JP2004202329A - Functional material and its manufacturing method - Google Patents

Functional material and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2004202329A
JP2004202329A JP2002373165A JP2002373165A JP2004202329A JP 2004202329 A JP2004202329 A JP 2004202329A JP 2002373165 A JP2002373165 A JP 2002373165A JP 2002373165 A JP2002373165 A JP 2002373165A JP 2004202329 A JP2004202329 A JP 2004202329A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
binder
functional
powder
functional powder
producing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002373165A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Riyuuji Ootani
隆児 大谷
Tomohiro Yamaguchi
友宏 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP2002373165A priority Critical patent/JP2004202329A/en
Publication of JP2004202329A publication Critical patent/JP2004202329A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a functional material in which functional powder is hardly dropped out from a base material and whose function such as deodorizing performance can be enhanced. <P>SOLUTION: This functional material is obtained by sticking the functional powder 1 having at least one of a catalytic action and an adsorptive action to the base material 3 by using a binder 2. A part of the powder 1 is embedded in the binder 2 and another part of the powder 1 is exposed from the binder 2. A malodorous component is apt to be brought into contact with the powder 1 exposed from the binder 2. The powder 1 can be stuck firmly to the material 3 by the part of the powder 1 embedded in the binder 2. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱臭機能付フィルタなどとして用いられる機能性材料及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、脱臭作用等を有する機能性粉体を基材の表面に固着した機能性材料が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このような機能性材料を形成するにあたっては、例えば、図13(a)に示すように、触媒作用や吸着作用を有する機能性粉体1とバインダ2(および溶剤または懸濁液)とを混合し、機能性粉体1を分散させたバインダ2を基材3に含浸したり塗布したりして基材3に機能性粉体1を付着させ、この後、バインダ2を乾燥硬化して機能性粉体1を基材3の表面に固着するようにしていた。しかし、この方法では、図13(b)に示すように、基材3の表面に固着された機能性粉体1の表面がバインダ2に覆われることになり、機能性粉体1に臭気成分が接触しにくくなるために、機能性材料の脱臭性能等の機能を高くすることができないという問題があった。
【0003】
そこで、図14に示すように、バインダを用いずに基材3の表面に接着性を持たせ、この接着性により基材3の表面に機能性粉体1を付着させる方法が提案されている。この方法で形成された機能性材料は、機能性粉体1と基材3とが一点で接触(点接触)して付着しているので、機能性粉体1の表面の大部分が露出することになり、これにより、機能性粉体1に臭気成分が接触しやすくなるために、機能性材料の脱臭性能等の機能を高くすることができるものである。しかしながら、この方法では、基材3からの機能性粉体1の脱落が起きやすいという問題があり、機能性粉体1を大量に基材3の表面に付着することが難しくて機能性材料の脱臭性能等の機能を高くすることができないという問題があった。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−309957号公報(特許請求の範囲等)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基材からの機能性粉体の脱落が発生しにくく、脱臭性能等の機能を高くすることができる機能性材料及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る機能性材料は、触媒作用と吸着作用の少なくとも一方を有する機能性粉体1をバインダ2により基材3に固着した機能性材料において、機能性粉体1の一部をバインダ2に埋設すると共に機能性粉体1の他の一部をバインダ2から露出させて成ることを特徴とするものである。
【0007】
本発明の請求項2に係る機能性材料の製造方法は、請求項1に記載の機能性材料を製造するにあたって、バインダ2から露出させる機能性粉体1の一部の表面とバインダ2との親和性及び接着性を低下させる処理を施すことを特徴とするものである。
【0008】
本発明の請求項3に係る機能性材料の製造方法は、請求項1に記載の機能性材料を製造するにあたって、バインダ2に埋設する機能性粉体1の一部の表面とバインダ2との親和性及び接着性を向上させる処理を施すことを特徴とするものである。
【0009】
本発明の請求項4に係る機能性材料の製造方法は、請求項1に記載の機能性材料を製造するにあたって、バインダ2との親和性及び接着性を向上させるために機能性粉体1の全表面にカップリング剤の皮膜4を形成し、バインダ2から露出させる機能性粉体1の一部の表面に形成されたカップリング剤の皮膜4を除去する処理を施すことを特徴とするものである。
【0010】
本発明の請求項5に係る機能性材料の製造方法は、請求項1に記載の機能性材料を製造するにあたって、機能性粉体1の全体をバインダ2に埋設して基材3に固着した後、機能性粉体1の一部をバインダ2から露出させるようにバインダ2を除去することを特徴とするものである。
【0011】
本発明の請求項6に係る機能性材料の製造方法は、請求項1に記載の機能性材料を製造するにあたって、機能性粉体1の少なくとも一つとして光触媒を用い、機能性粉体1の全体をバインダ2に埋設して基材3に固着した後、上記光触媒が活性化する光を照射して機能性粉体1の表面を覆っているバインダ2の一部を光触媒作用で分解除去することを特徴とするものである。
【0012】
本発明の請求項7に係る機能性材料の製造方法は、請求項5又は6において、−Si−O−Si−結合鎖成分2aと有機成分2bとを有するバインダ2を用い、機能性粉体1の全体をバインダ2に埋設して基材3に固着した後、機能性粉体1を覆っているバインダ2の有機成分2bを分解除去することを特徴とするものである。
【0013】
本発明の請求項8に係る機能性材料の製造方法は、請求項2乃至7のいずれかに加えて、複数個の機能性粉体1を凝集して凝集粒子5を形成し、凝集粒子5の一部をバインダ2に埋設すると共に凝集粒子5の他の一部をバインダ2から露出させて凝集粒子5をバインダ2により基材3に固着することを特徴とするものである。
【0014】
本発明の請求項9に係る機能性材料の製造方法は、請求項8に加えて、吸着作用を有する機能性粉体1aを凝集させた吸着性粒子8の表面の少なくとも一部に触媒作用を有する機能性粉体1bを付着させた凝集粒子5を用いることを特徴とするものである。
【0015】
本発明の請求項10に係る機能性材料の製造方法は、請求項8に加えて、触媒作用と吸着作用の少なくとも一方を有する機能性粉体1を核材6の表面に付着させて凝集した凝集粒子5を用いることを特徴とするものである。
【0016】
本発明の請求項11に係る機能性材料の製造方法は、請求項8乃至10のいずれかに加えて、内部に空隙部7を有する凝集粒子5を用いることを特徴とするものである。
【0017】
本発明の請求項12に係る機能性材料の製造方法は、請求項8乃至11のいずれかに加えて、針状または鱗片状に凝集した凝集粒子5を用いることを特徴とするものである。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【0019】
図1に本発明の機能性材料の一例を示す。この機能性材料は基材3の片面に多数個の機能性粉体1を層状のバインダ2で固着して形成したものであるが、機能性粉体1の一部をバインダ2に埋設すると共に機能性粉体1の他の一部をバインダ2から露出させるようにしたものである。ここで、機能性粉体1は重ならずに一層に並んで基材3の表面に固着されている。また、機能性粉体1の基材3側(下側)の略半分がバインダ2に埋められていると共に機能性粉体1の基材3と反対側(上側)の略半分がバインダ2に覆われずに露出しているものである。従って、図1の機能性材料は、図13(b)の従来の機能性材料に比べて機能性粉体1に臭気成分が接触しやすくなるために、機能性材料の脱臭性能等の機能を高くすることができるものである。また、図14の従来の機能性材料に比べて基材3に機能性粉体1を強固に固着することができ、基材3からの機能性粉体1の脱落が発生しにくくなるものである。
【0020】
上記の機能性粉体1としては、臭気成分(例えば、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒド等)を吸着する吸着作用を有するゼオライトやモルデナイト、臭気成分を分解する触媒作用(光触媒作用)を有する酸化チタンや酸化マンガンや白金などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、本発明では上記各種の機能性粉体1を単独で用いたり複数種併用したりすることができる。
【0021】
また、上記の基材3としては、例えば、厚み0.1〜2mmで、不織布、織布、紙、フィルムなどを挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【0022】
図1の機能性材料の製造方法の一例を図2に示す。この請求項3に対応する例では、機能性粉体1として平均粒径が0.1〜5μm程度のゼオライトの粉末と、平均粒径が0.05〜5μm程度の酸化チタン及び/又は酸化マンガンの粉末とを用い、重量比でゼオライト:酸化チタン=50:50〜90:10になるように秤量して概ね均一になるように混合して用いる。尚、他の種類や平均粒径の機能性粉体1を用いても良く、また、複数種の機能性粉体1の混合比率も任意である。
【0023】
そして、まず、上記の機能性粉体1の略半分の表面にバインダ2との親和性及び接着性を向上させる処理を施す。この処理としては、図2(a)に示すように、処理台10の片面(上面)に多数個の機能性粉体1を重ねずに一層に並ぶように散布した後、機能性粉体1の一方(上方)からプラズマ11を照射して機能性粉体1のプラズマ照射側の略半分の表面にプラズマ11を作用させるようにするプラズマ処理を用いることができる。このプラズマ処理は、機能性粉体1を散布した処理台10を密閉容器に入れ、一旦真空にした後、例えば、アルゴンガス等の不活性ガスと酸素とを体積比で1:1の割合で密閉容器に導入して数百Paの圧力にし、密閉容器内のプラズマ放電電極に高周波電圧を印加してプラズマ11を発生させ、このプラズマ11に処理台10上に載せた機能性粉体1の上側略半分の表面のみを暴露させてプラズマ11を作用させるようにする。プラズマ11を作用させる時間は通常数秒から数十秒が適切であるが、これに限定されるものではない。
【0024】
そして、このように酸素を含むプラズマ11を作用させると、機能性粉体1のプラズマ処理した表面(図2にクロス斜線で示す部分)に酸素イオン又は酸素原子が通常の表面(プラズマ処理していない表面であって、図2に点々模様で示す部分)よりも多く付着した状態となるが、酸素は電気陰性度が大きいので、水素結合で接着するタイプのバインダ(接着剤)2との親和性及び接着性が大きくなるものである。尚、機能性粉体1に付着させる酸素イオン又は酸素原子の量は、ガスの混合比、ガス圧、処理時間、プラズマ放電電極に供給する電力、プラズマ放電電極と機能性粉体1との距離、処理台10のバイアス電圧などにより制御可能である。
【0025】
上記のようにして機能性粉体1をプラズマ処理した後、図2(b)に示すように、処理した機能性粉体1をバインダ2と混合する。ここで、バインダ2としては、プラズマ11が作用していない機能性粉体1の表面よりもプラズマ11が作用した機能性粉体1の表面との親和性及び接着性が大きいものを使用することが好ましい。このようなバインダ2としては水素結合により接着するものを用いることができ、具体的には、アクリル系樹脂やウレタン系樹脂などを用いることができる。機能性粉体1とバインダ2とを混合するにあたっては、体積比でバインダ(の固型分)2:機能性粉体1=20:80〜50:50程度となるように、水などの薄め液に両者を分散して混合することができ、これにより、機能性粉体1とバインダ2と薄め液からなる塗料状の混合液(バインダ2及び溶剤又は懸濁液)12が調製されるものである。
【0026】
次に、混合液12に基材3を浸漬して含浸させたり混合液12を基材3にロールコータやフローコータ等で塗布したりして、混合液12を基材3の表面に付着させる。この時、混合液12中の成分が分離、沈殿しないように、混合液12を攪拌しながら行う。
【0027】
次に、基材3に付着させた混合液12から薄め液を加熱蒸発させて、さらに加熱(例えば、100〜130℃)してバインダ(の固型分)2を硬化させることによりバインダ2を機能性粉体1と基材3に接着する。このようにして機能性粉体1をバインダ2により基材3の表面に固着して図1及び図2(c)に示すような機能性材料を形成することができる。ここで、バインダ2は機能性粉体1のプラズマ処理された表面との親和性及び接着性が高いために、バインダ2と機能性粉体1とはプラズマ処理された部分で接合接着され、機能性粉体1のプラズマ処理されていない部分はバインダ2との濡れ性が低いためにバインダ2がほとんど付着せず、機能性粉体1の表面がバインダ2で覆われずに露出した状態で機能性粉体1が基材3に固着するものである。
【0028】
このように、プラズマ処理により機能性粉体1の一部の表面にバインダ2との親和性及び接着性の強い部分を形成することにより、機能性粉体1のバインダ2との親和性及び接着性の強い部分とバインダ2とが強固に接着し、その他の部分にはバインダ2がほとんど付着せず、機能性粉体1の表面がバインダ2で覆われないで強固に基材3に固着した機能性材料を製造することができるものである。
【0029】
次に、図1の機能性材料の製造方法の他例を図3に示す。この請求項2に対応する例では、機能性粉体1として平均粒径が0.1〜5μm程度のゼオライトの粉末と、平均粒径が0.05〜5μm程度の酸化チタン及び/又は酸化マンガンの粉末とを用い、重量比でゼオライト:酸化チタン=50:50〜90:10になるように秤量して概ね均一になるように混合して用いる。尚、他の種類や平均粒径の機能性粉体1を用いても良く、また、複数種の機能性粉体1の混合比率も任意である。
【0030】
そして、まず、上記の機能性粉体1の略半分の表面にバインダ2との親和性及び接着性を低下させる(阻害させる)処理を施す。この処理としては、図3(a)に示すように、処理台10の片面(上面)に多数個の機能性粉体1を重ねずに一層に並ぶように散布した後、機能性粉体1の一方(上方)からプラズマ11を照射して機能性粉体1のプラズマ照射側の略半分の表面にプラズマ11を作用させるようにするプラズマ処理を用いることができる。このプラズマ処理は、機能性粉体1を散布した処理台10を密閉容器に入れ、一旦真空にした後、例えば、アルゴンガス等の不活性ガスを密閉容器に導入して数百Paの圧力にし、密閉容器内のプラズマ放電電極に高周波電圧を印加してプラズマ11を発生させ、このプラズマ11に処理台10上に載せた機能性粉体1の上側略半分の表面のみを暴露させてプラズマ11を作用させるようにする。プラズマ11を作用させる時間は通常数秒から数十秒が適切であるが、これに限定されるものではない。
【0031】
そして、このようにアルゴンガス等の不活性ガスのみのプラズマ11を作用させると、機能性粉体1のプラズマ処理した表面(図3にクロス斜線で示す部分)にアルゴンガス(アルゴン原子やアルゴンイオンを含む)等の不活性ガスが通常(プラズマ処理していない表面であって、図3に点々模様で示す部分)よりも多く付着した状態となるが、アルゴンガス等の不活性ガスは不活性であるのでバインダ(接着剤)2との親和性及び接着性が小さくなるものである。尚、機能性粉体1に付着させるアルゴン原子やアルゴンイオン(アルゴンガス)等の不活性ガスの量は、ガスの混合比、ガス圧、処理時間、プラズマ放電電極に供給する電力、プラズマ放電電極と機能性粉体1との距離、処理台10のバイアス電圧などにより制御可能である。
【0032】
上記のようにして機能性粉体1をプラズマ処理した後、図3(b)に示すように、処理した機能性粉体1をバインダ2と混合する。ここで、バインダ2としては、プラズマ11が作用していない機能性粉体1の表面よりもプラズマ11が作用した機能性粉体1の表面との親和性及び接着性が小さいものを使用することが好ましい。このようなバインダ2としては、具体的には、上記と同様のアクリル系樹脂やウレタン系樹脂などを用いることができる。機能性粉体1とバインダ2とを混合するにあたっては、体積比でバインダ(の固型分)2:機能性粉体1=20:80〜50:50程度となるように、水などの薄め液に両者を分散して混合することができ、これにより、機能性粉体1とバインダ2と薄め液からなる塗料状の混合液(バインダ2及び溶剤又は懸濁液)12が調製されるものである。
【0033】
次に、混合液12に基材3を浸漬して含浸させたり混合液12を基材3にロールコータやフローコータ等で塗布したりして、混合液12を基材3の表面に付着させる。この時、混合液12中の成分が分離、沈殿しないように、混合液12を攪拌しながら行う。
【0034】
次に、基材3に付着させた混合液12から薄め液を加熱蒸発させて、さらに加熱(例えば、100〜130℃)してバインダ(の固型分)2を硬化させることによりバインダ2を機能性粉体1と基材3に接着する。このようにして機能性粉体1をバインダ2により基材3の表面に固着して図1及び図3(c)に示すような機能性材料を形成することができる。ここで、バインダ2は機能性粉体1のプラズマ処理されていない表面との親和性及び接着性が高いために、バインダ2と機能性粉体1とはプラズマ処理されていない部分で接合接着され、機能性粉体1のプラズマ処理された部分はバインダ2との濡れ性が低いためにバインダ2がほとんど付着せず、機能性粉体1の表面がバインダ2で覆われずに露出して基材3に固着するものである。また、機能性粉体1に付着しているアルゴンガス等の不活性ガスはバインダ2の硬化の際の加熱で飛散して除去されるものであり、これにより、機能性粉体1の活性な表面が得られるものである。
【0035】
このように、プラズマ処理により機能性粉体1の一部の表面にバインダ2との親和性及び接着性の弱い部分を形成することにより、機能性粉体1のバインダ2との親和性及び接着性の強い部分(プラズマ処理していない部分)とバインダ2とが強固に接着し、その他の部分にはバインダ2が付着しにくく、機能性粉体1の表面がバインダ2で覆われないで強固に基材3に固着した機能性材料を製造することができるものである。
【0036】
次に、図1の機能性材料の製造方法の他例を図4に示す。この請求項4に対応する例では、機能性粉体1として平均粒径が0.1〜5μm程度のゼオライトの粉末と、平均粒径が0.05〜5μm程度の酸化チタン及び/又は酸化マンガンの粉末とを用い、重量比でゼオライト:酸化チタン=50:50〜90:10になるように秤量して概ね均一になるように混合して用いる。尚、他の種類や平均粒径の機能性粉体1を用いても良く、また、複数種の機能性粉体1の混合比率も任意である。
【0037】
そして、まず、図4(a)に示すような未処理の機能性粉体1にカップリング処理を施すことによって、図4(b)に示すように、バインダ2との親和性及び接着性が高いカップリング剤の皮膜4を機能性粉体1の全表面に形成する。カップリング剤としてはシラン系カップリング剤を用いることができ、これをアルコールや水と混合して処理液を調製し、この処理液に上記の機能性粉体1を浸漬した後引き上げて乾燥するようにしてカップリング処理することにより、機能性粉体1の全表面を覆う1分子層レベルのカップリング剤の皮膜4を形成することができる。
【0038】
次に、カップリング処理した上記の機能性粉体1の略半分の表面にバインダ2との親和性及び接着性を低下させる処理を施す。この処理としては、図4(c)に示すように、処理台10の片面(上面)に多数個の機能性粉体1を重ねずに一層に並ぶように散布した後、機能性粉体1の一方(上方)からプラズマ11を照射して機能性粉体1のプラズマ照射側の略半分の表面にプラズマ11を作用させるようにするプラズマ処理を用いることができる。このプラズマ処理は、機能性粉体1を散布した処理台10を密閉容器に入れ、一旦真空にした後、例えば、アルゴンガス等の不活性ガスと酸素とを体積比で10:1の割合で密閉容器に導入して数百Paの圧力にし、密閉容器内のプラズマ放電電極に高周波電圧を印加してプラズマ11を発生させ、このプラズマ11に処理台10上に載せた機能性粉体1の上側略半分の表面のみを暴露させてプラズマ11を作用させるようにする。プラズマ11を作用させる時間は通常数秒から数十秒が適切であるが、これに限定されるものではない。
【0039】
そして、このように機能性粉体1にプラズマ11を作用させると、機能性粉体1の表面の略半分に付着した皮膜4(図4にクロス斜線で示す部分)がプラズマ11により分解されて除去されるものであり、これにより、皮膜4が除去された機能性粉体1の略半分の表面(図4に点々模様で示す部分)とバインダ(接着剤)2との親和性及び接着性が小さくなるものである。尚、機能性粉体1から除去される皮膜4の面積は、ガスの混合比、ガス圧、処理時間、プラズマ放電電極に供給する電力、プラズマ放電電極と機能性粉体1との距離、処理台10のバイアス電圧などにより制御可能である。また、プラズマ11を生成するにあたって酸素は必ずしも必要でないが、酸素を少量含むと、酸化作用で皮膜4の除去がより容易になるので好ましい。
【0040】
上記のようにして機能性粉体1をプラズマ処理した後、図4(d)に示すように、処理した機能性粉体1をバインダ2と混合する。ここで、バインダ2としては、プラズマ11が作用していない機能性粉体1の表面に残存するカップリング剤の皮膜4よりもプラズマ11が作用してカップリング剤の皮膜4が残存していない機能性粉体1の表面との親和性及び接着性が小さいものを使用することが好ましい。このようなバインダ2としては、具体的には、上記と同様のアクリル系樹脂やウレタン系樹脂などを用いることができる。機能性粉体1とバインダ2とを混合するにあたっては、体積比でバインダ(の固型分)2:機能性粉体1=20:80〜50:50程度となるように、水などの薄め液に両者を分散して混合することができ、これにより、機能性粉体1とバインダ2と薄め液からなる塗料状の混合液(バインダ2及び溶剤又は懸濁液)12が調製されるものである。
【0041】
次に、混合液12に基材3を浸漬して含浸させたり混合液12を基材3にロールコータやフローコータ等で塗布したりして、混合液12を基材3の表面に付着させる。この時、混合液12中の成分が分離、沈殿しないように、混合液12を攪拌しながら行う。
【0042】
次に、基材3に付着させた混合液12から薄め液を加熱蒸発させて、さらに加熱(例えば、100〜130℃)してバインダ(の固型分)2を硬化させることによりバインダ2を機能性粉体1と基材3に接着する。このようにして機能性粉体1をバインダ2により基材3の表面に固着して図1及び図4(e)に示すような機能性材料を形成することができる。ここで、バインダ2は機能性粉体1のプラズマ処理されていない表面に残存するカップリング剤の皮膜4との親和性及び接着性が高いために、バインダ2と機能性粉体1とはプラズマ処理されていない部分の皮膜4を介して接合接着され、機能性粉体1のプラズマ処理された部分には皮膜4が無くてバインダ2との濡れ性が低いためにバインダ2がほとんど付着せず、機能性粉体1の表面がバインダ2で覆われずに露出して基材3に固着するものである。
【0043】
このように、機能性粉体1にカップリング処理して皮膜4を形成した後プラズマ処理を施すことにより、機能性粉体1の一部の表面から皮膜4を除去してバインダ2との親和性及び接着性の弱い部分を形成することにより、機能性粉体1のバインダ2との親和性及び接着性の強い部分(皮膜4が残存する部分)とバインダ2とが強固に接着し、その他の部分(皮膜4を除去した部分)にはバインダ2がほとんど付着せず、機能性粉体1の表面がバインダ2で覆われないで強固に基材3に固着した機能性材料を製造することができるものである。
【0044】
尚、図2、3に示すプラズマ処理と図4に示すカップリング処理とを組み合わせて行うようにしても良い。
【0045】
次に、図1の機能性材料の製造方法の他例を図5に示す。この請求項5に対応する例では、機能性粉体1として平均粒径が0.1〜5μm程度のゼオライトの粉末と、平均粒径が0.1〜5μm程度のモルデナイトの粉末とを用い、重量比でゼオライト:モルデナイト=50:50〜90:10になるように秤量して概ね均一になるように混合して用いる。尚、他の種類や平均粒径の機能性粉体1を用いても良く、また、複数種の機能性粉体1の混合比率も任意である。
【0046】
そして、まず、図5(a)に示すように、上記の機能性粉体1をバインダ2により基材3の片面に固着する。ここで、バインダ2としては、機能性粉体1及び基材3との親和性及び接着性が高いものを用いることができ、例えば、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などの合成樹脂のエマルジョン等を用いることができる。
【0047】
機能性粉体1をバインダ2により基材3の片面に固着するにあたっては、体積比でバインダ(の固型分)2:機能性粉体1=20:80〜50:50程度となるように、水などの薄め液に両者を分散して混合することにより、機能性粉体1とバインダ2と薄め液からなる塗料状の混合液(バインダ2及び溶剤又は懸濁液)を調製する。この時、混合液に界面活性剤などを配合しても良い。次に、混合液に基材3を浸漬して含浸させたり混合液を基材3にロールコータやフローコータ等で塗布したりして、混合液を基材3の表面に付着させる。この時、混合液中の成分が分離、沈殿しないように、混合液を攪拌しながら行う。次に、基材3に付着させた混合液から薄め液を加熱蒸発させて、さらに加熱(例えば、100〜130℃)してバインダ(の固型分)2を硬化させることによりバインダ2を機能性粉体1と基材3に接着する。このようにして機能性粉体1をバインダ2により基材3の表面に固着することができる。
【0048】
上記のように機能性粉体1をバインダ2により基材3の表面に固着した後、固着した機能性粉体1の上側略半分をバインダ2から露出させるようにバインダ2を除去する処理を施す。この処理としては、図5(b)に示すように、基材3の片面(上面)に重ならずに一層に並ぶようにして固着された多数個の機能性粉体1の一方(上方)からプラズマ11を照射することによって、機能性粉体1のプラズマ照射側の略半分を覆うバインダ2にプラズマ11を作用させるようにするプラズマ処理を用いることができる。このプラズマ処理は、機能性粉体1を固着した基材3を密閉容器に入れ、一旦真空にした後、例えば、アルゴンガス等の不活性ガスと酸素とを体積比で7:3の割合で密閉容器に導入して数百Paの圧力にし、密閉容器内のプラズマ放電電極に高周波電圧を印加してプラズマ11を発生させ、このプラズマ11に機能性粉体1を覆っているバインダ2の全表面を暴露させてプラズマ11を作用させるようにする。プラズマ11を作用させる時間は通常数秒から数十秒が適切であるが、これに限定されるものではない。
【0049】
そして、このようにバインダ2にプラズマ11を作用させると、バインダ2がプラズマ11のエネルギーで分解して除去され、機能性粉体1の上側略半分の表面が露出するものである。また、プラズマ11のエネルギーにより機能性粉体1の表面が活性化されて吸着作用や触媒作用等の機能が向上するものである。尚、バインダ2を除去する量は、ガスの混合比、ガス圧、処理時間、プラズマ放電電極に供給する電力、プラズマ放電電極とバインダ2との距離などにより制御可能である。また、プラズマ11を生成するにあたって酸素は必ずしも必要でないが、酸素を少量含むと、酸化分解作用でバインダ2の除去がより効率的になるので好ましい。
【0050】
このようにして、機能性粉体1をバインダ2により基材3の表面に固着した後、機能性粉体1の表面を覆うバインダ2をプラズマ処理にて分解除去することによって、機能性粉体1の表面がバインダ2で覆われずに露出した状態で機能性粉体1が基材3に強固に固着した図1及び図5(c)に示すような機能性材料を形成することができるものである。
【0051】
次に、図1の機能性材料の製造方法の他例を図6に示す。この請求項6に対応する例では、機能性粉体1として、例えば、臭気成分を吸着するゼオライトやモルデナイトと、光触媒作用を有する光触媒である酸化チタンとを用いる。この場合、平均粒径が0.1〜5μm程度のゼオライトあるいはモルデナイトの粉末と、平均粒径が0.001〜0.1μm程度のアナターゼ型の酸化チタンとを用いることができ、重量比でゼオライトあるいはモルデナイト:酸化チタン=10:90〜90:10になるように秤量して概ね均一になるように混合して用いる。尚、他の種類や平均粒径の機能性粉体1を用いても良く、また、複数種の機能性粉体1の混合比率も任意である。
【0052】
そして、まず、図6(a)に示すように、上記の機能性粉体1をバインダ2により基材3の片面に固着する。ここで、バインダ2としては、機能性粉体1及び基材3との親和性及び接着性が高いものを用いることができ、例えば、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などの合成樹脂のエマルジョン等を用いることができる。
【0053】
機能性粉体1をバインダ2により基材3の片面に固着するにあたっては、体積比でバインダ(の固型分)2:機能性粉体1=20:80〜50:50程度となるように、水などの薄め液に両者を分散して混合することにより、機能性粉体1とバインダ2と薄め液からなる塗料状の混合液(バインダ2及び溶剤又は懸濁液)を調製する。この時、混合液に界面活性剤などを配合しても良い。次に、混合液に基材3を浸漬して含浸させたり混合液を基材3にロールコータやフローコータ等で塗布したりして、混合液を基材3の表面に付着させる。この時、混合液中の成分が分離、沈殿しないように、混合液を攪拌しながら行う。次に、基材3に付着させた混合液から薄め液を加熱蒸発させて、さらに加熱(例えば、100〜130℃)してバインダ(の固型分)2を硬化させることによりバインダ2を機能性粉体1と基材3に接着する。このようにして機能性粉体1をバインダ2により基材3の表面に固着することができる。
【0054】
上記のように機能性粉体1をバインダ2により基材3の表面に固着した後、固着した機能性粉体1の上側略半分をバインダ2から露出させるようにバインダ2を除去する処理を施す。この処理としては、図6(b)に示すように、基材3の片面(上面)に重ならずに一層に並ぶようにして固着された多数個の機能性粉体1の一方(上方)から紫外線(矢印で示す)を照射することによって、機能性粉体1の紫外線照射側の略半分を覆うバインダ2に光触媒の触媒作用を及ぼすようにする。すなわち、バインダ2を通して機能性粉体1の光触媒に紫外線を照射することによって光触媒が活性化されることになり、光触媒の触媒作用により機能性粉体1の表面を覆うバインダ2が空気中の酸素と反応して酸化分解して除去され、基材3の固着された機能性粉体1の上側略半分がバインダ2から露出するものである。紫外線照射は、基材3と機能性粉体1との間においてはバインダ2が酸化分解されず、機能性粉体1の上側略半分の表面を覆っているバインダ2のみを酸化分解して除去する程度の強さや時間を選定するものである。
【0055】
このようにして、機能性粉体1をバインダ2により基材3の表面に固着した後、機能性粉体1の表面を覆うバインダ2を紫外線と光触媒の触媒作用にて分解除去することによって、機能性粉体1の表面がバインダ2で覆われずに露出した状態で機能性粉体1が基材3に強固に固着した図1及び図6(c)に示すような機能性材料を形成することができるものである。
【0056】
尚、図5、6に示す実施の形態においては、プラズマ処理あるいは紫外線と光触媒の触媒作用にてバインダ2を分解除去しているが、これらの代わりに、例えば、酸化雰囲気中での加熱処理やエッチング処理等によりバインダ2を分解除去するようにしてもよい。
【0057】
図5、6に示す実施の形態において、−Si−O−Si−結合鎖成分2aと有機成分2bとを有するバインダ2を用いるのが好ましい(請求項7)。このようなバインダ2としては、アルコキシシランを含む樹脂、アクリル−シリコーン樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができる。また、有機成分2bとしては上記と同様のアクリル系樹脂やウレタン系樹脂などを用いることができる。また、バインダ2中における−Si−O−Si−結合鎖成分2aの含有量は5〜50重量%とすることができるが、これに限定されるものではない。
【0058】
上記のように−Si−O−Si−結合鎖成分2aと有機成分2bとを有するバインダ2を用いる場合も図5、6と同様にして機能性材料を形成することができる。すなわち、まず、図7(a)に示すように、上記の機能性粉体1をバインダ2により基材3の片面に固着する。機能性粉体1をバインダ2により基材3の片面に固着するにあたっては図5、6の場合と同様にして行うことができるが、硬化後のバインダ2には、有機成分2bの硬化部分に−Si−O−Si−結合鎖成分2aの硬化部分が点在して−Si−O−Si−結合鎖成分2aで有機成分2bが結合された状態となり、しかも、複数の−Si−O−Si−結合鎖成分2aの硬化部分で機能性粉体1が囲まれた状態となっている。
【0059】
上記のように機能性粉体1をバインダ2により基材3の表面に固着した後、図5、6と同様にしてプラズマ照射や紫外線照射を行い、固着した機能性粉体1の上側略半分をバインダ2から露出させるようにバインダ2を除去する処理を施すが、硬化したバインダ2中の有機成分2bは−Si−O−Si−結合鎖成分2aよりも分解されやすいので、硬化したバインダ2中の有機成分2bが優先的に除去され、図7(b)に示すように、−Si−O−Si−結合鎖成分2aのみが機能性粉体1の上側略半分の表面に残ることになる。尚、プラズマ照射や紫外線照射は、−Si−O−Si−結合鎖成分2aが除去されない条件で行うようにする。この他は図5、6と同様にして機能性材料を形成することができる。
【0060】
そして、この実施の形態の機能性材料では、機能性粉体1をバインダ2により基材3の表面に固着した後、機能性粉体1の表面を覆うバインダ2の有機成分2bをプラズマ処理や紫外線と光触媒の触媒作用にて分解除去することによって、有機成分2bが存在していた部分に孔13があき、この孔13から機能性粉体1の活性な表面が露出して機能性粉体1の機能が効果的に発揮させることができるものであり、しかも、この機能性材料では機能性粉体1の表面に−Si−O−Si−結合鎖成分2aが残存しているために、機能性粉体1を基材3により強固に固着することができるものである。
【0061】
図2〜7に示す実施の形態において、複数個の機能性粉体1を凝集して凝集粒子5を形成し、複数個の凝集粒子5の一部をバインダ2に埋設すると共に凝集粒子5の他の一部をバインダ2から露出させて凝集粒子5をバインダ2により基材3に固着するようにしてもよい(請求項8)。この場合、機能性粉体1としては、例えば、平均粒径が0.1〜0.5μm程度のゼオライトなどを用い、複数個の機能性粉体1を吸湿させたり、複数個の機能性粉体1を水に分散させた後スプレードライヤで顆粒になるように乾燥したり、複数個の機能性粉体1を仮焼したりする方法で機能性粉体1を凝集させ、平均粒径が1〜5μmの凝集粒子5を形成することができるが、これに限定されるものではない。
【0062】
このような凝集粒子5は図2〜7の機能性粉体1とほぼ同等に扱うことができ、図2〜7の実施の形態と同様にして凝集粒子5を基材3の表面にバインダ2により固着して図8(b)に示すような機能性材料を形成することができる。また、バインダ2を基材3に塗布した際の厚みが1〜2μm程度になるように、バインダ2の濃度や粘度を調整し、機能性粉体1の凝集状態が保持されるようにして凝集粒子5とバインダ2と薄め液を混合して混合液を調製し、この混合液を上記と同様にして基材3の表面に塗布した後、バインダ2を硬化させるようにして凝集粒子5を基材3の表面にバインダ2により固着してもよい。この場合、凝集粒子5の粒子サイズが基材3上のバインダ2の厚みよりも大きいので、凝集粒子5の一部の機能性粉体1がバインダ2に被覆されずに露出し、機能性粉体1の機能が十分に発揮されるものである。また、図1に示す機能性材料に比べて、バインダ2で覆われないで突出する機能性粉体1の量を多くすることができ、機能性材料の脱臭性能等を高くすることができるものである。尚、この実施の形態においては、凝集粒子5のみを用いて機能性材料を形成してもよいし、凝集粒子5と凝集されていない機能性粉体1とを併用して機能性材料を形成してもよい。
【0063】
また、複数個の機能性粉体1を凝集して凝集粒子5を形成する場合、吸着作用を有する機能性粉体1aを凝集させた吸着性粒子8の表面の少なくとも一部に触媒作用を有する機能性粉体1bを付着させるようにしてもよい(請求項9)。この場合、吸着作用を有する機能性粉体1aとしては、例えば、平均粒径が0.1〜0.5μm程度のゼオライトなどを用い、複数個の機能性粉体1aを吸湿させたり、複数個の機能性粉体1aを水に分散させた後スプレードライヤで顆粒になるように乾燥したり、複数個の機能性粉体1aを仮焼したりする方法で機能性粉体1aを凝集させ、平均粒径が1〜5μmの吸着性粒子8を形成することができるが、これに限定されるものではない。
【0064】
また、触媒作用を有する機能性粉体1bとしては、例えば、平均粒径が0.01μm程度の酸化チタンや白金などを用いることができるが、これに限定されるものではない。そして、触媒作用を有する機能性粉体1bを分散させた懸濁液に上記の吸着性粒子8を浸漬し、この後、吸着性粒子8を引き上げて乾燥することによって、図9(a)に示すように、吸着性粒子8の表面の少なくとも一部に触媒作用を有する機能性粉体1bが付着した凝集粒子5を形成することができる。
【0065】
このような凝集粒子5は図2〜7の機能性粉体1とほぼ同等に扱うことができ、図2〜7の実施の形態と同様にして凝集粒子5を基材3の表面にバインダ2により固着して図9(b)に示すような機能性材料を形成することができる。また、バインダ2を基材3に塗布した際の厚みが1〜2μm程度になるように、バインダ2の濃度や粘度を調整し、機能性粉体1の凝集状態が保持されるようにして凝集粒子5とバインダ2と薄め液を混合して混合液を調製し、この混合液を上記と同様にして基材3の表面に塗布した後、バインダ2を硬化させるようにして凝集粒子5を基材3の表面にバインダ2により固着して図9(b)に示すような機能性材料を形成することができる。この場合、凝集粒子5の粒子サイズが基材3上のバインダ2の厚みよりも大きいので、凝集粒子5の一部の機能性粉体1がバインダ2に被覆されずに露出し、機能性粉体1の機能が十分に発揮されるものである。また、図1に示す機能性材料に比べて、バインダ2で覆われないで突出する機能性粉体1の量を多くすることができ、機能性材料の脱臭性能等を高くすることができるものである。尚、この実施の形態においては、凝集粒子5のみを用いて機能性材料を形成してもよいし、凝集粒子5と凝集されていない機能性粉体1とを併用して機能性材料を形成してもよい。
【0066】
また、複数個の機能性粉体1を凝集して凝集粒子5を形成する場合、上記と同様の機能性粉体1を核材(骨材)6の表面に付着させるようにしてもよい(請求項10)。この場合、核材6としてはタルクや酸化カルシウムなどの機能性粉体1よりも安価な材料のものを用いるのが好ましく、これにより、図10(a)に示すように、脱臭機能等を発揮する機能性粉体1で凝集粒子5の表面を形成すると共に凝集粒子5の内部は安価な材料の核材6で形成することができ、図8(a)に示すような機能性粉体1のみで形成した凝集粒子5とほぼ同性能でありながら安価な凝集粒子5とすることができ、機能性材料を安価に形成することができるものである。
【0067】
このような凝集粒子5は図2〜7の機能性粉体1とほぼ同等に扱うことができ、図2〜7の実施の形態と同様にして凝集粒子5を基材3の表面にバインダ2により固着して図10(b)に示すような機能性材料を形成することができる。また、バインダ2を基材3に塗布した際の厚みが1〜2μm程度になるように、バインダ2の濃度や粘度を調整し、機能性粉体1の凝集状態が保持されるようにして凝集粒子5とバインダ2と薄め液を混合して混合液を調製し、この混合液を上記と同様にして基材3の表面に塗布した後、バインダ2を硬化させるようにして凝集粒子5を基材3の表面にバインダ2により固着して図10(b)に示すような機能性材料を形成することができる。この場合、凝集粒子5の粒子サイズが基材3上のバインダ2の厚みよりも大きいので、凝集粒子5の一部の機能性粉体1がバインダ2に被覆されずに露出し、機能性粉体1の機能が十分に発揮されるものである。また、図1に示す機能性材料に比べて、バインダ2で覆われないで突出する機能性粉体1の量を多くすることができ、機能性材料の脱臭性能等を高くすることができるものである。尚、この実施の形態においては、凝集粒子5のみを用いて機能性材料を形成してもよいし、凝集粒子5と凝集されていない機能性粉体1とを併用して機能性材料を形成してもよい。
【0068】
また、複数個の機能性粉体1を凝集して凝集粒子5を形成する場合、凝集粒子5の内部に空隙部7を形成しても良い(請求項11)。空隙部7を有する凝集粒子5を形成するには、まず、ワックスや樹脂などの有機成分を結合材料(バインダ)として上記と同様の複数個(多数個)の機能性粉体1を凝集する。次に、ワックスや樹脂などの有機成分が分解又は蒸発する温度(例えば、500℃)に加熱して有機成分を除去すると共に隣接する機能性粉体1同士が接触点のみで結合する温度(例えば、700℃)まで加熱して仮焼することによって、図11(a)に示すような凝集粒子5を形成することができる。このようにして形成される凝集粒子5は有機成分を除去するので、有機成分が抜けた部分が空隙部7となるものである。そして、この凝集粒子5はその表面で臭気成分を吸着したり分解したりするだけでなく、内部の空隙部7にまで臭気成分が侵入して吸着したり分解したりすることができ、図8(a)に示すような空隙部7がない凝集粒子5に比べて脱臭性能が高い凝集粒子5とすることができ、機能性材料の性能を向上させることができるものである。
【0069】
このような凝集粒子5は図2〜7の機能性粉体1とほぼ同等に扱うことができ、図2〜7の実施の形態と同様にして凝集粒子5を基材3の表面にバインダ2により固着して図11(b)に示すような機能性材料を形成することができる。また、バインダ2を基材3に塗布した際の厚みが1〜2μm程度になるように、バインダ2の濃度や粘度を調整し、機能性粉体1の凝集状態が保持されるようにして凝集粒子5とバインダ2と薄め液を混合して混合液を調製し、この混合液を上記と同様にして基材3の表面に塗布した後、バインダ2を硬化させるようにして凝集粒子5を基材3の表面にバインダ2により固着して図11(b)に示すような機能性材料を形成することができる。この場合、凝集粒子5の粒子サイズが基材3上のバインダ2の厚みよりも大きいので、凝集粒子5の一部の機能性粉体1がバインダ2に被覆されずに露出し、機能性粉体1の機能が十分に発揮されるものである。また、図1に示す機能性材料に比べて、バインダ2で覆われないで突出する機能性粉体1の量を多くすることができ、機能性材料の脱臭性能等を高くすることができるものである。尚、この実施の形態においては、凝集粒子5のみを用いて機能性材料を形成してもよいし、凝集粒子5と凝集されていない機能性粉体1とを併用して機能性材料を形成してもよい。
【0070】
また、複数個の機能性粉体1を凝集して凝集粒子5を形成する場合、凝集粒子5を針状または鱗片状に形成しても良い(請求項12)。鱗片状の凝集粒子5を形成するには、まず、水などの溶媒に上記と同様の複数個(多数個)の機能性粉体1を分散させたスラリーを、平滑な板あるいはフィルムに塗布して乾燥させる。この時、乾燥を急激に行う(比較的速くする)ことで、スラリー中の機能性粉体1からなる塗膜の表面が先に乾燥して収縮し、この塗膜にひび割れと反りが生じる。そして、この塗膜を平滑な板やフィルムから剥離することにより、図12(a)に示すような鱗片状の凝集粒子5を得ることができる。この凝集粒子5は針状又は鱗片状に形成されているために、図8(a)に示すような顆粒状の凝集粒子5に比べて、表面積を大きくすることができ、脱臭性能が高い凝集粒子5とすることができ、機能性材料の性能を向上させることができるものである。
【0071】
このような凝集粒子5は図2〜7の機能性粉体1とほぼ同等に扱うことができ、図2〜7の実施の形態と同様にして凝集粒子5を基材3の表面にバインダ2により固着して図12(b)に示すような機能性材料を形成することができる。また、バインダ2を基材3に塗布した際の厚みが1〜2μm程度になるように、バインダ2の濃度や粘度を調整し、機能性粉体1の凝集状態が保持されるようにして凝集粒子5とバインダ2と薄め液を混合して混合液を調製し、この混合液を上記と同様にして基材3の表面に塗布した後、バインダ2を硬化させるようにして凝集粒子5を基材3の表面にバインダ2により固着して図12(b)に示すような機能性材料を形成することができる。この場合、凝集粒子5の粒子サイズが基材3上のバインダ2の厚みよりも大きいので、凝集粒子5の一部の機能性粉体1がバインダ2に被覆されずに露出し、機能性粉体1の機能が十分に発揮されるものである。また、図1に示す機能性材料に比べて、バインダ2で覆われないで突出する機能性粉体1の量を多くすることができ、しかも、図8〜図11に示す凝集粒子5に比べてバインダ2から突出する部分を大きくすることができ、機能性材料の脱臭性能等を高くすることができるものである。尚、この実施の形態においては、凝集粒子5のみを用いて機能性材料を形成してもよいし、凝集粒子5と凝集されていない機能性粉体1とを併用して機能性材料を形成してもよい。
【0072】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項1の発明は、触媒作用と吸着作用の少なくとも一方を有する機能性粉体をバインダにより基材に固着した機能性材料において、機能性粉体の一部をバインダに埋設すると共に機能性粉体の他の一部をバインダから露出させるので、機能性粉体の一部をバインダから露出させることによって、機能性粉体に臭気成分が接触しやすくなって機能性材料の脱臭性能等の機能を高くすることができるものであり、また、機能性粉体の一部をバインダに埋設することによって、基材に機能性粉体を強固に固着することができ、基材からの機能性粉体の脱落が発生しにくくなるものである。
【0073】
本発明の請求項2の発明は、請求項1に記載の機能性材料を製造するにあたって、バインダから露出させる機能性粉体の一部の表面とバインダとの親和性及び接着性を低下させる処理を施すので、機能性粉体の処理していない部分とバインダとが強固に接着すると共にその他の部分にはバインダがほとんど付着せずに機能性粉体の表面がバインダで覆われないようにすることができ、機能性粉体の機能を損なうことなく強固に基材に機能性粉体を固着することができるものである。
【0074】
本発明の請求項3の発明は、請求項1に記載の機能性材料を製造するにあたって、バインダに埋設する機能性粉体の一部の表面とバインダとの親和性及び接着性を向上させる処理を施すので、機能性粉体の処理した部分とバインダとが強固に接着すると共にその他の部分にはバインダがほとんど付着せずに機能性粉体の表面がバインダで覆われないようにすることができ、機能性粉体の機能を損なうことなく強固に基材に機能性粉体を固着することができるものである。
【0075】
本発明の請求項4の発明は、請求項1に記載の機能性材料を製造するにあたって、バインダとの親和性及び接着性を向上させるために機能性粉体の全表面にカップリング剤の皮膜を形成し、バインダから露出させる機能性粉体の一部の表面に形成されたカップリング剤の皮膜を除去する処理を施すので、機能性粉体の被膜で覆われた部分とバインダとが強固に接着すると共に機能性粉体の被膜で覆われていない部分にはバインダがほとんど付着せずに機能性粉体の表面がバインダで覆われないようにすることができ、機能性粉体の機能を損なうことなく強固に基材に機能性粉体を固着することができるものである。
【0076】
本発明の請求項5の発明は、請求項1に記載の機能性材料を製造するにあたって、機能性粉体の全体をバインダに埋設して基材に固着した後、機能性粉体の一部をバインダから露出させるようにバインダを除去するので、機能性粉体の一部をバインダから露出させることによって、機能性粉体に臭気成分が接触しやすくなって機能性材料の脱臭性能等の機能を高くすることができるものであり、また、機能性粉体の一部をバインダに埋設することによって、基材に機能性粉体を強固に固着することができ、基材からの機能性粉体の脱落が発生しにくくなるものである。
【0077】
本発明の請求項6の発明は、請求項1に記載の機能性材料を製造するにあたって、機能性粉体の少なくとも一つとして光触媒を用い、機能性粉体の全体をバインダに埋設して基材に固着した後、上記光触媒が活性化する光を照射して機能性粉体の表面を覆っているバインダの一部を光触媒作用で分解除去するので、機能性粉体の一部をバインダから露出させることによって、機能性粉体に臭気成分が接触しやすくなって機能性材料の脱臭性能等の機能を高くすることができるものであり、また、機能性粉体の一部をバインダに埋設することによって、基材に機能性粉体を強固に固着することができ、基材からの機能性粉体の脱落が発生しにくくなるものである。
【0078】
本発明の請求項7の発明は、−Si−O−Si−結合鎖成分と有機成分とを有するバインダを用い、機能性粉体の全体をバインダに埋設して基材に固着した後、機能性粉体を覆っているバインダの有機成分を分解除去するので、機能性粉体の一部をバインダから露出させることによって、機能性粉体に臭気成分が接触しやすくなって機能性材料の脱臭性能等の機能を高くすることができるものであり、また、機能性粉体の一部をバインダに埋設すると共に−Si−O−Si−結合鎖成分で機能性粉体を部分的に覆うことによって、基材に機能性粉体をより強固に固着することができ、基材からの機能性粉体の脱落が発生しにくくなるものである。
【0079】
本発明の請求項8の発明は、複数個の機能性粉体を凝集して凝集粒子を形成し、凝集粒子の一部をバインダに埋設すると共に凝集粒子の他の一部をバインダから露出させて凝集粒子をバインダにより基材に固着するので、バインダで覆われないで突出する機能性粉体の量を多くすることができ、脱臭性能等の機能を高くすることができるものである。
【0080】
本発明の請求項9の発明は、吸着作用を有する機能性粉体を凝集させた吸着性粒子の表面の少なくとも一部に触媒作用を有する機能性粉体を付着させた凝集粒子を用いるので、バインダで覆われないで突出する機能性粉体の量を多くすることができ、脱臭性能等の機能を高くすることができるものである。
【0081】
本発明の請求項10の発明は、触媒作用と吸着作用の少なくとも一方を有する機能性粉体を核材の表面に付着させて凝集した凝集粒子を用いるので、凝集粒子の内部を安価な材料の核材で形成することによって、機能性粉体のみで形成した凝集粒子とほぼ同性能でありながら安価な凝集粒子とすることができ、機能性材料を安価に形成することができるものである。
【0082】
本発明の請求項11の発明は、内部に空隙部を有する凝集粒子を用いるので、凝集粒子はその表面で臭気成分を吸着したり分解したりするだけでなく、内部の空隙部にまで臭気成分が侵入して吸着したり分解したりすることができ、空隙部がない凝集粒子に比べて脱臭性能が高い凝集粒子とすることができ、機能性材料の性能を向上させることができるものである。
【0083】
本発明の請求項12の発明は、針状または鱗片状に凝集した凝集粒子を用いるので、顆粒状の凝集粒子に比べて、表面積を大きくすることができ、脱臭性能が高い凝集粒子とすることができ、機能性材料の性能を向上させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の機能性材料の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図2】本発明の機能性材料の製造方法の実施の形態の一例を示し、(a)乃至(c)は概略の説明図である。
【図3】本発明の機能性材料の製造方法の実施の形態の他例を示し、(a)乃至(c)は概略の説明図である。
【図4】本発明の機能性材料の製造方法の実施の形態の他例を示し、(a)乃至(e)は概略の説明図である。
【図5】本発明の機能性材料の製造方法の実施の形態の他例を示し、(a)乃至(c)は概略の説明図である。
【図6】本発明の機能性材料の製造方法の実施の形態の他例を示し、(a)乃至(c)は概略の説明図である。
【図7】本発明の機能性材料の製造方法の実施の形態の他例を示し、(a)(c)は概略の説明図、(b)は(a)のA部分を拡大した断面図である。
【図8】本発明の機能性材料の製造方法の実施の形態の他例を示し、(a)(b)は概略の説明図である。
【図9】本発明の機能性材料の製造方法の実施の形態の他例を示し、(a)(b)は概略の説明図である。
【図10】本発明の機能性材料の製造方法の実施の形態の他例を示し、(a)(b)は概略の説明図である。
【図11】本発明の機能性材料の製造方法の実施の形態の他例を示し、(a)(b)は概略の説明図である。
【図12】本発明の機能性材料の製造方法の実施の形態の他例を示し、(a)(b)は概略の説明図である。
【図13】従来例を示し、(a)(b)は概略の説明図である。
【図14】他の従来例を示す概略の断面図である。
【符号の説明】
1 機能性粉体
1a 吸着作用を有する機能性粉体
1b 触媒作用を有する機能性粉体
2 バインダ
2a −Si−O−Si−結合鎖成分
2b 有機成分
3 基材
4 皮膜
5 凝集粒子
6 核材
7 空隙部
8 吸着性粒子
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a functional material used as a filter with a deodorizing function and the like and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, a functional material in which a functional powder having a deodorizing action or the like is fixed to the surface of a substrate has been proposed (for example, see Patent Document 1). In forming such a functional material, for example, as shown in FIG. 13A, a functional powder 1 having a catalytic action or an adsorbing action is mixed with a binder 2 (and a solvent or a suspension). The base material 3 is impregnated or coated with the binder 2 in which the functional powder 1 is dispersed, and the functional powder 1 is adhered to the base material 3. The conductive powder 1 is fixed to the surface of the substrate 3. However, in this method, as shown in FIG. 13B, the surface of the functional powder 1 fixed to the surface of the base material 3 is covered with the binder 2, and the odor component is added to the functional powder 1. However, there is a problem that it is difficult to enhance the functions such as the deodorizing performance of the functional material due to the difficulty in contact with the functional material.
[0003]
Therefore, as shown in FIG. 14, a method has been proposed in which the surface of the substrate 3 is provided with adhesiveness without using a binder, and the functional powder 1 is adhered to the surface of the substrate 3 by the adhesiveness. . In the functional material formed by this method, since the functional powder 1 and the base material 3 are in contact at one point (point contact) and adhere, most of the surface of the functional powder 1 is exposed. As a result, the odorous component is easily brought into contact with the functional powder 1, so that the function such as the deodorizing performance of the functional material can be enhanced. However, in this method, there is a problem that the functional powder 1 is likely to fall off from the substrate 3, and it is difficult to attach the functional powder 1 to the surface of the substrate 3 in a large amount, so that the functional material 1 There is a problem that functions such as deodorization performance cannot be enhanced.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-9-309957 (claims, etc.)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above points, and provides a functional material and a method for producing the same, which are less likely to cause the functional powder to fall off from the base material and can enhance functions such as deodorizing performance. It is intended to do so.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The functional material according to claim 1 of the present invention is a functional material obtained by fixing a functional powder 1 having at least one of a catalytic action and an adsorbing action to a substrate 3 by a binder 2. The part is embedded in the binder 2 and another part of the functional powder 1 is exposed from the binder 2.
[0007]
According to the method for producing a functional material according to claim 2 of the present invention, in producing the functional material according to claim 1, the surface of a part of the functional powder 1 exposed from the binder 2 and the binder 2 The present invention is characterized in that a treatment for reducing affinity and adhesion is performed.
[0008]
According to the method for producing a functional material according to claim 3 of the present invention, when producing the functional material according to claim 1, the surface of a part of the functional powder 1 embedded in the binder 2 and the binder 2 It is characterized by performing a treatment for improving affinity and adhesion.
[0009]
The method for producing a functional material according to claim 4 of the present invention provides a method for producing the functional material according to claim 1, wherein the functional powder 1 is used to improve affinity and adhesion with the binder 2. Coating agent film (4) is formed on the entire surface, and a process of removing the coupling agent film (4) formed on a part of the surface of functional powder (1) exposed from binder (2) is performed. It is.
[0010]
In the method for producing a functional material according to claim 5 of the present invention, in producing the functional material according to claim 1, the entirety of the functional powder 1 is embedded in the binder 2 and fixed to the base material 3. Thereafter, the binder 2 is removed so that a part of the functional powder 1 is exposed from the binder 2.
[0011]
In the method for producing a functional material according to claim 6 of the present invention, in producing the functional material according to claim 1, a photocatalyst is used as at least one of the functional powders 1 and the functional powder 1 is used. After the whole is embedded in the binder 2 and fixed to the base material 3, a part of the binder 2 covering the surface of the functional powder 1 is decomposed and removed by irradiation with light for activating the photocatalyst by photocatalysis. It is characterized by the following.
[0012]
The method for producing a functional material according to claim 7 of the present invention uses the functional powder according to claim 5 or 6, using the binder 2 having the -Si-O-Si-bonded chain component 2a and the organic component 2b. After burying the whole of 1 in the binder 2 and fixing it to the base material 3, the organic component 2 b of the binder 2 covering the functional powder 1 is decomposed and removed.
[0013]
According to the method for producing a functional material according to claim 8 of the present invention, in addition to any one of claims 2 to 7, a plurality of functional powders 1 are aggregated to form aggregated particles 5; Is embedded in the binder 2 and the other part of the aggregated particles 5 is exposed from the binder 2, and the aggregated particles 5 are fixed to the base material 3 by the binder 2.
[0014]
In the method for producing a functional material according to claim 9 of the present invention, in addition to claim 8, a catalytic action is exerted on at least a part of the surface of the adsorptive particles 8 obtained by aggregating the functional powder 1a having an adsorptive action. It is characterized by using the aggregated particles 5 having the functional powder 1b attached thereto.
[0015]
In the method for producing a functional material according to claim 10 of the present invention, in addition to claim 8, the functional powder 1 having at least one of a catalytic action and an adsorbing action is attached to the surface of the core material 6 and agglomerated. It is characterized in that the aggregated particles 5 are used.
[0016]
The method for producing a functional material according to claim 11 of the present invention is characterized in that, in addition to any one of claims 8 to 10, an aggregated particle 5 having a void 7 therein is used.
[0017]
A method for producing a functional material according to a twelfth aspect of the present invention is characterized in that, in addition to any one of the eighth to eleventh aspects, the agglomerated particles 5 aggregated in a needle or scale shape are used.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0019]
FIG. 1 shows an example of the functional material of the present invention. This functional material is formed by fixing a large number of functional powders 1 on one surface of a base material 3 with a layered binder 2, and a part of the functional powders 1 is embedded in the binder 2. The other part of the functional powder 1 is exposed from the binder 2. Here, the functional powders 1 are fixed to the surface of the base material 3 side by side without overlapping. Further, substantially half of the functional powder 1 on the side of the base material 3 (lower side) is buried in the binder 2, and substantially half of the functional powder 1 on the side opposite to the base material 3 (upper side) is formed in the binder 2. It is exposed without being covered. Accordingly, the functional material of FIG. 1 has a function such as deodorizing performance of the functional material since the odor component is more likely to come into contact with the functional powder 1 as compared with the conventional functional material of FIG. That can be raised. Further, the functional powder 1 can be firmly fixed to the base material 3 as compared with the conventional functional material of FIG. 14, and the functional powder 1 does not easily fall off the base material 3. is there.
[0020]
Examples of the functional powder 1 include zeolite and mordenite having an adsorption function of adsorbing odor components (for example, formaldehyde and acetaldehyde), titanium oxide and manganese oxide having a catalytic action (photocatalytic action) of decomposing odor components, and the like. Platinum or the like can be used, but is not limited thereto. Further, in the present invention, the above-mentioned various functional powders 1 can be used alone or in combination.
[0021]
In addition, examples of the base material 3 include a nonwoven fabric, a woven fabric, paper, and a film having a thickness of 0.1 to 2 mm, but are not limited thereto.
[0022]
FIG. 2 shows an example of a method for producing the functional material shown in FIG. In an example corresponding to claim 3, a zeolite powder having an average particle diameter of about 0.1 to 5 μm as the functional powder 1 and a titanium oxide and / or manganese oxide having an average particle diameter of about 0.05 to 5 μm. And weighed such that the weight ratio becomes zeolite: titanium oxide = 50: 50-90: 10, and mixed and used so as to be substantially uniform. Note that functional powders 1 of other types or average particle diameters may be used, and the mixing ratio of a plurality of types of functional powders 1 is arbitrary.
[0023]
Then, first, a process for improving the affinity and the adhesiveness with the binder 2 is performed on substantially half the surface of the functional powder 1. As shown in FIG. 2A, as shown in FIG. 2A, a large number of functional powders 1 are sprayed on one side (upper surface) of the processing table 10 so as not to overlap each other, but to be lined up in layers. A plasma treatment can be used in which the plasma 11 is irradiated from one side (upper side) of the functional powder 1 so that the plasma 11 acts on substantially half the surface of the functional powder 1 on the plasma irradiation side. In this plasma treatment, the processing table 10 on which the functional powder 1 has been sprayed is placed in a closed container, and once evacuated, for example, an inert gas such as argon gas and oxygen are mixed at a volume ratio of 1: 1. It is introduced into an airtight container to a pressure of several hundred Pa, and a high frequency voltage is applied to a plasma discharge electrode in the airtight container to generate a plasma 11, and the functional powder 1 placed on the processing table 10 is placed on the plasma 11. Only the upper half surface is exposed to allow the plasma 11 to act. The time for applying the plasma 11 is usually several seconds to several tens of seconds, but is not limited thereto.
[0024]
Then, when the plasma 11 containing oxygen is caused to act on the plasma-treated surface of the functional powder 1 (portion indicated by cross-hatched lines in FIG. 2), oxygen ions or oxygen atoms are applied to the normal surface (the plasma treatment is performed). The surface has no surface and is attached more than the part indicated by a dotted pattern in FIG. 2), but oxygen has a large electronegativity, so that it has an affinity with a binder (adhesive) 2 of a type which is bonded by hydrogen bonding. The property and the adhesiveness are increased. The amount of oxygen ions or oxygen atoms attached to the functional powder 1 depends on the mixing ratio of the gas, the gas pressure, the processing time, the power supplied to the plasma discharge electrode, and the distance between the plasma discharge electrode and the functional powder 1. , Can be controlled by the bias voltage of the processing table 10 or the like.
[0025]
After the functional powder 1 is subjected to the plasma treatment as described above, the treated functional powder 1 is mixed with the binder 2 as shown in FIG. Here, as the binder 2, a binder having a higher affinity and adhesiveness with the surface of the functional powder 1 on which the plasma 11 has acted than the surface of the functional powder 1 on which the plasma 11 has not acted should be used. Is preferred. As such a binder 2, one that adheres by hydrogen bonding can be used, and specifically, an acrylic resin or a urethane resin can be used. When the functional powder 1 and the binder 2 are mixed, water or the like is diluted so that the volume ratio of the binder (solid content) 2: the functional powder 1 is about 20:80 to 50:50. Both can be dispersed and mixed in a liquid, whereby a paint-like mixed liquid (binder 2 and solvent or suspension) 12 composed of the functional powder 1, the binder 2 and the diluting liquid is prepared. It is.
[0026]
Next, the substrate 3 is immersed in and impregnated with the substrate 12, or the substrate 12 is coated with the substrate 12 by a roll coater or a flow coater, so that the substrate 12 is adhered to the substrate 12. . At this time, the mixture 12 is stirred while the components in the mixture 12 are not separated and precipitated.
[0027]
Next, the thinning liquid is heated and evaporated from the mixed liquid 12 adhered to the base material 3, and further heated (for example, at 100 to 130 ° C.) to harden the binder (solid portion) 2, whereby the binder 2 is cured. It adheres to the functional powder 1 and the substrate 3. In this manner, the functional powder 1 is fixed to the surface of the base material 3 by the binder 2 to form a functional material as shown in FIGS. 1 and 2C. Here, since the binder 2 has high affinity and adhesiveness with the plasma-treated surface of the functional powder 1, the binder 2 and the functional powder 1 are bonded and bonded at the plasma-treated portion, and The portion of the functional powder 1 that has not been subjected to the plasma treatment has little wettability with the binder 2, so that the binder 2 hardly adheres and functions in a state where the surface of the functional powder 1 is exposed without being covered with the binder 2. The conductive powder 1 adheres to the substrate 3.
[0028]
As described above, by forming a portion having a high affinity and an adhesiveness with the binder 2 on a part of the surface of the functional powder 1 by the plasma treatment, the affinity and the adhesion of the functional powder 1 with the binder 2 are obtained. The strong part and the binder 2 are firmly adhered to each other, and the binder 2 hardly adheres to the other parts, and the surface of the functional powder 1 is firmly fixed to the base material 3 without being covered with the binder 2. A functional material can be manufactured.
[0029]
Next, another example of the method for producing the functional material of FIG. 1 is shown in FIG. In an example corresponding to claim 2, a zeolite powder having an average particle diameter of about 0.1 to 5 μm as the functional powder 1 and a titanium oxide and / or manganese oxide having an average particle diameter of about 0.05 to 5 μm And weighed such that the weight ratio becomes zeolite: titanium oxide = 50: 50-90: 10, and mixed and used so as to be substantially uniform. Note that functional powders 1 of other types or average particle diameters may be used, and the mixing ratio of a plurality of types of functional powders 1 is arbitrary.
[0030]
Then, first, a process for reducing (inhibiting) the affinity and the adhesion to the binder 2 is performed on the surface of substantially half of the functional powder 1. In this process, as shown in FIG. 3A, a large number of functional powders 1 are sprayed on one side (upper surface) of the processing table 10 without being overlapped, and then the functional powders 1 are dispersed. A plasma treatment can be used in which the plasma 11 is irradiated from one side (upper side) of the functional powder 1 so that the plasma 11 acts on substantially half the surface of the functional powder 1 on the plasma irradiation side. In this plasma treatment, the processing table 10 on which the functional powder 1 has been sprayed is placed in a closed container, and once evacuated, for example, an inert gas such as argon gas is introduced into the closed container to increase the pressure to several hundred Pa. A high frequency voltage is applied to a plasma discharge electrode in a closed vessel to generate a plasma 11, and only the upper half surface of the functional powder 1 placed on the processing table 10 is exposed to the plasma 11 to generate a plasma 11. To work. The time for applying the plasma 11 is usually several seconds to several tens of seconds, but is not limited thereto.
[0031]
When the plasma 11 of only an inert gas such as an argon gas is caused to act on the surface of the functional powder 1, the surface of the functionalized powder 1 that has been subjected to the plasma treatment (the portion indicated by cross-hatched lines in FIG. 3) has an argon gas (argon atom or argon ion). (In this case, the surface is not plasma-treated and is indicated by a dotted pattern in FIG. 3), but an inert gas such as argon gas is inert. Therefore, the affinity and adhesiveness with the binder (adhesive) 2 are reduced. The amount of inert gas such as argon atoms or argon ions (argon gas) to be adhered to the functional powder 1 depends on the gas mixing ratio, gas pressure, processing time, power supplied to the plasma discharge electrode, plasma discharge electrode. It can be controlled by the distance between the power supply 1 and the functional powder 1, the bias voltage of the processing table 10, and the like.
[0032]
After the functional powder 1 is subjected to the plasma treatment as described above, the treated functional powder 1 is mixed with the binder 2 as shown in FIG. Here, as the binder 2, a binder having a lower affinity and adhesion to the surface of the functional powder 1 on which the plasma 11 has acted than the surface of the functional powder 1 on which the plasma 11 has not acted should be used. Is preferred. As the binder 2, specifically, the same acrylic resin or urethane resin as described above can be used. When the functional powder 1 and the binder 2 are mixed, water or the like is diluted so that the volume ratio of the binder (solid content) 2: the functional powder 1 is about 20:80 to 50:50. Both can be dispersed and mixed in a liquid, whereby a paint-like mixed liquid (binder 2 and solvent or suspension) 12 composed of the functional powder 1, the binder 2 and the diluting liquid is prepared. It is.
[0033]
Next, the substrate 3 is immersed in and impregnated with the substrate 12, or the substrate 12 is coated with the substrate 12 by a roll coater or a flow coater, so that the substrate 12 is adhered to the substrate 12. . At this time, the mixture 12 is stirred while the components in the mixture 12 are not separated and precipitated.
[0034]
Next, the thinning liquid is heated and evaporated from the mixed liquid 12 adhered to the base material 3, and further heated (for example, at 100 to 130 ° C.) to harden the binder (solid portion) 2, whereby the binder 2 is cured. It adheres to the functional powder 1 and the substrate 3. Thus, the functional powder 1 is fixed to the surface of the base material 3 by the binder 2 to form a functional material as shown in FIGS. 1 and 3 (c). Here, since the binder 2 has high affinity and adhesiveness with the surface of the functional powder 1 that has not been subjected to the plasma treatment, the binder 2 and the functional powder 1 are joined and bonded at the portion where the plasma treatment has not been performed. Since the plasma-treated portion of the functional powder 1 has low wettability with the binder 2, the binder 2 hardly adheres, and the surface of the functional powder 1 is exposed without being covered with the binder 2. It adheres to the material 3. In addition, the inert gas such as the argon gas attached to the functional powder 1 is scattered and removed by heating at the time of curing the binder 2. A surface is obtained.
[0035]
As described above, by forming a portion of the functional powder 1 having a weak affinity and adhesiveness with the binder 2 on a part of the surface of the functional powder 1 by the plasma treatment, the affinity and the adhesiveness of the functional powder 1 with the binder 2 are obtained. The part having strong properties (the part not subjected to the plasma treatment) and the binder 2 are firmly adhered to each other, and the binder 2 is hardly adhered to other parts, and the surface of the functional powder 1 is not covered with the binder 2 and is strong. A functional material fixed to the base material 3 can be manufactured.
[0036]
Next, another example of the method for producing the functional material of FIG. 1 is shown in FIG. In an example corresponding to claim 4, a zeolite powder having an average particle diameter of about 0.1 to 5 μm as the functional powder 1 and a titanium oxide and / or manganese oxide having an average particle diameter of about 0.05 to 5 μm. And weighed such that the weight ratio becomes zeolite: titanium oxide = 50: 50-90: 10, and mixed and used so as to be substantially uniform. Note that functional powders 1 of other types or average particle diameters may be used, and the mixing ratio of a plurality of types of functional powders 1 is arbitrary.
[0037]
First, by subjecting the untreated functional powder 1 shown in FIG. 4 (a) to a coupling treatment, the affinity and the adhesiveness with the binder 2 are reduced as shown in FIG. 4 (b). A coating film 4 of a high coupling agent is formed on the entire surface of the functional powder 1. As the coupling agent, a silane-based coupling agent can be used. The silane-based coupling agent is mixed with alcohol or water to prepare a treatment liquid, and the functional powder 1 is immersed in the treatment liquid, then pulled up and dried. By performing the coupling treatment in this manner, a coating film 4 of a coupling agent at a molecular layer level covering the entire surface of the functional powder 1 can be formed.
[0038]
Next, a process for reducing the affinity and the adhesiveness with the binder 2 is performed on substantially half of the surface of the functional powder 1 subjected to the coupling process. In this process, as shown in FIG. 4C, a large number of functional powders 1 are sprayed on one side (upper surface) of the processing table 10 without being overlapped, and then the functional powders 1 are dispersed. A plasma treatment can be used in which the plasma 11 is irradiated from one side (upper side) of the functional powder 1 so that the plasma 11 acts on substantially half the surface of the functional powder 1 on the plasma irradiation side. In this plasma treatment, the processing table 10 on which the functional powder 1 has been sprayed is placed in a closed container, and once evacuated, for example, an inert gas such as argon gas and oxygen are mixed at a volume ratio of 10: 1. It is introduced into an airtight container to a pressure of several hundred Pa, and a high frequency voltage is applied to a plasma discharge electrode in the airtight container to generate a plasma 11, and the functional powder 1 placed on the processing table 10 is placed on the plasma 11. Only the upper half surface is exposed to allow the plasma 11 to act. The time for applying the plasma 11 is usually several seconds to several tens of seconds, but is not limited thereto.
[0039]
When the plasma 11 is caused to act on the functional powder 1 in this manner, the coating 4 (a portion indicated by cross hatching in FIG. 4) adhered to substantially half of the surface of the functional powder 1 is decomposed by the plasma 11. Thus, the affinity and adhesion between the substantially half surface (the portion indicated by the dotted pattern in FIG. 4) of the functional powder 1 from which the coating 4 has been removed and the binder (adhesive) 2 Is smaller. The area of the coating 4 removed from the functional powder 1 depends on the mixing ratio of the gas, the gas pressure, the processing time, the power supplied to the plasma discharge electrode, the distance between the plasma discharge electrode and the functional powder 1, It can be controlled by the bias voltage of the table 10 or the like. Oxygen is not necessarily required to generate the plasma 11, but it is preferable to include a small amount of oxygen because the oxidizing action makes it easier to remove the film 4.
[0040]
After the functional powder 1 is subjected to the plasma treatment as described above, the treated functional powder 1 is mixed with the binder 2 as shown in FIG. Here, as the binder 2, the plasma 11 acts and the coupling agent film 4 does not remain than the coupling agent film 4 remaining on the surface of the functional powder 1 on which the plasma 11 does not act. It is preferable to use a powder having a small affinity and adhesion to the surface of the functional powder 1. As the binder 2, specifically, the same acrylic resin or urethane resin as described above can be used. When the functional powder 1 and the binder 2 are mixed, water or the like is diluted so that the volume ratio of the binder (solid content) 2: the functional powder 1 is about 20:80 to 50:50. Both can be dispersed and mixed in a liquid, whereby a paint-like mixed liquid (binder 2 and solvent or suspension) 12 composed of the functional powder 1, the binder 2 and the diluting liquid is prepared. It is.
[0041]
Next, the substrate 3 is immersed in and impregnated with the substrate 12, or the substrate 12 is coated with the substrate 12 by a roll coater or a flow coater, so that the substrate 12 is adhered to the substrate 12. . At this time, the mixture 12 is stirred while the components in the mixture 12 are not separated and precipitated.
[0042]
Next, the thinning liquid is heated and evaporated from the mixed liquid 12 adhered to the base material 3, and further heated (for example, at 100 to 130 ° C.) to harden the binder (solid portion) 2, whereby the binder 2 is cured. It adheres to the functional powder 1 and the substrate 3. In this way, the functional powder 1 is fixed to the surface of the base material 3 by the binder 2 to form a functional material as shown in FIGS. 1 and 4 (e). Here, since the binder 2 has high affinity and adhesion to the coating 4 of the coupling agent remaining on the surface of the functional powder 1 which has not been subjected to the plasma treatment, the binder 2 and the functional powder 1 The unbonded portion is bonded and bonded via the coating 4, and the plasma-treated portion of the functional powder 1 has no coating 4 and low wettability with the binder 2, so that the binder 2 hardly adheres. In addition, the surface of the functional powder 1 is exposed without being covered with the binder 2 and is fixed to the substrate 3.
[0043]
As described above, the coating 4 is formed on the functional powder 1 by performing the coupling process, and then the plasma processing is performed. Thus, the coating 4 is removed from a part of the surface of the functional powder 1 so that the affinity with the binder 2 is obtained. By forming a portion having poor performance and adhesion, a portion of the functional powder 1 having a high affinity and adhesion to the binder 2 (a portion where the coating 4 remains) and the binder 2 are firmly bonded to each other. The binder 2 hardly adheres to the portion (the portion from which the coating 4 is removed), and the surface of the functional powder 1 is not covered with the binder 2 and the functional material is firmly fixed to the base material 3. Can be done.
[0044]
Incidentally, the plasma processing shown in FIGS. 2 and 3 and the coupling processing shown in FIG. 4 may be performed in combination.
[0045]
Next, another example of the method for producing the functional material of FIG. 1 is shown in FIG. In an example corresponding to claim 5, a zeolite powder having an average particle diameter of about 0.1 to 5 μm and a mordenite powder having an average particle diameter of about 0.1 to 5 μm are used as the functional powder 1, Zeolite: mordenite = 50: 50 to 90:10 in weight ratio is weighed and mixed and used so as to be substantially uniform. Note that functional powders 1 of other types or average particle diameters may be used, and the mixing ratio of a plurality of types of functional powders 1 is arbitrary.
[0046]
First, as shown in FIG. 5A, the functional powder 1 is fixed to one surface of the base material 3 by the binder 2. Here, as the binder 2, those having high affinity and adhesion to the functional powder 1 and the base material 3 can be used. For example, a binder such as a vinyl chloride resin, a vinyl acetate resin, an acrylic resin, and a urethane resin can be used. An emulsion of a synthetic resin or the like can be used.
[0047]
When the functional powder 1 is fixed to one surface of the base material 3 by the binder 2, the volume ratio of the binder (solid portion) 2: the functional powder 1 = about 20:80 to 50:50. By mixing and dispersing the two in a thinner such as water, a paint-like mixture (the binder 2 and the solvent or suspension) comprising the functional powder 1, the binder 2 and the thinner is prepared. At this time, a surfactant or the like may be added to the mixed solution. Next, the base material 3 is immersed in and impregnated with the mixed solution, or the mixed solution is applied to the base material 3 with a roll coater, a flow coater, or the like, so that the mixed solution is adhered to the surface of the base material 3. At this time, the mixture is stirred while the components are not separated or precipitated. Next, the thinning liquid is heated and evaporated from the mixed liquid adhering to the base material 3, and further heated (for example, at 100 to 130 ° C.) to harden the binder (solid portion) 2 so that the binder 2 functions. Adhesive to the conductive powder 1 and the substrate 3. Thus, the functional powder 1 can be fixed to the surface of the base material 3 by the binder 2.
[0048]
After the functional powder 1 is fixed to the surface of the base material 3 by the binder 2 as described above, a process of removing the binder 2 is performed so that approximately the upper half of the fixed functional powder 1 is exposed from the binder 2. . As shown in FIG. 5 (b), this processing includes one (upper) of a large number of functional powders 1 fixed so as not to overlap with one surface (upper surface) of the base material 3 so as to be arranged in a single layer. By irradiating with the plasma 11 from above, it is possible to use a plasma treatment for causing the plasma 11 to act on the binder 2 covering substantially half of the functional powder 1 on the plasma irradiation side. In this plasma treatment, the base material 3 to which the functional powder 1 is fixed is placed in a closed container, and once evacuated, for example, an inert gas such as an argon gas and oxygen are mixed at a volume ratio of 7: 3. It is introduced into an airtight container to a pressure of several hundred Pa, and a high-frequency voltage is applied to a plasma discharge electrode in the airtight container to generate a plasma 11. The surface is exposed to cause the plasma 11 to act. An appropriate time for applying the plasma 11 is usually several seconds to several tens of seconds, but is not limited thereto.
[0049]
When the plasma 11 acts on the binder 2 in this manner, the binder 2 is decomposed and removed by the energy of the plasma 11, and the upper surface of the functional powder 1 is exposed substantially in half. In addition, the surface of the functional powder 1 is activated by the energy of the plasma 11, so that functions such as an adsorbing action and a catalytic action are improved. The amount of the binder 2 to be removed can be controlled by the gas mixing ratio, the gas pressure, the processing time, the power supplied to the plasma discharge electrode, the distance between the plasma discharge electrode and the binder 2, and the like. Oxygen is not necessarily required for generating the plasma 11, but it is preferable to include a small amount of oxygen because the removal of the binder 2 becomes more efficient due to the oxidative decomposition action.
[0050]
After the functional powder 1 is fixed to the surface of the base material 3 by the binder 2 in this manner, the binder 2 covering the surface of the functional powder 1 is decomposed and removed by a plasma treatment to obtain the functional powder. 1 and 5 (c) in which the functional powder 1 is firmly fixed to the base material 3 in a state where the surface of the functional powder 1 is exposed without being covered with the binder 2. Things.
[0051]
Next, another example of the method for producing the functional material of FIG. 1 is shown in FIG. In an example corresponding to claim 6, as the functional powder 1, for example, zeolite or mordenite that adsorbs odor components, and titanium oxide that is a photocatalyst having a photocatalytic action is used. In this case, zeolite or mordenite powder having an average particle size of about 0.1 to 5 μm and anatase-type titanium oxide having an average particle size of about 0.001 to 0.1 μm can be used, and the weight ratio of zeolite can be used. Alternatively, mordenite: titanium oxide is weighed so as to be 10:90 to 90:10 and mixed so as to be substantially uniform. Note that functional powders 1 of other types or average particle diameters may be used, and the mixing ratio of a plurality of types of functional powders 1 is arbitrary.
[0052]
Then, first, as shown in FIG. 6A, the functional powder 1 is fixed to one surface of the base material 3 by the binder 2. Here, as the binder 2, those having high affinity and adhesion to the functional powder 1 and the base material 3 can be used. For example, a binder such as a vinyl chloride resin, a vinyl acetate resin, an acrylic resin, and a urethane resin can be used. An emulsion of a synthetic resin or the like can be used.
[0053]
When the functional powder 1 is fixed to one surface of the base material 3 by the binder 2, the volume ratio of the binder (solid portion) 2: the functional powder 1 = about 20:80 to 50:50. By mixing and dispersing the two in a thinner such as water, a paint-like mixture (the binder 2 and the solvent or suspension) comprising the functional powder 1, the binder 2 and the thinner is prepared. At this time, a surfactant or the like may be added to the mixed solution. Next, the base material 3 is immersed in and impregnated with the mixed solution, or the mixed solution is applied to the base material 3 with a roll coater, a flow coater, or the like, and the mixed solution is adhered to the surface of the base material 3. At this time, the mixture is stirred while the components are not separated or precipitated. Next, the thinning liquid is heated and evaporated from the mixed liquid adhering to the base material 3, and further heated (for example, at 100 to 130 ° C.) to harden the binder (solid portion) 2 so that the binder 2 functions. Adhesive to the conductive powder 1 and the substrate 3. Thus, the functional powder 1 can be fixed to the surface of the base material 3 by the binder 2.
[0054]
After the functional powder 1 is fixed to the surface of the base material 3 by the binder 2 as described above, a process of removing the binder 2 is performed so that approximately the upper half of the fixed functional powder 1 is exposed from the binder 2. . As shown in FIG. 6 (b), one of the functional powders 1 (upper) fixed to one side (upper surface) of the base material 3 so as to be aligned in a single layer without overlapping, as shown in FIG. Irradiation of ultraviolet light (indicated by an arrow) from above causes the catalytic action of the photocatalyst to be exerted on the binder 2 covering substantially half of the functional powder 1 on the ultraviolet irradiation side. That is, by irradiating the photocatalyst of the functional powder 1 with ultraviolet rays through the binder 2, the photocatalyst is activated, and the binder 2 covering the surface of the functional powder 1 by the catalytic action of the photocatalyst causes the oxygen in the air , And is removed by oxidation decomposition, and the upper half of the functional powder 1 to which the base material 3 is fixed is exposed from the binder 2. In the ultraviolet irradiation, the binder 2 is not oxidized and decomposed between the base material 3 and the functional powder 1 and only the binder 2 covering the upper half surface of the functional powder 1 is oxidatively decomposed and removed. The strength and time to do so are selected.
[0055]
After the functional powder 1 is fixed to the surface of the base material 3 by the binder 2 in this manner, the binder 2 covering the surface of the functional powder 1 is decomposed and removed by the catalytic action of ultraviolet light and a photocatalyst. In the state where the surface of the functional powder 1 is exposed without being covered with the binder 2, the functional powder 1 is firmly fixed to the base material 3 to form a functional material as shown in FIGS. Is what you can do.
[0056]
In the embodiments shown in FIGS. 5 and 6, the binder 2 is decomposed and removed by plasma treatment or catalytic action of ultraviolet light and photocatalyst. However, instead of these, for example, heat treatment in an oxidizing atmosphere or The binder 2 may be decomposed and removed by etching or the like.
[0057]
In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, it is preferable to use a binder 2 having a —Si—O—Si—bonded chain component 2a and an organic component 2b (claim 7). As such a binder 2, a resin containing alkoxysilane, an acrylic-silicone resin, a silicone resin, or the like can be used. Further, as the organic component 2b, the same acrylic resin or urethane resin as described above can be used. The content of the -Si-O-Si-bonded chain component 2a in the binder 2 can be 5 to 50% by weight, but is not limited thereto.
[0058]
When the binder 2 having the -Si-O-Si-bonded chain component 2a and the organic component 2b is used as described above, a functional material can be formed in the same manner as in FIGS. That is, first, as shown in FIG. 7A, the functional powder 1 is fixed to one surface of the base material 3 by the binder 2. The fixing of the functional powder 1 to one surface of the base material 3 by the binder 2 can be performed in the same manner as in the case of FIGS. 5 and 6, but the cured binder 2 has a cured portion of the organic component 2b. Cured portions of the -Si-O-Si-bonded chain component 2a are scattered, and the organic component 2b is bonded by the -Si-O-Si-bonded chain component 2a. In addition, a plurality of -Si-O- The functional powder 1 is surrounded by the cured portion of the Si-bonded chain component 2a.
[0059]
After the functional powder 1 is fixed to the surface of the base material 3 by the binder 2 as described above, plasma irradiation or ultraviolet irradiation is performed in the same manner as in FIGS. Is removed so that the binder 2 is exposed from the binder 2. However, since the organic component 2b in the cured binder 2 is more easily decomposed than the -Si-O-Si-bonded chain component 2a, the cured binder 2 is removed. The organic component 2b is preferentially removed, and only the -Si-O-Si-bonded chain component 2a remains on the upper half surface of the functional powder 1 as shown in FIG. Become. The plasma irradiation and the ultraviolet irradiation are performed under the condition that the -Si-O-Si-bonded chain component 2a is not removed. Otherwise, a functional material can be formed in the same manner as in FIGS.
[0060]
Then, in the functional material of this embodiment, after the functional powder 1 is fixed to the surface of the base material 3 by the binder 2, the organic component 2 b of the binder 2 covering the surface of the functional powder 1 is subjected to plasma treatment or the like. By decomposing and removing by the catalytic action of the ultraviolet light and the photocatalyst, a hole 13 is formed in a portion where the organic component 2b was present, and the active surface of the functional powder 1 is exposed from the hole 13 so that the functional powder is removed. In this functional material, the -Si-O-Si-bonded chain component 2a remains on the surface of the functional powder 1; The functional powder 1 can be firmly fixed to the substrate 3.
[0061]
In the embodiment shown in FIGS. 2 to 7, a plurality of functional powders 1 are aggregated to form aggregated particles 5, a part of the aggregated particles 5 is embedded in binder 2, and Another part may be exposed from the binder 2 so that the aggregated particles 5 are fixed to the base material 3 by the binder 2 (claim 8). In this case, for example, zeolite having an average particle size of about 0.1 to 0.5 μm is used as the functional powder 1, and a plurality of functional powders 1 are absorbed or a plurality of functional powders are absorbed. After dispersing the body 1 in water, the functional powder 1 is agglomerated by a method of drying it into granules with a spray drier or calcining a plurality of functional powders 1 so that the average particle size is reduced. Agglomerated particles 5 of 1 to 5 μm can be formed, but the present invention is not limited thereto.
[0062]
Such agglomerated particles 5 can be handled almost in the same manner as the functional powder 1 of FIGS. 2 to 7, and the agglomerated particles 5 are applied to the surface of the base material 3 in the same manner as in the embodiment of FIGS. Thus, a functional material as shown in FIG. 8B can be formed. Further, the concentration and the viscosity of the binder 2 are adjusted so that the thickness when the binder 2 is applied to the base material 3 is about 1 to 2 μm, and the aggregated state of the functional powder 1 is maintained. The mixed liquid is prepared by mixing the particles 5, the binder 2, and the thinning liquid, and the mixed liquid is applied to the surface of the base material 3 in the same manner as described above. The binder 3 may be fixed to the surface of the material 3. In this case, since the particle size of the aggregated particles 5 is larger than the thickness of the binder 2 on the base material 3, a part of the functional powder 1 of the aggregated particles 5 is exposed without being covered with the binder 2 and the functional powder 1 is exposed. The function of the body 1 is fully exhibited. Also, as compared with the functional material shown in FIG. 1, the amount of the functional powder 1 that is not covered with the binder 2 and protrudes can be increased, and the deodorizing performance of the functional material can be improved. It is. In this embodiment, the functional material may be formed using only the aggregated particles 5, or the functional material may be formed using the aggregated particles 5 and the non-aggregated functional powder 1 in combination. May be.
[0063]
When a plurality of functional powders 1 are aggregated to form aggregated particles 5, at least a part of the surface of the adsorptive particles 8 in which the functional powders 1a having an adsorptive action are aggregated has a catalytic action. The functional powder 1b may be attached (claim 9). In this case, for example, zeolite having an average particle size of about 0.1 to 0.5 μm or the like is used as the functional powder 1a having an adsorption action, After dispersing the functional powder 1a in water and drying it into granules with a spray dryer, or calcining the functional powders 1a by a method of calcining a plurality of functional powders 1a, The adsorptive particles 8 having an average particle size of 1 to 5 μm can be formed, but the present invention is not limited thereto.
[0064]
Further, as the functional powder 1b having a catalytic action, for example, titanium oxide or platinum having an average particle size of about 0.01 μm can be used, but is not limited thereto. Then, the adsorptive particles 8 described above are immersed in a suspension in which the functional powder 1b having a catalytic action is dispersed, and thereafter, the adsorptive particles 8 are pulled up and dried. As shown, the aggregated particles 5 in which the functional powder 1b having a catalytic action adheres to at least a part of the surface of the adsorptive particles 8 can be formed.
[0065]
Such agglomerated particles 5 can be handled almost in the same manner as the functional powder 1 of FIGS. 2 to 7, and the agglomerated particles 5 are applied to the surface of the base material 3 in the same manner as in the embodiment of FIGS. Thus, a functional material as shown in FIG. 9B can be formed. Further, the concentration and the viscosity of the binder 2 are adjusted so that the thickness when the binder 2 is applied to the base material 3 is about 1 to 2 μm, and the aggregated state of the functional powder 1 is maintained. A mixed liquid is prepared by mixing the particles 5, the binder 2, and the diluent, and the mixed liquid is applied to the surface of the base material 3 in the same manner as described above. A functional material as shown in FIG. 9B can be formed by being fixed to the surface of the material 3 by the binder 2. In this case, since the particle size of the aggregated particles 5 is larger than the thickness of the binder 2 on the base material 3, a part of the functional powder 1 of the aggregated particles 5 is exposed without being covered with the binder 2 and the functional powder 1 is exposed. The function of the body 1 is fully exhibited. Further, as compared with the functional material shown in FIG. 1, the amount of the functional powder 1 which is not covered with the binder 2 and protrudes can be increased, and the deodorizing performance of the functional material can be enhanced. It is. In this embodiment, the functional material may be formed using only the aggregated particles 5, or the functional material may be formed using the aggregated particles 5 and the non-aggregated functional powder 1 in combination. May be.
[0066]
When a plurality of functional powders 1 are aggregated to form aggregated particles 5, the same functional powders 1 as described above may be adhered to the surface of a core material (aggregate) 6 ( Claim 10). In this case, it is preferable to use a material that is less expensive than the functional powder 1 such as talc or calcium oxide as the core material 6, thereby exhibiting a deodorizing function or the like as shown in FIG. The surface of the agglomerated particles 5 is formed by the functional powder 1 and the inside of the agglomerated particles 5 can be formed by a core material 6 of an inexpensive material, and the functional powder 1 as shown in FIG. Inexpensive agglomerated particles 5 having substantially the same performance as the agglomerated particles 5 formed only by using only the functional material can be formed at low cost.
[0067]
Such agglomerated particles 5 can be handled almost in the same manner as the functional powder 1 of FIGS. 2 to 7, and the agglomerated particles 5 are applied to the surface of the base material 3 in the same manner as in the embodiment of FIGS. Thus, a functional material as shown in FIG. 10B can be formed. Further, the concentration and the viscosity of the binder 2 are adjusted so that the thickness when the binder 2 is applied to the base material 3 is about 1 to 2 μm, and the aggregated state of the functional powder 1 is maintained. The mixed liquid is prepared by mixing the particles 5, the binder 2, and the thinning liquid, and the mixed liquid is applied to the surface of the base material 3 in the same manner as described above. A functional material as shown in FIG. 10B can be formed by being fixed to the surface of the material 3 by the binder 2. In this case, since the particle size of the aggregated particles 5 is larger than the thickness of the binder 2 on the base material 3, a part of the functional powder 1 of the aggregated particles 5 is exposed without being covered with the binder 2 and the functional powder 1 is exposed. The function of the body 1 is fully exhibited. Further, as compared with the functional material shown in FIG. 1, the amount of the functional powder 1 which is not covered with the binder 2 and protrudes can be increased, and the deodorizing performance of the functional material can be enhanced. It is. In this embodiment, the functional material may be formed using only the aggregated particles 5, or the functional material may be formed using the aggregated particles 5 and the non-aggregated functional powder 1 in combination. May be.
[0068]
When a plurality of functional powders 1 are aggregated to form aggregated particles 5, voids 7 may be formed inside the aggregated particles 5 (claim 11). In order to form the aggregated particles 5 having the voids 7, first, a plurality of (multiple) functional powders 1 similar to the above are aggregated using an organic component such as wax or resin as a binder (binder). Next, the organic component such as wax or resin is heated to a temperature at which it decomposes or evaporates (for example, 500 ° C.) to remove the organic component, and a temperature at which adjacent functional powders 1 are bonded only at the contact points (for example, , 700 ° C.) and calcined to form aggregated particles 5 as shown in FIG. Since the agglomerated particles 5 thus formed remove the organic component, the portion from which the organic component has been removed becomes the void 7. The agglomerated particles 5 not only adsorb or decompose odor components on the surface thereof, but also adsorb or decompose odor components by penetrating into the internal voids 7. Aggregated particles 5 having higher deodorizing performance than aggregated particles 5 having no voids 7 as shown in (a) can be obtained, and the performance of the functional material can be improved.
[0069]
Such agglomerated particles 5 can be handled almost in the same manner as the functional powder 1 of FIGS. 2 to 7, and the agglomerated particles 5 are applied to the surface of the base material 3 in the same manner as in the embodiment of FIGS. Thus, a functional material as shown in FIG. 11B can be formed. Further, the concentration and the viscosity of the binder 2 are adjusted so that the thickness when the binder 2 is applied to the base material 3 is about 1 to 2 μm, and the aggregated state of the functional powder 1 is maintained. The mixed liquid is prepared by mixing the particles 5, the binder 2, and the thinning liquid, and the mixed liquid is applied to the surface of the base material 3 in the same manner as described above. The functional material as shown in FIG. 11B can be formed by being fixed to the surface of the material 3 with the binder 2. In this case, since the particle size of the aggregated particles 5 is larger than the thickness of the binder 2 on the base material 3, a part of the functional powder 1 of the aggregated particles 5 is exposed without being covered with the binder 2 and the functional powder 1 is exposed. The function of the body 1 is fully exhibited. Further, as compared with the functional material shown in FIG. 1, the amount of the functional powder 1 which is not covered with the binder 2 and protrudes can be increased, and the deodorizing performance of the functional material can be enhanced. It is. In this embodiment, the functional material may be formed using only the aggregated particles 5, or the functional material may be formed using the aggregated particles 5 and the non-aggregated functional powder 1 in combination. May be.
[0070]
When a plurality of functional powders 1 are aggregated to form aggregated particles 5, the aggregated particles 5 may be formed in a needle shape or a scale shape. In order to form the scale-like aggregated particles 5, first, a slurry in which a plurality of (many) functional powders 1 similar to the above are dispersed in a solvent such as water is applied to a smooth plate or film. And dry. At this time, by performing the drying rapidly (relatively fast), the surface of the coating film made of the functional powder 1 in the slurry is dried and shrunk first, and the coating film is cracked and warped. Then, by peeling the coating film from a smooth plate or film, flake-like aggregated particles 5 as shown in FIG. 12A can be obtained. Since the aggregated particles 5 are formed in a needle-like or scale-like shape, the surface area can be increased as compared with the granular aggregated particles 5 as shown in FIG. Particles 5 can improve the performance of the functional material.
[0071]
Such agglomerated particles 5 can be handled almost in the same manner as the functional powder 1 of FIGS. 2 to 7, and the agglomerated particles 5 are applied to the surface of the base material 3 in the same manner as in the embodiment of FIGS. Thus, a functional material as shown in FIG. 12B can be formed. Further, the concentration and the viscosity of the binder 2 are adjusted so that the thickness when the binder 2 is applied to the base material 3 is about 1 to 2 μm, and the aggregated state of the functional powder 1 is maintained. The mixed liquid is prepared by mixing the particles 5, the binder 2, and the thinning liquid, and the mixed liquid is applied to the surface of the base material 3 in the same manner as described above. A functional material as shown in FIG. 12B can be formed by being fixed to the surface of the material 3 by the binder 2. In this case, since the particle size of the aggregated particles 5 is larger than the thickness of the binder 2 on the base material 3, a part of the functional powder 1 of the aggregated particles 5 is exposed without being covered with the binder 2 and the functional powder 1 is exposed. The function of the body 1 is fully exhibited. Moreover, the amount of the functional powder 1 that is not covered with the binder 2 and protrudes can be increased as compared with the functional material illustrated in FIG. 1, and moreover, compared with the aggregated particles 5 illustrated in FIGS. Thus, the portion protruding from the binder 2 can be increased, and the deodorizing performance and the like of the functional material can be enhanced. In this embodiment, the functional material may be formed using only the aggregated particles 5, or the functional material may be formed using the aggregated particles 5 and the non-aggregated functional powder 1 in combination. May be.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, in a functional material in which a functional powder having at least one of a catalytic action and an adsorbing action is fixed to a base material by a binder, a part of the functional powder is Since the other part of the functional powder is exposed from the binder as well as being embedded in the functional powder, the odor component easily comes into contact with the functional powder by exposing a part of the functional powder from the binder. It is possible to enhance the functions such as the deodorizing performance of the material, and by embedding a part of the functional powder in the binder, the functional powder can be firmly fixed to the base material, This makes it difficult for the functional powder to fall off from the base material.
[0073]
According to a second aspect of the present invention, in producing the functional material according to the first aspect, a process for lowering the affinity and adhesion between a part of the surface of the functional powder exposed from the binder and the binder. So that the untreated part of the functional powder and the binder adhere firmly, and the binder hardly adheres to other parts so that the surface of the functional powder is not covered with the binder Thus, the functional powder can be firmly fixed to the substrate without impairing the function of the functional powder.
[0074]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a process for improving the affinity and adhesion between a part of the surface of the functional powder embedded in the binder and the binder when the functional material according to the first aspect is manufactured. Therefore, the treated part of the functional powder and the binder are firmly adhered to each other, and the binder is hardly attached to other parts so that the surface of the functional powder is not covered with the binder. Thus, the functional powder can be firmly fixed to the base material without impairing the function of the functional powder.
[0075]
According to a fourth aspect of the present invention, in manufacturing the functional material according to the first aspect, a coating of a coupling agent is applied to the entire surface of the functional powder in order to improve affinity and adhesion to a binder. To remove the coupling agent film formed on a part of the surface of the functional powder exposed from the binder, so that the part covered with the functional powder film and the binder are strongly bonded. The surface of the functional powder can be prevented from being covered with the binder because the binder hardly adheres to the part that is not covered with the coating of the functional powder while being adhered to the functional powder. The functional powder can be firmly fixed to the substrate without impairing the performance.
[0076]
According to a fifth aspect of the present invention, in manufacturing the functional material according to the first aspect, the entirety of the functional powder is embedded in a binder and fixed to a base material, and then a part of the functional powder is formed. The binder is removed so that the functional powder is exposed from the binder. By exposing a part of the functional powder from the binder, the odorous component easily comes into contact with the functional powder, and functions such as the deodorizing performance of the functional material are achieved. By embedding a part of the functional powder in a binder, the functional powder can be firmly fixed to the base material, and the functional powder from the base material can be fixed. It is difficult for the body to fall off.
[0077]
According to a sixth aspect of the present invention, in producing the functional material according to the first aspect, a photocatalyst is used as at least one of the functional powders, and the entirety of the functional powder is embedded in a binder. After being fixed to the material, a part of the binder covering the surface of the functional powder is decomposed and removed by photocatalytic action by irradiating light for activating the photocatalyst, so a part of the functional powder is removed from the binder. By exposing, the odorous component easily comes into contact with the functional powder, and the function such as the deodorizing performance of the functional material can be enhanced, and a part of the functional powder is embedded in the binder. By doing so, the functional powder can be firmly fixed to the base material, and the functional powder hardly falls off from the base material.
[0078]
The invention according to claim 7 of the present invention uses a binder having a -Si-O-Si-bonded chain component and an organic component, embeds the entire functional powder in the binder and fixes the functional powder to the base material. The organic component of the binder covering the functional powder is decomposed and removed. By exposing a part of the functional powder from the binder, the odorous component easily comes into contact with the functional powder and deodorizes the functional material. The function such as performance can be enhanced, and a part of the functional powder is embedded in a binder and the functional powder is partially covered with a -Si-O-Si-bonded chain component. Thereby, the functional powder can be more firmly fixed to the base material, and the functional powder does not easily fall off the base material.
[0079]
According to the invention of claim 8 of the present invention, a plurality of functional powders are aggregated to form aggregated particles, a part of the aggregated particles is embedded in the binder, and another part of the aggregated particles is exposed from the binder. Since the aggregated particles are fixed to the base material by the binder, the amount of the functional powder that is not covered with the binder and protrudes can be increased, and functions such as deodorizing performance can be enhanced.
[0080]
The invention of claim 9 of the present invention uses the aggregated particles in which the functional powder having a catalytic action is attached to at least a part of the surface of the adsorptive particle in which the functional powder having an adsorptive action is aggregated, The amount of the functional powder that protrudes without being covered with the binder can be increased, and functions such as deodorizing performance can be enhanced.
[0081]
The invention of claim 10 of the present invention uses agglomerated particles obtained by adhering and aggregating a functional powder having at least one of a catalytic action and an adsorbing action on the surface of a core material, so that the inside of the agglomerated particles is made of inexpensive material. By forming the core material, it is possible to obtain inexpensive agglomerated particles having substantially the same performance as the agglomerated particles formed only of the functional powder, and to form the functional material at a low cost.
[0082]
Since the invention according to claim 11 of the present invention uses agglomerated particles having voids therein, the agglomerated particles not only adsorb or decompose the odor components on the surface thereof, but also extend to the internal voids. Can enter and be adsorbed or decomposed, and can provide aggregated particles having higher deodorizing performance than aggregated particles having no voids, thereby improving the performance of the functional material. .
[0083]
Since the invention of claim 12 of the present invention uses aggregated particles aggregated in a needle-like or scale-like form, the surface area can be increased as compared with granular aggregated particles, and the aggregated particles have high deodorizing performance. And the performance of the functional material can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an embodiment of a functional material of the present invention.
FIG. 2 shows an example of an embodiment of a method for producing a functional material according to the present invention, and (a) to (c) are schematic explanatory diagrams.
FIG. 3 shows another embodiment of the method for producing a functional material of the present invention, and (a) to (c) are schematic explanatory views.
FIG. 4 shows another embodiment of the method for producing a functional material according to the present invention, and (a) to (e) are schematic explanatory diagrams.
FIG. 5 shows another example of the embodiment of the method for producing a functional material of the present invention, and (a) to (c) are schematic explanatory views.
FIG. 6 shows another example of the embodiment of the method for producing a functional material of the present invention, and (a) to (c) are schematic explanatory views.
FIG. 7 shows another embodiment of the method for producing a functional material according to the present invention, wherein (a) and (c) are schematic explanatory views, and (b) is an enlarged cross-sectional view of a portion A of (a). It is.
FIG. 8 shows another example of the embodiment of the method for producing a functional material of the present invention, and (a) and (b) are schematic explanatory views.
FIG. 9 shows another example of the embodiment of the method for producing a functional material of the present invention, and (a) and (b) are schematic explanatory views.
FIG. 10 shows another example of the embodiment of the method for producing a functional material of the present invention, and (a) and (b) are schematic explanatory views.
FIG. 11 shows another example of the embodiment of the method for producing a functional material of the present invention, and (a) and (b) are schematic explanatory views.
FIG. 12 shows another example of the embodiment of the method for producing a functional material of the present invention, and (a) and (b) are schematic explanatory views.
FIGS. 13A and 13B show a conventional example, and FIGS. 13A and 13B are schematic explanatory diagrams.
FIG. 14 is a schematic sectional view showing another conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Functional powder
1a Functional powder having adsorption action
1b Functional powder having catalytic action
2 binder
2a-Si-O-Si-bond chain component
2b Organic components
3 base material
4 Coating
5 Aggregated particles
6 nuclear materials
7 void
8 Adsorbent particles

Claims (12)

触媒作用と吸着作用の少なくとも一方を有する機能性粉体をバインダにより基材に固着した機能性材料において、機能性粉体の一部をバインダに埋設すると共に機能性粉体の他の一部をバインダから露出させて成ることを特徴とする機能性材料。In a functional material in which a functional powder having at least one of a catalytic action and an adsorptive action is fixed to a base material by a binder, a part of the functional powder is embedded in the binder and another part of the functional powder is used. A functional material characterized by being exposed from a binder. 請求項1に記載の機能性材料を製造するにあたって、バインダから露出させる機能性粉体の一部の表面とバインダとの親和性及び接着性を低下させる処理を施すことを特徴とする機能性材料の製造方法。2. The functional material according to claim 1, wherein the functional material is subjected to a treatment for reducing the affinity and adhesion between a part of the surface of the functional powder exposed from the binder and the binder. Manufacturing method. 請求項1に記載の機能性材料を製造するにあたって、バインダに埋設する機能性粉体の一部の表面とバインダとの親和性及び接着性を向上させる処理を施すことを特徴とする機能性材料の製造方法。2. A functional material for producing the functional material according to claim 1, wherein the functional material is subjected to a process for improving the affinity and adhesion between a part of the surface of the functional powder embedded in the binder and the binder. Manufacturing method. 請求項1に記載の機能性材料を製造するにあたって、バインダとの親和性及び接着性を向上させるために機能性粉体の全表面にカップリング剤の皮膜を形成し、バインダから露出させる機能性粉体の一部の表面に形成されたカップリング剤の皮膜を除去する処理を施すことを特徴とする機能性材料の製造方法。In producing the functional material according to claim 1, a function of forming a film of a coupling agent on the entire surface of the functional powder to improve affinity and adhesion with a binder, and exposing the film from the binder. A method for producing a functional material, comprising performing a treatment for removing a film of a coupling agent formed on a part of the surface of a powder. 請求項1に記載の機能性材料を製造するにあたって、機能性粉体の全体をバインダに埋設して基材に固着した後、機能性粉体の一部をバインダから露出させるようにバインダを除去することを特徴とする機能性材料の製造方法。In producing the functional material according to claim 1, the entirety of the functional powder is embedded in the binder and fixed to the base material, and then the binder is removed so that a part of the functional powder is exposed from the binder. A method for producing a functional material, comprising: 請求項1に記載の機能性材料を製造するにあたって、機能性粉体の少なくとも一つとして光触媒を用い、機能性粉体の全体をバインダに埋設して基材に固着した後、上記光触媒が活性化する光を照射して機能性粉体の表面を覆っているバインダの一部を光触媒作用で分解除去することを特徴とする機能性材料の製造方法。In producing the functional material according to claim 1, a photocatalyst is used as at least one of the functional powders, and after the whole of the functional powders is embedded in a binder and fixed to a substrate, the photocatalyst is activated. A method for producing a functional material, characterized in that a part of a binder covering a surface of a functional powder is decomposed and removed by photocatalysis by irradiating light to be changed. −Si−O−Si−結合鎖成分と有機成分とを有するバインダを用い、機能性粉体の全体をバインダに埋設して基材に固着した後、機能性粉体を覆っているバインダの有機成分を分解除去することを特徴とする請求項5又は6に記載の機能性材料の製造方法。Using a binder having a -Si-O-Si-bonded chain component and an organic component, the entirety of the functional powder is embedded in the binder and fixed to the base material, and then the organic material of the binder covering the functional powder is removed. The method for producing a functional material according to claim 5, wherein components are decomposed and removed. 複数個の機能性粉体を凝集して凝集粒子を形成し、凝集粒子の一部をバインダに埋設すると共に凝集粒子の他の一部をバインダから露出させて凝集粒子をバインダにより基材に固着することを特徴とする請求項2乃至7のいずれかに記載の機能性材料の製造方法。Aggregate a plurality of functional powders to form aggregated particles, bury part of the aggregated particles in the binder, expose the other part of the aggregated particles from the binder, and fix the aggregated particles to the base material with the binder The method for producing a functional material according to claim 2, wherein: 吸着作用を有する機能性粉体を凝集させた吸着性粒子の表面の少なくとも一部に触媒作用を有する機能性粉体を付着させた凝集粒子を用いることを特徴とする請求項8に記載の機能性材料の製造方法。9. The function according to claim 8, wherein agglomerated particles having a functional powder having a catalytic action adhered to at least a part of the surface of the adsorbent particles obtained by aggregating the functional powder having an adsorptive action. Manufacturing method of conductive material. 触媒作用と吸着作用の少なくとも一方を有する機能性粉体を核材の表面に付着させて凝集した凝集粒子を用いることを特徴とする請求項8に記載の機能性材料の製造方法。9. The method for producing a functional material according to claim 8, wherein functional particles having at least one of a catalytic action and an adsorbing action are attached to the surface of the core material to use aggregated particles. 内部に空隙部を有する凝集粒子を用いることを特徴とする請求項8乃至10のいずれかに記載の機能性材料の製造方法。The method for producing a functional material according to any one of claims 8 to 10, wherein agglomerated particles having voids therein are used. 針状または鱗片状に凝集した凝集粒子を用いることを特徴とする請求項8乃至11のいずれかに記載の機能性材料の製造方法。The method for producing a functional material according to any one of claims 8 to 11, wherein aggregated particles aggregated in a needle or scale shape are used.
JP2002373165A 2002-12-24 2002-12-24 Functional material and its manufacturing method Pending JP2004202329A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002373165A JP2004202329A (en) 2002-12-24 2002-12-24 Functional material and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002373165A JP2004202329A (en) 2002-12-24 2002-12-24 Functional material and its manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004202329A true JP2004202329A (en) 2004-07-22

Family

ID=32811538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002373165A Pending JP2004202329A (en) 2002-12-24 2002-12-24 Functional material and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004202329A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007146343A (en) * 2005-11-30 2007-06-14 Toray Ind Inc Fiber structure and method for producing the same
JP2007245028A (en) * 2006-03-16 2007-09-27 Mitsuboshi Belting Ltd Material having photocatalytic function and its preparing method
JP2009243741A (en) * 2008-03-31 2009-10-22 Kobe Steel Ltd Aluminum fin material for heat exchanger
CN110404529A (en) * 2018-04-26 2019-11-05 夏普株式会社 The manufacturing method of photocatalysis layer, photocatalysis body and photocatalysis body

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03150722A (en) * 1989-11-06 1991-06-27 Hitachi Ltd Coating type magnetic recording medium and production thereof
JPH08131842A (en) * 1994-11-11 1996-05-28 Toto Ltd Formation of member having photocatalytic action
JPH08131524A (en) * 1994-11-04 1996-05-28 Toto Ltd Multi-functional material having photocatalytic function and manufacture thereof
JPH0912343A (en) * 1994-06-28 1997-01-14 Matsushita Electric Works Ltd Surface treatment of glass cloth
JPH0928776A (en) * 1995-05-12 1997-02-04 Mitsubishi Paper Mills Ltd Harmful material removing material
JPH09262466A (en) * 1996-03-29 1997-10-07 Matsushita Electric Works Ltd Production of photocatalyst material
JPH10290980A (en) * 1997-04-18 1998-11-04 Mitsubishi Materials Corp Hazardous material removing member and its production
JPH1119520A (en) * 1997-07-01 1999-01-26 Sekisui Chem Co Ltd Production of functional material having photocatalytic activity
JP2000037614A (en) * 1998-07-23 2000-02-08 Toyota Motor Corp Air-purifying filter and air purifier
JP2000096800A (en) * 1998-03-18 2000-04-04 Toto Ltd Antifouling building material and manufacture thereof
WO2000030747A1 (en) * 1998-11-20 2000-06-02 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Modified photocatalyst sol
JP2000301055A (en) * 1999-04-14 2000-10-31 Sharp Corp Photocatalyst coating film and method for formation thereof
WO2001010552A1 (en) * 1999-08-05 2001-02-15 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Photocatalytic material, photocatalytic article and method for their preparation
JP2001270024A (en) * 2000-03-22 2001-10-02 Dainippon Printing Co Ltd Pattern forming element
JP2002095912A (en) * 2000-09-21 2002-04-02 Mitsubishi Paper Mills Ltd Method for manufacturing deodorizing filter
JP2002119865A (en) * 1993-12-28 2002-04-23 Toto Ltd Method for manufacturing multifunctional material having photocatalytic function
JP2002273420A (en) * 2001-03-16 2002-09-24 Akira Aoyanagi Device for decomposing harmful substance using photocatalyst
JP2002273233A (en) * 2000-12-04 2002-09-24 Asahi Kasei Corp Modified photocatalyst and photocatalytic composition using the same

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03150722A (en) * 1989-11-06 1991-06-27 Hitachi Ltd Coating type magnetic recording medium and production thereof
JP2002119865A (en) * 1993-12-28 2002-04-23 Toto Ltd Method for manufacturing multifunctional material having photocatalytic function
JPH0912343A (en) * 1994-06-28 1997-01-14 Matsushita Electric Works Ltd Surface treatment of glass cloth
JPH08131524A (en) * 1994-11-04 1996-05-28 Toto Ltd Multi-functional material having photocatalytic function and manufacture thereof
JPH08131842A (en) * 1994-11-11 1996-05-28 Toto Ltd Formation of member having photocatalytic action
JPH0928776A (en) * 1995-05-12 1997-02-04 Mitsubishi Paper Mills Ltd Harmful material removing material
JPH09262466A (en) * 1996-03-29 1997-10-07 Matsushita Electric Works Ltd Production of photocatalyst material
JPH10290980A (en) * 1997-04-18 1998-11-04 Mitsubishi Materials Corp Hazardous material removing member and its production
JPH1119520A (en) * 1997-07-01 1999-01-26 Sekisui Chem Co Ltd Production of functional material having photocatalytic activity
JP2000096800A (en) * 1998-03-18 2000-04-04 Toto Ltd Antifouling building material and manufacture thereof
JP2000037614A (en) * 1998-07-23 2000-02-08 Toyota Motor Corp Air-purifying filter and air purifier
WO2000030747A1 (en) * 1998-11-20 2000-06-02 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Modified photocatalyst sol
JP2000301055A (en) * 1999-04-14 2000-10-31 Sharp Corp Photocatalyst coating film and method for formation thereof
WO2001010552A1 (en) * 1999-08-05 2001-02-15 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Photocatalytic material, photocatalytic article and method for their preparation
JP2001270024A (en) * 2000-03-22 2001-10-02 Dainippon Printing Co Ltd Pattern forming element
JP2002095912A (en) * 2000-09-21 2002-04-02 Mitsubishi Paper Mills Ltd Method for manufacturing deodorizing filter
JP2002273233A (en) * 2000-12-04 2002-09-24 Asahi Kasei Corp Modified photocatalyst and photocatalytic composition using the same
JP2002273420A (en) * 2001-03-16 2002-09-24 Akira Aoyanagi Device for decomposing harmful substance using photocatalyst

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007146343A (en) * 2005-11-30 2007-06-14 Toray Ind Inc Fiber structure and method for producing the same
JP2007245028A (en) * 2006-03-16 2007-09-27 Mitsuboshi Belting Ltd Material having photocatalytic function and its preparing method
JP2009243741A (en) * 2008-03-31 2009-10-22 Kobe Steel Ltd Aluminum fin material for heat exchanger
CN110404529A (en) * 2018-04-26 2019-11-05 夏普株式会社 The manufacturing method of photocatalysis layer, photocatalysis body and photocatalysis body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2022045928A (en) Surface-modified carbon and sorbents for improved efficiency in removal of gaseous contaminants
JP2008229624A (en) Photocatalytic composition
US20110294660A1 (en) Reusable heavy metal remover and fabrication method thereof
CN110479023A (en) A kind of environmental purification material and preparation method thereof
JPH05305213A (en) Air purifying sheet and air purifying filter using the same
JP2004202329A (en) Functional material and its manufacturing method
JP4635185B2 (en) Photocatalytic coating method for polyester fiber
JP4932320B2 (en) Adsorbing member with excellent adsorption / desorption performance and manufacturing method thereof
JP4478959B2 (en) Method for adjusting core / shell structure having void controlled inside, and method for preparing structure having core / shell structure as component
JP2000218161A (en) Photo-catalyst body
CN111841518A (en) Composite photocatalyst and photocatalyst material
JP2005254128A (en) Photocatalyst particle and method of immobilizing it, and photocatalytic member
KR101435945B1 (en) Absorbent/catalyst shell having a hollow core and the manufacturing method thereof
JP4937443B2 (en) Environmental improvement material
JP3653761B2 (en) Method for forming member having photocatalyst
KR101526878B1 (en) Alginate bead impregnated bubble and photocatalyst method for the same
JP2000233113A (en) Deodorization filter, its manufacture and use
KR101786824B1 (en) Method for immobilizing photocatalyst on polyimide film and photocatalyst substrate fabricated by the same
JP5245150B2 (en) Photocatalyst coating method for polyester molding
JP2005296766A (en) Production method of photocatalytic functional material
KR20200056343A (en) Adsorbent for offensive order removal and method to manufacture thereof
JPH08155379A (en) Method for transfer-depositing particulate film
JP2000107610A (en) Substrate for photocatalyst deodorization body and photocatalytic deodorization body provided with the same
KR101857036B1 (en) Manufacturing Method of Filter for Smell Removal using Graphene
JP2005194176A (en) Spherical carbon particle and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051208

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20070328

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080611

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080624

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080825

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081216

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090213

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090609