JPH11226422A

JPH11226422A - 光触媒体粉末、光触媒用組成物、光触媒体及びその用途

Info

Publication number: JPH11226422A
Application number: JP10032840A
Authority: JP
Inventors: Tokumitsu Kurihara; 得光栗原; Koichi Morimitsu; 廣一森光; Tatsuo Saito; 辰夫斉藤; Masaaki Mizuguchi; 正昭水口; Osamu Kuroki; 修黒木; Minoru Ueda; 稔上田
Original assignee: Titan Kogyo KK; Suzukiyushi Industrial Corp
Current assignee: Titan Kogyo KK; Suzukiyushi Industrial Corp
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 1999-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】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た、光触媒体粉末及
び光触媒体を提供する。【解決手段】光触媒能を有する二酸化チタンを芯材と
し、かつシリカ材を主成分とする壁材でマイクロカプセ
ル化された光触媒用粉末を製造し、これと樹脂を混合・
分散して光触媒上塗料組成物とし、基体上に塗布して光
触媒体とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒機能を呈す
る二酸化チタンを用いたマイクロカプセル構造を有する
光触媒体粉末、該粉末を用いた光触媒用組成物、該組成
物を塗布した光触媒体、並びに前記光触媒体粉末又は前
記光触媒を利用した脱臭剤等の用途に関するものであ
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（米国特許第
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，ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＣｏｍｍｕｎｉｃａ
ｔｉｏｎｓ，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】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】

【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、二酸化チタンの光触媒活性に
よる、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た光触媒体粉末、該粉末
を用いた光触媒用組成物及び、該光触媒用組成物を利用
して前記光触媒体粉末を基体上に担持させた、加工性及
び耐光性に優れた光触媒体を提供することにある。

【００２３】

【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、光触媒能を有
する二酸化チタンを芯材とし、かつシリカを主成分とす
る壁材でマイクロカプセル化した光触媒体粉末は、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
及び殺菌等の光触媒活性において良好な特性を示すだけ
でなく、塗料化の容易さと塗膜としたときの耐光性にも
極めて優れていることを見いだし、本発明を完成した。

【００２４】すなわち本発明は、粒径が１０〜５０ｎｍ
の一次粒子が集合して凝集粒子を形成した二酸化チタン
を芯材とし、かつシリカを主成分とする壁材でマイクロ
カプセル化された、光触媒体粉末であることを特徴とす
る。

【００２５】前記光触媒体粉末は、粒径０．５〜２００
μｍ、比表面積２０〜１０００ｍ²／ｇ、細孔径１〜１
０００ｎｍであることが好ましい。

【００２６】前記の光触媒体粉末を樹脂に分散させて光
触媒用組成物とすることができる。

【００２７】前記の光触媒用組成物を基体に塗布して、
該基体上に光触媒塗膜を形成して光触媒体とすることが
できる。

【００２８】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、紙及び合
成樹脂からなる群から選ぶことができる。

【００２９】又、前記基体は、布、繊維、フィルム及び
板からなる群から選ぶことができる。

【００３０】前記の光触媒体粉末又は光触媒体を用い
て、脱臭剤、抗菌剤、有害ガス除去剤、水浄化剤とする
こともできる。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明の光触媒体粉末の芯材に使
用する二酸化チタンは、光触媒能を有するものであれば
特に制限されないが、代表的には硫酸チタニルを高シー
ド添加の条件下で加水分解反応して得られたメタチタン
酸を７００℃以下の低温で焼成したアナターゼ型のもの
であり、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が好適に使
用できる。比表面積は２０〜４００ｍ²／ｇが好まし
く、５０〜４００ｍ²／ｇがさらに好ましい。

【００３２】また前記二酸化チタンには、Ｗ、Ｓｎ、Ｍ
ｏ、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。

【００３３】シリカを主成分とする壁材でのマイクロカ
プセル化は、例えば、特開昭６２−２１２３１６に記載
された方法に準じて行うことができる。従って、前記二
酸化チタンを芯材としかつシリカを主成分とする壁材で
マイクロカプセル化された光触媒体粉末の粒径を０．５
〜２００μｍ、比表面積を２０〜１０００ｍ²／ｇ好ま
しくは５０〜４００ｍ²／ｇ、細孔径を１〜１０００ｎ
ｍとすることができる。粒径が０．５μｍより小さいも
のおよび比表面積が１０００ｍ²／ｇより大きいもの
は、本光触媒体粉末の製法上作製するのが難しいので好
ましくない。また粒径が２００μｍより大きく、比表面
積が２０ｍ²／ｇより小さいものは、紫外線の被照射効
率が低下するので好ましくない。

【００３４】本光触媒体粉末で粒径が例えば５μｍのも
のには前記二酸化チタンの凝集粒子が約３００個程度内
包され、シリカを主体とする壁材はその周りを包むよう
な構造をとるが、二酸化チタン粒子の表面全体を膜状に
覆うのではなく部分的に接触結合している。そのためシ
リカを主体とする壁材は二酸化チタン凝集粒子の表面を
覆っても、二酸化チタンの一次粒子の表面はほとんどシ
リカに被覆されていない活性サイトとして存在する。そ
の結果、マイクロカプセル化しているのにも関わらず、
二酸化チタンのもつ光触媒能が高く保持されている。

【００３５】前記光触媒体粉末は粉末単独でも使用でき
るが、その使用勝手から何らかの基体上に固定させた光
触媒体として使用するのがよく、そのためには、樹脂に
分散させた光触媒用塗料組成物として基体表面に塗布す
るのが好ましい。

【００３６】前記塗料組成物は、前記光触媒体粉末が樹
脂に分散しているものであるが、前記光触媒体粉末の粒
径が０．５〜２００μｍと、芯材に使用する二酸化チタ
ンの粒径と比べて大きいため、その分散状態は非常に良
好である。分散方法も通常の分散機器を使用し、樹脂中
に光触媒体粉末を混合して分散させれば充分である。

【００３７】樹脂は熱硬化性、熱軟化性の何れでも良
く、また光触媒活性の影響を受けない上に、カプセルに
含まれる酸化チタンによって紫外線が吸収されることか
ら、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリアミド、ＰＥＴ、ポリカーボネー
ト、メタクリル酸樹脂等、ほぼ任意のものを選びうる
が、好ましくは樹脂自体の耐光性も高いものが良く、フ
ッ素樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、耐光性ウレタ
ン樹脂、及びフッ素、シリコンで変成された樹脂等が好
ましい。

【００３８】前記塗料組成物を作製する際の、前記光触
媒体粉末に対する樹脂の添加比率は、１５〜２００重量
部である。１５重量部より少ないと前記光触媒体の基体
への接着力が弱く剥離が生じ、また２００重量部より多
いと樹脂層が厚くなりすぎ、悪臭ガスの機能性粉末表面
への吸着が起こりにくくなり、光触媒反応効率が低下し
て脱臭性能や抗菌性能が低下するので好ましくない。

【００３９】尚、樹脂の添加比率が５０重量部以下の場
合、塗料分散時の粘度低減を目的に、希釈剤として水を
適当量添加することが好ましい。

【００４０】また、本発明にかかる光触媒体は、前記塗
料組成物を前記基体上に塗布して塗膜を作製することに
よって製造される。前記塗料組成物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
形状に応じて、塗布、吹き付け、浸漬等の適当な塗装方
法を選択できる。

【００４１】前記光触媒体粉末は樹脂中に分散している
が、前述の如く、二酸化チタンがシリカを主体とする壁
材に包まれているので、二酸化チタンと樹脂がほとんど
接触しない。そのため［従来の技術］中で述べた
（１），（３），（４），（５）及び(８)の樹脂で固定
する方法で問題となった耐光性が、カプセル化したもの
では大幅に改良され、紫外線照射時の光触媒による塗膜
の劣化はほとんど認められない。同時に二酸化チタン粒
子とシリカを主体とする壁材との間には隙間や空孔が多
く存在し、さらにシリカを主成分とする壁材に内部の空
間に通ずる平均孔径１ｎｍから１０００ｎｍの細孔が無
数に存在するので、これらの隙間、空孔及び細孔を通じ
て被分解ガスの吸着と反応生成ガスの脱離が容易とな
り、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
去及び殺菌などの光触媒活性効果が大幅に向上する。

【００４２】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らかである。従って、本
発明にかかる光触媒体は脱臭剤、抗菌剤及び有害ガス除
去剤として好適に使用される。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】また、本発明にかかる光触媒体粉末を既存
の化粧料に配合することもできる。すなわち、ボディー
パウダー、制汗剤やファンデーションに配合することに
より上記悪臭、皮脂等を分解し且つ抗菌作用を有する機
能性化粧料を得ることができる。

【００４８】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。

【００４９】

【実施例】実施例１濃度４ｍｏｌ／Ｌの水ガラス1号溶液１Ｌに、アナタ−
ゼ型で比表面積１４５ｍ²／ｇ、一次粒子径２０ｎｍ、
凝集粒子径５００ｎｍの光触媒用二酸化チタン１１０ｇ
を加え、攪拌して分散させた後、ソルビタンモノステア
レートとポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート
(１：２)混合物の３％局方流動パラフィン溶液５Ｌと共
にホモミクサー（ＨＶ−ＭＬ型特殊機化工業（株）製）
にて、１２０００ｒｐｍで１分間乳化し、Ｗ／Ｏ型エマ
ルジョンを調整し、更に０．５ｍｏｌ／Ｌ硫酸アンモニ
ウム溶液１５Ｌに加え、反応させ、３時間放置した。次
いで、濾過、洗浄及び乾燥を行い、前記二酸化チタン凝
集粒子を約３０重量％内包した粒径が５μｍで比表面積
が３５０ｍ²／ｇかつ細孔径が１０ｎｍである壁材が無
水珪酸のシリカ系マイクロカプセル３００ｇを得た。

【００５０】実施例２濃度４ｍｏｌ／Ｌの水ガラス３号溶液１Ｌに、アナタ−
ゼ型で比表面積１４５ｍ²／ｇ、一次粒子径２０ｎｍ、
凝集粒子径３００ｎｍの光触媒用二酸化チタン１６０ｇ
を加え、攪拌して分散させた後、ソルビタンモノステア
レートとポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート
(１：２)混合物のトルエン５Ｌと共に攪拌機（スリーワ
ンモーターＢＬ−３０００型東振科学（株）製）にて、
５００ｒｐｍで１分間乳化し、Ｗ／Ｏ型エマルジョンを
調整し、更に１．５ｍｏｌ／Ｌ重炭酸アンモニウム溶液
１５Ｌに加え、反応させ、３時間放置した。次いで、濾
過、洗浄及び乾燥を行い、前記二酸化チタン凝集粒子を
約４０重量％内包した粒径が１８０μｍで比表面積が５
５０ｍ²／ｇかつ細孔径が５０ｎｍである壁材が無水珪
酸のシリカ系マイクロカプセル３８０ｇを得た。

【００５１】実施例３濃度２ｍｏｌ／Ｌの水ガラス２号溶液１Ｌに、アナタ−
ゼ型で比表面積１４５ｍ²／ｇ、一次粒子径２０ｎｍ、
凝集粒子径３００ｎｍの光触媒用二酸化チタン４０ｇを
加え、攪拌して分散させた後、ポリオキシエチレン（Ｅ
Ｏ＝４）ノニルフェニルエーテルとポリオキシエチレン
（ＥＯ＝１０）ノニルフェニルエーテル(１：１)混合物
のトルエン５Ｌと共にホモミクサー（ＨＶ−ＭＬ型特殊
機化工業（株）製）にて、１２０００ｒｐｍで１分間乳
化し、Ｗ／Ｏ型エマルジョンを調整し、更に３ｍｏｌ／
Ｌ硫酸アンモニウム溶液１５Ｌに加え、反応させ、３時
間放置した。次いで、濾過、洗浄及び乾燥を行い、前記
二酸化チタン凝集粒子を２５重量％内包した粒径が０．
５μｍで比表面積が９００ｍ²／ｇかつ細孔径が１０ｎ
ｍである壁材が無水珪酸のシリカ系マイクロカプセル１
５０ｇを得た。

【００５２】実施例４濃度３ｍｏｌ／Ｌの水ガラス３号溶液１Ｌに、アナタ−
ゼ型で比表面積１４５ｍ²／ｇ、一次粒子径２０ｎｍ、
凝集粒子径３００ｎｍの光触媒用二酸化チタン１００ｇ
を加え、攪拌して分散させた後、ポリオキシエチレン
（ＥＯ＝４）ノニルフェニルエーテルとポリオキシエチ
レン（ＥＯ＝１０）ノニルフェニルエーテル(１：１)混
合物のトルエン５Ｌと共にホモミクサー（ＨＶ−ＭＬ型
特殊機化工業（株）製）にて、１２０００ｒｐｍで１分
間乳化し、Ｗ／Ｏ型エマルジョンを調整し、更に１ｍｏ
ｌ／Ｌ塩化カルシウム溶液１５Ｌに加え、反応させ、３
時間放置した。次いで、濾過、洗浄及び乾燥を行い、前
記二酸化チタン凝集粒子を２０重量％内包した粒径が１
μｍで比表面積が７０ｍ²／ｇかつ細孔径が１０ｎｍで
ある壁材が珪酸カルシウムのシリカ系マイクロカプセル
４００ｇを得た。

【００５３】実施例５ＳｉＯ₂濃度３０％のシリカゾル（スノーテックス３０
日産化学工業（株）製）１Ｌに、アナタ−ゼ型で比表
面積１４５ｍ²／ｇ、一次粒子径２０ｎｍ、凝集粒子径
３００ｎｍの光触媒用二酸化チタン３００ｇを加え、攪
拌して分散させた後ソルビタンモノステアレートの灯油
５Ｌと共にホモミクサー（ＨＶ−ＭＬ型特殊機化工業
（株）製）にて、６０００ｒｐｍで１分間乳化し、Ｗ／
Ｏ型エマルジョンを調整し、ＣＯ₂を吹き込みゲル化さ
せ、固液分離後２ｍｏｌ／Ｌ塩酸１Ｌに加え、反応さ
せ、３時間放置した。次いで、濾過、洗浄及び乾燥を行
い、前記二酸化チタン凝集粒子を５０重量％内包した粒
径が３０μｍで比表面積が４５０ｍ²／ｇかつ細孔径が
８ｎｍである壁材が無水珪酸のシリカ系マイクロカプセ
ル５５０ｇを得た。

【００５４】実験例１実施例１のシリカ系マイクロカプセル６ｇとアクリル変
成シリコン樹脂エマルジョン（樹脂含有率４５％）１５
ｇ及び純水６ｇ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１０分間分散して塗料と
した。これをシーツ用の織布繊維に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。
この膜は塗布面を手でこすっても粉の付着はなかった。

【００５５】上記の光触媒を塗布した織布を５ｃｍ×１
ｃｍ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１．０ｍ
Ｗ／ｃｍ²で１時間照射した後、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、１時間照射後のエチルメルカプタン濃度は６
０ｐｐｍであった。

【００５６】氷酢酸を蒸留水中に溶解し、１００ｍｇ／
ｌの酢酸溶液を調整した。調整した酢酸溶液５０ｍｌ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２
０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６０ｍｇ／ｌまで低下した。

【００５７】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、塗膜及び織布の変色、
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。

【００５８】実験例２実施例１に記載したのと同じシリカマイクロカプセル粉
末６ｇとアクリル変成シリコン樹脂エマルジョン６．７
ｇ及び純水１５ｇ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１０分間分散して塗料
とした。これを紙に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。この膜は塗布面
を手でこすっても粉の付着は無かった。

【００５９】上記の光触媒を塗布した紙を５ｃｍ×１ｃ
ｍ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１．０ｍＷ
／ｃｍ²で１時間照射した後、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、１時間照射後のエチルメルカプタン濃度は３０
ｐｐｍであった。

【００６０】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、塗膜及び織布の変色、
塗膜の剥落は生じなかった。

【００６１】実験例３実施例１に記載した塗料をアルミ板に直接塗布したが、
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、塗膜及
び織布の変色、塗膜の剥落は生じなかった。

【００６２】比較例１実施例１において、光触媒用二酸化チタンを比表面積１
６０ｍ²/ｇ、粒径２０ｎｍの、一次粒子のみからなる光
触媒用二酸化チタンに代えた以外は同様にしてシリカ系
マイクロカプセルを作製し、これを用いて実施例２と同
様にして塗料を作製して織布に塗布した。この膜は塗布
面を手でこすっても粉の付着はなかった。

【００６３】この塗膜のアセトアルデヒド浄化能を実施
例２と同様の方法で測定したところ、紫外線１時間照射
後のアセトアルデヒド濃度は５０ｐｐｍ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１時間照射後のエチルメルカプタン濃度は８０ｐｐｍ
であった。

【００６４】比較例２実施例１において、シリカ系マイクロカプセル粉の代わ
りにその芯材に使用している光触媒用二酸化チタン粉末
を用い、それ以外は同様の方法で塗料を作製し織布に塗
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。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。

【００６５】比較例３実施例１において、アクリル変成シリコン樹脂エマルジ
ョンの添加量が１０重量部に当たる１．３ｇで純水の添
加量が２０ｇであること以外は同様の方法で塗料を作製
し、織布に塗布した。この膜は塗布面を手でこすると粉
が少し付着した。

【００６６】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、塗膜の剥落も若干生じた。

【００６７】

【発明の効果】本発明の光触媒体粉末では、粒径が１０
〜５０ｎｍの一次粒子が集合して凝集粒子を形成した二
酸化チタンを芯材とし、かつシリカを主成分とする壁材
でマイクロカプセル化されているので、このシリカを主
成分とする壁材が二酸化チタン凝集粒子の表面を覆って
も二酸化チタンの一次粒子の表面はシリカに被覆されて
いない活性化サイトとして存在することにより二酸化チ
タンの有する光触媒機能を高く維持できると共に、樹脂
中の分散性が良好で取扱が容易な粉末とすることができ
る。

【００６８】また、光触媒体粉末の粒径を芯材に使用す
る二酸化チタンの粒径と比べて大きく、具体的には０．
５〜２００μｍ、比表面積を２０〜１０００ｍ²／ｇと
することにより、樹脂中の前記粉末の分散状態を極めて
良好にすることができる。さらに、この光触媒体粉末の
細孔径を１〜１０００ｎｍとすることにより、比分解ガ
スの吸着と反応生成ガスの脱離を容易とし、有害ガス等
の分解除去、殺菌等の光触媒活性効果を大幅に向上させ
ることができる。

【００６９】さらに、本発明の光触媒体粉末を樹脂中に
分散させることにより、基体上に光触媒用塗膜の形成が
容易な光触媒用組成物とすることができる。

【００７０】また、基体上に光触媒用組成物を用いて光
触媒塗膜を形成した光触媒体では、塗膜中で光触媒効果
を有する二酸化チタンと樹脂とがほとんど接触していな
いため、従来問題となっていた耐光性が大幅に改善さ
れ、又加工性にも優れたものとなり、脱臭剤、抗菌剤、
有害ガス除去剤、水浄化剤等に好適に利用することがで
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｃ０９Ｄ 5/14 Ｃ０９Ｄ 7/12 Ｚ 7/12 Ｂ０１Ｊ 13/02 Ｅ (72)発明者森光廣一山口県宇部市大字小串1978番地の25 チタン工業株式会社内 (72)発明者斉藤辰夫山口県宇部市大字小串1978番地の25 チタン工業株式会社内 (72)発明者水口正昭大阪府大阪市東淀川区井高野２丁目１番37 号鈴木油脂工業株式会社内 (72)発明者黒木修大阪府大阪市東淀川区井高野２丁目１番37 号鈴木油脂工業株式会社内 (72)発明者上田稔大阪府大阪市東淀川区井高野２丁目１番37 号鈴木油脂工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粒径が１０〜５０ｎｍの一次粒子が集合
して凝集粒子を形成した二酸化チタンを芯材とし、かつ
シリカを主成分とする壁材でマイクロカプセル化され
た、光触媒体粉末。
【請求項２】前記光触媒体粉末が、粒径０．５〜２０
０μｍ、比表面積２０〜１０００ｍ²／ｇ、細孔径１〜
１０００ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の光
触媒体粉末。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載の光触媒体粉
末を樹脂に分散させた光触媒用組成物。
【請求項４】請求項３記載の光触媒用組成物を基体に
塗布して、該基体上に光触媒塗膜を形成した光触媒体。
【請求項５】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、紙及び
合成樹脂からなる群から選ばれることを特徴とする請求
項４に記載の光触媒体。
【請求項６】前記基体が、布、繊維、フィルム及び板
からなる群から選ばれることを特徴とする請求項４又は
請求項５に記載の光触媒体。
【請求項７】請求項１若しくは請求項２に記載の光触
媒体粉末、又は請求項４乃至請求項６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８】請求項１若しくは請求項２に記載の光触
媒体粉末、又は請求項４乃至請求項６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９】請求項１若しくは請求項２に記載の光触
媒体粉末、又は請求項４乃至請求項６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１０】請求項１若しくは請求項２に記載の光
触媒体粉末、又は請求項４乃至請求項６のいずれか１項
に記載の光触媒体を用いた水浄化剤。