(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
白金を主触媒とし、光触媒物質である二酸化チタンを補助触媒とする技術的思想に基づいて、バインダーと白金と粒径６ｎｍ以上１０ｎｍ未満の二酸化チタンを混合して基体に塗布し、二酸化チタンの含有量に対して５〜５０％とする白金は光のないときでも常温で有機化合物を吸着し、吸着の際に白金は空気中の有機化合物を吸着し、分解し、このまま放置すると数時間で分解された物質で白金が覆われてしまい触媒毒となり吸着、分解をしなくなるので、太陽光などのあたる昼間、光触媒により白金の表面に覆われた物質を酸化させて触媒毒を取り払い、触媒毒がなくなった白金は吸着分解能を回復し、昼間は光触媒反応を行う二酸化チタンと併用させて効果を発揮し夜間は白金で吸着分解をするよう明暗を繰り返すことで昼夜を問わず空気清浄機能を長期間継続的に発揮させることを特徴とする白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
【請求項２】
白金は光がない夜間に空気中の有機化合物を分解、吸着し昼間は二酸化チタンが太陽光の３９０ｎｍ以下の波長の光を利用して光触媒反応を起こして白金の周りについた触媒毒を酸化させて除去することで２４時間有機化合物を分解除去できることで昼夜を問わず空気清浄機能を長期間継続的に発揮させることを特徴とする請求項１に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
【請求項３】
白金が主体とした光触媒なので、以後白金担持光触媒と呼ぶところの、白金担持超光触媒はその機能を発揮させるためには、白金および二酸化チタンが空気と接触していなければならないし、加えて白金の粒子と二酸化チタンの粒子が程よく攪拌されて混ざって担持されなくてはならないので、塗布する際によく伸ばせるようバインダーとして珪藻土を微粉末２０ｎｍから１００ｎｍにしてバインダー補助材である植物油を加え、必要に応じて寒冷地にも使用できるように不凍液としてエチレングリコールを加え、さらに拡散材としてタウリン、カテキンを加えることで昼夜を問わず空気清浄機能を長期間継続的に発揮させることを特徴とする請求項１に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
【請求項４】
出来上がった白金担持超光触媒を樹脂製のへらを使用して、ガラスを清掃するように５〜１００ｎｍ程度に塗り伸ばし、次に不織布でできたタオル状の布で拭き取る作業によって白金担持二酸化チタンが空気と触れることができるようにしたことで昼夜を問わず空気清浄機能を長期間継続的に発揮させることを特徴とする請求項１に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
【請求項５】
室内の有機化合物を分解除去するに十分の紫外線量が室内で一番多く確保できる窓ガラスの室内側に塗布し、建築物に必要な塗布面積は床面積に対して換算するなら１／７以上を塗布面積にし、容積に対して換算するなら１立方メートルに対して０．０８平方メートル以上を必要とすることで昼夜を問わず空気清浄機能を長期間継続的に発揮させることを特徴とする請求項１に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
【請求項６】
塗布されたガラスは透明になり、塗布したガラスは樹脂製のへらを使用して、ガラスを清掃するように５〜１００ｎｍレベルに塗り伸ばし、次に不織布でできたタオル状の布で拭く取ることにより、塗布されたガラスを基体として塗布された白金担持超光触媒は１０〜３０ｎｍで塗布することができるためガラスは透明になることで昼夜を問わず空気清浄機能を長期間継続的に発揮させることを特徴とする請求項１に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
【請求項７】
透明性が要求されない基体としいの建物内外に使用するタイル又はコンクリートブロック材、外壁材等に塗布するときは吹きつける二種類の液として最初にバインダーを塗布して半渇きの間に白金担時超光触媒を付けることで昼夜を問わず空気清浄機能を長期間継続的に発揮させることを特徴とする請求項１に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
【請求項８】
建物内外に使用するタイル又はコンクリートブロック材、外壁材等を焼き付けて製品を製造する場合は、温度は４００℃以下であれば白金担持超光触媒を焼付けしても性能は変化しないことで昼夜を問わず空気清浄機能を長期間継続的に発揮させることを特徴とする請求項１に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
【請求項９】
窒素化合物の分解を促進させるために、二酸化チタンの酸化熱や白金の酸化熱を利用して窒素化合物を酸化還元することができる酸化セリウムを白金担持超光触媒に加えてＮＯＸの分解を促進させることで昼夜を問わず空気清浄機能を長期間継続的に発揮させることを特徴とする請求項１に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物に加えて窒素化合物を分岐し除去させる方法。
【請求項１０】
白金担持超光触媒のため、空気中の有機化合物の吸着分解を白金側で行い、酸素の酸化還元を二酸化チタン側で行うための空気中のシックハウスの原因物質や花粉症の原因の花粉を分解し、アトピー性皮膚炎、アトピー性喘息およびアトピー性鼻炎の原因であるダニの糞の分解速度が速くなることで昼夜を問わず空気清浄機能を長期間継続的に発揮させることを特徴とする請求項１に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物に加えて窒素化合物を分解し除去させる方法。
【請求項１１】
白金担持超光触媒は撥水性であるため無機質の汚れがつきにくいことで昼夜を問わず空気清浄機能を長期間継続的に発揮させることを特徴とする請求項１に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
【請求項１２】
清掃用部材と、バインダーと粒径６ｎｍ以上１０ｎｍ未満の二酸化チタンと二酸化チタンの含有量に対して５〜５０％の白金とを含有する白金担持超光触媒表面塗布剤を含浸した白金担持超光触媒表面塗布部材と、拭取り用部材とを備えた白金担持超光触媒物品であって、
前記清掃用部材は、窓ガラスなどの基体表面を清掃するものであり、
前記白金担持超光触媒表面塗布部材は、前記基体表面を前記清掃用部材で清掃した後、前記基体表面に前記白金担持超光触媒表面塗布剤を塗布するものであり、
前記拭取り用部材は、前記基体表面に前記白金担持超光触媒表面塗布剤を塗布した後、前記基体表面を拭き仕上げるものであることで昼夜を問わず空気清浄機能を長期間継続的に発揮させることを特徴とする請求項１に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法に使用するための白金担持超光触媒物品。
【請求項１３】
清掃用部材、白金担持超光触媒表面塗布部材、拭取り用部材は、それぞれ独立に密閉包装袋に内包され、前記白金担持超光触媒表面塗布部材を内包する密閉包装袋は、光不透過性の部材で形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の白金担持超光触媒物品。
【請求項１４】
基体はガラスであり、
清掃用部材、白金担持超光触媒表面塗布部材及び拭取り用部材は、何れも、超極細化学繊維の多孔質不織布を用いることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の白金担持超光触媒物品。
【請求項１５】
基体に、少なくともバインダ剤と有機溶剤と粒径６ｎｍ以上１０ｎｍ未満の二酸化チタンと二酸化チタンの含有量に対して５〜５０％の白金とを含有する白金担持超光触媒下地剤を塗布して前記基体の上に白金担持超光触媒下地層を形成し、
この白金担持超光触媒下地層に、少なくとも白金担持超光触媒組成物と分散剤とを含有する表面塗布剤を塗布して前記白金担持超光触媒下地層の上に白金担持超光触媒層を形成することを特徴とする請求項１に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法に使用するための白金担持超光触媒層の形成方法。
【請求項１６】
バインダ剤は、変性エポキシ樹脂または酸化珪素（ＳｉＯ２）のいずれか一つを含有していることを特徴とする請求項１５に記載の白金担持超光触媒層の形成方法。
【請求項１７】
少なくとも粒径６ｎｍ以上１０ｎｍ未満の二酸化チタンと二酸化チタンの含有量に対して５〜５０％の白金とを含有する白金担持超光触媒組成物と、バインダ剤と、油成分を含有するバインダ補助剤と、を含有してなる白金担持超光触媒体において、
分散剤を含有する構成であることを特徴とする請求項１に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法に使用するための白金担持超光触媒体。
【請求項１８】
０．１〜２０質量％の、粒径６ｎｍ以上１０ｎｍ未満の二酸化チタンと二酸化チタンの含有量に対して５〜５０％の白金とを含有する白金担持超光触媒組成物と、
０．１〜２０質量％のバインダ剤と、
２０〜７０質量％の有機溶剤を含有するバインダ補助剤と、
０．０１〜１質量％の分散剤と、
を含有することを特徴とする請求項１に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法に使用するための白金担持超光触媒体。
【請求項１９】
０．１〜２０質量％の、粒径６ｎｍ以上１０ｎｍ未満の二酸化チタンと二酸化チタンの含有量に対して５〜５０％の白金とを含有する白金担持超光触媒組成物と、
０．１〜２０質量％のバインダ剤と、
２０〜７０質量％の油成分を含有するバインダ補助剤と、
０．１〜１質量％の研磨剤と、
０．０１〜１質量％の分散剤と、
を含有することを特徴とする請求項１に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法に使用するための白金担持超光触媒体。
【請求項２０】
分散剤は、アミノ酸を含有していることを特徴とする請求項１７〜１９に記載の白金担持超光触媒体。
【請求項２１】
分散剤は、ショ糖脂肪酸エステルを含有していることを特徴とする請求項１７〜２０に記載の白金担持超光触媒体。
【請求項２２】
分散剤は、ポリフェノール類を含有していることを特徴とする請求項１７〜２１に記載の白金担持超光触媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化チタンなどの光触媒体を利用した空気清浄効果を最大限に活用するための各種関連技術に関するものであり、具体的には以下のような技術に関するものである。
即ち、白金を主触媒とし光触媒物質を補助的触媒とすることで昼夜を問わずに空気中の有害な有機化合物などを除去することを可能とする新規な手法を提案しようとするものである。
また、光触媒物品に係り、特に、窓ガラスなどの基体表面に光触媒物品を簡易び塗布することができる光触媒物品に関する。
また、基体の上に付着した汚れや有害な有機物を紫外線等の光によって光触媒組成物を励起して分解除去する光触媒層の形成方法に関するものである。
さらに、プラスチック板やガラス板などの基体上に設けられ、この基体に付着した汚れや有害な有機物などを紫外線等の光により光触媒組成物を励起して分解除去する光触媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二酸化チタンなどの光触媒物質を利用して空気中の有害な有機物などを除去する手法やその周辺関連技術は、従来から多くの提案がなされている。
すなわち、従来、光触媒の室内の窓ガラスへの塗布は、浸漬、噴霧、スピンコーティング、ロール塗布、ドクタープレードなどの慣用の方法が行われ、光触媒膜を、光触媒塗料の塗布と加熱乾燥により、又は、（焼成せずに）バインダーを用いた塗布法により簡便に成膜する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、基体の表面に付着した汚れや有害な有機物などを除去する方法として、光触媒組成物を利用して分解除去する方法が知られている。
この場合、汚れ等の有機物などの分解を行うためにはこの有機物などと光触媒組成物とが接した状態で、紫外線等の光を照射する必要があるため、光触媒組成物を最表面に露出させなければ効果を発揮しない。したがって、従来は光触媒組成物とバインダ剤とを含んだ表面塗布剤を、また、場合によっては、有機溶剤等を含有した液状の光触媒体を、基体上に直接塗布した後、バインダ剤等を拭き取ることによって光触媒組成物を最表面に露出させて光触媒層を形成させていた（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−３２３１８８号公報
【特許文献２】特開２００４−２３０２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来は、二酸化チタンを材料にした光触媒反応を主たる手段とする空気浄化をする方法が考えられてきた。
自然光である太陽光には天気のよい日は窓ガラス内側間近で３５０〜１５００μＷ／ｃｍ２の光源がある。しかし夜間は働かないため、光触媒反応を手段とするのでは浄化機能ができない欠点があった。
ただし、人工光で補助すればエネルギーが掛かり資源の無駄遣いである。
また、建物の外壁や道路のＮＯｘその他汚れを落とす機能は、従来技術の二酸化チタンを利用する光触媒では光源に無理がある。
また、従来技術では、バインダー内に光触媒が含有されてバインダー表面に十分に光触媒が頭出し状態で塗布されていないので、バインダー量が多いときには有機物除去率の低下が見られるように、光触媒の効果が十分に発揮できないという問題点があった。
本発明は、上記問題点を除去するようにした光触媒物品を提供するものである。
さらに、従来技術では、光触媒層が形成される基体の表面に光触媒組成物の粒径に比べて大きな凹凸があったり、網戸のように孔が開いているような基体に表面塗布剤を塗布する場合、バインダ剤等を拭き取る際に基体の凹部や孔に光触媒組成物及びバインダ剤が溜まってしまい、最表面に光触媒組成物が十分に露出しないため、汚れ等の有機物などの分解除去を十分に行うことができないという問題があった。
本発明は、前記した問題を解決するためになされたものであり、基体の表面に光触媒組成物の粒径に比べて大きな凹凸があったり、基体に孔が開いているような場合であっても、光触媒組成物を最表面に十分に露出させて固着することができる光触媒層の形成方法を提供することを目的としている。
さらにまた、光触媒組成物は直径が６〜１０ナノメートル程度の非常に小さな粒状の物質であり、バインダ剤や有機溶剤等と混合して基体上に塗布できるように液状にすると、多数の光触媒組成物の粒子同士が凝集して大きな粒子（以下、「二次粒子」という。）となってしまい、これらの二次粒子は基体上に局在化してしまうため、基体上の部位によっては光触媒組成物が塗布されず、汚れ等の有機物などを十分に分解して除去することができなかった。
本発明は、前記した問題を解決するためになされたものであり、二次粒子の形成を抑え、光触媒組成物の粒子を基体上に万遍なく分散させることができる光触媒体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明はこのような従来技術における課題を解消すべく検討を重ねて創案されたものであり、従来の二酸化チタンを利用した光触媒の考え方の視点を変えて白金を主触媒として活用する方法を考えた。
つまり、光触媒の欠点を補い且つ白金の持っている吸着、分解の機能を十二分に発揮する方法で課題を解決できる。
具体的には以下の如くである。
（１）  白金を主触媒とし、光触媒物質である二酸化チタンを補助触媒とする技術的思想に基づいて、バインダーと白金と二酸化チタンを混合して基体に塗布し、二酸化チタンの含有量に対して０．０５〜５０％とする白金は光のないときでも常温で有機化合物を吸着し、吸着の際に白金は空気中の有機化合物を吸着、分解し、このまま放置すると数時間で分解された物質で白金が覆われてしまい触媒毒となり吸着、分解をしなくなるので、太陽光などのあたる昼間、光触媒により白金の表面に覆われた物質を酸化させて触媒毒を取り払い、触媒毒がなくなった白金は吸着分解能を回復し、昼間は光触媒反応を行う二酸化チタンと併用させて効果を発揮し夜間は白金で吸着分解をすることを特徴とする白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
（２）  白金は光がない夜間に空気中の有機化合物を分解、吸着し昼間は二酸化チタンが太陽光の３９０ｎｍ以下の波長の光を利用して光触媒反応を起こして白金の周りについた触媒毒を酸化させて除去することで、２４時間有機化合物を分解除去できることを特徴とする（１）項に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
（３）  白金が主体とした光触媒なので以後、白金担持超光触媒と呼ぶところの、白金担持超光触媒はその機能を発揮させるためには、白金および二酸化チタンが空気と接触していなければならないし、加えて白金の粒子と二酸化チタンの粒子が程よく攪拌されて混ざって担持されなくてはならないので、塗布する際によく伸ばせるようバインダーとして珪藻土を微粉末２０ｎｍから１００ｎｍにしてバインダー補助材である植物油を加え、必要に応じて寒冷地にも使用できるように不凍液としてエチレングリコールを加え、さらに拡散材としてタウリン、カテキンを加えることを特徴とする（１）項に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
（４）  出来上がった白金担持超光触媒を樹脂製のへらを使用して、ガラスを清掃するよう５〜１００ｎｍ程度に塗り伸ばし、次に不織布でできたタオル状の布で拭き取る作業によって白金担持二酸化チタンが空気と触れることができるようにしたことを特徴とする（１）項に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
（５）  室内の有機化合物を分解除去するに十分の紫外線量が室内で一番多く確保できる窓ガラスの室内側に塗布し、建築物に必要な塗布面積は床面積に対して換算するなら１／７以上を塗布面積にし、容積に対して換算するなら１立方メートルに対して０．０８平方メートル以上を必要とすることを特徴とする（１）項に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
（６）  塗布されたガラスは透明になり、塗布したガラスは樹脂製のへらを使用して、ガラスを清掃するように５〜１００ｎｍレベルに塗りのばし、次に不織布でできたタオル状の布でふき取ることにより、塗布されたガラスを基体として塗布された白金担持超光触媒は１０〜３０ｎｍで塗布することができるためガラスは透明になることを特徴とする（１）項に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
（７）  透明性が要求されない基体としての建物内外に使用するタイル又はコンクリートブロック材、外壁材等に塗布するときは吹きつける二種類の液として最初にバインダーを塗布して半渇きの間に白金担持超光触媒を付けることを特徴とする（１）項に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
（８）  建物内外に使用するタイル又はコンクリートブロック材、外壁材等を焼き付けて製品を製造する場合は、温度は４００℃以下であれば白金担持超光触媒を焼付けしても性能は変化しないことを特徴とする（１）項に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
（９）  窒素化合物の分解を促進させるために、二酸化チタンの酸化熱や白金の酸化熱を利用して窒素化合物を酸化還元することができる酸化セリウムを白金担持超光触媒に加えてＮＯｘの分解を促進させることを特徴とする（１）項に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物に加えて窒素化合物を分解させる方法。
（１０）  白金担持超光触媒のため、空気中の有機化合物の吸着分解を白金側で行い、酸素の酸化還元を二酸化チタン側で行うため空気中のシックハウスの原因物質や花粉症の原因の花粉を分解、アトピー性皮膚炎、アトピー性喘息およびアトピー性鼻炎の原因であるダニの糞の分解速度が速くなることを特徴とする（１）項に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
（１１）  白金担持超光触媒は撥水性であるため無機質の汚れがつきにくいことを特徴とする（１）項に記載の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法。
また、前記した目的を達成するための本発明の請求項１２の光触媒物品は、清掃用部材と、光触媒表面塗布剤を含浸した光触媒表面塗布部材と、拭取り用部材とを備えた光触媒物品であって、前記清掃用部材は、窓ガラスなどの基体表面を清掃するものであり、前記光触媒表面塗布部材は、前記基体表面を前記清掃用部材で清掃した後、前記基体表面に前記光触媒表面塗布剤を塗布するものであり、前記拭取り用部材は、前記基体表面に前記光触媒表面塗布剤を塗布した後、前記基体表面を拭き仕上げるものである。
また、請求項１３記載の光触媒物品は、請求項１２の光触媒物品において、清掃用部材、光触媒表面塗布部材、拭取り用部材は、それぞれ独立に密閉包装袋に内包され、前記光触媒表面塗布部材を内包する密閉包装袋は、光不透過性の部材で形成されているものである。
また、請求項１４記載の光触媒物品は、請求項１２又は請求項１３記載の光触媒物品において、基体はガラスであり、清掃用部材、光触媒表面塗布部材及び拭取り用部材は、何れも、超極細化学繊維の多孔質不織布を用いるものである。
また、請求項１５に係る手段は、基体に、少なくともバインダ剤と有機溶剤とを含有する光触媒下地剤を塗布して前記基体の上に光触媒下地層を形成し、この光触媒下地層に、少なくとも光触媒組成物と分散剤とを含有する表面塗布剤を塗布して前記光触媒下地層の上に光触媒層を形成する光触媒層の形成方法である。
請求項１６に係る手段は、請求項１５に記載の発明において、バインダ剤は、変性エポキシ樹脂または酸化珪素（ＳｉＯ２）のいずれか一つを含有している光触媒層の形成方法である。
さらにまた、請求項１７に係る手段は、少なくとも光触媒組成物と、バインダ剤と、油成分を含有するバインダ補助剤と、を含有してなる光触媒体において、分散剤を含有する構成の光触媒体である。
請求項１８に係る手段は、０．１〜２０質量％の光触媒組成物と、０．１〜２０質量％のバインダ剤と、２０〜７０質量％の油成分を含有するバインダ補助剤と、０．０１〜１質量％の分散剤と、を含有する構成の光触媒体である。
請求項１９に係る手段は、０．１〜２０質量％の光触媒組成物と、０．１〜２０質量％のバインダ剤と、２０〜７０質量％の油成分を含有するバインダ補助剤と、０．１〜１質量％の研磨剤と、０．０１〜１質量％の分散剤と、を含有する構成の光触媒体である。
請求項２０に係る手段は、請求項１７〜１９に記載の光触媒体であって、分散剤は、アミノ酸を含有している構成の光触媒体である。
請求項２１に係る手段は、請求項１７〜２０に記載の光触媒体であって、分散剤は、ショ糖脂肪酸エステルを含有している構成の光触媒体である。
請求項２２に係る手段は、請求項１７〜２１に記載の光職媒体であって、分散剤は、ポリフェノール類を含有している構成の光職媒体である。
【発明の効果】
【０００５】
白金を主触媒とする技術的思想に基づき、バインダーと白金と二酸化チタンを混合して基体に塗布し、二酸化チタンの含有量に対して０．０５〜５０％とする白金は、光のないときでも常温で有機化合物を吸着し、吸着の際に白金は空気中の有機化合物を分解し、このまま放置すると数時間で分解された物質で白金が覆われてしまい吸着、分解をしなくなるので、そこで太陽光のあたる昼間、光触媒で白金の表面に覆われた物質を酸化させて触媒毒を取り払い、触媒毒がなくなった白金は吸着分解を行い、昼間は光触媒反応を行う二酸化チタンと併用させて効果を発揮し夜間は白金で吸着分解をする白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法であるので、光を必要とせずに空気中の有害な有機化合物などを除去する白金の能力を光触媒物質の能力と効率的に結合することによる昼夜を問わない空気清浄化などが効率的に実現することになる。
また、二酸化チタンが光触媒効果を発揮するには３９０ｎｍ以下の波長の光があれば足りるので、屋外から部屋に差し込む通常の太陽光を利用して２４時間常に本発明効果が継続することが可能となる。
光触媒である二酸化チタンに従来のレベルを遥かに超える白金を担持させることによる白金主体の白金担持超光触媒とすることで、光がない状態でも長時間空気清浄効果が持続することが可能となる。
基体である透明窓ガラスなどの表面にヘラを使って５〜１００ｎｍの薄さに塗り延ばし、更に不織布などの布地で拭き取ることで十分な量の白金を担持させた二酸化チタンが有効に空気と接触して効率的な空気清浄機能が実現される。
塗布面積は床面積に対して換算するなら１／７以上を塗布面積にし、容積に対して換算するなら１立方メートルに対して０．０８平方メートル以上とすることで、本発明による空気清浄効果が十分に発揮できることを確認した。
塗布された白金担持超光触媒を１０〜３０ｎｍの薄さとすることで、基体である透明ガラスの透明性が確保されることを見出した。
透明性が要求されない基体としての建物内外に使用するタイル又はコンクリートブロック材、外壁材等に塗布するときは、吹きつける二種類の液として最初にバインダーを塗布して半渇きの間に白金担持超光触媒を付けることで、基体の特性に応じて最も効果的な塗布状態を実現できるようになった。
建物内外に使用するタイル又はコンクリートブロック材、外壁材等を焼き付けて製品を製造する場合は、温度は４００℃以下であれば白金担持超触媒焼付けしても性能は変化しないことを見出し、このような基体に対する簡易な施工を実現した。
窒素化合物の分解を促進させるために、二酸化チタンの酸化熱や白金の酸化熱を利用して窒素化合物を酸化還元することができる酸化セリウムを白金担持超触媒に加えてＮＯｘの分解を促進させることを見出し、多様な物質に対しての空気清浄化の可能性を示した。
白金担持超光触媒のため、空気中の有機化合物の吸着分解を白金側で行い、酸素の酸化還元を二酸化チタン側で行うため空気中のシックハウスの原因物質や花粉症の原因の花粉を分解、アトピー性皮膚炎、アトピー性喘息およびアトピー性鼻炎の原因であるダニの糞の分解速度が速くなるので、多くの症状に対して有効な発明である。
白金担持超光触媒は撥水性であるため無機質の汚れがつきにくいことを見出し、表面の汚れによる効果低下は起こり難いものとすることが可能となる。
請求項１２記載の光触媒物品によれば、清掃用部材と、光触媒表面塗布剤を含浸した光触媒表面塗布部材と、拭取り用部材とを備えた光触媒物品であって、前記清掃用部材は、窓ガラスなどの基体表面を清掃するものであり、前記光触媒表面塗布部材は、前記基体表面を前記清掃用部材で清掃した後、前記基体表面に前記光触媒表面塗布剤を塗布するものであり、前記拭取り用部材は、前記基体表面に光触媒表面塗布剤を塗布した後、前記基体表面を拭き仕上げるものであるから、清掃用部材→光触媒表面塗布部材→拭取り用部材の簡易な使用手順で室内の窓ガラスなどの基体表面に頭出しされて光触媒組成物を固着させ、拭取り用部材で仕上げて、浮遊する有機物を分解する光触媒効果で室内の空気を清浄化することができる。
また、請求項１３記載の光触媒物品によれば、前述した請求項１２の発明の効果に加え、清掃用部材、光触媒表面塗布部材、拭取り用部材は、それぞれ独立に密閉包装袋に内包されているので、室内の窓ガラスなどの基体表面にスプレーなどの塗布器を使わずに、清掃用部材→光触媒表面塗布部材→拭取り用部材の使用手順で光触媒組成物を簡便に固着させることができ、しかも、光触媒表面塗布部材を内包する密閉容器は光不透過性の部材で形成されているため、光触媒表面塗布部材に含浸された光触媒表面塗布剤の劣化を防ぐことができる。
また、請求項１４記載の光触媒物品によれば、前述した請求項１２又は１３記載の発明の効果に加え、清掃用部材、光触媒表面塗布部材及び拭取り用部材は、何れも、超極細化学繊維の多孔質不織布を用いるので、基体であるガラスの表面を傷つけることを防ぐことができる。
また、本発明による光触媒層の形成方法は、基体の上に光触媒下地層を形成し、この光触媒下地層の上に光触媒層を形成したため、基体の表面に光触媒組成物の粒径に比べて大きな凹凸があったり、基体に孔が開いているような場合であっても、光触媒組成物を最表面に露出させて固着することができ、光触媒組成物の効果を発揮させることが可能となる。
さらに、本発明においては、少なくとも光触媒体と、バインダ剤と、油成分を含有し、更に必要に応じてバインダ補助剤を含有する液状の光触媒体に分散剤を含有させているため、光触媒組成物の粒子同士が凝集し難く、二次粒子の形成を抑制して基体上での光触媒組成物の局在化を防止し、光触媒組成物の粒子を基体上に万遍なく分散させることが可能となる。
また、分散剤として、アミノ酸、ショ糖脂肪酸エステル、ポリフェノール類を光触媒体に含有させているため、光触媒体に含有している光触媒組成物の粒子の分散性を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法に関する具体的な実施形態について説明する。
まず、有機化合物等を適切に分解除去して空気清浄効果を発揮させる上で、白金を主触媒とし、光触媒物質である二酸化チタンを補助触媒とする技術的思想について説明するが、これは、従来は、二酸化チタンなどの光触媒物質を利用して空気清浄を図る場合に、光触媒作用による酸化・還元反応を利用して空気中の有機化合物等を分解・除去するという発想に基づき多様な研究開発がなされてきていたところ、理論どおりの成果が容易には得られないことの原因究明が本発明のスタートとなっているものである。
すなわち、より効率的な空気清浄効果を光触媒物質により達成するために、光触媒層の形成方法や基体への有効な塗布状態を実現するための物品、分散剤により光触媒物質粒子を万遍なく分散させる手法などに関して鋭意研究開発が進んでいるが、なお理論どおりの成果が得られていない現状があったのである。
発明者は、このような現状の原因究明を行っている過程で、補助的機能を果たす助剤として極少量の白金を含有させた光触媒物質を利用する場合に、夜間のように外部からの光線が遮断された状態にあっても、なお一定の時間は空気清浄効果が繰り返し持続することに着目したのである。つまり、光触媒作用のみによって空気清浄効果が達成されているとすれば、光線が遮断された状態では効果が発揮されなくなる筈であるが、効果が持続するのは光触媒作用以外の原因がある筈であり、その究明を行ったのである。
ここで、発明者は、助剤として極微量含有させた白金にも触媒としての酸化還元作用があることに着目したが、白金は触媒として機能するとその表面が分解物質によって覆われてしまい、この表面の触媒毒（触媒機能を阻害する物質）を継続的に除去しないと有効な効果が持続しないという難点があった。
発明者は、この難点を克服するために検討を重ね、光触媒物質の酸化還元作用を応用した有機化合物等の分解除去機能によって白金表面の触媒毒物質を継続的に除去してやることで光線の有無に関わらず、昼夜を問わず空気清浄機能を長期間継続的に発揮し続けることを可能としたものである。
すなわち、発明者は、空気清浄化機能を果たす主たる触媒としては白金を用い、白金の表面の触媒毒を除去するために二酸化チタンなどの光触媒物質を補助的に利用するという新たな発想に到達し、本発明を完成したものである。
具体的に、白金を主触媒とするというのは、従来技術においては添加するとしても極めて少量しか添加しなかった白金を、その有機化合物等を分解除去して空気清浄化する機能を十分に果たさせるために、相当量を光触媒物質である二酸化チタンなどに万遍なく担持させるということであり、二酸化チタンの含有量に対して０．０５〜５０％とし、より好ましくは５〜３０％とするものである。つまり、含有量として主たる量を占めるというのではなく、空気清浄化という機能を果たす上で主たる役割を果たすということを意味している。
図１は、本発明による白金担持光触媒を新築の部屋に新品の家具類を配置した状態の実験室の窓ガラスや壁部に塗布して、室内のホルムアルデヒド濃度を３０分毎に測定しながら２４時間以上経過せしめ、本発明による空気浄化機能の働きを実験した場合の結果の１例を示したグラフであり、昼夜を問わずホルムアルデヒド濃度が低く抑えられていることが理解される（なお、グラフは２４時間経過時までの結果を示しているが、その後さらに実験を継続しても同様の効果を持続した結果を得られることが確認されている）。
グラフは、ホルムアルデヒドの発生量に関係する温度や湿度の条件と、光触媒物質の働きに関連する部屋内の紫外線量の変化を測定時間の変化によって示している。すなわち、実験室中のホルムアルデヒドは、部屋内の気温が上昇するとその蒸散が多くなるものであるから、外部からの太陽光の量が少なく、しかも、外部からの紫外線量が少ないが故に光触媒が機能し難い、曇りや雨の日の昼間に多く発生するものである。一方、二酸化チタンなどの光触媒物質は多くの太陽光が差し込み、紫外線量が多い晴れの日の昼間により多く働くものである。
以上を前提として図１の実験結果を解釈すると、午前中に実験室内のホルムアルデヒド濃度が幾らか上昇するのは、実験室内の気温上昇に起因するものと理解できる。また、実験室内の紫外線量が豊富な昼間にホルムアルデヒド濃度が一定値以下に抑えられるのは光触媒物質による空気浄化機能のためであると理解できる（気温等の他の条件による影響も当然に受けてはいるが）。さらに、夕方から夜にかけてホルムアルデヒド濃度が上昇するのは太陽光がなくなり紫外線が室内に入らなくなるので、光触媒作用が行われなくなるからであると理解できる。
しかし、上記した前提からのみ解釈すると、実験室中の紫外線量が著しく少なくなる夜間（１９時以降から夜明け前にかけて）などには、ホルムアルデヒド濃度が明確に上昇する筈であるが、グラフに示した実験結果から判るように、逆にこのように紫外線量が絶対的に少ない環境であっても実験室内のホルムアルデヒド濃度は低く抑えられたままとなっている（ここでも、室温等の他の条件の影響があることは確かであるが）。
このような結果は、実験室中の空気を浄化するに足る量の白金を、二酸化チタン等の光触媒物質に適切に担持させているためであると考えられる。すなわち、白金を触媒とする空気浄化機能は室内の紫外線量による制限を受けるものではないから、夜間でも有効に機能していると考えられるのである。
さらに、本来なら空気中の有機化合物等の分解物質によってその表面を覆われてしまい触媒毒により空気浄化機能を喪失してしまう筈の白金が、理論的な予測を超えて継続的に何日間も機能し続けるのは、光触媒物質に適切な状態で担持されている白金は、その表面を覆った分解物質（触媒毒物質）を、光触媒作用を利用して排除することができているためと解釈される。
つまり、二酸化チタン等の光触媒物質は、紫外線を利用した光触媒作用によって適切に担持状態とされた白金表面の触媒毒物質を除去する役割を果たしているのである。例えば、夜間中などにその表面が吸着作用により触媒毒物質で覆われ、それにより空気浄化機能を果たしている白金も、翌日の日中に光触媒作用により表面の清浄化が行われ、その結果、次の夜間中などに再び空気浄化機能を果たせる状態に復帰することが可能となるのである。
すなわち、図１に示された結果から、本発明の白金担持光触媒を有効活用すると、太陽光などによる紫外線が豊富に存在する場合は勿論、夜間などのように光触媒作用が働かない時間帯においても、主触媒として二酸化チタンなどの光触媒物質に担持させた白金の触媒作用によって空気清浄化機能が継続し、しかも、日中の光触媒反応によって白金表面を覆ってしまった触媒毒物質の除去が適宜になされることから、長期間休み無く継続的に空気清浄化機能が働き続けるようになることが説明されるのである。
また、スギ花粉など所謂花粉症アレルギーの原因物質となる各種花粉については、従来の光触媒物質では十分な分解除去効果が期待できない実情があったが、本発明のように空気浄化機能を果たす主触媒として機能するに足る量の白金を担持させた場合（例えば、１０％程度）、僅か数時間で各種の花粉類が完全に分解されて除去されることを確認することができている。
以下、本発明の光触媒物品の実施の形態を図面に基づいて説明する。
光触媒物品Ａが塗布される基体（図示せず）は、ガラス（例えば、窓ガラス）、合成樹脂等である。基体の表面に光触媒組成物を固着させ、基体の裏面から紫外線が照射される場合（例えば、太陽光線が窓ガラスを介して進入する場合）は、紫外線透過の合成樹脂を使用し、基体の表面から紫外線を照射する場合は、紫外線透過の材料を用いる必要はない。
光触媒物品Ａは、基体の表面を清掃するために汚れ除去剤を浸透させた多孔質不織布の清掃用部材４と、光触媒表面塗布剤（研磨剤、触媒組成物、バインダー剤、バインダー補助剤の混合物）を含浸（浸透）させた光触媒表面塗布部材５（光触媒表面塗布部材５は、例えば、多孔質不織布）と、前記基体表面に前記光触媒表面塗布剤を塗布した後、前記基体表面を拭き仕上げる拭取り用部材６（拭取り用部材６は、例えば、バインダー補助剤を拭取る。）とを備え、第１図に示すように、それぞれ独立に密着性開閉部１、１’、１”を有する密閉包装袋２、２’、２”に内包されている。なお、光触媒物品Ａは、図示しない包装箱内に収納されている。
清掃用部材４を内在する密閉包装袋２は両端が圧着加工された圧着部９によって密閉され、光触媒組成物部材５を内在する密閉包装袋２’は両端が圧着加工された圧着部９’によって密閉され、拭取り用部材６を内在する密閉包装袋２”は両端が圧着加工された圧着部９”によって密閉されている。
そして、後述するが、清掃用部材４→光触媒表面塗布部材５→拭取り用部材６の使用手順で室内の窓ガラスなどの基体（図示せず）表面に光触媒組成物を頭出しさせて光触媒組成物を固着させて、仕上げ手段でバインダー補助剤の拭き残しがないように拭取り、浮遊する有機物を分解して室内の空気を清浄化する。
清掃用部材４は、基体（図示せず）表面を清掃するために汚れた除去剤（例えば、その成分が、エチルアルコールや界面活性剤、トコフェロール、イオン交換水、Ｌアスコルピン酸、クエン酸等を含有する液状の洗浄剤）を多孔質不織布に含浸（浸透）させてある。
汚れ除去剤が含浸（浸透）した基体表面の清掃用多孔質不織布の清掃用部材４で光触媒表面塗布剤を塗布する前に、例えば、室内の窓ガラス等の基体表面（塗布面）の汚れを、特に、ガラス表面の油分を除去する。
光触媒表面塗布部材５は、研磨剤、光触媒組成物、バインダー剤、バインダー補助剤の混合物を多孔質不織布に含浸（浸透）させたものである。
なお、上述した清掃用部材４又は光触媒表面塗布部材５は、それぞれの多孔質不織布の汚れ除去剤又は光触媒表面塗布剤内に浸してそれぞれ作成することができる。
バインダー補助剤を拭取るための多孔質不織布の拭取り用部材６は、上述した清掃用部材４及び光触媒組成物部材５は、含浸（浸透）させないでそのまま使用する。
なお、仕上げ手段としては、若干水分を有するウエスやタオル（好ましくは約４０℃の湯を湿らせる、あるいは、タオルの長さ方向１／３部分に水を付け、残りの長さ方向２／３部分の渇いた部分にて濡らした部分を挟み付けて、この渇いた部分を両面の表部としたもの）などの仕上げ手段（図示せず）により、基体表面にバインダー補助剤の吹き残しのないように拭き取る。
清掃用部材４、光触媒表面塗布部材５及び拭き取り用部材６は、何れも、超極細化学繊維によるもので、超極細化学繊維であるので基体であるガラスなどの表面を傷つけることを防ぐことができる。
密閉包装袋２は、複数枚の清掃用部材４を密閉状態で内包するもので、その外観を第２図及び第３図に示す。そして、清掃用部材４は、適宜に多孔質不織布に折り目を施して、適宜に境目を形成して折り畳んで密閉包装袋２に内包する。
１は取り出し口２１を開閉する密着性開閉部で、密着性開閉部１の裏面又は密着性開閉部１の裏面に対応する取り出し口２１の周囲には再剥離性の接着剤が塗布されていて、取り出し口２１を繰り返して蓋をすることにより密閉することができる。密閉することによって、密閉包装袋２内の清掃用部材４がカビ・雑菌によって汚染することを防ぐことができる（第２図、第２図、第５図及び第６図参照）。
密閉包装袋２’は、複数枚の光触媒表面塗布部材５を密閉状態で内包するもので、その外観は第１図及び第３図に示す。そして、光触媒表面塗布部材５は、適宜に多孔質不織布に折り目を施して、適宜に境目を形成して折り畳んで密閉包装袋２’に内包する。
１’は取り出し口２１’を開閉する密着性開閉部で、密着性開閉部１’に裏面又は密着性開閉部１の裏面に対応する取り出し口２１’の周囲には再剥離性の接着剤が塗布されていて、取り出し口２１’を繰り返して蓋をすることにより密閉することができる。密閉することによって、密閉包装袋２’内の光触媒組成部材５がカビ・雑菌によって汚染することを防ぐことができる。なお、特に、光触媒組成物部材を内包する密閉包装袋２’は光不透過性の部材（例えば、アルミ蒸着シート）で形成されている。
光触媒表面塗布部材５に含浸（浸透）する光触媒表面塗布剤の光触媒組成は、酸化チタン、二酸化チタン、またはゾルゲル型チタン化合物、あるいは、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉄、酸化銅、酸化銀、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化ビスマス、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化ゲルマニウム、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化クロム、酸化マンガン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化アンチモン、チタン酸ストロンチウム等の金属酸化物が挙げられるが、二酸化チタンが好ましく、アナターゼ型二酸化チタン結晶、ルチル型二酸化チタン結晶又はそれらの混合物、あるいは、ゾルゲル型チタン化合物が好ましい。なお、光触媒表面塗布部材５による光触媒には、可視光領域で光触媒効果をしめすものも使用しても良い。
光触媒表面塗布部材５に含浸（浸透）する光触媒表面塗布剤の光触媒組成は、上述に限らず、光触媒粒子は光触媒粒子表面に金属または金属化合物の少なくとも１種が物理的または化学的に光触媒粒子表面に固定化しても良い（特開２０００−９６８００号公報参照）。例えば、金、銀、銅、白金、鉄、コバルト、ニッケル、クロム、亜鉛などがあるが、このうち白金が最も好ましい。光触媒の表面に金属が担持されることにより、光触媒の電荷分離が促進されて、光触媒特性がより大きくなる。光触媒の表面に金属が担持又は金属の表面に光触媒が担持されている場合も光触媒組成物とする。なお、金属などの固定化量は光触媒組成物の全体量に対して、１重量％〜５０重量％であることが好ましい。
また、０．１重量％〜３０重量％の光触媒をエタノールなどの有機溶剤に入れて、充分攪拌してゾルゲル状にして、光触媒特性がより大きくする金属を添加して充分攪拌する。又は光触媒と光触媒特性がより大きくする金属を混ぜてエタノールなどの有機溶剤に入れて、充分攪拌してゾルゲル状にしても良い。
また、二酸化チタンの粒径は特に限定されないが、有機溶剤に溶解しやすい程度の６ｎｍ〜１０ｎｍの粒径であればよい。光触媒組成物を含有する有機溶剤の溶液中に含まれる光触媒組成物の濃度は、０．１重量％から８０重量％とすることが望ましい。光触媒組成物の濃度が０．１重量％未満であると、光触媒による効果、即ち汚染物質の分解が弱くなり、好ましくない。
また、光触媒組成物の超微粒子溶液は、エチルアルコール、イソプロピレンアルコール、プチルアルコールなどの有機溶剤を３０〜６０％、硫酸・硝酸を１％以下を含む溶液、アナターゼ又はルチン型チタンアルコキシド結晶を１〜３０％になるように混合して調整する二酸化チタンを含む酸性懸濁液である。
また、光触媒表面塗布部材５に含浸（浸透）する光触媒表面塗布剤の光触媒組成は、微粉末に形成されていて、その粒径は、６ｎｍ〜１０ｎｍであり、光触媒表面塗布剤の全体量に対して、０．１重量％から３０重量％が含有される。１０ｎｍ以上であると、後記するバインダー剤の溶液に溶け込みにくいと共に、塗布後の基体表面が白濁化されて透明性が大きく低下するという不都合を生ずるものである。
光触媒表面塗布剤は光触媒組成物、バインダー剤、バインダー補助剤と研磨剤から構成される。
また、光触媒組成物の前記した配合比率にあって、０．１重量％未満であると、有害物質（有機化合物）が還元酸化されず、充分な光触媒作用を発揮することができないものであり、３０重量％以上であると、基体の表面の透明性が得られないという不都合を生ずるものである。
なお、光触媒組成物は、そぼＰＨ（酸性かアルカリ性かを表示する単位）を、慣用の界面活性剤の添加により１〜６の値に調整して、酸性か弱酸性に維持させることによって、酸化されにくく、後記するバインダー補助剤に添加した油成分の品質劣化が避けられる。この調整にあって該ＰＨ値が、１未満であると、酸が強すぎて後記する油性成分が変質し、６以上であると、油性成分の品質維持が保てない。
前記したバインダー剤は、光触媒組成物を担持するためのバインダー作用をなすもので、例えば、シリコン系樹脂やアクリル系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ樹脂など適宜な組成物あるいは天然糊などが使用され、水やエチルアルコールなどの希釈液によって流動性が良好となる所定濃度の溶液状に形成される。その配合比率は、例えば、光触媒表面塗布剤の全体量に対して、０．１重量％〜２０重量％に調整されるもので、希釈する場合、該希釈液：バインダー液との配合は、７０重量％〜９９．９重量％：３０重量％〜０．１重量％程度の配合量とすることが好ましい。前記したバインダー補助剤は、光触媒組成物を基体の表面（塗布対象物）に対して、出来る限り薄く塗布させるためのものである。
このバインダー補助剤は、油成分を有するものであって、この油成分は、例えば、天然物由来のワックスやミネラルスピリット系溶剤、植物油などと、慣用の界面活性剤とで構成される。油成分として、このうち、天然物由来のワックスとしては、例えば、カルバナロウ、キャンデリラロウ、コメヌカロウ、オウリキュリロウ、サトウキビロウ、ホホバロウ、油糧種子ロウ、モクロウ、ウルシロウ、蜜蝋などがあり、少なくともこの群からの一種類を選べば良い。これら油成分は、撥水性を発揮し、塗布表面に艶が出て、合成樹脂を相溶する特性がある。
また、良好な塗膜物性を有し、耐アルカリ性、耐候性、速乾性を併せ持ち、かつ、スプレー、刷毛、ローラー等通常補修の際に用いられる塗装方法での塗装作業が良好で、しかも毒性の少ないミネラルスピリット系溶剤をバインダー補助剤の成分として使用する。前記したバインダー補助剤におけるミネラルスピリットは、例えば、ミネラルターペン、ホワイトスピリット、ミネラルシンナー、ペトロリウムスピリットなどがあり、少なくともこの群から一種類を選べばよい。更に、前記したバインダー補助剤における植物油は、不乾性油の性質があり、酸化・変質しにくい植物油は望ましい。すなわち、薄くよく延びる役割を発揮する素材であれば任意のものが選定し得るもので、例えば、椿油、オリーブ油、ゴマ油、大豆油、サフラワー油、菜種油または月見草油などであり、少なくともこの群から一種類を選べば良い。
また、この光触媒表面塗布剤には、必要に応じて、前記した植物油やワックス類の酸化に起因する変色などを防止する目的で、酸化防止剤を添加することがあるもので、例えば、チルヒドロキシトルエン、トコフェロール、フイチン酸等が用いられる。その他に、フェノール性物質、芳香族アミン、フェノチアジン、ジチオホスフェート、ジチオカルバメート、スルフィド、硫化オレフインなども使用できる。更に、植物油の酸化防止に対しては、Ｌ−アスコルビン酸脂肪酸エステルが、Ｌ−アスコルビン酸パルミチン酸エステル及び／又はＬ−アスコルビン酸ステアリン酸エステルなどが有効である。
また、食品添加物の酸化防止剤として、Ｌ−アスコルビン酸、Ｌ−アスコルビン酸ナトリウム（ビタミンＣ）、エチレンジアミン四酢酸Ｃａ二Ｎａ、エチレンジアミン四酢酸二Ｎａ、エルソルビン酸、エルソルビン酸ナトリウム、グアヤク脂、クエン酸イソプロピル、ノルジヒドログアヤレチック酸、没食子酸プロピル、ジブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、ｄｌ−α−トコフェロール（ビタミンＥ）、ブチルヒデロキシアニソール（ＢＨＡ）、ローズマリー抽出物質、エトキシキンなどと、食品添加物の防腐剤として、安息香酸、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、デビドロ酢酸ナトリウム、パラオキシ安息香酸イソブチル、パラオキシ安息香酸イソプロピル、パラオキシン安息香酸エチル、パラオキシン安息香酸ブチル、パラオキシン安息香酸プロピル、プロピオン酸、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カルシウムなどを利用しても良い。これらの酸化防止剤の中から少なくとも一種類のものを添加しても良い。
次に、本発明に関する光触媒表面塗布剤の基体表面への塗布方法および光触媒表面塗布剤を説明する。
光触媒組成物の超微粒子溶液と、バインダー剤と、油成分を含有するバインダー補助剤と研磨剤とを混合して液状の光触媒表面塗布剤を得て、この光触媒表面塗布剤を含浸（浸透）させた光触媒表面塗布部材５により基体の表面へ塗布して薄く引き延ばして光触媒層が基体の表面に形成させ、この光触媒組成物とバインダー剤とバインダー補助剤との層を、バインダー剤とバインダー補助剤との層に含まれる研磨剤と共に拭取り用部材６により除去して、バインダー補助剤の拭き残しがないように仕上げを行って、光触媒組成物を光触媒層の最外層表面に露出させるものである。
そして、前記した研磨剤は、シリカやセラミック等の素材により０．１ミクロン〜０．５ミクロン粒子に形成してあって、光触媒表面塗布剤へ添加して混合させる
該研磨剤の粒子が、０．１ミクロン未満であると、光触媒層の拭き取りに際して光触媒組成物およびバインダー剤が共に拭き取られて除去される不都合を生じ、０．５ミクロン以上であると、光触媒層全体がこの研磨剤により除去されてしまう不都合を生ずる。
この研磨剤の混合にあっては、バインダー剤やバインダー補助剤等へ添加させた後混合させてもよく、その配合比率にあっては、１０重量％〜５０重量％を配合混合させる。
研磨剤の添加量が、１０重量％未満であると、光触媒表面塗布剤が基体面への塗布前に固化が進行してその塗布工程に不都合を来たし、５０重量％以上であると、水溶化されすぎて、光触媒表面塗布部材５による塗布がしにくい。
なお、光触媒組成物およびバインダー剤、バインダー補助剤、研磨剤は、例えば、適宜な容器内において一度に添加して、エチルアルコールや水などの希釈液で所定濃度に希釈し、溶液化させることができるもので、それぞれの配合比率は、本実施の形態に示した配合範囲内において任意に選定し得る。
光触媒表面塗布剤の一例は下記のものが挙げられる。
光触媒表面と不在の一配合例（この配合比率に限定されないことは、勿論のことである。）
・光触媒組成物      ……    ５重量％
・バインダー剤      ……    ５重量％
・バインダー補助剤  ……  ６５重量％
・研磨剤            ……  ２５重量％
をそれぞれ添加して、万遍なく攪拌混合して、液状の光触媒表面塗布剤を得た。
図示しない包装箱（又は包装袋）から光触媒物品Ａを取り出す（取り出した状態を図１に示す。）、密閉性開閉部１をはがして差し出し口２１から清掃用部材４を、密閉性開閉部１’をはがして差し出し口２１’から光触媒表面塗布部材５を、密閉性開閉部１”をはがして差し出し口２１”から拭き取り用部材６をそれぞれ取り出す。
汚れ除去剤を浸透させた清掃用部材４で、例えば、室内の窓ガラスの基体表面を清掃して、研磨剤と触媒組成物とバインダー剤とバインダー補助剤の混合物を浸透させた光触媒表面塗布部材５で光触媒組成物を室内の窓ガラスの基体表面に頭出しで固着させ、光触媒組成物の頭出し固着に不要なバインダー補助剤を拭き取り用部材６と仕上げ手段で除去して、室内の窓ガラスなどの基体表面に光触媒組成物を固着させる。一連の操作で光触媒組成物は室内の窓ガラスの表面に透明に塗布される。光触媒組成物が塗布された状態は指先で軽く室内の窓ガラスを触っただけで、ざらざら感触で確認できる。
なお、上記の光触媒物品は、必ずしも白金担持光触媒に関するものではないが、白金担持光触媒を実際に使用する際に有用であることは明らかである。
本発明の光触媒層の形成方法についての実施の形態を、第８図に基づき説明する。
図において、１は基体、２は基体１の上に塗布された光触媒下地剤、３は光触媒下地剤２の上に塗布された表面塗布剤を示している。
基体１は、汚れ等の有機物などを分解除去する対象となるものであり、後記する光触媒組成物３１を設ける担体となるものである。この基体１としては、例えば不織布、網戸、ロールカーテン、エアコンのフィルタ、樹脂板、建物の外壁材、テント、テント、コンクリートブロックなどが挙げられる。
光触媒下地剤２は、光触媒組成物３１を固着するためのバインダ剤２１を含むものであり、バインダ剤２１と有機溶剤２２とが所定の比率で混合され、例えば、バインダ剤２１として０．１質量％〜１０質量％の酸化珪素（ＳｉＯ２）をエタノールなどの有機溶剤２２に混合して液状にしたもの、あるいはバインダ剤２１として０．１質量％〜１０質量％の変性エポキシ樹脂を酢酸ブチル、シクロヘキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートなどを含有した有機溶剤２２に混合して液状にしたものが用いられる。なお、光触媒下地剤２にはバインダ剤２１をより分散させるために後記する分散剤３２などを混合させてもよい。
表面塗布剤３は、汚れ等の有機物を分解する光触媒組成物３１を含むものであり、０．１質量％〜２０質量％の光触媒組成物３１と０．０１質量％〜１質量％の分散剤３２をエタノールなどの有機溶剤３３に混合して液状にしたものが用いられる。
前述の光触媒組成物３は、粒子として形成されており、酸化チタン、二酸化チタン、またはゾルゲル型チタン化合物、あるいは、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉄、酸化銅、酸化銀、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化ビスマス、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化ゲルマニウム、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化クロム、酸化マンガン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化アンチモン、チタン酸ストロンチウム等の金属酸化化合物が挙げられるが、二酸化チタンが好ましく、アナターゼ型二酸化チタン結晶、ルチル型二酸化チタン結晶又はそれらの混合物、あるいは、ゾルゲル型チタン化合物が好ましい。この光触媒組成物３１の粒径は特に限定されないが、有機溶剤３３に溶解しやすい程度の６ナノメートル〜１０ナノメートルの粒径であればよい。粒径が６ナノメートル未満であると、加工が困難で、コストアップとなる不都合を生じ、粒径が１０ナノメートル以上であると、有機溶剤３３に溶け込みにくいと共に、塗布後の基体１の表面が白濁化されて透明性が大きく低下するためである。
前述の分散剤３２は、光触媒組成物３１等の粒子を分散させるものであり、例えばテアニン、リジン、グルタミン酸、アスパラギン酸、アルギニン、プロリンなどのアミノ酸、ショ糖ステファン酸エステル、ショ糖ステアリン酸エステル、ショ糖パルミチン酸エステルなどのショ糖脂肪酸エステル、カテキンなどのポリフェノール類が用いられるが、天然物を用いてもよく、例えばポリフェノール類のカテキンやアミノ酸のテアニンなどを成分に含む茶葉をお湯で抽出して得られる抽出液などを用いてもよい。
また、図示していないが、表面塗布剤３には、例えば、金、銀、銅、白金、鉄、コバルト、ニッケル、クロム、亜鉛などの金属または金属化合物を混合してもよい。この金属または金属化合物を混合することにより光触媒組成物３１による電荷分離が促進されて、光触媒による有機物の分解特性がより高められるためである。
更に、図示していないが、表面塗布剤３には酸化セリウムを混合してもよい。酸化セリウムは、汚れ等の有機物などを熱により分解除去するものであり、光触媒組成物３１の分解除去作用によって発生した有機物の分解に伴う反応熱（発熱）を有効に利用して、分解除去の効果を高めるためである。
次に、光触媒層３０の形成方法について説明する。まず、第８図（ａ）に示したように、へら塗り法などの公知の技術を用いて前述の光触媒下地剤２を基体１上に塗布し、光触媒下地層２０を形成する。この光触媒下地層２０の厚さは光触媒組成物３１や金属または金属化合物を固着できる程度であればよく、例えば乾燥後に約１０ナノメートルの厚さとなるように形成される。
光触媒下地剤２の塗布後、有機溶剤２２が徐々に蒸発し、光触媒下地剤２が生乾き状態で出来る限り乾燥する直前を見計らって、光触媒下地層２０上にへら塗り法などの公知の技術を用いて前述の表面塗布剤３を塗布する（第８図（ｂ）参照）。そして、残りの有機溶剤２２および塗布した表面塗布剤３中の有機溶剤３３を蒸発させて乾燥させることにより、光触媒組成物３１を光触媒下地層２０上に固着させることができる。
なお、前述の乾燥は常温で放置して乾燥させる自然乾燥又は温風などを当てて乾燥させる強制乾燥のどちらでもよい。
ところで、光触媒下地剤２が生乾きの状態で表面塗布剤３を塗布するのは光触媒組成物３１を光触媒下地層２０の上部にバインダ剤２１により固着させるためであり、光触媒下地剤２中の有機溶剤２２や表面塗布剤３中の有機溶剤３３が蒸発して乾燥した後、第８図（ｃ）に示したように光触媒組成物３１を最表面に露出させることができる。
また、光触媒下地剤２のバインダ剤２１として変性エポキシ樹脂を用いるのは基体１の表面の凹凸が比較的小さくても光触媒組成物３１等の粒子を強固に固着できるためであり、バインダ剤２１として酸化珪素（ＳｉＯ２）を用いるのは有機溶剤２２が乾燥し終わる前に光触媒組成物３１等の粒子が光触媒下地層２０内へ沈降して埋没するのを抑制するためである。なお、使用する光触媒下地剤２の種類は基体１の表面状態などに応じて適宜選択すればよい。
さらに、表面塗布剤３に分散剤３２を混合したのは、光触媒組成物３１等の粒子同士が凝集するのを防止するためであり、塗布前にあっては粒子が沈降しないため塗布直前に攪拌をする必要はなく、塗布後にあっては粒子の凝集による局在化を防いで光触媒下地層２０上へ満遍なく固着し光触媒層３０を形成することができる。
したがって、表面塗布剤３には従来のように光触媒組成物３１を固着するためのバインダ剤２１を含まないため、有機溶剤３３が乾燥し終われば表面塗布剤３の塗布後に拭き取りを行わなくても最表面に光触媒組成物３１が露出できると共に、分散剤を混合したことにより光触媒下地層２０上に万遍なく固着させることができ、表面の平坦度が悪く凹凸が大きい基体や網戸のように孔が開いている基体であっても、基体の最表面に光触媒組成物３１を露出させて光触媒層３０を設けることができる。故に、汚れ等の有機物などが表面に付着した場合、光触媒組成物３１に接し、この状態で紫外線等の光が照射されれば光触媒組成物３１の励起により汚れ等の有機物などが分解して除去される。
なお、ここでの光触媒層の形成方法は必ずしも白金担持光触媒に関するものではないが、白金担持光触媒を実際に使用する場合にも当然に応用可能なものである。
また、本発明の光触媒体についての実施形態を、第９図〜第１０図に基づき説明する。
第９図（Ａ）においてＡ’は光触媒体であり、建物や自動車などの窓ガラス、プラスチック板あるいはソーラー部、室内における壁面などの基体１の上に塗布され、紫外線等の光の照射により、内部に含有されや光触媒組成物１１ａの光触媒作用によって、基体１ａに付着した汚れや有害な有機物などを分解除去するものである。
この光触媒体Ａ’は、光触媒組成物１１ａと、分散剤１２ａと、バインダ剤１４ａと、油成分を含有するバインダ補助剤１５ａとが所定の割合でエタノールなどの有機溶剤１３ａに混合され液状に調整されている。
前述の光触媒組成物１１ａは粒子状の物質であり、酸化チタン、二酸化チタン、またはゾルゲル型チタン化合物、あるいは、酸化亜鉛、酸化錫、酸化銀、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化ビスマス、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化ゲルマニウム、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化クロム、酸化マンガン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化アンチモン、チタン酸ストロンチウム等の金属酸化物が挙げられるが、二酸化チタンが好ましく、アナターゼ型二酸化チタン結晶、ルチル型二酸化チタン結晶又はそれらの混合物、あるいは、ゾルゲル型チタン化合物が好ましい。この光触媒組成物１１ａの粒径は特に限定されないが、有機溶剤１３ａに溶解しやすい程度の６ナノメートル〜１０ナノメートルの粒径であればよい。なお、粒径が６ナノメートル未満であると、加工が困難で、コストアップとなるよいう不都合を生じ、粒径が１０ナノメートルを超えると、有機溶剤１３ａに溶け込みにくいと共に、塗布後の基体１ａの表面が白濁化されて透明性が大きく低下するためである。なお、光触媒組成物１１ａの配合比率は、光触媒体Ａ’の全体量に対して、０．１質量％〜２０質量％とするのが好ましい。０．１質量％未満であると汚れ等の有機物などが分解されず、十分な光触媒作用を発揮することができないためであり、２０質量％を超えると、基体１ａの表面の透明性が得られないという不都合を生ずるものである。
前述の分散剤１２ａは、光触媒組成物１１ａ等の粒子を分散させるものであり、例えばテアニン、リジン、グルタミン酸、アスパラギン酸、アルギニン、プロリンなどのアミノ酸、ショ糖ステファン酸エステル、ショ糖ステアリン酸エステル、ショ糖パルチミン酸エステルなどのショ糖脂肪酸エステル、カテキンなどのポリフェノール類が用いられるが、天然物を用いてもよく、例えばポリフェノール類のカテキンやアミノ酸のテアニンなどを成分に含む茶葉をお湯で抽出して得られる抽出液などを用いてもよい。なお、分散剤１２ａの配合比率は、光触媒体Ａ’の全体量に対して、０．０１質量％〜１質量％とするのが好ましい。０．０１質量％未満であると分散の効果が得られず、１質量％を超えると流動性が低下して塗布が難しくなるためである。
前述のバインダ剤１４ａは、光触媒組成物１１ａを基体１ａの上に固着するものであり、例えば、シリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂などの適宜な組成物、あるいは天然糊などが使用され、所定の濃度となるように光触媒体に混合される。なお、バインダ剤１４ａの配合比率は、光触媒体Ａ’の全体量に対して、０．１質量％〜２０質量％とするのが好ましい。０．１質量％未満であると光触媒組成物１１ａの粒子を十分に基体の上に固着することができず、２０質量％を超えると溶液の流動性が低下して塗布し難くなるためである。
前述のバインダ補助剤１５ａは、光触媒組成物１１ａを基体１ａの表面（塗布対象物）に対して、できる限り薄く塗布させるためのものである。このバインダ補助剤１５は、油成分を有するものであって、この油成分は、例えば、天然植物由来のワックスやミネラルスピリット系溶剤、植物油などと、慣用の界面活性剤や水あるいはエタノールなどとで液状に項性されている。油成分として、このうち、天然植物由来のワックスとしては、例えば、ツバキ油、カルナバロウ、キャンデリラロウ、コメヌカロウ、オウリキュリロウ、サトウキビロウ、ホホバロウ、油糧種子ロウ、モクロウ、ウルシロウ、蜜蝋などがあり、少なくともこの群から一種類を選べばよい。これら油成分は、撥水性を発揮し、塗布表面に艶が出て、全体量に対して、２０質量％〜７０質量％とするのが好ましい。２０質量％未満であると光触媒組成物１１ａ等の粒子を含んだ米粒大の塊を生じ、７０質量％を超えると光触媒体Ａ’全体が固まって、塗布できない不都合を生じるためである。
ところで、図示していないが、光触媒体Ａ’には、例えば、金、銀、銅、白金、鉄、コバルト、ニッケル、クロム、亜鉛などの金属または金属化合物を混合してもよい。この金属または金属化合物を混合することにより光触媒組成物１１ａによる電荷分離が促進され、光触媒による有機物などの分解特性がより高められるためである。
また、図示していないが、光触媒体Ａ’には、酸化セリウムを混合してもよい。酸化セリウムは、汚れ等の有機物などを熱により分解除去するものであり、光触媒組成物１１ａの分解除去作用によって発生した有機物なこの分解に伴う反応熱（発熱）を有効に利用して、分解除去の効果を高めるためである。
更に、第１０図（ａ）に示したように、前述した光触媒体Ａ’には研磨剤１６ａを混合してもよい。この研磨剤１６ａは基体１ａ上に光触媒体Ａ’を塗布した後、第１０図（ｂ）に示したように、最表面から光触媒組成物１１ａが露出できるように拭き取り手段２ａに拭き取る際に余剰なバインダ剤１４ａ等を掻き取る役目を果たすものである。
この研磨剤１６ａは、シリカやセラミック等の素材により粒径が３０ナノメートル〜５００ナノメートルの粒子状に形成してあって、光触媒体Ａ’へ混合して調整される。研磨剤１６ａの粒子の粒径が、３０ナノメートル未満であると、塗布層３ａの拭き取りに際して光触媒組成物１１ａおよびバインダ剤１４ａが共に拭き取られて除去される不都合を生じ、５００ナノメートルを超えると、拭き取り後においても光触媒体Ａ’が厚く残ってしまい、最表面に露出する光触媒組成物１１ａの割合が少なくなってしまう不都合を生ずるためである。なお、研磨剤１６ａの配合比率は、光触媒体Ａ’の全体量に対して、０．１質量％〜５０質慮％とするのが好ましい。０．１質量％未満であると油成分が残ってしまって十分に拭き取れず、５０質量％を超えると拭き取られた後に基体１ａ上に残存する光触媒組成物１１ａおよびバインダ剤１４ａが少なくなってしまう不都合を生じるためである。
次に、光触媒体Ａ’を用いた基体１ａ上への形成方法について説明する。
あらかじめ、光触媒体Ａ’の塗布の対象となる基体１ａに対して、この基体１ａの表面（塗布面）の汚れを、特に表面に付着した油分を、汚れ除去剤（例えば、その成分が、エチルアルコールや界面活性剤、トコフェノール、イオン交換水、Ｌアスコルビン酸、クエン酸等が含有する液状の洗浄剤）を散布して、ウエスなどにより十分に取り除いておく。
調整された光触媒体Ａを、第９図（ａ）、第１０図（ｂ）に示すように、基体１ａの表面全体へやヘラ塗り等の公知の技術により万遍なく塗布し、基体１ａの表面に塗布層３ａを形成させる。
次に、この塗布層３ａが乾燥していない状態（まだ湿った状態が残存している状態）において、この基体１ａの表面に塗布された光触媒体Ａ’の塗布層３ａに対して、第９図（ｂ）、第１０図（ｂ）に示すように、拭き取り手段２ａにより、例えば、バルキー繊維等のクロス布により拭き取りを行うと、この光触媒体Ａ’における塗布層３ａの表層部は、積層した光触媒組成物１１ａの粒子やバインダ剤１４ａ、バインダ補助剤１５ａが取り除かれ、光触媒層４ａが形成されて最表面に光触媒組成物１１ａが露出する。
ところで、本発明において、光触媒体Ａ’に分散剤１２ａを混合したのは、塗布層３ａ中の光触媒組成物１１ａ等の粒子を分散させ、基体１ａ上に満遍なく光触媒組成物１１ａ等の粒子を塗り拡げるためであり、拭き取り手段２ａにより拭き取った後でも光触媒層４ａ中の光触媒組成物１１ａ等の粒子が凝集せずに基体１ａ上に満遍なく設けられるため、光触媒層４ａを形成した基体１ａの表面全体に渡って汚れ等の有機物などの分解除去効果を発揮することができる。
【実施例】
【０００７】
以下、本発明の一実施例について説明する。
まず、（実施例）に記載の材料、配合比率で調合された光触媒体Ａ’を用いて、表面を予め清浄にしたガラス板（基体１ａ）上に光触媒体Ａ’を塗布した後、バルキー繊維のクロス布により拭き取りを行って光触媒層４ａを形成した。また、比較のため、（実施例）のうち分散剤１２ａを含んでいない光触媒体を（比較例）として作製し、同様な方法で光触媒層４ａを形成した。
（実施例）本発明の光触媒体Ａ’の一配合例
・光触媒組成物１１ａ………酸化チタン（ＴｉＯ２）、５質量％
・バインダ剤１４ａ………  シリコーン系樹脂、５質量％
・バインダ補助剤１５ａ……ツバキ油溶液、５０質量％
・分散剤１２ａ………      テアニン、０．１質量％
・有機溶剤１３ａ………    エタノール、残分
（比較例）
・光触媒組成物１１ａ………酸化チタン（ＴｉＯ２）、５質量％
・バインダ剤１４ａ………  シリコーン系樹脂、５質量％
・バインダ補助剤１５ａ……ツバキ油溶液、５０質量％
・有機溶剤１３ａ………    エタノール、残分
次に、（実施例）および（比較例）において、拭き取り後のガラス板（基体１ａ）上の光触媒組成物１１ａの固着状態を調べたところ、（比較例）においては光触媒組成物１１ａの粒子が数十層〜数千層に積層した二次粒子となってガラス板上に局在していたのに対し、（実施例）においては二次粒子の形成は見られず、個々の光触媒組成物１１ａの粒子が分散してガラス板の全面に渡って万遍なく固着していた。
なお、本発明の光触媒体Ａ’における作用効果は、この（実施例）の材料、配合比率には限定されるものではなく、上記で詳述した他の材料、配合比率であっても同様の作用効果が得られた。
なお、ここでの光触媒体Ａ’は、白金担持光触媒に関するものとは限らないが、白金担持光触媒の場合においても有意義に機能するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１図は、本発明の効果を測定する実験室内（夜間洋室）でのホルムアルデヒド濃度の変化と温湿度の変化を３０分毎に２４時間以上測定した結果を示すグラフであり、第２図は、本発明の光触媒物品の構成を示す概略的斜視図であり、第３図は、第２図の２−２線による概略的断面図であり、第４図は、第２図の３−３線による概略的断面図であり、第５図は、第２図の４−４線による概略的断面図であり、第６図は、第２図の清掃用部材を内包した密閉包装袋の使用状態を示す概略的斜視図であり、第７図は、第６図の内部を説明するための説明図であり、第８図は、本発明の光触媒層の形成方法を示すものであり、（ａ）は光触媒下地剤を塗布後の要部を示す断面図、（ｂ）は表面塗布剤を塗布後の要部を示す断面図、（ｃ）は乾燥後の要部を示す断面図であり、第９図は、本発明の一実施の形態の光触媒体を基体上へ塗布した状態の一部を拡大して示す断面図で、（ａ）は塗布直後を、（ｂ）は拭き取り手段による拭き取った状態であり、第１０図は、本発明の他の実施の形態の光触媒体を基体上へ塗布した状態の一部を拡大して示す断面図で、（ａ）は塗布直後を、（ｂ）は拭き取り手段による拭き取った状態である。
これらの図面において、Ａは、光触媒物品であり、４は、清掃用部材であり、５は、光触媒表面塗布部材であり、６は、拭取り用部材であり、１は、基体であり、２は、光触媒下地剤であり、２０は、光触媒下地層であり、２１は、バインダ剤であり、３は、表面塗布剤であり、３０は、光触媒層であり、３１は、光触媒組成物であり、３２は、分散剤であり、Ａ’は、光触媒体であり、１ａは、基体であり、３ａは、塗布層であり、４ａは、光触媒層であり、１１ａは、光触媒組成物であり、１２ａは、分散剤であり、１４ａは、バインダ剤であり、１５ａは、バインダ補助剤であり、１６ａは、研磨剤である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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