JP2000262909A - 光触媒機能を有する製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高活性な光触媒機能を有するにも拘わらず表
面が不活性であるという特徴を有する酸化チタン光触媒
担持シリカゲルを、住宅建材・内装材、住宅設備、家具
調度品、自動車内装材、電化製品、空気清浄機、浄水
器、河川浄化装置、海水浄化装置、廃水処理装置などに
使用されている基材などの表面などに、有機系接着剤を
用いて固定した光触媒付製品を提供する。 【解決手段】 平均細孔径が６〜１００ｎｍの範囲にあ
るシリカゲルの細孔内に酸化チタンを１〜７０重量％含
ませた酸化チタン光触媒担持シリカゲル２を接着剤３に
より基材１表面に固定したことを特徴とする光触媒付製
品、少なくとも一方が紫外線を２５％以上透過する材料
と、少なくとも一方が空気あるいは水が透過する材料と
でサンドイッチして酸化チタン光触媒担持シリカゲルを
固定したことを特徴とする光触媒付製品、および紫外線
を２５％以上透過する材料を用いた成形品６の外面ある
いは／および内面に酸化チタン光触媒担持シリカゲル２
を接着剤３により固定したことを特徴とする光触媒付製
品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、天然・合成の繊維、天
然・合成の樹脂、紙、木材、ガラス、煉瓦、タイル、セ
ラミックス、セメント、石膏、天然石および金属などか
らなるフィルム、シート、プレート、ボード、ブロッ
ク、成形品など様々な形状を有する基材の表面などに、
酸化チタン光触媒担持シリカゲルを接着剤により固定
し、住宅建材・内装材、住宅設備、家具調度品、自動車
内装材、電化製品、空気清浄機、浄水器、河川浄化装
置、海水浄化装置、廃水処理装置などに使用することに
より、脱臭あるいは有害汚染物質の無害化、環境におけ
るNO_Ｘの除去、染色排水の脱色、水の浄化などを行うこ
とができる光触媒付製品に関するものである。

【０００２】

【従来技術と課題】水溶液に半導体の粉末を分散し、そ
の物質のバンドギャップ以上のエネルギーを持つ光（４
００ｎｍ以下の波長の光）を照射すると、光励起により
生成した電子と正孔が半導体粒子表面に移動し、水溶液
中のイオン種や分子種に作用して、水の分解など様々な
反応を引き起こすことは、半導体光触媒反応としてよく
知られている。酸化チタンが代表的な光触媒として挙げ
られる。

【０００３】これらに太陽光、蛍光灯、白熱灯、ブラッ
クライト、紫外線ランプ、水銀灯、キセノンランプ、ハ
ロゲンランプ、メタルハライドランプ、冷陰極蛍光ラン
プなどの光を照射することにより、脱臭あるいは有害汚
染物質の無害化、環境におけるNO_Ｘの除去、染色排水の
脱色、水の浄化を行うことができるとされている。

【０００４】一般的に酸化チタン光触媒は微粉末である
ため、各種基材の表面に接着剤では満足に固定すること
ができない上に、接着剤は光触媒作用により分解される
ため用いることができなかった。

【０００５】一方、微粉末では取り扱いが困難であるた
め、特開平６−６５０１２号公報には、チタンのアルコ
キシドから酸化チタンのゾルを作り、ディップコーティ
ング法によってガラス基材上にコーティングした後、乾
燥、焼成することにより透明で耐水性、耐熱性、耐久性
に優れた酸化チタン膜光触媒および更に光電着法などに
よりその上に金属をコートした酸化チタン膜光触媒が提
案されている。しかし、これは高温で焼成しなくてはな
らないのでガラスやセラミックスなど耐熱温度の高い材
料しか用いることができなかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、平均細孔径が６〜１００ｎｍの範囲にあるシリカ
ゲルの細孔内に酸化チタンを１〜７０重量％含ませた酸
化チタン光触媒担持シリカゲル２を接着剤３により基材
１表面に固定したことを特徴とする光触媒付製品、 少
なくとも一方が紫外線を２５％以上透過する材料と、少
なくとも一方が空気あるいは水が透過する材料とでサン
ドイッチして酸化チタン光触媒担持シリカゲルを固定し
たことを特徴とする光触媒付製品、および紫外線を２５
％以上透過する材料を用いた成形品６の外面あるいは／
および内面に酸化チタン光触媒担持シリカゲル２を接着
剤３により固定したことを特徴とする光触媒付製品を提
供するものである。

【０００７】本発明に用いられるシリカゲルは非晶質の
二酸化ケイ素であり、特公平７−６４５４３号公報など
公知の方法により、シリカゲルを構成するコロイド粒子
の大きさを制御することにより、平均細孔径が６〜１０
０ｎｍの範囲にあり、かつ水や有機溶媒に浸漬しても割
れない本発明に用いられるシリカゲルを得ることができ
る。なお、これらシリカゲルは、包装用乾燥剤（ＪＩＳ
Ｚ０７０１ 包装用乾燥剤Ａ型規格品またはＢ型規格
品）として一般的に使用されているものとは全く異なる
もので、機械的強度もあり、吸着性能に優れ、水あるい
は有機溶剤に浸漬しても割れない性質もあることからク
ロマトグラフィー用充填剤や触媒担体などに用いられて
いるもので、微粉末から粒状品まで各種のものが可能で
ある。また、上述の包装用乾燥剤は水あるいは有機溶剤
に浸漬すると粉々に割れるという致命的な欠点があり、
本発明に用いることはできない。

【０００８】また、平均細孔径が６ｎｍ未満ではチタン
含有溶液がシリカゲルの表面近傍の細孔内で目詰まりを
起こし、内部まで十分に含浸されず、平均細孔径が１０
０ｎｍを越えるシリカゲルは製造が困難であり、非常に
高価なため望ましくない。

【０００９】本発明に関わるシリカゲルの細孔内に含ま
せる酸化チタンは、結晶構造が光触媒活性が高いアナタ
ーゼであることがより好ましく、シリカゲルの細孔内に
含ませる酸化チタンの量は１〜７０重量％とすることが
好ましく、５〜１５重量％とすることがより好ましい。

【００１０】本発明に関わる酸化チタン光触媒担持シリ
カゲルの製造に用いられるチタン含有溶液としては、四
塩化チタンや金属チタンとアルコールとの反応などによ
って得られるテトライソプロピルチタネート、テトラブ
チルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラキ
ス（２−エチルへキシルオキシ)チタン、テトラステア
リルチタネート、トリエタノールアミンチタネート、ジ
イソプロポキシ・ビス（アセチルアセトナト）チタン、
ジブトキシ・ビス（トリエタノールアミナト）チタン、
チタニウムエチルアセトアセテート、チタニウムイソプ
ロポキシオクチレングリコレート、チタニウムラクテー
トなどのチタンのアルコキシド、およびイソプロピルト
リイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデ
シルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリ
ス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、テト
ライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネ
ート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイ
ト）チタネート、テトラ（２、２−ジアリルオキシメチ
ル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチ
タネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキ
シアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホス
フェート）エチレンチタネート、イソプロピルトリ（ジ
オクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリ
クミルフェニルチタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−ア
ミドエチル・アミノエチル）チタネートなどのチタネー
ト系カップリング剤などの有機チタン含有溶液、並びに
硫酸チタン、塩化チタン、臭化チタンなどの無機チタン
含有溶液などが挙げられるが、これらに限られるもので
はない。

【００１１】また、上述のチタン含有溶液は単独でも混
合物でも制限なく利用できるが、これらに限定されるも
のではなく、濃度調整のために相溶性のある溶剤で稀釈
してもよい。希釈液としてはエタノール、１−プロパノ
ール、２−プロパノール、Ｎ−ヘキサン、ベンゼン、ト
ルエン、キシレン、トリクレン、プロピレンジクロライ
ド、水などチタン含有溶液と相溶性のあるものであれば
何でも、単独でも混合物でも制限なく利用できる。

【００１２】本発明に関わる酸化チタン光触媒担持シリ
カゲルの製造は、前述の平均細孔径が６〜１００ｎｍの
範囲にあるシリカゲルと、当該シリカゲルが有する全細
孔容積以下のチタン含有溶液とを、例えば蓋付の円筒状
の容器に入れて容器を回転、振動あるいは振とうなどす
ることにより、当該チタン含有溶液をシリカゲルに含ま
せてから、加熱焼成することによって目的とする酸化チ
タン光触媒高担持シリカゲルが得られる。通常はこれら
操作を１回行えば十分な酸化チタン担持量が得られる
が、同じ操作を複数回行えば担持量を更に増やすことが
できる。

【００１３】また、シリカゲルにチタン含有溶液を含ま
せる際に、一般的に用いられていた含浸法などの従来法
では、当該シリカゲルが有する全細孔容積を超えたチタ
ン含有溶液を用いると、シリカゲル表面を過剰なチタン
含有溶液が覆うことになり、それを加熱焼成するとシリ
カゲル表面に比表面積が極めて小さく、剥離しやすい酸
化チタン膜が形成されるので好ましくない。なお、当該
シリカゲルが有する全細孔容積を超えたチタン含有溶液
を用いても、シリカゲル表面を覆う過剰なチタン含有溶
液を稀釈液などを用いて洗浄除去すれば、加熱焼成して
もシリカゲル表面に酸化チタン膜が形成されないので前
述の問題は解決される。

【００１４】次に、チタン含有溶液を含ませたシリカゲ
ルの加熱焼成は、光触媒として高性能な結晶形がアナタ
ーゼである酸化チタンとするために、例えば室温から徐
々に加熱昇温して４００〜７００℃の最終温度で一定時
間保持した後、室温まで冷却して行う。焼成温度が４０
０℃未満または７００℃を越えると、光触媒として活性
の低いルチルや非晶質の混じった酸化チタンとなるので
好ましくない。なお、使用する焼成炉は焼成に必要な酸
素が十分にあるガス炉が望ましいが、酸素の供給が不充
分な電気炉でも酸素を供給すれば問題なく焼成すること
ができる。

【００１５】本発明に関わる酸化チタン光触媒担持シリ
カゲルは、当該シリカゲルの全細孔容積より少ない容量
のチタン含有溶液を含ませると、これら液体はシリカゲ
ル表面から中心に向かってゆっくり浸透して行き、全細
孔容積に満たない容積がシリカゲル中心部に空洞となっ
て残った中空球状のものができ、これを加熱焼成するこ
とにより、表層部だけに酸化チタンを含ませたものが得
られる。また、当該シリカゲルの全細孔容積に等しい容
量のチタン含有溶液を含ませても、チタン含有溶液に含
まれる稀釈液濃度を５〜７５重量％とすると、シリカゲ
ルの細孔によるフィルター作用により、稀釈液が低分子
量のものであれば、チタン濃度が表層部ほど高く、中心
部ほど低いという勾配を持ったものができ、これを加熱
焼成することにより、酸化チタン濃度が表層部ほど高
く、中心部ほど低いという勾配を持った酸化チタン光触
媒担持シリカゲルが得られ、更に、加水分解しやすいチ
タン含有溶液を用いると、シリカゲルの平均細孔径が小
さいものの方が顕著であるが、シリカゲルに存在するシ
ラノール基のうち表層部のものからチタンが速やかに反
応することにより、表層部に高濃度にこれら液体を含ま
せることができ、これを焼成することにより酸化チタン
濃度が表層部ほど高く、中心部ほど低いという勾配を持
った酸化チタン光触媒担持シリカゲルが得られるが、こ
れらも無制限に用いることができる。

【００１６】また、本発明に関わる光触媒担持シリカゲ
ルの細孔内に、原子番号21(Sc)から29(Cu)まで、39(Y)
から47(Ag)まで、57(La)から79(Au)、および89(Ac)から
103(Lr)までの遷移元素から選ばれた少なくとも一種の
化合物を、公知の方法で酸化チタン光触媒と共存させる
と光触媒活性が高くなることがあり、これらの遷移元素
を含ませた酸化チタン光触媒担持シリカゲルも制限なく
利用することができる。なお、活性が高まる理由は明ら
かではないが、酸化チタンに光を当てたときに生成する
活性酸素の一種である過酸化水素と、二価の鉄イオンが
反応して水酸ラジカルが生じる反応はフェントン反応と
しても知られており、これと同様なメカニズムが働いて
いるものと考えられる。

【００１７】本発明に関わる酸化チタン光触媒担持シリ
カゲルは、天然・合成の繊維、天然・合成の樹脂、紙、
木材、ガラス、煉瓦、タイル、セラミックス、セメン
ト、石膏、天然石および金属などからなるフィルム、シ
ート、プレート、ボード、ブロック、成形品など様々な
形状を有する基材の表面に接着剤で固定しても、酸化チ
タン光触媒がシリカゲルの細孔内にだけ担持されおり、
その表面にはほとんど存在しないことから、接着剤は劣
化・分解されないので、シリカゲルが接着できる接着剤
であれば制限なく用いることができる。なお、シリカゲ
ルは多孔質で接着面積が大きいので、同じ材質でも多孔
質でないものに比較して接着強度が大きくなり、利用で
きる接着剤の種類も多い。

【００１８】本発明に関わる接着剤としては、合成樹脂
系接着剤、エマルジョン形接着剤、ホットメルト形接着
剤、融着繊維、合成ゴム系接着剤、シリコーン系接着
剤、天然系接着剤など酸化チタン光触媒担持シリカゲル
を基材に固定できるものであれば制限なく利用できる。

【００１９】本発明に関わる酸化チタン光触媒担持シリ
カゲルを接着剤により固定した製品は、例えば、これら
接着剤を基材の対象加工部位に点状あるいは線状、面状
などに塗布した後、該シリカゲル粒子をふりかけて接着
させるという公知の方法を制限なく利用できる。

【００２０】本発明に関わる紫外線を２５％以上透過す
る材料は、フィルム、シート、プレートおよび繊維状な
どのアクリル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、テフロンなど透明あるいは
半透明の樹脂、および石英ガラス、パイレックスガラ
ス、ソーダガラスなどで、利用する波長域の紫外線を２
５％以上透過するものであれば、制限なく使用できる。
なお、同じ材料でもより薄いものの方が紫外線の透過率
が大きい。材料の紫外線の透過率は２５％以上が好まし
く、９０％以上がより好ましい。

【００２１】本発明に関わる空気あるいは水が透過する
材料は、処理対象とする悪臭物質、有害汚染物質、染料
などが空気あるいは水に同伴されて、酸化チタン光触媒
担持シリカゲルの所まで移動できるもので、織布、不織
布、その他連通孔を有する材料などを挙げることができ
るが、これらだけに限られるものではない。

【００２２】本発明に関わる紫外線を２５％以上透過す
る材料あるいは／および空気あるいは水が透過する材料
で酸化チタン光触媒担持シリカゲルを固定した製品は、
それぞれの材料の間に酸化チタン光触媒担持シリカゲル
をはさみ込み、それぞれの材料を接着剤、縫製など公知
の一体化手段で一体化することにより得られるが、これ
らの方法だけに限られるものではない。

【００２３】本発明に関わる紫外線を２５％以上透過す
る材料を用いた成形品は、アクリル、ポリカーボネー
ト、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、テ
フロンなど透明あるいは半透明の樹脂およびガラスなど
を用い、射出成形機など公知の成形法により、球、中空
球、円柱、蓋なし中空円柱、直方体、蓋なし中空直方体
など様々な形状に成形することにより得られる。用途に
より、これら成形品の外面あるいは／および内面に接着
剤等を用いて酸化チタン光触媒担持シリカゲルを固定す
ることにより光触媒付製品が得られる。

【００２４】

【作用】本発明による酸化チタン光触媒担持シリカゲル
は表面に酸化チタンがほとんど存在しないことから、本
来なら酸化チタンで分解される接着剤、天然・合成の繊
維、天然・合成の樹脂、紙、木材などに直接接触しても
それらを劣化・分解することがなく、様々な材料で構成
される基材の表面など接着剤で固定することにより、そ
れら製品に光触媒機能を付与することができ、空気中の
悪臭やNO_Ｘなど有害汚染物質、あるいは水中に含まれて
いる有機溶剤、染料、農薬などを多量に吸着でき、太陽
光、蛍光灯、白熱灯、ブラックライト、紫外線ランプ、
水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハラ
イドランプ、冷陰極蛍光ランプなどの光を照射すること
により、効率よく分解除去することができる。

【００２５】

【実施例】本発明を次の例で詳しく説明する。 ［参考実施例１］２００℃で乾燥した粒径が１．７〜
３．７ｍｍのシリカゲル（富士シリシア化学製、品番：
ＣＡＲＩＡＣＴ Ｑ−５０。平均細孔径５０ｎｍ、比表
面積８０ｍ ^２／ｇ）２５０ｇと全細孔容積の６０％量の
ジイソプロポキシ・ビス（アセチルアセトナト）チタン
（酸化チタン換算含有量１６．５重量％）１５０ｇをポ
リエチレン容器に入れて、速やかに蓋をしてポットミル
架台にこれを乗せ、２０ｒｐｍで１時間転動した後、該
シリカゲルを蒸留水で洗浄して２００℃で乾燥したシリ
カゲルを電気炉を用い時々炉蓋を空けて酸素を供給しな
がら室温から徐々に６００℃まで加熱昇温し、６００℃
で１時間保持した後、室温まで自然放冷して本発明によ
る酸化チタン光触媒担持シリカゲルを得た。このように
して得られた酸化チタン光触媒担持シリカゲルをＸ線回
折により調べた結果、酸化チタンの結晶構造はアナター
ゼであることが確認され、真比重測定値から求めた酸化
チタンの含有量は１１．１重量％（２００℃乾燥重量基
準）であった。

【００２６】［参考実施例２］２００℃で乾燥した粒径
が０．７８〜１．７ｍｍのシリカゲル（富士シリシア化
学製、品番：ＣＡＲＩＡＣＴ Ｑ−３０。平均細孔径３
０ｎｍ、比表面積１００ｍ^２／ｇ）２５０ｇと全細孔容
積の６０％量のジイソプロポキシ・ビス（アセチルアセ
トナト）チタン（酸化チタン換算含有量１６．５重量
％）１５０ｇをポリエチレン容器に入れて、速やかに蓋
をしてポットミル架台にこれを乗せ、２０ｒｐｍで１時
間転動した後、該シリカゲルを蒸留水で洗浄して２００
℃で乾燥したシリカゲルを電気炉を用い時々炉蓋を空け
て酸素を供給しながら室温から徐々に６００℃まで加熱
昇温し、６００℃で１時間保持した後、室温まで自然放
冷して本発明による酸化チタン光触媒担持シリカゲルを
得た。このようにして得られた酸化チタン光触媒担持シ
リカゲルをＸ線回折により調べた結果、酸化チタンの結
晶構造はアナターゼであることが確認され、真比重測定
値から求めた酸化チタンの含有量は１２．８重量％（２
００℃乾燥重量基準）であった。

【００２７】［参考実施例３］２００℃で乾燥した粒径
が０．２１〜０．５０ｍｍのシリカゲル（洞海化学工業
製、品番：Ｄ−３５０−１２０Ａ。平均細孔径１２ｎ
ｍ、比表面積３００ｍ^２／ｇ）２５０ｇと全細孔容積の
１００％量のチタンテトライソプロポキシド（酸化チタ
ン換算含有量２８．２重量％）２５０ｇをポリエチレン
容器に入れて蓋をして、速やかにポットミル架台にこれ
を乗せ、２０ｒｐｍで２０分間転動した後、得られたシ
リカゲルを電気炉を用い時々炉蓋を空けて酸素を供給し
ながら室温から徐々に６００℃まで加熱昇温し、６００
℃で１時間保持した後、室温まで自然放冷して本発明に
よる酸化チタン光触媒担持シリカゲルを得た。このよう
にして得られた酸化チタン光触媒担持シリカゲルをＸ線
回折により調べた結果、酸化チタンの結晶構造はアナタ
ーゼであることが確認され、真比重測定値から求めた酸
化チタンの含有量は１５．５重量％（２００℃乾燥重量
基準）であった。

【００２８】［参考実施例４］２００℃で乾燥した粒径
が１．７〜３．７μｍのシリカゲル（富士シリシア化学
製、品番：ＣＡＲＩＡＣＴ Ｑ−１０。平均細孔径１０
ｎｍ、比表面積３００ｍ^２／ｇ）２５０ｇと全細孔容積
の６０％量の三塩化チタンの20％水溶液（酸化チタン換
算含有量１０．３重量％）１８０ｇをポリエチレン容器
に入れて、速やかに蓋をしてポットミル架台にこれを乗
せ、２０ｒｐｍで１時間転動した後、得られたシリカゲ
ルを電気炉を用い時々炉蓋を空けて酸素を供給しながら
室温から徐々に６００℃まで加熱昇温し、６００℃で１
時間保持した後、室温まで自然放冷して本発明による酸
化チタン光触媒担持シリカゲルを得た。このようにして
得られた酸化チタン光触媒担持シリカゲルをＸ線回折に
より調べた結果、酸化チタンの結晶構造はアナターゼで
あることが確認され、真比重測定値から求めた酸化チタ
ンの含有量は８．８重量％（２００℃乾燥重量基準）で
あった。

【００２９】［参考実施例５］参考実施例１で得た酸化
チタン光触媒担持シリカゲルを０．０１Ｎの硝酸鉄溶液
に含浸させた後、２００℃で６時間乾燥して細孔内に鉄
イオンを含ませた鉄イオン含有酸化チタン光触媒担持シ
リカゲルを得た。得られた鉄イオン含有酸化チタン光触
媒担持シリカゲルを用いて染色液の脱色試験を行った。
まず、分光光度計用石英セル（外寸１２．５ｍｍ角×４
５mm高さ）に該鉄イオン含有シリカゲル、および対照と
して参考実施例１で得た酸化チタン光触媒担持シリカゲ
ルをそれぞれ１．２５ｇずつ入れた。それらにあらかじ
め調製した染色液（メチレンブルー１００ｐｐｍを含む
水）を各４ｍｌ入れた後、キセノンランプ（３００Ｗ）
でセルより３０ｃｍ離れた位置から光を照射した所、該
鉄イオン含有シリカゲルを入れたセルは５分後にほぼ透
明となったが、対照は１０分後にほぼ透明となったこと
から、鉄イオン含有酸化チタン光触媒担持シリカゲルは
より顕著な光触媒性能を有することが分った。

【００３０】［実施例１］光触媒機能を有する不織布製
品 １００ｍｍ角に切ったポリエステル不織布（目付け４０
０ｇ／ｍ^２）の上に、同じ大きさの不織布状接着芯地ホ
ットメルトを置き、その上に参考実施例１および参考実
施例５で得られた酸化チタン光触媒担持シリカゲルをそ
れぞれ１００ｇ／ｍ^２の割合で上から撒き、ホットプレ
スをかけた後、１０ｃｍ上から２０Ｗブラックライトで
１昼夜紫外線を照射して該シリカゲルに吸着されていた
有機物を分解し、リフレッシュされた該シリカゲルが綿
布に固定された本発明による光触媒機能を有する不織布
製品を得た。

【００３１】次に、上で得られた該不織布製品を用いて
悪臭の分解除去を行った。まず、共栓三角フラスコ（容
量１リットル）の中に得られた不織布製品を該シリカゲ
ル接着面を下向きにして置いた。密閉容器内にトリメチ
ルアミン１０ｐｐｍを注射器で打ち込んだ後、三角フラ
スコの底から１０ｃｍ離して２０Ｗブラックライトで紫
外線を照射し、３０分後に容器内の空気に含まれるトリ
メチルアミン濃度をガスクロマトグラフにより測定した
ところ、酸化チタン光触媒担持シリカゲルの場合は、ト
リメチルアミン濃度は０ｐｐｍであったが、鉄イオン含
有酸化チタン光触媒担持シリカゲルでは１０分後にトリ
メチルアミン濃度は０ｐｐｍとなった。次に、減少した
分のトリメチルアミンを注射器で打ち込んだ後、ブラッ
クライトを点灯し、３０分後（該鉄イオンシリカゲルで
は１０分後）に容器内の空気に含まれるトリメチルアミ
ン濃度をガスクロマトグラフにより測定したところ、ト
リメチルアミン濃度は０ｐｐｍであった。同様な測定を
１０回繰り返したが、毎回３０分後（該鉄イオンシリカ
ゲルでは１０分後）に容器内の空気に含まれるトリメチ
ルアミン濃度は０ｐｐｍであったことから、本発明によ
る光触媒機能を有する不織布製品にはトリメチルアミン
の分解除去効果が顕著に認められた。

【００３２】次に、光触媒シリカゲルの代わりに粒状活
性炭（重量１ｇ）を同様に密閉容器の中に置いて同様な
試験を行ったところ、１回目のトリメチルアミン濃度は
０ｐｐｍであったものの回を重ねるにつれ、次第にトリ
メチルアミン濃度は増大し、９回目にはほぼ１０ｐｐｍ
と除去効果が全く見られなかった。また、上で得られた
該不織布製品を用いてキセノンアーク灯試験機（６０Ｗ
／ｍ ^２）を用い照射時間１００時間の耐光試験を行った
ところ、該不織布製品からの該シリカゲルの脱落は該シ
リカゲルおよび該鉄イオンシリカゲルとも全くなかっ
た。

【００３３】［実施例２］光触媒機能を有する綿布製品 １００ｍｍ角に切った綿布（染色堅ろう度試験用添付白
布）の上に、酢酸ビニルエマルション形接着剤（高圧工
業製、品番：ぺガール３０５）を３ｍｍ間隔で直径約１
ｍｍの点を打ち、参考実施例２で得られた酸化チタン光
触媒担持シリカゲルを上から撒いて６時間室温で静置し
た後、１０ｃｍ上から２０Ｗブラックライトで１昼夜紫
外線を照射して該シリカゲルに吸着された接着剤成分を
分解し、リフレッシュされた該シリカゲルが綿布に固定
された本発明による光触媒機能を有する綿布製品を得
た。

【００３４】次に、上で得られた該綿布製品を用いて悪
臭の分解除去を行った。まず、共栓三角フラスコ（容量
１リットル）の中に得られた綿布製品を該シリカゲル接
着面を下向きにして置いた。密閉容器内にトリメチルア
ミン１０ｐｐｍを注射器で打ち込んだ後、三角フラスコ
の底から１０ｃｍ離して２０Ｗブラックライトで紫外線
を照射し、３０分後に容器内の空気に含まれるトリメチ
ルアミン濃度をガスクロマトグラフにより測定したとこ
ろ、トリメチルアミン濃度は０ｐｐｍであった。次に、
減少した分のトリメチルアミンを注射器で打ち込んだ
後、ブラックライトを点灯し、３０分後に容器内の空気
に含まれるトリメチルアミン濃度をガスクロマトグラフ
により測定したところ、トリメチルアミン濃度は０ｐｐ
ｍであった。同様な測定を１０回繰り返したが、毎回３
０分後に容器内の空気に含まれるトリメチルアミン濃度
は０ｐｐｍであったことから、本発明による光触媒機能
を有する綿布製品にはトリメチルアミンの分解除去効果
が顕著に認められた。

【００３５】また、上で得られた該綿布製品を用いてキ
セノンアーク灯試験機（６０Ｗ／ｍ^２）を用い照射時間
１００時間の耐光試験を行ったところ、該綿布製品から
の該シリカゲルの脱落は全くなかった。

【００３６】［実施例３］光触媒機能を有するポリエス
テルシート製品 １００ｍｍ角に切ったポリエステルシート（東レ製、ル
ミラー＃１００）の上に、２液主剤形変性アクリル接着
剤（電気化学工業製、品番：ハードロックＧ−５５−０
３）をシート全面に塗布した後、その上に速やかに参考
実施例３で得られた酸化チタン光触媒担持シリカゲルを
５０ｇ／ｍ^２の割合で上から撒き、１時間室温で静置し
た後、１０ｃｍ上から２０Ｗブラックライトで１昼夜紫
外線を照射して該シリカゲルに吸着接着性分を分解し、
リフレッシュされた該シリカゲルがポリエステルシート
に固定された本発明による光触媒機能を有するポリエス
テルシート製品を得た。

【００３７】次に、上で得られた該ポリエステルシート
を用いて悪臭の分解除去を行った。まず、共栓三角フラ
スコ（容量１リットル）の中に得られたポリエステルシ
ートを該シリカゲル接着面を下向きにして置いた。密閉
容器内にトリメチルアミン１０ｐｐｍを注射器で打ち込
んだ後、三角フラスコの底から１０ｃｍ離して２０Ｗブ
ラックライトで紫外線を照射し、３０分後に容器内の空
気に含まれるトリメチルアミン濃度をガスクロマトグラ
フにより測定したところ、トリメチルアミン濃度は０ｐ
ｐｍであった。次に、減少した分のトリメチルアミンを
注射器で打ち込んだ後、ブラックライトを点灯し、３０
分後に容器内の空気に含まれるトリメチルアミン濃度を
ガスクロマトグラフにより測定したところ、トリメチル
アミン濃度は０ｐｐｍであった。同様な測定を１０回繰
り返したが、毎回３０分後に容器内の空気に含まれるト
リメチルアミン濃度は０ｐｐｍであったことから、本発
明による光触媒機能を有するポリエステルシート製品に
はトリメチルアミンの分解除去効果が顕著に認められ
た。また、上で得られた該ポリエステルシート製品を用
いてキセノンアーク灯試験機（６０Ｗ／ｍ^２）を用い照
射時間１００時間の耐光試験を行ったところ、該ポリエ
ステルシートからの該シリカゲルの脱落は全くなかっ
た。

【００３８】［比較実施例１］１００ｍｍ角に切ったポ
リエステルシート（東レ製、ルミラー＃１００）の上
に、２液主剤形変性アクリル接着剤（電気化学工業製、
品番：ハードロックＧ−５５−０３）をシート全面に塗
布した後、その上に速やかに代表的な酸化チタン光触媒
（石原産業製、品番：ＳＴ−０１）を５０ｇ／ｍ^２の割
合で上から均一に撒き、接着剤が固まったことを確認し
て圧縮エアで吹いたところ、微粉末のため大部分が飛散
した。

【００３９】［比較実施例２］参考実施例３で得られた
酸化チタン光触媒担持シリカゲルを塗料に練り込んで分
解されないかについて試験を行った。２液形ポリウレタ
ン塗料に該シリカゲルを１重量％添加したものをガラス
板に塗布し、キセノンアーク灯試験機（６０Ｗ／ｍ^２）
を用い照射時間１００時間の耐光試験を行ったところ、
塗料の劣化は全く見られなかったが、市販の粉末酸化チ
タン光触媒（テイカ製、品番：ＡＭＴ−６００）では同
様に試験を行ったところ塗料が著しく黄変したことか
ら、本発明に関わるよる酸化チタン光触媒担持シリカゲ
ルは塗料に混ぜても塗料を分解しにくいことが確認され
た。

【００４０】［実施例４］光触媒機能を有するガラス製
品 ５０ｍｍ角に切ったパイレックスガラス（板厚１ｍｍ）
の上に、ペースト状アクリル接着剤（日立化成ポリマー
製、品番：ＸＹ７０２）を５ｍｍ間隔で直径約２ｍｍの
点を打ち、参考実施例４で得られた酸化チタン光触媒担
持シリカゲルを上から撒いて２時間室温で静置した後、
１０ｃｍ上から２０Ｗブラックライトで１昼夜紫外線を
照射して該シリカゲルに吸着された接着剤成分を分解
し、リフレッシュされた該シリカゲルがガラスに固定さ
れた本発明による光触媒機能を有するガラス製品を得
た。

【００４１】次に、上で得られた該ガラス製品を用いて
染色着色水の脱色試験を行った。まず、アクリル製使い
捨てシャーレに該ガラス製品を上向きにして入れた。そ
れらにあらかじめ調製した染色着色水（メチレンブルー
５０ｐｐｍを含む水）を２０ｍｌ入れた後、ブラックラ
イト（２０Ｗ）でシャーレより１０ｃｍ上から紫外線照
射した所、１時間後にほぼ透明となったことから、本発
明による光触媒機能を有するガラス製品には着色水の分
解性能が顕著に認められた。また、上で得られた該ガラ
ス製品でキセノンアーク灯試験機（６０Ｗ／ｍ^２）を用
い照射時間１００時間の耐光試験を行ったところ、ガラ
ス製品からの該シリカゲルの脱落は全くなかった。

【００４２】［実施例５］光触媒機能を有する不織布製
品 ２００ｍｍ角に切ったポリエステル不織布（目付４００
ｇ／ｍ^２）の上に比較実施例２で得られた酸化チタン光
触媒担持シリカゲルを２００ｇ／ｍ^２均一に撒き、その
上から目付５０ｇ／ｍ^２のポリエステル不織布（紫外線
透過率は７０％以上となるブライトタイプを使用）を重
ねてからニードルすることにより一体化された本発明に
よる光触媒機能を有する不織布製品を得た。

【００４３】次に、上で得られた該不織布製品用いてＮ
Ｏxの分解除去を行った。まず、内容積４０Ｌの密閉容
器（２０Ｗブラックライト×２灯を内蔵）の中に得られ
た該不織布製品を上向きに置いた。密閉容器内に５ｐｐ
ｍのＮＯxを注射器で打ち込んだ後、ライトを点灯し、
３０分後に容器内の空気に含まれるＮＯx濃度をガスク
ロマトグラフにより測定したところ、ＮＯx濃度は０ｐ
ｐｍであった。次に、減少した分のＮＯxを注射器で打
ち込んだ後、ランプを点灯し、３０分後に容器内の空気
に含まれるＮＯx濃度をガスクロマトグラフにより測定
したところ、ＮＯx濃度は０ｐｐｍであった。同様な測
定を１０回繰り返したが、毎回１５分後に容器内の空気
に含まれるＮＯx濃度はOｐｐｍであったことから、本発
明による光触媒シリカゲルにはＮＯxの分解除去効果が
顕著に認められた。

【００４４】次に、光触媒シリカゲルの代わりに活性炭
ハニカム（重量１０ｇ）を同様に密閉容器の中において
同様な試験を行ったところ、１回目のＮＯx濃度はOｐｐ
ｍであったものの回を重ねるにつれ、次第にＮＯx濃度
は増大し、６回目にはほぼ５ｐｐｍと分解除去効果が全
く見られなかった。また、上で得られた該不織布製品で
キセノンアーク灯試験機（６０Ｗ／ｍ^２）を用い照射時
間１００時間の耐光試験を行ったところ、不織布製品か
らの該シリカゲルの脱落は全くなかった。

【００４５】［実施例６］光触媒機能を有する紙製品 ２００ｍｍ角に切った画用紙の片側に２液混合アクリル
接着剤（高圧ガス工業製、品番：ペガロック９０７２）
を全面に塗布し、参考実施例２で得られた酸化チタン光
触媒シリカゲル５０ｇ／ｍ^２の割合で全面にふりかけた
後、３時間室温で静置した後、１０ｃｍ上から２０Ｗブ
ラックライトで１昼夜紫外線を照射して該シリカゲルに
吸着接着性分を分解し、リフレッシュされた該シリカゲ
ルが画用紙に固定された本発明による光触媒機能を有す
る紙製品を得た。

【００４６】次に、上で得られた該紙製品を用いて悪臭
物質の分解除去を行った。まず、内容積４０Ｌの密閉容
器（２０Ｗブラックライトを内蔵）の中にこの紙を敷い
た。密閉容器内にトリメチルアミン１０ｐｐｍを注射器
で打ち込んだ後、ブラックライトを点灯し、１時間後に
容器内の空気に含まれるトリメチルアミン濃度をガスク
ロマトグラフにより測定したところ、トリメチルアミン
濃度は０ｐｐｍであった。次に、減少した分のトリメチ
ルアミンを注射器で打ち込んだ後、ブラックライトを点
灯し、１時間後に容器内の空気に含まれるトリメチルア
ミン濃度をガスクロマトグラフにより測定したところ、
トリメチルアミン濃度は０ｐｐｍであった。同様な測定
を１０回繰り返したが、毎回１時間後に容器内の空気に
含まれるトリメチルアミン濃度は０ｐｐｍであったこと
から、本発明による光触媒シリカゲルにはトリメチルア
ミンの分解除去効果が顕著に認められた。また、上で得
られた該紙製品でキセノンアーク灯試験機（６０Ｗ／ｍ
^２）を用い照射時間１００時間の耐光試験を行ったとこ
ろ、紙製品からの該シリカゲルの脱落は全くなかった。

【００４７】［実施例７］光触媒機能を有する殺菌ラン
プ製品 水中用殺菌ランプ（三共電気製、型名：ＧＬＫ８ＭＱ、
ランプ電力７Ｗ）の保護ガラス管の表面に、ペースト状
アクリル接着剤（日立化成ポリマー製、品番：ＸＹ７０
２）を全面に塗布し、参考実施例２で得られた酸化チタ
ン光触媒担持シリカゲルを上から撒いて２時間室温で静
置した後、１昼夜紫外線ランプを点灯し、該シリカゲル
に吸着された接着剤成分を分解し、リフレッシュされた
該シリカゲルが保護ガラス管表面に固定された本発明に
よる光触媒機能を有する殺菌ランプ製品を得た。

【００４８】次に、上で得られた該殺菌ランプ製品を用
いて染色着色水の脱色試験を行った。まず、あらかじめ
調製した染色着色水（メチレンブルー５０ｐｐｍを含む
水）を７５ｍｌ入れた植物培養試験管（ガラス製、２５
ｍｍ径×１５０ｍｍ高）に、該殺菌ランプ製品を差し込
みランプを点灯して紫外線照射した所、１０分後にほぼ
透明となったのに対して、該シリカゲルを保護管に固定
していない殺菌ランプでは６０分でほぼ透明となること
から、本発明による光触媒機能を有する殺菌ランプ製品
には着色水の分解性能が顕著に認められた。

【００４９】

【発明の効果】本発明による光触媒付製品は、用いられ
る酸化チタン光触媒担持シリカゲルが高い光触媒活性と
不活性な表面を併せ持つという優れた特徴を持ち、従来
の酸化チタン光触媒ではすぐに劣化・分解されるため不
可能であった有機系の基材や接着剤も制限なく利用でき
ることから初めて可能になったもので、空気中の悪臭や
有害物質、あるいは水中に含まれている有機溶剤、農薬
などを多量に吸着でき、太陽光、蛍光灯、白熱灯、ブラ
ックライト、紫外線ランプ、水銀灯、キセノンランプ、
ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、冷陰極蛍光ラ
ンプなどの光を照射することにより、迅速にかつ効率よ
く分解除去でき、しかも安全性、経済性、安定性、耐水
性（水に入れても割れない）という観点からも優れた特
性を有するものであることから、住宅建材・内装材、住
宅設備、家具調度品、自動車内装材、電化製品、空気清
浄機、浄水器、河川浄化装置、海水浄化装置、廃水処理
装置などに幅広く利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】基材の表面に接着剤を用いて酸化チタン光触媒
シリカゲルを固定した光触媒付製品の拡大断面を示す説
明図

【図２】サンドイッチして酸化チタン光触媒シリカゲル
を固定した光触媒付製品の拡大断面を示す説明図

【図３】成形品の表面に接着剤を用いて酸化チタン光触
媒シリカゲルを固定した光触媒付製品の拡大断面を示す
説明図

【符号の説明】

１ 基材 ２ 酸化チタン光触媒担持シリカゲル ３ 接着剤 ４ 酸化チタン光触媒担持シリカゲルをサンドイッチす
るための一方の材料 ５ 一体化の手段 ６ 成形品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G069 AA03 AA12 BA02A BA02B BA04A BA04B BA38 BA48A CA05 CA13 CA17 EA07 EC14X EC15X EC15Y EC16X EC16Y EE02 EE06 FA06 FB71 4G072 AA37 BB09 CC10 FF01 FF02 FF07 GG02 KK20 TT08 UU15

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均細孔径が６〜１００ｎｍの範囲にあ
   るシリカゲルの細孔内に酸化チタンを１〜７０重量％含
   ませた酸化チタン光触媒担持シリカゲル２を接着剤３に
   より基材１表面に固定したことを特徴とする光触媒を有
   する製品。
2. 【請求項２】 少なくとも一方が紫外線を２５％以上透
   過する材料と、少なくとも一方が空気あるいは水が透過
   する材料とでサンドイッチして酸化チタン光触媒担持シ
   リカゲルを固定したことを特徴とする光触媒を有する製
   品。
3. 【請求項３】 紫外線を２５％以上透過する材料を用い
   た成形品６の外面あるいは／および内面に酸化チタン光
   触媒担持シリカゲル２を接着剤３により固定したことを
   特徴とする光触媒機能を有する製品。