WO1996014932A1 - Materiau fonctionnel photocatalytique et son procede de production - Google Patents

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WO1996014932A1
WO1996014932A1 PCT/JP1995/002340 JP9502340W WO9614932A1 WO 1996014932 A1 WO1996014932 A1 WO 1996014932A1 JP 9502340 W JP9502340 W JP 9502340W WO 9614932 A1 WO9614932 A1 WO 9614932A1
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liquid
layer
metal
photocatalytic
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Makoto Hayakawa
Makoto Chikuni
Toshiya Watanabe
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Toto Ltd.
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Definitions

  • the present invention provides a photocatalytic device having many functions such as antibacterial and protective equipment based on photocatalytic operation, antifouling, and decomposition of harmful substances (NOx, etc.).
  • a photocatalytic device having many functions such as antibacterial and protective equipment based on photocatalytic operation, antifouling, and decomposition of harmful substances (NOx, etc.).
  • it relates to photocatalytic functional materials that can be manufactured in low-temperature (about 300 or less) processes.
  • anatase-type oxidized titanium or the like is added to the surface of the base material.
  • a method for forming the thin K of the photocatalyst according to the present invention has been proposed in the past, and one of the methods is to use an anatase-type oxidized titanium abdomen as one method.
  • No. there is a method of kneading in a binder, applying it to the surface of the base material and heat-treating it.
  • a binder layer is formed on the surface of the plate-shaped member, and the binder is formed.
  • anatase-type oxidized titanium as a main body and a part of the photocatalyst fine powder which is blown out so that a part of the powder comes out of the binder layer.
  • the calendar is solidifying
  • the invention should be resolved ⁇ 3 ⁇ 4
  • the anatase type titanium oxide particles described above are mixed in a binder, In the method of applying this to the surface of the base material and heat-treating it, the binder covers most of the active site of the photocatalyst particles. As a result, the characteristics of using a photocatalyst, such as detachability, were not sufficient.
  • the photocatalyst layer forming the surface of the base material has a thermal treatment temperature of 800 with no drip. It becomes porous with a porosity of 40% or more. *
  • the surface is easily peeled because the photocatalyst particles have a structure in which S appears on the outermost surface. There was a tendency.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and produces a functional material having a good photocatalytic activity even in a low-temperature heat treatment.
  • the purpose of the present invention is to provide a photocatalytic functional material having a high mechanical strength on the surface of the functional material.
  • the photocatalytic functional material of the present invention includes a photocatalyst, an electron-trapping metal, and a photo-resistant matrix. It is characterized by having an ephemeris (photocatalyst functional layer).
  • the photocatalyst reaction on the photocatalyst can be understood as proceeding as follows: First, as the first stage, photons are broken down into electrons and holes. The next reaction is raw ,
  • equation (3) is consistent with the next reaction shown in equation (4) where the holes and electrons recombine and return to photons.
  • the photocatalyst is transferred to the light-resistant matrix because the photocatalytic functional layer contains the electron-capturing metal. Nevertheless, the function of the photo-etching medium such as armor, antibacterial, etc. is exhibited.
  • Figure 12 shows the potential energy levels of the valence electrons and the conduction electrons of each type of semiconductor (Photocatalyst J, Asaishoku Shoten, p.54, 1988).
  • the electrons of the valence electron are excited by the conduction flf, and the electron with the potential energy level at the lower end of the conduction layer and the valence electron.
  • Emperor A hole having a potential energy level is generated, and a potential energy level having a hole is an acid.
  • the holes are from H * 0.
  • the reduction reaction of gold having a generation level that is more positive than the general energy level, that is, the B element trapping gold ion The bombed gold is reoxidized by the active acid *, so that the electron-trapping metal ions are erased *. I will not run out.
  • Table 1 shows the potential energy levels of the electrons of the various photocatalysts and the poten- tials of reactions (ji-element reactions) that receive typical electrons. Indicates the level of the energy.
  • the potential energy level of the electrons is 10.4 IV.
  • a metal having a more positive generation level that is, Cu, Ag, Ru, Pd, Pt, Re, Ir, ⁇ , Fe, Sn etc. can be used for good
  • the ultraviolet ray arrival depth refers to the depth at which the ultraviolet ray can reach the surface without being absorbed into the surface layer.
  • Has a wavelength that is a little larger than the forbidden width of the Emperor ( h / ⁇ , h is the blank constant and JL is the wavelength of light).
  • E g is the forbidden margin of the Emperor.
  • the depth of arrival d of spectroscopy in the semiconductor is expressed by the reciprocal of ⁇ .
  • the surface layer of the present invention is composed of semiconductors such as photocatalyst, edible matrix, and gold, and it is considered that UV absorption of photocatalyst is large. Assuming that the volume ratio of the photocatalyst in the Ha layer and X is X, the ultraviolet ray arrival depth dv is
  • Table 2 shows the forbidden widths of typical photo-etching media.
  • the photocatalyst may be in the form of a particle, a film, or a solid solution. What is the target
  • the photocatalytic functional layer contains a small amount of particles that do not have a photocatalytic action.
  • fillers such as gold and its oxides, which are added to improve surface smoothness, can be used.
  • the degree of crystallization of the photocatalyst particles was as follows: the photocatalyst particles peeled off from the photocatalyst functional layer were subjected to powder X-ray diffraction under the condition of 50 kV—300 ⁇ . Only the largest peak of the crystal is detected
  • photocatalyst particles examples include Tio, ZnO, SrTio, FeO., Cds, CdSe, WO, and FeTio. ,, G a P
  • Oxides and non-oxides such as CdO, Sn0,, S1C, InP, etc. CdFe0, Bi, 0i. MoSi, In * 0 *. It is possible to raise the semiconductor by the force $ , among which T i O, Z n O, S r T i O,, CdS, CdSe, Gap, MoS, SiC, etc. are higher than the water purple generation position when the conduction band position is represented by a band model. Since it is above and the upper end of the valence valley is below the acid-purple potential, it has more energy than the band gap.
  • Irradiation with light having a wavelength of less than 10 nm will generate an active acid, and the action of armor protection, antibacterial action, or antifouling action by the decomposition of organic compounds by acidification. It is superior in the point of occurrence, and Fe0, W0
  • Anoxase is useful in that 0, Zn0, Sn0, etc. can be obtained at a low raw material price, and it is easy to obtain more active fine particles.
  • the particles having an inorganic photocatalytic effect of the present application may be used alone or in combination of two or more. May be used as a mixture
  • the light-resistant matrix consists of inorganic materials and resin that are difficult to decompose by light.
  • Examples of photo-corrosion resistant matrices that contain resin whose side chains are decomposed by light but whose main chain is not decomposed by light are as follows. It is as follows.
  • Silica silicates, glass, translucent aluminum, glaze, etc. It is preferable that it has translucency.
  • Tetrafluoroethylene resin Tetrafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene Ethylene hexafluoropropylene vinylidene fluoride copolymer, acrylic Silicone resin, etc.
  • the resin is partially decomposed, but the main ffl is not.
  • thermosetting resin examples include silicone resin, fluorine resin and the like, and colored resin may be used.
  • a light-curing resin may be used instead of the heat-setting resin, where the light-hardening resin is a light containing ultraviolet rays. These are cells that harden by being illuminated, with the advantage that photocurable resins do not require heat treatment. Therefore, it is particularly useful for the combination of resin bases having no heat resistance.
  • Electron-capturing metal particles may be present in a state of being basically mixed with photocatalyst particles or thermosetting resin, or may be functional. Even if it is exposed on the outermost surface of the wood
  • the metal particles since the metal particles exist in contact with the outside air, they are deodorized and deodorized by the metal particles themselves during the light irradiation due to the catalytic action of the metal particles themselves. It is possible to promptly proceed a reaction based on the application of a light-it medium such as an oxidation-decomposition reaction of an odorous gas, for example.
  • a light-it medium such as an oxidation-decomposition reaction of an odorous gas, for example.
  • S odor gas is adsorbed on the gold particles that have been exposed to B on the surface, and then the active oxygen and odor gas generated based on the action of the photocatalyst. causes a flat surface reaction on the surface of the photocatalytic functional layer, decomposing the odorous gas, and this reaction (cycle) proceeds rapidly.
  • the reaction is then promoted and in this cycle neither the photocatalyst nor the gold particles produce any chemical changes.
  • the reaction is tactile It is a medium reaction
  • gold particles since the gold particles are brought into contact with the outside air, the operation of the gold particles is expected even when the light is not illuminated.
  • gold particles (copper, etc.) have the function of absorbing odorous substances such as methyl mel-butane, and so on. It has an effect of deodorization, etc.
  • the inner side of the protection is due to the adsorption of bad odor components, so it is effective to exceed the amount of moisture absorbed. Therefore, it is preferable to use light irradiation for bottles that are to be used for a long period of time, and furthermore to use silver or other metal. Is preferred because the metal itself has some degree of bacterial activity.
  • the mixing ratio between the thermosetting resin and the photocatalyst in the photocatalyst functional layer is 5 to 5. It is preferable that the angle is 803 ⁇ 4. Furthermore, the ratio is more preferably in the range of 10 to 503 ⁇ 4. ⁇ If the ratio is 5 or less, The shochu on the surface is not sufficiently abrasion, and if it is 80 or more, the absolute amount of the photocatalyst particles is small, so the photocatalyst operation is not sufficient, This is because sufficient odor control and antibacterial effect may not be obtained as a medium function material.If this ratio is 10% or more, it is more resistant. Good wear properties, good antibacterial effect (R30) below 50 ⁇ ,
  • the photocatalyst functional material includes a base material, a photocatalyst, an electron-capturing metal fixed on the surface of the base material, and It is characterized by providing a photocatalyst function including a tactile matrix, and a photocatalyst.
  • the base material K is made of m-porcelain, ceramic, enamel, metal, glass, thermosetting resin, thermoplastic resin, or the like. Compounds such as any of the above may be basically anything, any shape of the base material may be used, such as spheres »Cylinders, cylinders, tiles, S Simple shapes such as wood, flooring, etc., as well as complex shapes such as sanitary porcelains, wash basins, bathtubs, tableware, pans, etc. It doesn't matter
  • the thickness of the optical Ut medium functional layer is preferably 0.1 to 20 ⁇ m, more preferably 0.1 to 5 «, and 0.2 to 1 Wa. The most preferred is 0.1. If the temperature is less than 0.1 ⁇ >, sufficient photocatalytic action tends to not be realized, and if it is larger than 5 ⁇ n, When the wavelength exceeds 20 ⁇ n, cracks are likely to be generated in the layer.
  • This photocatalyst functional layer may be formed directly on the base material, or may be formed via a middle M layer made of a binder.
  • the layer made of the agent has a higher strength than the film made of a mixture of the photocatalytic matrix and the photocatalyst particles, and has a higher contact property. Therefore, the base material and the photocatalyst functional layer can be firmly bonded through such an intermediate layer, and the peeling resistance is improved. Can be improved
  • the intermediate layer need not be of the same type as the matrix (resin, etc.) in the photocatalytic functional layer.
  • the tactile matrix is made of a resin with high light resistance
  • the resin to be inserted is slightly less light resistant than the resin with lower light resistance. It may be made of inexpensive resin, or it may use colored resin for its design, and the middle ffl layer like this can be used.
  • the amount of light-resistant matrix (thermosetting resin, gall, etc.) in the photocatalytic functional layer can be reduced, and the photocatalyst particles can be reduced. Since it is possible to concentrate the distribution of the seeds closer to the vicinity of Table II, the photocatalytic activity becomes more active, and the sterility and bactericidal properties are improved. Protection Improve functions such as sex
  • the binder is preferably one that does not deteriorate when it comes into contact with the photocatalyst in the photocatalyst function calendar.
  • Examples of the binder are as follows. .
  • Sekiguchi resin Sekiguchi resin, Shirazan resin, Fluoro resin (tetrafluoro) Ethylene resin, tetrafluoroethylene Hexafluorobutyl mouth pyrene copolymer, tetrafluoroethylene Sulfurov mouth Virene vinylidene fluoride copolymer, fluorovinyl resin, fluorovinyl resin, black mouth Trifluoroethylene resin, vinyl ether, fluorinated resin, vinyl copolymer, vinyl ester, fluorinated resin Acrylate copolymers), acrylic silicone resin, silica-based glass, boron-based glass, glaze, frit, etc.
  • the photocatalyst functional film of the present invention comprises a flexible film-like base material, a photocatalyst, and an electroconductive medium fixed to the surface of the base material. It is characterized by having a child-capturing metal layer and a photocatalytic functional layer containing a photo-resistant matrix.
  • Laminate treatment is to apply a contact agent and then apply various films such as separately manufactured PVC film. If the deodorization and fungal film can be obtained by manipulating the process of wearing, it can be performed without the need for a special production line. Mineral treatment can provide deodorant and antibacterial functions to building materials made of stacked steel plates.
  • the method of manufacturing this film is, for example, that the film is arranged opposite to a predetermined IH ⁇ inclined slightly downward from the liquid discharge section.
  • the method of passing a liquid material that has lost the photocatalyst, the thermosetting resin, and the electron-capturing metal to the ra of the hot plate can be cited.
  • the paint-like composition of the present invention includes a photocatalyst, an electron-capturing metal, and a fluid-state shochu-tactile matrix. This is useful when you want to add a new function, such as deodorization or antibacterial, to a finished tile or the like.
  • prepare the B agent containing the hardening resin hardening agent mix it and apply it at the site, where the thermosetting resin will be cured at room temperature. If it is, it can be widely used outside and inside the house.
  • thermosetting resin base eg silicazol
  • electron-capturing gold gold
  • Reagent B is prepared with a hardener that can cause a hardening polymerization reaction with the main agent in solution A (for example, if the main agent in solution A is silicazol, For example, Trim.
  • a process for heating and hardening the liquid material applied to the surface of the base material A process for heating and hardening the liquid material applied to the surface of the base material.
  • thermosetting resin a liquid containing the main component of the thermosetting resin is prepared at a time, and then a hardening agent is added to the liquid.
  • thermosetting resin a thermosetting resin
  • light-curing resin By using a curable resin, it is possible to irradiate light containing ultraviolet rays instead of heat-treating a liquid-coated base material.
  • Another method of manufacturing a photocatalyst functional material according to the present invention includes a process of adjusting a sol containing photocatalyst particles to an SS, and an electron trapping process for the sol.
  • the photocatalyst particles should be singly dispersed, such as in the case of anatase-type oxidized titanium. Since point B has a pH of 6.5, disperse with acid or alkaline, and in order to improve the dispersibility, use a dispersant (peptizer). ) Or a surface active agent or a surface treatment agent may be added.
  • the solvent used for the photocatalyst sol solution may be basically any solvent. In general, water and ethanol are often used in the process of mixing photocatalyst particle zol and gold ⁇ liquid containing liquid.
  • the gold-containing solution adjusted to almost the same pH as that of the solution to the photocatalytic zol solution, and then add the PH of the gold-containing solution to the photocatalyst zol solution. Same as liquid This is done by preventing the zeta potential in the solution of the photocatalyst zol from changing so much that it is a single part of the photocatalyst zol.
  • the metal-containing liquid is used when the photocatalyst particles are irradiated with light and tt elements and holes are generated.
  • a solution consisting of a solute containing a metal and a solvent that can capture the particles, and more specifically, the solution K is silver usate, copper acetate, or the like. Copper sulphate, 1st saturated net, 2nd salted copper, copper carbonate, 1st salted
  • Five Examples include iron, ferric ferric oxide, chloroauric acid, sodium chloride, and the like, and water, water, propanol, and the like as the solvent.
  • a process for diluting the suspension of a mixture of sol and resin with a solvent can be added.
  • the diluent used here has a low viscosity. (0.1 to 10 cps fe degree), which is intended to make the coating on the base material easier and to increase the speed of this purpose. If anything, it is basically anything, for example, ethanol, propanol, water, etc.
  • a drying process may be included in the process of applying a liquid containing a hardening agent to a base material and the process of heating and hardening the liquid.
  • the method of applying the liquid material to which the hardener is added to the base material may be basically any method, but it is not a problem. Or the single-ring method is relatively simple.
  • the heating and hardening process is 100 °C and may be carried out for a long time at a low temperature, or 100 °C or more and the base material and thermosetting resin.
  • the temperature of the shochu may be shorter than the temperature of the thermosetting tree, because the temperature of the photocatalyst particles is generally higher than that of the thermosetting tree body.
  • the photocatalyst particles were found to be lower than the lower surface of the base material. It is hoped that it will not be buried in.
  • the method of fixing the trapping metal layer to the photocatalytic functional layer is the following in addition to the method of mixing the metal layer with the photocatalyst or thermosetting hardener. Can also be by law, Immediately, a mixed layer of the photocatalyst and the resin is formed on the base material.After that, the liquid containing the electron-capturing metal is passed through the mixed layer. Use (painting etc.)
  • the gold is fixed to the surface of the base material.
  • the metal-containing liquid the above-mentioned liquids can be used, and as a solvent for the liquid-containing liquid, particularly when ethanol is used, water and water are used. Compared to water, the surface tension is low and wettability is low because the drying speed is faster than that of water, which contributes to the productivity improvement of the gold coating process. It is not harmful unlike other volatile solvents such as ether, acetate, methanol, etc., in that it improves the carrying efficiency of metal. I like it in some respects.
  • the process of fixing the metal to the surface of the base material by irradiating the metal-coated surface with light containing ultraviolet rays involves drying the coated metal-containing solution. It may be done after drying, and in this case, the efficiency of the endurance of the metal can be improved as compared with the case where it does not dry.
  • the light source that emits light containing ultraviolet rays only needs to have an ultraviolet ray illuminance that does not damage the base resin.
  • fluorescent lamps, BL lamps, ultraviolet lamps, xenon lamps, mercury lamps, septum lights, etc. can be used. ⁇ department field if the number at ra, the ultraviolet-ray irradiation of 1 7 m W / cm 2 not ⁇ Oh Ru's is not the good or in. was but One is I water silver lamp in ⁇ case of this Are generally unsuitable,
  • the method of irradiating the light including the ultraviolet rays is preferably such that the sample is set up so that the light is illuminated vertically on the illuminated surface. Because the efficiency is good,
  • the irradiation time of light including ultraviolet kneading is generally on the order of a few seconds to a few hours. If the irradiation time is too short, the above metal is fully reduced. Conversely, if the length is too long, the electron trapping effect of the above-mentioned gold particles will be weak, and if a light source with a large UV illuminance is used, There is a risk that the resin material will be damaged. This is because that ⁇
  • the manufacturing method of the photocatalyst functional material of another aspect of the present invention includes a process of preparing a zole containing the photocatalyst particles, and an electron trapping process for the zol.
  • a step of heating and hardening the liquid material applied to the surface of the base material includes a process of preparing a zole containing the photocatalyst particles, and an electron trapping process for the zol.
  • the mixed liquid is used between the step of mixing the solution containing the photocatalyst zol and the solution containing the Xiaozi-capturing metal anion and the step of adding the resin.
  • This process involves fixing the gold to the surface of the photocatalyst particles by irradiating light containing ultraviolet rays to the surface. It is recommended that the solution be stirred while the solution is being stirred, and that the metal is applied to the zole of the object S, which has a photocatalytic function.
  • the stirring device used in this case includes, for example, a supersonic wave vibrator, a supersonic wave generator, a homogenizer, and the like. Can be used,
  • Light sources that emit light including ultraviolet rays can be used in the same manner as described above, and the method of irradiating light including ultraviolet rays is also fundamental.
  • the light source and the distance ⁇ is a number c B ⁇ number 1 0 cn extent of the container is not good.
  • top surface of the near-to technique Ru and the light source or al onset to that heat by Ri specimen soluble liquid is dry Ku you This is because the illuminance decreases when it is too far away, and the illuminating time depends on the illuminance of the light source, but it takes several seconds to several ten minutes. When illuminated, the gold is firmly attached to the photocatalyst particles.
  • Figure 1 shows the amounts of thermosetting resin added and shochu in Examples 1 and 2. This is a graph showing the relationship between wear and wear.
  • thermosetting resin is a graph showing the relationship between the addition amount of the thermosetting resin and the photoactivity in Examples 1 and 2,
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the added amount of the thermosetting resin and the M-relation between the abrasion resistance and the photoactivity of the thermosetting resin in Example 3.
  • Figure 4 is a graph showing the relationship between the amount of thermosetting resin added and the amount of shochu * abrasion and photoactivity in the wiping test of Example 4.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the resin ratio and the photoactivity of the photocatalytic functional layer in Example 5;
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the resin ratio of the photocatalytic functional layer and the viability of Escherichia coli in Example 5.
  • FIG. 7 is a graph showing the deodorization of the metal-free sample in the test of Example 6.
  • Figure 8 is a graph showing the armor resistance of the copper-added sample in the wiping test of Example 6,
  • FIG. 9 is a graph showing the M relationship between the K thickness of the photocatalyst function W and the luminous intensity in the test of Example 6.
  • 121 10 is a diagram showing the results of an Auger analysis on the sample surface of Example 1.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the weight ratio of titanium oxide and the surface hardness of the photocatalytic functional layer in Example 3.
  • Fig. 12 shows the relationship between the photocatalyst structure and the energy levels.
  • Titanium oxide with an average particle size of 0,01 n (dissolved K concentration 0% by weight , Nitric acid dispersion type, pH 0.8, Nissan Chemical Co., Ltd. TA15) as a main ingredient of silicacasol (purchased ⁇ 13% by weight%, said (Glass force A) was added and diluted with propanol. Then, as a hardening agent, trimethylsilylsilane (Nippon Gohsei) was added. A glass (B) made of synthetic rubber was added, and the solution was applied to a 10 cm square aluminum substrate. After that, 1
  • Fig.10 The results of the Auger analysis on the sample surface of this step are shown in Fig.10,) indicates the analysis results of the outermost layer, and (b) and (c) indicate the results.
  • the titanium source purple is almost on the outermost layer.
  • titanium oxide particles are almost completely removed from the outermost layer. It has been found that they exist almost completely without being exposed, and therefore, in the case of the present invention, a normal surface reaction catalyst other than the light catalyst is used.
  • the thickness of the optical tt medium functional layer obtained in this manner was about 0.8 ⁇ , and the crystal form of titanium oxide was an anase.
  • the weight ratio of silica and trimethyl thimethylsilan was adjusted to be 3: 1 and the amount of copper fixed on the surface of the material Is 0.5 to 3 ug / cm * (equivalent to 0.06 to 0.04 weight equivalent to the solid weight of oxidized titanium and resin).
  • the obtained samples were evaluated for odor resistance and female resistance to peeling, and for the evaluation of pit resistance, the following methods were used to determine the odor resistance.
  • R 30 ' is an evaluation index of the armoring property obtained as follows: First, a methyl mercaptan gas having a degree of 3 ⁇ is obtained. , Into a 11 L glass container containing the sample, leave it for 1 and let the sample fill the sample with the gas. 1 day light irradiation (the light source (BLB lamp 4W) is arranged in a sample of 8 coi from the sample) to decompose the adsorbed gas into light. Inject melka butane gas into the container so as to have an initial concentration of 3 ppm, and measure the change of the swollenness 30 minutes after the start of the test.
  • the light source the light source (BLB lamp 4W)
  • the peeling resistance was evaluated by performing ffi dynamic abrasion using a plastic erasing rubber and comparing changes in the outer lining. It is shown below: O: No change for 40 round trips
  • Hm Scratched by less than 10 times of sliding after 5 times
  • HX Scratched by less than 5 times of sliding, peeling off layer containing photocatalyst Separation
  • the deodorizing property is considered to be the effect of copper on the food and drink with R30 'in the case of resin alone (100%). Only shows a value of 10% or less.However, the photocatalyst particles have a weight of 80% or more. When this was done (resin content is less than 2 ⁇ ⁇ ), the protection characteristic was better than 5 ⁇ ⁇ .
  • Example 2 (Middle layer, copper, coating method)
  • a liquid obtained by mixing the sol and the trimethyloxymethylsilane at a weight ratio of 3: 1 to obtain a solution having a solution concentration of 20 weight ⁇ is 10 weight.
  • the resin layer was laid on an aluminum substrate at the corner, dried at 150, and a resin layer (middle layer) with a film thickness of about 5 m was formed.
  • a photocatalytic functional layer made of titanium oxide, resin and copper is formed on the middle layer surface in the same manner as in Example 1.
  • the belly thickness of the photocatalytic functional layer was set to about 0.3 ⁇ .
  • the photocatalyst particles (A) are formed by interposing a siloxane resin layer between the base material and the photocatalytic functional layer.
  • the addition of matrix resin in an amount of about 5% by weight based on the sum of the weights of the (natases particles) and the matrix resin. And more than 10% by weight of the matrix resin relative to the sum of the weights of the photocatalyst particles and the matrix resin. With the addition, the peeling resistance became ⁇ .
  • the deodorizing property is also 9 ⁇ ⁇ or more, which is a good result. Indicated .
  • a resin layer having a thickness of about 5 im was formed in the same manner as in Example 2.
  • Example 1 copper nitrate (19.6.65) was mixed with the aqueous solution and the titanium oxychloride used in Example 1. Then, the mixed solution was used in Example 1 for this mixed solution. And then dilute with ethanol, and then add the trimethyloxysilane used in Example 1. This liquid was applied to a 10 cm square aluminum substrate and dried at 150 * C to obtain a photocatalyst having a film thickness of about 0.3 n. A functional layer was formed and a sample was obtained, in which the weight ratio of silica gel and trimetoxymethylsilan was 3: 1. The crystal form of the titanium oxide was anatase, and the solid weight of copper acetate with respect to the total weight of the resin weight and the photocatalyst weight. Should be 2% ,
  • the obtained samples were evaluated for deodorization, exfoliation, and surface hardness.
  • Table IS hardness is the hardness measured by using a lead brush with different hardness from 6B to 9H to pull the surface of the material and to cause scratches. did .
  • Fig. 3 The results relating to deodorization and shochu female sex are shown in Fig. 3.
  • a siloxane resin layer was interposed in between, as in Example 2.
  • the exfoliation property of the shochu is reduced by adding about 5% by weight of the matrix resin to the total weight of the photocatalyst particles and the matrix resin.
  • the addition of 10% by weight or more of matrix resin to the sum of the weight of the photocatalyst particles and the matrix resin resulted in the resistance to peeling.
  • the releasability was O
  • the deodorant property was 8 ⁇ ⁇ or more when the photocatalyst particles were added by more than 10%, indicating a favorable result.
  • the amount of matrix resin relative to the sum of the weight of photocatalyst particles and matrix V resin is 5% by weight. It has been found that good results are obtained when the weight is not more than 8 o and the weight ⁇ is not dropped, preferably 5 times or more and less than 50 weight%.
  • Fig. 11 shows the results obtained by measuring the surface hardness. The sum of the weight of the photocatalyst particles and the matrix resin in the mixed layer of the photocatalyst particles and the resin is shown. If the matrix resin content is more than 10% by weight, the surface hardness is 5B or more, and the surface hardness is sufficient, and if it is more than 60% by weight, the surface hardness is Example 4 (hardening, harbor legal, medium-M layer existence, light irradiation at harbor meeting) where the hardness became more satisfactory than H
  • a resin layer with an abdominal thickness of about 5 ⁇ m was formed on a 10-cm-square aluminum substrate by the same method as in Example 2 *.
  • Example 3 the aqueous solution of copper sulfate used in Example 3 was mixed with titanium oxychloride, and the mixture was stirred with a 0.5 in W / c in BLB lamp. Illuminated for 15 minutes
  • Example 2 After that, add the silica used in Example 1, dilute with ethanol, and use the trimethylsilicone used in Example 1. sheet was obtained run-a by adding the liquid-like material. the this liquid material was applied to the trees fat layer of the substrate, 1 5 0 ⁇ about 0 to grass 2 ⁇ in at. 3 mu [pi of A sample was obtained by forming the photocatalyst function JS, where the ratio of silicacas to trimetoxymethylsilane was 3: 1. The crystal form of titanium oxide was anatase, and the solid weight of acetic acid network was 2 weight based on the total weight of the resin and the weight of the photocatalyst. 3 ⁇ 4 3 ⁇ 4 , ,
  • the obtained sample was evaluated for its deodorization and sculpting resistance, and the results are shown in Fig. 4.
  • the results were as follows. With a siloxane resin layer interposed therebetween, a matrix of about 5% by weight with respect to the sum of the weight of the optical medium particles and the matrix resin is obtained. With the addition of the resin, the shochu resistance was reduced.In addition, the exfoliation of the shochu was enhanced by the addition of the matrix resin containing 10% by weight or more of photocatalytic particles. It became ⁇ . When the particles were added more than 50 weight%, the result was more than 90 °, and the results were good, and after all, as in Example 2, the light contact was good.
  • Matrix resin is not less than 96 weights and not more than 96 weights, preferably less than 96 weights, based on the weight sum of the particles and the matrix resin. It has been found that good results are obtained when the weight is 5% by weight or more and 50% by weight or less, mm5 ( ⁇ . Port, mm ⁇ t).
  • a resin layer with an abdominal thickness of about 5 m was formed on an aluminum substrate of 1 Ocm square with the same tR in the same way as in Example 2.
  • Example 3 the aqueous solution of copper acetate and titanium oxychloride used in Example 3 were mixed, and then, the silica sol used in Example 1 was added. This was further diluted with ethanol, and the liquid substance was obtained by adding the trimiximethylsilan used in Example 1 to the liquid. The liquid was coated on the resin layer of the base plate and dried at 150 to form a mixed layer having a thickness of about 0.1 Um. A sample was obtained, in which the weight ratio of silica gel and trimethoxymethylsilan was adjusted to 3: 1 by weight.
  • Weight of solid weight (weight of resin) and weight of solid weight of oxidized titanium sol (weight of photocatalyst) Varying the ratio in various ways (0%, 10%, 20%, 50%, 80%, 90%, in terms of the ratio of the resin weight to the total weight of the resin weight and the photocatalyst weight) 100%), and the weight of solids in the acetic acid network relative to the total weight of the resin weight and the photocatalyst weight varied in various ways (0%, 2%, 1%). 0 ⁇ ), and tested for its deodorant properties and bacterial te.
  • R30 is the light that illuminates the belly-shaped surface of the sample in a 11-L glass container. 8 CB from the source (BLB lamp 4W), and place the inside of the container so that the initial concentration of methyl carbane gas is 3 ⁇ . Input, during light irradiation and Obtained by measuring the change in concentration three minutes after the hour
  • Bacterial survival rate is less than 10%
  • Fig. 5 shows the results of the deodorant property.
  • the R30 value was even with resin 096. Less than 50%.
  • the weight of the photocatalyst to 50% of the total weight of the resin weight and the photocatalyst is reduced.
  • the R30 value was over 50%, and when copper was added by 10%, the light contact with respect to the total weight of the resin weight and the photocatalytic weight was found. Even when the weight of the medium was about 20%, the R 30 value showed a good value exceeding 5096.
  • Figure 6 shows the results of the antibacterial activity.
  • the thickness is about 0.1 ⁇ and no copper is added
  • the light weight relative to the total weight of the resin weight and the photocatalyst weight is shown. Even if the catalyst weight is increased up to 80%, it can only be accelerated to ++, but at least 296 of copper is added.
  • the antibacterial property of + + + is shown even if the photocatalyst weight is reduced to about 10% of the total weight of the resin weight and the photocatalyst weight.
  • Example 6 ( ⁇ g 3 ⁇ 4 W)
  • a resin layer of 5 ⁇ was formed on a 1 Ocm square aluminum substrate by the same method as in Example 2.
  • Example 3 aqueous solution of the peroxidic acid network used in Example 3 and titanium oxychloride were mixed, and then the silicazol used in Example 1 was added. This was Further, after dilution with ethanol, the liquid used in Example 1 was added with the trimethoxymethyltinsilane to obtain a liquid substance. The liquid substance was obtained. Was coated on the resin layer of the above-mentioned substrate, dried at 150 and formed into photocatalytic layers having various film thicknesses to obtain a sample. The ratio of silica to trimethylsilan was adjusted so that the ratio of S to S was 3: 1.
  • the weight ratio of the solid weight of tyrusylane (resin weight) to the solid weight of titanium oxyzole (photocatalytic S) was 50%.
  • the solid weight of copper acetate is now 2% of the total weight of fat and photocatalyst *
  • the obtained sample was measured for its deodorant properties and luminous intensity.
  • Fig. 7 shows the experimental results of the deodorization properties without gold added, which were measured for comparison. If the film thickness is not more than 3 ⁇ as shown in the figure, R 3 0 does not exceed 50%.
  • Figure 8 shows the experimental results of the deodorization when copper is added, where the white dots indicate the results under light irradiation and the white dots indicate the results under dark conditions.
  • Fig. 9 shows the measurement results of the luminous intensity of the sample, where the luminous intensity was measured by using a luminous intensity meter (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., VGS-10). It was measured by the method of JIS ⁇ 8741 at an angle of incidence of 60 ', and the luminous intensity was less than 0.5 m when mixed with resin and photocatalyst when the film thickness was less than 0.5 m. It was found that there was good cross-slaughter, but it was very good for the outside K. Therefore, it is necessary to use gold in order to achieve both deodorant and luminous properties. It is preferable to add ⁇ .
  • Example 7 (ffi, ⁇ )
  • an aqueous solution of silver m-ate (70%) and the titanium oxide oxidized (used in Example 1, having a dissolution rate of 10 weight%, dispersing type of usic acid, PH 0. 8) was mixed, and the mixture was irradiated with a 0.5 mW / coa BLB lamp for 15 minutes while stirring, and then a zirconizol was added thereto. After diluting with ethanol, and then adding trimethyl methoxymethylsilane, a liquid was obtained. The liquid was removed from the above-mentioned base plate. The sample was coated on the resin layer and dried at 150 * C to form a mixed layer with a thickness of about 0.3 m, and a sample was obtained.
  • the ratio of the weight ratio of toluene to the amount of trimethylsilylsilane was 3: 1, and the crystal form of titanium oxidized was anatase. , And the iris and trimethyl
  • the weight ratio between the solid fi content (resin weight) of silane and the solid weight weight of titanium oxyzol (photocatalytic weight) was set to 50%.
  • the solid weight of solid silver nitrate based on the sum of the weight of the catalyst and the weight of the photocatalyst is
  • a cell layer with a thickness of about 5 ⁇ m was formed on an aluminum substrate of 1 O cn angle by the same method as in Example 2.
  • Example 3 the aqueous solution of copper ft-acid and the solution of titanium oxychloride used in Example 3 were mixed, and then the trimethyl methine used in Example 1 was mixed. After adding lucirane and diluting with ethanol, a liquid was obtained. The liquid was applied on resin ⁇ of the above-mentioned base plate, and then coated with 150 ⁇ m. Dry at * 0 and light with a thickness of 0.5 ⁇ A sample was obtained by forming a catalyst functional layer. The solid weight of trimethoxymethylsilan (resin weight) and the weight of oxidized titanzol were determined. The weight ratio of the shape weight (photocatalyst weight) was 50%. The solid weight of the ffl acid was based on the total weight of the resin and the weight of the photocatalyst. 2%.
  • the oxidized titanium sol used in Example 1 was added to a water-dispersible fluorinated resin coating solution (tetrafluoroethylene, hexafluoroethylene). Fluoropropylene, vinylidene fluoride copolymer, dissolved K concentration 50% by weight, Sumitomo SL-Em, THV350C) The mixture was added, diluted with ethanol to obtain a liquid, which was applied to a 10 cm square aluminum substrate, and coated with 150. Dried to form a 0.5 ⁇ m thick S-layer. • Solid weight of fluorinated resin (solid weight) and titanium oxide solid weight.
  • the weight ratio of the amount was set to 50%, and a copper acetate (199.65) aqueous solution was coated on the mixed layer. After this, a 0.5 nW / cm 'BLB lamp is irradiated for 2 minutes.
  • the abdominal thickness of the photocatalyst function layer obtained in this way was about 0.8 mm, and the crystal form of titanium oxide was A
  • the mass fixed to the solid is 3 to 10 / xg / cm * (0.04 to 0.12 mass% phase with respect to the solid weight of the titanium oxide and the resin).
  • Example 10 (hollow substrate) After heating the stainless steel base plate to 600 ⁇ C, the glaze was coated and a hollow substrate of 1 O cm square was made.
  • the medium WI calendar and the photocatalyst functional layer were formed on the low substrate by the same method as in Example 2; however, the weight of the photocatalyst was the same as that of the photocatalyst. 50% with respect to the sum of the weight with the resin,
  • the obtained wipes were evaluated for odor resistance (R30) and abrasion resistance, as a result, the odor resistance was 84%, and the ware resistance was O%. And the results of the present invention showed good results.
  • the present invention provides a good photocatalytic material which can be manufactured even by a low-temperature heat treatment of less than 300.
  • the photocatalyst function can be added to the base material in various forms by a simple construction method such as pasting or coating on the site.
  • a resin-based matrix has not yet been obtained, and it has a balance between exfoliation of shochu and photocatalytic function.
  • a photocatalyst functional material with excellent characteristics can be provided.

Description

明 細 書
光 触 媒 機 能 材及 び そ の 製 造 方法 発 明 の 厲 す る 技術分 野
本 発 明 は 、 光 触 媒 作 用 に 基 づ く 抗 菌 や 防 具 、 防 汚 、 有 害 物 質 ( N O x 等 ) の 分 解 等 の 多 く の 機 能 を 有 す る 光触 媒 機 能 材 に 関 す る . 特 に は 、 低 温 ( 約 3 0 0 で 以下 ) の 工程 で 製 造 で き る 光 触媒 機 能 材 に 関 す る . 従 来 技 術
基 材 の 表 面 に 、 抗菌 性 、 防 汚性 お よ び脱 臭 性 等 の 機能 を 付 加 す る 方 法 と し て 、 基 材表 面 に ア ナ タ 一 ゼ 型 酸 化 チ タ ン 等 の 光触媒 の 薄 K を 形 成 す る 方 法 が 、 従 来 よ り 提 案 さ れ て い る , そ の 1 つ の 方 法 と し て ア ナ タ ー ゼ 型 酸 化 チ タ ン 拉 子 を ノ、' ィ ン ダ 一 に 混練 し 、 こ れ を 基 材 表 面 に 塗布 し て 熱 処理 す る 方 法 が あ る . 他 の 方法 と し て 、 本 出 願 人 が 特 開 平 5 — 2 5 3 5 4 4 号 に お い て 開 示 し た 方 法 が あ る . こ の 方 法 は 、 居 住空 ffl の 壁面 、 床面或 い は 天 井 面 を 構 成 す る こ と と な る 板 状 部材 ( タ イ ル等 ) の 製造方 法 で あ る , こ の 方法 で は 、 板 状 部 材 の 表面 に バ イ ン ダ ー 層 を 形成 し 、 こ の バ イ ン ダ ー 層 の 表 面 に ア ナ タ ー ゼ 型 酸 化 チ タ ン を 主 体 と,す る 光 触媒 微 粉 末 を そ の 一 部 が バ イ ン ダ ー 層 か ら B 出 す る よ う に 吹 き 付 け て 付奢 さ せ 、 次 い で 3 0 0 で 以 上 9 0 0 未満 の 範 囲 で 加熱 し て バ イ ン ダ ー 層 を 溶 融 せ し め た 後 、 泠却 し て ノヽ * ィ ン ダ ー 暦 を 固 化 せ し め て い る
発 明 の 解 決 す べ き 锞 ¾
上 述 の 、 ア ナ タ ー ゼ 型 酸化 チ タ ン 粒 子 を バ イ ン ダ 一 に 混捭 し 、 こ れ を 基 材 表 面 に 塗 布 し て 熱 処 理 す る 方 法 で は 、 光 触 媒 粒 子 の 活 性 な サ イ 卜 の 大 部 分 を バ イ ン ダ ー が 覆 っ て し ま う た め 、 脱 具 性 等 の 光 触 媒 作 用 に よ る 特 性 が 充 分 で な か っ た ·
ま た 、 特 M平 5 — 2 5 3 5 4 4 号 の 方 法 で は 、 3 0 0 で 以 上 9 0 0 *0 未 滴 で 熱 処 理 す れ ば 脱 臭 性 等 が 良 好 で あ る . し か し 、 3 0 0 で 未 満 の 低 温 熱 処 理 で は 、 パ イ ン ダ 中 の 添 加 剤 を 十 分 に 除 去 し え な い た め 、 良 好 な 脱 臭 特 性 が 得 ら れ な か っ た · し た が っ て 、 耐 熱 性 の な い ブ ラ ス チ ッ ク 等 の 基 材 に 優 れ た 脱 臭 特 性 等 の 良 好 な 光 触 媒 機 能 を 付 加 す る こ と は 困 難 で あ っ た .
ま た 、 特 開 平 5 — 2 5 3 5 4 4 号 の 方 法 で は 、 8 0 0 で 未 滴 の 熱 処 理 温 度 で は 基 材 表 面 を 形 成 す る 光 触 媒 層 が 気 孔 率 4 0 % 以 上 の 多 孔 質 と な る * さ ら に 、 光 触 媒 粒 子 が 最 表 面 に S 出 し た 構 造 で あ る の で 表 面 が は が れ 易 く な る 傾 向 が あ っ た .
本 発 明 は 以 上 の 事 情 を ffi み て な さ れ た も の で あ り 、 低 温 の 熱 処 理 で も 良 好 な 光 触 媒 活 性 を 有 す る 機 能 材 を 作 製 で き 、 機 能 材 表 面 の 機 械 的 強 度 の 高 い 光 触 媒 機 能 材 を 提 供 す る こ と を 目 的 と す る . 踝 ¾ を 解 決 す る た め の 手 段
上 記 ! 1 H を 解 決 す べ く 、 本 発 明 の 光 触 媒 機 能 材 は 、 光 触 媒 、 電 子 捕 捉 性 金 ¾ 、 及 び 、 光 耐 触 性 マ ト リ ッ ク ス を 含 む 表 面 暦 ( 光 触 媒 機 能 層 ) を 有 す る こ と を 特 徴 と す る .
本 発 明 に お い て は 、 光 触 媒 機 能 層 中 の 光 触 媒 ( 粒 子 等 ) の 大 部 分 は 光 耐 触 性 マ ト リ ッ ク ス ( 熱 硬 化 性 樹 脂 等 ) に ¾ わ れ る こ と に な る に も か か わ ら ず 、 防 昊 、 抗 菌 等 の 光 触 媒 機 能 が 発 揮 さ れ る 機 構 は 、 以 下 の よ う な も の と 推 測 さ れ る .
光 触 媒 上 で の 光 触 媒 反 応 は 以 下 の よ う に 進 行 す る と 解 さ れ る . ま ず 第 一 段 階 と し て 、 光 子 が 電 子 と 正 孔 に 分 解 す る 次 の 反 応 が 生 じ る ,
h ν -» h * + e " ( 1 ) 次 に 生 成 し た 正 孔 が 、 空気 中 ま た は 層 中 の 酸 素 ま た は 水 分 と 反 応 し て 、 活 性 酸 素 種 を 生 成 す る , 水 分 と 反応 し た 壜合 の 化学 反 応 式 を 以 下 に 示 す ,
H a 0 - H * + 0 H - ( 2 )
0 H * 十 h ♦ — 0 H · ( 3 ) こ こ で 生 じ た 活 性 酸素 種 O H · が惠 臭 成 分 や 歯 に 作 用 し て 、 防 臬 性 ゃ 抗菌 性 を 発 揮 す る の で あ る
た だ し 、 ( 3 ) 式 の 反 応 は ( 4 ) 式 に 示 す 正 孔 と ¾ 子 が 再 結 合 し て 光 子 に 戻 る 次 の 反応 と «合 す る ,
h * + e " -· h v ( 4 ) つ づ い て 、 光 触 媒 拉子 が 空 気 中 に B 出 し て い る 場 合 に つ い て 考 察 す る . こ の 場 合 に は 、 空 気 中 の 酸紫 ま た は 水 分 は 光 触媒 と 直 接 接 触 す る こ と が で き る の で 、 光触媒 粒 子上 に は ( 1 ) 式 で 示 さ れ る 光 の 分 解 反 応 が 生 じ た と き に 、 正孔 、 電子 の 他 、 酸 素 ま た は 水 分 が 存 在 す る . こ の 壜合 ( 3 ) 式 と ( 4 ) 式 は 競 争 反 応 と な る の で 、 あ る 確 率 ( ア ナ タ ー ゼ 型 酸 化 チ タ ン の 場 合 は 約 2 0 % 程 度 ) で ( 3 ) 式 に よ り 活性酸紫 が 生成 す る , こ の 活性 酸素 の 作 用 に よ り 、 防奥 、 抗 菌 等 の 光 触媒反 応 が起 こ る こ と に な る
次 に 光 触 媒 粒 子 が 、 «子 捕 捉 性 金 厲 が周 囲 に な い 状據 で マ ト リ V ク ス に 完 全 に 覆 わ れ た 場 合 に つ い て 考察 す る · 光触媒 が マ 卜 リ ッ タ ス に ¾ わ れ る こ と に よ り 、 空 気 中 の 酸紫 ま た は 水 分 は 光触 媒 に 直 接 接 触 す る こ と が で き な く な る , し た が つ て 酸 紫 ま た は 水 分 と 正 孔 と が ( 3 ) 式 に よ り 反 応 す る た め に は 、 空 気 中 の 酸 紫 ま た は 水 分 が 光 触媒 上 へ 拡散 す る か 、 ま た は 正 孔 が 酸紫 ま た は 水 分 の 存 在 す る 層 の 最 表 面 に 拡 散 す る か 、 若 し く は そ の 双方 の 拡 散 が 生 じ る 必要 が あ る · そ の 分 »導期 IWが 生 じ る こ と に な る · —方 、 電 子 は 光子 の 分解 反 応が生 じ た と き に す で に 光 媒 上 に 存在 す る · そ の た め 上 記 拡 敗 が生 じ る 前 に 、 す な わ ち 銹 »期 間 中 に ( 4 ) 式 に よ る 反 応 が 生 じ る こ と に な り 、 そ の た め ( 3 ) 式 に よ る 活 性 ffi 紫 生成 反 応 は ほ と ん ど生 じ な く な る ,
以 上 の こ と か ら 光触媒 が霄子 捕 捉 性金厲 が周 囲 に な い 状態 で マ ト リ ッ ク ス に 大 部 分 覆 わ れ て い る 場 合 に は 、 光触 媒 が 露 出 し て い る 部 分 の み あ る 確 率 で 活性 K素 が 生 じ る こ と に な る . そ の た め 生 成 す る 活 性 酸 紫 の 量 が 少 な い の で 充 分 な 防臭 、 抗菌等 の 光触媒 機 能 が 発揮 さ れ な い の で あ る .
— 方 、 光 触媒 の 近 傍 に 《子捕捉性 金厲 ( イ オ ン 、 粒 子 等 ) が あ る « 合 は 、 光 触媒 が マ ト リ ッ ク ス に 完 全 に ¾ わ れ て い て も 、 ( 1 ) 式 で 生成 し た 電 子 は こ れ ら 金 厲 に 捕捉 さ れ る の で 、 ( 4 ) 式 の 再 結 合 反 応 が 生 じ に く く な り 、 正孔 が 長 時 ra消 滅 せ ず に 残留 し う る よ う に な る . し た が っ て 、 光 触媒 が バ イ ン ダ ー に aわ れ て ( 3 ) 式 の 活 性 酸紫 生成 反 応 が 上記理 由 に よ り ¾ 導期 問 を 有 す る よ う に な っ て も 、 正孔 が ( 4 ) 式 に よ り 消 滅 し に く く な る の で 、 誘 導 期 間 後 に ( 3 ) 式 の 活性 酸 累生成 が 生 じ る よ う に な る ,
以 上 の 機 構 に よ り 、 光触媒機 能 層 に 電子 捕捉性 金属 が 含 ま れ て い る こ と に よ り 、 光触媒 の 大部分 が 光耐触性 マ ト リ ッ ク ス に aわ れ る に も か か わ ら ず 、 防具 、 抗菌等 の 光蝕媒 機 能 が 発揮 さ れ る の で あ る ,
こ こ で 、 本 発 明 に ぃ ゥ 電子捕捉 性 金厲 に つ い て 説 明 す る .
図 1 2 に 各 種 半導 体 の 価 電子帝及 び伝導帝 の ポ テ ン シ ャ ル エ ネ ル ギ ー 準 位 を 示 す ( 「 光触媒 J 、 朝 食書店 、 p . 5 4 、 1988 ) . 光 が 照 射 さ れ る と 価電子帝 の 電子 が 伝導 flf に 励起 さ れ 、 伝導带 下 端 の ポ テ ン シ ャ ル エ ネ ル ギ ー準位 を 有 す る 電子 と 、 価電 子帝 上雎 の ポ テ ン シ ャ ル エ ネ ル ギ ー 準 位 を 有 す る 正 孔 が 生 成 す る · そ し て 正 孔 の 有 す る ポ テ ン シ ャ ル ェ ネ ル ギ ー 準 位 が 酸 紫 生 成 準 位 0 , / H . 0 ( + 1 . 2 2 V ) よ り 正 の 側 に あ る と 、 正 孔 は H * 0 か ら
« 子 を 受取 り 、 0 , を 生 成 す る , 同 様 に 活性 酸素 を 生 じ さ せ、 恶 具 成 分 等 の 気 体 を 酸 化 分 解 す る こ と に よ り 防 典 機 能 等 の 光 触媒 機 能 を 発 揮 す る の で あ る , し か し 、 正 孔 の み が 消 燹 さ れ る と 、 正 孔 と 《 子 の 再 結 合 の 確率 が 高 く な り 、 活 性 酸紫 が 生 じ に く く な る , 正 孔 と 電 子 の 再 結 合 の 確 率 を 低 め る に は 霄子 を 有効 に 捕 捉 し 、 正 孔 と 同 様 に 他 反 応 で 消 黄 さ せ る 必 要 が あ る . 電 子 を 消 , さ せ る に は 、 電 子 の 有 す る ボ テ ン シ ャ ル ェ ネ ル ギ ー 準 位 よ り 正側 に あ り 、 か つ 酸 紫 生 成 準 位 よ り 負 の 側 に あ る 反 応 を 同 時 に 生 じ さ せ る 必 要 が あ る . こ の 反 応 剤 と し て 有効 な の が 電子 の 有 す る ポ テ ン シ ャ ル ェ ネ ル ギ ー 準 位 よ り 正 側 に あ る 生成準 位 を 有 す る 金 厲 の 還 元 反 応 、 す な わ ち B 子 捕 捉 性金 厲 イ オ ン の 通 元 反 応 で あ る . な お . Λ 兀 さ れ た 金 厲 は 、 活性 酸 * に よ っ て 再 び 酸化 さ れ る の で、 電 子 捕 捉 性 金 属 イ オ ン が 消 * さ れ尽 く す こ と は な い .
表 1 に 各 種 光 触 媒 の 電子 の 有 す る ポ テ ン シ ャ ル エ ネ ル ギ ー 準 位 、 及 び 典 型 的 な 電 子 を 受 取 る 反 応 ( ji 元反応 ) の ポ テ ン シ ャ ル ェ ネ ル ギ一準 位 を 示 す .
光 Mi媒 «子の有するポテンシャル 典型的還元反応 その生成ポテンシャル 典型的通元反応 その生成ポテンシャル ϊ ι if一 itl /V jし 一 mtti / i Jし; *ί一 ίϋίί /V n u. n ununu 一 υ·
し し Hn/nn
Ag/Ag πθ/ ne
nu/ nu ir
ZnO 0.0 Pt/Pt + 1.19 Zr/Zr4* -1.53
SnOs + 0.2 Au/Au * + 1.50 Tc Tc1* + 0.400
05 CdS -0.8 Al/Al" -1.662 In/In" -0.338
SiC -1.7 Fe/Fe** -0.440 Ga/Ga1* -0.450
CdSe -0.3 Ni Ni1* -0.228 Nb Nb«* -1.10
UoS. 0.0 Sn/Sn** -0.138 Τ1Λ1* -0.336
CdTe -0.8 Pb/Pb -0.129 CuVCu^ + 0.153
Co/Co -0.287 Sn2ソ Sn" + 0.154
Zn/Zn -0.763 Cu/Cu* + 0.521
Cr/Cr" -0.67 Fe2VFe** + 0.771
Mo/Mo" -0.20 -0.255
Ge/Ge" 0.00
表 1 よ り 例 え ば 、 光触媒 が 酸 化 チ タ ン の 塌 合 は 電 子 の 有 す る ポ テ ン シ ャ ル エ ネ ル ギ ー準 位 は 一 0 . I V で あ る か ら 、 こ の 壜 合電 子 捕 捉 性 金 厲 ィ ォ ン と し て は そ れ よ り 正 側 の 生成 準 位 を 有 す る 金 属 、 す な わ ち C u 、 A g 、 R u 、 P d 、 P t 、 R e 、 I r 、 Ρ ο 、 F e 、 S n 等 が 好迪 に 利 用 で き る ,
こ の 考 察 よ り 電 子捕 捉 性金厲 は 、 イ オ ン の 状態 で 層 中 に 添 加 さ れ る ほ う が 効 果 が 大 き い と 考 え ら れ る , そ の 添加 量 の 好 通 値 は 、 少 な く と も 層 の 最 表暦 ( 紫外練 到 速 深 度 ) に 、 実験 事実 ( 実 施 例 2 ) よ り 0 . 0 0 6 重量 % あ れ ば 足 り る . こ こ で , 紫外 線 到 違 深 度 と は 、 紫 外 綠 が 表 面層 に 吸 収 さ れ ず に 到 速 し う る 深 度 を い う . 半 導 寄 の 紫 外 練 吸収 係数 α は 、 光 の 波長 が 半導帝 の 禁 制 幅 よ り も や や 大 き な エ ネ ル ギ 一 Ε ( = h / λ , h は ブ ラ ン ク 定 数 、 JL は 光 の 波 長 ) を 有 す る と き は
α ( Ε - E g ) ' ζ,
で 表 さ れ る . こ こ で E g は 半 導帝 の 禁 制 寄幅 で あ る .
半導 帝 中 の 分 光 到 速 深 度 d は 、 α の 逆 数 で 表 さ れ る , し た が て
d *f ( h / λ - E g ) 〜,
で 表 さ れ る ·
本 発 明 の 表 面層 は 半導体 で あ る 光 触媒 、 酎 蝕性 マ ト リ ッ ク ス 、 金 厲 か ら な る . こ の う ち 光触媒 の 紫外 線 吸 収 が 大 き い と 考 え る と Ha 層 中 の 光触媒 の 体積 比 を X と す る と 、 紫外 線 到 速 深 度 d v は 、
d v *f X - » ^ » . ( h / JL - E g ) - 1 /
で 表 さ れ る 量 で あ る ,
表 2 に 代 表 的 な 光蝕媒 の 禁制 帝幅 を 示 す , 表 2
Figure imgf000010_0001
本 発 明 に お い て 、 光触媒 の 形 態 は 粒 子状 で あ っ て も 膜状 で あ つ て も 、 あ る い は 固 溶 体 で あ っ て も よ い . そ の 中 で 代 表 的 な も の は
» 無 機結 晶 Rの 光触媒 作 用 を 有 す る 粒子 で あ る , な お 、 光触媒機 能 層 に は 、 他 に 微 量 の 光 触 媒 作 用 を 有 し な い 粒子 が 含 ま れ て い て も よ い · 例 え ば 、 表面平 滑 性 を 坩 加 さ せ る た め に 加 え ら れ る 、 金 厲 や そ の 酸 化 物 な ど の 充 填 剤 等 で あ る ,
光触 媒 粒 子 の 結 晶 化 の 程度 は 、 光触 媒機能層 か ら 剥 が し た 光 触 媒 粒 子 を 5 0 kV— 3 0 0 πΑの 条 件 で 粉末 X 線 回 折 し た と き に 結 晶 の 最 大 ピ ー ク が 検 出 さ れ る 程度 で あ る ,
光 触 媒 粒 子 の 例 と し て は 、 T i O , 、 Z n O 、 S r T i O , 、 F e 0 . 、 C d S , C d S e 、 W O , 、 F e T i O , 、 G a P
、 G a A s 、 G e A s 、 R u 0 , M o S * 、 L a R h O , 、
C d F e 0 , 、 B i , 0 i . M o S i , I n * 0 * . C d O 、 S n 0 , , S 1 C 、 I n P 等 の 酸 化 物 及 び非 酸 化物 半導 体 を 挙 げ る こ と 力 $ で き る . こ れ ら の う ち T i O 意 、 Z n O 、 S r T i O , 、 C d S 、 C d S e 、 G a P 、 M ο S , 、 S i C 等 は 、 伝 導 帯 の 位 置 が バ ン ド モ デ ル で 表 す と き 水 紫 発 生 « 位 よ り 上 方 に あ り 、 か つ 価 子 帝 の 上 端 が 酸 紫 発 生 電 位 よ り も 下 方 に あ る の で 、 パ ン ド · ギ ャ ッ プ 以 上 の ェ ネ ル ギ一 を 有 す る 波 長 の 光 を 照 射 す る と 活 性 酸 を 生 じ 、 有 機 化 合 物 の 酸 化 分 解 に よ る 防 具 作 用 、 抗 菌 作 用 あ る い は 防 汚 作 用 を 生 じ る 点 で 優 れ て い る , ま た 、 F e a 0 , 、 W 0
S n 0 * 、 B i 0 » に お い て も 、 粒 怪 1 0 〜 1 0 0 A 程 度 に 超 微 粒 子 化 さ れ れ ば 、 伝 導 帝 の 位 置 が 上 方 に 移 行 す る の で 同 様 に 防 臭 作 用 > 抗 菌 作 用 あ る い は 防 汚 作 用 を 生 じ る こ と に な る と 解 さ れ る * こ の う ち T i 0 ( ア ナ タ ー ゼ 型 、 ル チ ル 型 ) 、 F e ,
0 、 Z n 0 、 S n 0 等 が 原 料 が 安 価 に 入 手 で き る 点 で よ く 、 さ ら に 活 性 の 高 い 微 粒 子 を 得 や す い 点 で ア ナ ク ー ゼ 型 T i 0 * 、
S n 0 , が な お よ い , 本 願 の 無 機 質 の 光 触 媒 作 用 を 有 す る 粒 子 は れ ら い ず れ か 1 種 を 用 い て も よ い し 、 2 種 以 上 を 混 合 し て 用 い て も よ い
本 発 明 に お い て 光 耐 触 性 マ ト リ ッ ク ス は 、 光 に よ り 分 解 さ れ に く い 無 機 質 材 料 及 び 樹 脂 か ら な る も の で あ る . こ の 樹 脂 に は 、 光 に よ り 側 鋇 は 分 解 さ れ て も 、 主 鎖 は 分 解 さ れ な い 榭 脂 が 含 ま れ る 光 耐 蝕 性 マ 卜 リ ッ ク ス の 例 は 以 下 の と お り で あ る .
無 機 材 料 :
シ リ カ 、 ケ ィ 酸 化 合 物 、 ガ ラ ス 、 透 光 性 ア ル ミ ナ 、 釉 薬 等 . 透 光 性 を 有 す る こ と が 好 ま し い ,
難 分 解 性 樹 脂 :
テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 榭 脂 、 テ 卜 ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 一 へ キ サ フ ル ォ ロ プ ロ ピ レ ン 共 重 合 体 、 テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 一 へ キ サ フ ル ォ ロ プ ロ ピ レ ン ー ビ ニ リ デ ン フ ロ ラ ィ ド 共 重 合 体 、 ァ ク リ ル シ リ コ ン 樹 脂 等 .
側 鋇 は 一 部 分 解 す る が 主 ffl は 分 解 し な い 樹 脂 :
平 均 組 成 式 R 1 m S i ( O R ' ) n ( O H ) P 0 ( 4 一 m — n 一 P ) / 2 ( R 1 は 有 機 基 、 R A は ア ル キ ル 基 、 0 ≤ m < 4 、 0 ≤ n < 4 、 0 < m + n < 4 , 0 ≤ p < 4 、 0 < m + n + p < 4 ) で 表 さ れ る シ ロ キ サ ン 樹 脂 . R ' ま た は R A 部 が 光 酸 化 分 解 さ れ る ·
シ ラ ザ ン 樹 脂 等 .
熱 硬 化 性 榭 脂 と し て は 、 シ リ コ ン 樹 脂 、 フ ッ 素 樹 脂 等 が 挙 げ ら れ 、 着 色 し た も の を 用 い て も よ い .
ま た 、 熱 硬 化 性 樹 脂 の 代 わ り に 光 硬 化 性 榭 脂 を 利 用 し て も よ い . こ こ で 、 光 硬 化 性 樹 胆 と は 、 紫 外 線 を 含 む 光 が 照 射 さ れ る こ と に よ り 硬 化 す る 榭 胞 の こ と で あ る . な お 、 光 硬 化 性 榭 脂 は 、 熱 処 理 を 要 し な い と い う 利 点 が あ る の で 、 特 に 耐 熱 性 の な い 樹 脂 基 材 の 塌 合 に 有 利 で あ る .
電 子 捕 捉 性 金 厲 ( 粒 子 等 ) は 、 基 本 的 に 光 触 媒 粒 子 や 熱 硬 化 性 樹 脂 と 混 合 さ れ た 状 態 で 存 在 し て も よ い し 、 機 能 材 最 表 層 に 露 出 し て い て も よ レヽ ·
こ こ で 、 金 厲 粒 子 が 外 気 に 接 す る よ う に 存 在 す る こ と に よ り 、 光 照 射 時 に 金 属 粒 子 自 身 の 触 媒 作 用 に よ り 脱 臭 反 応 等 の 光 It媒 作 用 に 基 づ く 反 応 を 迅 速 に 進 行 さ せ る こ と が で き る . 例 え ば 、 悪 臭 ガ ス の 酸 化 分 解 反 応 を 例 に と れ ば 、 ま ず 表 面 に B出 し た 金 厲 粒 子 に S臭 ガ ス が 吸 着 し 、 次 い で 光 触 媒 作 用 に 基 づ き 生 成 さ れ た 活 性 酸 素 と 惠 臭 ガ ス が 光 触 媒 機 能 層 表 面 上 で 平 面 反 応 を 起 こ し 、 惠 臭 ガ ス が 分 解 さ れ る . こ の 反 応 ( サ イ ク ル ) は 、 速 統 的 に 進 行 し て 反 応 が 推 進 さ れ 、 こ の サ イ ク ル に お い て 光 触 媒 も 金 ¾ 粒 子 も 何 ら 化 学 的 変 化 を 生 じ な い . し た が っ て 、 こ の 反 応 は 触 媒 反 応 で あ る ま た 、 金 厲 粒 子 を 外 気 と 接 触 さ せ る こ と に よ り 、 光 が 照 射 さ れ な い と き に お い て も 、 金 厲 粒 子 の 持 つ 作 用 が 期 待 で き る , 即 ち 、 金 厲 粒 子 ( 銅 等 ) は 、 メ チ ル メ ル カ ブ タ ン 等 の 憑 臭 物 Κ を 吸 《 す る 機 能 を 有 す る の で 、 — 定 期 間 防 臭 等 の 作 用 を 有 す る . た だ し 、 こ の 場 合 防 奥 は 悪 臭 成 分 の 吸 着 に よ る た め 吸 看 飽 和 量 を こ え て し ま う と 効 果 が な く な る . し た が っ て 長 期 に わ た り 使 用 す る 壜 合 に は 、 光 照 射 を 併 用 す る こ と が 好 ま し い · 更 に 、 銀 等 の 金 厲 で は 、 金 厲 自 体 が あ る 程 度 の ¾ι 菌 性 を 有 す る の で 好 ま し い .
本 発 明 に お い て は 、 光 触 媒 機 能層 に お け る 熱 硬 化 性 榭 脂 と 光 触 媒 の 混 合 比 率 ( 榭 脂 重 樹 脂 £ 触 媒 重 量 ) ) が 5 〜 8 0 ¾ で あ る こ と が 好 ま し い · さ ら に こ の 比 は 1 0 〜 5 0 ¾ で あ る こ と が よ り 好 ま し い 《 こ の 比 が 、 5 以 下 で は 表 面 の 酎 摩 耗 性 が 充 分 で な く 、 8 0 以 上 で は 光 触 媒 粒 子 の 絶 対 量 が 少 な い た め 、 光 触 媒 作 用 が 充 分 で な く 、 光 触 媒 機 能 材 と し て の 充 分 な 防 臭 、 抗 菌 効 果 が 得 ら れ な い お そ れ が あ る か ら で あ る . こ の 比 が 1 0 % 以 上 で さ ら に 耐 庫 耗 性 が 良 好 で あ り 、 5 0 κ 以 下 で 抗 菌 効 果 ( R 3 0 ) が 良 好 で あ る ,
本 発 明 の一想 様 の 光 触 媒 機 能 材 は 、 基 材 と 、 こ の 基 材 表 面 に 固 定 さ れ た 、 光 触 媒 、 電 子 捕 捉 性 金 厲 、 及 び 、 光 酎 触 性 マ ト リ ッ ク ス を 含 む 光 触 媒 機 能 屠 と 、 を 具 備 す る こ と を 特 撖 と す る .
で 基 材 の 材 K は 、 m 磁 器 、 セ ラ ミ ッ ク 、 ほ う ろ う 、 金 厲 、 ガ ラ ス 、 熱 硬 化 性 樹 脂 、 熱 可 塑 性 樹 脂 あ る い は そ れ ら の 複 合 物 等 基 本 的 に 何 で も よ い , 基 材 の 形 状 も ど の よ う な も の で も よ く 、 球 状 物 » 円 柱 物 、 円 筒 物 や タ イ ル 、 S 材 、 床 材 等 の 扳 状 物 な ど の 単 純 形 状 の も の で も 、 衛 生 陶 群 、 洗 面 台 、 浴 槽 、 食 器 、 な べ な ど の 複 雑 形 状 の も の で も 構 わ な い 光 Ut 媒 機 能 層 の 腹 厚 は 、 0 . 1 〜 2 0 μ m が 好 ま し く 、 さ ら に は 0 . 1 〜 5 « が よ り 好 ま し く 、 0 . 2 ~ 1 W a が 最 も 好 ま し い , 0 . 1 ■> 未 满 だ と 充 分 な 光 触 媒 作 用 が 発 揮 さ れ な い 傾 向 が あ る , 5 μ n よ り 大 き い と 基 材 の 表 面 光 沢 を 損 な う こ と も あ る , 2 0 μ n を 越 λ る と 、 層 中 に ク ラ ッ ク を 生 じ や す い ,
こ こ で 胰 厚 は E D X 等 に よ り 基 材 断 面 を 元 素 分 析 し た と き に 、 光 触 媒 作 用 を 有 す る 粒 子 に 固 有 に 含 ま れ る 元 紫 が 存 在 し て い る 部 分 の 厚 さ の こ と で あ る ·
こ の 光 触 媒 機 能 層 は 、 基 材 上 に 直 接 形 成 し て も よ レ、 し 、 結 着 剤 か ら な る 中 M 層 を 介 し て 形 成 し て も よ い . 結 着 剤 か ら な る 層 の ほ う が 、 光 酎 触 性 マ ト リ 'ノ ク ス と 光 触 媒 粒 子 と の 混 合 物 よ り な る 膜 よ り 瞜 強 度 が 高 く 、 接 《 性 に も 優 れ る の で 、 そ の よ う な 中 間 層 を 介 す こ と で 基 材 と 光 触 媒 機 能 層 を 強 固 に 結 合 す る こ と が で き 、 耐 剥 離 性 を 向 上 さ せ る こ と が で き る
こ の 中 間 層 は 、 光 触 媒 機 能 層 中 の マ ト リ ツ ク ス ( 榭 脂 等 ) と 同 種 で あ る 必 要 が な い . し た が っ て 、 例 え ば 、 光 耐 触 性 マ 卜 リ ッ ク ス を 光 耐 Is 性 の 大 き い 樹 脂 に し た 場 合 に お い て 、 挿 入 す る 榭 脂 を や や 光 耐 性 の 劣 る 榭 脂 ゃ 、 よ り 安 価 な 榭 脂 で 形 成 し て も よ い し 、 意 匠 性 を 持 た せ る た め に « 色 樹 脂 を 用 い て も よ い , ま た 、 こ の よ う な 中 ffl 層 を 介 す こ と で 、 光 触 媒 機 能 層 中 の 光 耐 触 性 マ ト リ ツ ク ス ( 熱 硬 化 性 樹 胆 等 ) の 量 を 低 « す る こ と が で き 、 光 触 媒 粒 子 の 分 布 を よ り II 表 Bo 付 近 に 集 中 さ せ る こ と が 可 能 と な る の で 、 光 触 媒 活 性 を よ り 発 揮 し ゃ す く な り 、 仉 菌 性 、 防 典 性 等 の 機 能 が 向 上 す る
で 結 着 剤 は 、 光 触 媒 機 能 暦 中 の 光 触 媒 と 接 触 し て 劣 化 し な い も の が 好 ま し い , 結 着 剤 の 例 は 以 下 の と お り で あ る .
シ 口 キ サ ン 樹 脂 、 シ ラ ザ ン 樹 脂 、 フ ッ 素 榭 脂 ( テ 卜 ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 樹 脂 、 テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 一 へ キ サ フ ル ォ ロ ブ 口 ピ レ ン 共 重 合 体 、 テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 一 へ キ サ フ ル ォ ロ ブ 口 ビ レ ン ー ビ 二 リ デ ン フ ロ ラ ィ ド 共 重 合 体 、 フ ル ォ ロ ビ ニ ル 樹 脂 、 フ ル ォ ロ ビ 二 レ ン 樹 脂 、 ク ロ 口 ト リ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 樹 脂 、 ビ ニ ル エ ー テ ル一 フ ル ォ 口 才 レ フ イ ン 共 重 合 体 、 ビ ニ ル エ ス テ ル一 フ ル 才 口 才 レ フ ィ ン 共 重 合 体 等 ) 、 ア ク リ ル シ リ コ ン 榭 脂 、 シ リ カ 系 ガ ラ ス 、 ボ ロ ン 系 ガ ラ ス 、 釉 薬 、 フ リ ッ ト 等 ,
本 発 明 の 光 触 媒 機 能 フ ィ ル ム は 、 柔 軟 性 を 有 す る フ ィ ル ム 状 の 基 材 と 、 こ の 基 材 表 面 に 固 定 さ れ た 、 光 触 媒 、 電 子 捕 捉 性 金 厲 、 及 び 、 光 耐 触 性 マ ト リ ッ ク ス を 含 む 光 触 媒 機 能 層 と 、 を 具 備 す る こ と を 特 徴 と す る
例 え ば 、 塩 ビ 被 復 網 板 等 の 積 層 鋼 板 よ り な る 建 材 に 防 臭 、 抗 菌 等 の 機 能 を 付 加 さ せ た い と き に こ の フ ィ ル ム を 使 用 す る . 塩 ビ 被 覆 鋼 板 は 通 常 網 板 上 に 溶 St 亜 鉛 メ ツ キ し 、 化 成 処 理 ( ニ ッ ケ ル メ ッ キ 上 に ク ロ メ ー ト 処 理 ) 後 、 ラ ミ ネ ー ト 処 理 す る , ラ ミ ネ ー ト 処 理 は 接 s 剤 を 塗 布 し た 後 、 別 途 作 製 し た 塩 ビ フ ィ ル ム 等 種 々 の フ ィ ル ム を 貼 着 す る 工 程 を 操 返 す こ と に よ り 行 う . し た が っ て 防 臭 、 菌 フ ィ ル ム が で き れ ば 、 特 別 な 製 造 ラ イ ン を 要 せ ず に ラ ミ ネ ー ト 処 理 に よ り 積 屠 鋼 板 よ り な る 建 材 に 、 防 臭 、 抗 菌 機 能 を 付 与 す る こ と が で き る ·
こ の フ イ ル ム の 製 法 と し て は 、 例 え ば 、 液 状 物 吐 出 部 か ら や や 下 方 に 傾 斜 さ せ た 所 定 の IH ¾ で 対 向 し て 配 置 さ れ た ホ ッ 卜 プ レ ー 卜 の ra に 、 光 触 媒 と 熱 硬 化 性 樹 腌 と 電 子 捕 捉 性 金 Λ を 分 敗 し た 液 状 物 を 通 す 方 法 が 挙 げ ら れ る
本 発 明 の 塗 料 状 組 成 物 は 、 光 触 媒 、 電 子 捕 捉 性 金 厲 、 及 び 、 流 勖 状 態 の 光 酎 触 性 マ 卜 リ ッ ク ス を 含 む . 例 え ば 、 施 工 済 み の タ イ ル 等 に 現 地 で 新 た に 防 臭 、 抗 菌 等 の 機 能 を 付 加 さ せ た い と き に こ の 塗 料 状 組 成 物 を 使 用 す る · 光 触 媒 と 二 液 タ イ プ の 熱 硬 化 性 樹 胞 の 主 剤 と 電 子 捕 捉 性 金 « を 分 散 し た A 液 と 、 熱 硬 化 性 榭 脂 の 硬 化 剤 を 含 む B 剤 を 準 備 し て お き 、 現 地 で 混 合 し て 塗 布 す る . こ こ で 、 熱 硬 化 性 樹 脂 が 室 温 硬 化 型 な ら ば 、 屋 外 、 屋 内 を わ ず 広 く 利 用 で き る ,
こ .の 塗 料 状 組 成 物 の 製 法 の 一 例 は 次 の と お り で あ る ,
A 液 の 鯛 製 は 、 例 え ば > 光 触 媒 ゾ ル と 熱 硬 化 性 榭 脂 の 主 剤 ( 例 え ば シ リ カ ゾ ル ) と 電 子 捕 捉 性 金 ) S ( 酢 酸 銅 水 溶 液 に 光 照 射 し た 溶 液 ) を 準 備 し 、 S 合 す る ,
B 剤 は 、 A 液 中 の 主 剤 と 硬 化 重 合 反 応 を 起 こ し 得 る 硬 化 剤 を 準 備 す る ( A 液 中 の 主 剤 が シ リ カ ゾ ル な ら ば 、 例 え ば 、 ト リ メ ト キ シ メ チ ル シ ラ ン ) ,
次 に 本 発 明 の 光 触 媒 機 能 材 の 製 造 方 法 に つ い て 説 明 す る .
基 本 的 な 工 程 は 次 の と お り 行 う .
① 基 材 表 面 に 結 着 剤 か ら な る 中 間 層 を 形 成 す る 工 程
② 光 触 媒 、 霄 子 捕 捉 性 金 H 、 及 び 、 熱 硬 化 性 榭 脂 を 含 む 液 状 物 を 翻 整 す る 工 程
③ 該 液 状 物 を 上 記 中 層 の 形 成 さ れ た 基 材 表 面 に 適 用 す る 工 程
④ 基 材 表 面 に 適 用 さ れ た 該 液 状 物 を 加 熱 硬 化 す る 工 程 .
上 記 ② 工 程 に お い て 、 熱 硬 化 性 榭 脂 の 主 剤 を 含 む 液 状 物 を 頃 整 し て お い て 、 そ の 後 垓 液 状 物 に 硬 化 剤 を 添 加 し 、 次 い で こ れ を 上
K 中 間 層 の 形 成 さ れ た 基 材 表 面 に 迪 用 す る こ と と し て も よ い , ま た 、 上 記 工 程 で 、 熱 硬 化 性 樹 脂 の 代 わ り に 光 硬 化 性 樹 脂 を 使 用 し て 、 液 状 物 を 塗 布 し た 基 材 を 熱 処 理 す る 代 わ り に 紫 外 線 を 含 む 光 を 照 射 す る こ と も で き る .
こ の よ う に す る こ と で 、 必 ず し も 光 触 媒 ( 粒 子 等 ) が 外 気 と 接 す る よ う に at 出 さ せ る 必 要 が な く な る の で 、 基 材 上 に 塗 布 す る 場 合 に 、 光 触 媒 粒 子 を 塗 布 す る 工 程 と 光 耐 蝕 性 マ ト リ ッ ク ス ( バ イ ン ダ 一 ) を 塗 布 す る 工 程 を 分 け て 行 う 必 要 が な く な り 、 例 え ば 光 触 媒 粒 子 と バ イ ン ダ ー を ffi 練 し て 1 度 で ¾ 布 す る こ と が 可 能 と な る . し た が っ て 工 程 の ffl 路 化 が 実 現 で き 、 製 造 コ ス ト の 低 滅 を 図 る こ と が で き る ,
本 発 明 の 他 の 一 « 搛 の 光 触 媒 機 能 材 の 製 造 方 法 は 、 光 触 媒 粒 子 を 含 む ゾ ル を SS 整 す る 工 程 と 、 該 ゾ ル に 、 電 子 捕 捉 性 金 属 の ィ ォ ン を 含 む 溶 液 を 混 合 す る 工 程 と 、 該 混 合 液 に 熱 硬 化 性 榭 脂 を 添 加 し て 液 状 物 を 得 る 工 程 と 、 該 液 状 物 を 基 材 表 面 に 迪 用 す る 工 程 と 、 基 材 表 面 に 迪 用 さ れ た 該 液 状 物 を 加 熱 硬 化 す る 工 程 と 、 を 含 む こ と を 特 徴 と す る .
こ こ で 光 触 媒 粒 子 は 単 分 散 し て い る こ と が 望 ま し い . そ の た め に 、 例 え ば ア ナ タ ー ゼ 型 酸 化 チ タ ン の 場 合 に は 等 B 点 が P H 6 . 5 な の で 、 酸 性 ま た は ア ル カ リ 性 で 分 散 さ せ る . こ の 際 、 分 散 性 を 向 上 さ せ る た め に 分 散 剤 ( 解 膠 剤 ) や 表 面 活 性 剤 若 し く は 表 面 処 理 剤 を 添 加 し て も よ い . 光 触 媒 ゾ ル 溶 液 に 用 い る 溶 媒 は 基 本 的 に は 何 で も よ い . 一 般 的 に は 水 や エ タ ノ ー ル が よ く 使 用 さ れ る . 光 触 媒 粒 子 ゾ ル と 金 《 含 有 液 を 混 合 す る 工 程 で は 、 光 触 媒 ゾ ル 溶 液 と ほ ぼ 同 じ p H に SS 整 し た 金 厲 含 有 液 を 光 触 媒 ゾ ル 溶 液 に 添 加 す る . こ こ で 金 ¾ 含 有 液 の P H を 光 触 媒 ゾ ル 溶 液 と ほ ば 同 じ に す る の は 、 光 触 媒 ゾ ル の 溶 液 中 の ゼ ー タ 電 位 を な る ベ く 変 化 さ せ な い よ う に す る こ と に よ り 、 光 触 媒 ゾ ル の 単 分 散 性 を 維 持 す る た め で あ る . こ こ で 金 厲 含 有 液 と は 、 光 触 媒 粒 子 に 光 が 照 射 さ れ tt 子 と 正 孔 が 生 成 し た と き に 電 子 を 捕 捉 し う る 金 厲 を 含 む 溶 質 と 溶 媒 か ら な る 溶 液 を い う . よ り 具 体 的 に は 、 溶 K と し て は 、 碓 酸 銀 、 酢 酸 銅 、 硫 酸 銅 、 堪 化 第 一 網 、 塩 化 第 二 網 、 炭 酸 銅 、 塩 化 第 一
5 鉄、 堪 化 第 二 鉄 、 « 化 白 金 酸 、 塩 化 パ ラ ジ ゥ ム な ど が 挙 げ ら れ る . ま た 溶 媒 と し て は 水 、 ェ 夕 ノ ー ル 、 プ ロ パ ノ ー ル 等 使 用 で き る が 、 な る べ く 光 触 媒 ゾ ル と 同 じ 種 類 を 用 い る こ と が 望 ま し レゝ . 本 発 明 の 製 造 方 法 に お い て は 、 ゾ ル と 榭 脂 の 混 合 物 の 懸 a 液 を 溶 媒 で 希 釈 す る 工 程 を 加 え る こ と が で き る , こ こ で 用 い る 希 釈 剤 は 、 粘 度 を 低 下 さ せ ( 0 . 1 〜 1 0 c p s fe 度 ) 、 基 材 へ の 塗 布 を し ゃ す く す る 目 的 で 加 え る も の で あ り 、 こ の 目 的 が 速 せ ら れ る も の で あ れ ば 、 基 本 的 に 何 で も よ い . 例 え ば ェ タ ノ ー ル 、 プ ロ パ ノ 一ル 、 水 等 が 挙 げ ら れ る
で 、 混 合 液 に 熱 硬 化 性 榭 脂 を 添 加 す る 工 程 、 前 記 ゾ ル と 榭 脂 の S 合 物 の 懸 潘 液 を 溶 媒 で 希 釈 す る 工 程 、 前 記 希 釈 液 に さ ら に 硬 化 剤 を 添 加 す る 工 程 を こ の 順 番 で 行 う こ と に よ り 、 懸 ¾ 液 の 凝 集 を 生 じ に く い 液 状 物 を 生 成 で き る
硬 化 剤 を 添 加 し た 液 状 物 を 基 材 に 塗 布 す る 工 程 と 、 液 状 物 を 加 熱 硬 化 す る 工 程 と の ra に 乾 燥 工 程 を 掸 入 し て も よ い ,
硬 化 剤 を 添 加 し た 液 状 物 の 基 材 へ の 塗 布 方 法 は 基 本 的 に ど の よ う な 方 法 を 用 い て も よ い が 、 ス ブ レ一 · コ一テ ィ ン グ 法 ま た は 口 一ル . ン グ 法 が 比 較 的 簡 便 で あ る ,
加 熱 硬 化 工 程 は 1 0 0 で 未 满 の 低 温 で 長 時 |« か け て 行 っ て も よ い し 、 1 0 0 以 上 で か つ 基 材 及 び 熱 硬 化 性 榭 脂 の 酎 熱 温 度 未 满 で 短 時 閲 で 行 つ て も よ い . 一般 に 光 触 媒 粒 子 の ほ う が 熱 硬 化 性 樹 腹 よ り も 比 重 が 大 き い の で 、 1 0 0 で 以 上 か っ 基 材 及 び 熱 硬 化 性 樹 脂 の 耐 熱 温 度 未 满 で 短 時 m で 熱 処 理 し た ほ う が 、 光 触 媒 粒 子 が 基 材 表 面 下 暦 部 に 埋 没 す る お そ れ が な く 望 ま し い .
捕 捉 性 金 厲 を 光 触 媒 機 能 層 に 固 定 す る 方 法 は 、 光 触 媒 や 熱 硬 化 性 榭 胆 と 該 金 厲 を 混 合 す る 方 法 以 外 に 、 以 下 の 方 法 に よ る こ と も で き る , 即 ち 、 基 材 上 に 光 触 媒 と 榭 脂 と の 混 合 層 を 形 成 す る · そ の 後 、 こ の 混 合 層 上 に 電 子 捕 捉 性 金 Λ を 含 有 す る 液 を 通 用 ( 塗 布 等 ) し
, 塗 布 に 紫 外 練 を 含 む 光 を 照 射 す る こ と に よ り 金 ¾ を 基 材 表 面 に 固 定 す る よ う に す る ,
こ こ で 金 厲 含 有 液 は 、 上 記 し た も の 等 を 利 用 で き る . 含 有 液 の 溶 媒 と し て は 、 特 に エ タ ノ ー ル を 用 い る と 、 水 と 比 較 し て 乾 燥 速 度 が 速 い た め 金 厲 塗 布 工 程 の 生 産 性 向 上 に 寄 与 し う る 点 、 水 と 比 β し て 表 面 張 力 が 低 く 濡 れ 性 が よ い た め 金 属 の 担 持 効 率 を 向 上 し う る 点 、 エ ー テ ル 、 ア セ ト ン 、 メ タ ノ ー ル 等 の 他 の 揮 発 性 溶 媒 と 異 な り 無 害 で あ る 点 か ら 好 ま し い .
金 属 塗 布 面 に 紫 外 線 を 含 む 光 を 照 射 す る こ と に よ り 金 厲 を 基 材 表 面 に 固 定 す る ェ 程 は 、 塗 布 し た 金 属 含 有 液 を 乾 燥 さ せ た 後 に 行 う よ う に し て も よ い , こ の よ う に す る と 、 乾 燥 し な い 塌 合 と 比 較 し て 金 Λ の 担 持 効 率 を 向 上 で き る *
紫 外 線 を 含 む 光 を 照 射 す る 光 源 は 、 基 材 ゃ 榭 脂 を 損 傷 し な い 程 度 の 紫 外 線 照 度 を 有 す る も の で あ れ ば よ い . 例 え ば 、 蛍 光 灯 、 B L Β ラ ン プ 、 紫 外 線 ラ ン プ 、 キ セ ノ ン ラ ン プ 、 水 銀 灯 、 太 隔 光 な ど が 使 用 で き る , た だ し 照 射 時 が 数 時 ra に 及 ぶ 場 合 は 、 紫 外 線 照 度 は 1 7 m W / c m 2 未 满 で あ る の が 好 ま し い . し た が つ て こ の 塌 合 に は 水 銀 灯 な ど は 一 般 に 適 さ な い こ と に な る ,
紫 外 據 を 含 む 光 の 照 射 方 法 は 、 照 射 面 に 垂 直 に 光 が あ た る よ う に 試 料 を 設 置 し て 行 う こ と が 好 ま し い . 光 の 照 射 効 率 が よ い か ら で あ る ,
紫 外 練 を 含 む 光 の 照 射 時 間 は 、 数 秒 〜 数 時 間 程 度 が 通 当 で あ る , あ ま り 短 す ぎ る と 上 記 金 属 が 充 分 に 還 元 固 定 さ れ ず 、 逆 に 長 す ぎ る と 上 記 金 厲 粒 子 の 電 子 捕 捉 効 果 が 弱 ま り 、 か つ 紫 外 線 照 度 の 大 き い 光 源 を 用 い た 場 合 に は 基 材 ゃ 樹 脂 が 損 傷 さ れ る お そ れ が あ る か ら で あ る ·
本 発 明 の 他 の — 態 様 の 光 触 媒 機 能 材 の 製 造 方 法 は 、 光 触 媒 粒 子 を 含 む ゾ ル を 整 す る 工 程 と 、 該 ゾ ル に 、 電 子 捕 捉 性 金 厲 の ィ ォ ン を 含 む 溶 液 を 混 合 す る 工 程 と 、 該 混 合 液 に 紫 外 線 を 照 射 す る こ と に よ り 該 金 厲 を 光 触 媒 粒 子 表 面 に )2 兀 固 定 す る ェ 程 と 、 該 混 合 液 に 熱 硬 化 性 榭 脂 を 添 加 し て 液 状 物 を 得 る 工 程 と 、 該 液 状 物 を 基 材 表 面 に 通 用 す る 工 程 と 、 基 材 表 面 に 適 用 さ れ た 該 液 状 物 を 加 熱 硬 化 す る 工 程 と > を 含 む こ と を 特 徴 と す る
つ ま り > 光 触 媒 ゾ ル と 霄 子 捕 捉 性 金 厲 ィ オ ン を 含 む 溶 液 を 混 合 す る 工 程 と 樹 脂 を 添 加 す る ェ 程 の 間 に 、 該 混 合 液 に 紫 外 線 を 含 む 光 を 照 射 す る こ と に よ り 金 厲 を 光 触 媒 粒 子 表 面 に 固 定 す る 工 程 を 入 れ る の で あ る で 、 こ の 光 照 射 工 程 は . 溶 液 を « 拌 し な が ら 行 う ほ ゥ が よ い . そ の ほ う が 光 触 媒 作 用 を 有 す る 物 S の ゾ ル に 金 厲 を 万 便 な く 付 * さ せ や す い か ら で あ る . こ の と き の 搛 拌 装 置 と し て は 、 例 え ば 超 音 波 振 動 器 、 ス 夕 ー ラ 一 、 ホ モ ジ ナ イ ザ ー 等 が 使 用 で き る ,
紫 外 線 を 含 む 光 を 照 射 す る 光 源 は 、 上 記 の よ う な も の が 同 様 に 利 用 で き る . 紫 外 據 を 含 む 光 の 照 射 方 法 も 基 本 的 に は 間 わ な い が 、 第 一 に 容 器 上 方 か ら 照 射 す る ほ う が よ い . 容 器 に よ る 紫 外 練 の 吸 収 が な い か ら で あ る . 第 二 に 光 源 と 容 器 と の 距 β は 数 c B ~ 数 1 0 c n程 度 が よ い . 近 す ぎ る と 光 源 か ら 発 す る 熱 よ り 試 料 溶 液 の 上 面 が 乾 く お そ れ が あ り 、 遠 す ぎ る と 照 度 が 低 下 す る か ら で あ る . 照 射 時 間 は 光 源 の 照 度 に よ り 異 な る が 数 秒 〜 数 1 0 分 程 度 照 射 す れ ば 金 厲 が 光 触 媒 粒 子 に 強 固 に 付 着 す る . 図 面 の 簡 単 な 锐 明
図 1 は 、 実 施 例 1 及 び 2 に お け る 、 熱 硬 化 性 榭 脂 の 添 加 量 と 酎 摩 耗 性 の 閟 係 を 示 す グ ラ フ で あ る .
2 は 、 実 施 例 1 及 び 2 に お け る 、 熱 硬 化 性 樹脂 の 添 加量 と 光 活 性 の M 係 を 示 す グ ラ フ で あ る ,
図 3 は 、 実 施 例 3 に お け る 、 熱硬化 性 樹脂 の 添 加 量 と 酎 摩 耗 性 及 び 光 活 性 の M 係 を 示 す グ ラ フ で あ る .
図 4 は 、 実 施 例 4 の 拭験 に お け る 、 熱硬化 性 樹 脂 の 添加 量 と 酎 * 耗 性 及 び 光 活 性 の 係 を 示 す グ ラ フ で あ る ,
図 5 は 、 実 施 例 5 に お け る 、 光 触 媒 機 能 層 の 榭脂 比 と 光 活 性 と の 閲 係 を 示 す グ ラ フ で あ る ,
図 6 は 、 実 施 例 5 に お け る 、 光触 媒 機能 層 の 榭脂 比 と 大 腸 菌 生 存 率 と の 関 係 を 示 す グ ラ フ で あ る .
図 7 は 、 実 施 例 6 の 試験 に お け る 、 金 属 未 添加 の 試 料 の 防 臭 性 を 示 す グ ラ フ で あ る ,
図 8 は 、 実 施 例 6 の 拭験 に お け る 、 銅 添 加 し た 試 料 の 防具 性 を 示 す グ ラ フ で あ る ,
図 9 は 、 実 施 例 6 の 試験 に お け る 、 光触 媒 機 能 W の K 厚 と 光 沢 度 と の M 係 を 示 す グ ラ フ で あ る ,
121 1 0 は 、 実 施 例 1 の 試 料 表面 の オ ー ジ ュ 分 析結 果 を 示 す 図 で あ る ,
図 1 1 は 、 実 施 例 3 に お け る 、 酸化 チ タ ン 重 量比 と 光触 媒機 能 層 表 面 硬 度 と の 関 係 を 示 す グ ラ フ で あ る .
図 1 2 は 、 光 触 媒 の 帝構造 と 、 エ ネ ル ギ ー 準位 と の 関 係 を 示 す で あ る *
実 施 例
実 施 例 1 ( 掘 、 塗 布法 )
平均 粒 径 0 0 1 n の 酸化 チ タ ン ゾ ル ( 溶 K 濃 度 0 重 % 、 硝 酸 分 散 型 、 p H 0 . 8 、 日 産 化 竽 製 T A 1 5 ) に 主 剤 と し て シ リ カ ゾ ル ( 溶 買 《 度 1 3 重 量 % 、 曰 本 合 成 ゴ ム 製 グ ラ ス 力 A ) を 添 加 し 、 ブ ロ パ ノ ー ル で 希 釈 し た , そ の 後 、 硬 化 剤 と し て ト リ メ 卜 キ シ メ チ ル シ ラ ン ( 日 本 合 成 ゴ ム 製 グ ラ ス 力 B ) を 添 加 し 、 こ の 溶 液 を 1 0 cm角 の ァ ル ミ ニ ゥ ム 基 板 に 塗 布 し た 。 そ の 後 、 1
5 0 で に 加 熱 し て 固 ィヒ さ せ 冷 却 し た ,
こ の 段 陏 の 試 料 表 面 の オ ー ジ ュ 分 析 結 果 を Ξ 1 0 に 示 す , ) は 最 表 層 の 分 析 結 果 を 示 し 、 ( b ) 、 ( c ) は そ れ ぞ れ 表 層 か ら 2 0 0 人 、 2 . 0 0 0 A 入 っ た 部 位 の 分 析 結 果 を 示 す , 図 1 0 よ り 、 最 表 層 に は チ タ ン 元 紫 は ほ と ん ど 認 め ら れ ず 、 本 方 法 の よ う に 硬 化 重 合 反 応 で マ ト リ ッ ク ス 層 を 形 成 す る 塌 合 、 酸 化 チ タ ン 粒 子 は 最 表 層 に ほ と ん ど 露 出 さ れ ず に 存 在 す る こ と が 判 明 し た . し た が っ て 、 本 発 明 の 場 合 、 光 触 媒 以 外 の 通 常 の 表 面 反 応 触 媒 と 異 な り 、 金 添 加 に よ る ΐ子 捕 捉 作 用 が 加 味 さ れ る こ と に よ り 、 後 述 す る よ う に 、 表 面 に 触 媒 が B出 せ ず と も 防 具 、 気 体 分 解 等 の 作 用 が 発 揮 さ れ て い る こ と に な る ,
次 に 、 硬 化 し た 触 媒 榭 脂 混 合 物 層 上 に 酢 酸 銅 ( 分 子 量 1 9 9 .
6 5 ) 水 溶 液 を ¾ 布 し 、 こ の 後 0 . 5 mW/cra * CD B L B ラ ン プ を 3 0 秒 照 射 し て 試 料 を 得 た
こ の よ う に し て 得 ら れ た 光 tt媒 機 能 層 の 瞜 厚 は 約 0 . 8 μ ιη で あ り 、 酸 化 チ タ ン の 結 晶 型 は ア ナ ク ー ゼ で あ っ た . シ リ カ ゾ ル と 卜 リ メ ト キ シ メ チ レ シ ラ ン は 3 : 1 の 重 量 比 に な る よ う に し た . ま た 轼 料 表 面 に 固 定 さ れ た 銅 量 は 0 . 5 〜 3 u g/cm* ( 酸 化 チ タ ン と 樹 脂 の 固 形 分 重 量 に 対 し て 0 . 0 0 6 〜 0 . 0 4 重 量 ¾ 相 当 ) と な る よ う に し た ,
得 ら れ た 試 料 に つ い て 防 臭 性 、 耐 剥 雌 性 に つ い て 抨 価 し た . 防 奥 性 抨 価 に つ い て は 以 下 に 示 す 方 法 に よ り 、 憑 臭 ガ ス と し て メ チ ル メ ル カ ブ タ ン を 用 い 、 R 3 0 ' を 測 定 す る こ と に よ り 轷 価 し た
R 3 0 ' と は 以 下 の よ う に し て 得 ら れ る 防 具 性 の 抨 価 指数 で あ る . ま ず 昧 時 に « 度 3 ρρπ の メ チ ル メ ル カ ブ タ ン ガ ス を 、 試 料 の 入 っ て い る 1 1 L の ガ ラ ス 容 器 内 に 注 入 し 、 1 曰 放 置 し て ガ ス を 試 料 に 充 分 吸 肴 さ せ る . 次 に 、 試料 に 1 日 光照 射 ( 光 源 ( B L B ラ ン プ 4 W ) は 試 料 か ら 8 coiの 鉅 難 に 配 置 ) し 吸 着 ガ ス を 光 分 解 す る . 次 に 、 新 た に メ チ ル メ ル カ ブ タ ン ガ ス を 初 期 濃度 3 ppm と な る よ う に 容 器 内 に 注入 し 、 晻 時 の 3 0 分 後 の 灑 度 変 化 を 測 定 す る ,
耐 剥 離 性 に つ い て は 、 ブ ラ ス チ ッ ク 消 し ゴ ム を 用 い た ffi動 摩 耗 を 行 い 、 外 « の 変 化 を 比較 し 抨 価 し た . 抨 価 基 準 を 下 記 に 示 す . O : 4 0 回 往 復 に 対 し て 変 化 な し
〇 : 1 0 回 以 上 4 0 回 未 満 の 担 動 で 傷 が 入 り 、 光触 媒 含 有層 が 剥 離
厶 : 5 回 以 上 1 0 回 未 满 の 摺 動 で 傷 が 入 り 、 光触 媒 含 有 層 が 剥 H X : 5 回 未 滴 の 摺 勛 で 傷 が 入 り 、 光 触媒 含 有層 が 剥 離
結 果 を 0 1 、 2 に 黒点 で 示 す ,
図 1 に 示 さ れ て い る よ う に 、 基 材 表面 に 光 触媒 粒子 ( ア ナ タ ー ゼ 粒 子 ) の み か ら な る 層 を 形 成 し た 場 合 ( 樹胆 0 % ) に は 酎 剥 離 性 が X で あ っ た の に 対 し 、 光触 媒 粒子 と 樹脂 と の 重 量 和 に 対 し て
2 o fi量 κ以上 榭 脂 を 添 加 す る と 耐 剝 ϋ性 は 〇 と な っ た . さ ら に 光 触 媒 粒子 と 樹 脂 と の 重 量和 に 対 し て 6 O S量 ¾ 以上 榭脂 を 添 加 す る と 耐 剥 雌 性 は O と な っ た .
図 2 に 示 さ れ て い る よ う に 、 防 臭 特 性 は 、 榭 脂 の み の 場 合 ( 1 0 0 % ) は R 3 0 ' で 銅 に よ る 吸肴 効 果 と 思 わ れ る 1 0 % 以 下 の 値 を 示 す の み で あ る · し か し 、 光触 媒 粒子 が 8 0 重 量 ¾ 以 上 添 加 さ れ る と ( 樹 脂 量 2 ο κ 以 下 ) 防 奥 特 性 は 5 ο κ を 越 え て 良 好 と な っ た , 実 施 例 2 ( 中 Μ Η 有 、 銅 、 塗 布 法 )
シ リ 力 ゾ ル と ト リ メ ト キ シ メ チ ル シ ラ ン を 3 : 1 の 重 量 比 で 混 合 し 、 溶 Κ 濃 度 2 0 重 量 κ と し た 液 状 物 を 、 1 0 c顧角 の ア ル ミ 二 ゥ ム 基 板 に 布 し 、 1 5 0 で で 乾 燥 し , 膜 厚 約 5 m の 樹 脂 層 ( 中 層 ) を 形 成 し た ,
そ の 後 は 、 こ の 中 Μ 層 表 面 上 に 、 実 施 例 1 と 同 様 の 手 法 で 酸 化 チ タ ン と 樹 脂 及 び 銅 か ら な る 光 触 媒 機 能 層 を 形 成 し た . 光 触 媒 機 能 層 の 腹 厚 は 約 0 . 3 η と し た ,
得 ら れ た 試 料 に つ い て 防 臭 性 、 耐 剥 離 性 に つ い て 抨 価 し た , 結 果 を 図 1 、 2 に 白 抜 き 点 で 示 す .
図 1 に 示 さ れ て い る よ う に 、 基 材 と 光 触 媒 機 能 層 中 間 に シ ロ キ サ ン 榭 脂 層 を 介 し た こ と に よ り 、 光 触 媒 粒 子 ( ア ナ タ ー ゼ 粒 子 ) と マ ト リ ッ ク ス 樹 脂 と の 重 量 和 に 対 し て 5 璽 量 % 程 度 の マ ト リ ッ ク ス 榭 脂 の 添 加 で 、 耐 剝 離 性 は 〇 と な つ た , さ ら に 、 光 触 媒 粒 子 と マ 卜 リ ッ ク ス 樹 脂 と の 重 量 和 に 対 し て 1 0 重 量 % 以 上 の マ 卜 リ ッ ク ス 樹 脂 の 添 加 で 、 耐 剥 離 性 は ο と な つ た ,
図 2 に 示 さ れ て い る よ う に 、 光 触 媒 粒 子 を 5 0 重 量 % 以 上 添 加 す る と 防 臭 特 性 も 9 ο κ 以 上 と な り 良 好 な 結 果 を 示 し た .
と し て 、 中 聞 に シ ロ キ サ ン 榭 脂 層 を 介 す る と 、 光 触 媒 粒 子 と 榭 脂 と の 混 合 層 中 の 両 者 の 比 率 に 対 し 相 反 す る 傾 向 を 示 す 上 記
2 特 性 の 翻 和 を 容 易 に と れ る こ と が 判 明 し た , 特 に 、 光 触 媒 粒 子 と マ ト リ ッ ク ス 榭 脂 と の 重 量 和 に 対 す る マ ト リ ッ ク ス 榭 脂 量 が 5 重 量 以 上 8 0 重 量 % 未 満 、 好 ま し く は 5 重 量 % 以 上 5 0 重 量 ! ½ 以 下 で 良 好 な 結 果 示 す こ と が 判 明 し た 実 施 例 3 ( 錮 、 合 法 、 中 fa 暦 有 )
ま ず 実 施 例 2 と 同 様 の 手 法 で 臏厚約 5 ii m の 榭 脂 層 を 形成 し た
次 に 、 舴 酸銅 1 9 9 . 6 5 ) 水溶 液 と 実施例 1 で 用 い た 酸 化 チ タ ン ゾ ル を 混合 し た . 次 に 、 こ の 混 合 液 に 実 施例 1 で 用 い た シ リ 力 ゾ ル を 添 加 し 、 エ タ ノ ー ル で 希釈 し 、 そ の 後 、 実 施例 1 で 用 い た ト リ メ ト キ シ メ チ ル シ ラ ン を 添 加 し て 液 状 物 を 得 た . こ の 液 状 物 を 、 1 0 c m角 の ア ル ミ ニ ウ ム 基 板 に 塗布 し 、 1 5 0 *C で 乾 燥 し て 膜 厚 約 0 . 3 n の 光触媒機 能層 を 形 成 し て 、 試 料 を 得 た , こ こ で 、 シ リ 力 ゾ ル と ト リ メ ト キ シ メ チ ル シ ラ ン は 3 : 1 の 重 量 比 に な る よ う に し た . ま た 酸 化 チ タ ン の 結 晶 型 は ア ナ タ ー ゼ で あ つ た . 榭 脂 重 置 と 光触媒重 量 の 合 計 量 に 対 す る 酢 酸 銅 固 形 分 重 量 は 2 % に な る よ う に し た ,
得 ら れ た 試 料 に つ い て 防臭性 、 酎 剥 離性 、 表面 硬 度 に つ い て 評 価 し た
表 IS 硬 度 は 、 6 B 〜 9 H ま で の 硬度 の 異 な る 鉛 筆 で 部 材 表 面 を 引 つ 搔 き 、 引 つ 接 き 傷 の 生 じ る よ う に な る 硬度 で 抨 価 し た .
防臭 性 、 酎 剝 雌 性 に 関 す る 結 果 を 図 3 に 示 す , こ の 場 合 も 、 実 施 例 2 と 同 様 に 中 間 に シ ロ キ サ ン 榭 脂層 を 介 し た こ と に よ り 、 光 触 媒 粒 子 と マ ト リ ッ ク ス 榭 脂 と の 重量和 に 対 し て 5 重量 % 程度 の マ ト リ ッ ク ス 榭 脂 の 添 加 で 酎剥 離性 は 〇 と な っ た . さ ら に 、 光触 媒 粒 子 と マ ト リ ッ ク ス 樹 脂 と の 重量和 に 対 し て 1 0 重量 ¾ 以上 の マ ト リ ッ ク ス 榭 脂 の 添加 で 耐剥 離性 は O と な っ た , ま た 防 臭 特 性 も 光 触媒 粒子 が ¾ 以上添加 さ れ る と 8 ο κ 以上 と な り 良 好 な 結果 を 示 し た . 結局 、 実 施 例 2 と 同 様 に 、 光触 媒 粒 子 と マ ト リ V ク ス 榭 脂 と の 重 量和 に 対 す る マ ト リ ッ ク ス 樹 脂 量 が 5 重 量 % 以上 8 o 重量 κ 未 滴 、 好 ま し く は 5 重 i ¾ 以上 5 0 重量 ¾ 以 下 で 良 好 な 結 果 を 示 す こ と が判 明 し た ,
ま た 表 面 硬 度 に M す る 結果 を 図 1 1 に 示 す · 光 触媒 粒子 と 榭 脂 と の 混 合 層 中 の 、 光触媒 粒子 と マ ト リ ッ ク ス 樹 脂 と の 重 量和 に 対 す る マ ト リ ッ ク ス 榭 脂量 が 1 0 重量 ¾ 以上 で は 、 表 面硬度 が 5 B 以上 と 充 分 な 硬 度 と な り 、 6 0 窻量 ¾ 以上 で は 表 面硬度 が H 以上 と よ り 充 分 な 硬 度 と な っ た , 実 施 例 4 ( 掘 、 港 合 法 、 中 M 層 有 、 港 会 時 光 照 射 )
ま ず 実 施 例 2 と 同 橡 の手法 で 1 0 c a角 の ァ ル ミ ニ ゥ ム 基板上 に 腹 厚 約 5 μ m の 榭 脂層 を 形 成 し た *
次 に 、 実 施 例 3 で 用 い た 舴 酸銅 水 溶 液 と 酸 化 チ タ ン ゾ ル を 混 合 し 、 a拌 し な が ら 0 . 5 in W / c in,の B L B ラ ン ブ を 1 5 分 照 射 し た
. そ の 後 、 実 施 例 1 で 用 い た シ リ カ ゾ ル を 添 加 し 、 エ タ ノ ー ル で 希 釈 後 、 実 施 例 1 で 用 い た ト リ メ 卜 キ シ メ チ ル シ ラ ン を 添加 し て 液 状 物 を 得 た . こ の 液状物 を 、 上記基板 の 樹 脂層 上 に 塗布 し 、 1 5 0 で で 草 2 燥 し て 臢厚約 0 . 3 μ π の 光 触媒機 能 JS を 形成 し て 、 試 料 を 得 た . こ こ で 、 シ リ カ ゾ ル と ト リ メ ト キ シ メ チ ル シ ラ ン は 3 : 1 の £量比 に な る よ う に し た . ま た 酸化 チ タ ン の 結 晶 型 は ァ ナ タ ー ゼ で あ っ た . 榭脂耋量 と 光触媒重量 の 合計 量 に 対 す る 酢 酸 網 固 形 分 重 量 は 2 ¾ に な る よ う に し た ,
得 ら れ た 試 料 に つ い て 防 臭性 、 耐 剥 雕性 に つ い て 抨 価 し た . 結 果 を 図 4 に 示 す · こ の 場合 も 、 実施例 2 と 同 様 に 中 間 に シ ロ キ サ ン 樹脂 層 を 介 し た こ と に よ り 、 光 «I媒粒子 と マ ト リ ッ ク ス 樹脂 と の 重 量 和 に 対 し て 5 重量 ¾ 程度 の マ ト リ ッ ク ス 榭脂 の 添 加 で 酎剝 寅 t性 は 〇 と な っ た . さ ら に 、 光触 媒粒子 1 0 重量 κ 以上 の マ 卜 リ *ノ ク ス 樹 脂 の 添 加 で 酎剥離性 は ο と な っ た . ま た 防 具 待 性 も 光触 媒 粒 子 が 5 0 重 量 ¾ 以 上 添 加 さ れ る と 9 0 ¾ 以 上 と な ·り 良 好 な 結 果 を 示 し た . 結 局 、 実 施 例 2 と 同 様 に 、 光 触 媒 粒 子 と マ ト リ ッ ク ス 榭 脂 と の 重 量 和 に 対 す る マ ト リ ッ ク ス 樹 脂 置 が 5 重 量 96 以 上 8 0 重 量 96 未 满 、 好 ま し く は 5 重 量 % 以 上 5 0 重 量 % 以 下 で 良 好 な 結 果 を 示 す こ と が 判 明 し た , m m 5 ( ^ . 港. 、 m m <t )
ま ず 実 施 例 2 と 同 tR の 午 法 で 、 1 O cm角 の ア ル ミ ニ ウ ム 基 板 上 に 腹 厚 約 5 m の 榭 脂層 を 形 成 し た
次 に 、 実 施 例 3 で 用 い た 酢 酸 銅 水 溶 液 と 酸 化 チ タ ン ゾ ル を 混 合 し 、 そ の 後 、 実 施 例 1 で 用 い た シ リ 力 ゾ ル を 添 加 し た , こ れ を 、 さ ら に ェ タ ノ ー ル で 希 釈 後 、 実 施 例 1 で 用 い た ト リ メ 卜 キ シ メ チ ル シ ラ ン を 添 加 し て 液 状 物 を 得 た , こ の 液 状 物 を 、 上 記 基 板 の 樹 脂 層 上 に 塗 布 し 、 1 5 0 で で 乾 燥 し て 臏 厚 約 0 . 1 U m の 混 合 層 を 形 成 し て 、 試 料 を 得 た , こ こ で 、 シ リ 力 ゾ ル と 卜 リ メ ト キ シ メ チ ル シ ラ ン は 3 : 1 の 重 量 比 に な る よ う に し た , ま た 、 シ リ 力 ゾ ル と ト リ メ 卜 キ シ メ チ レ シ ラ ン の 固 形 分 重 量 ( 樹 脂 重 量 ) と 酸 化 チ タ ン ゾ ル 固 形 分 霣 量 ( 光 触 媒 重 量 ) の 重 量 比 を 種 々 に 変 化 ( 樹 脂 重 量 と 光 触 媒 重 量 の 合 計 量 に 対 す る 榭 脂 重 量 の 割 合 で 0 % 、 1 0 % 、 2 0 %、 5 0 % 、 8 0 % , 9 0 % 、 1 0 0 % ) さ せ 、 か つ 樹 脂 重 量 と 光 触 媒 重 量 の 合 計 量 に 対 す る 酢 酸 網 固 形 分 重 量 を 種 々 に 変 化 ( 0 % 、 2 % 、 1 0 κ ) さ せ て 試 験 し 、 防 臭 性 及 び 饥 菌 te を 抨 価 し た ,
に お い て 、 防 具 特 性 は R 3 0 で 抨 価 し た , R 3 0 と は 、 具 体 的 に は 1 1 L の ガ ラ ス 容 器 内 に 試 料 の 腹 形 成 面 を 光 源 ( B L B ラ ン プ 4 W ) か ら 8 CBの 距 敝 に 配 置 し 、 メ チ ル メ ル カ ブ タ ン ガ ス を 初 期 濃 度 3 ΡΡηι と な る よ う に 容 器 内 に 注 入 し 、 光 照 射 時 及 び ¾ 時 の 3 Θ 分 後 の 濃 度 変 化 を 測 定 す る こ と で 得 ら れ る
抗 菌 性 の !? 価 は 試 料 表 面 に 1 0 * CFU/nl の 大 HI 菌 を 0.15»1固 定 し 、 0 . 0 2 mW/cmaの F L ラ ン プ を 3 0 分 照 射 し た 後 、 菌 を 回 収 し て 菌 の 生 存 率 を 求 め 抨 価 し た , 抨 価 指 榡 を 下 記 に 示 す .
+ + + : 菌 の 生 存 率 1 0 % 未 満
+ + : 菌 の 生 存 率 1 0 % 以 上 3 0 κ 未 满
+ : 菌 の 生 存 率 3 0 % 以 上 7 0 % 未 满
一 : 菌 の 生 存 率 7 0 % 以 上
図 5 に 防 臭 性 の 結 果 を 示 す . 光 触 媒 機 能 層 の 胰 厚 杓 0 . 1 μ m に お い て 、 銅 未 添 加 で は R 3 0 値 は 樹 脂 0 96 で も 5 0 % に 満 た な い 。 し か し 、 少 な く と も 銅 を 2 ¾ 添 加 す る こ と で 、 榭 脂 重 量 と 光 触 媒 璽 量 の 合 計 量 に 対 す る 光 触 媒 重 量 が 5 0 % を こ え る と 、 R 3 0 値 は 5 0 % を こ え た , ま た 銅 を 1 0 % 添 加 す る と 、 榭 脂 重 量 と 光 触 媒 重 量 の 合 計 量 に 対 す る 光 触 媒 重 量 が 2 0 % 程 度 で も 、 R 3 0 値 は 5 0 96 を こ え 良 好 な 値 を 示 し た ,
図 6 に 抗 菌 性 の 結 果 を 示 す , 胰 厚 約 0 . Ι μ ιη に お い て 銅 未 添 加 で は 榭 脂 重 量 と 光 触 媒 重 量 の 合 計 量 に 対 す る 光 触 媒 重 量 を 8 0 % ま で 增 加 さ せ て も + + に ま で し か 到 速 し な い の に 対 し 、 銅 を 少 な く と も 2 96 添 加 す る こ と で 、 榭 脂 重 量 と 光 触 媒 重 量 の 合 計 量 に 対 す る 光 触 媒 重 量 を 1 0 % 程 度 ま で 低 減 さ せ て も + + + の 抗 菌 性 を 示 す よ う に な っ た . 実 施 例 6 ( 腌 g の ¾ W )
ま ず 実 施 例 2 と 同 様 の 手 法 で 、 1 O cm角 の ア ル ミ ニ ウ ム 基 板 に 胰 厚 杓 5 μ ια の 榭 脂 層 を 形 成 し た .
次 に 、 実 施 例 3 で 用 い た 酔 酸 網 水 溶 液 と 酸 化 チ タ ン ゾ ル を 混 合 し 、 そ の 後 、 実 施 例 1 で 用 い た シ リ カ ゾ ル を 添 加 し た . こ れ を 、 さ ら に エ タ ノ ー ル で 希 釈 後 、 実 施 例 1 で 用 い た ト リ メ ト キ シ メ チ ノレ シ ラ ン を 添 加 し て 液 状 物 を 得 た , こ の 液 状 物 を 、 上 記 基 板 の 樹 腌 層 上 に 塗 布 し 、 1 5 0 で 乾 燥 し て 種 々 の 膜 厚 の 光 触 媒 機 能 層 を 形 成 し て 、 試 料 を 得 た , こ こ で 、 シ リ カ ゾ ル と 卜 リ メ ト キ シ メ チ ル シ ラ ン は 3 : 1 の S量 比 に な る よ う に し た . シ リ カ ゾ ル と ト リ メ 卜 キ シ メ チ ル シ ラ ン の 固 形 分 重 量 ( 榭 脂 重 量 ) と 酸 化 チ タ ン ゾ ル 固 形 分 重 量 ( 光 触 媒 S量 ) の 重 量 比 は 5 0 % と し た * 榭 脂 £ 量 と 光 触 媒 重 量 の 合 計 量 に 対 す る 酢 酸 銅 固 形 分 重 量 は 2 % に な る よ う に し た *
得 ら れ た 試 料 に つ い て 防 臭 性 、 光 沢 度 を 測 定 し た .
図 7 に 比 較 の た め に 測 定 し た 金 厲 未 添 加 の 防 臭 性 の 実 験 結 果 を 示 す . 図 よ り 膜 厚 が 3 μ ιη 以 上 に な ら な い と R 3 0 で 5 0 % を 上 回 ら な い .
図 8 に 銅 添 加 し た 場 合 の 防 臭 性 の 実 験 結 果 を 示 す . こ こ で 白 抜 き 点 は 光 照 射 時 の ¾ 果 ¾: 、 黑 抜 き 点 は 暗 時 の 結 果 を 示 す . ま ず 、 白 抜 き
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よ り 上 回 る こ と 力》 ら R 3 0 値 は 銅 に よ る 吸 着 だ け で な く 光 触 媒 に よ る 分 解 が 作 用 し て い る こ と が わ か る . 図 よ り 腹 厚 が 0 . 1 «1 以 上 に な る と R 3 0 が 5 0 % を 上 回 る よ う に な り 、 0 . 3 <i B 以 上 に な る と さ ら に 8 0 ¾ 以 上 に 到 速 す る こ と が 判 明 し た . す な わ ち 金 厲 を 添 加 す る こ と で 、 膜 厚 が 3 <i m 未 满 で も 充 分 な 防 臭 性 を 有 す る よ う に な る ,
ま た 図 9 に 試 料 の 光 沢 度 の 測 定 結 果 を 示 す . こ こ で 光 沢 度 の 測 定 は 、 光 沢 度 計 ( 日 本 電 色 ェ 業 製 、 V G S — 1 0 ) を 用 い 、 入 射 角 6 0 ' で J I S Ζ 8 7 4 1 の 方 法 で 測 定 し た , 光 沢 度 は 膜 厚 が 0 . 5 m 以 下 で は 榭 脂 と 光 触 媒 に よ る 混 合 屠 が あ る ほ う が む し ろ 良 く 外 K 上 好 ま し い こ と が わ か つ た . し た が っ て 、 防 臭 性 と 光 沢 性 を 両 立 さ せ る に は 金 厲 を 添 加 す る の が 好 ま し い . 実 施 例 7 ( ffi 、 ϋ )
ま ず 実 施 例 2 と 同 様 の 手 法 で 、 1 0 cm角 の ア ル ミ 二 ゥ ム 基 板 に 胰 厚 杓 D u m の 樹 脂 暦 を 形 成 し た .
次 に 、 m 酸 銀 ( 分 7 0 ) 水 溶 液 と 実 施 例 1 で 用 い た 酸 化 チ タ ン ゾ ル ( 溶 Κ灑 度 1 0 重 量 % 、 碓 酸 分 散 型 、 P H 0 . 8 ) を 混 合 し 、 授 拌 し な が ら 0 . 5 mW/coi aの B L B ラ ン プ を 1 5 分 照 射 し た . 次 に 、 こ れ に シ リ 力 ゾ ル を 添 加 し 、 ェ タ ノ ー ル で 希 釈 し 、 そ の 後 、 卜 リ メ 卜 キ シ メ チ ル シ ラ ン を 添 加 し て 液 状 物 を 得 た . こ の 液 状 物 を 、 上 記 基 板 の 榭 脂 層 上 に 塗 布 し 、 1 5 0 *C で 乾 燥 し て 胰 厚 約 0 . 3 m の 混 合 層 を 形 成 し て 、 試 料 を 得 た . こ こ で 、 シ リ 力 ゾ ル と ト リ メ 卜 キ シ メ チ ル シ ラ ン は 3 : 1 の 重 量 比 に な る よ う に し た , ま た 酸 化 チ タ ン の 結 晶 型 は ア ナ タ ー ゼ で あ つ た , シ リ 力 ゾ ル と 卜 リ メ ト キ シ メ チ ル シ ラ ン の 固 形 分 fi 量 ( 樹 脂 重 量 ) と 酸 化 チ 夕 ン ゾ ル 固 形 分 重 量 ( 光 触 媒 重 量 ) の 重 量 比 は 5 0 % と し た . 榭 脂 重 量 と 光 触 媒 重 量 の 合 計 量 に 対 す る 硝 酸 銀 固 形 分 重 量 は
3 0 % に な る よ う に し た * 得 ら れ た 試 料 に つ い て 抗 菌 性 、 酎 剥 « 性 に つ い て 抨 価 し た ,
そ の »α 果 》 饥 菌 性 は + + + 、 耐 剥 離 性 は Ο と な っ た , 実 施 例 8 ( — 液 夕 イ ブ )
ま ず 実 施 例 2 と 同 様 の 手 法 で 、 1 O cn角 の ア ル ミ ニ ウ ム 基 板 に « 厚 約 5 μ m の 樹 胞 層 を 形 成 し た ,
次 に 、 実 施 例 3 で 用 い た ft 酸 銅 水 溶 液 と 酸 化 チ タ ン ゾ ル を 混 合 し 、 そ の 後 、 実 施 例 1 で 用 い た 卜 リ メ ト キ シ メ チ ル シ ラ ン を 添 加 し 、 エ タ ノ ー ル で 希 釈 し て 液 状 物 を 得 た · こ の 液 状 物 を 、 上 記 基 板 の 榭 脂 β上 に 塗 布 し 、 1 5 0 *0 で 乾 燥 し て 膜 厚 0 . 5 ί π の 光 触 媒 機 能 層 を 形 成 し て 、 試 料 を 得 た . ト リ メ ト キ シ メ チ ル シ ラ ン の 固 形 分 重 量 ( 樹 脂 重 量 ) と 酸 化 チ タ ン ゾ ル 固 形 分 重 量 ( 光 触 媒 重 量 ) の 重 量 比 は 5 0 % と し た · 樹 脂 £ 量 と 光 触 媒 重 量 の 合 計 量 に 対 す る 齚 酸 ffl 固 形 分 重 量 は 2 % に な る よ う に し た .
得 ら れ た 試 料 に つ い て 防 具 性 、 耐 剥 雠 性 に つ い て 抨 価 し た . そ の 結 果 、 防 爽 性 は R 3 0 で 9 5 % 、 耐 剥 離 性 は O と な っ た , 実 施 例 9 ( フ ッ 素 樹 BS )
実 施 例 1 で 用 い た 酸 化 チ タ ン ゾ ル に 、 水 分 散 性 フ ッ 素 榭 脂 コ ー テ ィ ン グ 液 ( テ 卜 ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 、 へ キ サ フ ル ォ ロ ブ ロ ピ レ ン 、 ビ ニ リ デ ン フ ロ ラ イ ド 共 重 合 体 、 溶 K濃 度 5 0 重 量 % 、 住 友 ス リ ー ェ ム 製 、 T H V 3 5 0 C ) を 添 加 し 、 エ タ ノ ー ル で 希 釈 し て 液 状 物 を 得 た . こ の 液 状 物 を 、 1 0 cm角 の ア ル ミ ニ ウ ム 基 板 に 塗 布 し 、 1 5 0 で で 乾 燥 し て 膜 厚 0 . 5 u m の S 合 層 を 形 成 し た • フ ッ 索 榭 脂 の 固 形 分 重 量 ( 榭 腊 重 量 ) と 酸 化 チ タ ン ゾ ル 固 形 分 重 量 ( 光 触 媒 重 量 ) の 重 量 比 は 5 0 % と し た , 上 記 混 合 層 の 上 に 酢 酸 銅 ( 分 子 量 1 9 9 . 6 5 ) 水 溶 液 を 塗 布 し 、 こ の 後 0 . 5 nW /cm'の B L B ラ ン プ を 2 分 照 射 し て 試 料 を 得 た . こ の よ う に し て 得 ら れ た 光 触 媒 機 能 ϋの 腹 厚 は 約 0 . 8 Μ ΠΙ で あ り 、 酸 化 チ タ ン の 結 晶 型 は ア ナ タ ー ゼ で あ っ た , シ リ カ ゾ ル と ト リ メ ト キ シ メ チ ル シ ラ ン は 3 : 1 の 重 量 比 に な る よ う に し た . ま た 試 料 表 面 に 固 定 さ れ た 铜 量 は 3 〜 1 0 /x g/cm* ( 酸 化 チ タ ン と 榭 脂 の 固 形 分 重 量 に 対 し て 0 . 0 4 〜 0 . 1 2 重 量 % 相 当 ) と な る よ う に し た . 得 ら れ た 試 料 に つ い て 防 具 性 、 酎 剥 雌 性 に つ い て 評 価 し た , そ の 結 果 、 防 臭 性 は R 3 0 で 9 7 % 、 耐 剥 離 性 は O と な っ た . 実 施 例 1 0 ( ホ ー ロ ー 基 板 ) ス テ ン レ ス 基 板 を 6 0 0 · C に 加 熱 後 、 釉 薬 フ リ ッ ト を 喷 き 付 け て 1 O c m 角 の ホ ー ロ ー 基 板 を 作 製 し た . こ の ホ ー ロ ー 基 板 に 実 施 例 2 と 同 橡 の 手 法 で 中 WI 暦 及 び 光 触 媒 機 能 層 を 形 成 し た · た だ し 、 光 触 媒 の 重 量 は 、 光 触 媒 と 榭 脂 と の 重 量 和 に 対 し 、 5 0 % と し た ,
得 ら れ た 拭 料 に つ い て 、 防 臭 性 ( R 3 0 ) 及 び 耐 摩 耗 性 を 抨 価 し た . そ の 結 果 、 防 臭 性 は 8 4 % 、 耐 庫 耗 性 は O と 、 良 好 な 結 果 を 示 し た , 発 明 の 効 果
以 上 の 説 明 か ら 明 ら か な よ う に 、 本 発 明 は 、 3 0 0 で 未 満 の 低 温 の 熱 処 理 で も 製 造 可 能 な 良 好 な 光 触 媒 機 能 材 を 提 供 で き る . ま た 、 様 々 な 形 態 の 基 材 上 に 、 現 場 貼 付 や 塗 布 と い っ た 簡 単 な 施 工 方 法 で 光 触 媒 機 能 を 付 加 す る こ と が で き る . 特 に 、 榭 脂 系 の マ ト リ ッ ク ス ベ ー ス で は 従 来 得 ら れ な か っ た 、 酎 剥 離 性 と 光 触 媒 機 能 の 両 立 と い う 優 れ た 特 性 の 光 触 媒 機 能 材 が 提 供 で き る .

Claims

請 求 の 範 囲
光 触 媒 、 《 子 捕 捉 性 金 厲 、 及 び 、 光 耐 触 性 マ ト リ ッ ク ス を 含 む 表 面 層 ( 光 触 媒 機 能 暦 ) を 有 す る こ と を 特 徴 と す る 光 Ml媒 機 能 材 .
2 . 基 材 と
の 基 材 表 面 に 固 定 さ れ た 、 光 触 媒 、 電 子 捕 捉 性 金 属 、 及 び 、 光 耐 触 性 マ ト リ ッ ク ス を 含 む 光 触 媒 機 能 層 と 、
を 具 備 す る こ と を 特 徴 と す る 光 触 媒 機 能 材 ,
3 . 基 材 と
の 基 材 表 面 に 固 定 さ れ た 結 着 剤 か ら な る 中 間 層 と 、
の 中 間 層 表 面 に 固 定 さ れ た 、 光 触 媒 、 《 子 捕 捉 性 金 厲 、 及 び 光 酎 触 性 マ ト リ ツ ク ス を 含 む 光 触 媒 機 能 層 と 、
を 具 備 す る こ と を 特 徴 と す る 光 触 媒 機 能 材 .
4 柔 軟 性 を 有 す る フ ィ ル ム 状 の 基 材 と 、
の 基 材 表 面 に 固 定 さ れ た 、 光 触 媒 、 電 子 捕 捉 性 金 ¾ 、 及 び 、 光 耐 触 性 マ 卜 リ ッ ク ス を 含 む 光 触 媒 機 能 層 と 、
を 具 慊 す る こ と を 特 徴 と す る 光 触 媒 機 能 フ ィ ル ム .
5 . 光 触 媒 、 子 捕 捉 性 金 K、 及 び 、 流 動 状 想 の 光 耐 触 性 マ ト リ ッ ク ス を 含 む 塗 料 状 組 成 物
6 . 上 記 《 子 捕 捉 性 金 厲 が 、 上 記 光 触 媒 機 能 層 の 最 表 面 に B出 固 定 さ れ て い る 請 求 項 1 〜 4 い ず れ か 1 項 記 載 の 光 触 媒 機 能 材 又 は フ ィ ル ム ,
7 . 上 K光 触 媒 機 能 層 の 厚 さ が 0 . 1 ~ 2 0 μ πι で あ る 請 求 項 1 〜 4 い ず れ か 1 項 記 tt の 光 触 媒 機 能 材 又 は フ ィ ル ム ,
8 . 上 記 光 触 媒 機 能 層 の 厚 さ が 0 . l 〜 5 n で あ る II求 項 1 〜 4 い ず れ か 1 項 記 載 の 光 触 媒 機 能 材 又 は フ ィ ル ム ,
9 . 上 記 光 触 媒 機 能 層 の 厚 さ が 0 . 2 ~ 1 μ ηι で あ る 請 求 項 1 〜 4 い ず れ か 1 項 SS 載 の 光触 媒 機 能 材 又 は フ ィ ル ム
0 . 上 記 電 子 捕 捉 性 金 属 が イ オ ン 状態 に あ り 、 こ の 金 厲 イ オ ン の 兀 反 応 の 生 成 準 位 が 、 光触媒 に 紫外 線 が 照 射 さ れ る こ と に よ 0 伝 導 带 に 励 起 さ れ た 雪子 の 有 す る ポ テ ン シ ャ ル エ ネ ル ギ ー 準 位 よ り も 正 側 に あ る 請 求 項 1 ~ 9 い ず れ か 1 項 記 載 の 光触 媒 機 能 材 フ ィ ル ム 又 は 逸 料 状 組 成 物
1 . 上 記 金 属 が 、 C u 、 A g 、 R u 、 P d , Ρ t 、 R e 、 I r P 0 、 F e 及 び S n よ り な る 群 か ら 選 ば れ た 1 又 は 2 以 上 の 金 厲 で あ る 請 求 項 1 〜 1 0 い ず れ か 1 項 記 載 の 光 触 媒 機能 材 、 フ ィ ル ム 又 は 塗 料 状 組 成 物 .
2 . 上 SS W 子 捕 捉 性金 JS が 銅 で あ る a 求 項 ι 〜 1 0 い ず れ か 1 項 記 載 の 光 触 媒 機 能材 、 フ ィ ル ム 又 は 塗 料 状 組 成 物 ·
1 3 . 上 記 電 子 捕 捉性 金 属 が 銀 で あ る 請求 項 1 ~ 1 0 い ず れ か 1 項 記 載 の 光 触 媒 機 能材 、 フ ィ ル ム 又 は 塗 料 状 組成物 《
4 . 上 記 光触 媒 機 能 層 の 最 表層 ( 紫外 線 到 速 深度 ) に お け る 上 記 電 子 捕 捉 性 金 JK の 濃 度 が 0 . 0 0 6 重量 % 以上 で あ る 請 求 項 1 0 〜 1 3 い ず れ か 1 項 記載 の 光 触媒 機能材 、 フ ィ ル ム 又 は 塗 料 状 組成 物 ·
5 . 上 記 光 耐 触 性 マ ト リ ッ ク ス が 熱硬化性樹 脂 で あ る 請求 項 1 1 4 い ず れ か 1 項記 載 の 光触媒 機能 材 、 フ ィ ル ム 又 は 塗 料 状 組 成 物 ·
6 . 上 記 光 触 媒 機 能 層 に お け る 熱 硬 化 性 樹 脂 と 光 触媒 の 混 合比 率 ( 樹 脂 重 量 / ( 榭 脂 重 量 + 光触 媒 £量 ) ) が 5 ~ 8 0 % で あ る 請 求 項 1 5 記載 の 光 触 媒 機能材 .
1 7 . 上 記 光触 媒 機 能層 に お け る 熱硬化性樹脂 と 光触 媒 の 混 合比 率 ( 樹 脂 重 量 Z ( 榭 脂重量 + 光触媒重量 ) ) が 1 0 〜 5 0 % で あ る 請 求 項 1 4 記 載 の 光 触媒 機 能材 .
1 8 . 基 材 表 面 に 結 着 剤 か ら な る 中 間 層 を 形 成 す る 工 程 と 、 光 触 媒 、 電 子 捕 捉 性 金 属 、 及 び 、 熱 硬 化 性 樹 脂 を 含 む 液 状 物 を M 整 す る 工 程 と 、
該 液 状 物 を 上 記 中 間 層 の 形 成 さ れ た 基 材 表 面 に 適 用 す る 工 程 と 基 材 表 面 に 適 用 さ れ た 該 液 状 物 を 加 熱 硬 化 す る 工 程 と 、 を 含 む こ と を 特 徴 と す る 光 触 媒 機 能 材 の 製 造 方 法 .
1 9 . 基 材 表 面 に 結 着 剤 か ら な る 中 間 層 を 形 成 す る 工 程 と 、 光 触 媒 、 《 子 捕 捉 性 金 属 、 及 び 、 熱 硬 化 性 樹 脂 の 主 剤 を 含 む 液 状 物 を M 整 す る 工 程 と 、
該 液 状 物 に 硬 化 剤 を 添 加 し 、 次 い で こ れ を 上 記 中 間 暦 の 形 成 さ れ た 基 材 表 面 に 適 用 す る 工 程 と 、
基 材 表 面 に 適 用 さ れ た 該 液 状 物 を 加 熱 硬 化 す る 工 程 と 、 を 含 む こ と を 特 撖 と す る 光 触 媒 機 能 材 の 製 造 方 法 .
2 0 . 基 材 表 面 に 結 着 剤 か ら な る 中 ra 層 を 形 成 す る 工 程 と , 光 触 媒 及 び 熱 硬 化 性 樹 脂 を 含 む 液 状 物 ( 触 媒 樹 脂 混 合 物 ) を 翻 整 す る 工 程 と 、
該 触 媒 榭 脂 混 合 物 を 上 記 中 間 層 の 形 成 さ れ た 基 材 表 面 に 適 用 す る 工 程 と 、
基 材 表 面 に 適 用 さ れ た 該 触 媒 榭 胞 混 合 物 を 加 熱 硬 化 す る 工 程 と 電 子 捕 捉 性 金 厲 を 含 有 す る 液 状 物 ( 金 属 含 有 液 ) を 翻 整 す る ェ 程 と 、
硬 化 し た 触 媒 樹 脂 混 合 物 の 層 の 表 面 に 、 該 金 厲 含 有 液 を 適 用 す る 工 程 と 、
該 金 厲 含 有 液 状 物 の 通 用 さ れ た 表 面 に 紫 外 梂 を 照 射 し て 該 金 厲 を 該 表 面 に 固 定 す る 工 程 と 、 を 含 む こ と を 特 徴 と す る 光 蝕 媒 機 能 材 の 製 造 方 法 ·
2 1 . 基 材 表 面 に 結 着 剤 か ら な る 中 ra 層 を 形 成 す る 工 程 と 、 光 触 媒 及 び 熱 硬 化 性 榭 脂 の 主 剤 を 含 む 液 状 物 ( 触 媒 樹 脂 混 合 物
) を 掘 整 す る 工 程 と 、
該 触 媒 樹 脂 混 合 物 に 硬 化 剤 を 添 加 し 、 次 い で こ れ を 上 記 中 間 層 の 形 成 さ れ た 基 材 表 面 に 適 用 す る 工 程 と 、
基 材 表 面 に 適 用 さ れ た 該 液 状 物 を 加 熱 硬 化 す る 工 程 と 、 電 子 捕 捉 性 金 ¾ を 含 有 す る 液 状 物 ( 金 厲 含 有 液 ) を 翻 整 す る ェ 程 と 、
硬 化 し た 触 媒 樹 脂 混 合 物 の 層 の 表 面 に 、 該 金 厲 含 有 液 を 適 用 す る 工 程 と 、
該 金 厲 含 有 液 状 物 の 適 用 さ れ た 表 面 に 紫 外 線 を 照 射 し て 該 金 厲 を 該 表 面 に 固 定 す る 工 程 と 、
を 含 む こ と を 特 徴 と す る 光 触 媒 機 能 材 の 製 造 方 法 .
2 2 . 光 触 媒 粒 子 を 含 む ゾ ル を ¾ 螯 す る 工 程 と 、
該 ゾ ル に 、 電 子 捕 捉 性 金 厲 の ィ オ ン を 含 む 溶 液 を 混 合 し て 混 合 液 を 得 る 工 程 と 、
該 混 合 液 に 熱 硬 化 性 榭 脂 を 添 加 し て 液 状 物 を 得 る 工 程 と 、 該 液 状 物 を 基 材 表 面 に 適 用 す る 工 程 と 、
基 材 表 面 に 適 用 さ れ た 該 液 状 物 を 加 熱 硬 化 す る 工 程 と 、 を 含 む こ と を 特 徴 と す る 光 触 媒 機 能 材 の 製 造 方 法 .
2 3 . 上 記 ゾ ル と 電 子 捕 捉 性 金 属 の イ オ ン を 含 む 溶 液 と の 混 合 液 に 紫 外 線 を 照 射 す る こ と に よ り 該 金 厲 を 光 触 媒 粒 子 表 面 に 還 元 固 定 す る 工 程 を さ ら に 含 む 請 求 項 2 2 記 載 の 光 触 媒 機 能 材 の 製 造 方 法 ,
2 4 . 光 触 媒 拉 子 を 含 む ゾ ル を M ¾ す る 工 程 と 、
該 ゾ ル に 、 電 子 捕 捉 性 金 « の ィ オ ン を 含 む 溶 液 を 混 合 し て 混 合 030/s- ε6,ι/96 OM
w
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铤 CM
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