JPH09248468A - 光触媒材及び光触媒材を用いた多機能材並びにその製造方法 - Google Patents
光触媒材及び光触媒材を用いた多機能材並びにその製造方法Info
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- JPH09248468A JPH09248468A JP8060419A JP6041996A JPH09248468A JP H09248468 A JPH09248468 A JP H09248468A JP 8060419 A JP8060419 A JP 8060419A JP 6041996 A JP6041996 A JP 6041996A JP H09248468 A JPH09248468 A JP H09248468A
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Landscapes
- Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光触媒材による浄化、殺菌作用を効率的に発
揮させることができる光触媒材及びその製造方法並びに
光触媒材を用いた多機能材を提供する。 【解決手段】 基材の紫外線透過率を５０％以上、光触
媒膜の紫外線透過率を３％以上とし、これを積層した光
触媒材のトータルの紫外線透過率を０．１％以上とし
た。光触媒材は、光触媒微粒子を分散させた液体ゾルに
ディッピングするか、スプレー塗布すること等によって
製造する。
揮させることができる光触媒材及びその製造方法並びに
光触媒材を用いた多機能材を提供する。 【解決手段】 基材の紫外線透過率を５０％以上、光触
媒膜の紫外線透過率を３％以上とし、これを積層した光
触媒材のトータルの紫外線透過率を０．１％以上とし
た。光触媒材は、光触媒微粒子を分散させた液体ゾルに
ディッピングするか、スプレー塗布すること等によって
製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は悪臭分解装置や循
環水路における水質浄化システム等に用いられる光触媒
材及び光触媒材を用いた多機能材並びにその製造方法に
関する。
環水路における水質浄化システム等に用いられる光触媒
材及び光触媒材を用いた多機能材並びにその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から水の浄化に用いられている光触
媒材は、通常、板状や球状をしている。板状のものは光
源の照射方向を一定方向で固定した場合、有毒ガスや有
機物との反応が基材の片面に限られてしまうため、基材
として接触面を大きくするためには球状が好ましい。
媒材は、通常、板状や球状をしている。板状のものは光
源の照射方向を一定方向で固定した場合、有毒ガスや有
機物との反応が基材の片面に限られてしまうため、基材
として接触面を大きくするためには球状が好ましい。
【０００３】基材を球状としたものは、特開平７−２４
４５１号公報に開示されており、基材として石又はガラ
ス玉の表面に光触媒材料を付着させ、これを水槽内に敷
き詰め水槽内の水の浄化、殺菌を行うようにしている。
４５１号公報に開示されており、基材として石又はガラ
ス玉の表面に光触媒材料を付着させ、これを水槽内に敷
き詰め水槽内の水の浄化、殺菌を行うようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、基材として石
等のように紫外線を透過しないものを用いた場合には、
光の照射を受けない部分が生じ、この部分においては光
触媒による浄化、殺菌作用が発揮されない。
等のように紫外線を透過しないものを用いた場合には、
光の照射を受けない部分が生じ、この部分においては光
触媒による浄化、殺菌作用が発揮されない。
【０００５】また、ガラスのように透光性を有する基材
の場合でも、光触媒の膜厚を大きくすると、紫外線透過
率が極めて小さく（０に近く）なり、直接受光している
部分以外では光触媒材料による浄化、殺菌作用が発揮さ
れない。
の場合でも、光触媒の膜厚を大きくすると、紫外線透過
率が極めて小さく（０に近く）なり、直接受光している
部分以外では光触媒材料による浄化、殺菌作用が発揮さ
れない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明にかかる光触媒材は、基材に光触媒の膜を形
成させた光触媒材であって、その光触媒材全体としての
紫外線透過率を０．１％以上、好ましくは１〜５０％と
した。ここで、光触媒材の紫外線透過率とは基材及び光
触媒膜を透過した光量（Ｉ）と入射光量（Ｉ0 ）との比
（Ｉ／Ｉ0 ）をいう。
め、本発明にかかる光触媒材は、基材に光触媒の膜を形
成させた光触媒材であって、その光触媒材全体としての
紫外線透過率を０．１％以上、好ましくは１〜５０％と
した。ここで、光触媒材の紫外線透過率とは基材及び光
触媒膜を透過した光量（Ｉ）と入射光量（Ｉ0 ）との比
（Ｉ／Ｉ0 ）をいう。
【０００７】前記基材としては球形状で、ガラス等を材
料とし、その紫外線透過率が５０％以上のものが好まし
く、光触媒膜としては例えばＴiＯ2又はＴiＯ2と金属塩
の層から構成され、その紫外線透過率が３％以上、好ま
しくは３％以上７０％以下のものが好ましい。基材とし
ては、上記の他に紫外線を透光可能な樹脂、セラミック
ス等の材料を用いることができ、また、光触媒材料とし
ては、活性の高いＴiＳrＯ3 、ＳnＯ2、ＺnＯ、ＷＯ3
等を用いることができる。
料とし、その紫外線透過率が５０％以上のものが好まし
く、光触媒膜としては例えばＴiＯ2又はＴiＯ2と金属塩
の層から構成され、その紫外線透過率が３％以上、好ま
しくは３％以上７０％以下のものが好ましい。基材とし
ては、上記の他に紫外線を透光可能な樹脂、セラミック
ス等の材料を用いることができ、また、光触媒材料とし
ては、活性の高いＴiＳrＯ3 、ＳnＯ2、ＺnＯ、ＷＯ3
等を用いることができる。
【０００８】基材の紫外線透過率を５０％以上としたの
は、これ以下では基材透過後の紫外線量が小さくなり、
光触媒による浄化、殺菌作用が十分に発揮できなくなる
からであり、光触媒の紫外線透過率を３％以上としたの
は、これ以下では光触媒膜による紫外線吸収が大きくな
り、透過後の紫外線量が光触媒を活性化させるのに十分
でないためである。また、紫外線透過率は大きい程よい
のであるが、光触媒膜の厚さを０．１μｍ以下にする
と、成膜が困難となり活性上も問題が生じるので、光触
媒膜の厚さは０．１μｍ以上とすべきであり、厚さを
０．１μｍとした場合の紫外線透過率は７０％であるの
で、紫外線透過率は７０％以下が好ましいことになる。
は、これ以下では基材透過後の紫外線量が小さくなり、
光触媒による浄化、殺菌作用が十分に発揮できなくなる
からであり、光触媒の紫外線透過率を３％以上としたの
は、これ以下では光触媒膜による紫外線吸収が大きくな
り、透過後の紫外線量が光触媒を活性化させるのに十分
でないためである。また、紫外線透過率は大きい程よい
のであるが、光触媒膜の厚さを０．１μｍ以下にする
と、成膜が困難となり活性上も問題が生じるので、光触
媒膜の厚さは０．１μｍ以上とすべきであり、厚さを
０．１μｍとした場合の紫外線透過率は７０％であるの
で、紫外線透過率は７０％以下が好ましいことになる。
【０００９】また、本発明に係る多機能材は、タイル、
ホーロー又は陶磁器等の基板表面に上記の光触媒材を直
接保持せしめるか、釉薬層又は印刷層等のバインダ層を
介して保持せしめるようにした。このように、基板表面
に光触媒材を保持せしめることで、タイル等は表面に半
球状の凹凸が形成され、基板自体に光触媒機能を持たせ
ることができる。
ホーロー又は陶磁器等の基板表面に上記の光触媒材を直
接保持せしめるか、釉薬層又は印刷層等のバインダ層を
介して保持せしめるようにした。このように、基板表面
に光触媒材を保持せしめることで、タイル等は表面に半
球状の凹凸が形成され、基板自体に光触媒機能を持たせ
ることができる。
【００１０】更に、本発明に係る光触媒材の製造方法
は、所定の紫外線透過率、つまり光触媒材となった場合
の紫外線透過率が０．１％以上となる基材と光触媒分散
液とを攪拌し、基材表面に光触媒膜を形成した後、３０
０℃以上９００℃以下で焼成するようにした。
は、所定の紫外線透過率、つまり光触媒材となった場合
の紫外線透過率が０．１％以上となる基材と光触媒分散
液とを攪拌し、基材表面に光触媒膜を形成した後、３０
０℃以上９００℃以下で焼成するようにした。
【００１１】また、基材を光触媒微粒子を分散させた液
体ゾルにディッピングするか、スプレー塗布を行う場
合、添加するゾルの基材に対する混合比は１．０／１０
０乃至３．６／１００の範囲内が膜の均一性、強度の点
から好ましい。また、予め基材を８０〜１１０℃に加熱
しておくことでも膜の均一性、強度が向上する。
体ゾルにディッピングするか、スプレー塗布を行う場
合、添加するゾルの基材に対する混合比は１．０／１０
０乃至３．６／１００の範囲内が膜の均一性、強度の点
から好ましい。また、予め基材を８０〜１１０℃に加熱
しておくことでも膜の均一性、強度が向上する。
【００１２】尚、前記のようにして得られた球状光触媒
体の活性を上げるため、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ等の金属を被
覆させることも可能である。この場合には以下の方法に
より行う。即ち、金属塩水溶液に中に光触媒材料を浸漬
した後、紫外線ランプを照射して光還元メッキにより光
触媒表面に金属を被覆させる。この際、表面に残存する
余剰の金属塩を洗浄する。洗浄方法としては、長時間の
水中浸漬や希薄な酸溶液での洗浄等がある。余剰の金属
塩を洗浄することで、生態系に悪影響を及ぼす金属イオ
ンの溶出を防ぐことができ、また金属と光触媒による抗
菌、汚物分解、防藻効果を長期間に亘り安定して持続さ
せることができる。
体の活性を上げるため、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ等の金属を被
覆させることも可能である。この場合には以下の方法に
より行う。即ち、金属塩水溶液に中に光触媒材料を浸漬
した後、紫外線ランプを照射して光還元メッキにより光
触媒表面に金属を被覆させる。この際、表面に残存する
余剰の金属塩を洗浄する。洗浄方法としては、長時間の
水中浸漬や希薄な酸溶液での洗浄等がある。余剰の金属
塩を洗浄することで、生態系に悪影響を及ぼす金属イオ
ンの溶出を防ぐことができ、また金属と光触媒による抗
菌、汚物分解、防藻効果を長期間に亘り安定して持続さ
せることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を実施
例１〜６に基づいて説明する。 （実施例１）球状光触媒材料の活性に及ぼす、基材、光
触媒膜、透光性の影響について、アンモニアの分解を例
として示す。実施例では以下の（表１）に示す種々の球
状基材にＴiＯ2被覆量を変化させ、光触媒材の評価サン
プルを作製した。
例１〜６に基づいて説明する。 （実施例１）球状光触媒材料の活性に及ぼす、基材、光
触媒膜、透光性の影響について、アンモニアの分解を例
として示す。実施例では以下の（表１）に示す種々の球
状基材にＴiＯ2被覆量を変化させ、光触媒材の評価サン
プルを作製した。
【００１４】
【表１】
【００１５】図１は防臭機能評価装置（ＮＨ3ガス分解
率測定装置）のブロック構成図、図２はＴiＯ2膜厚（μ
ｍ）に対するアンモニアガス分解率（％）を示した図、
図３は基材に光触媒の膜を形成した光触媒材の紫外線透
過率とＮＨ3ガス分解率との関係を示すグラフ、更に
（表２）は各評価サンプルの紫外線透過率とガス分解率
を示したものである。
率測定装置）のブロック構成図、図２はＴiＯ2膜厚（μ
ｍ）に対するアンモニアガス分解率（％）を示した図、
図３は基材に光触媒の膜を形成した光触媒材の紫外線透
過率とＮＨ3ガス分解率との関係を示すグラフ、更に
（表２）は各評価サンプルの紫外線透過率とガス分解率
を示したものである。
【００１６】
【表２】
【００１７】防臭機能評価装置１０は、空気を吸引する
吸引ポンプ１１、吸引した空気の清浄化を図る活性炭１
２、ＮＨ3ガス源１３、評価サンプル１４を収容する反
応容器１５、ＮＨ3ガスの流通を制御するコック１６
ａ，１６ｂ、ガス濃度が飽和したことを検知するガスセ
ンサ１７、ＮＨ3ガス濃度を検知するガス検知管１８、
評価サンプル１４を照射する光源（ＢＬＢランプ）１９
を備える。
吸引ポンプ１１、吸引した空気の清浄化を図る活性炭１
２、ＮＨ3ガス源１３、評価サンプル１４を収容する反
応容器１５、ＮＨ3ガスの流通を制御するコック１６
ａ，１６ｂ、ガス濃度が飽和したことを検知するガスセ
ンサ１７、ＮＨ3ガス濃度を検知するガス検知管１８、
評価サンプル１４を照射する光源（ＢＬＢランプ）１９
を備える。
【００１８】図２から、紫外線透過率がほとんど０であ
るセラミックボールを基材としたとき、アンモニアガス
分解率は、膜厚の増加に伴い僅かであるが増加し、２μ
ｍ以上で増加が頭打ち（飽和）となり、これに対し、透
光性を有するガラスビーズ、樹脂を用いた場合、アンモ
ニアガス分解率は、基材の紫外線透過率が膜厚０．２〜
１．２μｍの間で極大値を持つようになり、しかも膜厚
２μｍまでは、セラミックスを基材としたとき見られた
飽和値を上回ることが判かる。
るセラミックボールを基材としたとき、アンモニアガス
分解率は、膜厚の増加に伴い僅かであるが増加し、２μ
ｍ以上で増加が頭打ち（飽和）となり、これに対し、透
光性を有するガラスビーズ、樹脂を用いた場合、アンモ
ニアガス分解率は、基材の紫外線透過率が膜厚０．２〜
１．２μｍの間で極大値を持つようになり、しかも膜厚
２μｍまでは、セラミックスを基材としたとき見られた
飽和値を上回ることが判かる。
【００１９】また、図３及び（表２）からガス分解率を
向上させるには、基材に光触媒膜を形成した光触媒材全
体としての紫外線透過率が少なくとも０．１％以上であ
ることが必要であり、１％以上５０％以下が好ましいと
いえる。また、同様の観点から、光触媒膜の紫外線透過
率は３％以上７０％以下が好ましい。
向上させるには、基材に光触媒膜を形成した光触媒材全
体としての紫外線透過率が少なくとも０．１％以上であ
ることが必要であり、１％以上５０％以下が好ましいと
いえる。また、同様の観点から、光触媒膜の紫外線透過
率は３％以上７０％以下が好ましい。
【００２０】ここで、上記防臭機能評価装置による評価
方法を説明する。 反応容器（内容積：４６０ｍｌ）１５にビーズ（評価
サンプル１４）１００ｇを充填し、コック１６ａを開い
てアンモニアガス（２０〜３０ｐｐｍ）を流通させる。
このとき、コック１６ｂは排気方向に開いている。 アンモニアガスを十分に流通させ、ガス濃度が飽和に
達したことをガスセンサ１７によって確認した後、コッ
ク１６ｂを閉じ、アンモニアガスの流れを循環系とす
る。この時のガス濃度を検知管１８により調べ、初期値
Ｃ0 を求める。 ビーズ（評価サンプル１４）に光源（ＢＬＢランプ）
１９からＢＬＢ光を照射する。 １時間後、反応容器１５内のガス濃度Ｃを検知管１８
により調べる。 、で検知した値から分解率を求める。（分解率＝
Ｃ／Ｃ0 ）
方法を説明する。 反応容器（内容積：４６０ｍｌ）１５にビーズ（評価
サンプル１４）１００ｇを充填し、コック１６ａを開い
てアンモニアガス（２０〜３０ｐｐｍ）を流通させる。
このとき、コック１６ｂは排気方向に開いている。 アンモニアガスを十分に流通させ、ガス濃度が飽和に
達したことをガスセンサ１７によって確認した後、コッ
ク１６ｂを閉じ、アンモニアガスの流れを循環系とす
る。この時のガス濃度を検知管１８により調べ、初期値
Ｃ0 を求める。 ビーズ（評価サンプル１４）に光源（ＢＬＢランプ）
１９からＢＬＢ光を照射する。 １時間後、反応容器１５内のガス濃度Ｃを検知管１８
により調べる。 、で検知した値から分解率を求める。（分解率＝
Ｃ／Ｃ0 ）
【００２１】（実施例２）球状光触媒材料の活性に及ぼ
す基材の透光性の影響について、循環水槽の水処理の場
合を示す。図４は循環水槽の説明図であり、循環水槽２
０は、水槽（内容積６０リットル、循環水量４０リット
ル）２１、水Ｗを循環させるためのポンプ２２、流路２
３、ビーズ（球状光触媒材）２４を備え、矢印で示すよ
うに循環する。
す基材の透光性の影響について、循環水槽の水処理の場
合を示す。図４は循環水槽の説明図であり、循環水槽２
０は、水槽（内容積６０リットル、循環水量４０リット
ル）２１、水Ｗを循環させるためのポンプ２２、流路２
３、ビーズ（球状光触媒材）２４を備え、矢印で示すよ
うに循環する。
【００２２】種々の透光性を有する球状基材にＴiＯ
2（表３参照）を被覆し、各光触媒体の光触媒活性を調
べるため、循環水槽２０内に球状光触媒材２４を設置
し、ＣＯＤ値、大腸菌数、藻の発生量を定期的に調べ
た。ＴiＯ2−Ｃｕ系光触媒を用いたときには、Ｃｕイオ
ンの濃度も調べた。
2（表３参照）を被覆し、各光触媒体の光触媒活性を調
べるため、循環水槽２０内に球状光触媒材２４を設置
し、ＣＯＤ値、大腸菌数、藻の発生量を定期的に調べ
た。ＴiＯ2−Ｃｕ系光触媒を用いたときには、Ｃｕイオ
ンの濃度も調べた。
【００２３】
【表３】
【００２４】各触媒材の製法としては、基材１００ｇに
対し７．５％のＴiＯ2ゾルを１．２ｇ塗布し、混練した
後、８００℃で焼成を行った。膜をＴiＯ2−Ｃｕ系とす
る場合は、同様にして作成した光触媒体を３％Ｃｕ(Ｃ
Ｈ3ＣＯＯ)2に浸漬してＢＬＢランプで５分間照射し
た。この後、１％のＨＣl溶液に１０〜３０秒浸漬して
余剰の金属を洗浄した。各基材に対する水質、大腸菌
数、藻の発生量に関して結果を以下の（表４）に示す。
対し７．５％のＴiＯ2ゾルを１．２ｇ塗布し、混練した
後、８００℃で焼成を行った。膜をＴiＯ2−Ｃｕ系とす
る場合は、同様にして作成した光触媒体を３％Ｃｕ(Ｃ
Ｈ3ＣＯＯ)2に浸漬してＢＬＢランプで５分間照射し
た。この後、１％のＨＣl溶液に１０〜３０秒浸漬して
余剰の金属を洗浄した。各基材に対する水質、大腸菌
数、藻の発生量に関して結果を以下の（表４）に示す。
【００２５】
【表４】
【００２６】表４からＮｏ１とＮｏ３の比較により、基
材の透光性が光触媒効果（水質、大腸菌数、藻の発生
量）に影響を与えていることがわかる。また、Ｃｕを被
覆している系（Ｎｏ２）の水槽では、循環１８０日後の
Ｃｕ溶出量が循環開始時と略々変化していない。したが
って、ＴiＯ2−Ｃｕ系水槽で見られる水質汚濁速度の緩
和、大腸菌の減少、防藻効果は単なるＣｕイオン溶出の
ためではなく、光還元により吸着したＣｕとＴiＯ2の光
触媒効果が安定して長期間維持されることがわかる。
材の透光性が光触媒効果（水質、大腸菌数、藻の発生
量）に影響を与えていることがわかる。また、Ｃｕを被
覆している系（Ｎｏ２）の水槽では、循環１８０日後の
Ｃｕ溶出量が循環開始時と略々変化していない。したが
って、ＴiＯ2−Ｃｕ系水槽で見られる水質汚濁速度の緩
和、大腸菌の減少、防藻効果は単なるＣｕイオン溶出の
ためではなく、光還元により吸着したＣｕとＴiＯ2の光
触媒効果が安定して長期間維持されることがわかる。
【００２７】（実施例３）球状触媒の活性に及ぼす基材
の透光性、光触媒膜の透光性の影響についてＡgＮＯ
3（硝酸銀）呈色を用いた場合で説明する。基材の透光
性、ＴiＯ2膜の透光性を変えて光触媒ビーズを作成し
た。基材等の種類を以下の（表５）に示す。
の透光性、光触媒膜の透光性の影響についてＡgＮＯ
3（硝酸銀）呈色を用いた場合で説明する。基材の透光
性、ＴiＯ2膜の透光性を変えて光触媒ビーズを作成し
た。基材等の種類を以下の（表５）に示す。
【００２８】
【表５】
【００２９】ここで、硝酸銀呈色による球状光触媒材料
の測定方法は、５０ｍｌビーカに５０ｇのサンプルを充
填し、ここにＡgＮＯ3の１％溶液を入れ、サンプル（ガ
ラスビーズ）を浸けた後、ＢＬＢランプを照射する。こ
の時、サンプルは攪拌しないようにする。
の測定方法は、５０ｍｌビーカに５０ｇのサンプルを充
填し、ここにＡgＮＯ3の１％溶液を入れ、サンプル（ガ
ラスビーズ）を浸けた後、ＢＬＢランプを照射する。こ
の時、サンプルは攪拌しないようにする。
【００３０】Ａg呈色前後の色値を測定する（この際、
色値測定では、測定の度にサンプルの攪拌を行い、デー
タのバラツキを少なくする）。色値計算を行い、この値
を硝酸銀呈色値（ΔＥ）とする。上記方法により測定し
たサンプル１〜４の硝酸銀呈色値（ΔＥ）を以下の（表
６）に示す。
色値測定では、測定の度にサンプルの攪拌を行い、デー
タのバラツキを少なくする）。色値計算を行い、この値
を硝酸銀呈色値（ΔＥ）とする。上記方法により測定し
たサンプル１〜４の硝酸銀呈色値（ΔＥ）を以下の（表
６）に示す。
【００３１】
【表６】
【００３２】（表６）から硝酸銀呈色値（ΔＥ）の大き
さは、基材ＴiＯ2の透光性を反映していることが判る。
さは、基材ＴiＯ2の透光性を反映していることが判る。
【００３３】（実施例４）光触媒であるＴiＯ2膜の強度
に及ぼすＴiＯ2ゾルと基材との混合比の影響について以
下に示す。先ず、粒径が１ｍｍのガラスビーズ１００ｇ
に対し、ＴiＯ2ゾルを０．４５ｇ，０．６ｇ，０．９
ｇ，１．２ｇ，１．５ｇ，１．８ｇ，３．６ｇ，１２ｇ
だけ混合した（ただし、ＴiＯ2膜厚を何れも一定とする
ため、ＴiＯ2ゾルの濃度を変化させた）（表７参照）。
次いで、攪拌、乾燥後、８００℃で４０分間の焼成を行
った。各ビーズの膜の強度を下記の水中でのスターラを
用いた方法により評価した。
に及ぼすＴiＯ2ゾルと基材との混合比の影響について以
下に示す。先ず、粒径が１ｍｍのガラスビーズ１００ｇ
に対し、ＴiＯ2ゾルを０．４５ｇ，０．６ｇ，０．９
ｇ，１．２ｇ，１．５ｇ，１．８ｇ，３．６ｇ，１２ｇ
だけ混合した（ただし、ＴiＯ2膜厚を何れも一定とする
ため、ＴiＯ2ゾルの濃度を変化させた）（表７参照）。
次いで、攪拌、乾燥後、８００℃で４０分間の焼成を行
った。各ビーズの膜の強度を下記の水中でのスターラを
用いた方法により評価した。
【００３４】
【表７】
【００３５】膜強度の評価方法について説明する。 焼成した光触媒ガラスビーズ５ｇを水５０ｍｌの入っ
たビーカにとる。 マグネチックスターラの攪拌子を入れ、９０秒攪拌洗
浄する。 水を取り替え、６０秒間攪拌する。 で使用した水を採取し、濁度計で濁度を測定する。 濁度値が０〜９のときを○、１０〜１５のときを△、
１６以上を×とし、水の濁り具合から膜の強度を判定す
る。
たビーカにとる。 マグネチックスターラの攪拌子を入れ、９０秒攪拌洗
浄する。 水を取り替え、６０秒間攪拌する。 で使用した水を採取し、濁度計で濁度を測定する。 濁度値が０〜９のときを○、１０〜１５のときを△、
１６以上を×とし、水の濁り具合から膜の強度を判定す
る。
【００３６】（表７）から、球状光触媒の製造におい
て、ＴiＯ2ゾルと基材との混合比は、基材ビーズ（１０
０）に対し、ＴiＯ2ゾルの混合比が（１．０／１００）
〜（３．６／１００）のとき高い強度が得られることが
判る。
て、ＴiＯ2ゾルと基材との混合比は、基材ビーズ（１０
０）に対し、ＴiＯ2ゾルの混合比が（１．０／１００）
〜（３．６／１００）のとき高い強度が得られることが
判る。
【００３７】ただし、基材ビーズ（１００）に対し、Ｔ
iＯ2ゾルの混合比が多い場合（３．６／１００以上）、
或いは少ない混合（１．２／１００未満）で製膜された
ＴiＯ2膜にムラが生じ、極端に厚くなった部分が発生す
るため、膜の強度は低下する。
iＯ2ゾルの混合比が多い場合（３．６／１００以上）、
或いは少ない混合（１．２／１００未満）で製膜された
ＴiＯ2膜にムラが生じ、極端に厚くなった部分が発生す
るため、膜の強度は低下する。
【００３８】（実施例５）光触媒ガラスを製造する上
で、ＴiＯ2をコートする基材の加熱が膜強度に及ぼす影
響を以下に示す。先ず、粒径が０．５ｍｍであるガラス
ビーズを準備し、それぞれ２０，８０，１１０，１４０
℃で加熱した。その後、基材量に対して、ビーズ１個の
膜厚が０．４μｍになるようにＴiＯ2を被覆し、攪拌、
乾燥後、８００℃で４０分間の焼成を行った。焼成した
光触媒ガラスビーズは、実施例４と同様の方法により膜
強度を調べた結果を以下の（表８）に示す。
で、ＴiＯ2をコートする基材の加熱が膜強度に及ぼす影
響を以下に示す。先ず、粒径が０．５ｍｍであるガラス
ビーズを準備し、それぞれ２０，８０，１１０，１４０
℃で加熱した。その後、基材量に対して、ビーズ１個の
膜厚が０．４μｍになるようにＴiＯ2を被覆し、攪拌、
乾燥後、８００℃で４０分間の焼成を行った。焼成した
光触媒ガラスビーズは、実施例４と同様の方法により膜
強度を調べた結果を以下の（表８）に示す。
【００３９】
【表８】
【００４０】（表８）から基材を加熱することにより、
膜強度が向上したことが判る。これは、基材を加熱する
ことで膜の均一化が図られたためと考えられる。ただ
し、加熱温度には適正温度範囲が存在する。すなわち、
膜は加熱温度が高すぎると乾燥が早くなり厚さが不均一
となって強度が低下する。その温度範囲は、表８から８
０〜１１０℃と考えられる。この結果から、膜強度の向
上には、基材加熱が有効であることがわかった。
膜強度が向上したことが判る。これは、基材を加熱する
ことで膜の均一化が図られたためと考えられる。ただ
し、加熱温度には適正温度範囲が存在する。すなわち、
膜は加熱温度が高すぎると乾燥が早くなり厚さが不均一
となって強度が低下する。その温度範囲は、表８から８
０〜１１０℃と考えられる。この結果から、膜強度の向
上には、基材加熱が有効であることがわかった。
【００４１】（実施例６）図５に示すように、基板とし
て陶製タイル３０を用い、その表面にＳiＯ2-Ａl2Ｏ3-
Ｎａ／ＫＯ2を軟化温度４８０℃に調整したフリットか
らなるバインダ層３１を形成し、このバインダ層３１の
上に透光性基材３２ａの表面に光触媒膜３２ｂを形成し
た光触媒材３２を載置した後、７００℃で焼成する。な
お、タイル素地表面に、直接光触媒材３２を載置した
後、７００℃で焼成してもよい。陶製タイル素地に限ら
ず、金属等の光触媒材溶化温度より耐火度の高いものを
基板に用いて、光触媒材の一部を加熱溶解させて、基板
表面に保持させることも可能である。又、実施例６では
基板を陶製タイルとしたがこれに限らず、金属、樹脂等
の基板を用いて、接着剤等で保持させてもよい。
て陶製タイル３０を用い、その表面にＳiＯ2-Ａl2Ｏ3-
Ｎａ／ＫＯ2を軟化温度４８０℃に調整したフリットか
らなるバインダ層３１を形成し、このバインダ層３１の
上に透光性基材３２ａの表面に光触媒膜３２ｂを形成し
た光触媒材３２を載置した後、７００℃で焼成する。な
お、タイル素地表面に、直接光触媒材３２を載置した
後、７００℃で焼成してもよい。陶製タイル素地に限ら
ず、金属等の光触媒材溶化温度より耐火度の高いものを
基板に用いて、光触媒材の一部を加熱溶解させて、基板
表面に保持させることも可能である。又、実施例６では
基板を陶製タイルとしたがこれに限らず、金属、樹脂等
の基板を用いて、接着剤等で保持させてもよい。
【００４２】このように、基板表面を光触媒で被覆した
タイル等を壁や天井に用いることで、抗菌性に加え、半
球形の表面によって特異の意匠性が発揮されるととも
に、タイルを設けた屋内の照度を高め得る多機能材とし
て用いることができる。
タイル等を壁や天井に用いることで、抗菌性に加え、半
球形の表面によって特異の意匠性が発揮されるととも
に、タイルを設けた屋内の照度を高め得る多機能材とし
て用いることができる。
【００４３】
【発明の効果】以上に説明したように本発明に係る光触
媒材によれば、光触媒が均一かつ強固に被覆された球状
光触媒材を得ることができる。また、球状光触媒材に照
射された光が、光源に対して光触媒体の裏面あるいは下
に積層した光触媒体を作用させるのに十分な光量だけ媒
体を通過する。よって、光触媒体の裏面あるいは下層に
ある光触媒が有効に作用し、光触媒としての機能が向上
する。
媒材によれば、光触媒が均一かつ強固に被覆された球状
光触媒材を得ることができる。また、球状光触媒材に照
射された光が、光源に対して光触媒体の裏面あるいは下
に積層した光触媒体を作用させるのに十分な光量だけ媒
体を通過する。よって、光触媒体の裏面あるいは下層に
ある光触媒が有効に作用し、光触媒としての機能が向上
する。
【００４４】また、本発明に係る光触媒材の製造方法に
よれば、基材表面に均一で強度の高い光触媒膜を融着さ
せることができる。同時に、生態系に悪影響を与える金
属イオンの溶出を防ぐことができ、また金属と光触媒に
よる抗菌、汚物分解、防藻効果を長期間に亘って安定し
て持続させることができる。
よれば、基材表面に均一で強度の高い光触媒膜を融着さ
せることができる。同時に、生態系に悪影響を与える金
属イオンの溶出を防ぐことができ、また金属と光触媒に
よる抗菌、汚物分解、防藻効果を長期間に亘って安定し
て持続させることができる。
【００４５】さらに、本発明に係る光触媒材を用いた多
機能材によれば、基板表面に光触媒材を保持したタイル
等を壁や天井に用いることで、タイル等の表面に半球状
の凹凸が形成された特異の意匠性を発揮するとともに、
タイル等を設けた屋内の照度を高めることができる。
機能材によれば、基板表面に光触媒材を保持したタイル
等を壁や天井に用いることで、タイル等の表面に半球状
の凹凸が形成された特異の意匠性を発揮するとともに、
タイル等を設けた屋内の照度を高めることができる。
【図１】防臭機能評価装置（ＮＨ3ガス分解率測定装
置）のブロック構成図
置）のブロック構成図
【図２】ＴiＯ2膜厚（μｍ）に対するアンモニアガス分
解率（％）を示した図
解率（％）を示した図
【図３】光触媒材の紫外線透過率とガス分解率との関係
を示すグラフ
を示すグラフ
【図４】循環水槽の説明図
【図５】光触媒材を用いた多機能材の拡大断面図
１０…防臭機能評価装置、１１…吸引ポンプ、１２…活
性炭、１３…ＮＨ3源、１４…評価サンプル、１５…反
応容器、１６ａ，１６ｂ…コック、１７…ガスセンサ、
１８…ガス検知管、１９…光源、２０…循環水槽、２１
…水槽、２２…ポンプ、２３…流路、２４…ビーズ（球
状光触媒材）、３０…基板としてのタイル、３１…バイ
ンダ層、３２…光触媒材、３２ａ…透光性基材、３２ｂ
…光触媒膜。
性炭、１３…ＮＨ3源、１４…評価サンプル、１５…反
応容器、１６ａ，１６ｂ…コック、１７…ガスセンサ、
１８…ガス検知管、１９…光源、２０…循環水槽、２１
…水槽、２２…ポンプ、２３…流路、２４…ビーズ（球
状光触媒材）、３０…基板としてのタイル、３１…バイ
ンダ層、３２…光触媒材、３２ａ…透光性基材、３２ｂ
…光触媒膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 1/32 Ｃ０２Ｆ 1/32
Claims (14)
- 【請求項１】 基材に光触媒膜を形成することで構成さ
れる光触媒材であって、前記光触媒材の紫外線透過率が
０．１％以上であることを特徴とする光触媒材。 - 【請求項２】 基材に光触媒膜を形成することで構成さ
れる光触媒材であって、前記光触媒材の紫外線透過率が
１％以上５０％以下であることを特徴とする光触媒材。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の光触媒
材において、前記基材は略球形状であることを特徴とす
る光触媒材。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の光触媒材において、前記基材の紫外線透過率は５０％
以上であることを特徴とすることを光触媒材。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
の光触媒材において、前記光触媒膜の紫外線透過率は３
％以上であることを特徴とする光触媒材。 - 【請求項６】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
の光触媒材において、前記光触媒膜の紫外線透過率は３
％以上７０％未満であることを特徴とする光触媒材。 - 【請求項７】 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
の光触媒材において、前記光触媒膜はＴiＯ2又はＴiＯ2
と金属塩の層からなることを特徴とする光触媒材。 - 【請求項８】 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載
の光触媒材において、前記基材がガラスであることを特
徴とする光触媒材。 - 【請求項９】 請求項１乃至請求項８に記載の光触媒材
が、直接或いはバインダ層を介して基板表面に保持され
ていることを特徴とする多機能材。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の多機能材において、
前記基板がタイル、ホーローまたは陶磁器であり、バイ
ンダー層は釉薬層または印刷層であることを特徴とする
多機能材。 - 【請求項１１】 請求項１乃至請求項８に記載の光触媒
材を製造する方法であって、この方法は、基材と光触媒
分散液とを攪拌して基材表面に光触媒膜を形成した後、
３００℃以上９００℃以下で焼成することを特徴とする
光触媒材の製造方法。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の光触媒材の製造方
法において、前記基材を光触媒の金属塩水溶液に侵漬し
た後、光還元めっきし、さらに余剰金属塩を洗浄するこ
とを特徴とする光触媒材の製造方法。 - 【請求項１３】 請求項１１又は請求項１２に記載の光
触媒材の製造方法において、前記基材と光触媒分散液と
の混合比は、基材１００重量部に対し光触媒分散液を
１．０重量部以上３．６重量部以下とすることを特徴と
する光触媒材の製造方法。 - 【請求項１４】 請求項１１乃至請求項１３のいずれか
に記載の光触媒材の製造方法において、前記基材を予め
８０℃以上１１０℃以下に加熱することを特徴とする光
触媒材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060419A JPH09248468A (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 光触媒材及び光触媒材を用いた多機能材並びにその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060419A JPH09248468A (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 光触媒材及び光触媒材を用いた多機能材並びにその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09248468A true JPH09248468A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13141676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8060419A Pending JPH09248468A (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 光触媒材及び光触媒材を用いた多機能材並びにその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09248468A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6368668B1 (en) * | 1998-07-30 | 2002-04-09 | Toto Ltd. | Method and apparatus for producing a photocatalytic material |
| CN119461564A (zh) * | 2024-12-30 | 2025-02-18 | 山东石油化工学院 | 一种提高有机污染物光催化降解效率的方法 |
Citations (6)
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| JPS6397234A (ja) * | 1986-10-14 | 1988-04-27 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 固定化光触媒 |
| JPH07232080A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-09-05 | Toto Ltd | 光触媒機能を有する多機能材及びその製造方法 |
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| JPH0866635A (ja) * | 1993-12-14 | 1996-03-12 | Toto Ltd | 光触媒薄膜及びその形成方法 |
| JPH08273631A (ja) * | 1995-03-30 | 1996-10-18 | Toshiba Lighting & Technol Corp | 白熱電球、事務機用両管型電球、照明装置および複写機 |
| JPH09921A (ja) * | 1995-06-14 | 1997-01-07 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | 光高透過性酸化物光触媒素子 |
-
1996
- 1996-03-18 JP JP8060419A patent/JPH09248468A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040907 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050125 |