(57)【要約】【課題】  光触媒効果を有する多孔質膜であって、光触媒としての効果が高く、かつ、光触媒としての効果を長期間にわたって発揮できる多孔質膜を簡便な方法で製造する。【解決手段】  少なくとも光触媒の粒子４とバインダーとを含む水相と少なくとも多孔質膜形成成分である樹脂と溶剤とを含む油相とを混合させたエマルションを作製し、作製したエマルションを基材６に塗布し、基材６に塗布したエマルションから油分と水分とを蒸発させることにより基材６上に多孔質膜７を形成する。これにより、光触媒の粒子４はバインダーの作用により多孔質膜７の孔部分の表面に露出した状態で固着されるので、耐候性に優れ、光触媒効果を長期間にわたって発揮できる多孔質膜７を製造することができる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも光触媒の粒子とバインダーとを含む水相と少なくとも多孔質膜形成成分である樹脂と溶剤とを含む油相とを混合させたエマルションを作製する工程と、
作製したエマルションを基材に塗布する工程と、
前記基材に塗布したエマルションから油分と水分とを蒸発させることにより前記基材上に多孔質膜を形成する工程と、
を備える光触媒効果を有する多孔質膜の製造方法。
【請求項２】
前記光触媒は、酸化亜鉛と酸化チタンとの少なくとも一方を含んでいる請求項１記載の光触媒効果を有する多孔質膜の製造方法。
【請求項３】
前記光触媒の粒子は、貴金属の粒子を担持している請求項１又は２記載の光触媒効果を有する多孔質膜の製造方法。
【請求項４】
少なくとも光触媒の粒子とバインダーとを含む水相と、少なくとも多孔質膜形成成分である樹脂と溶剤とを含む油相とを混合させることにより作製されている光触媒効果を有する多孔質膜用エマルション。
【請求項５】
前記光触媒は、酸化亜鉛と酸化チタンとの少なくとも一方を含んでいる請求項４記載の光触媒効果を有する多孔質膜用エマルション。
【請求項６】
前記光触媒の粒子は、貴金属の粒子を担持している請求項４又は５記載の光触媒効果を有する多孔質膜用エマルション。
【請求項７】
請求項１ないし３のいずれか一記載の光触媒効果を有する多孔質膜の製造方法により製造されている光触媒効果を有する多孔質膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒効果を有する多孔質膜の製造方法、光触媒効果を有する多孔質膜用エマルション及び光触媒効果を有する多孔質膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる光触媒と称されるものは、その材料が必要とする光が供給されることにより一定の光活性を示し、消臭、ガス成分の分解等の作用を発現することができる。このような光触媒は、一般的には粉体の光触媒材料（光触媒の粒子）を有機・無機のバインダーを使用して基材に固定して使用されている。
【０００３】
しかしながら、そのような使用方法では、表面積の少ない二次元的な構造しか得られず、光触媒による消臭、ガス成分の分解処理能力を高めるためには限界がある。
【０００４】
また、光触媒の粒子のほとんどがバインダー中に埋まり、光触媒としての十分な効果を発揮することができないという問題がある。
【０００５】
このような問題に対し、特許文献１には、光触媒の粒子を樹脂塗膜の表面に露出させた発明が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１２８１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示された発明では、耐候性向上のためにアクリル樹脂、シリコーン樹脂、弗素系樹脂を用いなければならず、特殊な溶剤を必要とする。また、光触媒粒子が励起される光の受光面積及びガス成分との接触面積は十分でないという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、光触媒効果を有する多孔質膜であって、光触媒としての効果が高く、かつ、光触媒としての効果を長期間にわたって発揮できる多孔質膜を簡便な方法で製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明の光触媒効果を有する多孔質膜の製造方法は、少なくとも光触媒の粒子とバインダーとを含む水相と少なくとも多孔質膜形成成分である樹脂と溶剤とを含む油相とを混合させたエマルションを作製する工程と、作製したエマルションを基材に塗布する工程と、前記基材に塗布したエマルションから油分と水分とを蒸発させることにより前記基材上に多孔質膜を形成する工程と、を備える。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光触媒効果を有する多孔質膜の製造方法において、前記光触媒は酸化亜鉛と酸化チタンとの少なくとも一方を含んでいる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の光触媒効果を有する多孔質膜の製造方法において、前記光触媒の粒子は、貴金属の粒子を担持している。
【００１２】
請求項４記載の発明の光触媒効果を有する多孔質膜用エマルションは、少なくとも光触媒の粒子とバインダーとを含む水相と、少なくとも多孔質膜形成成分である樹脂と溶剤とを含む油相とを混合させることにより作製されている。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の光触媒効果を有する多孔質膜用エマルションにおいて、前記光触媒は酸化亜鉛と酸化チタンとの少なくとも一方を含んでいる。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の光触媒効果を有する多孔質膜用エマルションにおいて、前記光触媒の粒子は、貴金属の粒子を担持している。
【００１５】
請求項７記載の発明の多孔質膜は、請求項１ないし３のいずれか一記載の光触媒効果を有する多孔質膜の製造方法により製造されている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１及び４記載の発明によれば、光触媒の粒子はバインダーの作用により多孔質膜の孔部分の表面に露出した状態で固着されるので、耐候性に優れ、光触媒効果を長期間にわたって発揮できる多孔質膜を製造することができる。
【００１７】
請求項２及び５記載の発明によれば、安価な光触媒を使用することにより安価な多孔質膜を製造することができる。
【００１８】
請求項３及び６記載の発明によれば、貴金属の粒子の働きにより光触媒の活性を向上させることができる。
【００１９】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか一記載の発明と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のエマルション１の一例を示している。このエマルション１は、油相２の中に水相３を分散させた油中水滴型エマルションである。水相３中には、光触媒の粒子４と粒子状のバインダー５とが分散されている。油相２は、多孔質膜形成成分である樹脂が溶剤に溶解された溶液であり、油相２中に含有された界面活性剤によりエマルション１の安定化が図られている。
【００２１】
光触媒としては、安価な光触媒である酸化亜鉛（ＺｎＯ）又は酸化チタン（ＴｉＯ２）が用いられている。これらの酸化亜鉛、又は、酸化チタンを用いることにより、生産コストの面で有利である。また、酸化亜鉛を用いることにより、光の当たらない場所においても、抗菌作用を得ることができる。
【００２２】
また、光触媒の粒子４は、貴金属の粒子、例えば、銀（Ａｇ）の粒子を担持している。光触媒の粒子４が貴金属の粒子を担持することにより、この貴金属の粒子の働きにより、光触媒の活性が高くなる。特に、貴金属として銀を用いた場合には、暗所においても抗菌作用を得ることができる。
【００２３】
図２は、エマルション１を基材６に塗布した状態である。
【００２４】
図３は、エマルション１を基材６に塗布した後、乾燥させることによって油分と水分とを蒸発させ、基板６上に樹脂による架橋構造の多孔質膜７を形成した状態である。多孔質膜７の孔部分の表面には、バインダー５の作用により、光触媒の粒子４が露出した状態で固着されている。したがって、光触媒の粒子４は耐候性に優れたものとなり、多孔質膜７からの剥離、脱落が発生しにくく、光触媒としての効果が長期間にわたって発揮される。また、光触媒の粒子４はバインダー５中に埋もれた状態とならずに多孔質膜７の孔部分の表面に固着されるため、光触媒の粒子４は励起されるための光の受光面積が広くなり、かつ、ガス成分との接触面積が広くなり、光触媒としての活性が高くなる。
【実施例】
【００２５】
＜実施例１＞
この実施例１では、溶剤としての酢酸エチル６０ｇに多孔質膜形成成分であるポリビニルアセタールを２.５ｇ、界面活性剤としてＳＯ１５Ｕ（ソルビタンモノレート）を０.２ｇ、ＫＦ６０１２（シリコーンオイル）を０.２ｇ、Ｊ７１１（スチレンアクリルエマルション）を０.４ｇ入れて攪拌し、油相を調整した。さらに、３１.２ｇの水道水に銀の微粒子を担持した酸化亜鉛（光触媒）の粒子を２ｇ、バインダーである水系コロイダルシリカ４ｇを入れて攪拌し、水相を調整した。そして、これらの水相と油相とを混合し、プロペラ攪拌機で攪拌し、油中水滴型エマルションを作製した。
【００２６】
上記油中水滴型エマルションを、１００ｍｍ×１００ｍｍのアルミニウム板（基材）にギャップ１００μｍのバーコーターで塗布し、６０℃の恒温槽に入れて油分と水分とを蒸発させ、銀の微粒子を担持した酸化亜鉛（光触媒）の粒子がバインダーにより多孔質膜の孔部分の表面に固着された多孔質膜を形成した。
＜実施例２＞
この実施例２では、溶剤としての酢酸エチル６０ｇに多孔質膜形成成分であるポリビニルアセタールを２.５ｇ、界面活性剤としてＳＯ１５Ｕを０.２ｇ、ＫＦ６０１２を０.２ｇ、Ｊ７１１を０.４ｇ入れて攪拌し、油相を調整した。さらに、３１.２ｇの水道水に酸化亜鉛（光触媒）の粒子を２ｇ、バインダーである水系コロイダルシリカ４ｇを入れて攪拌し、水相を調整した。そして、これらの水相と油相とを混合し、プロペラ攪拌機で攪拌し、油中水滴型エマルションを作製した。
【００２７】
上記油中水滴型エマルションを、１００ｍｍ×１００ｍｍのアルミニウム板（基材）にギャップ１００μｍのバーコーターで塗布し、６０℃の恒温槽に入れて油分と水分とを蒸発させ、銀の微粒子を担持した酸化亜鉛（光触媒）の粒子がバインダーにより多孔質膜の孔部分の表面に固着された多孔質膜を形成した。
＜比較例１＞
この比較例１では、溶剤としての酢酸エチル６０ｇに多孔質膜形成成分であるポリビニルアセタールを２.５ｇ、界面活性剤としてＳＯ１５Ｕを０.２ｇ、ＫＦ６０１２を０.２ｇ、Ｊ７１１を０.４ｇ入れて攪拌し、油相を調整した。さらに、３１.２ｇの水道水に銀の微粒子を担持した酸化亜鉛（光触媒）の粒子を２ｇ入れて攪拌し、水相を調整した。そして、これらの水相と油相とを混合し、プロペラ攪拌機で攪拌し、油中水滴型エマルションを作製した。
【００２８】
上記油中水滴型エマルションを、１００ｍｍ×１００ｍｍのアルミニウム板（基材）にギャップ１００μｍのバーコーターで塗布し、６０℃の恒温槽に入れて油分と水分とを蒸発させ、銀の微粒子を担持した酸化亜鉛（光触媒）の粒子が多孔質膜の孔部分の表面に固着された多孔質膜を形成した。
＜実施例１，２、比較例１の評価＞
上記実施例１，２、比較例１で形成した多孔質膜付きのアルミニウム板につき、下記の要領で試験を行った。その試験結果を表１に示す。
【００２９】
試験１（脱落・飛散試験）
多孔質膜付きのアルミニウム板を１ｍの高さから落下させ、さらに、エアスプレーを吹き付け、酸化亜鉛の粒子の脱落状態を目視にて確認した。
【００３０】
試験２（アセトアルデヒドガス分解試験）
上記の試験１を行った多孔質膜付きのアルミニウム板を、容量３リットルのテドラーバッグに挿入し、濃度３０ｐｐｍのアセトアルデヒドを含有した空気をテドラーバッグ内に充填し、ＵＶ−Ａ照射強度２ｍＷ／ｃｍ２のブラックライトを照射して１時間後のアセトアルデヒドガスの濃度をガス検知管にて確認した。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
表１から明らかなように、試験１（脱落・飛散試験）において、実施例１，２では目視で確認する限り、酸化亜鉛（光触媒）の粒子の脱落による飛散は確認されなかった。しかし、比較例１では、粉体状物質の飛散が確認された。これは、バインダーを使用している実施例１，２の酸化亜鉛の粒子の固定強度の高さを示すものである。
【００３３】
つぎに、試験２のアルデヒドガス分解試験では、実施例１ではガス残存率が１％未満（検出限界）まで分解処理できたのに対し、実施例２ではガス残存率が１１％、比較例１ではガス残存率が４２％であった。実施例１と実施例２との比較では、銀の微粒子の担持効果によって実施例１では光触媒の活性が高くなっていることを表わしている。実施例１，２と比較例１とを比べると、試験１の脱落・飛散試験により、比較例１では酸化亜鉛の粒子の脱落による光触媒としての性能が劣化したことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態の多孔質膜用エマルションを示す模式的断面図である。
【図２】図１に示す多孔質膜用エマルションを基材上に塗布したときの乾燥前の状態を示す模式的断面図である。
【図３】図１に示す多孔質膜用エマルションを基材上に塗布したときの乾燥後の状態を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      エマルション
２      油相
３      水相
４      光触媒の粒子
５      バインダー
６      基材
７      多孔質膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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