JPH111858A - 光触媒機能を有する複合シート及びそれから得られる物品並びにそれらの製造方法 - Google Patents
光触媒機能を有する複合シート及びそれから得られる物品並びにそれらの製造方法Info
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- JPH111858A JPH111858A JP9136414A JP13641497A JPH111858A JP H111858 A JPH111858 A JP H111858A JP 9136414 A JP9136414 A JP 9136414A JP 13641497 A JP13641497 A JP 13641497A JP H111858 A JPH111858 A JP H111858A
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Landscapes
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い光触媒機能を保持し、汚染性が少なくて
取扱い易く、成形加工特性が良好な光触媒機能を有する
複合シートを提供する。 【解決手段】 半導体光触媒粉末と熱可塑性フッ素樹脂
の繊維とからなり、半導体光触媒粉末が上記熱可塑性フ
ッ素樹脂によって融着されてなり、連続気孔を有し、体
積膨張率が110%以上であり、かつ気孔率が20〜9
0体積%である光触媒機能を有する複合シート。
取扱い易く、成形加工特性が良好な光触媒機能を有する
複合シートを提供する。 【解決手段】 半導体光触媒粉末と熱可塑性フッ素樹脂
の繊維とからなり、半導体光触媒粉末が上記熱可塑性フ
ッ素樹脂によって融着されてなり、連続気孔を有し、体
積膨張率が110%以上であり、かつ気孔率が20〜9
0体積%である光触媒機能を有する複合シート。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光触媒機能を有する
複合シート及びそれから得られる物品並びにそれらの製
造方法に関する。
複合シート及びそれから得られる物品並びにそれらの製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、二酸化チタンに代表される半導体
光触媒を利用した水中の汚染物質(揮発性有機塩素化合
物等)や大気中の低濃度汚染物質(窒素酸化物等)の分
解除去方法及び浄化材等に関する試みが注目されてい
る。一般に、半導体光触媒は比表面積が大きい方が効率
が高いため、これらに使用される半導体光触媒は平均粒
径1μm以下の微粒子が用いられている。しかし、半導
体光触媒を微粒子の状態で使用するには、触媒の設置、
使用、分離、回収、再生、交換等が困難であったり、取
扱い難いため、微粒子を何らかの固体に担持固定化して
使用するのが好ましい。
光触媒を利用した水中の汚染物質(揮発性有機塩素化合
物等)や大気中の低濃度汚染物質(窒素酸化物等)の分
解除去方法及び浄化材等に関する試みが注目されてい
る。一般に、半導体光触媒は比表面積が大きい方が効率
が高いため、これらに使用される半導体光触媒は平均粒
径1μm以下の微粒子が用いられている。しかし、半導
体光触媒を微粒子の状態で使用するには、触媒の設置、
使用、分離、回収、再生、交換等が困難であったり、取
扱い難いため、微粒子を何らかの固体に担持固定化して
使用するのが好ましい。
【0003】半導体光触媒微粒子を無機固体に担持固定
化する方法としては、例えば、特開平5−253544
号公報には、タイル表面にバインダー層を塗布し、次い
でバインダー層表面に二酸化チタンゾルを吹き付け、そ
の後バインダー層を加熱溶融せしめた後、冷却固化せし
める方法が開示されているが、この方法は成形に手間を
要し、また、担体が無機固体であるために可撓性が低
く、その用途が制約を受けるものであった。また、半導
体光触媒微粒子を有機固体に担持固定化する方法として
は、特開平5−96181号公報には、球状又は棒状の
ポリアミド等の合成樹脂と半導体光触媒粉末とをボール
ミルにより混合し、その衝撃力により固定化する方法が
開示されているが、担体がポリアミド樹脂であるため
に、半導体光触媒により担体自身が分解され、長期間の
使用によって半導体光触媒が担体からの脱落するという
問題があった。さらに、特開平6−315614号公報
には、半導体光触媒、粉末活性炭とフッ素樹脂微粒子と
を混合・圧延することによりシート状光触媒を得る方法
が開示されているが、このシートは粉末のみから構成さ
れているため、機械的強度が低く成形加工性においても
十分とはいえなかった。
化する方法としては、例えば、特開平5−253544
号公報には、タイル表面にバインダー層を塗布し、次い
でバインダー層表面に二酸化チタンゾルを吹き付け、そ
の後バインダー層を加熱溶融せしめた後、冷却固化せし
める方法が開示されているが、この方法は成形に手間を
要し、また、担体が無機固体であるために可撓性が低
く、その用途が制約を受けるものであった。また、半導
体光触媒微粒子を有機固体に担持固定化する方法として
は、特開平5−96181号公報には、球状又は棒状の
ポリアミド等の合成樹脂と半導体光触媒粉末とをボール
ミルにより混合し、その衝撃力により固定化する方法が
開示されているが、担体がポリアミド樹脂であるため
に、半導体光触媒により担体自身が分解され、長期間の
使用によって半導体光触媒が担体からの脱落するという
問題があった。さらに、特開平6−315614号公報
には、半導体光触媒、粉末活性炭とフッ素樹脂微粒子と
を混合・圧延することによりシート状光触媒を得る方法
が開示されているが、このシートは粉末のみから構成さ
れているため、機械的強度が低く成形加工性においても
十分とはいえなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】かかる状況に鑑み、本
発明の課題は、高い光触媒機能を保持し、汚染性が少な
くて取扱い易く、成形加工特性が良好な光触媒機能を有
する複合シート及びそれから得られる物品並びにそれら
の製造方法を提供することにある。
発明の課題は、高い光触媒機能を保持し、汚染性が少な
くて取扱い易く、成形加工特性が良好な光触媒機能を有
する複合シート及びそれから得られる物品並びにそれら
の製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究の
結果、熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は熱可塑性フッ素樹
脂の粉末をバインダーとして半導体光触媒粉末を含有す
る複合シートが上記課題を解決できることを見出し、本
発明に到達した。すなわち、本発明の要旨は第一に、
(A)半導体光触媒粉末と(B)(b1)熱可塑性フッ
素樹脂の繊維、(b2)熱可塑性フッ素樹脂の繊維及び
熱可塑性フッ素樹脂の粉末、(b3)熱可塑性フッ素樹
脂の繊維及び強化用無機繊維、(b4)熱可塑性フッ素
樹脂の粉末及び強化用無機繊維又は(b5)熱可塑性フ
ッ素樹脂の繊維、熱可塑性フッ素樹脂の粉末及び強化用
無機繊維とからなり、半導体光触媒粉末が上記熱可塑性
フッ素樹脂によって融着されてなり、連続気孔を有し、
体積膨張率が110%以上であり、かつ気孔率が20〜
90体積%であることを特徴とする光触媒機能を有する
複合シートである。第二に、(A)半導体光触媒粉末と
(B)(b1)熱可塑性フッ素樹脂の繊維、(b2)熱
可塑性フッ素樹脂の繊維及び熱可塑性フッ素樹脂の粉
末、(b3)熱可塑性フッ素樹脂の繊維及び強化用無機
繊維、(b4)熱可塑性フッ素樹脂の粉末及び強化用無
機繊維又は(b5)熱可塑性フッ素樹脂の繊維、熱可塑
性フッ素樹脂の粉末及び強化用無機繊維とを、水性媒体
中で均一に分散してシート化し、上記熱可塑性フッ素樹
脂の繊維又は熱可塑性フッ素樹脂の粉末の熱変形温度以
上分解点未満の温度で面圧0.1kgf/cm2 以上の
圧力下に加熱し、次いで前記圧力を保持した状態で冷却
することを特徴とする光触媒機能を有する複合シートの
製造方法。第三に、上記複合シート又はその成形体を膨
張させてなることを特徴とする光触媒機能を有する物品
である。第四に、上記複合シート又はその成形体を上記
熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は熱可塑性フッ素樹脂の粉
末の熱変形温度以上に加熱して膨張させることを特徴と
する光触媒機能を有する物品の製造方法である。
結果、熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は熱可塑性フッ素樹
脂の粉末をバインダーとして半導体光触媒粉末を含有す
る複合シートが上記課題を解決できることを見出し、本
発明に到達した。すなわち、本発明の要旨は第一に、
(A)半導体光触媒粉末と(B)(b1)熱可塑性フッ
素樹脂の繊維、(b2)熱可塑性フッ素樹脂の繊維及び
熱可塑性フッ素樹脂の粉末、(b3)熱可塑性フッ素樹
脂の繊維及び強化用無機繊維、(b4)熱可塑性フッ素
樹脂の粉末及び強化用無機繊維又は(b5)熱可塑性フ
ッ素樹脂の繊維、熱可塑性フッ素樹脂の粉末及び強化用
無機繊維とからなり、半導体光触媒粉末が上記熱可塑性
フッ素樹脂によって融着されてなり、連続気孔を有し、
体積膨張率が110%以上であり、かつ気孔率が20〜
90体積%であることを特徴とする光触媒機能を有する
複合シートである。第二に、(A)半導体光触媒粉末と
(B)(b1)熱可塑性フッ素樹脂の繊維、(b2)熱
可塑性フッ素樹脂の繊維及び熱可塑性フッ素樹脂の粉
末、(b3)熱可塑性フッ素樹脂の繊維及び強化用無機
繊維、(b4)熱可塑性フッ素樹脂の粉末及び強化用無
機繊維又は(b5)熱可塑性フッ素樹脂の繊維、熱可塑
性フッ素樹脂の粉末及び強化用無機繊維とを、水性媒体
中で均一に分散してシート化し、上記熱可塑性フッ素樹
脂の繊維又は熱可塑性フッ素樹脂の粉末の熱変形温度以
上分解点未満の温度で面圧0.1kgf/cm2 以上の
圧力下に加熱し、次いで前記圧力を保持した状態で冷却
することを特徴とする光触媒機能を有する複合シートの
製造方法。第三に、上記複合シート又はその成形体を膨
張させてなることを特徴とする光触媒機能を有する物品
である。第四に、上記複合シート又はその成形体を上記
熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は熱可塑性フッ素樹脂の粉
末の熱変形温度以上に加熱して膨張させることを特徴と
する光触媒機能を有する物品の製造方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
まず、本発明の光触媒機能を有する複合シートは、半導
体光触媒粉末と熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は熱可塑性
フッ素樹脂の粉末とを含み、半導体光触媒粉末が熱可塑
性フッ素樹脂によって融着されてなるものであり、連続
気孔を有し、体積膨張率が110%以上であり、かつ気
孔率が20〜90体積%であるものである。上記のよう
に、本発明の複合シートは連続気孔を有するものである
が、連続気孔は複合シートの一方の面から他方の面に貫
通した気孔である。また、本発明の複合シートは体積膨
張率が110%以上であるが、体積膨張率が110%未
満の場合にはそれを膨張して得られるシートの寸法精度
が十分でないことがある。体積膨張率があまり大きくな
ると、後にこれを膨張させて得られる物品の力学的特性
が低下したり、半導体光触媒粉末が離脱することがある
ので、体積膨張率は500%以下が好ましい。ここで、
体積膨張率は、以下の方法で決定するものとする。すな
わち、複合シートを所定の長さ及び幅に切断して得られ
た試料の室温における厚さをt0 (mm)とし、複合シ
ートに含まれる熱可塑性フッ素樹脂の融点より20℃高い
温度の空気中で無荷重の状態で20分間加熱した後、直
ちに室温まで冷却したときの厚さをt(mm)とする
と、次の計算式から算出されるものとする。 (t/t0 )×100(%)
まず、本発明の光触媒機能を有する複合シートは、半導
体光触媒粉末と熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は熱可塑性
フッ素樹脂の粉末とを含み、半導体光触媒粉末が熱可塑
性フッ素樹脂によって融着されてなるものであり、連続
気孔を有し、体積膨張率が110%以上であり、かつ気
孔率が20〜90体積%であるものである。上記のよう
に、本発明の複合シートは連続気孔を有するものである
が、連続気孔は複合シートの一方の面から他方の面に貫
通した気孔である。また、本発明の複合シートは体積膨
張率が110%以上であるが、体積膨張率が110%未
満の場合にはそれを膨張して得られるシートの寸法精度
が十分でないことがある。体積膨張率があまり大きくな
ると、後にこれを膨張させて得られる物品の力学的特性
が低下したり、半導体光触媒粉末が離脱することがある
ので、体積膨張率は500%以下が好ましい。ここで、
体積膨張率は、以下の方法で決定するものとする。すな
わち、複合シートを所定の長さ及び幅に切断して得られ
た試料の室温における厚さをt0 (mm)とし、複合シ
ートに含まれる熱可塑性フッ素樹脂の融点より20℃高い
温度の空気中で無荷重の状態で20分間加熱した後、直
ちに室温まで冷却したときの厚さをt(mm)とする
と、次の計算式から算出されるものとする。 (t/t0 )×100(%)
【0007】次に、本発明の複合シートは、気孔率が2
0〜90体積%であり、好ましくは50〜80体積%で
ある。気孔率が20体積%未満の場合には光触媒機能が
不十分になることがあり、一方、気孔率が90体積%を
越えると、シート強度が低下し、取り扱いや使用上の不
都合が生じることがある。ここで、気孔率は、以下の方
法で決定するものとする。すなわち、複合シートの気孔
を有しない場合の理論密度をAg/cm3 とし、複合シ
ートの見かけ密度をBg/cm3 とすると、気孔率は次
の式から算出されるものである。 〔(A−B)/A 〕×100(%)
0〜90体積%であり、好ましくは50〜80体積%で
ある。気孔率が20体積%未満の場合には光触媒機能が
不十分になることがあり、一方、気孔率が90体積%を
越えると、シート強度が低下し、取り扱いや使用上の不
都合が生じることがある。ここで、気孔率は、以下の方
法で決定するものとする。すなわち、複合シートの気孔
を有しない場合の理論密度をAg/cm3 とし、複合シ
ートの見かけ密度をBg/cm3 とすると、気孔率は次
の式から算出されるものである。 〔(A−B)/A 〕×100(%)
【0008】さらに、本発明に用いられる半導体光触媒
粉末は、その平均粒子径が150μm以下のものが好ま
しい。150μmを超えると、シート中に均一に分散さ
せることが困難なことがあり、また、シートの取り扱い
及び使用時にシートから脱落しやすくなることがある。
このような半導体光触媒粉末としては、酸化チタン、チ
タン酸ストロンチウム、硫化カドミウム、酸化亜鉛、テ
ルル化カドミウム、セレン化カドミウム、珪素、酸化タ
ングステン、酸化鉄、硫化モリブデン等が挙げられ、目
的に応じて選択される。
粉末は、その平均粒子径が150μm以下のものが好ま
しい。150μmを超えると、シート中に均一に分散さ
せることが困難なことがあり、また、シートの取り扱い
及び使用時にシートから脱落しやすくなることがある。
このような半導体光触媒粉末としては、酸化チタン、チ
タン酸ストロンチウム、硫化カドミウム、酸化亜鉛、テ
ルル化カドミウム、セレン化カドミウム、珪素、酸化タ
ングステン、酸化鉄、硫化モリブデン等が挙げられ、目
的に応じて選択される。
【0009】また、本発明においてバインターとして用
いられる熱可塑性フッ素樹脂としては、ポリテトラフル
オロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロ
アルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチ
レン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフル
オロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・パーフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエ
チレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライ
ド、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニルフル
オライド、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重
合体等が挙げられる。好ましくは、テトラフルオロエチ
レン成分を95モル%以上含有するものである。このよ
うな熱可塑性フッ素樹脂の形態としては、繊維又は粉末
が挙げられる。熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は熱可塑性
フッ素樹脂の粉末をバインダーとして用いる際に、これ
らは、上記の(b1)、(b2)、(b3)、(b4)
又は(b5)の組み合わせで用いられる。
いられる熱可塑性フッ素樹脂としては、ポリテトラフル
オロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロ
アルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチ
レン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフル
オロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・パーフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエ
チレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライ
ド、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニルフル
オライド、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重
合体等が挙げられる。好ましくは、テトラフルオロエチ
レン成分を95モル%以上含有するものである。このよ
うな熱可塑性フッ素樹脂の形態としては、繊維又は粉末
が挙げられる。熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は熱可塑性
フッ素樹脂の粉末をバインダーとして用いる際に、これ
らは、上記の(b1)、(b2)、(b3)、(b4)
又は(b5)の組み合わせで用いられる。
【0010】熱可塑性フッ素樹脂の繊維は、未延伸繊
維、延伸繊維のいずれでもよいが、好ましくは未延伸繊
維である。未延伸繊維を用いた場合は、熱変形温度以上
に加熱した際に、寸法変化が少ない良好なシート状態が
保たれる。熱可塑性フッ素樹脂の繊維の繊維長は、1〜
50mmのものが好ましく用いられ、特に3〜25mm
が好ましい。繊維長が50mmよりも長い場合には半導
体光触媒粉末と繊維とが十分均一に分散され難くいこと
があり、一方、1mmより短い場合にはシートに十分な
強度が得られ難くなることがある。また、その繊維径は
100μm以下が好ましく、さらに好ましくは30μm
以下である。繊維径が100μmより太い場合には、シ
ートが粗いものとなる傾向があり、半導体光触媒粉末を
多量に保持することが困難になることがある。
維、延伸繊維のいずれでもよいが、好ましくは未延伸繊
維である。未延伸繊維を用いた場合は、熱変形温度以上
に加熱した際に、寸法変化が少ない良好なシート状態が
保たれる。熱可塑性フッ素樹脂の繊維の繊維長は、1〜
50mmのものが好ましく用いられ、特に3〜25mm
が好ましい。繊維長が50mmよりも長い場合には半導
体光触媒粉末と繊維とが十分均一に分散され難くいこと
があり、一方、1mmより短い場合にはシートに十分な
強度が得られ難くなることがある。また、その繊維径は
100μm以下が好ましく、さらに好ましくは30μm
以下である。繊維径が100μmより太い場合には、シ
ートが粗いものとなる傾向があり、半導体光触媒粉末を
多量に保持することが困難になることがある。
【0011】また、熱可塑性フッ素樹脂の粉末は、平均
粒子径が500μm以下のものが好ましい。平均粒子径
が500μmを超える場合には、シート中に均一に分散
させることが難しく、半導体光触媒を多量に捕捉するこ
とが困難となることがある。
粒子径が500μm以下のものが好ましい。平均粒子径
が500μmを超える場合には、シート中に均一に分散
させることが難しく、半導体光触媒を多量に捕捉するこ
とが困難となることがある。
【0012】さらに、強化用無機繊維としては、ピッチ
系又はポリアクリルニトリル系のカーボン繊維、活性炭
素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維等が単独又は混合し
て用いられる。その平均繊維長は、1〜50mmのもの
が好ましく、特に3〜25mmが好ましい。平均繊維長
が1mmより短い場合には、十分な強度のシートが得ら
れ難いことがあり、一方、50mmを超える場合には、
半導体光触媒粉末と繊維が十分均一に分散され難くいこ
とがある。また、強化用無機繊維の平均繊維径は2〜1
00μmが好ましく、特に5〜50μmが好ましい。
系又はポリアクリルニトリル系のカーボン繊維、活性炭
素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維等が単独又は混合し
て用いられる。その平均繊維長は、1〜50mmのもの
が好ましく、特に3〜25mmが好ましい。平均繊維長
が1mmより短い場合には、十分な強度のシートが得ら
れ難いことがあり、一方、50mmを超える場合には、
半導体光触媒粉末と繊維が十分均一に分散され難くいこ
とがある。また、強化用無機繊維の平均繊維径は2〜1
00μmが好ましく、特に5〜50μmが好ましい。
【0013】本発明の複合シートにおいて、好ましく
は、熱可塑性フッ素樹脂の繊維を半導体光触媒粉末のバ
インダーとして用いる場合、半導体光触媒粉末100重
量部に対して、熱可塑性フッ素樹脂の繊維は25〜19
00重量部であり、これに加えて、強化用無機繊維を使
用する場合は、上記半導体光触媒粉末に対して2〜15
00重量部である。また、熱可塑性フッ素樹脂の粉末を
半導体光触媒粉末のバインダーとして用いる場合、好ま
しくは、半導体光触媒粉末100重量部に対して、熱可
塑性フッ素樹脂の粉末は400〜1700重量部、強化
用無機繊維は200〜1500重量部であり、これに加
えて、熱可塑性フッ素樹脂の繊維を使用する場合は、上
記半導体光触媒粉末に対して300〜1600重量部で
ある。本発明の複合シートは、特に、上記の範囲の組成
において、十分なシート強度、体積膨張率及び光触媒機
能が得られ、また、気孔率を容易に20〜90体積%に
確保することができる。なお、本発明の複合シートの光
触媒機能をさらに高めるために粉末活性炭、活性炭素繊
維、ゼオライト等をシートの性能を損なわない範囲で添
加してもよい。
は、熱可塑性フッ素樹脂の繊維を半導体光触媒粉末のバ
インダーとして用いる場合、半導体光触媒粉末100重
量部に対して、熱可塑性フッ素樹脂の繊維は25〜19
00重量部であり、これに加えて、強化用無機繊維を使
用する場合は、上記半導体光触媒粉末に対して2〜15
00重量部である。また、熱可塑性フッ素樹脂の粉末を
半導体光触媒粉末のバインダーとして用いる場合、好ま
しくは、半導体光触媒粉末100重量部に対して、熱可
塑性フッ素樹脂の粉末は400〜1700重量部、強化
用無機繊維は200〜1500重量部であり、これに加
えて、熱可塑性フッ素樹脂の繊維を使用する場合は、上
記半導体光触媒粉末に対して300〜1600重量部で
ある。本発明の複合シートは、特に、上記の範囲の組成
において、十分なシート強度、体積膨張率及び光触媒機
能が得られ、また、気孔率を容易に20〜90体積%に
確保することができる。なお、本発明の複合シートの光
触媒機能をさらに高めるために粉末活性炭、活性炭素繊
維、ゼオライト等をシートの性能を損なわない範囲で添
加してもよい。
【0014】本発明の複合シートは例えば次のような方
法で製造することができる。まず、半導体光触媒粉末
と、熱可塑性フッ素樹脂の繊維、熱可塑性フッ素樹脂の
粉末又は強化用無機繊維を上記の組み合わせとしたもの
とを、所定の割合で水等の水性媒体中において分散、混
合してシートを形成する。これにより、半導体光触媒粉
末と熱可塑性フッ素の繊維、熱可塑性フッ素樹脂の粉末
又は強化用無機繊維とが十分に分散混合されて、半導体
光触媒が均一に分散した複合シートとなる。
法で製造することができる。まず、半導体光触媒粉末
と、熱可塑性フッ素樹脂の繊維、熱可塑性フッ素樹脂の
粉末又は強化用無機繊維を上記の組み合わせとしたもの
とを、所定の割合で水等の水性媒体中において分散、混
合してシートを形成する。これにより、半導体光触媒粉
末と熱可塑性フッ素の繊維、熱可塑性フッ素樹脂の粉末
又は強化用無機繊維とが十分に分散混合されて、半導体
光触媒が均一に分散した複合シートとなる。
【0015】半導体光触媒粉末と熱可塑性フッ素樹脂の
繊維、熱可塑性フッ素樹脂の粉末又は強化用無機繊維と
を水性媒体中で分散混合する際には、結合剤を用いるこ
とが好ましく、結合剤を複合シートの1〜10重量%、
特に3〜5重量%添加することが好ましい。そのような
結合剤としては、例えば、結合したスルホニウム基、イ
ソチオウロニウム基、ピリジニウム基、第四アンモニウ
ム基、サルフェート基、スルホネート基又はカルボキシ
レート基を含有するアクリルポリマー又はスチレン・ブ
タジエンポリマーのような結合した陰イオンもしくは陽
イオン電荷を有する実質的に水に不溶な有機ポリマーか
らなるポリマーラテックスが挙げられる。
繊維、熱可塑性フッ素樹脂の粉末又は強化用無機繊維と
を水性媒体中で分散混合する際には、結合剤を用いるこ
とが好ましく、結合剤を複合シートの1〜10重量%、
特に3〜5重量%添加することが好ましい。そのような
結合剤としては、例えば、結合したスルホニウム基、イ
ソチオウロニウム基、ピリジニウム基、第四アンモニウ
ム基、サルフェート基、スルホネート基又はカルボキシ
レート基を含有するアクリルポリマー又はスチレン・ブ
タジエンポリマーのような結合した陰イオンもしくは陽
イオン電荷を有する実質的に水に不溶な有機ポリマーか
らなるポリマーラテックスが挙げられる。
【0016】この他、半導体光触媒粉末と熱可塑性フッ
素樹脂の繊維、熱可塑性フッ素樹脂の粉末、強化用無機
繊維とを水性媒体中に分散させて複合化する方法におい
ては、澱粉、特に天然澱粉又はコーンスターチのような
線状澱粉及び陽イオン澱粉を含む酵素的又は化学的に変
性した澱粉を含めた澱粉を結合剤として使用することが
できる。さらに、この結合剤を使用する場合は有機凝集
剤を併用することが好ましい。適当な有機凝集剤として
は、アルミニウム・ポリクロリド(アルミニウム・ヒド
ロオキシクロリド)、一部加水分解したポロアクリルア
ミド、変性陽イオンポリアクリルアミド、ジアリルジエ
チルアンモニウムクロリドなどの種々の有機凝集剤が挙
げられる。この凝集剤の添加量は、複合シートの約3重
量%未満、好ましくは1重量%未満である。また、分散
性を向上させるために、例えばキサンタンガム等のスラ
リー粘度調整剤を用いることもできる。このような増粘
剤の添加量は複合シートの2重量%未満であることが好
ましい。
素樹脂の繊維、熱可塑性フッ素樹脂の粉末、強化用無機
繊維とを水性媒体中に分散させて複合化する方法におい
ては、澱粉、特に天然澱粉又はコーンスターチのような
線状澱粉及び陽イオン澱粉を含む酵素的又は化学的に変
性した澱粉を含めた澱粉を結合剤として使用することが
できる。さらに、この結合剤を使用する場合は有機凝集
剤を併用することが好ましい。適当な有機凝集剤として
は、アルミニウム・ポリクロリド(アルミニウム・ヒド
ロオキシクロリド)、一部加水分解したポロアクリルア
ミド、変性陽イオンポリアクリルアミド、ジアリルジエ
チルアンモニウムクロリドなどの種々の有機凝集剤が挙
げられる。この凝集剤の添加量は、複合シートの約3重
量%未満、好ましくは1重量%未満である。また、分散
性を向上させるために、例えばキサンタンガム等のスラ
リー粘度調整剤を用いることもできる。このような増粘
剤の添加量は複合シートの2重量%未満であることが好
ましい。
【0017】このようにして、水性媒体中で半導体光触
媒粉末と熱可塑性フッ素樹脂の繊維、熱可塑性フッ素樹
脂の粉末又は強化用無機繊維とを複合化した後、シート
を形成する。シートの形成には、望ましくは抄紙機等を
用いて抄紙の要領で水性媒体中の固形分をシート状とな
すように固液分離することが望ましい。得られた湿った
シートは乾燥された後、熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は
熱可塑性フッ素樹脂の粉末の熱変形温度以上、好ましく
は熱変形温度より10℃高い温度から上記熱可塑性フッ
素樹脂の融点又は軟化点より20℃高い範囲の温度で、
面圧0.1kgf/cm2 以上、好ましくは1〜100
0kgf/cm2 、さらに好ましくは30〜100kg
f/cm2 の圧力下に加熱し、次いで前記圧力を保持し
た状態で冷却し、発明の複合シートを得る。
媒粉末と熱可塑性フッ素樹脂の繊維、熱可塑性フッ素樹
脂の粉末又は強化用無機繊維とを複合化した後、シート
を形成する。シートの形成には、望ましくは抄紙機等を
用いて抄紙の要領で水性媒体中の固形分をシート状とな
すように固液分離することが望ましい。得られた湿った
シートは乾燥された後、熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は
熱可塑性フッ素樹脂の粉末の熱変形温度以上、好ましく
は熱変形温度より10℃高い温度から上記熱可塑性フッ
素樹脂の融点又は軟化点より20℃高い範囲の温度で、
面圧0.1kgf/cm2 以上、好ましくは1〜100
0kgf/cm2 、さらに好ましくは30〜100kg
f/cm2 の圧力下に加熱し、次いで前記圧力を保持し
た状態で冷却し、発明の複合シートを得る。
【0018】このようにして得られた本発明の複合シー
トは、半導体光触媒が熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は熱
可塑性フッ素樹脂の粉末によって強固に融着固定化され
ているとともに、連続気孔を有し、この熱可塑性フッ素
樹脂の繊維又は熱可塑性フッ素樹脂の粉末の熱変形温度
以上の加熱下において体積膨張する性質を有している。
この複合シートの体積膨張率は、圧縮時における圧力の
増加、使用する熱可塑性フッ素樹脂又は強化用無機繊維
の屈曲の増大に伴って増加する傾向にあるので、これら
の条件を選択することにより、所望の体積膨張率を有す
る複合シートを任意に調製することができる。さらに本
発明の複合シートは、加工性及び形状変形しやすい可撓
性に優れているので、例えばコルゲート加工法によって
ハニカムを作製するにも好適に使用できる。
トは、半導体光触媒が熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は熱
可塑性フッ素樹脂の粉末によって強固に融着固定化され
ているとともに、連続気孔を有し、この熱可塑性フッ素
樹脂の繊維又は熱可塑性フッ素樹脂の粉末の熱変形温度
以上の加熱下において体積膨張する性質を有している。
この複合シートの体積膨張率は、圧縮時における圧力の
増加、使用する熱可塑性フッ素樹脂又は強化用無機繊維
の屈曲の増大に伴って増加する傾向にあるので、これら
の条件を選択することにより、所望の体積膨張率を有す
る複合シートを任意に調製することができる。さらに本
発明の複合シートは、加工性及び形状変形しやすい可撓
性に優れているので、例えばコルゲート加工法によって
ハニカムを作製するにも好適に使用できる。
【0019】本発明によれば、上記の体積膨張率が11
0%以上の複合シート又はその成形体を熱可塑性フッ素
樹脂の繊維又は熱可塑性フッ素樹脂の粉末の熱変形温度
以上に、好ましくは熱変形温度以上、かつ融点又は軟化
点より40℃高い温度以下の範囲に加熱し、膨張させる
ことによって光触媒機能を有する物品が製造される。上
記複合シートの成形体としては、複合シートの切断品、
破砕品、積層品、捲廻して得られる中実円柱や中空円筒
等の加工品を使用することができる。加熱膨張は、体積
の増加を規制する空間中、好ましくは型の中で行われ、
それにより型の形状に応じた形状に形成される。膨張時
における膨張の程度を適宜制御することにより、所望の
嵩密度を有する物品を得ることができる。加熱膨張にお
いて採用する膨張割合は上記の複合シート又は成形体が
有する体積膨張率以下であればいずれの倍率でもよい。
なお、物品の気孔率は膨張の程度を制御することによっ
て適宜設定することができる。
0%以上の複合シート又はその成形体を熱可塑性フッ素
樹脂の繊維又は熱可塑性フッ素樹脂の粉末の熱変形温度
以上に、好ましくは熱変形温度以上、かつ融点又は軟化
点より40℃高い温度以下の範囲に加熱し、膨張させる
ことによって光触媒機能を有する物品が製造される。上
記複合シートの成形体としては、複合シートの切断品、
破砕品、積層品、捲廻して得られる中実円柱や中空円筒
等の加工品を使用することができる。加熱膨張は、体積
の増加を規制する空間中、好ましくは型の中で行われ、
それにより型の形状に応じた形状に形成される。膨張時
における膨張の程度を適宜制御することにより、所望の
嵩密度を有する物品を得ることができる。加熱膨張にお
いて採用する膨張割合は上記の複合シート又は成形体が
有する体積膨張率以下であればいずれの倍率でもよい。
なお、物品の気孔率は膨張の程度を制御することによっ
て適宜設定することができる。
【0020】本発明の複合シート又はその成形体の加熱
膨張を所望の型の中で行うと、型の内部に密着して膨張
するため、寸法精度の良い物品が得られる。なお、得ら
れる物品の形状としては、平板、曲板、円筒、円柱等の
形状及びこれらの同種類又は異種類の形状の組み合わせ
が可能である。本発明の製造方法により得られる物品
は、半導体光触媒粉末を含有し、高い光触媒機能を有し
ているため、半導体光触媒が利用される公知の用途、例
えば水中の揮発性有機塩素化合物の分解除去、空気中の
低濃度窒素酸化物の分解除去等の浄化材として好適に利
用することができる。
膨張を所望の型の中で行うと、型の内部に密着して膨張
するため、寸法精度の良い物品が得られる。なお、得ら
れる物品の形状としては、平板、曲板、円筒、円柱等の
形状及びこれらの同種類又は異種類の形状の組み合わせ
が可能である。本発明の製造方法により得られる物品
は、半導体光触媒粉末を含有し、高い光触媒機能を有し
ているため、半導体光触媒が利用される公知の用途、例
えば水中の揮発性有機塩素化合物の分解除去、空気中の
低濃度窒素酸化物の分解除去等の浄化材として好適に利
用することができる。
【0021】本発明の複合シートにおいては、半導体光
触媒粉末が化学的に不活性な熱可塑性フッ素樹脂の繊維
又は熱可塑性フッ素樹脂の粉末に強固に融着固定化され
ているが、かかるフッ素樹脂は疎水性であるため、得ら
れる複合シート及び浄化材の耐水性が高いものであり、
また、フッ素樹脂と光触媒粉末との親和性が低いため、
複合シート又は浄化材等の物品の内部では両者は単に機
械的に集合しているに過ぎないので、光触媒表面の活性
がフッ素樹脂の存在により阻害されないものと推定され
る。したがって、この複合シートは長期間にわたり半導
体光触媒粉末がシートから脱落することがなく、安定し
た光触媒活性を保持し続けることが可能である。さら
に、多量の半導体光触媒を含有することができるととも
に、機械的強度や可撓性が非常に優れており、また、多
孔性であるので、半導体光触媒粉末の光触媒活性を効果
的に発揮することができる。また、本発明の複合シート
は、熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は熱可塑性フッ素樹脂
の粉末の熱変形温度以上に加熱することによって、複合
シート内に屈曲、屈折されていた熱可塑性フッ素樹脂又
は強化用無機繊維の弾性回復力作用により、110%以
上の体積膨張する性質を有し、その体積膨張により、所
望の型をテンプレートとした光触媒機能を有する物品を
高い寸法精度で得ることができる。
触媒粉末が化学的に不活性な熱可塑性フッ素樹脂の繊維
又は熱可塑性フッ素樹脂の粉末に強固に融着固定化され
ているが、かかるフッ素樹脂は疎水性であるため、得ら
れる複合シート及び浄化材の耐水性が高いものであり、
また、フッ素樹脂と光触媒粉末との親和性が低いため、
複合シート又は浄化材等の物品の内部では両者は単に機
械的に集合しているに過ぎないので、光触媒表面の活性
がフッ素樹脂の存在により阻害されないものと推定され
る。したがって、この複合シートは長期間にわたり半導
体光触媒粉末がシートから脱落することがなく、安定し
た光触媒活性を保持し続けることが可能である。さら
に、多量の半導体光触媒を含有することができるととも
に、機械的強度や可撓性が非常に優れており、また、多
孔性であるので、半導体光触媒粉末の光触媒活性を効果
的に発揮することができる。また、本発明の複合シート
は、熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は熱可塑性フッ素樹脂
の粉末の熱変形温度以上に加熱することによって、複合
シート内に屈曲、屈折されていた熱可塑性フッ素樹脂又
は強化用無機繊維の弾性回復力作用により、110%以
上の体積膨張する性質を有し、その体積膨張により、所
望の型をテンプレートとした光触媒機能を有する物品を
高い寸法精度で得ることができる。
【0022】
【実施例】以下、本発明を実施例にて具体的に説明す
る。
る。
【0023】実施例1 水12.25リットル中に、攪拌しながらスラリー粘度
調整剤としてキサンタンガム0.47gを加えた後、主
成分がテトラフルオロエチレンからなる平均繊維長が5
mm、平均繊維径が27μmの未延伸熱可塑性フッ素繊
維[東レファインケミカル(株)、商品名トヨフロン]
21.78g、強化用無機繊維として平均繊維長5mm
のピッチ系炭素繊維[ドナック(株)、商品名ドナカー
ボS−231]4.34gをこの水に加え、5分間攪拌
して均一に分散させた。
調整剤としてキサンタンガム0.47gを加えた後、主
成分がテトラフルオロエチレンからなる平均繊維長が5
mm、平均繊維径が27μmの未延伸熱可塑性フッ素繊
維[東レファインケミカル(株)、商品名トヨフロン]
21.78g、強化用無機繊維として平均繊維長5mm
のピッチ系炭素繊維[ドナック(株)、商品名ドナカー
ボS−231]4.34gをこの水に加え、5分間攪拌
して均一に分散させた。
【0024】次いで、この分散物に平均粒子径0.02
μmの二酸化チタン粉末[石原産業(株)、商品名ST
−21]17.42gと、固体アクリルポリマーラテッ
クス2gを加えた後、0.5重量%の陽イオン凝集剤
[Betz Laboratories 社製、商品名Betz1260]45
gを徐々に加えることによって凝集させてスラリーを得
た。
μmの二酸化チタン粉末[石原産業(株)、商品名ST
−21]17.42gと、固体アクリルポリマーラテッ
クス2gを加えた後、0.5重量%の陽イオン凝集剤
[Betz Laboratories 社製、商品名Betz1260]45
gを徐々に加えることによって凝集させてスラリーを得
た。
【0025】このスラリーを水12.25リットルを含
有するシートマシン[熊谷理機工業(株)製]に加え、
0.18mmのスクリーン上で脱水して湿った複合シー
トを得、135℃で乾燥した後、面圧40kgf/cm
2 、温度350℃にて5分間加熱プレスし、この圧力を
保持しつつ室温まで冷却し、目付424g/m2 を有す
る二酸化チタン粉末含有複合シートを得た。この時、二
酸化チタン粉末100重量部に対し、未延伸熱可塑性フ
ッ素繊維は125重量部、炭素繊維は25重量部であっ
た。この複合シートの厚みは0.35mmであり、気孔
率は55%、体積膨張率は250%であった。
有するシートマシン[熊谷理機工業(株)製]に加え、
0.18mmのスクリーン上で脱水して湿った複合シー
トを得、135℃で乾燥した後、面圧40kgf/cm
2 、温度350℃にて5分間加熱プレスし、この圧力を
保持しつつ室温まで冷却し、目付424g/m2 を有す
る二酸化チタン粉末含有複合シートを得た。この時、二
酸化チタン粉末100重量部に対し、未延伸熱可塑性フ
ッ素繊維は125重量部、炭素繊維は25重量部であっ
た。この複合シートの厚みは0.35mmであり、気孔
率は55%、体積膨張率は250%であった。
【0026】得られた二酸化チタン粉末含有複合シート
は、取扱い過程で粉末が飛散することがなく、良好な非
汚染性を有し、形状変形しやすい可撓性を備えるもので
あった。得られた複合シートを0.52mm間隔に設定
した2枚の金属製加熱板間に置き、350℃で15分間
保持することによってその体積を当初の149%に膨張
させた。得られたシート状物の厚みは0.52mm、気
孔率は70%であった。次に、得られたシート状物(1
0cm角)1枚をテドラーバッグ中に入れて密閉し、4
50ppmのアンモニアガス3リットルを注入した。次
いで、上方から光化学用蛍光灯(10W×3本)で近紫
外光を2時間照射した。照射後、テドラーバッグ内のア
ンモニア濃度をガス検知管にて測定したところ0.1p
pm以下であった。
は、取扱い過程で粉末が飛散することがなく、良好な非
汚染性を有し、形状変形しやすい可撓性を備えるもので
あった。得られた複合シートを0.52mm間隔に設定
した2枚の金属製加熱板間に置き、350℃で15分間
保持することによってその体積を当初の149%に膨張
させた。得られたシート状物の厚みは0.52mm、気
孔率は70%であった。次に、得られたシート状物(1
0cm角)1枚をテドラーバッグ中に入れて密閉し、4
50ppmのアンモニアガス3リットルを注入した。次
いで、上方から光化学用蛍光灯(10W×3本)で近紫
外光を2時間照射した。照射後、テドラーバッグ内のア
ンモニア濃度をガス検知管にて測定したところ0.1p
pm以下であった。
【0027】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の複合シートは、熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は強化用
補強繊維を含有するので、シートの強度及び可撓性に優
れており、また、半導体光触媒粉末が熱可塑性フッ素樹
脂によって融着されているので、シートから半導体光触
媒粉末が脱落することがなく、高い光触媒活性を有する
とともに汚染性が少なく、成形加工性に優れている。さ
らに、この複合シートは上記のように、特定の体積膨張
率,気孔率を有するので、浄化材等種々の形状の光触媒
粉末含有物品を工業的に有利に提供することができる。
また、本発明の複合シートの製造方法によると、上記複
合シートを容易に製造することができる。
の複合シートは、熱可塑性フッ素樹脂の繊維又は強化用
補強繊維を含有するので、シートの強度及び可撓性に優
れており、また、半導体光触媒粉末が熱可塑性フッ素樹
脂によって融着されているので、シートから半導体光触
媒粉末が脱落することがなく、高い光触媒活性を有する
とともに汚染性が少なく、成形加工性に優れている。さ
らに、この複合シートは上記のように、特定の体積膨張
率,気孔率を有するので、浄化材等種々の形状の光触媒
粉末含有物品を工業的に有利に提供することができる。
また、本発明の複合シートの製造方法によると、上記複
合シートを容易に製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 新司 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内
Claims (5)
- 【請求項1】 (A)半導体光触媒粉末と (B)(b1)熱可塑性フッ素樹脂の繊維、 (b2)熱可塑性フッ素樹脂の繊維及び熱可塑性フッ素
樹脂の粉末、 (b3)熱可塑性フッ素樹脂の繊維及び強化用無機繊
維、 (b4)熱可塑性フッ素樹脂の粉末及び強化用無機繊維
又は (b5)熱可塑性フッ素樹脂の繊維、熱可塑性フッ素樹
脂の粉末及び強化用無機繊維とからなり、半導体光触媒
粉末が上記熱可塑性フッ素樹脂によって融着されてな
り、連続気孔を有し、体積膨張率が110%以上であ
り、かつ気孔率が20〜90体積%であることを特徴と
する光触媒機能を有する複合シート。 - 【請求項2】 (A)半導体光触媒粉末と (B)(b1)熱可塑性フッ素樹脂の繊維、 (b2)熱可塑性フッ素樹脂の繊維及び熱可塑性フッ素
樹脂の粉末、 (b3)熱可塑性フッ素樹脂の繊維及び強化用無機繊
維、 (b4)熱可塑性フッ素樹脂の粉末及び強化用無機繊維
又は (b5)熱可塑性フッ素樹脂の繊維、熱可塑性フッ素樹
脂の粉末及び強化用無機繊維とを、水性媒体中で均一に
分散してシート化し、上記熱可塑性フッ素樹脂の繊維又
は熱可塑性フッ素樹脂の粉末の熱変形温度以上分解点未
満の温度で面圧0.1kgf/cm2 以上の圧力下に加
熱し、次いで前記圧力を保持した状態で冷却することを
特徴とする光触媒機能を有する請求項1記載の複合シー
トの製造方法。 - 【請求項3】 請求項1記載の複合シート又はその成形
体を膨張させてなることを特徴とする光触媒機能を有す
る物品。 - 【請求項4】 物品が浄化材であることを特徴とする請
求項3記載の物品。 - 【請求項5】 請求項1記載の複合シート又はその成形
体を熱可塑性フッ素樹脂の熱変形温度以上に加熱して膨
張させることを特徴とする光触媒機能を有する物品の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9136414A JPH111858A (ja) | 1997-04-07 | 1997-05-27 | 光触媒機能を有する複合シート及びそれから得られる物品並びにそれらの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8798497 | 1997-04-07 | ||
| JP9-87984 | 1997-04-07 | ||
| JP9136414A JPH111858A (ja) | 1997-04-07 | 1997-05-27 | 光触媒機能を有する複合シート及びそれから得られる物品並びにそれらの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH111858A true JPH111858A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=26429205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9136414A Pending JPH111858A (ja) | 1997-04-07 | 1997-05-27 | 光触媒機能を有する複合シート及びそれから得られる物品並びにそれらの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH111858A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000218169A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-08-08 | Nippon Muki Co Ltd | 光触媒体及びこれを用いた有機化合物を含む気体の処理装置 |
| JP2008310953A (ja) * | 2008-07-28 | 2008-12-25 | Hitachi Ltd | ディジタル映像信号または音声信号の再生装置及び再生方法 |
| JP2021512776A (ja) * | 2017-11-17 | 2021-05-20 | ダブリュ.エル.ゴア アンド アソシエイツ,インコーポレイティドW.L. Gore & Associates, Incorporated | 触媒的混合マトリックス膜層を含む多層複合体 |
| CN119019025A (zh) * | 2024-08-02 | 2024-11-26 | 南方智水科技有限公司 | 一种微处理资源化污水处理方法及装置 |
-
1997
- 1997-05-27 JP JP9136414A patent/JPH111858A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000218169A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-08-08 | Nippon Muki Co Ltd | 光触媒体及びこれを用いた有機化合物を含む気体の処理装置 |
| JP2008310953A (ja) * | 2008-07-28 | 2008-12-25 | Hitachi Ltd | ディジタル映像信号または音声信号の再生装置及び再生方法 |
| JP2021512776A (ja) * | 2017-11-17 | 2021-05-20 | ダブリュ.エル.ゴア アンド アソシエイツ,インコーポレイティドW.L. Gore & Associates, Incorporated | 触媒的混合マトリックス膜層を含む多層複合体 |
| JP2022130511A (ja) * | 2017-11-17 | 2022-09-06 | ダブリュ.エル.ゴア アンド アソシエイツ,インコーポレイティド | 触媒的混合マトリックス膜層を含む多層複合体 |
| CN119019025A (zh) * | 2024-08-02 | 2024-11-26 | 南方智水科技有限公司 | 一种微处理资源化污水处理方法及装置 |
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