－新製品紹介－●チタニア－シリカ複合光触媒液「ツルクリーン〇」Ｒ─────────────────────────────────────────────────────

鶴見曹達株式会社

１研究開発部

梅田 彰、多田 真由子

はじめに光触媒1)は防汚、セルフクリーニングという性能により自動車のサイドミラーやテント、建築物の外装、道路資材等に用いられている2)。
一方、シックハウス症候群の原因物質と考えられるアルデヒド類の居住空間における低減は一段と注目されており、室内用途への光触媒の展開は非常に期待されている3)。
当社では福岡大学中野研究室にて開発された酸化チタン光触媒液の合成法4)を元に検討を進め、チタニアーシリカ複合Ｒ光触媒液「ツルクリーン〇」を開発した。この「ツルクリー写真1

Ｒ〇ン 」の特徴を紹介する。

Ｒツルクリーン〇の外観写真（左：A-TS-1、右：A-TS-2）

Ｒ
２ 「ツルクリーン〇」の特徴

Ｒ「ツルクリーン〇」は、SiとTiを原子レベルで複合化した新しいタイプの光触媒液である。図１の模式図に示すように、ツルクリーン表面に存在するシラノール基と、ガラスやタイル表面のシラノール基との相互作用により、密着性、耐久性Ｒが高いと考えられる。「ツルクリーン〇」にはシリカ含有量

図2が異なる「A-TS-1」及び「A-TS-2」の二種の基本グレードがある(表１参照）。

A-TS-1の粒度分布

Ｒ「ツルクリーン〇」および既存のアナターゼ型TiO2のXRDパターンを図３に示す。Si含有量を増やしてもアナターゼ型
TiO2のXRDパターンと同様の結果が得られた。
Ｒ
このことから「ツルクリーン〇」はアナターゼ型TiO2と同Intensity(c/s)

様の正方晶系結晶構造であることが示唆された。

Ｒ
表1 ツルクリーン〇の代表品質
グレード
A-TS-1
A-TS-2
Si/Ti(モル比)0.05/1
1/1
乳白色ないし
外観
乳白色ゾル
淡黄色ゾル
メジアン径約30nm
約30nm
pH6～86～8
固形分濃度
約1%約1%
比表面積約200㎡/g
約400㎡/gTiO2(Anatase)2θ=25.32
2θ=25.23
2θ=25.2220
図330A-TS-1

2θ=37.82
2θ=37.89
2θ=37.97402θ/ °

A-TS-22θ=48.06
2θ=47.95
2θ=47.84
5060

Ｒ
ツルクリーン〇のXRDパターン

Ｒ
さらに、「ツルクリーン 〇」および既存のアナターゼ型

TiO2、SiO2のIRスペクトラムを図４に示す。
Si添加量を増やすにつれて、Ti-O-Si振動に由来すると思われるピークが確認された。このピークはSi量の増加に伴いＲ〇大きくなるが、Si量が非常に多くなるとSiO2由来のSi-O伸縮

写真１に示すように「ツルクリーン 」は乳白色のゾルで振動(1109.2cm-1)が見られるようになる。

あり、図２に示すようなシャープな粒度分布を有している。

東亞合成グループ研究年報

7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
034

TREND 2009第12号

このことから、A-TS-1中のSiはほぼ複合体として存在し、50
水接触角／°

A-TS-2は複合した部分と混合した部分が混在することが考えられる。また、先に示したXRDの結果を加味するとSiはTiO2のTiの位置へ配置していることが示唆された。

A-TS-1
A-TS-240302010150 titania
A-TS 1:0.01東A-TS 1:0.05東Si-O-Ti

1:0.1東140 A-TS
A-TS 1:1東0

AeroSil200

-2

1302

61014
暗所放置時間／hrs

120182226

110%Transmittance100

図61400.190

Ｒ
ツルクリーン〇の親水性保持力

SiO2(参考試料）
805.7

807050403020Ｒ
有機物分解性能を確認するため、「ツルクリーン〇」をディップコートした基材にさらに0.5％オレイン酸/ヘプタン溶

473.8

1109.2Si-O-Ti

104000３.２ 有機物分解性能

961.7－ TiO2－ A-TS (1: 0.01)－ A-TS-1－ A-TS (1: 0.1)
－ A-TS-2－ SiO2

60

液をディップコートし、UV照射時間毎の水接触角を測定し1109.2

3500

30002500

図42000

1500

1000

500

Wavenumbers (cm-1)

た。その結果を図７に示す。この結果からA-TS-1では約６Ｒ〇時間、A-TS-2では24時間以内に基材表面に付着させたオレツルクリーン のIRスペクトルイン酸を分解していることがわかる。また、分解速度の差は

３ 「ツルクリーン 」の性能
Ｒ〇各溶液中のチタニアの含有量に起因していると考えられる。
50

光触媒に代表される性能として、親水性能や有機物分解性

A-TS-1能、消臭性能、抗菌性能が挙げられる。

A-TS-2接触角／°40３.１ 親水性能
Ｒ「ツルクリーン 〇」をガラスにディップコートし、UV照3020射前後の親水性能を、水接触角を測定することで確認した。
10

その結果を図５に示す。シリカの含有量の低いA-TS-1ではUVを照射することで水接触角は５°以下となった。一方、シ00リカの含有量の高いA-TS-2ではUV照射前から水接触角が610°以下となり、良好な親水性能を示した。
図712時間／hrs

1824Ｒ
ツルクリーン〇の有機物分解性能

50

UV照射前
UV照射2hr後

水接触角/°

40３.３ 消臭性能

30Ｒ
100×100mmのガラスに30ml/m2「ツルクリーン〇」をコー20トした基材を用いてガスバッグ法による消臭試験を行った。

10

図８にVOCの一つであるアセトアルデヒドを用いたUV照射下(１mW/cm2)での消臭試験結果を示す。この結果からUV下

0A-TS-1

図5

では４時間以内に検出下限界以下となり、試験後に当量のA-TS-2
Ｒ〇

ツルクリーン の親水性能

CO2濃度の上昇が認められたことから、消臭メカニズムが分解によることが確認された。図９には、蛍光灯下(1,000lx)

また、同様に作製した基材を用いてUVを2hr照射後に暗所での試験結果を示す。この結果より、室内での実用的な効果にて放置した際の親水性能の変化を追跡した結果を図６に示が期待できる。

す。

また、他の悪臭成分としてアンモニア、酢酸、トルエン、

この結果からA-TS-1では暗所放置４時間後には初期の水及びホルムアルデヒドを用いたUV下での消臭試験結果を図接触角とほぼ同等の値に戻るのに対し、A-TS-2ではシリカ10～13に示す。

による親水性能によってさらに長時間にわたり親水性能を維各試験において24時間後には検出下限界近くもしくは下限持しているとこがわかる。

界以下に到達した。

東亞合成グループ研究年報

35

TREND 2009第12号

アセトアルデヒド残存率／％10080

初期濃度：100ppm

初期濃度：10ppm

ガス容量：2L

ガス容量：2L60

明ブランク
暗ブランク
A-TS-14020006121824UV照射時間／hrs

図8100

ガス容量：2L8060

明ブランク
暗ブランク
A-TS-140

蛍光灯下でのアセトアルデヒド消臭試験結果

100

初期濃度：100ppm
酢酸残存率／％

アンモニア残存率／％

図9A-TS-1のアセトアルデヒド消臭試験結果

200

初期濃度：60ppm
ガス容量：2L80
60

明ブランク
暗ブランク
A-TS-1402000612182406

UV照射時間／hrs

図11A-TS-1のアンモニア消臭試験結果

100

初期濃度：80ppm

80

ガス容量：2L60

ホルムアルデヒド残存率／％

トルエン残存率／％

図10

明ブランク
暗ブランク
A-TS-140
2000612182418

A-TS-1の酢酸消臭試験結果

100

初期濃度：80ppm
ガス容量：2L8060

明ブランク
暗ブランク
A-TS-1402002406UV照射時間／hrs

図1212UV照射時間／hrs

121824UV照射時間／hrs

図13A-TS-1のトルエン消臭試験結果

３.４ 抗菌性能

A-TS-1のホルムアルデヒド消臭試験結果

を表２に示す。

光触媒液そのもの、もしくはAgを特殊薬剤を用いて担持

光触媒抗菌活性値が光触媒液そのままで約1、Ag添加液でさせたものを用いて大腸菌に対する抗菌力評価試験(抗菌製２以上となり、ハイブリッド型光触媒として良好な性能が得品技術協議会、光照射フィルム密着法)を行った。その結果られた。

表2

各光触媒液での抗菌力評価試験結果

暗条件試験区 明条件試験区

検体

抗菌活性値(2a)

抗菌活性値(2b1)

総抗菌活性値

生菌数

生菌数

接種直後対照区

2.7×10５

2.7×10５

対照区

4.7×10５

2.4×10５

A-TS-1

1.5×10５1.1×1040.51.11.6A-TS-2

1.4×10５2.4×10

40.60.8

1.42.8×10

５2.8×10５

対照区

4.6×10５2.8×10５

Ag／A-TS-1

6.1×10４＜100.9＞3.8＞4.7

Ag／A-TS-２

4.6×10４

2.6×10２

1.02.2

3.2

接種直後対照区

東亞合成グループ研究年報(暗条件での効果) (光触媒抗菌活性値)

36

TREND 2009第12号

３.５ 耐候性

ンダー等を配合した光触媒コーティング液や下塗り用薬剤もサンシャインウエザオメーター(以下SWOMと略す)による種々用意しているので、幅広い用途に応用可能である。今後、耐候性の確認を行った。ガラスに各光触媒液をコートした基

多くの市場での実用化を目指した対応を行うことで、多くの材を用いて、SWOM 810時間(３年３ヶ月暴露相当)の試験をユーザーの獲得を期待している。

2行った。UV(１mW/cm )６時間照射した後、水接触角を測定することで性能を評価した(図14）。
この結果から、親水性能が維持されていることが確認された。
50

試験前／UV未照射

水接触角／°40

試験前／UV照射30

SWOM試験後／UV照射20100A-TS-1

図14A-TS-2

写真3

SWOMによる耐候試験結果

４応用例

病院内施工風景

引用文献

A-TS-2をベースとしたコーティング液を右半分に現場施

１) A. Fujishima, K. Honda, Nature, 238, 37 (1972).

工した一例を写真２に示す。

２) 川口春馬編, 野浪亨,“微粒子・粉体の作製と応用”，シ

光触媒未施工の左半分には雨等による汚れが確認でき、光ーエムシー出版 (2000) pp.217～228.

触媒施工部との明確な差が見られた。

３) 秋山司郎, 垰田博史，“光触媒と関連技術”，日刊工業新聞社 (2000) pp.5～7.
４) 特許第2913257号

写真2

現場施工した排気口(３ヶ月経過時)

Ｒ
また、病院内に「ツルクリーン〇」を塗布し、施工前後の臭気をニオイセンサーで測定したところ、施工前の数値は180～200であったが、施工後は20まで低下したことが確認された。

５

おわりに

今回は主に光触媒液の基本性能について紹介したが、バイ東亞合成グループ研究年報

37

TREND 2009第12号