(57)【要約】【課題】糸の柔軟性と光触媒機能との両方を有する糸、および、乗り物の室内の有機成分を分解、除去可能な乗り物用の内装用部材、を提供する。【解決手段】光触媒糸１０は、樹脂製の糸１２と、糸１２の表面上に配置されたバリア層１４と、バリア層１４の表面上に配置された光触媒層１６とを有する。光触媒糸１０には、光触媒層１６の表面から糸１２の表面に至るスリット１８が形成されている。光触媒糸１０で形成された布などの部分は、乗り物の室内に配置される内装用部材の少なくとも表面の部分に用いられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の糸と、前記糸の周囲に形成されたバリア層と、前記バリア層の周囲に形成された光触媒層とを備え、前記光触媒層の表面から前記糸の表面に至る一以上のスリットが形成されている、光触媒機能を有する光触媒糸。
【請求項２】
複数の前記スリットが前記糸の周囲に形成されている、請求項１に記載の光触媒糸。
【請求項３】
前記スリットが前記光触媒糸の長手方向に沿って形成されている、請求項１または２に記載の光触媒糸。
【請求項４】
前記スリットが前記光触媒糸の長手方向に延出するらせん状に形成されている、請求項１に記載の光触媒糸。
【請求項５】
乗り物の室内に配置される内装用部材であって、
前記内装用部材の表面の部分は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光触媒糸で形成された部分を含む、
内装用部材。
【請求項６】
自動車シート用のシート部材である、請求項５に記載の内装用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒機能を有する光触媒糸、およびそれを有する、自動車などの乗り物の室内に配置される内装用部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化チタンなどの光触媒特性を有する金属酸化物は、光照射環境において有機成分を分解する性質を有する。このような性質を利用した防臭、防汚機能を有する糸が知られている。当該糸は、ポリエステル糸の表面に配置されるゼオライトなどによる中間層と、当該中間層の表面に配置される光触媒半導体の層とを有している（例えば、特許文献１参照）。当該糸では、当該光触媒半導体の層に接触した有機成分が、光が照射される条件下で分解され、その結果、当該有機成分による臭いや汚れなどの発生が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０５４２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、糸およびそれを用いて作製された布には、糸が本来有する変形自在な特性（柔軟性）が求められる。しかしながら、特許文献１に記載の糸では、中間層および光触媒半導体の層が糸の変形に追従できずに、糸の変形によって割れ、剥離し、その結果、光触媒機能が不十分となることがある。
【０００５】
本発明は、糸の柔軟性と光触媒機能との両方を有する糸を提供することを第１の課題とする。
また、本発明は、乗り物の室内の有機成分を分解、除去可能な乗り物用の内装用部材を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、少なくとも上記第１の課題を解決するための一手段として、樹脂製の糸と、当該糸の周囲に形成されたバリア層と、当該バリア層の周囲に形成された光触媒層とを備え、当該光触媒層の表面から上記糸の表面に至る一以上のスリットが形成されている光触媒糸、を提供する。
【０００７】
また、本発明は、少なくとも上記第２の課題を解決するための一手段として、乗り物の室内に配置される内装用部材であって、その表面の部分が上記光触媒糸で形成された部分を含む内装用部材、を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
上記光触媒糸は、光触媒層およびバリア層にスリットによって適宜に分断されていることから、光触媒層およびバリア層が糸の変形に十分に追従する。よって、上記光触媒糸は、糸の柔軟性と光触媒機能との両方を有する。また、上記内装用部材は、その表面の一部または全部が当該光触媒糸を用いて作製されていることから、光が照射される条件下で、当該光触媒層に接触した自動車の車室の有機成分を分解、除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る光触媒糸の一部を拡大して模式的に示す図であり、図１Ｂは、当該光触媒糸の一部の縦断面を模式的に示す図である。
【図２】図２Ａは、本発明の第２の実施の形態に係る光触媒糸の一部を拡大して模式的に示す図であり、図２Ｂは、本発明の第３の実施の形態に係る光触媒糸の一部を拡大して模式的に示す図であり、図２Ｃは、本発明の第４の実施の形態に係る光触媒糸の一部を拡大して模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施の形態に係る光触媒機能を有する糸（光触媒糸）の構成を図１に模式的に示す。光触媒糸１０は、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、糸１２およびバリア層１４、光触媒層１６を有している。また、光触媒糸１０には、光触媒層１６の表面から糸１２の表面に至るスリット１８が形成されている。
【００１１】
糸１２は、樹脂製の糸である。糸１２は、単繊維から構成されていてもよいし、複数の繊維が撚り合わされて構成されていてもよい。糸１２の太さは、光触媒糸１０の用途に応じて適宜に決めることができ、例えば汎用性の観点から１０〜３０μｍであることが好ましい。
【００１２】
当該繊維は、例えば有機物質を主成分とする繊維であり、その例には、天然繊維および化学繊維が含まれる。当該天然繊維の例には、綿、麻および絹が含まれる。当該化学繊維は、レーヨンなどの樹脂製の繊維であり、当該樹脂の例には、ポリアミド、アラミド、ＰＥＴやＰＢＴなどのポリエステル、ポリエチレンおよびアクリル樹脂が含まれる。糸１２は、上記繊維の紡績やフィラメント加工などの公知の方法により製造される。
【００１３】
上記化学繊維は、湿式紡糸、乾式紡糸あるいは溶融紡糸などの公知の方法によって製造される。乾式紡糸は、例えばポリマー溶液を凝固浴で押し固めて糸を製造する方法であり、乾式紡糸は、例えばポリマー溶液の溶媒を蒸発させて固めて糸を製造する方法であり、溶融紡糸は、例えば加熱溶融したポリマーを押し出し、冷却固化させて糸を製造する方法である。溶融紡糸は、ポリエステルやナイロンなどの種々の樹脂の繊維の製造に用いられる。
【００１４】
上記繊維は、糸１２の用途に応じて適宜に選ばれる。たとえば、当該用途がシートベルトやエアバッグであればポリアミド繊維が、自動車の車室内の天井やシートであればポリエステル繊維が、好適に用いられる。
【００１５】
バリア層１４は、光触媒層１６中の光触媒成分と糸１２との接触を防止するための層であり、光触媒層１６における光触媒作用によって変質（例えば酸化や分解など）しない成分で構成されている。バリア層１４は、例えば無機粒子によって構成され、例えばシリカによって透明な層として構成される。
【００１６】
バリア層１４の厚さは、薄すぎると光触媒層１６に対するバリア機能が不十分となることがあり、厚すぎると光触媒糸１０の感触が変わり、所期の用途に適用されなくなる場合がある。バリア層１４の厚さは、十分な上記バリア機能を発現する観点、および、光触媒糸１０の感触への影響を抑える観点、から、適宜に決めることができる。
【００１７】
バリア層１４は、シリカを含有する分散液（ゾル）を糸１２の表面に担持させることによって形成される。具体的には、上記ゾルを糸１２に吹き付けやスピンコーティングにより塗布し、あるいは上記ゾルに糸１２を浸漬して糸１２の表面をシリカで覆い、当該シリカを糸１２に低温で焼き付けることによって、バリア層１４を形成することが可能である。上記焼き付けの条件は、糸１２の物性に実質的な変化をもたらさない範囲で適宜に決めることができ、例えば１００℃で１〜２時間程度である。
【００１８】
光触媒層１６は、光の照射を受けたときに接触している有機成分を分解するための層である。光触媒層１６は、光触媒機能を有し、当該機能によって有機成分を分解、除去する成分で構成されており、例えば、アナタース型の酸化チタン粒子で構成されている。
【００１９】
光触媒層１６の厚さは、薄すぎると光触媒層１６の膜強度が不十分となることがあり、厚すぎると光触媒機能の効果が頭打ちになり、また、光触媒糸１０の感触に影響を及ぼすことがある。たとえば、光触媒層１６の厚さは、光触媒糸１０の感触への影響を抑える観点から、１．０μｍ以下であることが好ましい。光触媒層１６の厚さは、上記の観点に加えて、十分な膜強度を発現させる観点から、１．０μｍ以下の適当な値に決めることができる。
【００２０】
なお、バリア層１４の厚さおよび光触媒層１６の厚さは、いずれも、光触媒糸１０の断面の観察によって測定することができ、光触媒糸１０の複数箇所での測定値の平均値とすることが可能である。
【００２１】
光触媒層１６は、バリア層１４と同様に形成することが可能である。すなわち、光触媒層１６は、アナタース型酸化チタン粒子を含有する分散液（ゾル）をバリア層１４の表面に担持させることによって形成され得る。具体的には、糸１２上に作製されたバリア層１４の表面に上記ゾルを吹き付けやスピンコーティングにより塗布し、あるいはバリア層１４が形成された糸１２を上記ゾルに浸漬してバリア層１４の表面を上記酸化チタン粒子で覆い、当該酸化チタン粒子をバリア層１４に低温で焼き付けることによって、光触媒層１６を形成することが可能である。上記焼き付けの条件は、糸１２の物性に実質的な変化をもたらさない範囲で適宜に決めることができ、例えば１００℃で１〜２時間程度である。
【００２２】
スリット１８は、バリア層１４および光触媒層１６の積層構造物に形成された切れ込みである。スリット１８は、バリア層１４および光触媒層１６の積層方向においては、光触媒層１６の表面から糸１２の表面に至っている。スリット１８は、糸１２の周方向に形成されており、光触媒糸１０の長手方向に断続して複数形成されている。
【００２３】
スリット１８の幅（スリット１８の、糸１２の長手方向における長さ）は、一定であってもよいし異なっていてもよい。スリット１８の幅は、狭すぎると光触媒糸１０の柔軟性が不十分となることがあり、広すぎると糸１２の表面に付着した無機物などの付着物によって糸１２が汚されてしまうことがある。たとえば、スリット１８の幅は、上記付着物の典型的なサイズを考慮し、付着物の付着による糸の汚れを防止する観点から、１００μｍ以下であることが好ましい。スリット１８の幅は、上記の観点に加えて、光触媒糸１０の柔軟性を十分に発現させる観点から、１００μｍ以下の適当な値に決めることができる。
【００２４】
なお、上記付着物の例には砂粒が含まれ、当該砂粒の粒径は、例えば、一般的な砂粒であれば２５０μｍ程度であり、より細かな極細砂粒であれば６２５〜１２５μｍである。
【００２５】
スリット１８のピッチは、一定であってもよいし異なっていてもよい。スリット１８のピッチとは、隣り合うスリット１８の中心線間の距離である。スリット１８のピッチが、大きすぎると光触媒糸１０の柔軟性が不十分となることがあり、小さすぎると光触媒層１６の表面積が小さくなりすぎて光触媒機能による有機成分の分解能が不十分になることがある。たとえば、スリット１８のピッチは、光触媒糸１０の柔軟性を十分に発現させる観点から、５ｍｍ以下であることが好ましい。スリット１８のピッチは、上記の観点に加えて、光触媒糸１０の光触媒機能を十分に発現させる観点から、５ｍｍ以下の適当な値に決めることができる。
【００２６】
スリット１８は、スリット１８に対応する凸部を有する金型によってバリア層１４および光触媒層１６を有する糸１２を挟むことによって形成することが可能である。あるいは、スリット１８は、レーザーによりバリア層１４および光触媒層１６をカットすることにより形成することが可能である。
【００２７】
光触媒糸１０は、例えば、織布または不織布の材料となり、これらの布を用いた布製品に用いられる。当該布製品は、上記光触媒糸を用いる以外は、公知の方法によって作製される。上記布製品は、光が照射される環境で使用される製品であることが好ましく、その例には、被服、および、室内の内装用部材、が含まれる。内装用部材の例には、カーテン、シートカバー、クッションカバーおよびマットが含まれる。上記内装用部材は、閉鎖空間の空気浄化に適用する目的であれば、自動車などの乗り物の室内用の内装用部材であることが好ましい。自動車の車室内用の内装用部材の例には、自動車用のシート部材が含まれ、当該シート部材の例には、シートの表装部およびシートカバーが含まれる。
【００２８】
上記の布のような光触媒糸１０で形成された部分を有する上記内装用部材は、当該内装用部材が配置されている室内の空気の浄化に供される。たとえば、上記シート部材は、自動車の車室内の空気中に浮遊する有機成分と接触する。当該有機成分の例には、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、および、搭乗者からもたらされる有機系の汚れ、が含まれる。当該ＶＯＣは、例えば、車室の天井に配置され、あるいはシート内部に詰められた弾性樹脂部材から発生し、その例には、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒドおよびトルエンが含まれる。搭乗者からもたらされる有機系の汚れの例には、油汚れ、たばこのヤニ、および、雑菌などの微生物、が含まれる。
【００２９】
当該シート部材にフロントガラスなどの車窓を介して光が照射されると、光触媒糸１０の光触媒層１６に接触している有機成分が光触媒機能により酸化、分解され、最終的に水や二酸化炭素などの無色無臭の低分子の物質まで分解される。したがって、自動車の車室内で発生し、あるいは当該車室内にもたらされる有機成分の車室内における空気中の濃度を低減することが可能となる。こうして、車室内のような適度に狭い閉鎖空間において、上記有機成分が除去されている清浄な環境が光の照射によって形成される。
【００３０】
なお、本発明の実施の形態は、上記のみに限定されない。たとえば、バリア層１４および光触媒層１６は、一度の焼き付けによって形成することも可能である。すなわち、バリア層１４用のゾルを糸１２の表面に塗布し、乾燥させて糸１２の表面にシリカ層を形成し、次いで光触媒層１６用のゾルをバリア層１４用のシリカ層の表面に塗布してシリカ層の表面を酸化チタン粒子層で覆い、次いでこれらの層を低温で焼き付けることによって、バリア層１４と光触媒層１６とを同時に形成することが可能である。
【００３１】
また、上記のようにバリア層１４および光触媒層１６を同時に形成する場合では、低温で焼き付ける前の上記シリカ層および上記酸化チタン粒子層に前述した金型を用いてスリット１８を形成し、スリット１８の形成に次いで、あるいはスリット１８の形成と同時に、上記シリカ層および上記酸化チタン粒子層を低温で焼き付けることによって、スリット１８を有する光触媒糸１０を作製することが可能である。
【００３２】
また、光触媒糸１０は、前述の光触媒糸の種々の機能が発現される範囲において、糸１２およびバリア層１４の間、バリア層１４と光触媒層１６との間、および光触媒層１６の表面上、からなる群から選ばれる一以上の位置にさらなる層を有していてもよい。
【００３３】
また、上記光触媒糸は、バリア層１４、光触媒層１６よびスリット１８を配置した光触媒繊維の撚り合わせによって構成することも可能である。
【００３４】
また、バリア層１４は、光触媒層１６によって分解されない成分で構成されていれば、有色の層であってもよい。たとえば、バリア層１４は、活性炭粒子で構成された黒色の層であってもよいし、着色剤によって着色されたシリカ粒子で構成された有色の層であってもよい。同様に、糸１２は、たとえば染料によって着色されていてもよい。
【００３５】
また、上記スリットは、糸の長手方向に連続して形成されていてもよい。たとえば、上記光触媒糸は、図２Ａに示されるように、バリア層および光触媒層２６を含む積層構造物を糸の長手方向に沿って糸の全長にわたって線状に形成されたスリット２８を有する光触媒糸２０であってもよい。スリット２８は、バリア層および光触媒層２６の積層方向においては、光触媒層２６の表面から糸の表面に至っている。光触媒糸２０は、糸が径方向へ膨張、収縮したときのバリア層および光触媒層２６の割れおよび剥離を防止する観点からより効果的である。
【００３６】
また、上記光触媒糸は、図２Ｂに示されるように、バリア層および光触媒層３６を含む積層構造物において、糸の長手方向に沿って線状に形成されているスリット２８と、糸の周方向に形成されている複数のスリット１８との両方を有する光触媒糸３０であってもよい。スリット１８、２８は、いずれも、バリア層および光触媒層３６の積層方向においては、光触媒層３６の表面から糸の表面に至っている。光触媒糸３０は、光触媒糸３０が糸の長手方向に対して変形した場合と糸が径方向へ変形した場合との両方において、バリア層および光触媒層３６の割れおよび剥離を防止する観点からより効果的である。
【００３７】
また、上記光触媒糸は、図２Ｃに示されるように、バリア層および光触媒層４６を含む積層構造物を糸の長手方向に延出するらせん状に形成されているスリット４８を有する光触媒糸４０であってもよい。光触媒糸４０は、糸が複数の繊維を撚り合わせによって構成されている場合に、撚り合わされている繊維に沿ってスリットを形成するのに適した形態であり、一本のスリット４８のみで、糸の長手方向に対して変形した場合と糸が径方向へ変形した場合との両方においてバリア層および光触媒層４６の割れおよび剥離が防止されることが期待される。このようにスリットは、本実施の形態の効果を奏する範囲において、糸の長手方向の全長にわたって連続してまたは断続的に種々の形態で形成され得る。
【００３８】
以上の説明から明らかなように、上記光触媒糸は、樹脂製の糸と、当該糸の周囲に形成されたバリア層と、当該バリア層の周囲に形成された光触媒層とを備え、上記光触媒層の表面から前記糸の表面に至る一以上のスリットが形成されている。よって、上記光触媒糸は、糸の柔軟性と光触媒機能との両方を有する。
【００３９】
複数の上記スリットが上記糸の周囲に形成されていることは、光触媒糸の柔軟性を十分に発現させる観点からより一層効果的である。
【００４０】
また、上記スリットが上記光触媒糸の長手方向に沿って形成されていることは、糸の径方向へ変形した場合のバリア層および光触媒層の割れおよび剥離を防止する観点からより一層効果的である。
【００４１】
また、上記スリットが上記光触媒糸の長手方向に延出するらせん状に形成されていることは、光触媒糸が糸の長手方向に対して変形した場合と糸が径方向へ変形した場合との両方においてバリア層および光触媒層の割れおよび剥離を防止する観点からより効果的である。
【００４２】
また、上記内装用部材は、乗り物の室内に配置される内装用部材であって、その表面の部分が上記光触媒糸で形成された部分を含む。よって、乗り物の室内の有機成分を分解、除去可能な乗り物用の内装用部材が提供される。当該内装用部材は、自動車シート用のシート部材に好適である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、自動車の車室内などの閉鎖空間に発生、侵入する有機成分の分解、除去に好適である。よって、例えば、自動車の車室内の清浄な環境が光照射により維持されることが期待される。また、光照射条件下で使用され得るあらゆる製品への適用が可能であり、当該繊維の光触媒機能を利用した防汚技術や空気浄化技術などの種々の浄化技術の開発、普及および発展も期待される。
【符号の説明】
【００４４】
１０、２０、３０、４０  光触媒糸
１２  糸
１４  バリア層
１６、２６、３６、４６  光触媒層
１８、２８、４８  スリット
【図１】
2017078239.tif 000003
【図２】
2017078239.tif 000004