JP3227373B2 - 光触媒を用いた空気浄化塗料 - Google Patents

光触媒を用いた空気浄化塗料

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JP3227373B2 JP06080096A JP6080096A JP3227373B2 JP 3227373 B2 JP3227373 B2 JP 3227373B2 JP 06080096 A JP06080096 A JP 06080096A JP 6080096 A JP6080096 A JP 6080096A JP 3227373 B2 JP3227373 B2 JP 3227373B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光触媒を用いた空気
浄化塗料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】空気の浄化物としては、一般的には活性
炭が知られている。活性炭は多数の細孔を有しており、
その細孔内に臭気等の汚れ成分を吸着させて空気を浄化
するものである。
【0003】また、特開平5−293165号公報に
は、活性炭と光触媒を複合化したものが提案されてい
る。これは、活性炭の表面に光触媒を担持させることに
より、紫外線ランプ等を用いて光触媒を励起させ、活性
炭を再生させるとともに、臭気成分を分解するようにし
たものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の空気浄化物のうち、前者の活性炭単独のものの
場合には、臭気を吸着するうちに吸着量が飽和状態に達
し、浄化性能が無くなってきて、いずれ交換しなければ
ならなくなるという問題がある。
【0005】一方、後者の活性炭と光触媒を複合したも
のの場合においては、脱臭性能は活性炭の吸着性能によ
って決まり、活性炭で吸着困難なアンモニア、硫化水
素、アセトアルデヒド等の浄化性能が良くないという問
題がある。また、高湿度雰囲気下では吸湿して脱臭性能
が低下してしまうという問題がある。さらに、光触媒と
活性炭は塗料化できないため、光触媒はハニカム状等に
成形した活性炭に焼き付けられるが、焼き付け条件によ
っては活性炭が発火するという問題や、光触媒による活
性炭の分解が起こり得るという問題もある。
【0006】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、その目的は、紫外線の照射によ
って浄化性能を再生することができ、高湿度雰囲気下で
も十分な浄化性能を有し、紫外線に対して安定してお
り、かつ発火の危険性がない空気浄化塗料を提供するこ
とにある。
【0007】また、本発明の他の目的は、どのような種
類の臭気成分も吸着可能な空気浄化塗料を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光触媒と吸着剤をバインダーを用いて塗
料化した空気浄化塗料であって、前記吸着剤としてシリ
カ/アルミナ比が56以上92以下のハイシリカ合成ゼ
オライトH型ZSM5を用い、皮膜形成時における光触
媒の配合比率を15重量%以上とし、前記バインダーと
してコロイダルシリカを主成分とするものを用いたこと
を特徴とするものである。
【0009】本発明の空気浄化塗料を各種材料のシート
またはハニカム等の通気性担体または容器壁等に塗布
し、乾燥・焼き付けを行って空気浄化皮膜を形成させる
と、この皮膜付近を通過する空気の臭気成分が皮膜に吸
着されて空気が浄化される。吸着された臭気成分は紫外
線照射によって分解され、これによって塗料の浄化性能
が再生される。本発明の空気浄化塗料は、吸着剤が疎水
性であるため、高湿度雰囲気下でも吸湿による浄化性能
の低下が少ない。また、吸着剤が活性炭よりも化学的に
安定しており、光触媒で分解されることがなく、発火す
る危険性もない。
【0010】なお、どのような臭気成分も吸着可能にす
るために、前記ハイシリカ合成ゼオライトH型ZSM5
は、中心イオンである水素イオンが銅または銀または白
金またはパラジウムのイオンでイオン交換されたハイシ
リカ合成ゼオライトH型ZSM5を一種類以上含むこと
が好ましい。
【0011】また、前記ハイシリカ合成ゼオライトH型
ZSM5のイオン交換率を前記ハイシリカ合成ゼオライ
トH型ZSM5全体の1重量%以上にすると、活性炭以
上の浄化性能が得られるようになる。
【0012】また、前記バインダーを、マイカを8重量
%以上含むものにすると、皮膜がひび割れしにくくな
り、厚く塗布することができるため、単位面積当りの吸
着量を多くすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
を図面を参照しながら説明する。疎水性合成ゼオライト
であるH型ZSM5を用いてシリカ/アルミナ比が5
6、92、430となるように粉を作成し、この粉4g
について27リットルの密閉ボックス内で清浄空気をパ
ージした後、蒸留水を蒸発させて95%RH以上の高湿
度雰囲気とし、中にアンモニアを蒸発させて100pp
mの初期濃度とし、通風して粉を循環させ、濃度の変化
をガスセンサーにて測定することによりこれらの吸着性
能を測定した。図1がその結果を示すグラフである。シ
リカ/アルミナ比が高いほど疎水性が向上するとされて
いるが、430では逆に吸着性能が低下しており、シリ
カ/アルミナ比は92以下で良い。
【0014】さらに、シリカ/アルミナ比が90の合成
ゼオライトH型ZSM5を用い、この中心イオンの水素
イオンを粉の重量比で1%を白金、パラジウム、銅、銀
等のイオンでイオン交換させた。これらの各種臭気成分
に対する吸着性能を見るために同上の方法により乾燥雰
囲気のなかで各種ガスを発生させて、吸着性能を測定し
た。図2はアンモニア(初期濃度170ppm)、図3
はトリメチルアミン(初期濃度90ppm)、図4は硫
化水素、図5はエチルメルカプタン(初期濃度80pp
m)、図6は硫化メチル(初期濃度100ppm)、図
7は酢酸(初期濃度140ppm)、図8はアセトアル
デヒド(初期濃度65ppm)、図9はエチレン(初期
濃度1400ppm)に対するものである。なお、各図
において、ブランクとは、密閉ボックス内に吸着剤を入
れないときのガスセンサー値である。
【0015】これらのグラフより、銅イオン交換ZSM
5、パラジウムイオン交換ZSM5は大抵の臭気に対し
て吸着性能が優れていることがわかる。なお、イオン交
換率を重量比で1%以上にすれば、吸着性能がいずれの
臭気に対しても活性炭と同等またはこれを凌賀するよう
になる。図5において、銅イオン交換ZSM5の重量比
を0.5%から1%にすると、吸着性能が向上して活性
炭とほぼ同等になることが判る。
【0016】光触媒として石原作業株式会社製の酸化チ
タンST−01(商品名)を用い、吸着剤として、シリ
カ/アルミナ比が90で、1重量%を銅イオン交換した
ハイシリカ合成ゼオライトH型ZSM5を用い、バイン
ダーとしてテルニック工業株式会社製のコロイダルシリ
カ系バインダーベタック970GD(商品名)を用い
て、これらの配合比を種々変更して、60×80(m
m)のガラス基材板の片面に、いずれも12(mg/c
2)となるように塗布し、380℃で1時間焼き付け
を行ってサンプルを作成した。
【0017】このサンプル4枚ずつを27リットルのボ
ックス内に設置し、乾燥した清浄空気をパージした後、
アセトアルデヒドを注入して初期濃度100ppmと
し、送風して循環させながら6Wブラックライト1本の
照射がある場合とない場合についてガスセンサーにより
脱臭性能を測定した。その結果が図10である。吸着量
が飽和するまでは、光触媒だけよりも光触媒とゼオライ
トを混合した方が脱臭速度は速い。また、吸着飽和後の
脱臭性能において、皮膜形成時における光触媒の配合重
量比が15%より少ないと、分解速度が極端に遅くな
り、十分な脱臭性能が得られない。15%以上であれ
ば、吸着飽和後においても分解しており、十分な脱臭性
能は得られる。
【0018】なお、用いたバインダーの中にはマイカ粉
を添加しているが、このマイカの添加量がバインダー重
量に対して8%以下であれば焼き付け後にひび割れが生
じるが、8%以上であれば12(mg/cm2)以上に
厚く塗布してもひび割れしにくい結果となった。
【0019】バインダー成分としてコロイダルシリカを
主成分とするものの代わりにシリコン樹脂、フッ素樹
脂、リン酸アルミニウムを主成分とするものを用いて同
様に塗料化したが、本発明のものと比べて十分な脱臭性
能が得られず、塗布量も12(mg/cm2)以上厚く
塗ることができなかった。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
吸着剤としてシリカ/アルミナ比が56以上92以下の
ハイシリカ合成ゼオライトH型ZSM5を用いたことに
より、吸着剤が疎水性であるため高湿度雰囲気でも浄化
性能の低下が少ない。また、ハイシリカ合成ゼオライト
H型ZSM5は活性炭よりも化学的に安定しており、光
触媒で分解されることがなく、発火する危険性もない。
また、塗料化したことにより、使用時の自由度が高く、
非常に扱い易い。さらに、皮膜形成時における前記光触
媒の配合比率を15重量%以上にしたことにより、市販
のブラックライトでも十分な再生能力が得られるように
なり、再生効率が十分なものとなる。加えて、前記バイ
ンダーをコロイダルシリカを主成分とするものにしたこ
とにより、紫外線がバインダーを透過しやすくなり、光
触媒に紫外線が吸収されやすくなるとともに、多孔質で
あるため、皮膜を厚くしても紫外線が内部まで浸透する
ようになる。
【0021】請求項2によるときは、ハイシリカ合成ゼ
オライトH型ZSM5を、中心イオンである水素イオン
が銅または銀または白金またはパラジウムのイオンでイ
オン交換されたハイシリカ合成ゼオライトH型ZSM5
を一種類以上含むものにしたことにより、どのような種
類の臭気成分も吸着可能であり、かつ吸着量も多い。
【0022】請求項3によるときは、合成ゼオライトの
イオン交換率を合成ゼオライト全体の1重量%以上にし
たことにより、活性炭以上の浄化性能が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 シリカ/アルミナ比の違いによる高湿状態で
のアンモニアの吸着性能の違いを比較したグラフ。
【図2】 乾燥状態でのアンモニアの吸着性能を比較し
たグラフ。
【図3】 乾燥状態でのトリメチルアミンの吸着性能を
比較したグラフ。
【図4】 乾燥状態での硫化水素の吸着性能を比較した
グラフ。
【図5】 乾燥状態でのエチルメチレンカプタンの吸着
性能を比較したグラフ。
【図6】 乾燥状態での硫化メチルの吸着性能を比較し
たグラフ。
【図7】 乾燥状態での酢酸の吸着性能を比較したグラ
フ。
【図8】 乾燥状態でのアセトアルデヒドの吸着性能を
比較したグラフ。
【図9】 乾燥状態でのエチレンの吸着性能を比較した
グラフ。
【図10】 光触媒と吸着剤の配合比の違いと紫外線照
射の有無によるアセトアルデヒドの吸着性能の違いを比
較したグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B01J 35/02 C09C 3/00 C01B 39/38 B01D 53/36 J C09C 3/00 ZABH

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光触媒と吸着剤とバインダーを用いて塗
    料化した空気浄化塗料であって、 前記吸着剤としてシリカ/アルミナ比が56以上92以
    下のハイシリカ合成ゼオライトH型ZSM5を用い、皮
    膜形成時における光触媒の配合比率を少なくとも15重
    %とし、前記バインダーとしてコロイダルシリカ及び
    マイカよりなり、皮膜形成時におけるマイカの配合比率
    を少なくとも8%としたことを特徴とする光触媒を用い
    た空気浄化塗料。
  2. 【請求項2】 前記ハイシリカ合成ゼオライトH型ZS
    M5は、中心イオンである水素イオンを銅または銀また
    は白金またはパラジウムのイオンでイオン交換したハイ
    シリカ合成ゼオライトH型ZSM5を一種類以上含むこ
    とを特徴とする請求項1に記載の光触媒を用いた空気浄
    化塗料。
  3. 【請求項3】 前記ハイシリカ合成ゼオライトH型ZS
    M5のイオン交換率は、前記ハイシリカ合成ゼオライト
    H型ZSM5全体の1重量%以上であることを特徴とす
    る請求項2に記載の光触媒を用いた空気浄化塗料。
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