WO2007139091A1 - 可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物およびその製造方法 - Google Patents
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- C09D7/66—Additives characterised by particle size
- C09D7/69—Particle size larger than 1000 nm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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- B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
-
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
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- C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
Definitions
- Visible light responsive titanium oxide photocatalyst dispersion composition and method for producing the same
- the present invention relates to a visible light responsive oxytitanium-based photocatalyst dispersion composition that exhibits high photocatalytic activity not only by ultraviolet light but also by visible light, and a method for producing the same.
- titanium oxide titanium Since the photocatalytic activity of titanium oxide titanium increases as the surface area increases, it is generally used in the form of fine particles.
- the visible light responsive titanium oxide photocatalyst is also provided in the form of fine powder for the same reason, and is dispersed in an aqueous medium having good dispersibility of titanium oxide and used as an aqueous coating composition. Yes.
- water-based coating agents have limited applicability, such as being repelled by a plastic substrate or corroding the surface of a metal substrate.
- titanium oxide titanium can be dispersed as fine particles in an aqueous medium with high hydrophilicity. While it is relatively easy, it is difficult to maintain a stable dispersion state in an organic solvent, and secondary aggregation tends to occur. As described above, in order to obtain high photocatalytic activity with titanium oxide, it must be dispersed in an organic solvent as fine particles, and when coarse particles are formed by secondary aggregation, photocatalytic activity is achieved. This causes a problem of lowering. In addition, problems such as poor fluidity due to poor fluidity and / or poor storage stability as a coating agent due to precipitation of titanium oxide. Furthermore, the coating film containing coarse particles has low transparency, and there are problems such as a decrease in designability when a coating film is provided on the surface of the decorated one.
- an acidic dispersant In addition to inhibiting the catalytic activity, the use of an acidic dispersant has problems such as corrosion of the surface of the metal substrate.
- the problem to be solved by the present invention is to improve the dispersibility of titanium oxide, maintain high photocatalytic activity, and further eliminate visible surface corrosion problems with metal substrates. It is to provide a responsive titanium oxide photocatalyst dispersion composition and a method for producing the same.
- the present inventors have treated the surface of visible light responsive titanium oxide with a cationic group-free silane coupling agent to obtain a basic component.
- the present inventors have found that a visible light responsive acid-titanium-based photocatalyst dispersion composition obtained by dispersing a powder in an organic solvent can solve all of the above problems, and have completed the present invention.
- the present invention relates to (1) an acid solution having an average primary particle diameter of 0.01 to Lm that is surface-treated with a cationic group-free silane coupling agent and that exhibits photocatalytic activity by visible light.
- Titanium is a visible light responsive acid-titanium photocatalyst-dispersed dispersion formed by dispersing it in an organic solvent in the presence of a basic dispersant, and the cationic group-free silane coupling
- the amount of the agent used is 5 to 30% by mass of the above acid titanium, and the above basic dispersant is used.
- the present invention relates to a visible light responsive type acid titanium-based photocatalyst dispersion composition, characterized in that the amount is 3 to 10% by mass of the above acid titanium.
- the present invention also relates to (2) the visible light-responsive oxytitanium-based photocatalyst dispersion composition according to item (1), wherein the organic solvent is an alcohol.
- the present invention provides (3) 5 to 30% by mass of acid-titanium having an average primary particle diameter of 0.01 to 1 ⁇ m and exhibiting photocatalytic activity by visible light based on the acid-titanium. It is characterized in that it is surface-treated with a non-cationic group-containing silane coupling agent and further dispersed in an organic solvent using a basic dispersant of 3 to LO mass% with respect to the acid titanium.
- the present invention relates to a method for producing a visible light responsive titanium oxide photocatalyst dispersion composition.
- the present invention provides (4) a surface treatment of titanium oxide by dispersing the titanium oxide in the presence of the cationic group-free silane coupling agent and the basic dispersant.
- the present invention relates to a method for producing a visible light responsive titanium oxide photocatalyst dispersion composition, wherein the dispersion and dispersion are performed in one step.
- the visible light responsive titanium oxide photocatalyst dispersion composition of the present invention uses a cationic group-free silane coupling agent and a basic dispersant to produce titanium oxide that exhibits photocatalytic activity by visible light. Dispersed in an organic solvent.
- Titanium oxide used in the visible light responsive titanium oxide photocatalyst dispersion composition of the present invention is visible with an average primary particle diameter of 0.01 to 1 m that exhibits photocatalytic activity even with visible light having a wavelength of 400 nm or more. It is a photoresponsive acid titanium.
- the visible light response method is not particularly limited.
- metal-doped titanium oxide into which a metal such as chromium or vanadium is introduced, or an oxygen-deficient oxygen-modified titanium oxide modified by a plasma method or the like is used.
- acid-titanium oxides that have been made to respond to visible light such as eron-doped oxytitanium into which erons such as nitrogen and ion are introduced.
- the content of the titanium oxide in the composition is 1 to 60% by mass, preferably 1 to 40%. %.
- the silane coupling agent used in the visible light responsive titanium oxide photocatalyst dispersion composition of the present invention is a cationic group-free silane coupling agent.
- the cationic group-free silane coupling agent refers to a silane coupling agent that does not contain a cationic group such as an amino group in the molecule.
- the silane coupling agent containing no cationic group is not particularly limited.
- R represents a (meth) ataryloxyalkyl group, a glycidyloxyalkyl group, or a bur group
- R 2 and R 3 independently represent a lower alkyl group or a lower alkoxy group, provided that At least one of R 2 and R 3 is a lower alkoxy group.
- the alkylene group represented by R is preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, or a butylene group. ,.
- the alkylene group represented by R in the glycidyloxyalkyl group is preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, or a butylene group.
- the lower alkyl group represented by R 2 and R 3 those having 1 to 4 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, t-butyl group and the like are preferable.
- R 2 and R 3 those having 1 to 4 carbon atoms, such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopoxy group and a butoxy group, are preferable.
- non-cationic group-containing silane coupling agent examples include 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropylmethyljetoxysilane, and 3-methacryloyloxypropyltriethoxysilane. , 3-Glycidyloxypropyl trimethoxysilane, 3-Glycidinole aged xypropino methinolegetoxysilane, 3-Glycidi Examples include methoxypropyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, butyltriethoxysilane and the like.
- a basic dispersant is used from the viewpoint of preventing the corrosion of the surface of the metal substrate, and a cationic group-containing silane coupling agent is used in relation to the basic dispersant. It is not preferable to do.
- the amount of the cationic group-free silane coupling agent used is 5 to 30% by mass relative to the acid titanium, and if the amount used is less than 5% by mass, the organic acid of titanium oxide Dispersion stability in the solvent decreases, while if it exceeds 30% by mass, the catalytic activity by visible light decreases.
- the basic dispersant used in the visible light responsive titanium oxide photocatalyst dispersion composition of the present invention may be a known basic polymer dispersant, but is not particularly limited. Reaction of poly (lower alkyleneimine) derivatives, polyallylamine or polybulamine derivatives, diisocyanates and Z or triisocyanates with polyesters with hydroxyl groups at one end and polyesters with hydroxyl groups at either end or Z Examples thereof include urethane-based dispersants and basic group-containing carpositimide-based dispersants.
- the amount of the basic dispersant used is 3 to 10% by mass with respect to titanium oxide.
- the amount used is less than 3% by mass, the visible light responsive titanium oxide in the organic solvent is used. Dispersion stability decreases, while if it exceeds 10% by mass, the visible light catalytic activity decreases.
- the organic solvent used in the visible light responsive titanium oxide photocatalyst dispersion composition of the present invention includes a hydrocarbon organic solvent, a ketone organic solvent, an ester organic solvent, an ether organic solvent, and the like. These known organic solvents can be used. As the use of visible light responsive titanium oxide photocatalyst dispersion composition is expected to be used indoors, high-boiling organic solvents and aromatic organic solvents are considered in consideration of residual organic solvents and effects on the human body. It is preferable to avoid the use of.
- organic solvents examples include alcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, and butyl alcohol, ethyl acetate, methyl acetate, propyl acetate, And low boiling point organic solvents such as esters such as butyl acetate (for example, boiling point of 120 ° C. or less under normal pressure).
- the method for producing a visible light responsive titanium oxide photocatalyst dispersion composition of the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of finally obtaining a target dispersion composition.
- Surface treatment and dispersion may be performed in one step by dispersing titanium oxide with various dispersing devices in an organic solvent in the presence of a cationic group-free silane coupling agent and a basic dispersant.
- a cationic group-free silane coupling agent 5 to 30% by mass of a cationic group-free silane coupling agent and 3 to 10% by mass of basic dispersion of titanium oxide with respect to the titanium oxide.
- the visible light response of the present invention is obtained by dispersing in an organic solvent using a wet circulation mill, bead mill, ball mill, sand mill, attritor, agitator, ultrasonic dispersion device, high-pressure dispersion device, etc.
- Type titanium oxide photocatalyst dispersion composition can be obtained.
- the visible light responsive titanium oxide photocatalyst dispersion composition of the present invention can be suitably used for conventionally known applications.
- various compositions such as decomposition of harmful substances and pollutants, antibacterial effects, and deodorization can be used.
- a good photocatalytic action can be obtained by visible light without requiring a special ultraviolet light source, it can be advantageously used in a general home environment.
- ⁇ Dispersed immediately after production and after 3 days in a liquid state and changes in particle size distribution
- X Dispersed immediately after production in a gel state, and dispersed after 3 days in a gel state
- the particle size (d50) of visible light responsive titanium oxide photocatalyst dispersion compositions (after 3 days of production) in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4 was nanosized.
- the particle size was measured with a track particle size measuring device (UPA—EX150, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). “D50” represents the particle diameter at which the cumulative weight is 50%.
- Each visible light responsive titanium oxide photocatalyst dispersion composition of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4 was coated on an OPP film (biaxially stretched polypropylene film) using a bar coater (wire diameter 0.15 mm). Then, after drying, the transparency of each coating film obtained was visually evaluated. Evaluation
- the coating film is cloudy
- each of the visible light responsive titanium oxide photocatalyst dispersion compositions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4 was developed in a petri dish with an inner diameter of 66 mm so that the visible light responsive titanium oxide oxide was 1.7 gZm 2 . Air dried. Next, the petri dish was placed in a Tedlar bag (1 L), replaced with synthetic air (RH 50%), and injected with 12 ml of 1% by volume cetaldehyde gas sealed in a 600 mL bag. Next, a decomposition test was performed at 6000 Lx under two white fluorescent lamps, and the degree of decomposition of acetoaldehyde was evaluated according to the following criteria.
- the visible light responsive titanium oxide photocatalyst dispersion composition of the present invention has good dispersion stability of the visible light responsive titanium oxide in an organic solvent, and is high in both visible light and ultraviolet light! Has fluorescent catalytic activity.
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Abstract
可視光応答型酸化チタン系光触媒の分散性を向上させて高い光触媒活性を維持し、さらに金属の基材に対して表面の腐食の問題もない可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物を提供すること。カチオン性基非含有系シランカップリング剤で表面処理された、可視光により光触媒活性を発現する平均一次粒子径０．０１～１μｍの酸化チタンが、塩基性分散剤の存在下で有機溶剤中に分散されてなる可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物であって、上記カチオン性基非含有系シランカップリング剤の使用量が、上記酸化チタンの５～３０質量％であり、上記塩基性分散剤の使用量が、上記酸化チタンの３～１０質量％であることを特徴とする可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物。
Description
明 細 書
可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物およびその製造方法 技術分野
[0001] 本発明は、紫外光のみならず、可視光によっても高い光触媒活性が発現する可視 光応答型酸ィヒチタン系光触媒分散組成物およびその製造方法に関する。
背景技術
[0002] 近年、酸化チタンの有する光触媒作用、例えば、酸化分解、親水化等の作用が注 目され、有害物質や汚染物質の分解、抗菌、脱臭などの様々な用途で応用されてい る。そして、当初はごみ焼却場や下水処理場でのダイォキシンや環境ホルモンなど の有害物質の分解、さらには病院における抗菌 ·殺菌等、主に公共施設での利用を 対象としていた力 最近では、シックハウスガスの分解、カビ防止、ペット臭やアンモ ユア臭の除去というような一般の家庭環境まで、利用範囲が拡大されている。しかし ながら、これまで、光触媒作用は紫外光の吸収により発現するタイプがほとんどであ つため、太陽光等の紫外線源がない屋内では機能せず、別途、水銀ランプ、メタル ノ、ライドランプなどの紫外線を照射する装置を設置しなければならな力つた。このよう な紫外線の照射装置を、特に家庭環境で設置することは到底不可能であることから、 上記の問題点を解決するために、特別な紫外線源を必要とせず可視光によっても光 触媒作用が得られる (通常、可視光応答化と呼ばれて!/、る)酸化チタン (可視光応答 型酸化チタン系光触媒)が種々提案されている。
[0003] 酸ィ匕チタンの光触媒活性は表面積の増加と共に高くなるため、一般に微粒子の状 態で利用される。上記の可視光応答性酸化チタン系光触媒についても、同様の理由 から微粉末状で提供され、酸化チタンの分散性が良好な水性媒体中に分散させて、 水性塗工剤組成物として利用されている。しかし、水性タイプの塗工剤はプラスチッ ク等の基材ではじかれたり、金属の基材の表面を腐食するなど適用性に限界がある
。そこで、より広い分野で利用可能な有機溶剤タイプの塗工剤組成物が要望されて いた。
[0004] 酸ィ匕チタンの表面は親水性が高ぐ水性媒体中で微細粒子のまま分散させることは
比較的容易であるのに対して、有機溶剤中では安定な分散状態を維持することが困 難で、二次凝集が生じやすくなる。上記のとおり、酸ィ匕チタンで高い光触媒活性を得 るためには、微細粒子のままで有機溶剤中に分散させなければならず、二次凝集に より粗大粒子が形成されると、光触媒活性が低下するという問題が発生する。また、 流動性が低下して塗工適性が不良となったり、酸ィ匕チタンが沈殿して塗工剤としての 保存安定性が低下する等の問題も発生する。さらに、粗大粒子を含む塗膜は透明性 が低くなり、装飾の施されたものの表面に塗膜を設けたときに意匠性が低下する等の 問題も発生する。
[0005] この問題を解決するための手段として、酸性分散剤および Zまたはアミン系分散剤 を用いて、酸ィ匕チタンを有機溶剤に分散させる方法 (例えば、特開 2006— 1774号 公報)等が提案されている。
[0006] しかし、この方法では、酸ィ匕チタンを分散させるための分散剤の量が多く必要となり
、触媒活性が阻害される上に、酸性分散剤を用いた場合は、金属の基材の表面を腐 食するなどの問題を有して 、た。
発明の開示
[0007] そこで、本発明が解決しょうとする課題は、酸ィ匕チタンの分散性を向上させて高い 光触媒活性を維持し、さらに金属の基材に対して表面の腐食の問題もない可視光応 答型酸ィ匕チタン系光触媒分散組成物およびその製造方法を提供することである。
[0008] 本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、可視光応答型酸 化チタンの表面を、カチオン性基非含有系シランカップリング剤で処理し、塩基性分 散剤を用いて有機溶剤中に分散させることにより得られる可視光応答型酸ィ匕チタン 系光触媒分散組成物が、上記課題を全て解決し得ることを見出し、本発明を完成す るに至った。
[0009] すなわち本発明は、（1)カチオン性基非含有系シランカップリング剤で表面処理さ れた、可視光により光触媒活性を発現する平均一次粒子径 0. 01〜： L mの酸ィ匕チ タンが、塩基性分散剤の存在下で有機溶剤中に分散されてなる可視光応答型酸ィ匕 チタン系光触媒分散糸且成物であって、上記カチオン性基非含有系シランカップリング 剤の使用量が、上記酸ィ匕チタンの 5〜30質量％であり、上記塩基性分散剤の使用
量が、上記酸ィ匕チタンの 3〜10質量％であることを特徴とする可視光応答型酸ィ匕チ タン系光触媒分散組成物に関する。
[0010] また本発明は、（2)前記有機溶剤が、アルコールである前記（1)項記載の可視光 応答型酸ィヒチタン系光触媒分散組成物に関する。
[0011] また本発明は、（3)可視光により光触媒活性を発現する平均一次粒子径 0. 01〜1 μ mの酸ィ匕チタンを、当該酸ィ匕チタンに対して 5〜30質量％のカチオン性基非含有 系シランカップリング剤で表面処理し、さらに当該酸ィ匕チタンに対して 3〜： LO質量％ の塩基性分散剤を用いて有機溶剤中に分散させることを特徴とする可視光応答型酸 化チタン系光触媒分散組成物の製造方法に関する。
[0012] また本発明は、（4)前記酸化チタンを、前記カチオン性基非含有系シランカツプリ ング剤と前記塩基性分散剤との存在下で分散処理することにより、酸ィ匕チタンの表面 処理と分散とを一工程で行う前記 (3)項記載の可視光応答型酸化チタン系光触媒 分散組成物の製造方法に関する。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、本発明について更に詳細に説明する。
[0014] 本発明の可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物は、カチオン性基非含有 系シランカップリング剤と塩基性分散剤を用いて、可視光により光触媒活性が発現す る酸化チタンを有機溶剤中に分散させたものである。
[0015] まず、本発明の可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物の構成材料につい て説明する。
[0016] 本発明の可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物で利用する酸化チタンは 、400nm以上の波長の可視光によっても光触媒活性が発現する平均一次粒子径 0 . 01〜1 mの可視光応答性酸ィ匕チタンである。なお、可視光応答化の方法として は特に限定はされないが、例えば、クロム、バナジウム等の金属を導入した金属ドー プ型酸化チタンや、プラズマ法などにより修飾処理された酸素欠陥型酸ィ匕チタン、窒 素やィォゥ等のァ-オンを導入したァ-オンドープ型酸ィ匕チタン等の可視光応答化 された酸ィ匕チタンを挙げることができる。
[0017] これら酸化チタンの組成物中での含有量は、 1〜60質量％、好ましくは、 1〜40質
量％である。
[0018] また、本発明の可視光応答型酸ィ匕チタン系光触媒分散組成物で利用するシラン力 ップリング剤は、カチオン性基非含有系シランカップリング剤である。ここで、カチオン 性基非含有系シランカップリング剤とは、カチオン性基、例えば、アミノ基等を分子内 に含有しな ヽシランカップリング剤を 、う。
[0019] カチオン性基非含有系シランカップリング剤としては、特に限定されないが、一般式
(1)：
[化 1]
R '
I
κ― S i ― R ( 1ノ
I 2
(式中、 Rは (メタ）アタリロイルォキシアルキル基、グリシジルォキシアルキル基、また はビュル基を示し、 R2および R3は独立に低級アルキル基または低級アルコキシ 基を示す。ただし、
R2および R3の内の少なくとも 1つは低級アルコキシ基である。 )で表されるものが好まし ヽ。 Rで示される（メタ）アタリロイルォキシアルキル基中にお けるアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブ チレン基等の炭素原子数 1〜4のものが好ま U、。 Rで示されグリシジルォキシアルキ ル基中におけるアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロ ピレン基、ブチレン基等の炭素原子数 1〜4のものが好ましい。
R2および R3で示 される低級アルキル基としては、メチル基、ェチル基、プロピル基、イソプロピル基、 ブチル基、 t—ブチル基等の炭素原子数が 1〜4のものが好ましい。
R2および R3 で示される低級アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプ 口ポキシ基、ブトキシ基等の炭素原子数が 1〜4のものが好ましい。
[0020] カチオン性基非含有系シランカップリング剤の具体例としては、 3—メタクリロイルォ キシプロピルトリメトキシシラン、 3—メタクリロイルォキシプロピルメチルジェトキシシラ ン、 3—メタクリロイルォキシプロピルトリエトキシシラン、 3—グリシジルォキシプロピル トリメトキシシラン、 3—グリシジノレ才キシプロピノレメチノレジェトキシシラン、 3—グリシジ
ルォキシプロピルトリエトキシシラン、ビュルトリメトキシシラン、ビュルトリエトキシシラン 等を挙げることができる。本発明では、金属基材の表面の腐食を防止するなどの観 点から、塩基性分散剤を使用するが、この塩基性分散剤との関係でカチオン性基含 有系シランカップリング剤を使用することは好ましくない。
[0021] このカチオン性基非含有系シランカップリング剤の使用量は、酸ィ匕チタンに対して 5 〜30質量％であり、その使用量が 5質量％より少ないと酸ィ匕チタンの有機溶剤中で の分散安定性が低下し、一方 30質量％より多いと、可視光による触媒活性が低下す る。
[0022] また、本発明の可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物で利用する塩基性 分散剤は、公知の塩基性高分子分散剤であってもよぐ特に限定されないが、例え ば、ポリ（低級アルキレンィミン)誘導体、ポリアリルアミンまたはポリビュルァミン誘導 体、ジイソシァナート類および Zまたはトリイソシアナ一ト類と片末端に水酸基を有す るポリエステル類および Zまたは両末端に水酸基を有するポリエステル類との反応生 成物であるウレタン系分散剤、塩基性基含有カルポジイミド系分散剤等が挙げられる 。市販品としては、 ί列えば、、ソノレスノ ース 20000、 24000、 26000、 28000 (以上、 アビシァ社製）、ァジスパー ΡΒ711、 ΡΒ811、 ΡΒ821 (以上、味の素 (株)製）、ディ スパービック 160、 161、 162、 163 (以上、ビックケミ一社製)等を挙げることができる
[0023] この塩基性分散剤の使用量は、酸ィ匕チタンに対して 3〜10質量％であり、その使 用量が 3質量％より少ないと可視光応答型酸化チタンの有機溶剤中での分散安定 性が低下し、一方 10質量％より多いと、可視光触媒活性が低下する。
[0024] また、本発明の可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物で利用する有機溶 剤としては、炭化水素系有機溶剤、ケトン系有機溶剤、エステル系有機溶剤、エーテ ル系有機溶剤等の公知の有機溶剤が使用できる。可視光応答型酸化チタン系光触 媒分散組成物の用途として屋内での使用が想定されることから、有機溶剤の残留、 人体への影響を考慮して高沸点有機溶剤、芳香族系有機溶剤の使用は避けること が好ましい。このような有機溶剤としては、メタノール、エタノール、プロピルアルコー ル、ブチルアルコール等のアルコール類、酢酸ェチル、酢酸メチル、酢酸プロピル、
酢酸ブチル等のエステル類等の低沸点有機溶剤（例えば、常圧下で沸点が 120°C 以下）が挙げられる。
[0025] 次に本発明の可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物の製造方法について 説明する。
[0026] 本発明の可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物の製造方法は、最終的に 目的とする分散組成物を得ることができる方法であれば、特に制限されない。例えば 、先に有機溶剤中で酸ィ匕チタンをカチオン性基非含有系シランカップリング剤を用い て表面処理した後、塩基性分散剤を添加して、各種分散装置で分散処理を行う方法 、酸化チタンをカチオン性基非含有系シランカップリング剤および塩基性分散剤の存 在下有機溶剤中で、各種分散装置で分散処理して、表面処理と分散を一工程で行 つてもよい。
[0027] 具体的に、好ましい態様としては、酸ィ匕チタンを、当該酸化チタンに対して 5〜30 質量％のカチオン性基非含有系シランカップリング剤と 3〜10質量％の塩基性分散 剤の存在下、有機溶剤中で湿式サーキュレーションミル、ビーズミル、ボールミル、サ ンドミル、アトライター、アジテータ、超音波分散装置、高圧分散装置等を用いて分散 処理することにより、本発明の可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物を得る ことができる。
[0028] 本発明の可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物は、従来公知の用途に好 適に使用できるものであり、例えば、有害物質や汚染物質の分解、抗菌、脱臭などの 様々な用途に使用できる。より具体的には、例えば、ごみ焼却場や下水処理場等で のダイォキシンや環境ホルモンなどの有害物質の分解、さらには病院等における抗 菌 '殺菌等公共施設での使用、あるいは、シックハウスガスの分解、カビ防止、ペット 臭やアンモニア臭の除去等一般の家庭環境で使用できる。そして特別な紫外線源を 必要とせず可視光によっても良好な光触媒作用が得られるので、一般の家庭環境で も有利に使用できる。
実施例
[0029] 以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する力 本発明はこれらの実施 例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「％」は「質量0 /0」を意
味し、「部」は「質量部」を意味する。
[0030] <実施例 1〜8、比較例 1〜4の可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物 > 下記表 1に示す各配合組成物をペイントシエイカ一中で直径 0. 3mmのジルコ-ァ ビーズを使用して練肉し、実施例 1〜8、比較例 1〜4の可視光応答型酸化チタン系 光触媒分散組成物を得た。得られた分散組成物について、下記の特性を調べた。結 果を表 1に示す。表 1において、各材料の使用量は質量％で示した。可視光応答型 酸ィ匕チタンとしては、窒素ドープ型酸ィ匕チタン (平均一次粒子径 lOnm)のものを使 用した。
[0031] <分散性 >
実施例 1〜8、比較例 1〜4の各可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物の 製造直後および 3日後の分散状態が液状であるかゲル状である力、および実施例 1 〜8、比較例 1〜4の各可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物の製造直後 の粒度分布と 3日後の粒度分布の比較により判断した。粒度分布は、下記分散粒径 の測定で使用した装置を使用して測定した。
評価
〇：製造直後および 3日後の分散状態が液状で、粒度分布の変化もほとんどみられ ないもの
△：製造直後および 3日後の分散状態が液状で、粒度分布の変化がみられるもの X：製造直後の分散状態がゲル状で、 3日後の分散状態がゲル状のもの
[0032] <分散粒径 >
実施例 1〜8、比較例 1〜4の各可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物 (製 造 3日後のもの）中の可視光応答型酸ィ匕チタンの粒径 (d50)をナノトラック粒径測定 装置 (UPA— EX150、日機装 (株)製)で測定した。なお、「d50」は、累積重量が 50 %となる粒子径を表す。
[0033] <塗膜透明性 >
実施例 1〜8、比較例 1〜4の各可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物を OPPフィルム（二軸延伸ポリプロピレンフィルム）にバーコ一ター（線径 0. 15mm)を 用いて塗工し、乾燥させた後、得られた各塗膜の透明性を目視にて評価した。
評価
〇：透明なもの
X：塗膜が白濁しているもの
[0034] <可視光触媒活性 >
実施例 1〜8、比較例 1〜4の各可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物を 内径 66mmのシャーレに可視光応答型酸ィ匕チタンが 1. 7gZm2となるように展開し、 風乾した。次いで、該シャーレをテドラーバッグ（1L)に入れ、合成空気 (RH50%)で 置換後、 600mLの袋に封入した 1容量％ァセトアルデヒドガス 12mlを注入した。次 いで、白色蛍光灯 2本下、 6000Lxにて、分解試験を行い、ァセトアルデヒドの分解 の程度を下記の基準で評価した。
〇：ァセトアルデヒドの減少が経時で見られるもの
X：ァセトアルデヒドの減少が経時で見られな!/、もの
[0035] [表 1]
表 1
産業上の利用可能性
本発明の可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物は、有機溶剤中での可視 光応答型酸化チタンの分散安定性が良好で、かつ、可視光によっても、紫外光によ つても高!ヽ光触媒活性を有する。
Claims
[1] カチオン性基非含有系シランカップリング剤で表面処理された、可視光により光触 媒活性を発現する平均一次粒子径 0. 01〜1 μ mの酸ィ匕チタンが、塩基性分散剤の 存在下で有機溶剤中に分散されてなる可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成 物であって、上記カチオン性基非含有系シランカップリング剤の使用量が、上記酸化 チタンの 5〜30質量％であり、上記塩基性分散剤の使用量が、上記酸化チタンの 3 〜10質量％であることを特徴とする可視光応答型酸ィ匕チタン系光触媒分散組成物。
[2] 前記有機溶剤が、アルコールである請求の範囲第 1項記載の可視光応答型酸ィ匕 チタン系光触媒分散組成物。
[3] 可視光により光触媒活性を発現する平均一次粒子径 0. 01〜1 μ mの酸ィ匕チタン を、当該酸ィ匕チタンに対して 5〜30質量％のカチオン性基非含有系シランカップリン グ剤で表面処理し、さらに当該酸ィ匕チタンに対して 3〜10質量％の塩基性分散剤を 用いて有機溶剤中に分散させることを特徴とする可視光応答型酸化チタン系光触媒 分散組成物の製造方法。
[4] 前記酸ィ匕チタンを、前記カチオン性基非含有系シランカップリング剤と前記塩基性 分散剤との存在下で分散処理することにより、酸化チタンの表面処理と分散とをーェ 程で行う請求の範囲第 3項記載の可視光応答型酸化チタン系光触媒分散組成物の 製造方法。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010006053A (ja) * | 2008-05-27 | 2010-01-14 | Toto Ltd | 光触媒塗装体 |
| CN109971264A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-05 | 德江嘉艺装饰建材有限公司 | 一种新型涂料 |
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