(57)【要約】【課題】  紫外光及び波長３８０ｎｍ以上の可視光においても光触媒機能を発現し、悪臭や有害化学物質等の分子種を迅速に分解する光触媒組成物を提供する。【解決手段】  本発明は、酸化チタン結晶のチタン原子又は酸素原子の一部を硫黄原子に置換した硫黄ドープ型酸化チタン触媒と、異臭分子或いは有害化学物質を吸着する吸着剤と、多孔質剤を含有するバインダーとを配合したことを特徴とする光触媒組成物を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化チタン結晶のチタン原子又は酸素原子の一部を硫黄原子に置換した硫黄ドープ型酸化チタン触媒と、異臭分子或いは有害化学物質を吸着する吸着剤と、多孔質剤を含有するバインダーとを配合したことを特徴とする光触媒組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、とりわけ可視光において触媒機能を発現する光触媒組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、悪臭や有害化学物質等による室内汚染がシックハウス症候群等として問題になっている。
これに対し、酸化チタン触媒に光、特に紫外光（λ＜３８０ｎｍ）を照射すると該酸化チタン触媒が光触媒機能を発現し、強い酸化還元作用により、接触した悪臭や有害化学物質等の分子種を分解することが種々の特許文献、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている。
この光触媒機能を利用すると、空気中の悪臭や有害化学物質を容易に分解除去し、また、室内浮遊の細菌類に対する抗菌作用を発現することができる。
【０００３】
しかし、従来の酸化チタン触媒は、紫外光を照射することで光触媒機能の活性が向上するが、屋内等における照明器具、例えば蛍光灯等の微弱な強度の紫外光では、十分に光触媒機能の活性が向上しないという問題を有している。
また、該酸化チタン触媒は、接触した悪臭や有害化学物質等の分子種を分解するため、単に樹脂等に配合して用いただけでは、該分子種が酸化チタン触媒と接触し難いため分解速度が非常に遅いという問題も有している。
【０００４】
そのため、紫外光及び波長３８０ｎｍ以上の可視光においても光触媒機能を発現し、悪臭や有害化学物質等の分子種を迅速に分解する光触媒組成物が望まれている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−４５６５０号公報
【特許文献２】特開平７−３１６３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、上記従来の問題点に鑑み、紫外光及び波長３８０ｎｍ以上の可視光においても光触媒機能を発現し、悪臭や有害化学物質等の分子種を迅速に分解する光触媒組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討した結果、紫外光及び波長３８０ｎｍ以上の可視光においても光触媒機能を発現する光触媒と吸着剤と多孔質剤を含有するバインダーとを配合した光触媒組成物により上記課題を解決できることを見いだし本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明は、酸化チタン結晶のチタン原子又は酸素原子の一部を硫黄原子に置換した硫黄ドープ型酸化チタン触媒と、異臭分子或いは有害化学物質を吸着する吸着剤と、多孔質剤を含有するバインダーとを配合した光触媒組成物であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る光触媒組成物は、紫外光は勿論、波長３８０ｎｍ以上の可視光においても光触媒機能の活性が向上し、空気中の悪臭や有害化学物質を積極的に吸着して該有害化学物質の分解速度を速くすることができる。
つまり、酸化チタン結晶のチタン原子又は酸素原子の一部を硫黄原子に置換した硫黄ドープ型酸化チタン触媒を使用することで紫外光は勿論波長３８０ｎｍ以上の可視光においても光触媒機能の活性が向上するため、室内の照明器具（蛍光灯）においても十分に光触媒機能を発揮できる。
また、吸着剤により空気中の悪臭や有害化学物質を積極的に吸着して硫黄ドープ型酸化チタン触媒との距離を該触媒で分解可能な範囲以内に維持し該有害化学物質の分解速度を速くすることができる。
更に、多孔質剤を含有するバインダーで塗膜を形成させることにより表面積が格段に広くなるため該有害化学物質と硫黄ドープ型酸化チタン触媒との接触面積を広げることができ分解速度を速くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明にかかる光触媒組成物の実施形態について説明する。
【００１１】
本発明にかかる光触媒組成物は、酸化チタン結晶のチタン原子又は酸素原子の一部を硫黄原子に置換した硫黄ドープ型酸化チタン触媒と、異臭分子或いは有害化学物質を吸着する吸着剤と、多孔質剤を含有するバインダーとを配合した光触媒組成物である。
【００１２】
硫黄ドープ型酸化チタン触媒は、酸化チタン結晶のチタン原子又は酸素原子の一部を硫黄原子に置換したものを言い、従来の酸化チタン触媒の場合よりも光吸収スペクトルの吸収端が長波長側にシフトする。
従って、より長波長の光を吸収して光触媒機能を発現する。このため、室内灯の蛍光灯を光源とした場合の光触媒機能、即ち、悪臭や有害化学物質の分解の特性が向上するという利点を有する。
悪臭や有害化学物質としては、体臭・腐敗臭・煙草の煙・ジメチルアミン・トリメチルアミン・硫化水素・メチルメルカプタン・酢酸・ノルマル酪酸・イソ吉草酸・ノルマル吉草酸・ホルムアルデヒド・アンモニア・アセトアルデヒド・トルエン・スチレン・キシレン・エチレン・パラジクロロベンゼン・エチルベンゼン・フタル酸ジ−ｎ−ブチル・クロルピリオス・テトラデカン・フタル酸ジ−２−エチルヘキシル・ダイアジノン・フェノブカルブ・二硫化メチル・プロピオンアルデヒド・ｎ−ブチルアルデヒド・イソブチルアルデヒド・ｎ−バレルアルデヒド・イソバレルアルデヒド等が挙げられる。これらの悪臭や有害化学物質は、室内に充満し易いため、室内の空気を汚染し人体に悪影響を及ぼすが、該硫黄ドープ型酸化チタン触媒は室内の蛍光灯を光源とした場合でも光触媒機能を発現するため前記悪臭や前記有害化学物質を除去することができる。
【００１３】
硫黄ドープ型酸化チタン触媒は、例えばチオウレアとチタンテトライソプロポキシドとをエタノール中で混合し、減圧濃縮した後、室温で風乾させ析出した粉末を焼成温度２００〜８００℃で空気中焼成を行うことで得られる。
焼成温度としては、２００〜８００℃が好ましい。
焼成温度が２００℃未満であると粒子径が小さくなり表面積は広くなるが、結晶性が低下するため光触媒機能の活性が低下する。
また、焼成温度が８００℃を超えると結晶性は高くなるが、可視光域の吸光係数が低下し可視光域における光触媒機能が低下する。
酸化チタン結晶のチタン原子又は酸素原子の一部を硫黄原子に置換した硫黄ドープ型酸化チタン触媒に含まれる硫黄量（硫黄ドープ量）は、0.001atomic%〜3atomic%が好ましい。
硫黄ドープ量が0.001atomic%未満では、３８０ｎｍ以上の波長吸収がほとんどなくなる欠点がある。
また、硫黄ドープ量が3atomic%を超えると酸化チタン結晶の歪みが大きくなりすぎて光触媒機能の活性が低下するためである。
尚、atomic%とは、原子数に対する百分率である。
【００１４】
前記吸着剤は、空気中の悪臭や有害化学物質を積極的に吸着して硫黄ドープ型酸化チタン触媒との距離を該触媒で分解可能な範囲以内に維持し該有害化学物質等の分解速度を速くするために用いられる。
該吸着剤としては、例えば主成分が無機系のモンモリロナイト、タルク、シリカゲル、ケイ酸塩、炭化ケイ素、アルミナ、ゼオライト、ジルコニア、セラミックス、アパタイト、チタンアパタイト、マグネシア、コーディライト、セピオライト、水酸化カルシウム等又はこれらの複合体がある。
該吸着剤の表面には、これらの表面近傍にカルボニル基、水酸基、アミノ基等の官能基を化学修飾してもよい。それらにより空気中の悪臭や有害化学物質を積極的に吸着する働きをする。
該吸着剤の比表面積としては、２０〜１０００ｍ2／ｇが好ましい。
比表面積の測定方法としては、気体吸着法（ＢＥＴ法）を用いて測定される。
【００１５】
前記バインダーとしては、アルコキシシラン、ジルコニア、アルコキシチタンやその重合物が挙げられる。
有機系バインダーを使用すると光触媒の強い酸化還元作用により劣化の進み具合が早まるため、無機系バインダーを使用する方が好ましい。
前記多孔質剤は、例えば前記バインダーにより形成される塗膜表面に無数の微細な穴を形成させ塗膜面の表面積を増大させるために用いられる。
ここで使用できる多孔質剤としては、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、酸化チタン等がある。
該多孔質剤の比表面積としては、２０〜１０００ｍ2／ｇが好ましい。
比表面積の測定方法としては、気体吸着法（ＢＥＴ法）を用いて測定される。
前記バインダー中の該多孔質剤の配合割合としては、１〜９０重量％が好ましい。
【００１６】
硫黄ドープ型酸化チタン触媒と吸着剤と多孔質剤を含有するバインダーとの配合割合は、硫黄ドープ型酸化チタン触媒を１〜６０重量部、吸着剤を１〜９０重量部、多孔質剤を含有するバインダーを１０〜９５重量部の範囲が好ましい。
【００１７】
前記光触媒組成物は、多孔質剤を含有するバインダーに硫黄ドープ型酸化チタン触媒と吸着剤とを混合させ、ボールミルにより攪拌することで製造することができる。
製造した光触媒組成物は、塗料、室内用塗料或いは壁紙等の室内用クロスに塗布する塗料として使用することができる。
室内用クロスに光触媒組成物を塗布することで、室内の照明、例えば蛍光灯の光源においても光触媒機能を発現し悪臭や有害化学物質を分解できる。
これは、該光触媒組成物に含まれている硫黄ドープ型酸化チタン触媒が、紫外光領域はもちろん波長３８０ｎｍ以上の可視光領域においても光触媒機能を発揮するためである。
尚、該硫黄ドープ型酸化チタン触媒は、通常の光触媒がほとんど活性を示さない波長６００〜６５０ｎｍの可視光においても光触媒機能を発揮する。
また、該光触媒組成物に含まれている吸着剤により悪臭や有害化学物質を迅速に吸着して光触媒との距離を該触媒で分解可能な範囲以内にさせることにより分解速度を上げることができる。
更に、多孔質剤を含有するバインダーを用いることで表面積を格段に広げることができ光触媒との接触面積が広がり分解速度を上げることができる。
【実施例】
【００１８】
以下、実施例により本発明の光触媒組成物の具体例及びその効果を説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００１９】
［硫黄ドープ型酸化チタン触媒の製法］
硫黄ドープ型酸化チタン触媒は、チオウレア（東京化成工業製：50g(0.175mol））とチタンテトライソプロポキシド（東京化成工業製：53.6g(0.7mol））とをエタノール中（500ml）で混合し、減圧濃縮した後、室温で風乾させて析出した粉末を焼成温度２００〜８００℃で空気中焼成を行い得られた。該硫黄ドープ型酸化チタン触媒は、黄色粉末であった。
尚、硫黄ドープ量は、JIS K 0116に準拠した方法にてICP発光分析装置（島津製作所製：ICPS-8000）にて測定した。
【００２０】
［光触媒組成物の調製］
（実施例１）
無機シロキサン系バインダー（大同塗料製：商品名Eat-Sick：吸着剤・多孔質剤含有光触媒無添加仕様）92.2gと上記で製造した硫黄ドープ型酸化チタン触媒(硫黄ドープ量：1atomic%)7.7gとを混合攪拌して光触媒組成物とした。
（比較例１）
該光触媒組成物を塗布する基材面積100.5cm2のアルミ板のみを用いた。
（比較例２）
実施例１と同様の無機シロキサン系バインダー（大同塗料製）100gのみを用いた。
（比較例３）
実施例１と同様の無機シロキサン系バインダー（大同塗料製）92.2gと紫外光応答型光触媒（石原産業製：ST-01）7.7g とを混合攪拌して光触媒組成物とした。
【００２１】
［臭気測定試験方法］
10cm角のアルミ板（厚み1.2mm）に上記で調製した各種試料を塗工した試験サンプルを10Ｌ容量の透明なテドラーバック容器に入れて密封脱気後、該容器に空気10Ｌとホルムアルデヒド蒸気800μＬとを加えて所定の濃度（ホルムアルデヒド濃度0.3ppm）にして密閉した。
室温（25度）雰囲気下、試験サンプルの塗工面に蛍光灯ランプ（松下電器（株）製、FL15EX-N）を照射し、その照射量が塗工面において1000ルックスになるように設定し、初期及び所定時間照射後、容器内のホルムアルデヒド濃度を測定器（新コスモス電機（株）製、ホルムテクターXP-308B）にて測定した。
その結果を表１及び図１に示した。
【表１】
2005152337.tif 000002
【００２２】
実施例１の結果より、本発明に係る光触媒組成物は蛍光灯ランプ下において、優れた分解作用を示した。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、実施例１及び比較例１，２，３のホルムアルデヒドの分解除去試験結果を示すグラフである。
【図１】
2005152337.tif 000003