(57)【要約】  本発明は、分散させた物質を界面活性剤分散液から光触媒反応により沈殿させるための方法に関する。界面活性剤分散液は、少なくとも１つの分散剤、分散させた物質、界面活性剤および光触媒を含有する。光触媒としては、殊に、紫外光スペクトル範囲内および場合により可視光スペクトル範囲内で光活性である二酸化チタンが適している。分散剤としては、特に水または水含有液体である。界面活性剤としては、なかんずくペルフルオロ化界面活性剤（ＰＦＴ）が適している。本方法は、殊に感温性物質、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が簡単な方法で沈殿されうることを示す。【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散させた物質を界面活性剤分散液から界面活性剤の分解によって沈殿させるための方法であって、この場合この分散液は、少なくとも１つの分散剤、少なくとも１つの分散させた物質、少なくとも１つの界面活性剤および少なくとも１つの光触媒を含有する、前記方法において、界面活性剤を電磁波または光量子での照射によって光触媒反応により分解することを特徴とする、分散させた物質を界面活性剤分散液から界面活性剤の分解によって沈殿させるための方法。
【請求項２】
分散させた物質は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはラテックスである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
光触媒として二酸化チタンを使用する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
照射のためにＵＶ光および／または可視光を使用する、請求項３記載の方法。
【請求項５】
光触媒反応により沈殿可能な分散液において、少なくとも１つの分散剤、少なくとも１つの界面活性剤、少なくとも１つの光触媒および分散させた物質としてポリフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはラテックスが含有されていることを特徴とする、光触媒反応により沈殿可能な分散液。
【請求項６】
光触媒として二酸化チタンが使用されている、請求項５記載の光触媒反応により沈殿可能な分散液。
【請求項７】
分散剤として水または水含有液体が使用されている、請求項５または６記載の光触媒反応により分離可能な分散液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の技術分野
本発明は、界面活性剤分散液を光触媒反応により沈殿させるための方法ならびに相応して構成された分散液に向けられている。
【０００２】
発明の技術的背景
分散液は、少なくとも２つの異なる物質からなる不均質混合物であり：これらの異なる物質は、分散させた物質と分散剤であり、これらは、互いに混合されている。本明細書中で、「界面活性剤分散液」は、不均質混合物であると理解すべきであり、この混合物は、さらに界面活性剤を含有する。
【０００３】
分散液の場合、関与する物質の凝集状態に応じて、液状分散剤中の固体の分散させた物質を有する懸濁液と、液状の分散剤中の液状の分散させた物質を有する乳濁液と、液状の分散剤中のガス状の分散させた物質とは、区別される。実際に、固体の分散剤−固体混合物−を有する分散液またはガス状の分散剤−エーロゾル−を有する分散液も存在するが、しかし、これらは、一般的に界面活性剤助剤なしに混合する。
【０００４】
界面活性剤は、異なる界面特性の間を補助し、それによって不均質物質の混合物形成を促進する作用物質である。原則的に、界面活性特性の場合、極性の親水性物質と非極性の疎水性物質とは、区別される。界面活性剤の個々の分子は、極性末端および非極性末端を有し、それによって個々の分子が分子の中間層中に整列することにより、前記の種々の特性の間を補助する。更に、全ての物質には、特殊な表面張力が存在し、この表面張力は、単位面積当たりの分子の結合力であると理解される。この場合も、界面活性剤は、それぞれ適切な表面張力に基づいて種々の物質の間を補助することができる。
【０００５】
分散液の種類に応じて、界面活性剤は、懸濁液の場合に「湿潤剤」とも呼称され、乳濁液の場合に「乳化剤」とも呼称され、およびフォームの場合に「フォーム形成剤」とも呼称される。一般的には、界面活性剤は、長鎖状の炭素含有分子からなる。界面活性剤分子の親水性末端基の性質に応じて、アニオン性界面活性剤（マイナスに帯電された末端基を有する）と、カチオン性界面活性剤（プラスに帯電された末端基を有する）と、非イオン性界面活性剤（帯電されていない末端基を有する）と、両性界面活性剤（双極性の末端基を有する）とは区別される。前記の親水性の末端基は、炭化水素からの鎖を介してそれぞれ疎水性の末端基と結合している。
【０００６】
光触媒は、光の電磁線が可視スペクトル範囲内または非可視スペクトル範囲内で電子的に励起される状態を生じるような半導体である。他方で、励起された電子は、光触媒の表面上で化学反応のための誘因となる。これから生じる光触媒反応は、例えば写真撮影において、排水および空気の清浄化において、または光合成によるエネルギー変換において、光起電において、または光分解において使用される。
【０００７】
分散液の沈殿とは、当該物質の脱混合により、分散させた物質の堆積を生じるような物質分離の方法である。このような物質分離は、例えば機械的な力作用によって惹起されうる。即ち、重力または遠心力は、分散させた物質の堆積を生じる。分散させた物質粒子は、機械的な力作用の下でこの作用の大きさに基づいて、例えば篩別、濾過または膜処理により、或いはこの作用の可動性に基づいて、例えば流動床および選別機を用いて分離される。更に、電界または磁界の力作用を利用することができ、分散させた物質は、例えば電気分解、磁石による選別または渦電流による選別によって分離される。化学的な物質分離の方法は、例えば沈殿、抽出または蒸留であり、この場合分散させた物質または分散剤は、混合物から除去される。
【０００８】
その上、界面活性剤分散液からの分散させた物質の分離は、界面活性剤を分解するかまたは少なくとも界面活性剤の混合機能を失わせるような、界面活性剤との反応によって行なうことができる。例えば、界面活性剤を分散させた物質よりも強く結合し、それによって分散させた物質を脱混合し、および沈殿させる、もう１つの物質を添加することができる。界面活性剤は、添加された反応剤によって、または熱的反応によって変性されてもよいし、分解されてもよく、したがって分散させた物質は、脱混合し、および沈殿させる。しかし、この場合には、添加された物質および反応が分離される物質の性質を変化させないことにもそれぞれ配慮すべきである。
【０００９】
例えば、ＤｕＰｏｎｔ社の水性分散液Ｔｅｆｌｏｎ  ＰＴＦＥ  ３０Ｂは、繊維質または多孔質の基質を疎水化し、それによって乾燥を保持するために使用される。そのために、基質は、分散液で被覆され、引続き分散された粒子は、分散液から沈殿される。製造業者の記載によれば、これは、分散剤の水を約１２０℃で蒸発させ、引続き界面活性剤を約２９０℃で熱分解することにより行なわれる。それによって、分散液の使用は、感温性の基質に著しく限定される。更に、数多くの使用のためには、まず３６０℃を上廻って行なわれる、界面活性剤の良好な不活性化が必要とされる。しかし、また、この温度では、既に分散されたテフロン粒子を分解することが開始される。従って、この沈殿は、費用の掛かるプロセス制御および温度制御にも拘わらず、疎水性に関連する若干の制限と関係している。
【００１０】
課題の設定
本発明は、公知技術水準の欠点を克服する、分散させた物質を界面活性剤分散液から沈殿させるための方法を記載するという課題に基づくものである。
【００１１】
この課題は、分散させた物質を界面活性剤分散液から界面活性剤の分解によって沈殿させるための方法であって、この場合この分散液は、少なくとも１つの分散剤、少なくとも１つの分散させた物質、少なくとも１つの界面活性剤および少なくとも１つの光触媒を含有する、前記方法によって解決され、この方法は、界面活性剤を電磁波または光量子での照射によって光触媒反応により分解することによって特徴付けられる。
【００１２】
更に、この課題は、光触媒反応により沈殿可能な分散液によって解決され、この分散液には、少なくとも１つの分散剤、少なくとも１つの界面活性剤、少なくとも１つの光触媒および分散させた物質としてのポリフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはラテックスが含有されていることによって特徴付けられる。
【００１３】
更に、本発明の好ましい実施態様は、従属請求項に記載されている。
【００１４】
本発明の記載
光触媒反応により沈殿可能な分散液は、これが多数の官能性混合物成分を含有することを示す。この場合、混合物成分は、再度、同じ機能を有する１つ以上の物質からなることができる。官能性の混合物成分は、詳細には
少なくとも１つの分散させた物質、
少なくとも１つの界面活性剤、
少なくとも１つの分散剤、
および少なくとも１つの光触媒である。
【００１５】
光触媒反応により沈殿可能な分散液を沈殿させる方法は、適当な電磁波または光量子での技術的照射に基づくものである。光触媒が適当な電磁波または光量子での照射の際に化学反応を導くことは、公知である。この場合、本発明によれば、界面活性剤は、分解される。これに関連して、界面活性剤の「分解」は、界面活性剤の作用が保存される限り、界面活性剤の変性も含む。他方、これは、分散させた物質が分散液から沈殿されるという結果を有する。
【００１６】
本発明の１つの実施態様において、光触媒は、二酸化チタンを基礎とする作用物質である。半導体の場合、二酸化チタンがＵＶ光の照射下で電子正孔対を生成し、この電子正孔対が表面に向かって移動し、そこで高度に反応性のラジカルを形成することは、公知である。更に、二酸化チタンは、光触媒効果が約４００〜７００ｎｍの波長のスペクトル範囲内の可視光の作用の場合でも生じるように変性されてよい。この変性は、例えば半導体を金属イオン、例えばクロム、鉄またはマンガン、または窒素、硫黄または炭素でドーピングすることによって行なわれる。本発明によれば、それによって、界面活性剤は、ラジカル分解されるか、または界面活性剤の作用が保存されている限り変性される。他方、これは、分散させた物質が分散液から沈殿されるという結果を有する。
【００１７】
本発明のもう１つの実施態様において、分散剤は、水または水含有液体である。二酸化チタンを基礎とする光触媒が紫外（ＵＶ）光または可視光からの光量子での励起によって水性環境中でヒドロキシルラジカルの形成を生じることは、公知である。このヒドロキシルラジカルは、再度、環境の別の成分と強力に反応する。本発明によれば、その際ヒドロキシルラジカルによって、界面活性剤は、分解されるか、または界面活性剤の作用が保存されている限り変性される。他方、これは、分散させた物質が分散液から分離されるという結果を有する。
【００１８】
分散させた物質としては、殊にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）またはラテックスが適している。界面活性剤としては、経験によれば、原理的にそれぞれの分散させた物質およびそれぞれの分散剤の混合物形成を促進する全ての界面活性剤が適している。殊に、ペルフルオロ化界面活性剤（ＰＦＴ）が適している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ＵＶ灯で照射された懸濁液のスペクトルを示す略図。
【実施例】
【００２０】
本発明は、次の実施例につきよりいっそう詳細に説明されるが、それによって本発明を制限することを意図するものではない。
【００２１】
実施例
商業的な二酸化チタン光触媒ＫＲＯＮＯＳ  ｖｉｐ  ７０００  ３００ｍｇを、全炭素含量（ＴＯＣ）２６ｐｐｍに相当する、Ｔｒｉｔｏｎ−Ｘ  ３９ｐｐｍを含有する、ＤＯＷ社の０．００３９モル％の商業的なＴｒｉｔｏｎ−Ｘ  １０２溶液１００ｍｌ（オクチルフェノールエトキシレート）中でウルトラタラックスを用いて９５００ｒｐｍで１分間分散させる。引続き、こうして調製された、この懸濁液を、ＵＶ灯（スペクトル  図１参照）を用いて８ｃｍの距離でそれぞれ０、１５０、３００および４５０分間、照射する。
【００２２】
それぞれの照射後、懸濁液の全炭素含量を測定する。更に、それぞれの懸濁液のＴｒｉｔｏｎ−Ｘ含量を２２３ｎｍおよび２７４ｎｍで特性を示すバンドにつきＵＶ吸収スペクトル中で測定する（第１表参照）。
【００２３】
第１表は、全炭素含量ならびにＴｒｉｔｏｎ−Ｘ含量が照射時間と共に減少することを示す。
【００２４】
同時に、Ｔｒｉｔｏｎ−Ｘ  １０２溶液を、しかし、二酸化チタン光触媒なしに、同様に調製し、引続きＵＶ灯を用いて同様に照射する。
【００２５】
それぞれの照射後に、それぞれの溶液の全炭素含量およびＴｒｉｔｏｎ−Ｘ含量を２２３ｎｍおよび２７４ｎｍで特性を示すバンドにつきＵＶ吸収スペクトル中で測定する（第２表参照）。
【００２６】
第２表は、二酸化チタン光触媒なしに、全炭素含量ならびにＴｒｉｔｏｎ−Ｘ含量が照射時間と共に減少することを示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
【表２】
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【図１】
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【国際調査報告】
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