JPH11169727A

JPH11169727A - 光触媒体及びその用途

Info

Publication number: JPH11169727A
Application number: JP9341333A
Authority: JP
Inventors: Tokumitsu Kurihara; 得光栗原; Koichi Morimitsu; 廣一森光; Tatsuo Saito; 辰夫斎藤
Original assignee: Titan Kogyo KK
Current assignee: Titan Kogyo KK
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 1999-06-29
Anticipated expiration: 2017-12-11
Also published as: JP4112661B2

Abstract

(57)【要約】【課題】アセトアルデヒド、メルカプタン、ＮＯ_X等
の悪臭ガスや有害ガス、農薬等の有害物質、環境汚染物
質の分解除去及び殺菌効果に優れた、光触媒用二酸化チ
タンを微粒子シリカゾルをバインダーにして固定した塗
膜を有する光触媒体を提供する。【解決手段】光触媒用二酸化チタンと粒径が０．１〜
１０ｎｍの微粒子シリカゾルをバインダーにした塗料を
基体上に塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒体及びその
用途に関し、更に詳しくは、紫外線照射によって、各種
有機物及び無機物の分解効果を示す光触媒機能を有する
二酸化チタンを用いた光触媒体と、それを利用した、日
常生活において発生する各種悪臭ガスや有害ガスを除去
するのに有用な脱臭剤等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】二酸化チタンなどの光触媒は紫外線を照
射すると、光励起により価電子帯から伝導帯に電子が移
行して、ｎ型半導体となり、各種化合物の分解及び殺菌
効果を示すことは広く知られており、水中有機物の分解
（『用水と廃水』ｖｏｌ.３０Ｎｏ.１０（１９８８）ｐ
９４３−９４８）、有機物分解や脱臭、殺菌（『表面』
ｖｏｌ.２５Ｎｏ.８（１９８７）ｐ４７７−４９５、
『セラミックス』２１（１９８６）Ｎｏ.４，ｐ３２６
−３３３）等に使用できることが報告されている。

【０００３】しかし、実際にその光触媒活性を、排気ガ
ス中の有害ガスやタバコ、トイレ等の悪臭ガス、農薬な
どの有害物質、環境汚染物質の分解除去及び殺菌等の目
的で使用する場合、その使用勝手から、何らかの基体上
に担持、固定することが必要である。その他、近年、開
発されている脱臭剤などの各種機能性物質粉末について
も、粉末の形態で使用されるものは僅かである。

【０００４】機能性物質粉末の例として、光触媒用二酸
化チタンを基体に担持させる方法としては、例えば以下
のものが提案されている。

【０００５】（１）ニトロセルロース、ガラス、ポリ塩
化ビニル、ナイロン、メタクリル樹脂、ポリプロピレン
等の光透過性物質材料からなるフィルム状、ビーズ状、
ボード状、繊維状等の形状の基体に酸化チタン微粉末を
付着させる方法（特開昭６２−６６８６１号公報）。

【０００６】（２）多孔性ガラス支持体にチタン（IV）
テトラブトキシオキサイドのアルコール溶液を含浸し、
加熱して、アナターゼ型の酸化チタンにすることによっ
て多孔性ガラス支持体に保持・固定する方法（特開平２
−５０１５４号公報）。

【０００７】（３）色素又は金属錯体などの光増感剤を
側鎖として持つ多孔性高分子膜（例えばポリフッ化エチ
レン樹脂）中に圧入、含浸、付着等の方法により、半導
体触媒粉末を保持・固定する方法（特開昭５８−１２５
６０２号公報）。

【０００８】（４）ポリプロピレン繊維あるいはセラミ
ックスからなる濾過フィルターに酸化チタンを担持する
方法（特開平２−６８１９０号公報）。

【０００９】（５）石英、ガラス、プラスチックの繊維
のからみの中に二酸化チタン粉末を保持・固定しその両
面を光透過性のガラスでおさえつける方法（アメリカ特
許４８８８１０１号）。

【００１０】（６）アルミナ基板に白金をスパッタリン
グ法により固着させ、その上にアナターゼ型の酸化チタ
ン粉末とメチルメタクリレートの有機溶媒溶液との混合
分散液をスピンコーティング法により塗着し、しかるの
ちに結着剤としてのメチルメタクリレートを加熱分解す
るとともに、アナターゼ型の酸化チタンをルチル型の酸
化チタンにする方法（ＲｏｂｅｒｔＥ．Ｈｅｔｒｉ
ｃ，ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＣｏｍｍｕｎｉｃ
ａｔｉｏｎｓ，５，（３），１７７−１８７（１９８
５））。

【００１１】（７）ポリエステル布の表面に酸化チタン
を低温溶射方法で溶射担持する方法（桜田司、表面技術
４１巻、１０号、Ｐ６０（１９９０））。

【００１２】（８）難分解性結着剤を介して光触媒粒子
を基体に接着させる方法(特開平７−１７１４０８号公
報)。

【００１３】上記の公知の光触媒二酸化チタンの基体へ
の担持方法には、それぞれ以下の欠点があった。

【００１４】（１），（３），（４），（５）などの有
機物バインダ−とする固定では、二酸化チタンの光触媒
作用で大部分の有機物が分解されるので、長期使用時の
固定は信頼性が無い。（２）の方法は、高価な有機チタ
ン化合物を原料とする上に、破損し易いガラスに直接担
持させているため、強度の信頼性が無い。また（６），
（７）の方法は固定の際に非常に高温になり、二酸化チ
タンの高い光触媒活性が失われるので好ましくない。

【００１５】（８）の方法では難分解性の結着剤を用い
ているが、難分解性とはいうものの結着剤が光触媒と接
触している限り、やがては樹脂が劣化してしまうので長
時間の使用はできない。

【００１６】その他、よく使用される方法として、単に
無機多孔質体、繊維にスラリ状の二酸化チタンやチタニ
アゾルを含浸、担持させる方法、及びシリカ系、アルミ
ナ系等のアルカリ塩を加水分解や加熱溶融させたバイン
ダ−を使用する方法等があるが、前者では二酸化チタン
粒子が固定されていないために、振動、衝撃で容易に脱
落するし、後者では触媒を固定するためのバインダ−に
よって、触媒表面が被覆されて活性が大部分失われると
いう問題があった。

【００１７】又、一般に光触媒の固定に使用されている
と称されているシリカゾルは粒径が１０〜２０ｎｍ程度
であり、二酸化チタンとの接触面積が小さく、接着力が
不十分であった。そのためバインダーとして使用する場
合、５００℃以上の高温で焼き付けて一部溶融させるこ
とで固定化させることが必要であるが、焼き付けにより
シリカが二酸化チタン粒子表面を膜状に覆ってしまうた
め、活性点がほとんど消滅し光触媒能が大幅に低下す
る。また二酸化チタンも同時に加熱され比表面積が低下
するため、二酸化チタン自身の光触媒能も低下する。更
に水性シリカゾルの場合安定化のためにＮａイオンを残
存させて塩基性のゾルとしているため、塗料としたとき
にＮａイオンが二酸化チタンに吸着して光触媒能を大幅
に減衰させるため、一般には光触媒用二酸化チタンの固
定用バインダーとしては実用性のないものであった。

【００１８】一方、オリゴマーを使用した場合、接着力
は強いものの、粒度が小さすぎて二酸化チタン表面の水
酸基をほとんど覆ってしまうため、光触媒能が極端に低
くなる欠点がある。

【００１９】更にこれらの方法では耐熱性等が必要とさ
れるため、使用できる基体の種類も制限され、広い面へ
の固定や加工が困難なために、コストがかさむ一方、光
エネルギ−を充分に利用できないという問題があった。

【００２０】また最近では光触媒用二酸化チタンを固定
する方法として、二酸化チタン粒子を凝集体とする、二
酸化チタン粒子を活性炭等の無機物粒子に担持させる、
二酸化チタン粒子をシリカやアルミナ等の無機物で被覆
する等の手段で、紙等の分解され易い物質中に、接触点
を減らすことで対処する方法や、セメント等に光触媒用
二酸化チタンを混ぜて使用する方法が比較的実用化に近
いとして発表されている。

【００２１】しかしながら、前者では光触媒用二酸化チ
タンとの接触点での分解が防げず、また後者は高価な光
触媒用二酸化チタンをセメント内部に無駄に使用する
上、セメント自体の強度を低下させない量の触媒では、
その効果は期待できない等の欠点が残されている。更に
これらの処理、加工を行うことの煩雑さは実用化を阻害
している。

【００２２】上記問題は二酸化チタン以外の光触媒や、
更に吸着剤、殺菌剤等の高活性物質全てに共通のもので
ある。

【００２３】従って、これら高活性物質を実用化するに
際して、活性を低下させること無く、強度に優れ、取り
扱いが容易な固定方法が望まれていた。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題を
解決することを目的とし、アセトアルデヒド、メルカプ
タン等の悪臭ガス、ＮＯ_X等の有害ガス、農薬等の有害
物質及び環境汚染物質の分解除去、殺菌効果や加工性及
び耐候性に優れた、微粒子シリカゾルをバインダーにし
て光触媒用二酸化チタンを固定した塗膜を有する光触媒
体を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
を達成するために鋭意研究を行った結果、基体及び基体
表面に特定の粒径を有する水性又は有機溶剤系シリカゾ
ルをバインダーにして、かつ、光触媒用二酸化チタンの
一次粒径とシリカゾルの粒径の比が特定の範囲で光触媒
用二酸化チタンを固定した塗膜を有する光触媒体は、そ
の活性が低下することなく強度に優れ、アセトアルデヒ
ド、メルカプタン等の悪臭ガス、ＮＯ_X等の有害ガス、
農薬等の有害物質、環境汚染物質の分解除去及び殺菌効
果に優れていることを見いだし、本発明を完成した。

【００２６】すなわち本発明は、基体に、バインダー成
分としてのシリカゾルと光触媒成分としての二酸化チタ
ンとを含有する塗膜を形成した光触媒体であって、前記
バインダーが０．１〜１０ｎｍの粒径を有し、かつ前記
光触媒用二酸化チタンの一次粒径（Ａ）と前記シリカゾ
ルの粒径（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が２００〜２の範囲で
あることを特徴とする光触媒体である。

【００２７】前記光触媒体において、前記シリカゾルの
添加量は、ＳｉＯ₂基準で前記光触媒用二酸化チタンに
対して２０〜２００重量部とすることが好ましい。

【００２８】前記光触媒体において、前記基体表面と前
記塗膜との間に接着層を介在させることもできる。

【００２９】前記光触媒体において、前記基体は、アル
ミニウム、鉄、チタン、ニッケル、クロム、銅、前記金
属の１種以上を含む合金、ガラス、セラミックス、セメ
ント、木材及び合成樹脂からなる群から少なくとも１種
以上選ぶことができる。

【００３０】又、前記基体は、布、繊維、樹脂フィル
ム、板及び紙からなる群から選ぶことができる。

【００３１】前記の光触媒体を用いて脱臭剤、抗菌剤、
有害ガス除去剤、又は水浄化剤とすることもできる。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明の光触媒体に用いる光触媒
用二酸化チタンは、メタチタン酸を７００℃以下の低温
で焼成したアナターゼ型のものが好ましく、一次粒子径
が１０〜５０ｎｍでかつ凝集粒径が３００〜８００ｎｍ
になる様に調整したものやメタチタン酸を強酸性下で解
膠処理して１０〜５０ｎｍの一次粒子に単分散化したも
のが使用できる。比表面積は２０〜３５０ｍ²／ｇが好
ましく、５０〜３５０ｍ²／ｇがさらに好ましい。

【００３３】また二酸化チタンには、Ｗ、Ｓｎ、Ｍｏ、
Ｖ、Ｍｎ及びＺｎ等の触媒活性を向上させる金属酸化物
を含有させることもできる。

【００３４】前記二酸化チタンの固定に使用するシリカ
ゾルはその粒径が０．１〜１０ｎｍの微粒子タイプであ
り、１〜１０ｎｍのものがより好ましい。このシリカゾ
ルは珪酸ソーダを原料にイオン交換樹脂で脱Ｎａして得
られた水性シリカゾル、又はアルキルシリケートをアル
カリ触媒で加水分解する方法で得られた有機溶媒系シリ
カゾルを用いることができ、又、同様の微粒子タイプの
市販のシリカゾルを用いても良い。

【００３５】本発明に記載する微粒子タイプのシリカゾ
ルは二酸化チタンに対する添加量をＳｉＯ₂基準で好ま
しくは２０〜２００重量部、更に好ましくは３０〜１５
０重量部にすることにより、２００℃以下の比較的低温
での焼き付けでオリゴマーに近い強い接着力を有するも
のとなる。

【００３６】シリカゾルと二酸化チタン粒子表面の結合
はゾル粒子と二酸化チタン粒子の接触点で生じるが、前
記微粒子シリカゾルは本発明で好ましいと考えられる二
酸化チタンの一次粒子径１０〜５０ｎｍに対して適度の
大きさを有するため、二酸化チタン表面にはシリカと結
合していない活性サイトが多く存在する。このため光触
媒能は高く保持される。二酸化チタンの一次粒径(Ａ)と
シリカゾルの粒径(Ｂ)の比(Ａ／Ｂ)が２００〜２、好ま
しくは１００〜２、より好ましくは５０〜２の範囲であ
れば、二酸化チタンの一次粒子に接着するシリカゾルの
個数は、光触媒固定膜としての接着力と分解能のバラン
ス上最適な状態となる。

【００３７】前記(Ａ／Ｂ)が２００より大きい場合、接
着力は強いがシリカゾルが酸化チタン表面の活性点をほ
とんど覆ってしまうため分解能はほとんど認められなく
なる。一方、(Ａ／Ｂ)が２より小さい場合、分解能は高
いが固定膜としての接着力が極端に低下する。またシリ
カゾルの添加量を上記の範囲で多くしても光触媒能はほ
とんど低下せず、塗膜の強度はその添加量にほぼ比例し
て向上する。

【００３８】第一層を覆った後の余分のシリカゾルはシ
リカゾル同士でその上にシロキサン結合のネットワーク
を形成し、塗膜強度の強化に貢献している。シリカゾル
の積層はｎｍオーダーの空孔が多く存在し、塗膜の空隙
率は３０〜７０％と比較的高く保たれるので、被分解ガ
スの吸着と反応生成ガスの脱離は容易であり、光触媒反
応を律速することは無いと考えられる。

【００３９】微粒子シリカゾルの粒径が０．１ｎｍより
小さいものは、オリゴマーの性質に近く不安定でゲル化
しやすいため長期保存での安定性が必要な塗料用のバイ
ンダーとしては適さない。また粒径が１０ｎｍより大き
いと、シリカゾル同士及びシリカゾルと二酸化チタン粒
子、更にはシリカゾルと基板または基板上の接着層との
接着力が弱く、塗膜としての充分な剥離強度がとれない
ので好ましくない。

【００４０】微粒子シリカゾルをバインダーにした光触
媒塗料は、基体の材質によっては直接塗布できない場合
がある。その際には接着層として耐光性樹脂を介在させ
ることで、塗膜の形成が可能である。また接着層を介在
させた方が塗膜の固定強度はより強いものとなる。

【００４１】基板上に接着層を形成する場合に用いる耐
光性樹脂は、樹脂単独で長時間の直射日光や紫外線の照
射によって劣化しないものであれば、いずれも使用でき
るが、例えばシリコン樹脂、アクリル変成シリコン樹
脂、アクリル樹脂、シランカップリング剤及び耐光性ウ
レタン樹脂のエマルジョンの少なくとも１種が使用でき
る。

【００４２】塗膜に残存するＮａは、水洗することで取
り除くことができる。水洗により、脱臭、殺菌等の光触
媒能の向上幅はシリカゾル添加量によって異なるが、２
〜３倍向上する場合もある。

【００４３】シリカゾルの結合を強固にする目的で、前
出の光触媒塗料に低濃度の酸、または少量の珪酸ソーダ
あるいはアルミン酸ソーダを添加することで、塗膜の剥
離強度を向上させることも可能である。

【００４４】被分解ガスの種類によっては、塗膜に二酸
化チタン以外の吸着剤を併用した方が光触媒効果が高く
できる場合もある。例えばＮＯ_X浄化用として用いる場
合には、吸着剤としてゼオライト、酸化亜鉛微粉末、チ
タン工業製吸着剤ＴＺ−１００等を酸化チタンに対して
１〜３０重量部添加することで、ＮＯ_X浄化能を大幅に
向上させることができる。

【００４５】尚、光触媒塗膜に透明性が必要な場合、光
触媒用二酸化チタンにおいて前述した、メタチタン酸を
強酸性下で解膠処理して１０〜５０ｎｍの一次粒子に単
分散化したものを用いれば、透明性の尺度であるヘーズ
値が１０％以下の塗膜を得ることができる。メタチタン
酸を単分散化した原料には、メタチタン酸を強酸性下で
解膠処理したスラリー、前記スラリーを中和洗浄したケ
ーキ、前記ケーキを乾燥したもの等を用いることができ
るが、それらの中では中和洗浄したケーキが、酸の残存
が無くかつ乾燥時の固着による分散性の低下も無いため
最も適している。

【００４６】本発明にかかる光触媒体は代表的には、光
触媒用二酸化チタン及び微粒子シリカゾルを混合・分散
して塗料化し、基体上に塗布することによって製造され
る。

【００４７】前記塗料を作製する際の、二酸化チタン粉
末に対する微粒子シリカゾルの添加比率は前述の如く、
ＳｉＯ₂基準で２０〜２００重量部である。２０重量部
より少ないと塗膜を形成するための二酸化チタン粒子と
シリカゾルの接着、更には前記塗膜の基体への接着力が
弱く剥離が生じ、また２００重量部より多いと光触媒塗
料中の酸化チタン濃度が低下し、結果的に塗膜中の酸化
チタン濃度が低下するため、光触媒塗膜の単位面積当た
りの光触媒能が低下するので好ましくない。

【００４８】尚、塗工性の改良を目的に、接着層に使用
する耐光性樹脂エマルジョンを少量添加しても良い。

【００４９】前記塗料を前記基体上に塗布する方法とし
ては、公知の方法が使用できるが、基体の示す性質に応
じて、塗布、吹き付け、浸漬等の適当な塗装方法を選択
できる。

【００５０】なお、本発明で使用する光触媒用二酸化チ
タンは、悪臭ガスの脱臭効果以外にも、ＮＯ_X、アンモ
ニア、硫化水素等の無機ガスや農薬等の有害物質、環境
汚染物質の分解除去及び菌類、藻類に対する殺菌、除去
などが、光触媒効果として公知であり、脱臭効果が得ら
れる場合には、光触媒効果として知られているその他の
効果も同時に得られることは明かである。従って、本発
明にかかる光触媒体は脱臭剤、抗菌剤、有害ガス除去剤
及び水浄化剤として好適に使用される。

【００５１】すなわち、前記の光触媒体を用いて脱臭剤
とし、日常生活において発生するタバコ、トイレ等の悪
臭ガスを除去することができる。この場合は、脱臭を行
うべき場所の壁、板、机、支持体、箱等の基体上に、前
述したバインダー成分としてのシリカゾルと光触媒成分
としての二酸化チタンとを含有する塗膜を形成すればよ
く、室内に入射する太陽光や室内照明光、蛍光灯等を利
用して光触媒体の脱臭効果を発揮させることができる。

【００５２】また、抗菌すべき水槽の内張り等に前記塗
膜を形成すること等により抗菌剤とし、紫外線等を用い
て水槽等の容器中の菌類、藻類に対する殺菌、除去を行
うこともできる。

【００５３】さらに、前記の光触媒体を用いて有害ガス
除去剤とし、排気ガス中の有害ガスの除去を行うことが
できる。ここでいう有害ガスとは、アルデヒド、メルカ
プタン、アンモニア及びＮＯ_X等が含まれる。この場合
には、有害ガスを通過させる容器、筒等の内張り等に、
前記塗膜を形成し、太陽光又は紫外線等を照射すること
により前記有害ガスの除去を行うことができる。

【００５４】また、前記の光触媒体を用いて水浄化剤と
することができる。ここでいう水とは、工場排水、鉱業
排水、工業用水、農業用水、飲料水、湖沼、河川水、海
水等を含むものである。この場合は、これらの水が存在
する湖岸、川岸、海岸、流水路、貯水槽内、濾過器内、
下水道、あるいは水棲生物の飼養域内のこれらの水と接
触しうる基体箇所に前記塗膜を形成して水浄化剤とし、
次いで、紫外線を含有した光を照射させて水を浄化す
る。紫外線を含有した光としては、例えば、太陽光や蛍
光灯、ブラックランプ、キセノンフラッシュランプ、水
銀灯などの光があげられる。

【００５５】以下に実施例を挙げて、本発明の内容をよ
り詳細に説明するが、これら実施例はあくまでも例示で
あり、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。

【００５６】

【実施例】実施例１光触媒用二酸化チタン（チタン工業製ＰＣ−１０２）６
ｇと水性シリカゾル（粒径５ｎｍ二酸化チタンの一次
粒径／シリカゾルの粒径＝４）２３．５ｇ（ＳｉＯ₂基
準で４．８ｇ、即ち、二酸化チタンに対して８０重量
部）を３ｍｍのガラスビーズ６０ｇとともに１２０ｍｌ
のマヨネーズ瓶に仕込み、レッドデビル社製のペイント
コンディショナーで３０分間分散して塗料とした。この
触媒塗料の酸化チタン含有率は２０ｗｔ％である。これ
を、アクリル変成シリコン樹脂で接着層を形成させたア
ルミニウム基板の上に２ミルのドクターブレードで塗布
し、１２０℃で３０分乾燥して塗膜とした。この塗膜を
９０℃×３０分の条件で洗浄してＮａを溶出、除去し
た。この膜は塗布面を手でこすっても粉の付着はなかっ
た。

【００５７】上記の光触媒を塗布したアルミニウム基板
を５ｃｍ×１ｃｍに切り出して１２０ｍｌのガラス製瓶
に入れ、アセトアルデヒドを瓶内のガス濃度が１００ｐ
ｐｍになる量注入し、瓶の外から波長３５２ｎｍの紫外
線を０．４ｍＷ／ｃｍ²で３０分間照射した後、瓶内の
空気を柳本製作所製ガスクロマトグラフＧ３８００（検
出器ＦＩＤ）で測定したところ、アセトアルデヒド濃度
は０ｐｐｍであった。同様にして、エチルメルカプタン
の浄化能を測定した結果、３０分間照射後のエチルメル
カプタン濃度は３０ｐｐｍであった。

【００５８】次に、氷酢酸を蒸留水中に溶解し、１００
ｍｇ／ｌの酢酸溶液を調整した。調整した酢酸溶液５０
ｍｌを２００ｍｌビーカーに分取し、上記の光触媒を塗
布した５ｃｍ×１ｃｍのガラス基板をビーカー底面に固
定した。上部より３５２ｎｍの紫外線を４ｍＷ／ｃｍ²
で５時間照射した後、溶液中の酢酸の濃度を横河電機製
イオンクロマトグラフＩＣ５００で測定した。その結果
酢酸の濃度が４０ｍｇ／ｌまで低下した。

【００５９】更にこの塗膜をスガ試験機（株）製デュー
パネル光コントロールウェザーメーターを使用して、７
２時間の紫外線照射を行ったが、塗膜の変色、塗膜の剥
落は生じなかった。また、鉛筆硬度による塗膜剥離試験
(ＪＩＳ−Ｋ５４００)を行ったところ、付着性は評価点
１０で、鉛筆硬度は３Ｈ以上であった。

【００６０】実施例２実施例１において、有機溶剤系シリカゾルで粒径が２ｎ
ｍ(二酸化チタンの一次粒径／シリカゾルの粒径＝１０)
のものを使用した以外は同様にして光触媒塗料を作製し
た。この膜は塗布面を手でこすっても粉の付着は無かっ
た。

【００６１】上記の光触媒を塗布したアルミニウム基板
を５ｃｍ×１ｃｍに切り出して１２０ｍｌのガラス製瓶
に入れ、アセトアルデヒドを瓶内のガス濃度が１００ｐ
ｐｍになる量注入し、瓶の外から波長３５２ｎｍの紫外
線を０．４ｍＷ／ｃｍ²で３０分間照射した後、瓶内の
空気を柳本製作所製ガスクロマトグラフＧ３８００（検
出器ＦＩＤ）で測定したところ、アセトアルデヒド濃度
は２０ｐｐｍであった。同様にして、エチルメルカプタ
ンの浄化能を測定した結果、３０分間照射後のエチルメ
ルカプタン濃度は６０ｐｐｍであった。

【００６２】更にこの塗膜をスガ試験機（株）製デュー
パネル光コントロールウェザーメーターを使用して、７
２時間の紫外線照射を行ったが、塗膜の変色、塗膜の剥
落は生じなかった。

【００６３】実施例３実施例１に記載した塗料を直接織布及び紙に塗布した
が、塗膜の剥離は全く生じなかった。この塗膜をスガ試
験機（株）製デューパネル光コントロールウェザーメー
ターを使用して、７２時間の紫外線照射を行ったが、塗
膜と織布及び紙の変色、塗膜の剥落は生じなかった。

【００６４】実施例４実施例１において、アクリル変成シリコン樹脂エマルジ
ョンを１．３ｇ併用した以外は、同様にして光触媒塗料
を作製した。この膜は塗布面を手でこすっても粉の付着
は無かった。

【００６５】上記の光触媒を塗布したアルミニウム基板
を５ｃｍ×１ｃｍに切り出して１２０ｍｌのガラス製瓶
に入れ、アセトアルデヒドを瓶内のガス濃度が１００ｐ
ｐｍになる量注入し、瓶の外から波長３５２ｎｍの紫外
線を０．４ｍＷ／ｃｍ²で３０分間照射した後、瓶内の
空気を柳本製作所製ガスクロマトグラフＧ３８００（検
出器ＦＩＤ）で測定したところ、アセトアルデヒド濃度
は５ｐｐｍであった。同様にして、エチルメルカプタン
の浄化能を測定した結果、３０分間照射後のエチルメル
カプタン濃度は４０ｐｐｍであった。

【００６６】更にこの塗膜をスガ試験機（株）製デュー
パネル光コントロールウェザーメーターを使用して、７
２時間の紫外線照射を行ったが、塗膜の変色、塗膜の剥
落は生じなかった。

【００６７】実施例５一次粒径が２０ｎｍのメタチタン酸を塩酸解膠処理し中
和洗浄したケーキを酸化チタンとして２．５ｇと水性シ
リカゾル（粒径５ｎｍ二酸化チタンの一次粒径／シリ
カゾルの粒径＝４）４．９ｇ、さらに希釈水１３．７ｇ
を３ｍｍのガラスビーズ６０ｇとともに１２０ｍｌのマ
ヨネーズ瓶に仕込み、レッドデビル社製のペイントコン
ディショナーで３０分間分散して塗料とした。この触媒
塗料の酸化チタン含有率は８ｗｔ％である。これを、ア
クリル樹脂で接着層を形成させたガラス基板の上に１ミ
ルのドクダーブレードで塗布し、１２０℃で３０分乾燥
して塗膜とした。この塗膜を９０℃ｘ３０分の条件で洗
浄してＮａを溶出、除去した。この膜は塗布面を手でこ
すっても粉の付着はなかった。

【００６８】スガ試験機（株）直読ヘーズ・コンピュー
ターＨＧＭ−２ＤＰを使用して上記の光触媒を塗布し
たガラス基板のヘーズ値を測定した結果、ヘーズ値は９
％で、実施例１で使用した酸化チタンを用い、同一処方
で塗布したもののヘーズ値８５％よりかなり低く、塗膜
の透明性が大幅に改良されたものであった。

【００６９】上記の光触媒を塗布したガラス基板を５ｃ
ｍｘ１ｃｍに切り出して１２０ｍｌのガラス製瓶に入
れ、アセトアルデヒドを瓶内のガス濃度が１００ｐｐｍ
になる量注入し、瓶の外から波長３５２ｎｍの紫外線を
０．４ｍＷ／ｃｍ²で３０分間照射した後、瓶内の空気
を柳本製作所製ガスクロマトグラフＧ３８００（検出器
ＦＩＤ）で測定したところ、アセトアルデヒド濃度は５
０ｐｐｍであった。同様にして、エチルメルカプタンの
浄化能を測定した結果、３０分間照射後のエチルメルカ
プタン濃度は６５ｐｐｍであった。

【００７０】更にこの塗膜をスガ試験機（株）製デュー
パネル光コントロールウェザーメーターを使用して、７
２時間の紫外線照射を行ったが、塗膜の変色、塗膜の剥
落は生じなかった。また、鉛筆硬度による塗膜剥離試験
（ＪＩＳ−Ｋ５４００）を行ったところ、付着性は評価
点１０で、鉛筆硬度は３Ｈ以上であった。

【００７１】比較例１実施例１において、水性シリカゾルを粒径が１４ｎｍで
二酸化チタンの一次粒径／シリカゾルの粒径が１．４の
ものに代えた以外は同様にして光触媒塗料を作製し、ア
ルミニウム基板上の接着層に塗布した。この膜は塗布面
を手でこすると粉が少し付着した。

【００７２】この塗膜のアセトアルデヒド浄化能を実施
例１と同様の方法で測定したところ、紫外線３０分間照
射後のアセトアルデヒド濃度は０ｐｐｍであった。同様
にしてエチルメルカプタン浄化能を測定した結果、紫外
線３０分間照射後のエチルメルカプタン濃度は３０ｐｐ
ｍであった。

【００７３】この塗膜をスガ試験機（株）製デューパネ
ル光コントロールウェザーメーターを使用して、７２時
間の紫外線照射を行ったところ、塗布面を手でこすると
粉が付着し、塗膜の剥落も生じた。

【００７４】比較例２実施例１において、水性シリカゾルの添加量が４．５ｇ
及び純水を１９ｇ添加した以外は同様の方法で塗料を作
製し、アルミニウム基板上の接着層に塗布した。この膜
は塗布面を手でこすると粉が付着し、塗膜の剥離も生じ
た。

【００７５】この塗膜をスガ試験機（株）製デューパネ
ル光コントロールウェザーメーターを使用して、７２時
間の紫外線照射を行ったところ、塗布面を手でこすると
粉が付着し、塗膜の剥落も生じた。

【００７６】比較例３実施例１において、シリカゾルの粒径が０．１ｎｍ以下
でほぼオリゴマーに近いと考えられる有機溶剤系シリカ
ゾル（珪酸エチルを出発原料に、酸触媒で加水分解して
得られたもの）を使用した以外は同様の方法で塗料を作
製し、アルミニウム基板上の接着層に塗布した。この膜
は塗布面を手でこすっても粉の付着は無かった。

【００７７】上記の光触媒を塗布したアルミニウム基板
を５ｃｍ×１ｃｍに切り出して１２０ｍｌのガラス製瓶
に入れ、アセトアルデヒドを瓶内のガス濃度が１００ｐ
ｐｍになる量注入し、瓶の外から波長３５２ｎｍの紫外
線を０．４ｍＷ／ｃｍ²で３０分間照射した後、瓶内の
空気を柳本製作所製ガスクロマトグラフＧ３８００（検
出器ＦＩＤ）で測定したところ、アセトアルデヒド濃度
は９０ｐｐｍであった。同様にして、エチルメルカプタ
ンの浄化能を測定した結果、３０分間照射後のエチルメ
ルカプタン濃度は９５ｐｐｍでほとんど光触媒能は認め
られなかった。

【００７８】この塗膜をスガ試験機（株）製デューパネ
ル光コントロールウェザーメーターを使用して、７２時
間の紫外線照射を行ったところ、塗膜の変色、塗膜の剥
落は生じなかった。

【００７９】

【発明の効果】本発明の光触媒体は、特定の粒径を有す
るシリカゾルをバインダーとし、かつ、光触媒用二酸化
チタンの一次粒径とシリカゾルの粒径の比を特定の範囲
としているため、光触媒活性が低下することなく基体と
の接着性に優れ、また、アセトアルデヒド、メルカプタ
ン、ＮＯ_X等の悪臭ガスや有害ガス、農薬等の有害物
質、環境汚染物質の分解除去及び殺菌効果に優れたもの
となる。

【００８０】また、基体表面と塗膜との間に接着層を介
在させることにより、直接塗料を塗布できない基体に対
しても良好に塗膜を形成することができると共に、塗膜
の接着強度を更に向上させることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体に、バインダー成分としてのシリカ
ゾルと光触媒成分としての二酸化チタンとを含有する塗
膜を形成した光触媒体であって、前記シリカゾルが０．
１〜１０ｎｍの粒径を有し、かつ前記光触媒用二酸化チ
タンの一次粒径（Ａ）と前記シリカゾルの粒径（Ｂ）と
の比（Ａ／Ｂ）が２００〜２の範囲であることを特徴と
する光触媒体。
【請求項２】前記シリカゾルの添加量がＳｉＯ₂基準
で前記光触媒用二酸化チタンに対して２０〜２００重量
部であることを特徴とする請求項１記載の光触媒体。
【請求項３】前記基体表面と前記塗膜との間に接着層
を介在させたことを特徴とする請求項１又は２に記載の
光触媒体。
【請求項４】前記基体が、アルミニウム、鉄、チタ
ン、ニッケル、クロム、銅、前記金属の１種以上を含む
合金、ガラス、セラミックス、セメント、木材及び合成
樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種以上である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載
の光触媒体。
【請求項５】前記基体が、布、繊維、樹脂フィルム、
板及び紙からなる群から選ばれることを特徴とする請求
項１乃至４のいずれか１項に記載の光触媒体。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
光触媒体を用いた脱臭剤。
【請求項７】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
光触媒体を用いた抗菌剤。
【請求項８】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
光触媒体を用いた有害ガス除去剤。
【請求項９】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
光触媒体を用いた水浄化剤。