JP2002265991A

JP2002265991A - 洗剤組成物および光触媒機能の付与方法

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Publication number: JP2002265991A
Application number: JP2001061962A
Authority: JP
Inventors: Shinya Kitaguchi; 真也北口
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2002-09-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】消臭、抗菌、防汚などといった光触媒機能
を、衣類、シートなどの繊維構造物に付与する手段を提
供する。【解決手段】光触媒を洗剤組成物に配合し、この光触
媒含有洗剤組成物を用いて繊維構造物を洗濯し、繊維構
造物に光触媒を付着させて、光触媒機能を付与する。光
触媒がチタンとケイ素からなる二元系複合酸化物、チタ
ンとジルコニウムからなる二元系複合酸化物およびチタ
ン、ケイ素およびジルコニウムからなる三元系複合酸化
物から選ばれる１種以上の複合酸化物であることが好ま
しい。光触媒含有量は洗剤組成物の１〜１５重量％、特
に３〜１０重量％であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、洗剤組成物および光触
媒機能の付与方法に関し、詳しくは消臭、有害成分の分
解、抗菌、殺菌、防かび、防汚などの機能を有する光触
媒を含有する洗剤組成物、およびこの洗剤組成物を用い
て、衣類や布類などを洗濯し、洗濯物に光触媒を付着さ
せて、その機能を付与する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、生活が豊かになるに連れて快適性
を追求する消費者のニーズに応えるべく、消臭、抗菌、
防カビ、防汚などの機能を有する衣類、布、シート材な
どが製品化されている。例えば繊維に、このような機能
を付与するためには適当な薬剤などを原糸への練りこ
み、紡績工程における処理、染色時や染色後の後処理の
いずれかの工程において添加する必要がある。しかし、
これらの薬剤による加工処理は繊維の生産性を低下させ
たり、加工費が高くなるという問題がある。

【０００３】また、薬剤以外にも最近では光触媒を利用
して繊維に消臭、抗菌、防汚といった機能を付与する方
法が注目されている。光触媒はバンドギャップ以上のエ
ネルギーを有する光を照射すると、光励起されて電子と
正孔ができ、この電子と正孔により表面にスーパーオキ
シドや水酸ラジカルが生成し、強い酸化力を発現して、
有害物を酸化分解したり菌やカビを死滅させるものであ
る。光触媒は微量の担持で効果が得られ、その効果は半
永久的に持続させることができるため前述の薬剤を使用
する方法と比較すると優れた方法となる。例えば、特開
２０００―１１９９５８号公報において、光触媒半導体
を繊維構造物に付与する方法が提案されている。

【０００４】しかし、光触媒を繊維に適用する場合は、
光が照射される繊維の表面に後加工で光触媒を付着させ
ることが好ましいが、光触媒を固定化するためには適当
なバインダーが必要となる。有機系のバインダーを利用
する場合は、光触媒の強力な酸化力によりバインダーも
分解されるため、光触媒粒子の剥離により効果の低下が
起こる。一方、無機系のバインダーを使用する場合は、
上記問題は起こらないが外観や風合いの低下を招く可能
性がある。また、光触媒機能を有した繊維の用途におい
て、病院関連の白衣、布団カバーやシーツに適用するこ
とにより各種効能が期待できるが、このような業務用の
用途では洗濯耐久性が要求されるため光触媒を繊維に強
固に固定化できなければ、光触媒の効果を持続すること
は難しくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、光触媒を衣
服や布類などの繊維構造物に適用するにあたり、特別な
加工処理を加えないで、消臭、抗菌、防汚などといった
光触媒機能を繊維構造物に付与する手段を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らの研究によれ
ば、光触媒を洗剤組成物に配合し、この光触媒含有洗剤
組成物を用いて洗濯すると、洗濯物に光触媒機能を付与
できることがわかった。本発明は、このような知見に基
づいて完成されたものである。すなわち、本発明は、光
触媒を含有することを特徴とする洗剤組成物である。

【０００７】また、本発明は、上記洗剤組成物を用いて
洗浄を行い、被洗浄物に光触媒を付着させることを特徴
とする光触媒機能の付与方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明によれば、光触媒を含有す
る洗剤組成物を用いて洗浄を行い、被洗浄物に光触媒を
付着させて光触媒機能を付与する。ここで、洗浄の対象
物は、通常、繊維構造物であり、この繊維構造物である
洗濯物を洗浄、すなわち洗濯して、洗濯物に光触媒機能
を付与するものである。なお、繊維構造物とは、織物、
編物、不織布などのほかに、帯状物、紐状物、糸状物な
どの繊維を含むものを意味し、具体的には、衣類、シー
ツなどを挙げることができる。本発明の洗剤組成物にお
いて、光触媒含有量は、洗剤組成物の１〜１５質量％、
好ましくは３〜１０質量％である。光触媒含有量が１質
量％未満では繊維構造物への付着量が少なくなり十分な
光触媒機能が得られなくなり、また１５質量％を超える
と、界面活性剤やビルダーの含有量が少なくなり、洗剤
本来の機能が低下して、洗浄力が不十分となる。光触媒
としては、光触媒として一般に知られているものから適
宜選択して使用することができる。代表例としては、酸
化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化タングステンなど
の金属酸化物；チタン酸ストロンチウムなど複合酸化
物；硫化カドミウム、硫化亜鉛、炭化ケイ素などの化合
物のほか、チタンおよびケイ素からなる二元系複合酸化
物、チタンおよびジルコニウムからなる二元系複合酸化
物、チタン、ケイ素およびジルコニウムからなる三元系
複合酸化物などを挙げることができる。これらは単独で
も、あるいは２種以上組み合わせて使用することもでき
る。

【０００９】これら光触媒のなかで、化学的に安定であ
り紫外線照射により強い酸化力を発現する酸化チタンを
使用することが好ましい。また、チタンおよびケイ素か
らなる二元系複合酸化物、チタンおよびジルコニウムか
らなる二元系複合酸化物、ならびにチタン、ケイ素およ
びジルコニウムからなる三元系複合酸化物は、優れた光
触媒性能を有していながら繊維の劣化を抑制する効果を
有しているため好適に用いられる（特開２０００−２５
４５１８号公報参照）。上記二元または三元系複合酸化
物の調製方法には、特に制限はなく、既知の方法により
調製することができる。具体的には、例えば、前記特開
２０００−２５４５１８号公報に記載の方法により調製
することができる。

【００１０】上記二元または三元系複合酸化物のチタン
源としては、塩化チタン、硫酸チタンなどの無機チタン
化合物やシュウ酸チタン、テトライソプロピルチタネー
トなどの有機チタン化合物などから、ケイ素源として
は、コロイド状シリカ、水ガラス、四塩化ケイ素などの
無機ケイ素化合物やテトラエチルシリケートなどの有機
ケイ素化合物などから、またジルコニウム源としては、
塩化ジルコニウム、硫酸ジルコニウムなどの無機ジルコ
ニウム化合物や酢酸ジルコニウムなどの有機ジルコニウ
ム化合物などから適宜選択して使用することができる。
例えば、チタンとケイ素との二元系複合酸化物を調製す
る代表的な方法を例示すると、次のとおりである。（１）四塩化チタンをシリカゾルと共に混合し、アンモ
ニアを添加して沈殿を生成せしめ、この沈殿を洗浄、乾
燥後に焼成する方法。（２）四塩化チタンにケイ酸ナトリウム水溶液を添加し
て沈殿を生成させ、これを洗浄、乾燥後に焼成する方
法。（３）四塩化チタンの水−アルコール溶液にテトラエチ
ルシリケートを添加し加水分解により沈殿を生成させ、
これを洗浄、乾燥後に焼成する方法。上記調製方法のなかでも、方法が特に好ましいもので
あり、特開平９−７０５３２号公報に示されるような複
合酸化物を生成するために高価なアルコキシドを原料と
する必要がなく安価で容易な製造方法により優れた光触
媒特性を有するチタン−ケイ素二元系複合酸化物を得る
ことができる。また、チタン源、ケイ素源およびジルコ
ニウム源のモル比を所定量とすることにより、上記と同
様にして、チタン系各複合酸化物よりなる光触媒を得る
ことができる。

【００１１】上記二元または三元系複合酸化物におい
て、チタンの含有量は２０〜９５モル％、好ましくは５
０〜８５モル％である。また、Ｘ線回折による一次粒子
径は５〜２０ｎｍ、好ましくは８〜１５ｎｍであり、比
表面積は５０〜２００ｃｍ^２／ｇ、好ましくは１００〜
１８０ｃｍ^２／ｇである。

【００１２】本発明の洗剤組成物において、光触媒を配
合する洗剤組成物それ自体については特に制限はなく、
一般に知られている洗剤組成物を用いることができる。
洗剤組成物中の界面活性剤の量は、通常、５〜７０質量
％であり、ビルダーの量は１０〜９０質量％である。必
要に応じて、酵素、蛍光剤、漂白剤、香料、ゼオライト
などを配合してもよい。具体的に、本発明の洗剤組成物
は、例えば、界面活性剤５〜７０質量％、ビルダー１０
〜９０質量％、光触媒１〜１５質量％、その他残余（合
計１００質量％）からなるものである。上記界面活性剤
としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルま
たはアルケニルエーテル硫酸塩、α−オレフィンスルホ
ン酸塩、アルキルまたはアルケニルエーテルカルボン酸
塩などのアニオン界面活性剤；ポリオキシアルキレンア
ルキルまたはアルケニルエーテル、ポリオキシエチレン
アルキルフェニルエーテルなどのノニオン界面活性剤な
どを挙げることができる。上記ビルダーとしては、炭酸
ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、ケイ
酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ゼオライトなどのアル
カリ性ビルダー；クエン酸塩、コハク酸塩、ピロリン酸
塩、ポリアクリル酸塩、アルミノケイ酸塩などのキレー
トビルダーなどを挙げることができる。本発明の洗剤組
成物は、通常、混練し、乾燥させて固形物とし、粉砕し
た後に攪拌造粒機などを用いて顆粒状の洗剤とする。こ
の際、顆粒の平均粒子径が５００〜２０００μｍ、嵩密
度が０．５〜１．０Ｋｇ/Ｌ（リットル）となるように
調製するのが好ましい。

【００１３】本発明の方法により、光触媒含有洗剤組成
物を用いて繊維構造物を洗濯すると、光触媒は、繊維構
造物の空隙部などに保持された状態で付着する。このた
め、光触媒と繊維との接触は強固でなく、繊維自体が変
色や脆化などの不具合を発生することはない。また、洗
濯の都度、新たに光触媒を付着することができるので、
光触媒をバインダーなどを用いて固定する従来技術を実
施する際に発生する、光触媒の剥離による性能低下や洗
濯耐久性などの問題が解消される。

【００１４】さらに、光触媒を固定するために樹脂など
のバインダーが使用されている場合は、光触媒粒子がバ
インダーに覆われてガスや菌との接触が不十分になるこ
とが考えられるが本発明では光触媒は露出しているため
効果的に作用するものである。

【００１５】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。調製例１チタンおよびケイ素からなる二元系複合酸化物を以下に
述べる方法で調製した。シリカゾル２０ｋｇ（日産化学
製ＮＣＳ−３０）にアンモニア水３００ｋｇ（濃度２５
％）と水４００ｋｇとを添加して溶液（ａ）を得た。次
に硫酸チタニルの硫酸水溶液１８０リットル（以下、Ｌ
で表示する。）（ＴｉＯ_２濃度２５０ｇ／Ｌ、全硫酸濃
度１１００ｇ／Ｌ）を水２５０ｋｇで希釈して溶液
（ｂ）を得た。溶液（ａ）を攪拌しながら徐々に溶液
（ｂ）を滴下して共沈ゲルを生成させ、１５時間静置し
た。得られたゲルをろ過、水洗後、２００℃で１０時間
乾燥し、５５０℃で６時間焼成した後、ハンマーミルに
て粉砕しチタン含有率が８５モル％でチタンおよびケイ
素からなる二元系複合酸化物の粉体（光触媒ＴＳ−１）
を得た。得られた粉体のＸ線回折による一次粒子径、お
よび比表面積を表１に示す。調製例２チタンおよびジルコニウムからなる二元系複合酸化物を
以下に述べる方法で調製した。水１０００Ｌにオキシ塩
化ジルコニウム１９．３ｋｇを溶解させ、これと硫酸チ
タニルの硫酸水溶液７８Ｌ（ＴｉＯ_２濃度：２５０ｇ／
Ｌ、全硫酸濃度：１１００ｇ／Ｌ）を混合して混合溶液
を得た。次に、この混合溶液を攪拌しながらアンモニア
水を徐々に滴下し、ｐＨを７として共沈ゲルを生成し、
１５時間静置した。得られたゲルをろ過、水洗後、２０
０℃で１０時間乾燥し、４５０℃で６時間焼成してチタ
ンおよびジルコニウムからなる二元系複合酸化物の粉体
（ＴＺ−１）を得た。得られたＴＺ−１粉体の組成は、
Ｔｉ／Ｚｒのモル比が８０／２０であり、Ｘ線回折によ
る一次粒子径、および比表面積を表１に示す。調製例３チタン、ケイ素およびジルコニウムからなる三元系複合
酸化物を以下に述べる方法で調製した。調製例１におけ
るチタンおよびケイ素の二元系複合酸化物の調製におい
て、硫酸チタニルの代わりに硫酸チタニルとオキシ塩化
ジルコニウムとの混合溶液を用いた以外は同様にして、
チタン、ケイ素およびジルコニウムからなる三元系複合
酸化物の粉体（ＴＳＺ−１）を得た。得られたＴＳＺ−
１粉体の組成は、Ｔｉ／Ｓｉ／Ｚｒのモル比が８０／１
６／４であり、Ｘ線回折による一次粒子径、および比表
面積を表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】実施例１市販の酸化チタン（石原産業製ＳＴ−０１、比表面積３
２０ｍ^２／ｇ）を光触媒として用い、下記の組成で洗剤
組成物を配合し、顆粒化して、光触媒含有洗剤組成物を
調製した。（洗剤組成物）直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ソーダ（Ｃ＝１０〜１
３）：２０質量％ポリオキシエチレンアルキルエーテル（Ｃ＝１２、ＥＯ
＝８）：１５質量％アクリル酸−マレイン酸共重合体（（株）日本触媒製ア
クアリックＴＬ−３００）：２０質量％炭酸ナトリウム：１５質量％ケイ酸ナトリウム：１０質量％ゼオライト（東ソー（株）製Ａ−４型ゼオライト）：５
質量％光触媒：１５質量％実施例２〜４実施例１において、光触媒として、酸化チタンの代わり
に調製例１、２および３でそれぞれ得られた、光触媒Ｔ
Ｓ−１、ＴＺ−１およびＴＳＺ−１を用いた以外は実施
例１と同様にして光触媒含有洗剤組成物を調製した。比較例１実施例１において、光触媒を添加せず、ゼオライトの配
合量を２０質量％に変更した以外は実施例１と同様にし
て比較用洗剤組成物を調製した。

【００１８】実施例１〜４および比較例１で得られた洗
剤組成物の平均粒子径および嵩密度を表２に示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】実施例５実施例１〜４および比較例１で得られた洗剤組成物を用
いて洗濯試験を実施した。洗濯物としては木綿のシーツ
を各洗剤を用いて洗濯し、日干しにしたものを３０ｃｍ
角に切断して試験片とした。光触媒の効果を確認するた
めに脱臭試験を実施した。試験方法は光透過性のある３
Ｌ試験容器に試験片を入れ、初期アセトアルデヒド濃度
が１０ｐｐｍとなるように調整して、ブラックライトを
照射（１.０ｍＷ／ｃｍ^２）し、５時間後の容器内のガ
ス濃度を測定した。また、参考として、実施例２の試験
片を用いてブラックライトを照射せず暗所で５時間保存
した場合も試験した。結果を表３に示す。

【００２１】

【表３】

【００２２】光触媒含有洗剤組成物を用いた試験片では
光触媒の効果によりアセトアルデヒドの分解反応が進行
している。自然減衰で濃度が低下している、光触媒が添
加されていない洗剤や暗所で試験したものと比較すれば
効果は明らかである。

【００２３】

【発明の効果】本発明の主たる効果を列挙すると次のと
おりである。（１）本発明の洗剤組成物で衣類やシーツなどの布類を
洗濯することにより、洗濯物中に有効量の光触媒を付着
させることができる。これにより、洗濯物に有害成分の
分解、臭気成分の脱臭、抗菌、殺菌、防かび、防汚など
の光触媒機能を付与することができる。（２）本発明の光触媒機能の付与方法は、従来技術にお
けるような特別な加工プロセスを必要とせず、極めて簡
便なものである。（３）洗濯により、繰り返して、光触媒を付着させるこ
とができる。このため、光触媒の剥離による性能低下を
心配する必要がない。（４）光触媒と繊維との接触は強固ではないため繊維に
ダメージを与える心配がない。（５）バインダーなどを用いないので、光触媒機能が十
二分に発揮される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光触媒を含有することを特徴とする洗剤
組成物。
【請求項２】光触媒がチタンおよびケイ素からなる二
元系複合酸化物、チタンおよびジルコニウムからなる二
元系複合酸化物、ならびにチタン、ケイ素およびジルコ
ニウムからなる三元系複合酸化物からなる群より選ばれ
る少なくとも１種の複合酸化物である請求項１記載の洗
剤組成物。
【請求項３】請求項１の洗剤組成物を用いて洗浄を行
い、被洗浄物に光触媒を付着させることを特徴とする光
触媒機能の付与方法。