(57)【要約】車両が通過する可能性がある閉鎖空間システムであって、該閉鎖空間システムが内部表面、該閉鎖空間システムの内部表面上の光触媒コーティング、及び該閉鎖空間システムの内部表面に添付の照明装置を含み、該照明装置が３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する光源を含み、該照明装置が３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長で該光触媒コーティングを照射するように配置され、該光触媒コーティングが、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長によって活性化可能である閉鎖空間システムを開示する。さらに、光触媒コーティングで被覆された表面を照射するための３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する発光ダイオードの使用であって、該光触媒コーティングが３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長によって活性化可能である使用を開示する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が通過する可能性がある閉鎖空間システムであって、前記閉鎖空間システムが内部表面、前記閉鎖空間システムの内部表面上の光触媒コーティング、及び前記閉鎖空間システムの内部表面に添付の照明装置を含み、前記照明装置が３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する光源を含み、前記照明装置が３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長で前記光触媒コーティングを照射するように配置され、前記光触媒コーティングが、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長によって活性化可能である、前記閉鎖空間システム。
【請求項２】
前記照明装置が３４０ｎｍ未満の波長の光を発しない、請求項１に記載の閉鎖空間システム。
【請求項３】
トンネルである、請求項１または２に記載の閉鎖空間システム。
【請求項４】
前記トンネルが道路トンネルである、請求項３に記載の閉鎖空間システム。
【請求項５】
前記トンネルが鉄道トンネルである、請求項３に記載の閉鎖空間システム。
【請求項６】
前記トンネルが歩行者用トンネルである、請求項３に記載の閉鎖空間システム。
【請求項７】
建物内の駐車場、フェリー内の駐車場、またはカートレイン内の駐車場である、請求項１または２に記載の閉鎖空間システム。
【請求項８】
前記光源が３４０ｎｍ〜３８９ｎｍの範囲の波長を発する、先行請求項のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項９】
前記光源が３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長のみを発する、先行請求項のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項１０】
前記光源が３４０ｎｍ〜３８９ｎｍの範囲の波長のみを発する、請求項８に記載の閉鎖空間システム。
【請求項１１】
前記光源が発する光が、比較的狭い放射波長の分光分布内にある、請求項９または１０に記載の閉鎖空間システム。
【請求項１２】
前記光源が３４０ｎｍ〜３８９ｎｍの範囲の波長及び３９０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する、請求項１〜７のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項１３】
前記光触媒コーティングで被覆された表面が、１．０Ｗ／ｍ２より高い強度で３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長で照射される、先行請求項のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項１４】
前記光触媒コーティングで被覆された表面が、１．０Ｗ／ｍ２〜５０Ｗ／ｍ２の範囲の強度で３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長で照射される、請求項１３に記載の閉鎖空間システム。
【請求項１５】
前記光触媒コーティングで被覆された表面が、１．０Ｗ／ｍ２〜２０Ｗ／ｍ２の範囲の強度で３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長で照射される、請求項１３に記載の閉鎖空間システム。
【請求項１６】
前記光触媒コーティングで被覆された表面が、１．０Ｗ／ｍ２〜１０Ｗ／ｍ２の範囲の強度で３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長で照射される、請求項１３に記載の閉鎖空間システム。
【請求項１７】
前記光源が、蛍光ランプ、短波長ランプ、ガス放電ランプ、メタルハライドランプ、及びレーザのうちの１つ以上であるか、またはこれらのうちの１つ以上を含む、先行請求項のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項１８】
前記光源が、発光ダイオード（ＬＥＤ）であるか、またはこれを含む、先行請求項のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項１９】
前記発光ダイオードが棒状のものに、または複数の棒状のものに配置される、請求項１８に記載の閉鎖空間システム。
【請求項２０】
前記発光ダイオードが、複数のＬＥＤスポットライトを含むフレームの形態、または複数のＬＥＤスポットライトを含む複数のフレームの形態に配置される、請求項１８に記載の閉鎖空間システム。
【請求項２１】
前記発光ダイオードの光源としての使用が、閉鎖空間の寸法の広範囲にわたって拡張可能である、請求項１８〜２０のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項２２】
前記閉鎖空間が前記光触媒コーティングで被覆された側壁を含む先行請求項のいずれかに記載の閉鎖空間システムであって、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する光源が前記側壁に向けられる、前記閉鎖空間システム。
【請求項２３】
前記閉鎖空間が前記光触媒コーティングで被覆された天井を含む先行請求項のいずれかに記載の閉鎖空間システムであって、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する光源が前記天井に向けられる、前記閉鎖空間システム。
【請求項２４】
前記閉鎖空間が前記光触媒コーティングで被覆された床を含む先行請求項のいずれかに記載の閉鎖空間システムであって、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する光源が前記床に向けられる、前記閉鎖空間システム。
【請求項２５】
前記閉鎖空間内のＮＯｘガスの量を低減するように配置される、先行請求項のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項２６】
前記閉鎖空間内のＳＯｘガスの量を低減するように配置される、先行請求項のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項２７】
前記表面の細菌及びカビの存在を低減するように配置される、先行請求項のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項２８】
前記閉鎖空間内の揮発性有機化合物ガスの量を低減するように配置される、先行請求項のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項２９】
前記光触媒コーティングが、セメント系水硬性結合光触媒コーティングである、先行請求項のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項３０】
前記光触媒コーティングがセメント系光触媒組成物から得られる先行請求項のいずれかに記載の閉鎖空間システムであって、前記組成物が：
（ａ）少なくとも１つのセメント結合剤；
（ｂ）少なくとも１つの光触媒；
（ｃ）少なくとも１つのセルロースエーテル；
（ｄ）少なくとも１つの流動化剤；
（ｅ）少なくとも９５重量％が１００μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第一の石灰質充填剤；
（ｆ）少なくとも９５重量％が３０μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第二の石灰質充填剤；
（ｇ）無機質担体に担持された粉体状の少なくとも１つのシランを含む、前記システム。
【請求項３１】
前記光触媒組成物が：
（ａ）少なくとも１つのセメント結合剤を１５〜６０重量％、好ましくは２０〜５０重量％；
（ｂ）少なくとも１つの光触媒を０．５〜１２重量％、好ましくは１〜８重量％；
（ｃ）少なくとも１つのセルロースエーテルを０．０２〜３重量％、好ましくは０．０５〜１．５重量％；
（ｄ）少なくとも１つの流動化剤を０．０５〜５重量％、好ましくは０．１〜２重量％；
（ｅ）少なくとも９５重量％が１００μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第一の石灰質充填剤を１０〜５０重量％、好ましくは１５〜３５重量％；
（ｆ）少なくとも９５重量％が３０μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第二の石灰質充填剤を１０〜５０重量％、好ましくは１５〜３５重量％；
（ｇ）無機質担体に担持された粉体状の少なくとも１つのシランを０．０５〜５重量％、好ましくは０．０１〜３重量％含む、請求項３０に記載の閉鎖空間システム。
【請求項３２】
前記セメント結合剤（ａ）がポルトランドセメントである、請求項３０または３１に記載の閉鎖空間システム。
【請求項３３】
前記光触媒（ｂ）が、主にアナターゼ結晶形の光触媒二酸化チタンである、請求項３０〜３２のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項３４】
前記光触媒二酸化チタンが、少なくとも９５重量％が５０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以下の寸法を有するような粒度分布を有する、請求項３３に記載の閉鎖空間システム。
【請求項３５】
前記光触媒二酸化チタンが非光触媒二酸化チタンとの混合物中にある、請求項３３または３４のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項３６】
前記セルロースエーテル（ｃ）が、２０℃のブルックフィールド粘度ＲＶＴが１００〜７０，０００ｍＰａ．ｓ、好ましくは１００〜３０，０００ｍＰａ．ｓ、より好ましくは２００〜１０，０００ｍＰａ．ｓである、請求項３０〜３５のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項３７】
前記第一の石灰質充填剤（ｅ）が、少なくとも９５重量％が７０μｍ以下の寸法を有する粒子状であり、前記第二の石灰質充填剤（ｆ）が、少なくとも９５重量％が２０μｍ以下の寸法を有する粒子状である、請求項３０〜３６のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項３８】
前記第一の石灰質充填剤（ｅ）が、５重量％以下が３０μｍ以下、好ましくは、２０μｍ以下の寸法を有する粒子状である、請求項３０〜３７のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項３９】
前記石灰質充填剤（ｅ）及び（ｆ）が、重量比（ｅ）／（ｆ）が０．２〜２．０、好ましくは０．５〜１．５で含まれる、請求項３０〜３８のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項４０】
前記担持されたシラン（ｇ）が、少なくとも９５重量％が１００μ以下、好ましくは８０μ以下の寸法を有する粒子状である、請求項３０〜３９のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項４１】
さらに、（ｈ）少なくとも１つの疎水化ビニルポリマー、好ましくは、塩化ビニル、エチレン、及びビニルエステルＣＨ２＝ＣＨ−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒのターポリマーを含み、ここで、Ｒは直鎖または分岐Ｃ４−Ｃ２４アルキルである、請求項３０〜４０のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項４２】
さらに、（ｉ）少なくとも１つの長鎖カルボン酸の塩を含む、請求項３０〜４１のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項４３】
均質な液体生成物が得られるまで混合することで水が前記光触媒組成物に所定の割合で添加され、その生成物が前記光触媒コーティングとして前記閉鎖空間の内部表面に塗布される、請求項３０〜４２のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項４４】
水とセメント結合剤（ａ）の重量比が０．２〜０．８である、請求項４３に記載の閉鎖空間システム。
【請求項４５】
塗布及び乾燥後、前記光触媒組成物が厚さ０．０５ｍｍ〜１ｍｍ、好ましくは０．１〜０．５ｍｍを有するコーティング層を形成する、請求項３０〜４４のいずれかに記載の閉鎖空間システム。
【請求項４６】
光触媒コーティングで被覆されたトンネルの内部表面を照射するための３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する発光ダイオードの前記トンネル内での使用であって、前記光触媒コーティングが３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長によって活性化可能であり、前記発光ダイオードが３４０ｎｍ未満の波長の光を発しないものである、前記使用。
【請求項４７】
前記発光ダイオードが３４０ｎｍ〜３８９ｎｍの範囲の波長を発するものである、請求項４６に記載の使用。
【請求項４８】
前記発光ダイオードが３４０ｎｍ〜３８９ｎｍの範囲の波長のみを発するものである、請求項４６に記載の使用。
【請求項４９】
前記発光ダイオードが３４０ｎｍ〜３８９ｎｍの範囲の波長及び３９０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発するものである、請求項４６に記載の使用。
【請求項５０】
光触媒コーティングで被覆された前記表面が、１．０Ｗ／ｍ２より高い強度で、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の発光ダイオードで照射される、請求項４６〜４９のいずれかに記載の使用。
【請求項５１】
光触媒コーティングで被覆された前記表面が、１．０Ｗ／ｍ２〜５０Ｗ／ｍ２の範囲の強度で、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の発光ダイオードで照射される、請求項５０に記載の使用。
【請求項５２】
光触媒コーティングで被覆された前記表面が、１．０Ｗ／ｍ２〜２０Ｗ／ｍ２の範囲の強度で、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の発光ダイオードで照射される、請求項５０に記載の使用。
【請求項５３】
光触媒コーティングで被覆された前記表面が、１．０Ｗ／ｍ２〜１０Ｗ／ｍ２の範囲の強度で、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の発光ダイオードで照射される、請求項５０に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、車両や歩行者が通る可能性がある閉鎖空間であって、汚染ガスを低減するように配置または構成された閉鎖空間に関する。かかる閉鎖空間には、例えば、交通トンネルや駐車場が含まれ得る。
【背景技術】
【０００２】
ＮＯｘは、モノ窒素酸化物ＮＯ及びＮＯ２（一酸化窒素及び二酸化窒素）の総称である。それらは、とりわけ高温で、空気中で燃焼中に窒素ガスと酸素ガスの反応から生成される。２つの主な排出源は、運搬用車両ならびに電気事業所及び工業用ボイラー等の定置型燃焼発生源である。少量、通常は全体の５％は、一次二酸化窒素として排出されるが、大気中の二酸化窒素の大部分は、大気化学（オゾンとの反応のような）の二次産物である。ＮＯｘは強力な温室効果ガスであり、これはまた、地表面のスモッグ、オゾン形成、及び酸性雨の一因にもなる。ＮＯｘの排出はまた、微粒子及びオゾンスモッグの形成にも寄与し、病気や死にかかるますます多くのお金の負担を社会にかける。
【０００３】
残念なことに、ＮＯｘ、粒子状物質（ＰＭ）、ならびに我々の環境及び健康に影響を与える他の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含めた主要汚染物質に対する空気の排出目標は、大部分が満たされていないままである。より新規で活性な物理的化学的解決法への投資が必要である。
【０００４】
光触媒作用に関する科学的研究は約４０年前に始まり、二酸化チタンが環境浄化のための優れた光触媒材料として浮上している。
【０００５】
ＴｉＯ２は、その化学的安定性、非毒性、低コスト、及び他の有利な特性のため、注目を集めている。ＴｉＯ２は触媒反応に使用され、助触媒、金属及び金属酸化物用担体、添加剤、または触媒として働く。光で作動することができる（光触媒作用）ＴｉＯ２触媒を用いて行われる反応としては、ＳＯｘ、ＮＯｘ、及びＶＯＣ等の各種化学物質の選択的分解が挙げられる。
【０００６】
車両や歩行者が通る可能性がある閉鎖空間、例えば、トンネルや建物内部の駐車場等は、ＮＯｘ等の汚染ガスが生成される可能性があるか、または既に存在している可能性がある場所であり、かかる汚染ガスは、かかる空間にいる人間に害を与える可能性がある。車両や歩行者が通る可能性がある閉鎖空間におけるＮＯｘ等の汚染ガスの濃度を低減する必要がある。車両や歩行者が通る可能性がある閉鎖空間におけるＮＯｘ等の汚染ガスの濃度をエネルギー効率の良い方法で低減することが望ましい。
【０００７】
関連技術の考察
ＪＰＨ１１３２４５８４Ａ、発明の名称「Ｔｕｎｎｅｌ  Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｆｉｎｉｓｈ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  ｍａｄｅ  ｏｆ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｈｅｅｔ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ  ｔｈｅｒｅｏｆ」には、英語の要約があり、これは、排ガス内の有害成分や内装仕上げ材に付着した有機物質を分解するための光を当てることによる光触媒の活性化、及び表面に光触媒粒子を固定した無機質シートをトンネルの内装仕上げ材として用いることによって、該内装仕上げ材を容易に洗浄することを開示している。ＪＰＨ１１３２４５８４Ａの英語の要約はさらに、粒子径が１μｍ以下の超微粒子シリカを少なくとも２０重量％含むシリカを３０〜４５重量部含む水硬性凝固剤に骨材及び水を加えて真空攪拌を行い、型枠に流し込んで低温硬化によって無機質シートを形成し、これをトンネルの内装材として用いることを開示している。この型枠は、酸化チタン粉体等の光触媒を含む顔料で予め塗布され、補強のために無機質ネットを埋め込まれる。これにより、この無機質シート表面の光触媒粒子がトンネル内の照明または自動車のヘッドライトの照射によって活性化され、排ガス中のＮＯｘやＳＯｘが分解され、このシート表面に付着した有機物質を分解することができ、洗浄しやすくなる。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の第一の態様によれば、車両が通過する可能性がある閉鎖空間システムであって、該閉鎖空間システムが内部表面、該閉鎖空間システムの内部表面上の光触媒コーティング、及び該閉鎖空間システムの内部表面に添付の照明装置を含み、該照明装置が３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する光源を含み、該照明装置が３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長で該光触媒コーティングを照射するように配置され、該光触媒コーティングが、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長によって活性化可能である閉鎖空間システムを提供する。利点は、該閉鎖空間内の各種有害汚染ガスの存在を低減するために、及び／または該表面から細菌及びカビを除去するために、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の光が該光触媒コーティングの活性化に有効であるということである。
【０００９】
該閉鎖空間システムは、該照明装置が３４０ｎｍ未満の波長の光を発しないものでよい。利点は、３４０ｎｍ未満の波長の光の人体への悪影響が回避されるということである。
【００１０】
該閉鎖空間システムは、トンネルでよい。利点は、該トンネル内の有害汚染ガスの存在を低減するために、及び／または該表面から細菌及びカビを除去するために、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の光が該光触媒コーティングの活性化に有効であるということである。
【００１１】
該閉鎖空間システムは、道路トンネルでよい。利点は、該トンネル内の車両排ガス由来の有害汚染ガスの存在を低減するために、及び／または該表面から細菌及びカビを除去するために、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の光が該光触媒コーティングの活性化に有効であるということである。
【００１２】
該閉鎖空間システムは、鉄道トンネルでよい。利点は、該トンネル内の車両排ガス由来の、もしくは放電由来の有害汚染ガスの存在を低減するために、及び／または該表面から細菌及びカビを除去するために、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の光が該光触媒コーティングの活性化に有効であるということである。
【００１３】
該閉鎖空間システムは、歩行者用トンネルでよい。利点は、該トンネル内の有害汚染ガスの存在を低減するために、及び／または該表面から細菌及びカビを除去するために、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の光が該光触媒コーティングの活性化に有効であるということである。
【００１４】
該閉鎖空間システムは、建物内、フェリー内、または列車内の駐車場でよい。利点は、該駐車場内の有害汚染ガスの存在を低減するために、及び／または該表面から細菌及びカビを除去するために、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の光が該光触媒コーティングの活性化に有効であるということである。
【００１５】
該閉鎖空間システムは、該光源が３４０ｎｍ〜３８９ｎｍの範囲の波長を発するものでもよい。
【００１６】
該閉鎖空間システムは、該光源が波長範囲３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの光のみを発するものでもよい。利点は、セメント系水硬性結合光触媒コーティングであってもよい該光触媒コーティングの活性化のエネルギー効率の向上である。さらなる利点は、該閉鎖空間内の人体への健康リスクがほとんどまたは全くないことである。
【００１７】
該閉鎖空間システムは、該光源が波長範囲３４０ｎｍ〜３８９ｎｍの光のみを発するものでもよい。利点は、該光触媒コーティングの活性化の効率の向上である。さらなる利点は、該閉鎖空間内の人体への健康リスクがほとんどまたは全くないことである。
【００１８】
該閉鎖空間システムは、該光源が波長範囲３４０ｎｍ〜３８９ｎｍ及び波長範囲３９０ｎｍ〜４５０ｎｍの光を発するものでよい。
【００１９】
該閉鎖空間システムは、該光源が発する波長範囲３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの光が、比較的狭い放射波長の分光分布内にあるものでよい。比較的狭い放射波長の分光分布の光源の例は、発光ダイオード及びレーザである。利点は、該閉鎖空間内の人体への健康リスクがほとんどまたは全くないことである。
【００２０】
該閉鎖空間システムは、該光触媒コーティングで被覆された表面が、波長範囲３４０ｎｍ〜４５０ｎｍ内の光の１．０Ｗ／ｍ２より高い強度で、波長範囲３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの光で照射されるものでよい。
【００２１】
該閉鎖空間システムは、該光触媒コーティングで被覆された表面が、１．０Ｗ／ｍ２〜５０Ｗ／ｍ２の範囲の強度で、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長で照射されるものでよい。
【００２２】
該閉鎖空間システムは、該光触媒コーティングで被覆された表面が、１．０Ｗ／ｍ２〜２０Ｗ／ｍ２の範囲の強度で、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長で照射されるものでよい。
【００２３】
該閉鎖空間システムは、該光触媒コーティングで被覆された表面が、１．０Ｗ／ｍ２〜１０Ｗ／ｍ２の範囲の強度で、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長で照射されるものでよい。
【００２４】
該閉鎖空間システムは、該光源が、蛍光ランプ、短波長ランプ、ガス放電ランプ、メタルハライドランプ、及びレーザのうちの１つ以上であるものでよい。
【００２５】
該閉鎖空間システムは、該光源が発光ダイオード（ＬＥＤ）であるものでよい。ＬＥＤの利点としては、高電力変換率及び小型であることが挙げられる。
【００２６】
該閉鎖空間システムは、該発光ダイオードが棒状のものに、または複数の棒状のものに配置されるものでよい。利点は、保守の円滑化である。
【００２７】
該閉鎖空間システムは、該発光ダイオードが、複数のＬＥＤスポットライトを含むフレームの形態に、または複数のＬＥＤスポットライトを含む複数のフレームの形態に配置されるものでよい。
【００２８】
該閉鎖空間システムは、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する発光ダイオードの光源としての使用が、閉鎖空間の寸法の広範囲にわたって拡張可能であるものでよい。利点は、異なるシステム用の設計の再利用性または拡張性である。
【００２９】
該閉鎖空間システムは、該光触媒コーティングで被覆された側壁を含むものであって、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する光源が該側壁に向けられるものでよい。
【００３０】
該閉鎖空間システムは、該光触媒コーティングで被覆された天井を含むものであって、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する光源が該天井に向けられるものでよい。
【００３１】
該閉鎖空間システムは、該光触媒コーティングで被覆された床を含むものであって、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する光源が該床に向けられるものでよい。
【００３２】
該閉鎖空間システムは、該システムが、該閉鎖空間内のＮＯｘガスの量を低減するように配置されているものでよい。
【００３３】
該閉鎖空間システムは、該システムが、該閉鎖空間内のＳＯｘガスの量を低減するように配置されているものでよい。
【００３４】
該閉鎖空間システムは、該システムが、該表面の細菌及びカビの存在を低減するように配置されているものでよい。
【００３５】
該閉鎖空間システムは、該システムが、該閉鎖空間内の揮発性有機化合物ガスの量を低減するように配置されているものでよい。
【００３６】
該閉鎖空間システムは、該光触媒コーティングが、セメント系水硬性結合光触媒コーティングであるものでよい。利点は、該閉鎖空間内の有害汚染ガスの存在を低減するために、及び／または該表面から細菌及びカビを除去するために、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の光が該セメント系水硬性結合光触媒コーティングの活性化に有効であるということである。
【００３７】
該閉鎖空間システムは、該光触媒コーティングが、
（ａ）少なくとも１つのセメント結合剤；
（ｂ）少なくとも１つの光触媒；
（ｃ）少なくとも１つのセルロースエーテル；
（ｄ）少なくとも１つの流動化剤；
（ｅ）少なくとも９５重量％が１００μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第一の石灰質充填剤；
（ｆ）少なくとも９５重量％が３０μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第二の石灰質充填剤；
（ｇ）無機質担体に担持された粉体状の少なくとも１つのシランを含む、セメント系光触媒組成物に由来するものでよい。
【００３８】
該閉鎖空間システムは、該光触媒組成物が、
（ａ）少なくとも１つのセメント結合剤を１５〜６０重量％、好ましくは２０〜５０重量％；
（ｂ）少なくとも１つの光触媒を０．５〜１２重量％、好ましくは１〜８重量％；
（ｃ）少なくとも１つのセルロースエーテルを０．０２〜３重量％、好ましくは０．０５〜１．５重量％；
（ｄ）少なくとも１つの流動化剤を０．０５〜５重量％、好ましくは０．１〜２重量％；
（ｅ）少なくとも９５重量％が１００μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第一の石灰質充填剤を１０〜５０重量％、好ましくは１５〜３５重量％；
（ｆ）少なくとも９５重量％が３０μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第二の石灰質充填剤を１０〜５０重量％、好ましくは１５〜３５重量％；
（ｇ）無機質担体に担持された粉体状の少なくとも１つのシランを０．０５〜５重量％、好ましくは０．０１〜３重量％含むものでよい。
【００３９】
該閉鎖空間システムは、該セメント結合剤（ａ）がポルトランドセメントであるものでよい。
【００４０】
該閉鎖空間システムは、該光触媒（例えば（ｂ））が、主にアナターゼ結晶形の光触媒二酸化チタンであるものでよい。
【００４１】
該閉鎖空間システムは、該光触媒二酸化チタンが、例えば、少なくとも９５重量％が５０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以下の寸法を有する粒度分布を有するものでよい。
【００４２】
該閉鎖空間システムは、該光触媒二酸化チタンが非光触媒二酸化チタンとの混合物中にあるものでよい。
【００４３】
該閉鎖空間システムは、該セルロースエーテル（ｃ）が２０℃のブルックフィールド粘度ＲＶＴが１００〜７０，０００ｍＰａ．ｓ、好ましくは１００〜３０，０００ｍＰａ．ｓ、より好ましくは２００〜１０，０００ｍＰａ．ｓのものでよい。
【００４４】
該閉鎖空間システムは、該第一の石灰質充填剤（ｅ）が、少なくとも９５重量％が７０μｍ以下の寸法を有する粒子状であり、該第二の石灰質充填剤（ｆ）が、少なくとも９５重量％が２０μｍ以下の寸法を有する粒子状であるものでよい。
【００４５】
該閉鎖空間システムは、該第一の石灰質充填剤（ｅ）が、５重量％以下が３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下の寸法を有する粒子状であるものでよい。
【００４６】
該閉鎖空間システムは、石灰質充填剤（ｅ）及び（ｆ）が、重量比（ｅ）／（ｆ）が０．２〜２．０、好ましくは０．５〜１．５で含まれるものでよい。
【００４７】
該閉鎖空間システムは、担持されたシラン（ｇ）が、少なくとも９５重量％が１００μ以下、好ましくは８０μ以下の寸法を有する粒子状であるものでよい。
【００４８】
該閉鎖空間システムは、さらに、（ｈ）少なくとも１つの疎水化ビニルポリマー、好ましくは、塩化ビニル、エチレン、及びビニルエステルＣＨ２＝ＣＨ−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒのターポリマーを含むものでよい。ここで、Ｒは直鎖または分岐Ｃ４−Ｃ２４アルキルである。
【００４９】
該閉鎖空間システムは、さらに、（ｉ）少なくとも１つの長鎖カルボン酸の塩を含むものでよい。
【００５０】
該閉鎖空間システムは、均質な液体生成物が得られるまで混合することで水が該光触媒組成物に所定の割合で添加されるものであり、その生成物が光触媒コーティングとして該閉鎖空間の内部表面に塗布されるものであってよい。
【００５１】
該閉鎖空間システムは、水とセメント結合剤（ａ）の重量比が０．２〜０．８であるものでよい。
【００５２】
該閉鎖空間システムは、塗布及び乾燥後、該光触媒組成物が厚さ０．０５ｍｍ〜１ｍｍ、好ましくは０．１〜０．５ｍｍを有するコーティング層を形成するものでよい。
【００５３】
本発明の第二の態様によれば、光触媒コーティングで被覆されたトンネルの内部表面を照射するために３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する発光ダイオードのトンネル内での使用であって、該光触媒コーティングが３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長によって活性化可能であり、該発光ダイオードが３４０ｎｍ未満の波長の光を発しないものである使用を提供する。利点としては、エネルギー的に効率が良く、該光触媒コーティングを活性化する小型発生源ということが挙げられる。利点は、波長３４０ｎｍ未満の光の人体への悪影響が回避されるということである。
【００５４】
該使用は、該発光ダイオードが３４０ｎｍ〜３８９ｎｍの範囲の波長を発するものでよい。
【００５５】
該使用は、該発光ダイオードが３４０ｎｍ〜３８９ｎｍの範囲の波長のみを発するものでよい。利点は、さらにいっそうエネルギー的に効率的な該光触媒コーティングの活性化である。利点は、人体への健康リスクがほとんどまたは全くないことである。
【００５６】
該使用は、該発光ダイオードが３４０ｎｍ〜３８９ｎｍの範囲の波長及び３９０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発するものでよい。
【００５７】
該使用は、光触媒コーティングで被覆された表面が、１．０Ｗ／ｍ２より高い強度で、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の発光ダイオードで照射されるものでよい。利点は、有害ガスが高率で低減されることである。
【００５８】
該使用は、光触媒コーティングで被覆された表面が、１．０Ｗ／ｍ２〜５０Ｗ／ｍ２の範囲の強度で、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の発光ダイオードで照射されるものでよい。
【００５９】
該使用は、光触媒コーティングで被覆された表面が、１．０Ｗ／ｍ２〜２０Ｗ／ｍ２の範囲の強度で、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の発光ダイオードで照射されるものでよい。
【００６０】
該使用は、光触媒コーティングで被覆された表面が、１．０Ｗ／ｍ２〜１０Ｗ／ｍ２の範囲の強度で、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の発光ダイオードで照射されるものでよい。
【００６１】
光触媒コーティングで被覆された表面を照射するために３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する発光ダイオードの使用であって、該光触媒コーティングが３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長によって活性化可能である使用を提供する。
【００６２】
例として、以下の図面を参照にして本発明の態様をここで説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】波長範囲３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの光を発する照明ユニットを含むトンネルの断面を示す。トンネルの寸法はｃｍ単位で示されている。
【図２】波長範囲３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの光を発する照明ユニットを含むトンネルの断面を示す。トンネルの寸法は示されていない。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
車両や歩行者が通る可能性がある閉鎖空間、例えば、トンネル、建物内部の駐車場、またはカーフェリーの内部等は、ＮＯｘ等の汚染ガスが生成される可能性があるか、または、例えば、外部から該閉鎖空間内に移動すること等によって既に存在している可能性がある場所であり、かかる汚染ガスは、かかる閉鎖空間にいる人間に害を与える可能性がある。トンネルは、道路車両トンネル、例えば、英国ロンドンにあるテムズ川の下のブラックウォールトンネル等でもよい。道路車両トンネルにおいては、ＮＯｘ等の汚染ガスは、内燃機関によって生成される可能性がある。トンネルは、鉄道トンネル、例えば、ロンドンにあるテムズ川の下のウォータールー＆シティー線トンネルや、ロンドンにあるセント・パンクラス駅のミッドランド・メインライン北のベルサイズトンネル等でよい。鉄道トンネルにおいては、ＮＯｘ等の汚染ガスは、内燃機関によって、または放電によって生成される可能性がある。建物内部の駐車場やカーフェリーの内部においては、ＮＯｘ等の汚染ガスは、内燃機関によって生成される可能性がある。
【００６５】
車両の例としては、自動車、トラック、バス、列車、オートバイ、及び自転車が挙げられる。
【００６６】
発光源は、閉鎖空間、例えばトンネルにおける光触媒コーティングを照射するように配置され得る。光源は、波長範囲３４０ｎｍ〜４５０ｎｍで光を発し得る。光源は、本質的に３４０ｎｍ〜３８９ｎｍの範囲の波長のみを発してもよく、または、光源は、波長範囲３４０ｎｍ〜３８９ｎｍ及び波長範囲３９０ｎｍ〜４５０ｎｍの光を発してもよい。波長範囲３４０ｎｍ〜４５０ｎｍで光を発し得る既知の光源としては、蛍光ランプ、短波長ランプ、ガス放電ランプ、メタルハライドランプ、発光ダイオード、及びレーザが挙げられる。蛍光ランプ、短波長ランプ、ガス放電ランプ、メタルハライドランプ、発光ダイオード、及びレーザが挙げられる波長範囲３４０ｎｍ〜４５０ｎｍで光を発し得る該既知の光源は、電気の幹線で給電されてもよい。該光触媒コーティングはＴｉＯ２を含んでもよい。該光触媒コーティングは、ＳＯｘ、ＮＯｘ、及びＶＯＣ等の各種化学物質の選択的分解をもたらしてもよい。
【００６７】
発光ダイオード（ＬＥＤ）源は、閉鎖空間、例えばトンネルにおける光触媒コーティングを照射するように配置され得る。ＬＥＤ源は、ＬＥＤ源の棒状の形態でよい。ＬＥＤ源は、複数のＬＥＤスポットライトを含むフレームの形態でよい。棒状のＬＥＤ源は通常、複数のＬＥＤスポットライトを含むフレームと比較して組立費の削減及び据付費の削減という利点を有する。
【００６８】
ＬＥＤ光源としては、３４０ｎｍ〜３８９ｎｍの範囲の波長を発するＬＥＤ光源が挙げられる。１つの例は、Ｎｉｃｈｉａ  Ｕ３６５  ＬＥＤ（日本、７７４−８６０１徳島県、Ｎｉｃｈｉａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって供給される）であり、これは、ピーク波長３６５ｎｍ、スペクトル半値幅９ｎｍ、及び放射束７８０ｍＷを有する。さらなる例は、Ｎｉｃｈｉａ  Ｕ３８５  ＬＥＤ（日本、７７４−８６０１徳島県、Ｎｉｃｈｉａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって供給される）であり、ピーク波長３８５ｎｍ、スペクトル半値幅１０ｎｍ、及び放射束９００ｍＷを備える。Ｕ３６５及びＵ３８５の両方のＬＥＤについては、強度は、正常軸に対して約６５度をなす正常軸に沿ってその値の半分になり、かつ、強度は、正常軸に対して約８０度をなす正常軸に沿ってその値の４分の１になる。ＬＥＤ光源の利点は、例えば、広範囲の波長にわたって発光する光源とは対照的に、比較的狭い放射波長の分光分布の精密制御にある。
【００６９】
Ｎｉｃｈｉａ  Ｕ３６５  ＬＥＤは、波長範囲３４０ｎｍ〜３８９ｎｍの光のみを本質的に発するＬＥＤの一例であり；Ｎｉｃｈｉａ  Ｕ３８５  ＬＥＤは、波長範囲３４０ｎｍ〜３８９ｎｍの光及び波長範囲３９０ｎｍ〜４５０ｎｍの光を発するＬＥＤの一例である。
【００７０】
十分な率でＮＯｘを除去するため、または抗菌特性を有するために好適な光触媒コーティング（例えば、塗料）（本明細書に記載のもの等）の光触媒活性を誘導するための波長範囲３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの光の照射強度は、実験で１．０Ｗ／ｍ２以上であることが分かっている。極めて高い率でＮＯｘを除去するため、または抗菌特性を有するために好適な光触媒コーティング（例えば、塗料）（本明細書に記載のもの等）の光触媒活性を誘導するための波長範囲３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの光の照射強度は、実験で２０Ｗ／ｍ２以上であることが分かっている。十分な率でＮＯｘを除去するため、または抗菌特性を有するために好適な光触媒コーティング（例えば、塗料）（本明細書に記載のもの等）の光触媒活性を誘導するための波長範囲３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの光の照射強度は、１．０Ｗ／ｍ２〜１０Ｗ／ｍ２の範囲、もしくは１．０Ｗ／ｍ２〜２０Ｗ／ｍ２の範囲、または１．０Ｗ／ｍ２〜５０Ｗ／ｍ２の範囲でよい。
【００７１】
一例では、照明ユニットは、照明ユニット本体用の３つの棒状のものを含み、各棒状のものが４つのＬＥＤを提供する。従って、各照明ユニットは１２個のＬＥＤからなる。各照明ユニット本体は、平均約１平方メートルの表面が照らされる／照射される照明要件を満たすことができる。各照明ユニット本体は、Ｗｒａｄ９．９５（レンズ及び保護ガラスの損失抜きの正味）を放射し、ａ．ｃ．２５ＷＰｏｔを消費する。従って、照射される有用なトンネル表面形状の長さ１４ｍを考慮すると、我々のシミュレーションは、Ｎｉｃｈｉａ  Ｕ３６５  ＬＥＤを使用し、照明ユニット本体をトンネルの天井近くに配置した場合、ＮＯｘの高い除去率を与えるために６つの照明ユニット本体（３×２トラック）がトンネルの長さ１メートルごとに必要であることを示す。トンネルの天井近くに配置された照明ユニットの光源を示すトンネル断面の例を図１に示す。図１では、距離はｃｍ単位で与えられているが、ほんの一例として示されている。トンネルの天井近くに配置された照明ユニットの光源を示すトンネル断面の例を図２に示す。図２では、距離は与えられていない。
【００７２】
簡単なモデル計算でシミュレーションの結果が裏付けられる。６つの照明ユニットは、正味放射出力約６０Ｗを生成する。これは、面積６０ｍ２にわたって１．０Ｗ／ｍ２の強度を与えることができる。半径ｒ、面積２πｒ２、半球面積６０ｍ２の半球に落下する正味放射出力６０Ｗのモデリングは、半径ｒが約３．１ｍに相当する。よって、照明ユニットから３．１ｍ以内のトンネル壁または天井の点が、この簡単なモデルにおける目標強度１．０Ｗ／ｍ２を達成する。この簡単なモデルは、すでにトンネル表面の例のかなりの部分の十分な照射を保証している。例えば、トンネル表面形状の長さ約１４ｍが照射される図１を参照されたい。
【００７３】
我々の計算は、ＬＥＤの使用が、トンネル内部の光触媒コーティング（例えば、塗料）の光触媒活性を誘導するエネルギー効率の良い方法であることを示す。上記の例では、わずか６＊２５Ｗ＝１５０Ｗの光源の電源しか必要としない。ＬＥＤほど小さい装置が、トンネル内部の光触媒コーティング（例えば、塗料）の高レベルの光触媒活性をエネルギー効率良く誘導するのに適していることは驚くべきことである。通常、トンネルの照明は、大きくかさばる発光ユニットを用いている。
【００７４】
我々のシミュレーションが、各々が１２個のＬＥＤを含む６つの照明ユニット本体、従って合計７２個のＬＥＤが、トンネルの長さ１メートルあたりＮＯｘの高い除去率を与えるのに適していることを示す（この場合、トンネル表面形状の長さ１４ｍが照射される）ことから、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発するＬＥＤの使用は、広いトンネルサイズ範囲にわたって拡張可能である。これは、トンネルの長さ１メートルあたりに使用されるＬＥＤの数を、トンネルサイズの増加もしくは減少とともにそれぞれ増加または減少させることができるためである。
【００７５】
一例では、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する発光源は、光触媒コーティングで被覆されたトンネルの天井に向けられ得る。一例では、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する発光源は、光触媒コーティングで被覆されたトンネルの側壁に向けられ得る。一例では、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する発光源は、光触媒コーティングで被覆されたトンネルの天井及び側壁に向けられ得る。一例では、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長を発する発光源は、例えば、鉄道トンネルの光触媒コーティングで被覆されたトンネルの床に向けられてもよい。
【００７６】
人体を低波長の放射線に曝露することは、何らかの健康リスクをもたらすと考えられ得る。ある種類の放射線（短波、殺菌性）への過度の曝露は、組織を損傷する可能性がある。それは保護オゾン層が薄くなるとともに太陽光中に増加し、また、日焼けサロン及びハロゲンランプ中に存在する。しかし自然光の３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の光は、人間の身体的及び精神的の両方の健康、筋力、礼儀正しい態度、エネルギー、及び学習のために必要である。３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の光への曝露に関して人間の健康に対する健康リスクの証拠はない。従って、人間が存在するであろう空間にとって、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の波長の光で光触媒コーティングを照射することは好都合である。とりわけ、人間が存在するであろう空間にとって、光触媒コーティングを照射するために３４０ｎｍ未満の波長が用いられないようにすることが好都合である。
【００７７】
光触媒組成物の例
セメント系光触媒組成物、及び水性塗料を得るため、とりわけ屋外用途用、または閉鎖空間での塗布のための該組成物の使用を提供する。
【００７８】
セメント系水硬性結合光触媒組成物、及び水性塗料を得るため、とりわけ屋外用途用、または閉鎖空間での塗布のための該組成物の使用を提供する。
【００７９】
セメント系光触媒組成物の例を提供する。これは、（ａ）少なくとも１つのセメント結合剤；（ｂ）少なくとも１つの光触媒；（ｃ）少なくとも１つのセルロースエーテル；
（ｄ）少なくとも１つの流動化剤；（ｅ）少なくとも９５重量％が１００μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第一の石灰質充填剤；（ｆ）少なくとも９５重量％が３０μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第二の石灰質充填剤；（ｇ）無機質担体に担持された粉体状の少なくとも１つのシランを含む。かかる組成物は、とりわけ屋外用途の壁面の極めて薄膜のコーティングを得るための、または閉鎖空間内での塗布のための水性塗料として採用することができ、これは、比較的少ない量の光触媒、通常は１０重量％未満でも時間とともに高く安定した光触媒効果を確保し、該コーティングの均一性及び風化作用因子に対するその耐性の点で最善の結果を伴う。
【００８０】
光触媒反応は、適切な波長の光を照射された場合に、いくつかの化学反応を触媒することが可能な光触媒として知られるいくつかの物質に関する自然現象である。とりわけ、空気と光の存在下、酸化過程が光触媒物質を含む表面で活性化され、これが有機及び無機汚染物質（微生物、窒素酸化物、重縮合芳香族生成物、ベンゼン、二酸化硫黄、一酸化炭素、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、メタノール、エタノール、ベンゼン、エチルベンゼン、メチルベンゼン、一酸化窒素及び二酸化窒素）の変換及び／または分解につながる。かかる汚染物質及び／または毒性物質は、光触媒過程を通じて、雨水または洗浄によって洗い流すことができる無害の物質、例えば、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）、硝酸カルシウム（Ｃａ（ＮＯ３）２）、及び炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）等に変換される。光触媒過程は、ひいては環境に含まれる汚染物質、例えば、自動車の排ガス、工場、家庭暖房、及びその他の起源によって生成されるもの等を大幅に低減するために使用することができると同時に、建物やその他の構造の外表面を劣化させる汚れ、カビ、及び細菌を除去することができる。
【００８１】
該光触媒は通常、金属化合物、例えば、最も活性が高く最もよく使われている二酸化チタン、すなわちＴｉＯ２、酸化亜鉛、すなわちＺｎＯ、ならびにその他の酸化物及び硫化物（ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、ＣｄＳ、ＺｎＳ等）等である。
【００８２】
建築業で一般に採用される技術で塗布することができる建物表面の被覆に用いられる光触媒を含む組成物を提供するために多くの労力が費やされている。かかる組成物は、有意で持続的な光触媒効果を確保すると同時に十分な美的効果を確保し、当然ながら過剰ではないコストで大規模なその塗布を可能にする。
【００８３】
従来技術によれば、光触媒製品は通常、従来型の実質的に有機の基剤とともに塗料またはワニスの配合に組み込まれる。しかしながら、かかる配合は、それらが有機性のものであることを考慮すると、該光触媒によって触媒される変換及び／または分解の作用を受け、それ故塗布されたコーティングの特性は時間とともに劣化し、脱離及び粉砕現象を伴い、元の光触媒特性の急速な崩壊を引き起こす。
【００８４】
光触媒を含むセメント系組成物もまた当技術分野で知られている。例えば、特許出願ＷＯ２００９／０１３３３７では、水硬性結合剤；ポリカルボン酸またはアクリルの超流動化剤；粘度１０，０００〜１２０，０００ｍＰａ．ｓからなるセルロースエーテル；接着剤；石灰質、珪質、または珪石灰質充填剤；光触媒を含む光触媒組成物が記載されている。かかる組成物は、それらを滴下も変形もなく大表面への塗布に特に好適にするようなレオロジー特性を備えている。
【００８５】
特許出願ＷＯ２０１３／０１８０５９では、ナノ粒子状の光触媒二酸化チタンと混合されたポルトランドセメント；最大粒子径が１００μｍ未満の石灰質不活性物質；粘度１０００ｍＰａ．ｓ未満のセルロース；流動化剤；消泡剤；ビニルポリマー；顔料を含む、水で希釈される用途のための光触媒粉体塗料が記載されている。かかる組成物はまた、以下の添加剤のうちの少なくとも１つを含む：メタカオリン、ギ酸カルシウム、及び珪藻土。
【００８６】
本出願人は、水性塗料、すなわち、とりわけ屋外用途の壁面の極めて薄膜のコーティングを得るために、または閉鎖空間内での塗布のために使用可能であって、
（ａ）比較的少ない量の光触媒、通常は１０重量％未満でも時間とともに高く安定した光触媒効果を確保すること；
（ｂ）該水性塗料の従来法、例えば、一般的な塗装作業に用いられるもの等での調製及び塗布を可能にし、該コーティングの均一性及び風化作用因子に対するその耐性の点で最善の結果を伴うこと；
（ｃ）重金属や有機溶媒、とりわけ、芳香族溶媒を用いることなく、毒作用も悪影響もない製品を用いて揮発性有機化合物（ＶＯＣ）含量が０．３５ｇ／ｌ未満の製品を得ることが可能なセメント系光触媒組成物を提供する技術的問題に直面している。
【００８７】
以下に詳細に説明するこれら及びさらなる目的は、以下の説明及び添付の条項で定義されるセメント系光触媒組成物によって本出願人が達成したものであり、これは、上記の結果に加えて、とりわけ、異なる粒子径を有する石灰質充填剤の組み合わせの使用による、可視放射線の改善された反射率の獲得もまた可能にする。
【００８８】
さらに、以下に詳述するように、粉体状のシランの添加は、水性塗料に対してより大きな疎水性を確保し、それ故、風化作用因子の作用に対する耐性を向上させる。
【００８９】
第一の態様において、本開示は従って、セメント系光触媒組成物に関し、これは：
（ａ）少なくとも１つのセメント結合剤；
（ｂ）少なくとも１つの光触媒；
（ｃ）少なくとも１つのセルロースエーテル；
（ｄ）少なくとも１つの流動化剤；
（ｅ）少なくとも９５重量％が１００μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第一の石灰質充填剤；
（ｆ）少なくとも９５重量％が３０μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第二の石灰質充填剤；
（ｇ）無機質担体に担持された粉体状の少なくとも１つのシランを含む。
【００９０】
好ましくは、該光触媒組成物は：
（ａ）少なくとも１つのセメント結合剤を１５〜６０重量％、より好ましくは２０〜５０重量％；
（ｂ）少なくとも１つの光触媒を０．５〜１２重量％、より好ましくは１〜８重量％；
（ｃ）少なくとも１つのセルロースエーテルを０．０２〜３重量％、より好ましくは０．０５〜１．５重量％；
（ｄ）少なくとも１つの流動化剤を０．０５〜５重量％、より好ましくは０．１〜２重量％；
（ｅ）少なくとも９５重量％が１００μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第一の石灰質充填剤を１０〜５０重量％、より好ましくは１５〜３５重量％；
（ｆ）少なくとも９５重量％が３０μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第二の石灰質充填剤を１０〜５０重量％、より好ましくは１５〜３５重量％；
（ｇ）無機質担体に担持された粉体状の少なくとも１つのシランを０．０５〜５重量％、より好ましくは０．０１〜３重量％含む。
【００９１】
本説明ならびに添付の条項及び特許請求の範囲の枠内で、該光触媒組成物の各種成分の量は、別に指示がある場合を除き、該組成物自体の全重量に対する重量百分率として表される。
【００９２】
第二の態様において、本開示は、建物構造を被覆し、汚染作用因子の存在を低減するための上に定義したセメント系光触媒組成物の使用に関する。
【００９３】
さらに、本開示は、金属製、木製、またはプラスチック材料、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）製の表面を被覆するための上に定義したセメント系光触媒組成物の使用に関する。該セメント結合剤（ａ）に関しては、これは一般に乾燥状態の粉体状水硬性セメント材料からなり、水と混合されると、塑性状態でそれを塗布するのに十分な時間の後、固化及び硬化が可能である塑性材料を形成する。好ましくは、該セメント結合剤はポルトランドセメントである。
【００９４】
好ましくは、該光触媒（ｂ）は、光触媒形態、すなわち、主にアナターゼ結晶形の二酸化チタンである。該光触媒二酸化チタンは、好ましくは、少なくとも９５重量％が５０ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以下の寸法を有する粒子径を有する。好ましくは、該光触媒二酸化チタンは、１００〜５００ｍ２／ｇからなる表面積を有する。該光触媒二酸化チタンはまた、例えば、該組成物に強い白色を付与することが可能なルチル結晶形の非光触媒二酸化チタンと混合して使用することができる。
【００９５】
好ましくは、該非光触媒二酸化チタンは、０．５〜２０重量％、より好ましくは、１〜１５重量％の量で含まれる。
【００９６】
該セルロースエーテル（ｃ）に関しては、これは好ましくは、２０℃のブルックフィールド粘度ＲＶＴが１００〜７０，０００ｍＰａ．ｓ、より好ましくは１００〜３０，０００ｍＰａ．ｓ、さらにより好ましくは２００〜１０，０００ｍＰａ．ｓを有する。
該粘度は、例えば、２重量％の水溶液で測定することができる。とりわけ、該セルロースエーテルは、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルカルボキシエチルセルロース、またはそれらの混合物から選択することができる。
【００９７】
このタイプの製品は、例えば、Ｃｕｌｍｉｎａｌ（商標）、Ｗａｌｏｃｅｌ（商標）、及びＴｙｌｏｓｅ（商標）の商標で市場に見出すことができる。
【００９８】
該流動化剤（ｄ）は、セメント分野で通常採用される製品から選択することができる。これらは通常、例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリバーサチック酸ビニル、ポリアクリル酸ブチル、またはそれらのコポリマー（Ｅｌｏｔｅｘによる市販品）等のビニルまたはアクリルポリマーである。好ましくは、該流動化剤は、超流動化剤、例えば、ポリカルボキシレート、より具体的には、不飽和モノまたはジカルボン酸と、重合可能な不飽和コモノマーとのコポリマーである。不飽和モノまたはジカルボン酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等が挙げられる。重合可能な不飽和コモノマーの例としては、ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート（例えば、トリエチレングリコールモノアクリレート及びポリエチレングリコールモノアクリレート、この場合、ポリエチレングリコールは平均分子量２００〜１０００を有する）が挙げられる。このタイプの製品は、例えばＭｅｌｆｌｕｘ（商標）という商標で市場に見出すことができる。
【００９９】
該石灰質充填剤（ｅ）及び（ｆ）に関しては、該第一の石灰質充填剤は、少なくとも９５重量％が１００μｍ以下、好ましくは、７０μｍ以下の寸法を有する粒子状であり、該第二の石灰質充填剤は、少なくとも９５重量％が３０μｍ以下、好ましくは、５μｍ以下の寸法を有する粒子状である。好ましくは、該第一の石灰質充填剤は、５重量％以下が３０μｍ以下、好ましくは、２０μｍ以下の寸法を有する粒子状である。例えば、ＵＮＩ  ＥＮ  １２６２０：２００８規格で定義される石灰質充填剤は、細かくさらに分類された主に炭酸カルシウムを含む石灰質無機物である（一般に、炭酸カルシウム含量は少なくとも７５重量％である）。
【０１００】
好ましくは、該石灰質充填剤（ｅ）及び（ｆ）は、重量比（ｅ）／（ｆ）が０．２〜２．０、より好ましくは、０．５〜１．５で含まれる。本出願人は、第一のものより細かい粒子径を有する第二の石灰質充填剤を添加することで、このより小さい顆粒が他の材料の粒子間の隙間、とりわけ該光触媒粒子間の隙間を充填するため、より優れた品質のコーティングの獲得が可能になると考える。
【０１０１】
無機質担体に担持された粉体状の該シラン（ｇ）に関しては、これは通常、無機質担体、例えば、シリカやケイ酸塩等に担持された有機シランである。好ましくは、該担持されたシランは、少なくとも９５重量％が１００μ以下、好ましくは８０μ以下の寸法を有する粒子状でよい。
【０１０２】
好ましくは、該シランは、式Ｒ１Ｓｉ（ＯＲ２）３のアルキルトリアルコキシシランである。式中、Ｒ１はＣ１−Ｃ１８、好ましくは、Ｃ４−Ｃ１２の直鎖または分岐アルキルであり、Ｒ２基は、互いに等しいかまたは異なって、Ｃ１−Ｃ６、好ましくは、Ｃ１−Ｃ４の直鎖または分岐アルキルである。例えば、該シランは、ｉ−ブチルトリエトキシシラン、ｎオクチルトリエトシシラン、ｉ−オクチルトリエトシシランである。
【０１０３】
好ましくは、本開示に従う光触媒組成物はさらに、少なくとも１つの疎水化ビニルポリマー（ｈ）を含み、これが該水性塗料の疎水性のさらなる向上を可能にする。粉体状で入手可能なかかるポリマー（ｈ）は、好ましくは、１〜２０重量％、より好ましくは、３〜１０重量％の量で添加することができる。
【０１０４】
好ましくは、該疎水化ビニルポリマーは、塩化ビニル、エチレン、及びビニルエステルターポリマーＣＨ２＝ＣＨ−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒである。ここで、Ｒは直鎖または分岐Ｃ４−Ｃ２４アルキル、例えば、ラウリン酸ビニルである。このタイプの製品は、例えば、Ｖｉｎｎａｐａｓ（商標）という商標で市場に見出すことができる。
【０１０５】
さらに疎水化剤として、少なくとも１つの長鎖カルボン酸の塩（ｉ）、例えば、ステアリン酸カルシウム等を本開示の光触媒組成物に加えることができる。該塩の量は通常、０．０１〜５重量％、より好ましくは、０．１〜２重量％からなる。
【０１０６】
本開示の光触媒組成物はまた、この製品のタイプに一般に使用されるさらなる添加剤、例えば、消泡剤、顔料、通気剤、メタカオリン、ギ酸カルシウム、珪藻土等を含むことができる。
【０１０７】
本開示の光触媒組成物は、適切な機械的ミキサー、例えば、遊星型ミキサーを用いて、良好な均質化を得るために十分な時間、任意の順序で乾燥状態の各種成分を混合することによって既知の技術に従って生成することができる。
【０１０８】
該水性塗料を調製するため、均質な液体生成物が得られるまで混合しながら、該光触媒組成物に対して所定の割合で水を添加する。
【０１０９】
水とセメント結合剤（ａ）の重量比は、使用される成分の特異性に応じて、及び採用したい塗布技術に応じて広い範囲内で異なる可能性がある。該水／結合剤重量比は通常、０．２〜０．８からなる。
【０１１０】
該水性塗料の塗布は、従来の手段、例えば、ブラシ及びローラーのような一般的な塗装作業に用いられるもの、またはスパチュラ、こて、エアレスポンプ等でも行うことができる。かかる塗布は、様々なタイプの建物において、例えば、屋内外両方の壁構造物、タイル、スラブ、プレハブ構造物、セメント建造物、例えば、吸音障壁やニュージャージーバリア等、トンネル、打ち放しコンクリート、都市建造物を構成する部分、またはストリート・ファーニチャで行うことができる。塗布及び乾燥後、該光触媒組成物層の厚さは、該建造物に応じて、及び獲得したい光触媒効果に応じて広い範囲内で異なる可能性がある。
【０１１１】
一般に、厚さ０．０５ｍｍ〜１ｍｍ、より好ましくは、０．１〜０．５ｍｍが適切である。
【０１１２】
以下の実施例は、本開示の単なる例示目的のために提供され、添付の条項及び特許請求の範囲によって規定される保護範囲を限定するものではない。
【実施例】
【０１１３】
実施例１
以下の成分を表１に示す量で混合することにより、本開示に従う光触媒組成物を得た。
【表１】
2019501754.tif 000003
【０１１４】
水性塗料は、上述の組成物を水と重量比６０％で混合することによって調製した。この水性塗料を０．３ｍｍの平均厚さで試料に塗布し、その太陽光反射率及び熱放射特性を測定した。これらの結果を表２に示す。
【表２】
2019501754.tif 000004
【０１１５】
日射反射率は、照射表面によって反射された入射太陽放射の割合である。これは、完全な吸収性表面に対するゼロから完全な反射性表面に対する１（すなわち、１００％）まで変化し得る。熱放射率は、表面が実際に放出した熱放射と、同じ温度での最大理論的放射の比である。これもまた、０〜１まで変化する。高日射反射率の被覆表面は、入射太陽放射の一部分しか吸収しない。さらに、吸収された太陽エネルギーのほとんどは、被覆表面が同様に高い熱放射率を有する場合には外部環境に戻される。
【０１１６】
得られた製品は、従って、日射反射率６５％超を保証する「エネルギースター」に分類することができる。
【０１１７】
条項
１．セメント系光触媒組成物であって：
（ａ）少なくとも１つのセメント結合剤；
（ｂ）少なくとも１つの光触媒；
（ｃ）少なくとも１つのセルロースエーテル；
（ｄ）少なくとも１つの流動化剤；
（ｅ）少なくとも９５重量％が１００μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第一の石灰質充填剤；
（ｆ）少なくとも９５重量％が３０μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第二の石灰質充填剤；
（ｇ）無機質担体に担持された粉体状の少なくとも１つのシランを含む、前記組成物。
【０１１８】
２．条項１に記載の光触媒組成物であって：
（ａ）少なくとも１つのセメント結合剤を１５〜６０重量％、好ましくは２０〜５０重量％；
（ｂ）少なくとも１つの光触媒を０．５〜１２重量％、好ましくは１〜８重量％；
（ｃ）少なくとも１つのセルロースエーテルを０．０２〜３重量％、好ましくは０．０５〜１．５重量％；
（ｄ）少なくとも１つの流動化剤を０．０５〜５重量％、好ましくは０．１〜２重量％；
（ｅ）少なくとも９５重量％が１００μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第一の石灰質充填剤を１０〜５０重量％、好ましくは１５〜３５重量％；
（ｆ）少なくとも９５重量％が３０μｍ以下の寸法を有する粒子状の少なくとも１つの第二の石灰質充填剤を１０〜５０重量％、好ましくは１５〜３５重量％；
（ｇ）無機質担体に担持された粉体状の少なくとも１つのシランを０．０５〜５重量％、好ましくは０．０１〜３重量％含む、前記組成物。
【０１１９】
３．前記セメント結合剤（ａ）がポルトランドセメントである、先行条項のいずれか一項に記載の光触媒組成物。
【０１２０】
４．前記光触媒（ｂ）が、主にアナターゼ結晶形の光触媒二酸化チタンである、先行条項のいずれか一項に記載の光触媒組成物。
【０１２１】
５．前記光触媒二酸化チタンが、少なくとも９５重量％が５０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以下の寸法を有するような粒度分布を有する、条項４に記載の光触媒組成物。
【０１２２】
６．前記光触媒二酸化チタンが、非光触媒二酸化チタンとの混合物中にある、条項４または５に記載の光触媒組成物。
【０１２３】
７．前記セルロースエーテル（ｃ）が、２０℃のブルックフィールド粘度ＲＶＴが１００〜７０，０００ｍＰａ．ｓ、好ましくは１００〜３０，０００ｍＰａ．ｓ、より好ましくは２００〜１０，０００ｍＰａ．ｓである、先行条項のいずれか一項に記載の光触媒組成物。
【０１２４】
８．前記第一の石灰質充填剤（ｅ）が、少なくとも９５重量％が７０μｍ以下の寸法を有する粒子状であり、前記第二の石灰質充填剤（ｆ）が、少なくとも９５重量％が２０μｍ以下の寸法を有する粒子状である、先行条項のいずれか一項に記載の光触媒組成物。
【０１２５】
９．前記第一の石灰質充填剤（ｅ）が、５重量％以下が３０μｍ以下、好ましくは、２０μｍ以下の寸法を有する粒子状である、先行条項のいずれか一項に記載の光触媒組成物。
【０１２６】
１０．前記石灰質充填剤（ｅ）及び（ｆ）が、重量比（ｅ）／（ｆ）が０．２〜２．０、好ましくは０．５〜１．５で含まれる、先行条項のいずれか一項に記載の光触媒組成物。
【０１２７】
１１．前記担持されたシラン（ｇ）が、少なくとも９５重量％が１００μ以下、好ましくは８０μ以下の寸法を有する粒子状である、先行条項のいずれか一項に記載の光触媒組成物。
【０１２８】
１２．さらに、（ｈ）少なくとも１つの疎水化ビニルポリマー、好ましくは、塩化ビニル、エチレン、及びビニルエステルＣＨ２＝ＣＨ−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒのターポリマーを含み、ここで、Ｒは直鎖または分岐Ｃ４−Ｃ２４アルキルである、先行条項のいずれか一項に記載の光触媒組成物。
【０１２９】
１３．さらに、（ｉ）少なくとも１つの長鎖カルボン酸の塩を含む、先行条項のいずれか一項に記載の光触媒組成物。
【０１３０】
１４．建物アーチファクトを被覆し、汚染作用因子の存在を低減するための条項１〜１３のいずれか一項に記載のセメント系光触媒組成物の使用。
【０１３１】
１５．均質な液体生成物が得られるまで混合することで水が前記光触媒組成物に所定の割合で添加される、条項１４に記載の使用。
【０１３２】
１６．水とセメント結合剤（ａ）の重量比が０．２〜０．８である、条項１５に記載の使用。
【０１３３】
１７．塗布及び乾燥後、前記光触媒組成物が厚さ０．０５ｍｍ〜１ｍｍ、好ましくは０．１〜０．５ｍｍを有するコーティング層を形成する、条項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【０１３４】
１８．金属製、木製、またはプラスチック材料、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）製の表面を被覆するための条項１〜１３のいずれか一項に記載のセメント系光触媒組成物の使用。
【０１３５】
注記
上記の構成は、本発明の原理の応用例に過ぎないことを理解されたい。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多くの修正ならびに代替的な構成を考案することができる。本発明を現在本発明の最も実用的かつ好ましい例（複数可）であると考えられるものに関連した特殊性及び詳細とともに図面に示し、上記に十分に説明してきたが、当業者には、本明細書に記載された本発明の原理及び概念から逸脱することなく、多くの修正を行うことができることが明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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