素を含む介在層と、
を備えた、光触媒被覆材料。
Aluminum material,
A photocatalyst layer comprising metal oxide particles having photocatalytic activity formed on the surface of the aluminum material;
An intervening layer containing aluminum and carbon formed between the aluminum material and the photocatalyst layer;
A photocatalytic coating material comprising:
前記光触媒体層の厚みは、1nm以上10μm以下である、請求項1に記載の光触媒被覆材料。   The photocatalyst coating material according to claim 1, wherein the photocatalyst layer has a thickness of 1 nm or more and 10 µm or less. 前記介在層は、結晶化したアルミニウムの炭化物を含む、請求項1に記載の光触媒被覆材料。   The photocatalyst coating material according to claim 1, wherein the intervening layer includes crystallized aluminum carbide. 請求項1に記載の光触媒被覆材料を備えた、物品。   An article comprising the photocatalyst coating material according to claim 1. 光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層をアルミニウム材の表面上に形成する光触媒体層形成工程と、
炭化水素含有物質を含む空間に前記光触媒体層が形成された前記アルミニウム材を配置した状態で加熱する加熱工程と、
を備えた、光触媒被覆材料の製造方法。
A photocatalyst layer forming step of forming a photocatalyst layer containing metal oxide particles having photocatalytic activity on the surface of the aluminum material;
A heating step of heating the aluminum material in which the photocatalyst layer is formed in a space containing a hydrocarbon-containing substance; and
A method for producing a photocatalyst coating material comprising:
前記加熱工程は、450℃以上660℃未満の温度で行われる、請求項5に記載の光触媒被覆材料の製造方法。
The said heating process is a manufacturing method of the photocatalyst coating material of Claim 5 performed at the temperature of 450 degreeC or more and less than 660 degreeC.
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