JP2002273235A - Titanium oxide-coated catalyst - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、脱臭、抗菌、防汚
といった分解機能及び親水機能を有する光触媒、特に酸
化チタンの被膜をコーティングして成り、水や空気等の
浄化に際してこれらの流体の流路中に集合配置して触媒
として使用される酸化チタンのコーティングが施された
触媒に関する。The present invention relates to a photocatalyst having a decomposing function such as deodorization, antibacterial and antifouling and a hydrophilic function, in particular, a coating of titanium oxide, and the flow of these fluids when purifying water or air. The present invention relates to a catalyst provided with a coating of titanium oxide which is collectively arranged in a road and used as a catalyst.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、二酸化チタン（TiO２）（本
明細書において「チタニア」という。）等の光触媒材料
が太陽光等に含まれる紫外線を浴びることにより優れた
分解機能及び親水機能を発揮することから、このような
酸化チタンの被膜が光触媒として多くの分野において利
用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a photocatalytic material such as titanium dioxide (TiO 2 ) (hereinafter referred to as “titania”) exhibits excellent decomposition and hydrophilic functions by being exposed to ultraviolet rays contained in sunlight or the like. Therefore, such a titanium oxide film is used in many fields as a photocatalyst.
【０００３】このチタニアについて説明すると、チタニ
アによる分解機能は、チタニアが太陽光に含まれる紫外
線を浴びると、チタニア表面に電子及び正孔が発生し、
この電子が空気中の酸素を還元してスーパーオキサイド
イオン（O２）に、また正孔はチタニア表面に付着した
水分を酸化して水酸基ラジカル（OH）に変え、これらの
スーパーオキサイドイオン及び水酸基ラジカルが、チタ
ニア表面の汚れなどの有機化合物を酸化分解するもので
ある。すなわち、光触媒の作用は、電子の還元力と正孔
の酸化力によって、酸化チタン上で触媒反応を励起しよ
うとするものである。[0003] The titania decomposing function is such that when the titania is exposed to ultraviolet rays contained in sunlight, electrons and holes are generated on the titania surface,
These electrons reduce the oxygen in the air to superoxide ions (O 2 ), and the holes oxidize the moisture attached to the titania surface to convert them to hydroxyl radicals (OH). These superoxide ions and hydroxyl radicals However, they oxidatively decompose organic compounds such as dirt on the titania surface. That is, the action of the photocatalyst is to excite a catalytic reaction on titanium oxide by the electron reducing power and the oxidizing power of holes.
【０００４】また、親水機能とは前述のように紫外線の
照射によって生じたスーパーオキサイドイオン及び水酸
基がチタニア表面の疎水性分子を分解し、発生した水酸
基に空気中の水分が吸着して薄い水膜を作り、チタニア
表面が親水性を帯びるものであり、酸化チタンは前述の
分解機能と併せて、脱臭、抗菌、防汚を目的としてレン
ズ、鏡、壁紙、カーテンなどの建材、家具などに多く利
用されている。[0004] As described above, the hydrophilic function means that superoxide ions and hydroxyl groups generated by irradiation of ultraviolet rays decompose hydrophobic molecules on the titania surface, and moisture in the air is adsorbed on the generated hydroxyl groups to form a thin water film. Titania surface is hydrophilic, and titanium oxide is widely used for building materials such as lenses, mirrors, wallpapers, curtains, furniture, etc. for the purpose of deodorization, antibacterial and antifouling, in addition to the above decomposition function Have been.
【０００５】これらの光触媒機能を備えた被膜の形成さ
れた成型品として、金属製品又はセラミック又はこれら
の混合体から成る基材の表面に、チタン又はチタン合金
の粉体をブラスト法により噴射して酸化チタンの被膜を
形成して成る光触媒コーティング成型品が開示されてい
る（特開２０００−６１３１４号）。[0005] As a molded article on which a film having a photocatalytic function is formed, titanium or a titanium alloy powder is sprayed onto the surface of a substrate made of a metal product or ceramic or a mixture thereof by a blast method. A photocatalytic coating molded product formed by forming a coating of titanium oxide is disclosed (JP-A-2000-61314).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前述した特開２０００
−６１３１４号に記載の光触媒コーティング成型品にあ
っては、成型品自体の防汚等を主たる目的として成型品
に酸化チタンのコーティングが施されているが、酸化チ
タンの有する前述のような優れた分解機能や親水機能
は、これを利用して例えば空気や水等の気体や液体、そ
の他の流体の浄化や脱臭、消臭等をも行い得るものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned JP-A-2000-2000
In the photocatalyst coating molded product described in JP-A-61314, the molded product is coated with titanium oxide for the main purpose of, for example, antifouling of the molded product itself. The decomposing function and the hydrophilic function can also be used to purify, deodorize, deodorize, etc., gases and liquids such as air and water, and other fluids.
【０００７】このように、酸化チタンの被膜が形成され
た成型品を気体や液体の浄化等を目的とした浄化装置等
に用いられる触媒として使用する場合、以下に示すよう
な問題点を解消する必要がある。[0007] When the molded article on which the titanium oxide film is formed is used as a catalyst for a purifying apparatus for purifying a gas or a liquid, the following problems are solved. There is a need.
【０００８】前述のようなブラスト法により製品の表面
に酸化チタンのコーティングを施す場合、チタン又はチ
タン合金の粉体がブラストにより投射された際の衝突に
より起こる発熱により製品表面に溶着ないしは拡散・浸
透して被膜が形成されるため、噴射流体であるチタン又
はチタン合金の粉体の融点との兼ね合いから、ブラスト
により酸化チタンのコーティングを施すためには、コー
ティングを施すベースとなる基材は、ステンレス等の耐
熱鋼、又はセラミック、又はこれらの混合品である必要
がある。When a titanium oxide coating is applied to the surface of a product by the blast method as described above, the titanium or titanium alloy powder is deposited or diffused / penetrated on the product surface due to heat generated by collision when the powder is blasted by the blast. In order to apply the titanium oxide coating by blasting in consideration of the melting point of the titanium or titanium alloy powder that is the jetting fluid, the base material to be coated must be made of stainless steel. And the like, or heat-resistant steel or ceramic, or a mixture thereof.
【０００９】しかし、ステンレス系の金属を基材として
触媒とする場合には、例えばこれを液体の浄化等に使用
する場合、使用条件によっては基材の腐食や基材を成す
ステンレス中に含まれるニッケル(Ni)やクロム(Cr)等が
この液体中に溶出するおそれがあるという問題点を有し
ている。However, in the case where a stainless steel-based metal is used as a base material as a catalyst, for example, when the catalyst is used for purifying a liquid or the like, depending on the use conditions, the base material is corroded or contained in the stainless steel forming the base material. There is a problem that nickel (Ni), chromium (Cr) and the like may be eluted in this liquid.
【００１０】また、ステンレス鋼は比較的比重が大き
く、これを基材とした触媒もその重量が重くなり、取り
扱いに不便であるという問題を有する。[0010] Further, stainless steel has a relatively large specific gravity, and a catalyst using the same as a base material also has a problem that the weight becomes heavy and handling is inconvenient.
【００１１】これに対して、セラミック製の基材を使用
する場合、セラミックはこれを液体中で使用してもその
成分等の溶出がなく、例えば長時間液体中に浸漬して使
用することもできる。しかし、浄化の対象となる液体や
気体との接触面積の拡大や軽量化を目的としてセラミッ
ク製の基材を、例えば中空形状等とする場合には、僅か
な衝撃により破損するおそれがあり、基材の破片が例え
ば液体中に混入する等の問題を有することから、セラミ
ックを基材として使用する場合には、比較的肉厚に形成
して破損の発生を防止するか、又は例えば基材を球状や
グリッド状に形成することにより破損の防止を図る必要
がある。On the other hand, when a ceramic substrate is used, the ceramic does not elute its components and the like even when used in a liquid. it can. However, if the ceramic base material is made to have a hollow shape, for example, in order to increase the contact area with the liquid or gas to be purified and to reduce the weight, the base material may be damaged by a slight impact, and Since there is a problem that fragments of the material are mixed in the liquid, for example, when using ceramic as the base material, it is formed to be relatively thick to prevent the occurrence of breakage, or for example, the base material is used. It is necessary to prevent breakage by forming a spherical or grid shape.
【００１２】しかしこの方法による場合、触媒が重くな
ってしまい、また、触媒間に形成される気体や液体の流
路と成る隙間、すなわち空隙率は全体の約40%程度とな
り、気体や液体の流量の減少や流速抵抗が増して処理効
率が低く成るという欠点がある。However, according to this method, the weight of the catalyst becomes heavy, and the gap between the catalysts as a flow path for gas or liquid, that is, the porosity is about 40% of the whole. There is a drawback that the processing efficiency is lowered due to a decrease in flow rate and an increase in flow velocity resistance.
【００１３】さらに、金属とセラミックとの混合品を使
用して軽量化と強度の向上を図ることも考えられるが、
混合品はコスト的に高価となってしまうという問題があ
る。Further, it is conceivable to use a mixture of metal and ceramic to reduce the weight and improve the strength.
There is a problem that the mixed product is expensive in terms of cost.
【００１４】そこで、本発明の目的は、上記従来技術に
おける欠点を解消するためになされたものであり、軽量
かつ強固であると共に、液体中で使用する場合において
も溶出や異物の混入が起こらず、従って長期に使用する
ことができると共に人体に対して安全であり、さらに表
面積が大きく、かつ、多数集合して使用する場合の空隙
率が大きく、従って、液体や気体等が通過する際の流速
抵抗が少ないと共に、これらの液体や気体との接触面積
が大きく、処理効率の高い酸化チタンコーティング触媒
を提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks in the prior art, and it is lightweight and strong, and does not cause elution or contamination of foreign substances even when used in a liquid. Therefore, it can be used for a long time and is safe for the human body, has a large surface area, and has a large porosity when used in large numbers. It is an object of the present invention to provide a titanium oxide coating catalyst having low resistance, a large contact area with these liquids and gases, and high treatment efficiency.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の酸化チタンコーティング触媒１は、処理対
象となる流体の流路中に多数集合配置して、該流体の浄
化等を行うための触媒であって、チタン又はチタン合金
から成る円筒状の基材１０の表面に、チタン又はチタン
合金の粉体をブラスト法により噴射して形成された酸化
チタンの被膜を備えることを特徴とする（請求項１）。In order to achieve the above object, a large number of titanium oxide coating catalysts 1 of the present invention are arranged and arranged in a flow path of a fluid to be treated to purify the fluid. A titanium oxide film formed by spraying a titanium or titanium alloy powder by a blast method on a surface of a cylindrical substrate 10 made of titanium or a titanium alloy. (Claim 1).
【００１６】前述の酸化チタンコーティング触媒１の前
記基材１０には、その内周及び外周間を貫通する切り込
み１２を設け、該切り込みに位置して前記基材の外周を
曲折ないしは湾曲させて形成した突起１３及び／又は陥
没１４を設けることもできる（請求項２）。The base material 10 of the above-mentioned titanium oxide coating catalyst 1 is provided with a cut 12 penetrating between the inner circumference and the outer circumference, and formed by bending or curving the outer circumference of the base material at the cut. The projection 13 and / or the depression 14 can be provided (claim 2).
【００１７】また、前述の酸化チタンコーティング触媒
１は、集合配置された際の空隙率が、50%以上、好まし
くは80%以上となるよう、そのサイズ、肉厚等を設定す
ることが好ましい（請求項３）。The size and thickness of the titanium oxide coating catalyst 1 described above are preferably set so that the porosity when assembled is 50% or more, preferably 80% or more ( Claim 3).
【００１８】なお、ここに「空隙率」とは、集合配置さ
れた酸化チタンコーティング触媒の占める空間（Ｌ）に
対する、前記空間（Ｌ）から全酸化チタンコーティング
触媒の体積の和（Ｖ）を徐した値のパーセンテージであ
り、 空隙率(%)＝（Ｌ−Ｖ）／Ｌ ×100(%) により表さ
れる。Here, the "porosity" means the sum (V) of the volume of the entire titanium oxide coated catalyst from the space (L) to the space (L) occupied by the collectively arranged titanium oxide coated catalysts. It is a porosity (%) = (LV) / L × 100 (%).
【００１９】なお、前述の酸化チタンコーティング触媒
１は、前記処理対象となる流体の流路に集合配置される
際、混合して使用される複数のサイズに形成しても良い
（請求項４）。The titanium oxide coating catalyst 1 may be formed into a plurality of sizes to be mixed and used when the titanium oxide coating catalyst 1 is collectively arranged in the flow path of the fluid to be treated. .
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態につき以
下説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described below.
【００２１】本発明の酸化チタンコーティング触媒の表
面に形成される酸化チタンの被膜は、チタン(Ti)、又は
チタン合金の粉体を、チタン又はチタン合金から成る基
材の表面に圧縮空気を利用して高速噴射を行うことによ
り、チタン又はチタン合金の粉体が基材の表面に溶融付
着すると共に、この溶融付着の際に被膜の最表面が酸化
して得られるものである。The titanium oxide film formed on the surface of the titanium oxide coating catalyst of the present invention is formed by using powder of titanium (Ti) or a titanium alloy, and using compressed air on the surface of a substrate made of titanium or a titanium alloy. By performing the high-speed injection, the powder of titanium or a titanium alloy is melt-adhered to the surface of the base material, and the outermost surface of the coating is oxidized during the melt-adhesion.
【００２２】噴射するチタン又はチタン合金の粉体は、
球状又は多角形状が好ましく、粒径は200μm以下、好ま
しくは30μm〜100μmが好ましい。このチタン又はチタ
ン合金の粉体を、噴射圧力0.3Mpa以上、好ましくは0.5M
pa以上の噴射圧力で噴射する。The titanium or titanium alloy powder to be sprayed is
A spherical or polygonal shape is preferable, and a particle size is 200 μm or less, preferably 30 μm to 100 μm. This titanium or titanium alloy powder, injection pressure 0.3Mpa or more, preferably 0.5M
Inject with an injection pressure of pa or more.
【００２３】チタン又はチタン合金の粉体の噴射によ
り、酸化チタンコーティングが施される基材１０は、液
体中における使用においても錆の発生や成分等の溶出の
おそれがなく、また、かりに溶出した場合であっても人
体に対する悪影響がないと共に、軽量かつ高強度である
ことから、チタン又はチタン合金、好ましくはチタンに
より形成されている。The base material 10 to which the titanium oxide coating is applied by spraying the powder of titanium or titanium alloy has no fear of rusting or elution of components even when used in a liquid, and the base material 10 eluted in a delicate manner. Even in this case, it is made of titanium or a titanium alloy, preferably titanium, because it has no adverse effect on the human body and is lightweight and has high strength.
【００２４】この基材１０は、前述のようにチタン又は
チタン合金により形成された円筒状を成し、本実施形態
にあっては内径15mm、外径16mm、長さ15mmの円筒状であ
る。The substrate 10 has a cylindrical shape made of titanium or a titanium alloy as described above, and in this embodiment, has a cylindrical shape with an inner diameter of 15 mm, an outer diameter of 16 mm, and a length of 15 mm.
【００２５】好ましくは、この円筒状の基材には、図１
（Ａ）〜図１（Ｃ）に示すような突起１３、図２（Ａ）
〜図２（Ｃ）、又は図３に示すような陥没１４、その他
の突起ないしは陥没を形成する。Preferably, the cylindrical substrate has a structure shown in FIG.
(A) to projection 13 as shown in FIG. 1 (C), FIG. 2 (A)
2C or a depression 14 as shown in FIG. 3 or other projections or depressions.
【００２６】図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示す例にあって
は、略コ字状を成す切り込み１２を設け、この切り込み
に囲まれた部分を外周方向に折り曲げて突起１３を形成
したものであり、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示す例にあ
っては、基材の円周方向に、平行な二本の切り込み１
２，１２を設け、この切り込み１２，１２間を内周方向
に窪ませて陥没１４を形成した例であり、図３は、基材
の円周方向に形成された切り込み１２に沿って肉厚を内
周方向に窪ませて、縦割れ円錐状の陥没１４を形成した
例である。In the example shown in FIGS. 1A to 1C, a notch 12 having a substantially U-shape is provided, and a portion surrounded by the notch is bent in the outer peripheral direction to form a projection 13. In the example shown in FIGS. 2A to 2C, two notches 1 parallel to the circumferential direction of the base material are provided.
2 and 12 are provided, and the recesses 14 are formed by recessing the notches 12 and 12 in the inner circumferential direction. FIG. 3 shows a thickness along the cuts 12 formed in the circumferential direction of the base material. Are recessed in the inner circumferential direction to form a vertically cracked conical depression 14.
【００２７】なお、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示す例に
おいて、切り込み１２により囲まれた部分を基材の内周
方向に折り曲げて突起１３を形成しても良く、また、内
周方向に突出する突起と、外周方向に突出する突起とを
交互に設けても良く、その形状は、図示のものに限定さ
れない。In the example shown in FIGS. 1A to 1C, the projection 13 may be formed by bending the portion surrounded by the cut 12 in the inner circumferential direction of the base material. The protrusions projecting in the circumferential direction and the protrusions projecting in the outer peripheral direction may be provided alternately, and the shape is not limited to the illustrated one.
【００２８】また、この突起１３や陥没１４の形状は、
図１（Ａ）〜図１(Ｃ)、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）、図３
に示す形状に限定されず、各種の形状に形成することが
でき、また、図１（Ａ）〜図１(Ｃ)、図２（Ａ）〜図２
（Ｃ）、図３に示す例にあっては、同一形状の突起ない
しは陥没を、同一の向きに形成した例を示しているが、
例えばその向きを交互に形成しても良く、または各形状
の突起１３ないしは陥没を１４を１つの基材１０に組み
合わせて使用しても良く、その形状、配置等は図示の例
に限定されるものではない。The shapes of the projections 13 and depressions 14 are as follows.
1 (A) to 1 (C), FIGS. 2 (A) to 2 (C), FIG.
1A to 1C, and 2A to 2 can be formed into various shapes without being limited to the shapes shown in FIGS.
(C), in the example shown in FIG. 3, an example is shown in which protrusions or depressions of the same shape are formed in the same direction.
For example, the directions may be alternately formed, or the protrusions 13 or depressions 14 of each shape may be used in combination with one substrate 10, and the shape, arrangement, and the like are limited to the illustrated example. Not something.
【００２９】このように、基材１０の内外周間を貫通す
る切り込み１２を設け、この切り込みに位置して基材の
肉厚を***又は陥没させることにより、基材１０の表面
積が増えるので、気体や液体等との接触面積が増えて浄
化効率が向上すると共に、基材１０の外周と内周間を貫
通する開口１５が形成されることから、流体抵抗が減少
し、浄化効率が向上する。As described above, the notch 12 penetrating between the inner and outer peripheries of the base material 10 is provided, and the thickness of the base material is raised or depressed at the cut, thereby increasing the surface area of the base material 10. The purification area is improved by increasing the contact area with a gas or a liquid, and the opening 15 penetrating between the outer periphery and the inner periphery of the base material 10 is formed, so that the fluid resistance is reduced and the purification efficiency is improved. .
【００３０】また、この基材１０となる円筒状のチタン
は、本実施形態において説明したサイズの一種類のみな
らず、例えば大、中、小等の異なるサイズのものを用意
し、複数のサイズのものを混合して使用することもで
き、これにより空隙率を増大し、液体や気体等との接触
面積を上げて触媒としての効率が上がるよう構成するこ
ともできる。The cylindrical titanium used as the base material 10 is not limited to one kind of the size described in the present embodiment, but is prepared in different sizes such as large, medium and small. Can be used in a mixture, whereby the porosity can be increased, and the contact area with a liquid or gas can be increased to increase the efficiency as a catalyst.
【００３１】以上説明した基材１０の表面に、酸化チタ
ンの被膜が形成されて成る触媒１は、これを例えば図４
に示すように浄化対象となる液体や気体等の流体の流路
に設けられた室２１内に充填し、この触媒１間及び触媒
１内に形成された空間内に、浄化の対象とする気体や液
体等を通過させることにより、通過する気体や液体が酸
化チタンコーティングされた触媒の表面に接触して、酸
化チタンの光触媒機能によりその中に含まれる有害物質
の無害化、殺菌、消臭、脱臭等の浄化作用を得ることが
できる。The catalyst 1 in which a titanium oxide film is formed on the surface of the base material 10 described above is used, for example, in FIG.
As shown in (1), the gas to be purified is filled in a chamber 21 provided in a flow path of a fluid such as a liquid or a gas to be purified, and the space between the catalysts 1 and in the space formed in the catalyst 1 is filled. Gas and liquid pass through the surface of the catalyst coated with titanium oxide, and the photocatalytic function of titanium oxide detoxifies, sterilizes, deodorizes harmful substances contained therein. A purifying action such as deodorization can be obtained.
【００３２】従って、通気ダクトや空気清浄機内に形成
された通気路、各種排煙装置、浄水器内に形成された通
水路、下水用の升やトラップ等、浄化対象と成る気体や
液体の流路内にこの酸化チタンコーティング触媒を集合
配置することにより、浄化対象となる気体や液体を好適
に浄化することができる。Therefore, the flow of gas or liquid to be purified, such as ventilation ducts, ventilation passages formed in air purifiers, various smoke exhaust devices, water passages formed in water purifiers, sewage tanks and traps, etc. By collectively arranging the titanium oxide coating catalyst in the passage, the gas or liquid to be purified can be suitably purified.
【００３３】なお、図４に示す例にあっては、酸化チタ
ンコーティング触媒１を、流路に形成された室２１内に
ランダムに充填した例を示すが、この触媒１は、例えば
同一の向きに並べて充填する等、規則的に配列するもの
であっても良い。FIG. 4 shows an example in which the titanium oxide coating catalyst 1 is randomly filled in the chamber 21 formed in the flow channel. They may be arranged regularly such that they are arranged and filled.
【００３４】また、この触媒１の集合配置の方法は、図
４に示す例にあっては容器状に形成された室内に酸化チ
タンコーティング触媒１を充填して行っているが、この
例に限定されず、気体や液体の流路内に触媒１を集合配
置可能な構成であれば、例えばネットや金網等により気
体や液体の通路を仕切って形成した室内に充填するもの
であっても良く、また、触媒１が封入されたネットを流
路内に係止して配置しても良い。In the example shown in FIG. 4, the method of assembling and arranging the catalysts 1 is such that the chamber formed in a container shape is filled with the titanium oxide coating catalyst 1, but the present invention is not limited to this example. However, as long as the catalyst 1 can be collectively arranged in a gas or liquid flow path, the catalyst 1 may be filled in a chamber formed by partitioning a gas or liquid path by a net or a wire mesh, for example. Further, a net in which the catalyst 1 is sealed may be locked and arranged in the flow path.
【００３５】以上のようにして形成された酸化チタンコ
ーティング触媒１は、その基材１０をチタン又はチタン
合金により形成しているため、肉薄に形成しても十分な
強度が維持できると共に軽量であるだけでなく、例えば
飲料や食品等に直接接触させた場合であっても基材が溶
出することがなく、かりに溶出したとしても、人体等に
悪影響を及ぼすことがない。Since the titanium oxide coating catalyst 1 formed as described above has its base material 10 made of titanium or a titanium alloy, it can maintain sufficient strength and be lightweight even when formed thin. In addition, for example, even when the base material is brought into direct contact with a beverage or food, the base material does not elute, and even if the base material elutes, there is no adverse effect on the human body.
【００３６】また、基材表面に形成される被膜について
も、チタン又はチタン合金の粉体を噴射して形成してい
ることから、酸化チタンのコーティング層が剥離して浄
化対象とした液体や気体中に混入しても、この溶出した
酸化チタンの被膜が人体等に悪影響を与えることもな
く、安全である。Further, since the coating film formed on the surface of the base material is formed by spraying powder of titanium or a titanium alloy, the coating layer of titanium oxide is peeled off and the liquid or gas to be purified is removed. Even if mixed in, the eluted titanium oxide film does not adversely affect the human body and the like, and is safe.
【００３７】さらに、触媒を肉薄の円筒状に形成してい
ることから、軽量であると共に表面積が大きく、これを
例えば容器に充填して使用する場合には空隙率が大き
く、従って作業効率の高いものとすることができる。Further, since the catalyst is formed in a thin cylindrical shape, it is lightweight and has a large surface area. For example, when the catalyst is used by filling it in a container, the porosity is large, and thus the working efficiency is high. Things.
【００３８】一例として、外径1mm、内径15mm、長さ15m
mに形成された本発明の触媒と、直径16mmのセラミック
(Al２O３)製の球体を基材とする触媒とを、それぞれ容
量１リットルの容器に充填した場合の、触媒の使用個
数、総重量、総表面積、空隙率をそれぞれ下表に示す。As an example, outer diameter 1 mm, inner diameter 15 mm, length 15 m
m of the present invention and a 16 mm diameter ceramic
The following table shows the number of used catalysts, the total weight, the total surface area, and the porosity when each of the catalysts based on a sphere made of (Al2O3) was filled in a container having a capacity of 1 liter.
【００３９】[0039]
【表１】 本発明の触媒と球状（セラミック）の触媒の
比較 以上のように、両触媒を容量１リットル容器内に充填し
た場合、円筒状のチタンを基材と成す本発明の触媒は、
球状を成すセラミック製の触媒に対して約四分の一の重
量とすることができ、また、表面積を球状の触媒の127%
に増加することができた。Table 1 Comparison between the catalyst of the present invention and a spherical (ceramic) catalyst As described above, when both catalysts are filled in a 1-liter container, the catalyst of the present invention, which comprises a cylindrical titanium base material,
It can be about one-fourth the weight of a spherical ceramic catalyst and has a surface area of 127% of the spherical catalyst.
Was able to increase.
【００４０】また、１リットル容器に充填した際の空隙
率は、球状の触媒にあっては約40%程度であるのに対
し、本発明の触媒にあっては90%と、2.25倍大きく、本
発明の触媒により液体や気体の浄化を行う場合には、触
媒間を通過する気体や液体に対する流量の減少が少な
く、また、流速抵抗が少ないため、その効率を向上させ
ることができる。The porosity when filled in a 1-liter container is about 40% for a spherical catalyst, whereas it is 90% for a catalyst of the present invention, which is 2.25 times larger. When purifying a liquid or gas with the catalyst of the present invention, the flow rate of the gas or liquid passing between the catalysts is reduced little and the flow velocity resistance is small, so that the efficiency can be improved.
【００４１】〔製造実施例１〕次に、本発明の酸化チタ
ンコーティング触媒の好適な製造実施例について説明す
るが、本発明の酸化チタンコーティング触媒は、以下に
示す方法により製造されたものに限定されず、特許請求
の範囲に記載の範囲内において他の方法により製造する
こともできる。[Production Example 1] Next, a preferred production example of the titanium oxide-coated catalyst of the present invention will be described. However, the titanium oxide-coated catalyst of the present invention is limited to the one produced by the following method. However, it can also be manufactured by other methods within the scope described in the claims.
【００４２】前述の実施形態において説明した円筒状の
チタンから成る基材の表面に、下記の条件でブラストを
行い、酸化チタンコーティング触媒を得た。The surface of the cylindrical titanium substrate described in the above embodiment was blasted under the following conditions to obtain a titanium oxide coating catalyst.
【００４３】[0043]
【表２】 酸化チタンコーティング触媒の製造実施例１ 前述の基材（円筒状のチタン）約2リットル（450個）を
籠内に投入し、この籠を毎分4.8回転させながら、籠内
の基材に対してタイマーセットにより30分間、チタンの
粉体を噴射後、基材をエアブローして余分なチタン粉体
を除去した。[Table 2] Production example 1 of titanium oxide coated catalyst About 2 liters (450 pieces) of the above-mentioned base material (cylindrical titanium) is put into the basket, and while the basket is rotated 4.8 times per minute, the base material in the basket is set for 30 minutes by the timer set. After spraying the powder, the substrate was air blown to remove excess titanium powder.
【００４４】この加工により、基材の全面が均一に灰色
に変色し、触媒機能を有する被膜が形成された。By this processing, the entire surface of the base material was uniformly discolored to gray, and a film having a catalytic function was formed.
【００４５】〔イオン測定試験〕以上のようにして形成
された本発明の酸化チタンコーティング触媒と、チタン
粉体のブラストを行っていない基材（酸化チタンのコー
ティングがされていない円筒状のチタン）におけるイオ
ン（−及び＋）発生量を測定した結果を下記に示す。[Ion Measurement Test] The titanium oxide coating catalyst of the present invention formed as described above, and a base material without blasting of titanium powder (cylindrical titanium not coated with titanium oxide) The results of measuring the amount of ions (− and +) generated in the above are shown below.
【００４６】[0046]
【表３】 イオン発生量の比較結果１ [Table 3] Comparison of ion generation amount 1
【００４７】[0047]
【表４】 イオン発生量の比較結果２ 以上の測定結果から、本発明の酸化チタンコーティング
触媒は、未処理品に比較して明らかにより多くのマイナ
スイオンを発生させていると共に、プラスイオンの発生
量が低下していることが確認された。[Table 4] Comparison of ion generation amount 2 From the above measurement results, it was confirmed that the titanium oxide coated catalyst of the present invention clearly generated more negative ions than the untreated product, and the amount of generated positive ions was reduced. .
【００４８】〔浄化試験〕本発明の酸化チタンコーティ
ング触媒と、チタン製の基材（酸化チタンのコーティン
グを行っていない円筒状のチタン）をそれぞれ浄化用の
触媒として水の流路内に集合配置し、この触媒により水
槽内の水の浄化試験を行った結果を以下に示す。[Purification Test] The titanium oxide-coated catalyst of the present invention and a titanium substrate (cylindrical titanium not coated with titanium oxide) are collectively arranged in a water flow path as a purification catalyst. The results of a purification test of water in the water tank using this catalyst are shown below.
【００４９】試験方法は、容量90リットルの水槽内の水
を浄化の対象とし、この水槽の上部に設けられている濾
過槽のフィルター上部にそれぞれ前述の触媒100個を充
填し、水槽内の水をこの濾過槽に導入して循環させた。In the test method, water in a water tank having a capacity of 90 liters was subjected to purification, and the above-mentioned 100 catalysts were filled in the upper parts of the filters of the filtration tank provided at the upper part of the water tank, respectively. Was introduced into the filtration tank and circulated.
【００５０】試験対象とした水槽は、これを室内に配置
し、水槽及び触媒共に昼のみ蛍光灯の光を照射した。ま
た、水槽内の水温が24℃で一定となるようヒータをセッ
トし、この水槽内に、体長約5cmの金魚５匹を飼育し、
３０日間における水槽内の水質の変化を測定した。The water tank to be tested was placed indoors, and both the water tank and the catalyst were irradiated with fluorescent light only during the day. In addition, a heater was set so that the water temperature in the water tank was constant at 24 ° C., and in this water tank, five goldfish of about 5 cm in length were bred,
Changes in water quality in the aquarium for 30 days were measured.
【００５１】水槽内の水の交換は、水槽内の水の亜硝酸
濃度の測定結果（高精度水質測定装置LASA100使用；富
士技研）、この亜硝酸濃度が金魚の致死量に相当する0.
1mg/リットルに近づいた時点で一部を交換した。The water in the water tank was exchanged by measuring the nitrite concentration of the water in the water tank (using a high-precision water quality measurement device LASA100; Fuji Giken), and the nitrite concentration was equivalent to the lethal dose of goldfish.
Partially replaced when approaching 1 mg / liter.
【００５２】以上の測定結果を表５に示す。Table 5 shows the results of the above measurements.
【００５３】[0053]
【表５】 浄化試験結果 以上の試験結果から、本発明の酸化チタンコーティング
触媒により細菌等の繁殖が抑制されていると共に、悪臭
の発生や、亜硝酸等の増加を抑制する効果が得られるこ
とが確認された。[Table 5] Purification test results From the above test results, it was confirmed that the titanium oxide coating catalyst of the present invention suppressed the growth of bacteria and the like, and also obtained the effects of suppressing the generation of offensive odor and the increase of nitrous acid and the like.
【００５４】[0054]
【発明の効果】以上説明した本発明の構成により、本発
明の酸化チタンコーティング触媒によれば、以下の顕著
な効果を得ることができる。According to the constitution of the present invention described above, the following remarkable effects can be obtained according to the titanium oxide coating catalyst of the present invention.
【００５５】（１）チタン又はチタン合金から成る円筒
状の基材上に酸化チタンの被膜を形成して触媒としたこ
とにより、軽量で表面積が大きく、従って浄化性能の高
い酸化チタンコーティング触媒を提供することができ
た。(1) A titanium oxide coating catalyst which is lightweight, has a large surface area, and therefore has a high purification performance, is obtained by forming a titanium oxide film on a cylindrical substrate made of titanium or a titanium alloy to form a catalyst. We were able to.
【００５６】また、基材及び被膜ともにチタンにより形
成されていることから、液体中において使用した場合に
も溶出のおそれがなく、従って長期に使用できると共に
人体に対する悪影響がない安全な触媒を提供することが
できた。Further, since both the substrate and the coating are formed of titanium, there is no danger of elution even when used in a liquid, so that a safe catalyst which can be used for a long time and has no adverse effect on the human body is provided. I was able to.
【００５７】（２）また、前述の基材に突起を形成した
酸化チタンコーティング触媒にあっては、表面積がさら
に大きくなると共に流体抵抗が減少するので、浄化効率
をより高いものとすることができた。(2) In the case of the titanium oxide coating catalyst in which projections are formed on the above-mentioned base material, the surface area is further increased and the fluid resistance is reduced, so that the purification efficiency can be made higher. Was.
【図１】 酸化チタンコーティング触媒の基材を示し、
（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は斜視図。FIG. 1 shows a substrate of a titanium oxide coating catalyst,
(A) is a front view, (B) is a plan view, and (C) is a perspective view.
【図２】 酸化チタンコーティング触媒の他の基材を示
し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は斜視
図。FIG. 2 shows another substrate of the titanium oxide coating catalyst, wherein (A) is a front view, (B) is a plan view, and (C) is a perspective view.
【図３】 酸化チタンコーティング触媒の他の基材の斜
視図。FIG. 3 is a perspective view of another substrate of the titanium oxide coating catalyst.
【図４】 酸化チタンコーティング触媒を集合配置した
状態の概略説明図。FIG. 4 is a schematic explanatory view showing a state where titanium oxide coating catalysts are collectively arranged.
１ 酸化チタンコーティング触媒 １０ 基材（酸化チタンコーティング触媒の） １２ 切り込み １３ 突起 １４ 陥没 １５ 開口 ２０ 浄化装置 ２１ 容器（室） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Titanium oxide coating catalyst 10 Substrate (of titanium oxide coating catalyst) 12 Cut 13 Projection 14 Depression 15 Opening 20 Purification device 21 Container (chamber)
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１３年４月２０日（２００１．４．２
０）[Submission date] April 20, 2001 (2001.4.2
0)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３８[Correction target item name] 0038
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００３８】一例として、外径16mm、内径15mm、長さ15
mmに形成された本発明の触媒と、直径16mmのセラミック
(Al２O３ )製の球体を基材とする触媒とを、それぞれ容
量１リットルの容器に充填した場合の、触媒の使用個
数、総重量、総表面積、空隙率をそれぞれ下表に示す。As an example, outer diameter 16 mm, inner diameter 15 mm, length 15
The catalyst of the present invention formed in mm and ceramic having a diameter of 16 mm
The following table shows the number of used catalysts, the total weight, the total surface area, and the porosity when each of the catalysts based on a sphere made of ( Al 2 O 3 ) was filled in a container having a capacity of 1 liter.
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/32 ＺＡＢ Ｃ０２Ｆ 1/72 １０１ 1/72 １０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｊ Ｃ Ｈ (72)発明者 片山 寛 愛知県名古屋市港区港陽二丁目１番35号 三友産業株式会社内 (72)発明者 梶田 悦男 愛知県名古屋市緑区浦里５−335 コスモ 機興有限会社内 Ｆターム(参考） 4D037 AA09 AB03 AB04 BA18 CA11 4D048 AA22 BA07X BA41X BB05 EA01 4D050 AA08 AB04 AB06 BB01 BC06 BC09 BD02 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA48A BB02C BC50C CA01 CA05 CA17 DA06 EA06 EB01 ED02 ED04 FA01 FA03 FB80 FC02 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) C02F 1/32 ZAB C02F 1/72 101 1/72 101 B01D 53/36 JCH (72) Inventor Hiroshi Katayama Aichi 2-35, Koyo, Minato-ku, Nagoya-shi Sanyu Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Etsuo Kajita 5-335 Urasato, Midori-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term in Cosmo Machinery Co., Ltd. 4D037 AA09 AB03 AB04 BA18 CA11 4D048 AA22 BA07X BA41X BB05 EA01 4D050 AA08 AB04 AB06 BB01 BC06 BC09 BD02 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA48A BB02C BC50C CA01 CA05 CA17 DA06 EA06 EB01 ED02 ED04 FA01 FA03 FB80 FC02
Claims (4)
配置して、該流体の浄化等を行うための触媒であって、
チタン又はチタン合金から成る円筒状の基材の表面に、
チタン又はチタン合金の粉体をブラスト法により噴射し
て形成された酸化チタンの被膜を備えることを特徴とす
る酸化チタンコーティング触媒。1. A catalyst for purifying a fluid to be treated, which is arranged in a large number in a flow path of a fluid to be treated,
On the surface of a cylindrical substrate made of titanium or a titanium alloy,
A titanium oxide coating catalyst comprising a titanium oxide film formed by spraying a titanium or titanium alloy powder by a blast method.
り込みを設け、該切り込みに位置して前記基材の外周を
曲折ないしは湾曲させて形成した突起及び／又は陥没を
備えることを特徴とする請求項１記載の酸化チタンコー
ティング触媒。2. A notch penetrating between an inner circumference and an outer circumference of the base material, and a projection and / or depression formed by bending or curving the outer circumference of the base material is provided at the cut. The titanium oxide coating catalyst according to claim 1, wherein
以上、好ましくは80%以上であることを特徴とする請求
項１又は２記載の酸化チタンコーティング触媒。3. The porosity when the members are collectively arranged is 50%
The titanium oxide-coated catalyst according to claim 1 or 2, wherein the content is at least 80%.
置される際、混合して使用される複数のサイズから成る
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の酸化
チタンコーティング触媒。4. The titanium oxide according to claim 1, wherein the plurality of sizes are mixed and used when being collectively arranged in the flow path of the fluid to be treated. Coating catalyst.
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