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JP2011116620A - Composite and method for manufacturing the same, photocatalytic functional member, and hydrophilic member - Google Patents

Composite and method for manufacturing the same, photocatalytic functional member, and hydrophilic member Download PDF

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JP2011116620A JP2010098289A JP2010098289A JP2011116620A JP 2011116620 A JP2011116620 A JP 2011116620A JP 2010098289 A JP2010098289 A JP 2010098289A JP 2010098289 A JP2010098289 A JP 2010098289A JP 2011116620 A JP2011116620 A JP 2011116620A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a composite having a photocatalyst layer excellent in photocatalytic activity and also durability which is prepared on the base material, and a photocatalytic functional member and a hydrophilic member which contain the composite produced by the method. <P>SOLUTION: The composite is a composite which is equipped with a base material and a glass ceramic layer located on the base material.The glass ceramic layer has a crystal phase and a glass phase, and contains, by mol% based on oxides, 5.0-95.0% in total of one or more kinds selected from Nb<SB>2</SB>O<SB>5</SB>component and Ta<SB>2</SB>O<SB>5</SB>component and 10.0-85.0% in total of one or more kinds selected from the group consisting of SiO<SB>2</SB>component, B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>component, P<SB>2</SB>O<SB>5</SB>component and GeO<SB>2</SB>component. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、基材と、ガラスセラミックス層と、を備える複合体及びその製造方法、並びにこの製造方法で製造される複合体を含む光触媒機能性部材及び親水性部材に関する。   The present invention relates to a composite comprising a base material and a glass ceramic layer, a method for producing the same, and a photocatalytic functional member and a hydrophilic member containing the composite produced by the production method.

酸化チタンや酸化ニオブ、酸化タンタルは、高い光触媒活性を有することが知られている。これら光触媒活性を有する化合物(以下、単に「光触媒」と記すことがある)は、バンドギャップエネルギー以上のエネルギーの光が照射されると、電子や正孔を生成するため、光触媒を含む成形体の表面近傍において、酸化還元反応が強く促進される。また、光触媒を含む成形体の表面は、水に濡れ易い親水性を呈するため、雨等の水滴で洗浄される、いわゆるセルフクリーニング作用を有することが知られている。   Titanium oxide, niobium oxide, and tantalum oxide are known to have high photocatalytic activity. These compounds having photocatalytic activity (hereinafter sometimes simply referred to as “photocatalyst”) generate electrons and holes when irradiated with light having energy higher than the band gap energy. Near the surface, the redox reaction is strongly promoted. Further, it is known that the surface of a molded body containing a photocatalyst has a so-called self-cleaning action in which it is washed with water droplets such as rain because it exhibits hydrophilicity that easily wets water.

光触媒としては、主に酸化チタンが研究されてきたが、酸化チタンはバンドギャップが3〜3.2eVであるため、波長400nm以下の紫外線を照射する必要があり、可視光では十分な光触媒活性が得られないという欠点がある。また、純粋な酸化チタンは、白色の粉末で物質吸着能がほとんど無く、光触媒活性も十分とはいえない。そのため、酸化チタンに高い光応答性及び触媒活性を付与するために、例えば、プラズマ処理、窒素ドープ、硫黄ドープ等を行う方法が研究されている。また、その一方で、新規な光触媒を見出すための研究が盛んに行われており、その中でニオブ酸化物やタンタル酸化物が注目されている。例えば、ニオブ酸カリウムは、光照射による電荷分離を生じるため、光エネルギーを化学エネルギーに変換する水の光分解触媒として注目されており、特許文献1には、水分解に用いる光触媒として、粒子径が小さく比表面積が大きいニオブ酸カリウム、好ましくは、酸化ニッケルを助触媒として担持したニオブ酸カリウム光触媒を水熱合成法により製造する方法が開示されている。   As a photocatalyst, titanium oxide has been mainly studied. However, since titanium oxide has a band gap of 3 to 3.2 eV, it is necessary to irradiate ultraviolet rays with a wavelength of 400 nm or less, and visible light has sufficient photocatalytic activity. There is a disadvantage that it cannot be obtained. In addition, pure titanium oxide is a white powder and has almost no substance adsorbing ability, and the photocatalytic activity is not sufficient. Therefore, in order to impart high photoresponsiveness and catalytic activity to titanium oxide, for example, methods for performing plasma treatment, nitrogen doping, sulfur doping, and the like have been studied. On the other hand, research for finding new photocatalysts has been actively conducted, and niobium oxide and tantalum oxide have attracted attention among them. For example, potassium niobate is attracting attention as a photodecomposition catalyst for water that converts light energy into chemical energy because it causes charge separation by light irradiation. Patent Document 1 discloses a particle size as a photocatalyst used for water decomposition. Discloses a method for producing a potassium niobate photocatalyst having a small and large specific surface area, preferably a nickel niobate photocatalyst supported with nickel oxide as a cocatalyst, by a hydrothermal synthesis method.

また、非特許文献1によると、酸化タンタルに窒素をドープしたタンタルオキシナイトライト(TaON)は可視光照射、犠牲剤存在下での水分解材料として研究され、可視光応答性を示す材料として期待されている。   According to Non-Patent Document 1, tantalum oxynitrite (TaON) doped with nitrogen in tantalum oxide has been studied as a water-decomposing material in the presence of visible light irradiation and sacrificial agent, and is expected as a material exhibiting visible light responsiveness. Has been.

さらに、酸化タンタル系光触媒に関し、特許文献2では、化学修飾したタンタルアルコキシドを部分加水分解によりポリマー化した前駆体を、粉末、線維、薄膜或いはナノシート化した後、大気中或いは空気、酸素、アンモニア、水素から選ばれる1種以上の雰囲気で焼成し、光吸収端が近紫外領域にある酸化タンタル系光触媒を製造する方法が開示されている。   Furthermore, regarding the tantalum oxide photocatalyst, in Patent Document 2, a precursor obtained by polymerizing a chemically modified tantalum alkoxide by partial hydrolysis is converted into powder, fiber, thin film or nanosheet, and then in the atmosphere or air, oxygen, ammonia, A method for producing a tantalum oxide photocatalyst having a light absorption edge in the near ultraviolet region by firing in one or more atmospheres selected from hydrogen is disclosed.

一方、タンタル及びニオブの酸化物及び複合酸化物は、高誘電率材料として知られ、古くからコンデンサの電極、圧電素子、又は光変調素子等として用いられてきた。例えば、特許文献3には、ニオブを含有する錯体を熱分解する等して得られた酸化ニオブを主成分とする2層構造のコンデンサが、特許文献4にはLiNbOの単結晶の薄膜基板に電極を形成した圧電素子が開示されている。また、特許文献5にはニオブ成分を含むガラスを熱処理してニオブ複合塩の結晶を析出させた、光学素子用高誘電材料が開示されている。また、特許文献6には、五酸化タンタルからなる誘電体層を備えた固体電解コンデンサが開示されている。 On the other hand, tantalum and niobium oxides and composite oxides are known as high dielectric constant materials, and have long been used as capacitor electrodes, piezoelectric elements, or light modulation elements. For example, Patent Document 3 discloses a two-layer capacitor mainly composed of niobium oxide obtained by thermally decomposing a complex containing niobium, and Patent Document 4 discloses a single crystal thin film substrate of LiNbO 3. A piezoelectric element having electrodes formed thereon is disclosed. Patent Document 5 discloses a high-dielectric material for an optical element, in which a glass containing a niobium component is heat-treated to precipitate a niobium composite salt crystal. Patent Document 6 discloses a solid electrolytic capacitor having a dielectric layer made of tantalum pentoxide.

特開2003−126695号公報JP 2003-126695 A 特開2006−263504号公報JP 2006-263504 A 特開2000−188243号公報JP 2000-188243 A 特開平03−190292号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-190292 米国特許3114066号公報US Patent 3,140,066 特開2002−222736号公報JP 2002-2222736 A

G. Hitoki, et al., Chem. Commum., 2002, Vol.16, p.1698−1699G. Hitoki, et al. Chem. Commum. , 2002, Vol. 16, p. 1698-1699 勝又健一他4名、ナノシートを用いた光触媒ガラスの開発、光機能材料研究会第15回シンポジウム「光触媒反応の最近の展開」Vol. 27, pp. 126−127, 2008Kenichi Katsumata and 4 others, Development of photocatalytic glass using nanosheets, Photofunctional Materials Study Group 15th Symposium “Recent Development of Photocatalytic Reaction” Vol. 27, pp. 126-127, 2008

様々な物質が新規な光触媒として見出される中、光触媒に関わる多くの従来技術では、基材の表面に光触媒を含む膜を成膜することによって、光触媒を担持させるという考え方を採用している。しかし、このような考え方に立脚する手法に共通の課題として、基材と光触媒を含む膜との密着性及び膜自体の耐久性を確保することが難しい点が挙げられる。つまり、これらの手法で製造された光触媒機能性製品は、例えばバインダを使って薄膜を基板に密着させるが、時間が経つと、膜が剥離したり、劣化したりして光触媒機能が損なわれたりするおそれがある。例えば非特許文献2にも記載されているように、最も一般的に使用されているソーダライムガラスにチタニアナノシートを適用する場合、アルカリバリア層となる下地膜が必要なため、製造工程が煩雑になり高コストになる点で問題がある。   While various substances have been found as novel photocatalysts, many conventional techniques related to photocatalysts adopt the concept of supporting a photocatalyst by forming a film containing the photocatalyst on the surface of a substrate. However, a problem common to techniques based on such a concept is that it is difficult to ensure the adhesion between the substrate and the film containing the photocatalyst and the durability of the film itself. In other words, the photocatalytic functional products manufactured by these methods, for example, use a binder to adhere the thin film to the substrate, but over time, the film may peel off or deteriorate and the photocatalytic function may be impaired. There is a risk. For example, as described in Non-Patent Document 2, when a titania nanosheet is applied to the most commonly used soda lime glass, a base film that becomes an alkali barrier layer is required, and thus the manufacturing process is complicated. There is a problem in that it becomes expensive.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、基材上に優れた光触媒活性を有するとともに耐久性にも優れた光触媒層を設けた、複合体及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a composite having a photocatalytic layer having excellent photocatalytic activity and excellent durability on a substrate, and a method for producing the same. And

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、複合体のガラスセラミックス層の組成を特定範囲にすることによって、ニオブ成分及び/又はタンタル成分を含有するガラス体からニオブの化合物及びタンタルの化合物からなる群のうち1種以上を含んだ結晶相が析出したガラスセラミックス層が得られ、このガラスセラミックス層を基材に適用することで、優れた光触媒特性、より具体的には光照射によってもたらされる有機物等の分解特性及び/又は高い親水性を有する複合体が得られることを見出した。また、本発明者らは、この複合体を得るにあたって、ニオブ成分及び/又はタンタル成分を含有するガラス体を含む粉粒体を基材上に配置し、これを焼成することで、目的の複合体を容易に製造できることを見出した。この方法で基材に形成されるガラスセラミックス層は、その厚みを容易に調節できること、並びに、ガラス自身のバインダ効果によってガラスセラミックス層と基材との密着性が高められることで、優れた機械的強度や光触媒機能を有することを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。   As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventors have determined that the composition of the glass ceramic layer of the composite is in a specific range, so that the niobium and / or tantalum component-containing niobium is removed from the glass body. A glass ceramic layer in which a crystal phase containing one or more of the group consisting of the above compound and tantalum compound is deposited is obtained. By applying this glass ceramic layer to a substrate, excellent photocatalytic properties, more specifically Has found that a complex having decomposition characteristics of organic substances and / or high hydrophilicity caused by light irradiation can be obtained. Further, when obtaining the composite, the present inventors arrange a powder body containing a glass body containing a niobium component and / or a tantalum component on a base material, and firing the composite to obtain a target composite. It has been found that the body can be easily manufactured. The glass ceramic layer formed on the base material by this method can be easily adjusted in thickness, and the adhesion between the glass ceramic layer and the base material is enhanced by the binder effect of the glass itself. It has been found that it has strength and a photocatalytic function, and has completed the present invention. Specifically, the present invention provides the following.

(1) 基材と、この基材上に位置するガラスセラミックス層と、を備える複合体であって、前記ガラスセラミックス層が結晶相及びガラス相を有しており、前記ガラスセラミックス層は、酸化物基準のモル%で、Nb成分及びTa成分より選択される1種以上を合計で5.0%以上95.0%以下、並びに、SiO成分、B成分、P成分及びGeO成分からなる群より選択される1種以上を合計で10.0%以上85.0%以下含有する複合体。 (1) A composite comprising a base material and a glass ceramic layer positioned on the base material, wherein the glass ceramic layer has a crystal phase and a glass phase, and the glass ceramic layer is oxidized 1% or more selected from Nb 2 O 5 component and Ta 2 O 5 component in a total mol% of 5.0% to 95.0% in total, and SiO 2 component and B 2 O 3 component A composite containing one or more selected from the group consisting of a P 2 O 5 component and a GeO 2 component in a total of 10.0% to 85.0%.

(2) 前記ガラスセラミックス層が、紫外領域から可視領域までの波長の光によって触媒活性が発現される(1)記載の複合体。   (2) The composite according to (1), wherein the glass ceramic layer exhibits catalytic activity by light having a wavelength from an ultraviolet region to a visible region.

(3) 前記ガラスセラミックス層の、紫外領域から可視領域までの波長の光を照射した表面と水滴との接触角が30°以下である(1)又は(2)記載の複合体。   (3) The composite according to (1) or (2), wherein a contact angle between a surface of the glass ceramic layer irradiated with light having a wavelength from an ultraviolet region to a visible region and a water droplet is 30 ° or less.

(4) 基材と、この基材上に位置する光触媒活性を有するガラスセラミックス層と、を備える複合体の製造方法であって、
ニオブ成分及び/又はタンタル成分を含んだガラス体からなる粉粒体を基材上に配置した後に加熱し焼成を行う焼成工程を有する製造方法。
(4) A method for producing a composite comprising a substrate and a glass ceramic layer having photocatalytic activity located on the substrate,
The manufacturing method which has a baking process which heats and bakes after arrange | positioning the granular material which consists of a glass body containing a niobium component and / or a tantalum component on a base material.

(5) 前記ガラス体が、酸化物基準のモル%で、Nb成分及びTa成分からなる群より選択される1種以上を合計で5.0〜95.0%含有する(4)記載の製造方法。 (5) The glass body contains 5.0 to 95.0% in total of at least one selected from the group consisting of Nb 2 O 5 component and Ta 2 O 5 component in mol% based on oxide. (4) The manufacturing method as described.

(6) 前記ガラス体が、酸化物基準のモル%で、SiO成分、P成分、B成分及びGeO成分からなる群より選択される1種以上を合計で10.0〜85.0%含有する(4)又は(5)記載の製造方法。 (6) The glass body is mol% based on oxide, and at least one selected from the group consisting of SiO 2 component, P 2 O 5 component, B 2 O 3 component and GeO 2 component is 10. The production method according to (4) or (5), containing 0 to 85.0%.

(7) 前記粉粒体は、前記ガラス体が粉砕された粉砕ガラスからなる(4)から(6)のいずれか記載の製造方法。   (7) The manufacturing method according to any one of (4) to (6), wherein the powder body is made of crushed glass obtained by pulverizing the glass body.

(8) 前記ガラス体又は前記粉粒体に熱処理を施し、内部に結晶を析出させる結晶化工程を有する(4)から(7)のいずれか記載の製造方法。   (8) The manufacturing method according to any one of (4) to (7), further including a crystallization step in which heat treatment is performed on the glass body or the granular material to precipitate crystals therein.

(9) 前記焼成を、1200℃以下の温度で行う(4)から(8)のいずれか記載の製造方法。   (9) The manufacturing method according to any one of (4) to (8), wherein the baking is performed at a temperature of 1200 ° C. or lower.

(10) 前記焼成を、前記ガラス体のガラス転移温度(Tg)以上であり且つTgより600℃高い温度以下の雰囲気温度で行う(4)から(9)のいずれか記載の製造方法。   (10) The manufacturing method according to any one of (4) to (9), wherein the baking is performed at an atmospheric temperature that is equal to or higher than a glass transition temperature (Tg) of the glass body and is 600 ° C. higher than Tg.

(11) 結晶状態のTiO、ニオブの化合物、タンタルの化合物及びWOからなる群より選択される1種以上を、前記粉粒体との合量に対する質量比で95.0%以下混合して混合物を作製する工程を有する(4)から(10)のいずれか記載の製造方法。 (11) One or more selected from the group consisting of crystalline TiO 2 , niobium compound, tantalum compound and WO 3 is mixed in a mass ratio of 95.0% or less with respect to the total amount of the powder and granular material. The manufacturing method in any one of (4) to (10) which has the process of producing a mixture.

(12) N成分、S成分、F成分、Cl成分、Br成分、及びC成分からなる群より選ばれる1種以上を含む添加物を、前記粉粒体又は前記混合物に対する質量比で20.0%以下混合する工程を有する(4)から(11)のいずれか記載の製造方法。   (12) An additive containing one or more selected from the group consisting of an N component, an S component, an F component, a Cl component, a Br component, and a C component is added in a mass ratio of 20.0 with respect to the granular material or the mixture. % Or less, the manufacturing method in any one of (4) to (11).

(13) Cu、Ag、Au、Pd、及びPtからなる群より選ばれる1種以上からなる金属元素成分を、前記粉粒体又は前記混合物に対する質量比で10.0%以下混合する工程を有する(4)から(12)のいずれか記載の製造方法。   (13) A step of mixing 10.0% or less of a metal element component composed of one or more selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd, and Pt in a mass ratio with respect to the powder or the mixture. (4) The manufacturing method in any one of (12).

(14) 前記粉粒体又は前記混合物を溶剤に分散し、スラリ状態にする工程を有する(4)から(13)のいずれかに記載の製造方法。   (14) The manufacturing method according to any one of (4) to (13), including a step of dispersing the powder or the mixture in a solvent to make a slurry state.

(15) 前記焼成を、3分〜24時間に亘り行う(4)から(14)いずれか記載の製造方法。   (15) The method according to any one of (4) to (14), wherein the firing is performed for 3 minutes to 24 hours.

(16) 前記複合体に、酸性もしくはアルカリ性の溶液への浸漬、又はエッチングを行う工程を更に有する(4)から(15)いずれか記載の製造方法。   (16) The method according to any one of (4) to (15), further including a step of immersing or etching the composite in an acidic or alkaline solution.

(17) 前記ガラス体が、酸化物基準のモル%で、
TiO成分 0〜60.0%、及び/又は、
アルカリ金属酸化物成分及び/又はアルカリ土類金属酸化物成分 0〜50.0%、及び/又は、
(式中、Mは、W及びMoからなる群より選ばれる1種以上である。a及びbは、a:b=2:(Mの価数)を満たす最小の自然数である。)成分 0〜50.0%、及び/又は、
(式中、Mは、Zr及びSnからなる群より選ばれる1種以上である。c及びdは、c:d=2:(Mの価数)を満たす最小の自然数である。)成分 0〜30%、及び/又は、
(式中、Mは、B、Al、Ga、及びInからなる群より選ばれる1種以上である。)成分 0〜50.0%、及び/又は、
Ln(式中、Lnは、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuからなる群より選ばれる1種以上である。)成分 0〜30.0%、及び/又は、
(式中、Mは、V、Cr、Mn、Fe、Co、及びNiからなる群より選ばれる1種以上である。e及びfは、e:f=2:(Mの価数)を満たす最小の自然数である。) 0〜10.0%、及び/又は、
Bi成分+TeO成分 0〜20.0%、及び/又は、
As成分+Sb成分 0〜5.0%
の各成分を含有し、
前記ガラス体の酸化物換算組成の全質量に対する質量%で、
F成分、Cl成分、Br成分、S成分、N成分、及びC成分からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の非金属元素成分を、15.0%以下、及び/又は、
Cu、Ag、Au、Pd、及びPtからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素成分を、10.0%以下
含有するものである(4)から(16)いずれか記載の製造方法。
(17) The glass body is an oxide based mol%,
TiO 2 component 0-60.0% and / or
Alkali metal oxide component and / or alkaline earth metal oxide component 0-50.0%, and / or
M a O b (wherein M is one or more selected from the group consisting of W and Mo. a and b are the smallest natural numbers satisfying a: b = 2: (valence of M)) .) Component 0-50.0% and / or
M 1 c O d (wherein, M 1 is at least one selected from the group consisting of Zr and Sn. C and d are the minimum satisfying c: d = 2: (valence of M 1 )) A natural number) component 0-30% and / or
M 2 2 O 3 (wherein M 2 is one or more selected from the group consisting of B, Al, Ga, and In) component 0 to 50.0%, and / or
Ln 2 O 3 (wherein Ln is selected from the group consisting of Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu. One or more) component 0-30.0% and / or
M 3 e O f (wherein M 3 is at least one selected from the group consisting of V, Cr, Mn, Fe, Co, and Ni. E and f are e: f = 2: (M 3 ), the smallest natural number satisfying 0) to 10.0%, and / or
Bi 2 O 3 component + TeO 2 component 0 to 20.0%, and / or
As 2 O 3 component + Sb 2 O 3 component 0-5.0%
Each component of,
In mass% with respect to the total mass of the oxide equivalent composition of the glass body,
15.0% or less of at least one nonmetallic element component selected from the group consisting of F component, Cl component, Br component, S component, N component, and C component, and / or
The manufacturing method according to any one of (4) to (16), which contains 10.0% or less of at least one metal element component selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd, and Pt.

(18) (4)から(17)いずれか記載の製造方法で製造される複合体を含む光触媒機能性部材。   (18) A photocatalytic functional member comprising a composite produced by the production method according to any one of (4) to (17).

(19) (4)から(17)のいずれか記載の製造方法で製造される複合体を含む親水性部材。   (19) A hydrophilic member comprising a composite produced by the production method according to any one of (4) to (17).

本発明によれば、ニオブの化合物及びタンタルの化合物からなる群のうち1種以上を含んだ結晶相を含有し、且つ十分な耐久性を有する、ガラスセラミックス層が基材上に形成された複合体を提供できる。この複合体が有するガラスセラミックス層の内部及び表面には、ニオブの化合物及びタンタルの化合物からなる群のうち1種以上を含んだ結晶相が均質に存在しているため、優れた光触媒特性、より具体的には光照射によってもたらされる有機物等の分解特性及び/又は高い親水性を有する。また、特に本発明の製造方法によって作製される複合体は、ガラス自体のバインダ効果を利用することができるため、基材との高い密着性をもたらすことができる。そして、ガラスセラミックス層の厚みや形状は、その用途や基材の形状に応じて高い自由度で設計できるため、複合体は種々の用途において有用である。さらに、本発明の方法では、原料の配合組成と熱処理温度の制御によってガラス相から光触媒活性を呈する光触媒結晶を含んだ結晶相が生成されるため、凝集し易く取り扱いが難しいナノサイズの光触媒の結晶材料を必ずしも用いる必要がなく、特殊な設備を用いる必要もない。従って、本発明方法によれば、優れた光触媒特性を備え、例えば光触媒機能性部材や親水性部材等として種々の用途に有用な複合体を工業的規模で容易に製造することができる。   According to the present invention, a composite in which a glass ceramic layer is formed on a substrate, containing a crystal phase containing at least one of the group consisting of a niobium compound and a tantalum compound and having sufficient durability. Can provide the body. Since the crystal phase containing one or more of the group consisting of niobium compound and tantalum compound is homogeneously present inside and on the surface of the glass ceramic layer of the composite, it has excellent photocatalytic properties, Specifically, it has decomposition characteristics such as organic substances caused by light irradiation and / or high hydrophilicity. In particular, the composite produced by the production method of the present invention can utilize the binder effect of the glass itself, and thus can provide high adhesion to the substrate. And since the thickness and shape of a glass-ceramics layer can be designed with a high freedom degree according to the use and the shape of a base material, a composite_body | complex is useful in various uses. Furthermore, in the method of the present invention, a crystal phase containing a photocatalytic crystal exhibiting photocatalytic activity is generated from the glass phase by controlling the blend composition of the raw materials and the heat treatment temperature. It is not always necessary to use materials, and it is not necessary to use special equipment. Therefore, according to the method of the present invention, a composite having excellent photocatalytic properties and useful for various applications such as a photocatalytic functional member and a hydrophilic member can be easily produced on an industrial scale.

本発明の実施例1の複合体におけるガラスセラミックス層についてのXRDパターンである。It is an XRD pattern about the glass ceramic layer in the composite_body | complex of Example 1 of this invention. 本発明の実施例31の複合体におけるガラスセラミックス層についてのXRDパターンである。It is an XRD pattern about the glass ceramic layer in the composite_body | complex of Example 31 of this invention.

以下、本発明の一実施形態を説明するが、これに本発明が限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. In addition, although description may be abbreviate | omitted suitably about the location where description overlaps, the meaning of invention is not limited.

本発明において、ガラスセラミックス複合体(以下「複合体」と記すことがある)とは、ガラスセラミックス層と、基材と、を備えたものであり、このうちガラスセラミックス層は、具体的には非晶質固体及び結晶からなる層である。かかるガラスセラミックス層は、少なくともニオブの化合物及びタンタルの化合物からなる群のうち1種以上を含んだ光触媒結晶を含有しており、その光触媒結晶はガラスセラミックスの内部及び表面に均一に分散している。   In the present invention, a glass ceramic composite (hereinafter sometimes referred to as “composite”) includes a glass ceramic layer and a base material. A layer composed of an amorphous solid and a crystal. The glass ceramic layer contains a photocatalytic crystal containing at least one of the group consisting of at least a niobium compound and a tantalum compound, and the photocatalytic crystal is uniformly dispersed inside and on the surface of the glass ceramic. .

なお、一般に、ガラスセラミックス層を構成しているガラスセラミックスは、バルクのガラス材を熱処理して結晶相を生成させたもの(結晶化ガラスともいう)、ガラス粉を含んだ粉状の材料を固化・焼結させたもの、又はそれらの両方を意味しうる。本発明の複合体が有するガラスセラミックス層は、その製造方法によっては前者にも後者にもなり得るので、本願明細書においては、これら両方を含める意味として用いる。   In general, the glass ceramics that make up the glass ceramic layer are solidified powdered materials containing glass powder, which are produced by heat-treating bulk glass materials (also called crystallized glass). It can mean sintered or both. The glass ceramic layer of the composite of the present invention can be either the former or the latter depending on the production method, and is used in the present specification to include both of them.

<ガラスセラミックス複合体の製造方法>
本発明に係る複合体を製造する製造方法は、主要な工程としてガラス体から得られる粉粒体の焼成工程を有することが好ましい。各工程の詳細を以下説明する。本発明方法における好ましい態様では、原料組成物を溶融しガラス化することでガラス体を作成するガラス化工程、ガラス体から粉粒体を作製する粉砕工程、及び粉粒体を基材上で焼成することによりガラスセラミックス層を形成する焼成工程を含むことができる。
<Method for producing glass-ceramic composite>
It is preferable that the manufacturing method which manufactures the composite_body | complex which concerns on this invention has the baking process of the granular material obtained from a glass body as a main process. Details of each step will be described below. In a preferred embodiment of the method of the present invention, a vitrification step for producing a glass body by melting and vitrifying the raw material composition, a pulverization step for producing a granule from the glass body, and firing the granule on a substrate By doing, the baking process which forms a glass-ceramics layer can be included.

ここで、本発明において「粉粒体」とは、例えば原料組成物から得られたガラス体を粉砕することにより得られるものであり、非晶質状態のガラスの粉砕物と、結晶相を有する結晶化ガラスの粉砕物と、ガラスの粉砕物中に結晶相を析出させたものと、を包含する意味で用いる。すなわち、「粉粒体」は結晶相を有する場合と有しない場合がある。特に、結晶相を有する粉粒体を用いることで、基材上で焼成する際に光触媒特性を有する光触媒結晶の量が増加されるため、光触媒機能が増強されたガラスセラミックス層を確実に製造できる。また、焼成する前の段階で既に光触媒活性を有する光触媒結晶が存在するので、結晶を析出するために必要な温度条件にしなくても、所望の光触媒機能を有するガラスセラミックス層を形成できる。一方で、結晶相を有しない粉粒体を用いることで、熱処理や焼成の工程において光触媒機能が付与されるため、所望の光触媒機能を有するガラスセラミックス層を製造できる。それとともに、光触媒結晶を析出する前の粉粒体の状態では、例えば粉粒体に接触又は混合した有機物を分解し難くできる点で、保管や取り扱いの利便性を高めることができる。ここで、粉粒体が結晶相を有する場合、ガラス体を熱処理して光触媒結晶を析出させた後で粉砕することによって製造してもよいし、ガラス体を粉砕した後に熱処理を行って粉粒体中で光触媒結晶を析出させることにより製造してもよい。このとき、結晶相は、粉粒体を構成する非晶質のガラスの内部及び表面に均一に分散して存在し、又は生成する。なお、「粉粒体」が結晶相を含まない場合は、粉粒体を基材上に配置し、焼成温度を制御することで、ガラス中に光触媒結晶を析出させることができる。以上のように、ガラス中に光触媒結晶を析出させる熱処理を「結晶化処理」と呼ぶ。   Here, in the present invention, the “powder body” is obtained, for example, by pulverizing a glass body obtained from a raw material composition, and has an amorphous glass pulverized product and a crystalline phase. It is used to include a pulverized product of crystallized glass and a product obtained by precipitating a crystal phase in a pulverized product of glass. That is, the “powder” may or may not have a crystal phase. In particular, by using a granular material having a crystalline phase, the amount of photocatalytic crystals having photocatalytic properties is increased when firing on a substrate, so that a glass ceramic layer with enhanced photocatalytic function can be reliably produced. . In addition, since a photocatalytic crystal having photocatalytic activity already exists in the stage before firing, a glass ceramic layer having a desired photocatalytic function can be formed without using a temperature condition necessary for precipitating the crystal. On the other hand, since the photocatalyst function is imparted in the heat treatment and firing steps by using a granular material having no crystal phase, a glass ceramic layer having a desired photocatalytic function can be produced. At the same time, in the state of the granular material before precipitating the photocatalytic crystal, for example, it is difficult to decompose the organic matter that is in contact with or mixed with the granular material, so that the convenience of storage and handling can be enhanced. Here, when the powdery body has a crystal phase, it may be produced by heat treating the glass body to precipitate photocatalyst crystals and then pulverizing it, or after heat treating the glass body and performing powder treatment. You may manufacture by depositing a photocatalyst crystal | crystallization in a body. At this time, the crystal phase exists or is uniformly dispersed in the inside and the surface of the amorphous glass constituting the granular material. When the “powder” does not contain a crystal phase, the photocatalytic crystal can be precipitated in the glass by arranging the powder on the substrate and controlling the firing temperature. As described above, the heat treatment for precipitating photocatalytic crystals in glass is called “crystallization treatment”.

また、結晶化処理は、例えば、(a)ガラス化工程後であり且つ粉砕工程の前、(b)粉砕工程後であり且つ焼成工程の前、(c)焼成工程と同時、の各タイミングで実施できる。この中でも、ガラスセラミックス層の焼結が容易でバインダが不要になることや、プロセスの簡素化によるスループットの向上、省エネルギー等の観点から、上記(c)の焼成工程と同時に、焼成の中で結晶化処理を行うことが好ましい。しかし、複合体を構成する基材として耐熱性が低いものを使用する場合には、上記(a)ガラス化工程後・粉砕工程の前、又は(b)粉砕工程後・焼成工程の前、のタイミングで結晶化を行うことが好ましい。
以下、各工程の詳細を説明する。
The crystallization treatment is performed at, for example, (a) after the vitrification step and before the pulverization step, (b) after the pulverization step and before the firing step, and (c) at the same time as the firing step. Can be implemented. Among these, from the viewpoints of easy sintering of the glass ceramic layer and no need for a binder, improvement of throughput due to simplification of the process, energy saving, etc. It is preferable to perform the conversion treatment. However, when using a substrate having low heat resistance as the base material constituting the composite, (a) after the vitrification step and before the pulverization step, or (b) after the pulverization step and before the firing step, It is preferable to perform crystallization at the timing.
Hereinafter, details of each process will be described.

[ガラス化工程]
ガラス化工程では、所定の原料組成物を溶融しガラス化することで、ガラス体を作製する。具体的には、上述の各成分が所定の含有量の範囲内になるように原料組成物を調合し、均一に混合する。得られる混合物を白金又は耐火物からなる容器に原料組成物を投入し、原料組成物を高温に加熱することで溶融する。これにより得られる溶融ガラスを流出し、適宜冷却することで、ガラス化されたガラス体を形成する。これにより、原料組成物が均一に混合されて、ガラス体に所望の特性が付与されつつ、ナノサイズの光触媒結晶を生成させるベースが形成される。そのため、ナノサイズの光触媒結晶を必ずしも用いなくとも、ガラスセラミックス層の光触媒特性を高めることができる。原料組成物の溶融及びガラス化の条件は、特に限定されず、原料組成物の組成及び量等に応じて、適宜設定することができる。また、形成されるガラス体の形状は、特に限定されず、例えば板状、粒状等であってよい。溶融する温度と時間は、ガラスの組成により異なるが、それぞれ例えば1200〜1650℃、1〜24時間の範囲であることが好ましい。なお、ガラス化工程で用いられる原料組成物は、ガラス形成酸化物等を含む非ガラス原料(通常、粉体であり、バッチと称される)であっても、非ガラス体がガラス化されたガラス原料(通常、破砕物であり、カレットと称される)であってもよい。また、ガラス化工程によって得られるガラス体は、ガラス相のみからなるものに限定されず、少なくとも一部に結晶相を含有する結晶化ガラス体(例えば、少なくとも一部が結晶化した結晶化ガラス体、及び、少なくとも一部を結晶化させた結晶化ガラス体)も包含される。すなわち、ガラス化工程の後工程における「ガラス体」には、ガラス化工程後に結晶化処理を行ったガラス体も包含される。
[Vitrification process]
In the vitrification process, a predetermined raw material composition is melted and vitrified to produce a glass body. Specifically, the raw material composition is prepared and mixed uniformly so that the above-described components are within a predetermined content range. The resulting mixture is melted by putting the raw material composition into a container made of platinum or refractory and heating the raw material composition to a high temperature. The molten glass obtained in this way flows out and is cooled appropriately to form a vitrified glass body. Thereby, the raw material composition is uniformly mixed, and a base for generating nano-sized photocatalytic crystals is formed while imparting desired characteristics to the glass body. Therefore, the photocatalytic properties of the glass ceramic layer can be enhanced without necessarily using nano-sized photocatalytic crystals. The conditions for melting and vitrification of the raw material composition are not particularly limited, and can be appropriately set according to the composition and amount of the raw material composition. Moreover, the shape of the glass body formed is not specifically limited, For example, plate shape, a granule, etc. may be sufficient. The melting temperature and time vary depending on the glass composition, but are preferably in the range of, for example, 1200 to 1650 ° C. and 1 to 24 hours, respectively. In addition, even if the raw material composition used in the vitrification step is a non-glass raw material (usually a powder, referred to as a batch) containing a glass-forming oxide or the like, the non-glass body has been vitrified. It may be a glass raw material (usually a crushed material and called cullet). In addition, the glass body obtained by the vitrification step is not limited to a glass phase only, and a crystallized glass body containing at least a crystal phase (for example, a crystallized glass body crystallized at least partly). And a crystallized glass body crystallized at least partially). That is, the “glass body” in the subsequent step of the vitrification step includes a glass body that has been crystallized after the vitrification step.

本発明の製法において、粉粒体のもととなるガラス体はニオブの化合物(例えばNb、RnNbO、RNb、(Rnは、Li、Na、及びKから選ばれる1種以上、並びにRはMg、Ca、Sr、Ba及びZnから選ばれる1種以上を意味する)等)、タンタルの化合物(例えばTa、RnTaO、RTa(Rnは、Li、Na、及びKから選ばれる1種以上、並びにRはMg、Ca、Sr、Ba及びZnから選ばれる1種以上を意味する)等)を含有するものである。従って、該ガラス体から得られた粉粒体は前記ガラス体と同じ組成を有する。 In the production method of the present invention, the glass body that is the basis of the powder is a niobium compound (for example, Nb 2 O 5 , RnNbO 3 , RNb 2 O 6 , where Rn is one selected from Li, Na, and K). And R represents one or more selected from Mg, Ca, Sr, Ba and Zn)), tantalum compounds (for example, Ta 2 O 5 , RnTaO 3 , RTa 2 O 6 (Rn is Li, 1 or more selected from Na and K, and R means one or more selected from Mg, Ca, Sr, Ba and Zn). Therefore, the granular material obtained from the glass body has the same composition as the glass body.

以下、ガラス体を構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有率は特に断りがない場合は、全て酸化物換算組成のガラス体全物質量に対するモル%で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が溶融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総物質量を100モル%として、ガラス体中に含有される各成分を表記した組成である。   Hereinafter, the composition range of each component which comprises a glass body is described below. In the present specification, unless otherwise specified, the content of each component is expressed in mol% with respect to the total amount of the glass body having an oxide conversion composition. Here, the “oxide equivalent composition” means that the oxide, composite salt, metal fluoride, etc. used as the raw material of the glass component of the present invention are all decomposed and changed into oxides when melted. It is the composition which described each component contained in a glass body by making the total substance amount of the said production | generation oxide into 100 mol%.

(必須成分、任意成分について)
ニオブ成分及び/又はタンタル成分を含む結晶、例えば酸化ニオブの結晶、酸化タンタルの結晶、ニオブ酸塩の結晶、タンタル酸塩の結晶及び/又はこれらの固溶体は、複合体に形成されるガラスセラミックス層に光触媒特性をもたらす必須成分である。酸化ニオブ及び酸化タンタルは、原料や調製方法により2〜5価の酸化物になり、その結晶は、NbO結晶、Nb結晶、NbO結晶、Nb結晶、TaO結晶、Ta結晶、TaO結晶、Ta結晶、等が知られているが、5価の酸化数を有するNb結晶及びTa結晶が最も安定で好ましい。ニオブ酸塩は、Nbと他の元素の酸化物との複合酸化物と考えられ、その結晶は、例えば、ニオブ酸リチウム(LiNbO)結晶、ニオブ酸ナトリウム(NaNbO)結晶、ニオブ酸カリウム(KNbO)結晶、ニオブ酸カルシウム(CaNb)結晶、ニオブ酸ストロンチウム(SrNb)結晶、ニオブ酸バリウム(BaNb)結晶、ニオブ酸マグネシウム(MgNb)結晶、二ニオブ酸ストロンチウム(SrNb)結晶、及び二ニオブ酸カリウムストロンチウム(KSrNb)結晶等を含むがこれらに限定されない。また、タンタル酸塩は、Taと他の元素の酸化物との複合酸化物と考えられ、その結晶は、例えば、タンタル酸リチウム(LiTaO)結晶、タンタル酸ナトリウム(NaTaO)結晶、タンタル酸カリウム(KTaO)結晶、タンタル酸カルシウム(CaTa)結晶、タンタル酸ストロンチウム(SrTa)結晶、タンタル酸バリウム(BaTa)結晶、タンタル酸マグネシウム(MgTa)結晶、二タンタル酸ストロンチウム(SrTa)結晶、及び二タンタル酸カリウムストロンチウム(KSrTa)結晶等を含むがこれらに限定されない。本発明で用いられるガラス体では、光触媒活性を有する限り酸化ニオブの結晶、酸化タンタルの結晶、ニオブ酸塩の結晶及び/又はタンタル酸塩の結晶の種類は問わないが、特に強い光触媒活性を有するRnNbO(RnはLi、Na、及びKからなる群より選択される1種以上である)結晶及び/又はRnTaOを含むことが好ましい。ニオブ酸塩及びタンタル酸塩の典型例である、ニオブ酸カリウム(KNbO)結晶の結晶構造はペロブスカイト構造であり、温度により菱面体晶、斜方晶、正方晶、立方晶となることが知られているが、光触媒活性を有する限り、どの結晶格子のものでもよい。
(About essential and optional ingredients)
A crystal containing a niobium component and / or a tantalum component, for example, a niobium oxide crystal, a tantalum oxide crystal, a niobate crystal, a tantalate crystal and / or a solid solution thereof is a glass ceramic layer formed into a composite It is an essential component that provides photocatalytic properties. Niobium oxide and tantalum oxide are converted into divalent to pentavalent oxides depending on raw materials and preparation methods. The crystals are NbO crystal, Nb 2 O 3 crystal, NbO 2 crystal, Nb 2 O 5 crystal, TaO crystal, Ta 2. O 3 crystal, TaO 2 crystal, Ta 2 O 5 crystal and the like are known, but Nb 2 O 5 crystal and Ta 2 O 5 crystal having a pentavalent oxidation number are most stable and preferable. Niobate is considered to be a composite oxide of Nb 2 O 5 and oxides of other elements, and the crystals thereof include, for example, lithium niobate (LiNbO 3 ) crystals, sodium niobate (NaNbO 3 ) crystals, niobium Potassium oxide (KNbO 3 ) crystal, calcium niobate (CaNb 2 O 6 ) crystal, strontium niobate (SrNb 2 O 6 ) crystal, barium niobate (BaNb 2 O 6 ) crystal, magnesium niobate (MgNb 2 O 6 ) Crystal, strontium diniobate (Sr 2 Nb 2 O 7 ) crystal, potassium strontium diniobate (K 2 SrNb 2 O 7 ) crystal and the like, but not limited thereto. Further, the tantalate is considered to be a composite oxide of Ta 2 O 5 and an oxide of another element, and the crystal thereof is, for example, a lithium tantalate (LiTaO 3 ) crystal or a sodium tantalate (NaTaO 3 ) crystal. Potassium tantalate (KTaO 3 ) crystal, calcium tantalate (CaTa 2 O 6 ) crystal, strontium tantalate (SrTa 2 O 6 ) crystal, barium tantalate (BaTa 2 O 6 ) crystal, magnesium tantalate (MgTa 2 O) 6 ) crystal, strontium tantalate (Sr 2 Ta 2 O 7 ) crystal, potassium strontium tantalate (K 2 SrTa 2 O 7 ) crystal and the like, but not limited thereto. The glass body used in the present invention is not particularly limited in the type of niobium oxide crystal, tantalum oxide crystal, niobate crystal and / or tantalate crystal as long as it has photocatalytic activity, but has particularly strong photocatalytic activity. RnNbO 3 (Rn is at least one selected from the group consisting of Li, Na, and K) crystals and / or RnTaO 3 are preferably included. It is known that the crystal structure of potassium niobate (KNbO 3 ) crystal, which is a typical example of niobate and tantalate, is a perovskite structure, and is rhombohedral, orthorhombic, tetragonal, or cubic depending on the temperature. However, any crystal lattice may be used as long as it has photocatalytic activity.

ニオブ酸塩の結晶は、他の元素との固溶体の状態で存在していてもよい。ここで、前記固溶体としては、例えばRn(TaNb1−q)O、Rnαβ(TaNb1−qγδ(式中、RnはLi、Na、K、Rb、Csから選ばれる1種以上とし、RはMg、Ca、Sr、Baから選ばれる1種以上とし、qは化学量論的にとり得る数を意味し、α+2β+5γ=2δの関係式からなり、γは1より大きい整数を意味する)等を挙げることができる。なお、固溶体は置換型固溶体でも侵入型固溶体でもよい。 The crystals of niobate may exist in the form of a solid solution with other elements. Here, as the solid solution, for example, Rn (Ta q Nb 1-q ) O 3, Rn α R β (Ta q Nb 1-q) γ O δ ( wherein, Rn is Li, Na, K, Rb, One or more selected from Cs, R is one or more selected from Mg, Ca, Sr, and Ba, q means a stoichiometric number, α + 2β + 5γ = 2δ, and γ is It means an integer greater than 1). The solid solution may be a substitutional solid solution or an interstitial solid solution.

本発明では、酸化物換算組成のガラス体全物質量に対して、モル%でNb成分及びTa成分からなる群より選択される1種以上を合計で5.0〜95.0%の範囲内で含有させることが好ましい。Nb成分及び/又はTa成分の含有量が5.0%未満では、ニオブ成分及び/又はタンタル成分を含む光触媒結晶が十分に生成されないため、十分な光触媒特性が得られない。一方、Nb成分及び/又はTa成分の含有量が95.0%を超えると、ガラスの安定性が損なわれる。従って、酸化物換算組成のガラス体全物質量に対するNb成分及びTa成分からなる群より選択される1種以上の含有量は、好ましくは5.0%、より好ましくは10.0%、最も好ましくは15.0%を下限とし、好ましくは95.0%、より好ましくは80.0%、最も好ましくは75.0%を上限とする。また、Nb成分及び/又はTa成分の各々の含有量は、好ましくは50.0%、より好ましくは40.0%、最も好ましくは35.0%を上限とする。Nb成分及びTa成分は、原料として例えばNb、Ta等を用いてガラス体中に導入することができる。 In the present invention, the total amount of one or more selected from the group consisting of the Nb 2 O 5 component and the Ta 2 O 5 component in mol% is 5.0 to 95 in total with respect to the total amount of the glass body having an oxide conversion composition. It is preferable to make it contain within the range of 0.0%. When the content of the Nb 2 O 5 component and / or Ta 2 O 5 component is less than 5.0%, a photocatalytic crystal containing a niobium component and / or a tantalum component is not sufficiently generated, and thus sufficient photocatalytic properties cannot be obtained. . On the other hand, if the content of the Nb 2 O 5 component and / or the Ta 2 O 5 component exceeds 95.0%, the stability of the glass is impaired. Accordingly, the content of one or more selected from the group consisting of the Nb 2 O 5 component and the Ta 2 O 5 component with respect to the total amount of the glass body having an oxide equivalent composition is preferably 5.0%, more preferably 10 0.0%, most preferably 15.0% is the lower limit, preferably 95.0%, more preferably 80.0%, and most preferably 75.0%. Further, the content of each of the Nb 2 O 5 component and / or the Ta 2 O 5 component is preferably 50.0%, more preferably 40.0%, and most preferably 35.0%. The Nb 2 O 5 component and the Ta 2 O 5 component can be introduced into the glass body using, for example, Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 or the like as a raw material.

SiO成分は、ガラスの網目構造を構成し、ガラスの安定性と化学的耐久性を高める成分であるとともに、Si4+イオンが析出したニオブ成分及び/又はタンタル成分を含む光触媒結晶の近傍に存在し、光触媒特性の向上に寄与する成分であり、任意に添加できる成分である。しかし、SiO成分の含有量が75.0%を超えると、ガラスの溶融性が悪くなり、ニオブ成分及び/又はタンタル成分を含む光触媒結晶が析出し難くなる。従って、SiO成分を添加する場合、酸化物換算組成の全物質量に対するSiO成分の含有量は、好ましくは0.5%、より好ましくは1.0%、最も好ましくは2.0%を下限とし、好ましくは75.0%、より好ましくは70.0%、最も好ましくは65.0%を上限とする。SiO成分は、原料として例えばSiO、KSiF、NaSiF等を用いてガラス体内に導入することができる。 The SiO 2 component constitutes a glass network structure and is a component that enhances the stability and chemical durability of the glass, and is present in the vicinity of a photocatalytic crystal containing a niobium component and / or a tantalum component in which Si 4+ ions are deposited. In addition, it is a component that contributes to the improvement of the photocatalytic properties and can be optionally added. However, when the content of the SiO 2 component exceeds 75.0%, the meltability of the glass is deteriorated, and the photocatalytic crystal containing the niobium component and / or the tantalum component is hardly precipitated. Therefore, when the SiO 2 component is added, the content of the SiO 2 component is preferably 0.5%, more preferably 1.0%, and most preferably 2.0% with respect to the total amount of substances in the oxide equivalent composition. The lower limit is preferably set to 75.0%, more preferably 70.0%, and most preferably 65.0%. SiO 2 component can be introduced into the glass body is used as a raw material such as SiO 2, K 2 SiF 6, Na 2 SiF 6 or the like.

GeO成分は、上記のSiOと相似な働きを有する成分であり、任意に添加できる成分である。特に、GeO成分の含有量を20.0%以下にすることで、高価なGeO成分の使用が抑えられるため、ガラスセラミックス層の材料コストを低減することができる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対するGeO成分の含有量は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。GeO成分は、原料として例えばGeO等を用いてガラス体内に導入することができる。 The GeO 2 component is a component having a function similar to that of the above-mentioned SiO 2 and can be arbitrarily added. In particular, by making the content of the GeO 2 component 20.0% or less, use of an expensive GeO 2 component can be suppressed, so that the material cost of the glass ceramic layer can be reduced. Accordingly, the content of the GeO 2 component with respect to the total amount of the oxide-converted composition is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and most preferably 10.0%. The GeO 2 component can be introduced into the glass body using, for example, GeO 2 as a raw material.

成分は、ガラスの網目構造を構成し、ガラスの安定性を高める成分であり、任意に添加できる成分である。しかし、その含有量が75.0%を超えると、ガラスの化学耐久性が低下し、ニオブ成分及び/又はタンタル成分を含む光触媒結晶が析出し難い傾向が強くなる。従って、B成分を添加する場合、酸化物換算組成の全物質量に対するB成分の含有量は、好ましくは0.5%、より好ましくは1.0%、最も好ましくは2.0%を下限とし、好ましくは75.0%、より好ましくは70.0%、最も好ましくは65.0%を上限とする。B成分は、原料として例えばHBO、Na、Na・10HO、BPO等を用いてガラス体内に導入することができる。 The B 2 O 3 component is a component that constitutes a glass network structure and improves the stability of the glass, and can be optionally added. However, if the content exceeds 75.0%, the chemical durability of the glass is lowered, and the tendency of the photocatalytic crystals containing the niobium component and / or the tantalum component to be difficult to precipitate increases. Therefore, when the B 2 O 3 component is added, the content of the B 2 O 3 component is preferably 0.5%, more preferably 1.0%, most preferably 2 with respect to the total amount of the oxide-converted composition. 0.0% is the lower limit, preferably 75.0%, more preferably 70.0%, and most preferably 65.0%. The B 2 O 3 component can be introduced into the glass body using, for example, H 3 BO 3 , Na 2 B 4 O 7 , Na 2 B 4 O 7 .10H 2 O, BPO 4 or the like as a raw material.

成分は、ガラスの網目構造を構成する成分であり、任意に添加できる成分である。ここで、P成分を配合することによって、より低い焼成温度でニオブ成分及び/又はタンタル成分を含む結晶を析出させることが可能である。さらに、P成分を網目構造の主成分にすることにより、より多くのニオブ成分及び/又はタンタル成分をガラスに取り込ませることができる。しかし、Pの含有量が60.0%を超えると、ニオブ成分及び/又はタンタル成分を含む光触媒結晶が析出し難くなる。従って、P成分を添加する場合、酸化物換算組成の全物質量に対するP成分の含有量は、好ましくは0.5%、より好ましくは1.0%を下限とし、好ましくは60.0%、より好ましくは50.0%、最も好ましくは45.0%を上限とする。P成分は、原料として例えばAl(PO、Ca(PO、Ba(PO、NaPO、BPO、HPO等を用いてガラス体内に導入することができる。 P 2 O 5 component is a component which constitutes the network structure of the glass is a component that can be added optionally. Here, by including the P 2 O 5 component, it is possible to precipitate crystals containing a niobium component and / or a tantalum component at a lower firing temperature. Furthermore, by using the P 2 O 5 component as the main component of the network structure, more niobium component and / or tantalum component can be incorporated into the glass. However, when the content of P 2 O 5 exceeds 60.0%, a photocatalytic crystal containing a niobium component and / or a tantalum component becomes difficult to precipitate. Therefore, when the P 2 O 5 component is added, the content of the P 2 O 5 component with respect to the total amount of the oxide-converted composition is preferably 0.5%, more preferably 1.0%, and preferably Is 60.0%, more preferably 50.0%, and most preferably 45.0%. The P 2 O 5 component is introduced into the glass body using, for example, Al (PO 3 ) 3 , Ca (PO 3 ) 2 , Ba (PO 3 ) 2 , NaPO 3 , BPO 4 , H 3 PO 4, etc. as raw materials. be able to.

ガラス体は、SiO成分、GeO成分、B成分、及びP成分から選ばれる少なくとも1種以上の成分を10.0%以上85.0%以下の範囲内で含有することが好ましい。特に、この合計量を85.0%以下にすることで、ガラスの溶融性、安定性及び化学耐久性が向上するとともに、目的の光触媒結晶がより析出し易くなる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対する、SiO成分、GeO成分、B成分、及びP成分から選ばれる1種以上の合計量は、好ましくは85.0%、より好ましくは75.0%、最も好ましくは70.0%を上限とする。なお、この合計量が10.0%未満であると、ガラスが得られにくくなるので、10.0%以上の添加が好ましく、30.0%以上がより好ましく、40.0%以上が最も好ましい。また、SiO成分、GeO成分、B成分、及びP成分の中では、ガラスの安定性や耐久性を向上させ易く、目的の光触媒結晶を析出させ易い等の理由でSiO成分が最も好ましく、少なくともSiO成分を10.0%以上含有することにより、ガラスセラミックス層の前駆体であるガラス体を安定に生産でき、且つ耐久性と光触媒特性の高いガラスセラミックス層が得られる。 The glass body contains at least one component selected from SiO 2 component, GeO 2 component, B 2 O 3 component, and P 2 O 5 component in the range of 10.0% or more and 85.0% or less. It is preferable. In particular, when the total amount is 85.0% or less, the melting property, stability, and chemical durability of the glass are improved, and the target photocatalytic crystal is more easily precipitated. Therefore, the total amount of one or more selected from the SiO 2 component, the GeO 2 component, the B 2 O 3 component, and the P 2 O 5 component is preferably 85.0% with respect to the total amount of the oxide-converted composition. The upper limit is more preferably 75.0%, and most preferably 70.0%. In addition, since it becomes difficult to obtain glass when this total amount is less than 10.0%, addition of 10.0% or more is preferable, 30.0% or more is more preferable, and 40.0% or more is most preferable. . In addition, among the SiO 2 component, GeO 2 component, B 2 O 3 component, and P 2 O 5 component, it is easy to improve the stability and durability of the glass, and to easily precipitate the desired photocatalytic crystal. A SiO 2 component is most preferable, and by containing at least 10.0% of the SiO 2 component, a glass body that is a precursor of the glass ceramic layer can be stably produced, and a glass ceramic layer having high durability and photocatalytic properties is provided. can get.

原料組成物は、上記必須成分であるニオブ成分及び/又はタンタル成分、並びにP成分、B成分、SiO成分、及びGeO成分のうち少なくとも1種以上の成分に加えて、さらに、得られるガラス体が酸化物換算組成のモル%で、
アルカリ金属酸化物成分及び/又はアルカリ土類金属酸化物成分 0〜50.0%、及び/又は、
(式中、Mは、W及びMoからなる群より選ばれる1種以上である。a及びbは、a:b=2:(Mの価数)を満たす最小の自然数である。)成分 0〜30.0%、及び/又は、
TiO成分 0〜60.0%
(式中、Mは、Zr及びSnからなる群より選ばれる1種以上である。c及びdは、c:d=2:Mの価数、を満たす最小の自然数である。)成分 0〜20.0%、及び/又は、
(式中、Mは、Al、Ga、及びInからなる群より選ばれる1種以上である。)成分 0〜50.0%、及び/又は、
Ln(式中、Lnは、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、及びLuからなる群より選ばれる1種以上である。)成分 0〜30.0%、及び/又は、
(式中、Mは、V、Cr、Mn、Fe、Co及びNiからなる群より選ばれる1種以上である。e及びfは、e:f=2:(Mの価数)を満たす最小の自然数である。) 0〜10.0%、及び/又は、
Bi成分+TeO成分 0〜20.0%、及び/又は、
As成分+Sb成分 0〜5.0%
の各成分を含有し、
前記ガラス体の酸化物換算組成の全質量に対する外割り質量%で、
F成分、Cl成分、Br成分、S成分、N成分、及びC成分からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の非金属元素成分を、15.0%以下、及び/又は、
Cu、Ag、Au、Pd、及びPtからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素成分を、10.0%以下含有するように調製されたものを用いることが好ましい。
In addition to the niobium component and / or tantalum component, which are the essential components, and the P 2 O 5 component, the B 2 O 3 component, the SiO 2 component, and the GeO 2 component, the raw material composition is added to at least one of the components. Furthermore, the obtained glass body is mol% of the oxide conversion composition,
Alkali metal oxide component and / or alkaline earth metal oxide component 0-50.0%, and / or
M a O b (wherein M is one or more selected from the group consisting of W and Mo. a and b are the smallest natural numbers satisfying a: b = 2: (valence of M)) .) Component 0 to 30.0% and / or
TiO 2 component 0-60.0%
M 1 c O d (wherein M 1 is at least one selected from the group consisting of Zr and Sn. C and d are the smallest natural numbers satisfying the valence of c: d = 2: M 1 ) Component 0-20.0% and / or
M 2 2 O 3 (wherein M 2 is one or more selected from the group consisting of Al, Ga, and In) Component 0 to 50.0%, and / or
Ln 2 O 3 (wherein Ln is selected from the group consisting of Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu) 1) or more components) 0-30.0% and / or
M 3 e O f (wherein M 3 is at least one selected from the group consisting of V, Cr, Mn, Fe, Co and Ni. E and f are e: f = 2: (M 3 The minimum natural number satisfying the valence of 0) to 10.0% and / or
Bi 2 O 3 component + TeO 2 component 0 to 20.0%, and / or
As 2 O 3 component + Sb 2 O 3 component 0-5.0%
Each component of,
In the externally divided mass% with respect to the total mass of the oxide equivalent composition of the glass body,
15.0% or less of at least one nonmetallic element component selected from the group consisting of F component, Cl component, Br component, S component, N component, and C component, and / or
It is preferable to use a material prepared so as to contain 10.0% or less of at least one metal element component selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd, and Pt.

LiO成分、NaO成分及びKO成分は、Nb成分やTa成分との間で光触媒結晶(例えばニオブ酸リチウム結晶、タンタル酸リチウム結晶、ニオブ酸ナトリウム結晶、タンタル酸ナトリウム結晶、ニオブ酸カリウム結晶及びタンタル酸カリウム結晶のうち1種以上)を生成するとともに、ガラスの溶融性と安定性を向上させる成分であり、任意に添加できる成分である。また、ガラス転移温度を下げてニオブ成分やタンタル成分を含む結晶を生成させ易くするとともに、焼成工程における焼成温度をより低く抑える成分である。しかし、これら成分の各々の含有量が40.0%を超えると、かえってガラスの安定性が悪くなり、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶の析出も困難となる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対する、LiO成分、NaO成分及びKO成分の各々の含有量は、好ましくは40.0%、より好ましくは35.0%、最も好ましくは30.0%を上限とする。LiO成分、NaO成分及びKO成分は、原料として例えばLiCO、LiNO、LiF、NaO、NaCO、NaNO、NaF、NaS、NaSiF、KCO、KNO、KF、KHF、KSiF等を用いてガラス体内に導入することができる。 Li 2 O component, Na 2 O component and K 2 O component are photocatalytic crystals (for example, lithium niobate crystal, lithium tantalate crystal, sodium niobate crystal, etc.) between Nb 2 O 5 component and Ta 2 O 5 component. It is a component that generates one or more of a sodium tantalate crystal, a potassium niobate crystal, and a potassium tantalate crystal, and improves the meltability and stability of the glass, and can be optionally added. Moreover, it is a component which lowers | hangs the glass transition temperature and makes it easy to produce | generate the crystal | crystallization containing a niobium component and a tantalum component, and suppresses the calcination temperature in a baking process lower. However, if the content of each of these components exceeds 40.0%, the stability of the glass deteriorates, and it becomes difficult to deposit photocatalytic crystals containing a niobium component or a tantalum component. Therefore, the content of each of the Li 2 O component, the Na 2 O component, and the K 2 O component with respect to the total amount of the oxide-converted composition is preferably 40.0%, more preferably 35.0%, and most preferably The upper limit is 30.0%. Li 2 O component, Na 2 O component and K 2 O component are raw materials such as Li 2 CO 3 , LiNO 3 , LiF, Na 2 O, Na 2 CO 3 , NaNO 3 , NaF, Na 2 S, Na 2 SiF. 6 , K 2 CO 3 , KNO 3 , KF, KHF 2 , K 2 SiF 6 or the like can be used for introduction into the glass body.

RbO成分及びCsO成分は、ガラスの溶融性と安定性を向上する成分であり、任意に添加できる成分である。また、ガラス転移温度を下げてニオブ成分やタンタル成分を含む結晶を生成させ易くするとともに、焼成工程における焼成温度をより低く抑える成分である。しかし、これら成分の各々の含有量が10.0%を超えると、かえってガラスの安定性が悪くなり、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶の生成も困難となる。従って、酸化物換算組成のガラス体全物質量に対する、RbO成分及びCsO成分の各々の含有量は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。RbO成分及びCsO成分は、原料として例えばRbCO、RbNO、CsCO、CsNO等を用いてガラス体内に含有することができる。 The Rb 2 O component and the Cs 2 O component are components that improve the meltability and stability of the glass, and can be optionally added. Moreover, it is a component which lowers | hangs the glass transition temperature and makes it easy to produce | generate the crystal | crystallization containing a niobium component and a tantalum component, and suppresses the calcination temperature in a baking process lower. However, if the content of each of these components exceeds 10.0%, the stability of the glass becomes worse, and it becomes difficult to produce photocatalytic crystals containing a niobium component or a tantalum component. Therefore, the content of each of the Rb 2 O component and the Cs 2 O component is preferably 10.0%, more preferably 8.0%, and most preferably 5. The upper limit is 0%. The Rb 2 O component and the Cs 2 O component can be contained in the glass body using, for example, Rb 2 CO 3 , RbNO 3 , Cs 2 CO 3 , CsNO 3 and the like as raw materials.

ガラス体は、RnO(式中、RnはLi、Na、K、Rb及びCsからなる群より選択される1種以上)成分から選ばれる少なくとも1種以上の成分を合計で40.0%以下含有することが好ましい。特に、RnO成分の合計量を40.0%以下にすることで、ガラスの安定性が向上し、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶が析出し易くなるため、ガラスセラミックス層の触媒活性を確保することができる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対する、RnO成分の合計量は、好ましくは40.0%、より好ましくは35.0%、最も好ましくは30.0%を上限とする。 The glass body comprises 40.0% in total of at least one component selected from Rn 2 O (wherein Rn is one or more selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb and Cs). It is preferable to contain below. In particular, when the total amount of the Rn 2 O component is 40.0% or less, the stability of the glass is improved, and photocatalytic crystals containing a niobium component and a tantalum component are easily precipitated. Can be secured. Therefore, the total amount of the Rn 2 O component is preferably 40.0%, more preferably 35.0%, and most preferably 30.0% with respect to the total amount of the oxide-converted composition.

MgO成分、CaO成分、SrO成分、BaO成分及びZnO成分は、Nb成分やTa成分との間で光触媒結晶(例えばニオブ酸マグネシウム結晶、タンタル酸マグネシウム結晶、ニオブ酸カルシウム結晶、タンタル酸カルシウム結晶、ニオブ酸ストロンチウム結晶、タンタル酸ストロンチウム結晶、ニオブ酸バリウム結晶、タンタル酸バリウム結晶、ニオブ酸亜鉛結晶及びタンタル酸亜鉛結晶のうち1種以上)を生成するとともに、ガラスの溶融性と安定性を向上させる成分であり、任意に添加できる成分である。また、ガラス転移温度を下げてニオブ成分やタンタル成分を含む結晶を生成させ易くするとともに、焼成温度をより低く抑える成分である。しかし、これら成分の各々の含有量が40.0%を超えると、かえってガラスの安定性が悪くなり、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶の析出も困難となる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対するMgO成分の含有量は、好ましくは40.0%、より好ましくは30.0%、最も好ましくは20.0%を上限とする。また、酸化物換算組成の全物質量に対するCaO成分、SrO成分、BaO成分及びZnO成分の各々の含有量は、好ましくは40.0%、より好ましくは30.0%、最も好ましくは25.0%を上限とする。MgO成分、CaO成分、SrO成分、BaO成分及びZnO成分は、原料として例えばMgCO、MgF、CaCO、CaF、Sr(NO、SrF、BaCO、Ba(NO、BaF、ZnO、ZnF等を用いてガラス体内に導入することができる。 MgO component, CaO component, SrO component, BaO component and ZnO component are photocatalytic crystals (for example, magnesium niobate crystal, magnesium tantalate crystal, calcium niobate crystal) between Nb 2 O 5 component and Ta 2 O 5 component. Calcium tantalate crystal, strontium niobate crystal, strontium tantalate crystal, barium niobate crystal, barium tantalate crystal, zinc niobate crystal and zinc tantalate crystal) It is a component that improves stability, and can be optionally added. In addition, it is a component that lowers the glass transition temperature to facilitate generation of crystals containing a niobium component or a tantalum component, and suppresses the firing temperature to a lower level. However, if the content of each of these components exceeds 40.0%, the stability of the glass deteriorates, and it becomes difficult to deposit photocatalytic crystals containing a niobium component or a tantalum component. Therefore, the upper limit of the content of the MgO component with respect to the total amount of the oxide-converted composition is preferably 40.0%, more preferably 30.0%, and most preferably 20.0%. Further, the content of each of the CaO component, the SrO component, the BaO component and the ZnO component with respect to the total amount of the oxide-converted composition is preferably 40.0%, more preferably 30.0%, and most preferably 25.0. % Is the upper limit. MgO component, CaO component, SrO component, BaO component and ZnO component are raw materials such as MgCO 3 , MgF 2 , CaCO 3 , CaF 2 , Sr (NO 3 ) 2 , SrF 2 , BaCO 3 , Ba (NO 3 ) 2. , BaF 2 , ZnO, ZnF 2 or the like can be introduced into the glass body.

ガラス体は、RO(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選択される1種以上)成分を合計で40.0%以下含有することが好ましい。特に、RO成分の合計量を40%以下にすることで、ガラスの安定性が向上し、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶が析出し易くなるため、ガラスセラミックス層の触媒活性を確保することができる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対する、RO成分の合計量は、好ましくは45.0%、より好ましくは40.0%、最も好ましくは35.0%を上限とする。   The glass body preferably contains 40.0% or less in total of RO (wherein R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba and Zn). In particular, by making the total amount of RO components 40% or less, the stability of the glass is improved, and photocatalytic crystals containing a niobium component and a tantalum component are likely to precipitate, so that the catalytic activity of the glass ceramic layer is ensured. Can do. Accordingly, the total amount of the RO component with respect to the total amount of the oxide-converted composition is preferably 45.0%, more preferably 40.0%, and most preferably 35.0%.

また、ガラス体は、RO(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選択される1種以上)成分及びRnO(式中、RnはLi、Na、K、Rb及びCsからなる群より選択される1種以上)成分から選ばれる少なくとも1種以上の成分を50.0%以下含有することが好ましい。特に、RO成分及びRnO成分の合計量を50.0%以下にすることで、ガラスの安定性が向上し、ガラス転移温度(Tg)が下がり、目的の光触媒結晶を有するガラスセラミックス層がより容易に得られる。一方で、RO成分及びRnO成分の合計量が50.0%より多いと、ガラスの安定性が悪くなり、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶の析出も困難となる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対する合計量(RO+RnO)は、好ましくは50.0%、より好ましくは40.0%、最も好ましくは35.0%を上限とする。また、上記RO成分及びRnO成分の中では、高い光触媒特性を得るために特にNaO成分を用いることが最も好ましい。従って、ガラス体中に、少なくともNaO成分を0.5%以上含有することにより、より高い光触媒特性が得られる。 Further, the glass body is composed of RO (wherein R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba and Zn) and Rn 2 O (wherein Rn is Li, Na, K, It is preferable to contain 50.0% or less of at least one component selected from one or more components selected from the group consisting of Rb and Cs. In particular, when the total amount of the RO component and the Rn 2 O component is 50.0% or less, the stability of the glass is improved, the glass transition temperature (Tg) is lowered, and the glass ceramic layer having the target photocatalytic crystal is obtained. More easily obtained. On the other hand, when the total amount of the RO component and the Rn 2 O component is more than 50.0%, the stability of the glass is deteriorated, and it is difficult to deposit a photocatalytic crystal containing a niobium component or a tantalum component. Accordingly, the total amount (RO + Rn 2 O) with respect to the total amount of oxide-converted composition is preferably 50.0%, more preferably 40.0%, and most preferably 35.0%. Further, among the RO component and the Rn 2 O component, it is most preferable to use a Na 2 O component particularly in order to obtain high photocatalytic properties. Therefore, higher photocatalytic properties can be obtained by containing at least 0.5% Na 2 O component in the glass body.

ここで、ガラス体は、RO(式中、RはMg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群より選択される1種以上)成分及びRnO(式中、RnはLi、Na、K、Rb及びCsからなる群より選択される1種以上)成分から選ばれる成分のうち2種類以上を含有することにより、ガラスの安定性と化学耐久性が大幅に向上し、焼成後のガラスセラミックス層の機械強度がより高くなり、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶がガラスからより析出し易くなる。従って、ガラス体中に、RO成分及びRnO成分から選ばれる成分のうち2種類以上を含有することが好ましく、3種類以上を含有することがより好ましい。 Here, the glass body is composed of RO (wherein R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba and Zn) and Rn 2 O (wherein Rn is Li, Na, K). , One or more selected from the group consisting of Rb and Cs), by containing two or more components selected from the components, the stability and chemical durability of the glass are greatly improved, and the glass ceramic after firing The mechanical strength of the layer becomes higher, and photocatalytic crystals containing a niobium component or a tantalum component are more likely to precipitate from the glass. Accordingly, the glass body preferably contains two or more types of components selected from the RO component and the Rn 2 O component, and more preferably contains three or more types.

WO成分及びMoO成分は、ガラスの溶融性と安定性を高める成分であり、且つニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶に固溶し、又はそれらの近傍に存在することで、光触媒特性を向上させる成分であり、任意に添加できる成分である。しかし、WO成分及びMoO成分の各々の含有量が20.0%を超えると、ガラスの安定性が著しく悪くなる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対するWO成分及びMoO成分の各々の含有量は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。WO成分及びMoO成分は、原料として例えばWO、MoO等を用いてガラス体に導入することができる。 The WO 3 component and the MoO 3 component are components that enhance the melting property and stability of the glass, and are dissolved in a photocatalytic crystal containing a niobium component or a tantalum component, or are present in the vicinity thereof, thereby providing photocatalytic properties. It is a component to be improved and can be optionally added. However, if the content of each of the WO 3 component and the MoO 3 component exceeds 20.0%, the stability of the glass is remarkably deteriorated. Accordingly, the content of each of the WO 3 component and the MoO 3 component with respect to the total amount of the oxide-converted composition is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and most preferably 10.0%. To do. The WO 3 component and the MoO 3 component can be introduced into the glass body using, for example, WO 3 , MoO 3 or the like as raw materials.

ガラス体は、M成分(式中、Mは、W及びMoからなる群より選ばれる1種以上である。a及びbは、a:b=2:Mの価数、を満たす最小の自然数である。)、すなわち、WO成分及びMoO成分から選ばれる少なくとも1種以上の成分を30.0%以下含有することが好ましい。特に、これらの成分の合計量を30.0%以下にすることで、ガラスの安定性が確保されるため、良好なガラスセラミックス層を形成することができる。従って、酸化物換算組成のガラス体全物質量に対するM成分の合計量は、好ましくは30.0%、より好ましくは20.0%、最も好ましくは15.0%を上限とする。なお、M成分を全く含有しなくとも高い光触媒特性を有するガラスセラミックス層を得ることは可能であるが、これらの成分の合計量を0.1%以上にすることで、ガラスセラミックス層の光触媒特性をさらに向上することができる。従って、酸化物換算組成のガラス体全物質量に対するM成分の合計量は、好ましくは0.1%、より好ましくは0.5%、最も好ましくは1.0%を下限とする。 The glass body is a M a O b component (wherein M is one or more selected from the group consisting of W and Mo. a and b are the minimum satisfying a: b = 2: M valence) That is, it is preferable to contain 30.0% or less of at least one component selected from WO 3 component and MoO 3 component. In particular, when the total amount of these components is 30.0% or less, the stability of the glass is ensured, so that a good glass ceramic layer can be formed. Accordingly, the total amount of the M a O b component with respect to the total amount of the glass body having an oxide conversion composition is preferably 30.0%, more preferably 20.0%, and most preferably 15.0%. Although it is possible to obtain a glass ceramic layer having high photocatalytic properties even if it does not contain any M a O b component, the glass ceramic layer can be obtained by making the total amount of these components 0.1% or more. The photocatalytic properties of can be further improved. Therefore, the total amount of the M a O b component with respect to the total amount of the glass body having the oxide conversion composition is preferably 0.1%, more preferably 0.5%, and most preferably 1.0%.

TiO成分は、ガラスの溶融性、安定性及び化学耐久性を向上させる成分であり、任意に添加できる成分である。また、TiO成分は、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶の核形成剤の役割を果たす効果もあるので、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶の析出に寄与する。しかし、TiO成分の含有量が30.0%を超えると、ガラス化が難しくなるし、目的以外の光触媒結晶の析出も顕著となる。従って、TiO成分を添加する場合、酸化物換算組成の全物質量に対するTiO成分の含有量は、好ましくは30.0%、より好ましくは20.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。TiO成分は、原料として例えばTiO等を用いてガラス体内に導入することができる。 TiO 2 component is glass meltability, a component for improving the stability and chemical durability, which is a component that can be added optionally. The TiO 2 component also has the effect of acting as a nucleating agent for a photocatalytic crystal containing a niobium component or a tantalum component, thus contributing to the precipitation of the photocatalytic crystal containing a niobium component or a tantalum component. However, when the content of the TiO 2 component exceeds 30.0%, vitrification becomes difficult, and precipitation of photocatalytic crystals other than the intended purpose becomes significant. Therefore, when the TiO 2 component is added, the content of the TiO 2 component is preferably 30.0%, more preferably 20.0%, and most preferably 10.0% with respect to the total amount of substances in the oxide equivalent composition. The upper limit. The TiO 2 component can be introduced into the glass body using, for example, TiO 2 as a raw material.

ZrO成分は、ガラスセラミックス層の化学的耐久性を高める成分であり、任意に添加できる成分である。また、ニオブ成分やタンタル成分を含む結晶の析出を促進し、且つZr4+イオンがニオブ成分やタンタル成分を含んだ光触媒結晶に固溶して光触媒特性の向上に寄与する成分である。しかし、ZrO成分の含有量が20.0%を超えると、ガラス化し難くなる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対するZrO成分の含有量は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。ZrO成分は、原料として例えばZrO、ZrF等を用いてガラス体内に導入することができる。 The ZrO 2 component is a component that increases the chemical durability of the glass ceramic layer, and can be optionally added. Further, it is a component that promotes the precipitation of crystals containing a niobium component or a tantalum component and contributes to the improvement of the photocatalytic properties by the solid solution of Zr 4+ ions in the photocatalytic crystal containing the niobium component or the tantalum component. However, when the content of the ZrO 2 component exceeds 20.0%, vitrification becomes difficult. Therefore, the content of the ZrO 2 component is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and most preferably 10.0% with respect to the total amount of substances in oxide equivalent composition. The ZrO 2 component can be introduced into the glass body using, for example, ZrO 2 or ZrF 4 as a raw material.

ガラス体は、TiO成分及び/又はZrO成分を20.0%以下含有することが好ましい。特に、これらの成分の合計量を20.0%以下にすることで、ガラスセラミックス層の安定性が確保されるため、良好なガラスセラミックス層を形成することができる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対する合計量(TiO+ZrO)は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。なお、TiO成分及びZrO成分は、いずれも含有しなくとも高い光触媒特性を有するガラスセラミックス層を得ることは可能であるが、これらの成分の合計量を0.1%以上にすることで、ガラスセラミックス層の光触媒特性をさらに向上させることができる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対する合計量(TiO+ZrO)は、好ましくは0.1%、より好ましくは0.5%、さらに好ましくは1.0%、最も好ましくは2.0%を下限とする。 The glass body preferably contains 20.0% or less of a TiO 2 component and / or a ZrO 2 component. In particular, when the total amount of these components is 20.0% or less, the stability of the glass ceramic layer is ensured, so that a good glass ceramic layer can be formed. Therefore, the total amount (TiO 2 + ZrO 2 ) with respect to the total amount of the oxide-converted composition is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and most preferably 10.0%. In addition, although it is possible to obtain a glass ceramic layer having high photocatalytic characteristics even if neither of the TiO 2 component and the ZrO 2 component is contained, the total amount of these components is set to 0.1% or more. The photocatalytic properties of the glass ceramic layer can be further improved. Therefore, the total amount (TiO 2 + ZrO 2 ) with respect to the total amount of the oxide-converted composition is preferably 0.1%, more preferably 0.5%, still more preferably 1.0%, and most preferably 2.0. % Is the lower limit.

Al成分は、ガラスの安定性及びガラスセラミックス層の化学的耐久性を高め、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶のガラスからの析出を促進し、且つAl3+イオンがニオブ成分やタンタル成分を含んだ光触媒結晶に固溶して光触媒特性の向上に寄与する成分であり、任意に添加できる成分である。しかし、その含有量が30.0%を超えると、溶解温度が著しく上昇し、ガラス化し難くなる。従って、Al成分を添加する場合、酸化物換算組成の全物質量に対するAl成分の含有量は、好ましくは0.1%、より好ましくは0.5%、最も好ましくは1.0%を下限とし、好ましくは30.0%、より好ましくは20.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。Al成分は、原料として例えばAl、Al(OH)、AlF等を用いてガラス体内に導入することができる。 The Al 2 O 3 component enhances the stability of the glass and the chemical durability of the glass ceramic layer, promotes the precipitation of the photocatalytic crystal containing the niobium component and the tantalum component from the glass, and Al 3+ ions contain the niobium component and the tantalum. It is a component that contributes to the improvement of photocatalytic properties by dissolving in a photocatalytic crystal containing the component, and can be optionally added. However, when the content exceeds 30.0%, the melting temperature is remarkably increased and vitrification becomes difficult. Therefore, when the Al 2 O 3 component is added, the content of the Al 2 O 3 component is preferably 0.1%, more preferably 0.5%, most preferably 1 with respect to the total amount of the oxide-converted composition. 0.0% is the lower limit, preferably 30.0%, more preferably 20.0%, and most preferably 10.0%. The Al 2 O 3 component can be introduced into the glass body using, for example, Al 2 O 3 , Al (OH) 3 , AlF 3 or the like as a raw material.

SnO成分は、ニオブ成分やタンタル成分を含む結晶の析出を促進し、且つニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶に固溶して光触媒特性の向上に効果がある成分であり、また、光触媒特性を高める作用のある後述のAgやAuやPtイオンと一緒に添加する場合は還元剤の役割を果たし、間接的に光触媒特性の向上に寄与する成分であり、任意に添加できる成分である。しかし、これらの成分の含有量が10.0%を超えると、ガラスの安定性が悪くなり、光触媒特性も低下し易くなる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対するSnO成分の含有量は、合計で、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。また、これらの成分を添加する場合は、好ましくは0.01%、より好ましくは0.02%、最も好ましくは0.03%を下限とする。SnO成分は、原料として例えばSnO、SnO、SnO等を用いてガラス体に導入することができる。 The SnO component is a component that promotes the precipitation of crystals containing a niobium component or a tantalum component and is effective in improving the photocatalytic properties by dissolving in a photocatalytic crystal containing a niobium component or a tantalum component. When added together with Ag, Au or Pt ions, which will be described later, which has an enhancing action, it serves as a reducing agent and indirectly contributes to the improvement of the photocatalytic properties, and can be optionally added. However, when the content of these components exceeds 10.0%, the stability of the glass is deteriorated, and the photocatalytic properties are liable to deteriorate. Accordingly, the total content of the SnO component with respect to the total amount of the oxide-converted composition is preferably 10.0%, more preferably 8.0%, and most preferably 5.0%. When these components are added, the lower limit is preferably 0.01%, more preferably 0.02%, and most preferably 0.03%. The SnO component can be introduced into the glass body using, for example, SnO, SnO 2 , SnO 3 or the like as a raw material.

ガラス体は、M 成分(式中、Mは、Zr及びSnからなる群より選ばれる1種以上である。c及びdは、c:d=2:Mの価数、を満たす最小の自然数である。)、すなわち、ZrO成分及びSnO成分から選ばれる少なくとも1種以上の成分を合計で20.0%以下含有することが好ましい。特に、これらの成分の合計量を20.0%以下にすることで、ガラスの安定性が確保されるため、良好なガラスセラミックス層を形成することができる。従って、酸化物換算組成のガラス体全物質量に対する、M 成分の合計量は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。なお、M 成分を全く含有しなくとも高い光触媒特性を有するガラスセラミックス層を得ることは可能であるが、これらの成分の合計量を0.1%以上にすることで、ガラスセラミックス層の光触媒特性をさらに向上させることができる。従って、酸化物換算組成のガラス体全物質量に対するM 成分の合計量は、好ましくは0.01%、より好ましくは0.02%、最も好ましくは0.03%を下限とする。 Glass body, in M 1 c O d component (wherein, M 1 is one or more than that .c and d selected from the group consisting of Zr and Sn is c: d = 2: valence of M 1, In other words, it is preferable to contain 20.0% or less in total of at least one component selected from the ZrO 2 component and the SnO component. In particular, when the total amount of these components is 20.0% or less, the stability of the glass is secured, so that a good glass ceramic layer can be formed. Therefore, the total amount of the M 1 c O d component with respect to the total amount of the glass body having an oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and most preferably 10.0%. To do. Although it is possible to obtain a glass ceramic layer having high photocatalytic properties even if it does not contain any M 1 c O d component, glass ceramics can be obtained by making the total amount of these components 0.1% or more. The photocatalytic properties of the layer can be further improved. Accordingly, the total amount of the M 1 c O d component with respect to the total amount of the glass body having an oxide conversion composition is preferably 0.01%, more preferably 0.02%, and most preferably 0.03%. .

Ga成分及びIn成分は、ガラスの安定性を高め、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶のガラスからの析出を促進する成分であり、任意に添加できる成分である。また、Ga3+イオンやIn3+イオンがニオブ成分やタンタル成分を含んだ光触媒結晶に固溶して光触媒特性の向上に寄与する成分である。しかし、Ga成分の含有量が20.0%を超えると、溶解温度が著しく上昇し、ガラス化し難くなる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対するGa成分の含有量は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。また、In成分は高価なため、その含有量を10.0%以下にすることが好ましく、8.0%以下にすることがより好ましく、5.0%以下にすることが最も好ましい。Ga成分及びIn成分は、原料として例えばGa、GaF、In、InF等を用いてガラス体に導入することができる。 The Ga 2 O 3 component and the In 2 O 3 component are components that increase the stability of the glass and promote precipitation of the photocatalytic crystal containing the niobium component and the tantalum component from the glass, and can be optionally added. Further, Ga 3+ ions and In 3+ ions are components that contribute to the improvement of the photocatalytic properties by dissolving in a photocatalytic crystal containing a niobium component or a tantalum component. However, when the content of the Ga 2 O 3 component exceeds 20.0%, the melting temperature is remarkably increased and vitrification becomes difficult. Therefore, the upper limit of the content of the Ga 2 O 3 component with respect to the total amount of substances in oxide equivalent composition is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and most preferably 10.0%. In addition, since the In 2 O 3 component is expensive, its content is preferably 10.0% or less, more preferably 8.0% or less, and most preferably 5.0% or less. . The Ga 2 O 3 component and the In 2 O 3 component can be introduced into the glass body using, for example, Ga 2 O 3 , GaF 3 , In 2 O 3 , InF 3 or the like as a raw material.

ガラス体は、M 成分(式中、Mは、Al、Ga、及びInからなる群より選ばれる1種以上である。)、すなわち、Al成分、Ga成分、及びIn成分のうち1種以上の成分を、50.0%以下含有することが好ましい。特に、これらの成分の合計量を50.0%以下にすることで、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶がより析出し易くなるため、ガラスセラミックス層の光触媒特性のさらなる向上に寄与することができる。従って、酸化物換算組成のガラス体全物質量に対するM 成分の合計量は、好ましくは40.0%、より好ましくは30.0%、最も好ましくは25.0%を上限とする。なお、M 成分を全く含有しなくとも高い光触媒特性を有するガラスセラミックス層を得ることは可能であるが、これらの成分の合計量を0.1%以上にすることで、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶の析出がさらに促進されるため、ガラスセラミックス層の光触媒特性のさらなる向上に寄与することができる。従って、酸化物換算組成のガラス体全物質量に対するM 成分の合計量は、好ましくは0.1%、より好ましくは0.5%、最も好ましくは1.0%を下限とする。 The glass body is an M 2 2 O 3 component (wherein M 2 is one or more selected from the group consisting of Al, Ga, and In), that is, an Al 2 O 3 component, Ga 2 O 3. It is preferable to contain 50.0% or less of one or more components among the components and In 2 O 3 components. In particular, by making the total amount of these components 50.0% or less, photocatalytic crystals containing a niobium component and a tantalum component are more likely to precipitate, which contributes to further improvement of the photocatalytic properties of the glass ceramic layer. it can. Accordingly, the total amount of the M 2 2 O 3 component with respect to the total amount of the glass body having an oxide conversion composition is preferably 40.0%, more preferably 30.0%, and most preferably 25.0%. . Although it is possible to obtain a glass ceramic layer having high photocatalytic properties without containing any M 2 2 O 3 component, the niobium component can be obtained by setting the total amount of these components to 0.1% or more. Since the precipitation of the photocatalytic crystal containing tantalum and a tantalum component is further promoted, it can contribute to further improvement of the photocatalytic properties of the glass ceramic layer. Therefore, the total amount of the M 2 2 O 3 component with respect to the total amount of the glass body having an oxide conversion composition is preferably 0.1%, more preferably 0.5%, and most preferably 1.0%. .

Bi成分及びTeO成分は、ガラスの溶融性と安定性を高め、光触媒特性の向上に寄与する成分であり、任意に添加できる成分である。また、ガラス転移温度を下げてニオブ成分やタンタル成分を含む結晶を生成させ易くするとともに、熱処理温度をより低く抑える成分である。しかし、Bi成分及びTeO成分からなる群のうち1種以上の含有量の合計が20.0%を超えると、ガラスの安定性が悪くなり、かえってニオブ成分やタンタル成分を含む結晶の析出が難しくなる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対するBi成分及びTeO成分からなる群のうち1種以上の含有量の合計は、好ましくは20.0%、より好ましくは15.0%、最も好ましくは10.0%を上限とする。Bi成分及びTeO成分は、原料として例えばBi、TeO等を用いてガラス体に導入することができる。 The Bi 2 O 3 component and the TeO 2 component are components that increase the meltability and stability of the glass and contribute to the improvement of the photocatalytic properties, and can be optionally added. Further, it is a component that lowers the glass transition temperature to facilitate the formation of crystals containing a niobium component or a tantalum component, and suppresses the heat treatment temperature to a lower level. However, if the total content of one or more of the group consisting of the Bi 2 O 3 component and the TeO 2 component exceeds 20.0%, the stability of the glass deteriorates, and on the contrary, crystals containing a niobium component or a tantalum component. Precipitation becomes difficult. Therefore, the total content of one or more of the group consisting of the Bi 2 O 3 component and the TeO 2 component with respect to the total substance amount of the oxide conversion composition is preferably 20.0%, more preferably 15.0%, Most preferably, the upper limit is 10.0%. Bi 2 O 3 component and TeO 2 component can be introduced into the glass body using, for example, Bi 2 O 3 , TeO 2 or the like as raw materials.

Ln成分(式中、LnはSc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、及びLuからなる群より選択される1種以上とする)は、ガラスセラミックス層の化学的耐久性を高める成分であり、任意に添加できる成分である。また、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶に固溶し、又はその近傍に存在することで、光触媒特性を向上させる成分である。しかし、Ln成分の含有量の合計が10.0%を超えると、ガラスの安定性が著しく悪くなる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対する、Ln成分の合計量は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。Ln成分は、原料として例えばLa、La(NO・XHO(Xは任意の整数)、Gd、GdF、Y、YF、CeO、CeF、Nd、Dy、Yb、Lu等を用いてガラスセラミックス層に導入することができる。 Ln 2 O 3 component (wherein Ln is selected from the group consisting of Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu) Is a component that enhances the chemical durability of the glass ceramic layer, and can be optionally added. Further, it is a component that improves the photocatalytic properties by being dissolved in the photocatalytic crystal containing a niobium component or a tantalum component or existing in the vicinity thereof. However, if the total content of the Ln 2 O 3 components exceeds 10.0%, the stability of the glass is significantly deteriorated. Accordingly, the total amount of the Ln 2 O 3 component with respect to the total amount of substances in oxide equivalent composition is preferably 10.0%, more preferably 8.0%, and most preferably 5.0%. The Ln 2 O 3 component includes, for example, La 2 O 3 , La (NO 3 ) 3 .XH 2 O (X is an arbitrary integer), Gd 2 O 3 , GdF 3 , Y 2 O 3 , YF 3 , CeO as raw materials. 2 , CeF 3 , Nd 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Lu 2 O 3 or the like can be used for introduction into the glass ceramic layer.

なお、上述のRnO成分としてNaO成分を含有する場合には、ガラスセラミックス層を着色させる傾向がある。そのため、特に無色のガラスセラミックス層を形成する場合は、Sc成分、Ce成分、Pr成分、Nd成分、Pm成分、Sm成分、Eu成分、Tb成分、Dy成分、Ho成分、Er成分、Tm成分、Yb成分及びLu成分は含有しないことが好ましい。 In the case of containing Na 2 O ingredient as a Rn 2 O components described above, they tend to color the glass ceramic layer. Therefore, particularly when forming a colorless glass ceramic layer, Sc 2 O 3 component, Ce 2 O 3 component, Pr 2 O 3 component, Nd 2 O 3 component, Pm 2 O 3 component, Sm 2 O 3 component, Does not contain Eu 2 O 3 component, Tb 2 O 3 component, Dy 2 O 3 component, Ho 2 O 3 component, Er 2 O 3 component, Tm 2 O 3 component, Yb 2 O 3 component and Lu 2 O 3 component It is preferable.

成分(式中、MはV、Cr、Mn、Fe、Co、及びNiからなる群より選択される1種以上とし、x及びyはそれぞれx:y=2:Mの価数、を満たす最小の自然数とする)は、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶に固溶するか、又はその近傍に存在することで、光触媒特性の向上に寄与する成分であり、ガラス体中の任意成分である。特に、M成分の合計量を10.0%以下にすることで、ガラスセラミックスの安定性を高め、ガラスセラミックス層の外観の色を容易に調節することができる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対する、M成分の合計量は、好ましくは10.0%、より好ましくは8.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。また、これらの成分を添加する場合は、好ましくは0.0001%、より好ましくは0.002%、最も好ましくは0.005%を下限とする。 M x O y component (wherein M is at least one selected from the group consisting of V, Cr, Mn, Fe, Co, and Ni, and x and y are valences of x: y = 2: M, respectively) Is the component that contributes to the improvement of the photocatalytic properties by being dissolved in the photocatalytic crystal containing the niobium component or the tantalum component or in the vicinity thereof. It is an optional component. In particular, when the total amount of the M x O y components is 10.0% or less, the stability of the glass ceramic can be improved and the color of the appearance of the glass ceramic layer can be easily adjusted. Therefore, the total amount of the M x O y components with respect to the total amount of substances in oxide equivalent composition is preferably 10.0%, more preferably 8.0%, and most preferably 5.0%. When these components are added, the lower limit is preferably 0.0001%, more preferably 0.002%, and most preferably 0.005%.

As成分及びSb成分は、ガラスを清澄させ、脱泡させる成分であり、また、光触媒活性を高める作用のある後述のAgやAuやPtイオンと一緒に添加する場合は、還元剤の役割を果たすので、間接的に光触媒特性の向上に寄与する成分であり、任意に添加できる成分である。しかし、これらの成分の含有量が合計で5.0%を超えると、ガラスの安定性が悪くなり、光触媒特性も低下し易くなる。従って、酸化物換算組成の全物質量に対するAs成分及び/又はSb成分の含有量の合計は、好ましくは5.0%、より好ましくは3.0%、最も好ましくは1.0%を上限とする。また、これらの成分を添加する場合は、好ましくは0.001%、より好ましくは0.002%、最も好ましくは0.005%を下限とする。As成分及びSb成分は、原料として例えばAs、As、Sb、Sb、NaSb・5HO等を用いてガラス体に導入することができる。 As 2 O 3 component and Sb 2 O 3 component are components for clarifying and defoaming glass, and when added together with Ag, Au, and Pt ions, which will be described later, and have the effect of enhancing photocatalytic activity, Since it plays the role of a reducing agent, it is a component that indirectly contributes to the improvement of the photocatalytic properties and can be optionally added. However, when the content of these components exceeds 5.0% in total, the stability of the glass is deteriorated, and the photocatalytic properties are liable to deteriorate. Therefore, the total content of the As 2 O 3 component and / or Sb 2 O 3 component with respect to the total amount of the oxide-converted composition is preferably 5.0%, more preferably 3.0%, and most preferably 1. 0.0% is the upper limit. When these components are added, the lower limit is preferably 0.001%, more preferably 0.002%, and most preferably 0.005%. As 2 O 3 component and Sb 2 O 3 component are, for example, As 2 O 3 , As 2 O 5 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 5 , Na 2 H 2 Sb 2 O 7 .5H 2 O and the like as raw materials. And can be introduced into the glass body.

なお、ガラスを清澄させ、脱泡させる成分は、上記のAs成分及びSb成分に限定されるものではなく、例えばCeO成分やTeO成分等のような、ガラス製造の分野における公知の清澄剤や脱泡剤、或いはそれらの組み合わせを用いることができる。 The components for clarifying and defoaming the glass are not limited to the above As 2 O 3 component and Sb 2 O 3 component. For example, such as CeO 2 component, TeO 2 component, etc. Well-known fining agents and defoaming agents in the field, or a combination thereof can be used.

このガラス体には、F成分、Cl成分、及びBr成分からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の非金属元素成分が含まれていてもよい。これらの成分は、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶に固溶し、又はその近傍に存在することで、光触媒特性を向上させる成分であり、任意に添加できる成分である。しかし、これらの成分の含有量が合計で15.0%を超えると、ガラスの安定性が著しく悪くなり、光触媒特性も低下し易くなる。従って、良好な特性を確保するために、酸化物換算組成のガラス体の全質量に対する非金属元素成分の含有量の外割り質量比の合計は、好ましくは15.0%、より好ましくは10.0%、最も好ましくは5.0%を上限とする。これらの非金属元素成分は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、塩化物、臭化物、硫化物、窒化物、炭化物等の形でガラス体に導入するのが好ましい。なお、本明細書における非金属元素成分の含有量は、ガラス体を構成するカチオン成分全てが電荷の釣り合うだけの酸素と結合した酸化物でできていると仮定し、それら酸化物でできたガラス全体の質量を100%として、非金属元素成分の質量を質量%で表したもの(酸化物基準の質量に対する外割り質量%)である。非金属元素成分の原料は特に限定されないが、例えば、F成分の原料としてZrF、AlF、NaF、CaF等、Cl成分の原料としてNaCl、AgCl等、Br成分の原料としてNaBr等を用いることで、ガラス体に導入することができる。なお、これらの原料は、2種以上を組み合わせて添加してもよいし、単独で添加してもよい。 The glass body may contain at least one nonmetallic element component selected from the group consisting of an F component, a Cl component, and a Br component. These components are components that improve the photocatalytic properties by being dissolved in the photocatalytic crystal containing a niobium component or a tantalum component, or existing in the vicinity thereof, and can be optionally added. However, when the content of these components exceeds 15.0% in total, the stability of the glass is remarkably deteriorated, and the photocatalytic properties are easily lowered. Therefore, in order to ensure good characteristics, the total of the externally divided mass ratio of the content of the nonmetallic element component to the total mass of the glass body having an oxide conversion composition is preferably 15.0%, more preferably 10. The upper limit is 0%, most preferably 5.0%. These non-metallic element components are preferably introduced into the glass body in the form of fluorides, chlorides, bromides, sulfides, nitrides, carbides or the like of alkali metals or alkaline earth metals. In addition, the content of the nonmetallic element component in this specification is assumed to be made of an oxide in which all of the cation components constituting the glass body are combined with oxygen that has a balanced charge, and the glass made of these oxides. The total mass is 100%, and the mass of the nonmetallic element component is expressed in mass% (extra divided mass% with respect to the oxide-based mass). The raw material of the nonmetallic element component is not particularly limited. For example, ZrF 4 , AlF 3 , NaF, CaF 2 , etc. are used as the F component raw material, NaCl, AgCl, etc. are used as the Cl component raw material, and NaBr is used as the Br component raw material. Thus, it can be introduced into the glass body. These raw materials may be added in combination of two or more, or may be added alone.

また、このガラス体には、Cu成分、Ag成分、Au成分、Pd成分及びPt成分から選ばれる少なくとも1種の金属元素成分が含まれていてもよい。これらの金属元素成分は、ニオブ成分やタンタル成分を含む光触媒結晶の近傍に存在することで、光触媒特性を向上させる成分であり、任意に添加できる成分である。しかし、これらの金属元素成分の含有量の合計が5.0%を超えると、ガラスの安定性が著しく悪くなり、光触媒特性がかえって低下し易くなる。従って、酸化物換算組成のガラス体の全質量に対する上記金属元素成分の含有量の外割り質量比合計は、好ましくは5.0%、より好ましくは3.0%、最も好ましくは1.0%を上限とする。これらの金属元素成分は、原料として例えばCuO、CuO、AgO、AuCl、PtCl、PtCl、HPtCl、PdCl等を用いてガラス体に導入することができる。なお、本明細書における金属元素成分の含有量は、ガラス体を構成するカチオン成分全てが電荷の釣り合うだけの酸素と結合した酸化物でできていると仮定し、それら酸化物でできたガラス全体の質量を100%として、金属元素成分の質量を質量%で表したもの(酸化物基準の質量に対する外割り質量%)である。また、これらの成分を添加する場合は、好ましくは0.0001%、より好ましくは0.002%、最も好ましくは0.005%を下限とする。 Further, this glass body may contain at least one metal element component selected from a Cu component, an Ag component, an Au component, a Pd component, and a Pt component. These metal element components are components that improve photocatalytic properties by being present in the vicinity of the photocatalytic crystal containing a niobium component or a tantalum component, and can be optionally added. However, if the total content of these metal element components exceeds 5.0%, the stability of the glass is remarkably deteriorated, and the photocatalytic properties tend to be lowered. Accordingly, the total outer mass ratio of the content of the metal element component to the total mass of the glass body having an oxide conversion composition is preferably 5.0%, more preferably 3.0%, and most preferably 1.0%. Is the upper limit. These metal element components can be introduced into the glass body using, for example, CuO, Cu 2 O, Ag 2 O, AuCl 3 , PtCl 2 , PtCl 4 , H 2 PtCl 6 , PdCl 2 or the like as a raw material. Note that the content of the metal element component in the present specification is based on the assumption that all the cation components constituting the glass body are made of an oxide combined with oxygen that balances the charge, and the entire glass made of these oxides. The mass of the metal element component is expressed in terms of mass% (externally divided mass% with respect to the oxide-based mass). When these components are added, the lower limit is preferably 0.0001%, more preferably 0.002%, and most preferably 0.005%.

(含有すべきでない成分について)
次に、ガラス体に含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。
(About ingredients that should not be included)
Next, components that should not be contained in the glass body and components that are not preferably contained will be described.

ガラス体には、他の成分をガラスセラミックス層の特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。但し、PbO等の鉛化合物、Th、Cd、Tl、Os、Be、Se、Hgの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあり、ガラスセラミックス複合体の製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、不可避な混入を除き、これらを実質的に含有しないことが好ましい。これにより、ガラス体に環境を汚染する物質が実質的に含まれなくなる。そのため、特別な環境対策上の措置を講じなくとも、このガラスセラミックス複合体を製造し、加工し、及び廃棄することができる。   If necessary, other components can be added to the glass body as long as the properties of the glass ceramic layer are not impaired. However, lead compounds such as PbO, each component of Th, Cd, Tl, Os, Be, Se, and Hg tend to refrain from being used as harmful chemical substances in recent years, not only in the manufacturing process of glass ceramic composites, Environmental measures are required until processing and disposal after commercialization. Therefore, when importance is placed on the environmental impact, it is preferable not to substantially contain them except for inevitable mixing. As a result, the glass body is substantially free from substances that pollute the environment. Therefore, the glass-ceramic composite can be manufactured, processed, and discarded without taking special environmental measures.

ガラス体の組成は、酸化物換算組成のガラス体全物質量に対するモル%で表されているため直接的に質量%の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たす組成物中に存在する各成分の質量%表示による組成は、酸化物換算組成で概ね以下の値をとる。
Ta成分及び/又はNb成分 合計で8〜80質量%
並びに
SiO成分 0〜50質量%及び/又は
GeO成分 0〜10質量%及び/又は
成分 0〜50質量%及び/又は
成分 0〜50質量%及び/又は
LiO成分 0〜20質量%及び/又は
NaO成分 0〜25質量%及び/又は
O成分 0〜25質量%及び/又は
RbO成分 0〜15質量%及び/又は
CsO成分 0〜20質量%及び/又は
MgO成分 0〜25質量%及び/又は
CaO成分 0〜30質量%及び/又は
SrO成分 0〜30質量%及び/又は
BaO成分 0〜30質量%及び/又は
ZnO成分 0〜30質量%及び/又は
WO成分 0〜30質量%及び/又は
MoO成分 0〜10質量%及び/又は
TiO成分 0〜20質量%及び/又は
ZrO成分 0〜15質量%及び/又は
Al成分 0〜20質量%及び/又は
SnO成分 0〜10質量%及び/又は
Ga成分 0〜15質量%及び/又は
In成分 0〜10質量%及び/又は
Bi成分 0〜30質量%及び/又は
TeO成分 0〜30質量%及び/又は
Ln成分 合計で 0〜15質量%及び/又は
成分 合計で 0〜10質量%及び/又は
As成分及びSb成分 合計で0〜5質量%
さらに、
前記酸化物換算組成のガラス体の全質量100%に対する外割り質量比で、
N成分、S成分、F成分、Cl成分、Br成分、及びC成分からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の非金属元素成分 0〜15.0質量%及び/又は
Cu成分、Ag成分、Au成分、Pd成分、及びPt成分からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素成分 0〜10.0質量%
The composition of the glass body is expressed by mol% with respect to the total amount of the glass body of the oxide conversion composition, so it cannot be expressed directly in the description of mass%, but it satisfies the characteristics required in the present invention. The composition represented by mass% of each component present in the product generally takes the following values in terms of oxide conversion.
Ta 2 O 5 component and / or Nb 2 O 5 component 8-80 mass% in total
And SiO 2 component 0 to 50% by mass and / or GeO 2 component 0 to 10% by mass and / or B 2 O 3 component 0 to 50% by mass and / or P 2 O 5 component 0 to 50% by mass and / or Li 2 O component 0-20% by weight and / or Na 2 O component 0-25% by weight and / or K 2 O ingredient 0-25% by weight and / or Rb 2 O component 0 to 15 wt% and / or Cs 2 O Component 0-20% by mass and / or MgO component 0-25% by mass and / or CaO component 0-30% by mass and / or SrO component 0-30% by mass and / or BaO component 0-30% by mass and / or ZnO Component 0-30 mass% and / or WO 3 component 0-30 mass% and / or MoO 3 component 0-10 mass% and / or TiO 2 component 0-20 mass% and / or ZrO 2 component 0-15 mass % And / or Al 2 O 3 component 0-20 mass% and / or SnO component 0-10 mass% and / or Ga 2 O 3 component 0-15 mass% and / or In 2 O 3 component 0-10 mass% and / or Bi 2 O 3 component 0-30% by weight and / or TeO 2 component 0-30% by weight and / or Ln 2 O 3 0 to 15% by weight sum of component and / or M 3 e O f component total 0 to 10% by weight and / or As 2 O 3 component and Sb 2 O 3 component in total 0-5% by weight
further,
In the externally divided mass ratio with respect to 100% of the total mass of the glass body of the oxide conversion composition,
At least one nonmetallic element component selected from the group consisting of N component, S component, F component, Cl component, Br component, and C component 0 to 15.0% by mass and / or Cu component, Ag component, Au 0 to 10.0% by mass of at least one metal element component selected from the group consisting of a component, a Pd component, and a Pt component

この条件を満たす限りにおいて、原料組成物は、ガラス形成酸化物等を含む非ガラス原料(通常、粉体であり、バッチと称される)であっても、非ガラス体がガラス化されたガラス原料(通常、破砕物であり、カレットと称される)であってもよい。   As long as this condition is satisfied, the raw material composition is a glass in which a non-glass body is vitrified even if it is a non-glass raw material (usually a powder, referred to as a batch) containing a glass-forming oxide or the like. It may be a raw material (usually a crushed material and called cullet).

[粉砕工程]
粉砕工程では、ガラス体を粉砕して粉砕ガラスを形成し、粉粒体を作製する。粉粒体を作製することにより、ガラス体が比較的に小粒径化されるため、基材上への配置が容易になる。また、粉粒体とすることで他の成分を混合することが容易になる。粉粒体の粒子径や形状は、基材の種類及び複合体に要される表面特性等に応じて適宜設定することができる。具体的には、粉粒体の平均粒子径が大きすぎると基材上に所望形状のガラスセラミックス層を形成するのが困難になるので、平均粒子径は出来るだけ小さい方が好ましい。そこで、粉粒体の平均粒子径の上限は、好ましくは100μm、より好ましくは50μm、最も好ましくは10μmである。なお、粉粒体の平均粒子径は、例えばレーザー回折散乱法によって測定した時のD50(累積50%径)の値を使用できる。具体的には日機装株式会社の粒度分布測定装置MICROTRAC(MT3300EXII)よって測定した値を用いることができる。
[Crushing process]
In the pulverization step, the glass body is pulverized to form a pulverized glass, and a granular material is produced. By producing the powder body, the glass body has a relatively small particle size, so that the placement on the substrate is facilitated. Moreover, it becomes easy to mix other components by setting it as a granular material. The particle diameter and shape of the granular material can be appropriately set according to the type of base material and the surface characteristics required for the composite. Specifically, if the average particle size of the powder is too large, it becomes difficult to form a glass ceramic layer having a desired shape on the substrate. Therefore, the average particle size is preferably as small as possible. Therefore, the upper limit of the average particle size of the powder is preferably 100 μm, more preferably 50 μm, and most preferably 10 μm. In addition, the value of D50 (cumulative 50% diameter) when measured by the laser diffraction scattering method can be used for the average particle diameter of the granular material, for example. Specifically, a value measured by a particle size distribution measuring apparatus MICROTRAC (MT3300EXII) manufactured by Nikkiso Co., Ltd. can be used.

なお、ガラス体の粉砕は、特に限定されないが、例えばボールミル、ジェットミル等を用いて行うことができる。   In addition, although the grinding | pulverization of a glass body is not specifically limited, For example, it can carry out using a ball mill, a jet mill, etc.

[結晶化工程]
本発明方法では、結晶化処理を、ガラス化工程後・粉砕工程の前、又は粉砕工程後・焼成工程の前、のタイミングで行う場合には、それぞれ独立した工程(結晶化工程)として実施できる。上述の通り、結晶化処理の目的は、ガラス体又は粉粒体に熱処理を施し、内部に結晶を析出させることである。結晶化処理により、ガラス体又は粉粒体の内部及び表面にニオブの化合物及び/又はタンタルの化合物を含む光触媒結晶が析出するため、ガラスセラミックス層中にニオブの化合物及び/又はタンタルの化合物を含む結晶相を確実に含有させることができる。熱処理の条件(温度、時間)は、ガラス体の組成、必要とされる結晶化の程度等に応じて、適宜設定することができる。
[Crystalling process]
In the method of the present invention, when the crystallization treatment is performed at the timing after the vitrification step / before the pulverization step or after the pulverization step / before the firing step, they can be carried out as independent steps (crystallization steps). . As described above, the purpose of the crystallization treatment is to heat-treat the glass body or powder and precipitate crystals inside. Since the photocatalytic crystal containing the niobium compound and / or the tantalum compound is precipitated inside and on the surface of the glass body or the granular material by the crystallization treatment, the glass ceramic layer contains the niobium compound and / or the tantalum compound. A crystal phase can be reliably contained. The heat treatment conditions (temperature, time) can be appropriately set according to the composition of the glass body, the required degree of crystallization, and the like.

具体的には、結晶化工程における熱処理温度の下限は、ガラス体のガラス転移温度(Tg)であり、好ましくはTg+10℃、より好ましくはTg+50℃、さらに好ましくはTg+100℃、最も好ましくはTg+150℃である。他方、温度が高くなりすぎると、ニオブの化合物、タンタルの化合物等の光触媒結晶が減少し、目的としない他の結晶が析出する傾向が強くなるので、光触媒特性が消失し易くなる。従って、熱処理における温度の上限は、好ましくはガラス体のTg+600℃、より好ましくはTg+500℃、最も好ましくはTg+450℃である。結晶化のための熱処理の時間は、上記焼成工程と同様である。   Specifically, the lower limit of the heat treatment temperature in the crystallization step is the glass transition temperature (Tg) of the glass body, preferably Tg + 10 ° C., more preferably Tg + 50 ° C., more preferably Tg + 100 ° C., most preferably Tg + 150 ° C. is there. On the other hand, if the temperature is too high, photocatalytic crystals such as niobium compounds and tantalum compounds decrease, and the tendency to deposit other crystals that are not intended becomes strong, so that the photocatalytic properties are easily lost. Therefore, the upper limit of the temperature in the heat treatment is preferably Tg + 600 ° C. of the glass body, more preferably Tg + 500 ° C., and most preferably Tg + 450 ° C. The heat treatment time for crystallization is the same as in the above baking step.

なお、結晶化処理を焼成工程と同時に行う場合には、上述のように、内部及び表面に結晶が析出されていない粉粒体を用いるとともに、焼成工程における焼成温度を結晶化が可能な温度に制御することで、ガラス相から所望の結晶を析出させることが可能になる。   In the case where the crystallization treatment is performed simultaneously with the firing step, as described above, a powder or granular material in which no crystals are precipitated is used, and the firing temperature in the firing step is set to a temperature at which crystallization is possible. By controlling, it becomes possible to precipitate a desired crystal from the glass phase.

[混合工程]
この製造方法では、粉砕工程で得られる粉粒体に任意の成分を混合する混合工程を含むことができる。粉粒体への成分の混合は、粉粒体の成形の前に任意に行うことができる。これにより、ガラスセラミックス層に含まれる各成分の含有量が変動するため、所望の特性を有するガラスセラミックス層を形成することができる。ここで、粉粒体に添加する成分としては、特に制限はないが、粉粒体の段階で増量させることによって当該成分の機能を増強させ得る成分や、ガラス化が難しくなるために溶融ガラスの原料組成物には少量しか配合できないが、光触媒作用を助長する成分等を混合することが好ましい。
[Mixing process]
In this manufacturing method, the mixing process which mixes arbitrary components with the granular material obtained at a grinding | pulverization process can be included. The mixing of the components into the powder can be arbitrarily performed before the molding of the powder. Thereby, since content of each component contained in a glass ceramic layer is fluctuate | varied, the glass ceramic layer which has a desired characteristic can be formed. Here, the component to be added to the granule is not particularly limited, but the component that can enhance the function of the component by increasing the amount at the stage of the granule or the vitrification of the molten glass becomes difficult. Although only a small amount can be blended in the raw material composition, it is preferable to mix components that promote photocatalytic action.

なお、本明細書では、粉粒体に他の成分を混合した後の状態を「混合物」と総称することがある。混合工程を行った場合は、混合工程以降に行われる各工程において、混合工程を行わない場合の「粉粒体」を「混合物」に置き換える以外は同様に実施できる。
以下、粉粒体に添加しうる成分について詳述する。
In addition, in this specification, the state after mixing another component with a granular material may be named generically as a "mixture." When the mixing step is performed, in each step performed after the mixing step, the “powder body” in the case where the mixing step is not performed is replaced with “mixture” in the same manner.
Hereinafter, components that can be added to the granular material will be described in detail.

(光触媒結晶の添加)
この製造方法では、光触媒結晶すなわち結晶状態のTiO、ニオブの化合物(例えばNb、RnNbO、RNb、(Rnは、Li、Na、及びKから選ばれる1種以上、並びにRはMg、Ca、Sr、Ba及びZnから選ばれる1種以上を意味する)等)、タンタルの化合物(例えばTa、RnTaO、RTa(Rnは、Li、Na、及びKから選ばれる1種以上、並びにRはMg、Ca、Sr、Ba及びZnから選ばれる1種以上を意味する)等)及びWOからなる群より選択される1種以上を、粉粒体に混合して混合物を作製する工程を有してもよい。本発明方法では、光触媒結晶を混合しなくても、ガラス体から光触媒特性を有する結晶相を生成することができる。しかし、既に結晶状態のTiO、ニオブの化合物、タンタルの化合物及びWOからなる群より選択される1種以上を添加することで、光触媒特性を有する結晶の量が増加されるため、光触媒機能が増強されたガラスセラミックス層を確実に製造できる。
(Addition of photocatalytic crystals)
In this production method, photocatalytic crystals, that is, TiO 2 in a crystalline state, niobium compounds (for example, Nb 2 O 5 , RnNbO 3 , RNb 2 O 6 , (Rn is one or more selected from Li, Na, and K, and R represents one or more selected from Mg, Ca, Sr, Ba and Zn)), tantalum compounds (for example, Ta 2 O 5 , RnTaO 3 , RTa 2 O 6 (Rn is Li, Na, and 1 or more types selected from K, and R means one or more types selected from Mg, Ca, Sr, Ba and Zn)) and one or more types selected from the group consisting of WO 3 It may have the process of mixing in and producing a mixture. In the method of the present invention, a crystal phase having photocatalytic properties can be produced from a glass body without mixing photocatalytic crystals. However, the addition of one or more selected from the group consisting of TiO 2 , niobium compound, tantalum compound and WO 3 that are already in a crystalline state increases the amount of crystals having photocatalytic properties, so that the photocatalytic function It is possible to reliably manufacture a glass-ceramic layer with enhanced resistance.

ここで、光触媒結晶の混合量は、ガラス体の組成、製造工程における温度等に応じ、所望の量の光触媒結晶の結晶がガラスセラミックス層に生成するよう、適宜設定できる。光触媒結晶の混合は任意であるが、光触媒結晶の量が過小であると、ガラスセラミックス層中で光触媒結晶を有する結晶の量を豊富にすることが難しい。一方で、光触媒結晶の量が過剰であると、焼結が困難になる等の障害が生じ易い。そこで、混合する光触媒結晶の量の下限は、混合物に対する質量比で0.5%であることが好ましく、より好ましくは3.0%、最も好ましくは10.0%である。他方、混合する光触媒結晶の量の上限は、混合物に対する質量比で95.0%であることが好ましく、より好ましくは80.0%、最も好ましくは60.0%である。   Here, the mixing amount of the photocatalytic crystal can be appropriately set so that a desired amount of the photocatalytic crystal is generated in the glass ceramic layer according to the composition of the glass body, the temperature in the production process, and the like. Mixing of photocatalytic crystals is optional, but if the amount of photocatalytic crystals is too small, it is difficult to enrich the amount of crystals having photocatalytic crystals in the glass ceramic layer. On the other hand, when the amount of the photocatalytic crystal is excessive, problems such as difficulty in sintering are likely to occur. Therefore, the lower limit of the amount of the photocatalytic crystal to be mixed is preferably 0.5% by mass ratio with respect to the mixture, more preferably 3.0%, and most preferably 10.0%. On the other hand, the upper limit of the amount of the photocatalytic crystal to be mixed is preferably 95.0%, more preferably 80.0%, and most preferably 60.0% by mass ratio to the mixture.

本工程で添加するニオブの化合物、タンタルの化合物及びWOは、斜方晶、正方晶及び立方晶等の結晶構造を持つことが知られているが、光触媒活性を有する限り、どの結晶構造のものでもよい。また、一般に、TiOの結晶型には、アナターゼ、ルチル、ブルッカイトの3種類がある。このうち、本工程で用いる結晶状態のTiOは、これら3種類のうち1種又は2種以上であってよいが、光触媒機能に優れる点で、アナターゼとブルッカイトとの組み合わせであることが好ましく、アナターゼであることがより好ましい。 The niobium compound, tantalum compound and WO 3 added in this step are known to have orthorhombic, tetragonal and cubic crystal structures, but as long as they have photocatalytic activity, It may be a thing. In general, there are three types of crystal forms of TiO 2 : anatase, rutile, and brookite. Of these, the crystalline TiO 2 used in this step may be one or more of these three types, but is preferably a combination of anatase and brookite in terms of excellent photocatalytic function, More preferably, it is anatase.

粉粒体に添加する光触媒結晶の原料粒子サイズは、光触媒活性を高める観点からは出来るだけ小さい方がよいが、原料粒子サイズが小さ過ぎると、焼成の際に粉粒体に含まれるガラス等と反応し、結晶状態を保たずに消失するおそれがある。また、原料粒子が細かすぎると、製造工程における取り扱いが難しくなる問題もある。一方で、原料粒子サイズが大きすぎると、原料粒子の形態で最終製品に残り易く、所望の光触媒特性を得にくい傾向が強くなる。従って、原料粒子のサイズは11〜10μmの範囲が好ましく、15〜5μmの範囲内がより好ましく、20〜1μmの範囲内が最も好ましい。特に、製造工程における取り扱いを容易にする観点では、11〜500nmの範囲が好ましく、15〜100nmの範囲内がより好ましく、20〜50nmの範囲内が最も好ましい。   The raw material particle size of the photocatalytic crystal added to the powder is preferably as small as possible from the viewpoint of enhancing the photocatalytic activity, but if the raw material particle size is too small, the glass contained in the powder during firing and the like There is a risk of reacting and disappearing without maintaining the crystalline state. Moreover, when the raw material particles are too fine, there is a problem that handling in the manufacturing process becomes difficult. On the other hand, if the raw material particle size is too large, it tends to remain in the final product in the form of raw material particles, and the tendency to hardly obtain desired photocatalytic properties becomes strong. Accordingly, the size of the raw material particles is preferably in the range of 11 to 10 μm, more preferably in the range of 15 to 5 μm, and most preferably in the range of 20 to 1 μm. In particular, from the viewpoint of facilitating handling in the production process, the range of 11 to 500 nm is preferable, the range of 15 to 100 nm is more preferable, and the range of 20 to 50 nm is most preferable.

(非金属元素成分の添加)
この製造方法では、N成分、S成分、F成分、Cl成分、Br成分、及びC成分からなる群より選ばれる1種以上を含む添加物を、前述の粉粒体又は混合物に混合する工程を有してもよい。これらの非金属元素成分は、前述したようにガラス体を作製する前のバッチやカレットを作る段階で、原料組成物の成分の一部として配合しておくことも可能である。しかし、ガラス体を作製してからこれらの非金属元素成分をガラス体の粉粒体に混合する方が、導入が容易であるとともに、その機能をより効果的に発揮できるため、より高い光触媒特性を持つガラスセラミックス層を容易に得ることが可能になる。
(Addition of non-metallic element components)
In this production method, a step of mixing an additive containing one or more selected from the group consisting of N component, S component, F component, Cl component, Br component, and C component into the above-mentioned powder or mixture. You may have. These non-metallic element components can be blended as part of the components of the raw material composition at the stage of making a batch or cullet before producing the glass body as described above. However, it is easier to introduce and mix these non-metallic element components into the glass powder after making the glass body. It becomes possible to easily obtain a glass ceramic layer having

非金属元素成分を添加する場合、その添加物の混合量は、ガラス体の組成等に応じ、適宜設定することができる。この混合量は、ガラスセラミックス層の光触媒機能を充分に向上できる観点から、非金属成分の合計として、粉粒体又はその混合物に対する質量比で好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.05%以上であり、最も好ましくは0.1%以上である。他方、過剰に添加すると光触媒特性が低下し易くなることから、添加量の混合量は、非金属成分の合計として、粉粒体又はその混合物に対する質量比で好ましくは20.0%以下であり、より好ましくは10.0%以下であり、最も好ましくは5.0%以下である。   When a nonmetallic element component is added, the mixing amount of the additive can be appropriately set according to the composition of the glass body. From the viewpoint of sufficiently improving the photocatalytic function of the glass ceramic layer, the amount of this mixture is preferably 0.01% or more, more preferably 0, in terms of the mass ratio with respect to the granular material or mixture thereof as the sum of the nonmetallic components. 0.05% or more, and most preferably 0.1% or more. On the other hand, when added excessively, the photocatalytic properties are liable to be reduced, so the amount of addition is preferably 20.0% or less in terms of the mass ratio of the powder or its mixture as the sum of the nonmetallic components, More preferably, it is 10.0% or less, Most preferably, it is 5.0% or less.

非金属元素成分を添加する場合の原料は、特に限定されないが、N成分はAlN、SiN等、S成分はNaS,Fe,CaS等、F成分はZrF、AlF、NaF、CaF等、Cl成分はNaCl、AgCl等、Br成分はNaBr等、C成分はTiC、SiC又はZrC等を用いて添加することができる。なお、これらの非金属元素成分の原料は、2種以上を組み合わせて添加してもよいし、単独で添加してもよい。 The raw material in the case of adding a nonmetallic element component is not particularly limited, but the N component is AlN 3 , SiN 4, etc., the S component is NaS, Fe 2 S 3 , CaS 2, etc., the F component is ZrF 4 , AlF 3 , etc. NaF, CaF 2, etc., Cl component NaCl, AgCl or the like, Br component NaBr etc., C component can be added using a TiC, SiC or ZrC and the like. In addition, the raw materials of these nonmetallic element components may be added in combination of two or more, or may be added alone.

(金属元素成分の添加)
この製造方法では、Cu、Ag、Au、Pd、Pt、Ru、Re及びRhからなる群より選ばれる1種以上からなる金属元素成分を粉粒体又は混合物に混合する工程を有してもよい。これらの成分は、前述したようにガラス体を作製する前のバッチやカレットの段階でガラス体の成分の一部としてガラス体に配合しておくことも可能である。しかし、ガラス体を作製してから、これらの金属元素成分をガラス体の粉粒体に混合する方が、導入が容易であるとともに、その機能をより効果的に発揮させることができるため、より高い光触媒特性を持つガラスセラミックス層を容易に得ることが可能になる。
(Addition of metal element components)
This manufacturing method may include a step of mixing one or more metal element components selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd, Pt, Ru, Re, and Rh into a powder or a mixture. . As described above, these components can be added to the glass body as a part of the glass body components in the batch or cullet stage before the glass body is produced. However, after preparing the glass body, mixing these metal element components into the powder body of the glass body is easier to introduce and more effective in its function. A glass ceramic layer having high photocatalytic properties can be easily obtained.

金属元素成分を添加する場合、その混合量は、ガラス体の組成等に応じ、適宜設定されてよい。添加する金属元素成分の合計量は、ガラスセラミックスの光触媒機能を充分に向上できる観点から、粉粒体又はその混合物に対する質量比で好ましくは0.001%以上であり、より好ましくは0.005%以上であり、最も好ましくは0.01%以上である。他方、過剰に添加すると光触媒特性が低下し易くなることから、添加する金属元素成分の合計量の上限は、粉粒体又はその混合物に対する質量比で好ましくは10.0%以下であり、より好ましくは5.0%以下であり、最も好ましくは3.0%以下である。なお、金属元素成分を添加する場合の原料は、例えばCuO、AgO、AuCl、PtCl等を用いることができる。なお、これらの金属元素成分の原料は、2種以上を組み合わせて添加してもよいし、単独で添加してもよい。 When adding a metal element component, the mixing amount may be appropriately set according to the composition of the glass body. From the viewpoint of sufficiently improving the photocatalytic function of the glass ceramic, the total amount of the metal element component to be added is preferably 0.001% or more, more preferably 0.005%, in terms of the mass ratio to the granular material or mixture thereof. Or more, and most preferably 0.01% or more. On the other hand, if added excessively, the photocatalytic properties are likely to deteriorate, so the upper limit of the total amount of the metal element component to be added is preferably 10.0% or less, more preferably, by mass ratio with respect to the granular material or mixture thereof. Is 5.0% or less, and most preferably 3.0% or less. The starting of the case of adding a metal element component, for example, Cu 2 O, Ag 2 O, can be used AuCl 3, PtCl 4, and the like. In addition, the raw materials for these metal element components may be added in combination of two or more, or may be added alone.

金属元素成分の粒子径や形状は、ガラス体の組成、Ta成分及び/又はNb成分の量、結晶型等に応じ、適宜設定されてよいが、ガラスセラミックス層の光触媒機能を最大に発揮するには、金属元素成分の平均粒子径は、できるだけ小さい方がよい。従って、金属元素成分の平均粒子径の上限は、好ましくは5.0μmであり、より好ましくは1.0μmであり、最も好ましくは0.1μmである。 The particle size and shape of the metal element component may be appropriately set according to the composition of the glass body, the amount of the Ta 2 O 5 component and / or the Nb 2 O 5 component, the crystal type, etc., but the photocatalytic function of the glass ceramic layer In order to achieve the maximum, the average particle size of the metal element component should be as small as possible. Therefore, the upper limit of the average particle diameter of the metal element component is preferably 5.0 μm, more preferably 1.0 μm, and most preferably 0.1 μm.

[スラリ化工程]
この製造方法では、粉粒体を任意の流動体中に分散させてスラリ状態にする工程(スラリ化工程)を有してもよい。これにより、基材上に粉粒体を配置する工程が容易になる。この工程は、粉砕工程又は混合工程の後、もしくは粉砕工程と同時に行うことができる任意の工程である。具体的には、粉粒体に、好ましくは有機・無機バインダ及び/又は溶剤を添加することによってスラリを調製できる。焼成工程においてガラス体の粒子が溶け合って強固に結合するので、ガラス体そのものがガラスセラミックス層のバインダとしての役割を担うが、基材に配置するときの粉粒体の結晶化度が高い場合は、ガラス自体のバインダとしての機能が弱くなる傾向があるので、これを補うために有機又は無機バインダを添加することも可能である。なお、ここでいう粉粒体は、前述の混合物を包含する概念である。
[Slurry process]
In this manufacturing method, you may have the process (slurry process) which disperse | distributes a granular material in arbitrary fluids, and makes it a slurry state. Thereby, the process of arrange | positioning a granular material on a base material becomes easy. This step is an optional step that can be performed after the grinding step or the mixing step or simultaneously with the grinding step. Specifically, the slurry can be prepared by adding an organic / inorganic binder and / or a solvent to the granular material. Since the glass body particles melt and bond firmly in the firing process, the glass body itself plays a role as a binder for the glass ceramic layer, but when the degree of crystallinity of the powder when placed on the substrate is high Since the function of the glass itself as a binder tends to be weakened, an organic or inorganic binder can be added to compensate for this. In addition, a powder granule here is the concept including the above-mentioned mixture.

有機バインダとしては、プレス成形やラバープレス、押出成形、射出成形用の成形助剤として汎用されている市販のバインダが使用できる。具体的には、アクリル樹脂、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、メタクリル樹脂、ウレタン樹脂、ブチルメタアクリレート、ビニル系の共重合物等が挙げられる。無機バインダとしては、例えば金属アルコキシド、珪酸ソーダ、アルミナ(Al・nHO)等を挙げることができ、光触媒作用に対する耐久性の面では、無機バインダが好ましい。スラリに対する有機バインダの含有率の下限値は、成形を充分に容易化できる点で、40質量%であることが好ましく、より好ましくは30質量%、最も好ましくは20質量%である。 As the organic binder, commercially available binders widely used as molding aids for press molding, rubber press, extrusion molding, and injection molding can be used. Specific examples include acrylic resin, ethyl cellulose, polyvinyl butyral, methacrylic resin, urethane resin, butyl methacrylate, vinyl copolymer and the like. Examples of the inorganic binder include metal alkoxide, sodium silicate, and alumina (Al 2 O 3 .nH 2 O). In view of durability against photocatalysis, an inorganic binder is preferable. The lower limit of the content of the organic binder with respect to the slurry is preferably 40% by mass, more preferably 30% by mass, and most preferably 20% by mass in that the molding can be facilitated sufficiently.

溶剤としては、ポリビニルアルコール(PVA)、イソプロピルアルコール(IPA)、ブタノール、水等の公知の溶剤が使用できるが、環境負荷を軽減できる点でアルコール又は水が好ましい。また、より均質な成形体を得るために、適量の分散剤を併用してもよく、乾燥する際の泡抜き効率を向上するために、適量の界面活性剤を併用してもよい。分散剤としては、特に限定されないが、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素類、セロソルブ、カルビトール、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキソラン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸アミル等のエステル類等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   As the solvent, known solvents such as polyvinyl alcohol (PVA), isopropyl alcohol (IPA), butanol, and water can be used, but alcohol or water is preferable from the viewpoint of reducing the environmental burden. In addition, an appropriate amount of a dispersant may be used in combination in order to obtain a more homogeneous molded body, and an appropriate amount of a surfactant may be used in combination in order to improve the foam removal efficiency during drying. The dispersant is not particularly limited, and examples thereof include hydrocarbons such as toluene, xylene, benzene, hexane, and cyclohexane, ethers such as cellosolve, carbitol, tetrahydrofuran (THF), dioxolane, acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. And ketones such as cyclohexanone, and esters such as methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate and amyl acetate can be used, and these can be used alone or in combination of two or more.

[焼成工程]
焼成工程では、粉粒体を基材上に配置した後に加熱して焼成を行うことで、複合体を作製する。これにより、ニオブの化合物及び/又はタンタルの化合物を含む結晶を含有したガラスセラミックス層が基材上に形成される。ここで、焼成工程の具体的な工程は特に限定されないが、粉粒体を基材上に配置する工程と、基材上に配置された粉粒体を設定温度へと徐々に昇温させる工程、粉粒体を設定温度に一定時間保持する工程、粉粒体を室温へと徐々に冷却する工程を含んでよい。
[Baking process]
In the firing step, the powder body is placed on the substrate and then heated and fired to produce a composite. Thus, a glass ceramic layer containing crystals containing a niobium compound and / or a tantalum compound is formed on the substrate. Here, although the specific process of a baking process is not specifically limited, The process of arrange | positioning a granular material on a base material, The process of heating up gradually the granular material arrange | positioned on a base material to preset temperature. The step of holding the granular material at a set temperature for a predetermined time and the step of gradually cooling the granular material to room temperature may be included.

(基材上への配置)
この製造方法では、粉粒体を基材上に配置する。これにより、より幅広い基材に対して、光触媒特性を付与することができる。ここで用いられる基材としては特に限定されないが、ニオブの化合物及び/又はタンタルの化合物を含んだ結晶と複合化し易い点で、ガラス、セラミックス等の無機材料や金属等を用いるのが好ましい。
(Arrangement on the substrate)
In this manufacturing method, a granular material is arrange | positioned on a base material. Thereby, a photocatalytic characteristic can be provided with respect to a wider base material. The base material used here is not particularly limited, but it is preferable to use an inorganic material such as glass or ceramics, a metal, or the like because it is easily compounded with a crystal containing a niobium compound and / or a tantalum compound.

粉粒体を基材上に配置するには、粉粒体を含有するスラリを、所定の厚み・寸法で基材上に配置することが好ましい。これにより、光触媒特性を有するガラスセラミックス層が容易に基材上に形成されるため、所望の形状及び厚さのガラスセラミックス層を作製することができる。ここで、形成されるガラスセラミックス層の厚さは、複合体の用途に応じて適宜設定できる。ガラスセラミックス層の厚みを広範囲に設定できることも、本発明の方法の特長の一つである。ガラスセラミックス層が剥がれないように十分な耐久性を持たせる観点から、その厚みは例えば、500μm以下であることが好ましく、200μm以下であることがより好ましく、100μm以下であることが最も好ましい。スラリを基材上に配置する手段としては、ドクターブレードやカレンダ法、スピンコートやディップコーティング等の塗布法、インクジェット、バブルジェット(登録商標)、オフセット等の印刷法、ダイコーター法、スプレー法、射出成型法、押し出し成形法、圧延法、プレス成形法、ロール成型法等が挙げられる。なお、粉粒体を基材上に配置する手段は、上述のスラリを用いる手段に限られず、基材に直接粉粒体の粉末を載せる手段を用いてもよい。   In order to dispose the granular material on the substrate, it is preferable to dispose the slurry containing the granular material on the substrate with a predetermined thickness and size. Thereby, since the glass ceramic layer which has a photocatalytic characteristic is easily formed on a base material, the glass ceramic layer of a desired shape and thickness can be produced. Here, the thickness of the glass ceramic layer to be formed can be appropriately set according to the application of the composite. It is one of the features of the method of the present invention that the thickness of the glass ceramic layer can be set in a wide range. From the viewpoint of imparting sufficient durability so that the glass ceramic layer does not peel off, the thickness is preferably 500 μm or less, more preferably 200 μm or less, and most preferably 100 μm or less. As a means for disposing the slurry on the substrate, a doctor blade or calendar method, a coating method such as spin coating or dip coating, an inkjet, a bubble jet (registered trademark), a printing method such as offset, a die coater method, a spray method, Examples include an injection molding method, an extrusion molding method, a rolling method, a press molding method, and a roll molding method. In addition, the means for arranging the granular material on the base material is not limited to the above-described means using the slurry, and means for directly placing the powder of the granular material on the base material may be used.

(脱脂)
この製造方法では、成形体が有機バインダを含むときには、基材上に配置された粉粒体を焼成する前に、任意の工程として、形成された成形体を350℃以上の温度に加熱することが好ましい。これにより、成形体に含まれていた有機バインダ等が分解され、ガス化して排出されるため、ガラスセラミックスから有機物を除去することができる(脱脂工程という)。脱脂工程における加熱温度の下限は、有機物を充分に除去できる点で、350℃であることが好ましく、より好ましくは380℃、最も好ましくは400℃である。脱脂工程は、有機バインダの種類により異なるが、例えば2時間程度の時間をかけて行うことが好ましい。
(Degreasing)
In this manufacturing method, when the molded body contains an organic binder, the formed molded body is heated to a temperature of 350 ° C. or higher as an optional step before firing the granular material disposed on the substrate. Is preferred. Thereby, since the organic binder etc. which were contained in the molded object are decomposed | disassembled and gasified and discharged | emitted, organic substance can be removed from glass ceramics (it is called a degreasing process). The lower limit of the heating temperature in the degreasing step is preferably 350 ° C., more preferably 380 ° C., and most preferably 400 ° C. from the viewpoint that organic substances can be sufficiently removed. Although the degreasing step varies depending on the type of the organic binder, it is preferable to perform the degreasing step for about 2 hours, for example.

(焼成)
焼成工程における焼成の条件は、粉粒体を構成するガラス体の組成、混合する添加物の種類及び量等に応じ、適宜設定されてよい。具体的に、焼成時の雰囲気温度は、基材に配置された粉粒体の状態によって後述する二通りの制御を行うことができる。
(Baking)
The firing conditions in the firing step may be appropriately set according to the composition of the glass body constituting the powder and the type and amount of the additive to be mixed. Specifically, the atmosphere temperature at the time of firing can be controlled in two ways, which will be described later, depending on the state of the granular material arranged on the substrate.

第1の焼成方法は、基材上に配置された粉粒体に所望のニオブの化合物及び/又はタンタルの化合物を含む結晶相が既に生成している場合であり、例えば、ガラス体又は粉粒体に対して結晶化処理が施されている場合が挙げられる。この場合の焼成温度は、基材の耐熱性を考慮しつつ1200℃以下の温度範囲で適宜選択できるが、焼成温度が1200℃を超えると、生成したニオブの化合物及び/又はタンタルの化合物を含む光触媒結晶が他の結晶へと転移し易くなる。従って、焼成温度の上限は、好ましくは1200℃であり、より好ましくは1100℃であり、最も好ましくは1000℃である。   The first firing method is a case where a crystal phase containing a desired niobium compound and / or tantalum compound has already been generated in the powder arranged on the substrate. For example, the glass body or the powder The case where the crystallization process is performed with respect to the body is mentioned. The firing temperature in this case can be appropriately selected within a temperature range of 1200 ° C. or less in consideration of the heat resistance of the substrate, but when the firing temperature exceeds 1200 ° C., the generated niobium compound and / or tantalum compound is included. The photocatalytic crystal is easily transferred to another crystal. Accordingly, the upper limit of the firing temperature is preferably 1200 ° C, more preferably 1100 ° C, and most preferably 1000 ° C.

第2の焼成方法は、基材上に配置された粉粒体が未だ結晶化処理されておらず、ニオブの化合物及び/又はタンタルの化合物を含む結晶相を有していない場合である。この場合は焼成と同時にガラスの結晶化処理を行う必要がある。焼成温度が低すぎると所望の光触媒結晶を有する焼成体が得られないため、少なくともガラス体のガラス転移温度(Tg)より高い温度での焼成が必要となる。具体的に、焼成温度の下限は、ガラス体のガラス転移温度(Tg)であり、好ましくはTg+50℃であり、より好ましくはTg+100℃であり、最も好ましくはTg+150℃である。他方、焼成温度が高くなりすぎるとニオブの化合物及び/又はタンタルの化合物を含む光触媒結晶が減少し、光触媒特性が消失する傾向があるので、焼成温度の上限は、好ましくはガラス体のTg+600℃であり、より好ましくはTg+500℃であり、最も好ましくはTg+450℃である。   The second firing method is a case where the granular material arranged on the base material has not yet been crystallized and does not have a crystal phase containing a niobium compound and / or a tantalum compound. In this case, it is necessary to perform crystallization treatment of glass simultaneously with firing. If the firing temperature is too low, a fired body having a desired photocatalytic crystal cannot be obtained, and thus firing at a temperature higher than at least the glass transition temperature (Tg) of the glass body is required. Specifically, the lower limit of the firing temperature is the glass transition temperature (Tg) of the glass body, preferably Tg + 50 ° C., more preferably Tg + 100 ° C., and most preferably Tg + 150 ° C. On the other hand, if the firing temperature becomes too high, the photocatalytic crystal containing the niobium compound and / or the tantalum compound tends to decrease and the photocatalytic properties tend to disappear, so the upper limit of the firing temperature is preferably Tg + 600 ° C. of the glass body. Yes, more preferably Tg + 500 ° C., and most preferably Tg + 450 ° C.

また、焼成工程における焼成時間は、ガラス体の組成や焼成温度等に応じて設定する必要がある。昇温速度を遅くすれば、熱処理温度まで加熱するだけでよい場合もあるが、目安としては高い温度の場合は短く、低い温度の場合は、長く設定することが好ましい。具体的には、結晶をある程度まで成長させ、且つ十分な量の結晶を析出させ得る点で、好ましくは3分、より好ましくは5分、さらに好ましくは10分、最も好ましくは20分を下限とする。一方、熱処理時間が24時間を越えると、目的の光触媒結晶が大きくなりすぎたり、他の結晶が生成したりして十分な光触媒特性が得られなくなるおそれがある。従って、焼成時間の上限は、好ましくは24時間、より好ましくは19時間、最も好ましくは18時間とする。なお、ここでいう焼成時間とは、焼成工程のうち焼成温度が一定(例えば、上記設定温度)以上に保持されている期間の長さを指す。   Moreover, it is necessary to set the baking time in a baking process according to a composition, baking temperature, etc. of a glass body. If the rate of temperature increase is slow, it may be only necessary to heat to the heat treatment temperature. However, as a guideline, it is preferable that the temperature is short when the temperature is high and long when the temperature is low. Specifically, the lower limit is preferably 3 minutes, more preferably 5 minutes, even more preferably 10 minutes, and most preferably 20 minutes, in that crystals can be grown to some extent and a sufficient amount of crystals can be precipitated. To do. On the other hand, if the heat treatment time exceeds 24 hours, the target photocatalytic crystal may become too large or other crystals may be formed, and sufficient photocatalytic properties may not be obtained. Therefore, the upper limit of the firing time is preferably 24 hours, more preferably 19 hours, and most preferably 18 hours. In addition, the baking time here refers to the length of the period during which the baking temperature is maintained at a certain level (for example, the set temperature) or more in the baking process.

焼成工程及び脱脂工程は、例えばガス炉、マイクロ波炉、電気炉等の中で、空気交換しつつ行うことが好ましい。ただし、この条件に限らず、上記の工程を、不活性ガス雰囲気、還元ガス雰囲気、酸化ガス雰囲気にて行ってもよい。   It is preferable to perform a baking process and a degreasing process, exchanging air in a gas furnace, a microwave furnace, an electric furnace, etc., for example. However, the present invention is not limited to this condition, and the above process may be performed in an inert gas atmosphere, a reducing gas atmosphere, or an oxidizing gas atmosphere.

[表面処理工程]
この製造方法では、焼成された複合体、特に複合体のガラスセラミックス層に、エッチング等の表面処理を行う工程を行う表面処理工程を更に有してもよい。エッチングは、例えば酸性もしくはアルカリ性の溶液に、複合体又は複合体のガラスセラミックス層を浸漬することによって実施できる。このようにすれば、ガラス相が溶けることで、ガラスセラミックス層の表面を凹凸状態にしたり、多孔質の状態にしたりすることができる。その結果、ニオブ成分やタンタル成分を含んだ光触媒結晶の露出面積が増加するため、より高い光触媒特性を得ることができる。浸漬に使用される酸性もしくはアルカリ性の溶液は、ガラスセラミックス層のニオブ成分やタンタル成分を含んだ光触媒結晶以外のガラス相等を腐蝕することが可能であれば特に限定されず、例えばフッ素又は塩素を含む酸(フッ化水素酸、塩酸等)を用いることができる。
[Surface treatment process]
In this manufacturing method, you may further have the surface treatment process which performs the process of performing surface treatments, such as an etching, to the baked composite body, especially the glass ceramic layer of a composite body. Etching can be performed, for example, by immersing the composite or the glass ceramic layer of the composite in an acidic or alkaline solution. If it does in this way, the surface of a glass-ceramics layer can be made into an uneven | corrugated state or a porous state because a glass phase melt | dissolves. As a result, since the exposed area of the photocatalytic crystal containing a niobium component or a tantalum component increases, higher photocatalytic properties can be obtained. The acidic or alkaline solution used for the immersion is not particularly limited as long as it can corrode the glass phase other than the photocatalytic crystal containing the niobium component or the tantalum component of the glass ceramic layer, and includes, for example, fluorine or chlorine. An acid (hydrofluoric acid, hydrochloric acid, etc.) can be used.

また、エッチングの別の方法として、フッ化水素ガス、塩化水素ガス、フッ化水素酸、塩酸等を、焼成体の表面に吹き付けることでエッチングを行ってよい。   As another etching method, etching may be performed by spraying hydrogen fluoride gas, hydrogen chloride gas, hydrofluoric acid, hydrochloric acid, or the like on the surface of the fired body.

なお、本発明に係る複合体を製造する製造方法は、ガラスセラミックス層と、基材と、を備えた複合体を形成できる方法である限り特に限定されず、例えば薄くスライスされたバルク状のガラスセラミックスやガラスセラミックスの自立膜を基材に配置し、このガラスセラミックスを基材上に接着し又は溶着する方法を用いてもよい。   In addition, the manufacturing method which manufactures the composite_body | complex which concerns on this invention is not specifically limited as long as it is a method which can form the composite provided with the glass-ceramics layer and the base material, For example, the bulk-shaped glass sliced thinly A method may be used in which a self-supporting film of ceramics or glass ceramics is disposed on a substrate, and the glass ceramics are adhered or welded onto the substrate.

<ガラスセラミックス複合体>
本発明の複合体は、基材と、この基材上に位置するガラスセラミックス層と、を備える複合体であって、前記ガラスセラミックス層は、酸化物基準のモル%で、Nb成分及びTa成分より選択される1種以上を合計で5.0%以上95.0%以下、並びに、SiO成分、B成分、P成分及びGeO成分からなる群より選択される1種以上を合計で10.0%以上85.0%以下含有する。これにより、ガラスセラミックス層の結晶相に含まれる光触媒結晶が光触媒特性を有するとともに、ガラスセラミックス層に含まれるガラス相のバインダ効果によってガラスセラミックス層と基材との密着性が高められる。そのため、高い光触媒特性、より具体的には光照射によってもたらされる有機物等の分解特性や、高い親水性を有しながらも、表面の剥離の問題が少なく、仮に表面が削られても性能が劣らず、且つ耐久性に優れた複合体を得ることができる。
<Glass ceramic composite>
The composite of the present invention is a composite comprising a base material and a glass ceramic layer positioned on the base material, and the glass ceramic layer is an Nb 2 O 5 component based on an oxide basis. And one or more selected from Ta 2 O 5 components in total consisting of 5.0% or more and 95.0% or less, and composed of SiO 2 component, B 2 O 3 component, P 2 O 5 component and GeO 2 component. 1 or more types selected from a group are contained 10.0% or more and 85.0% or less in total. As a result, the photocatalytic crystal contained in the crystal phase of the glass ceramic layer has photocatalytic properties, and the adhesion between the glass ceramic layer and the substrate is enhanced by the binder effect of the glass phase contained in the glass ceramic layer. For this reason, it has high photocatalytic properties, more specifically, decomposition properties of organic substances caused by light irradiation, and high hydrophilicity, but there are few problems of surface peeling, and even if the surface is scraped, the performance is poor. In addition, a composite having excellent durability can be obtained.

ここで、ガラスセラミックス層を構成する各成分の組成範囲は、酸化物換算組成のモル%で、上述のガラス体を構成する各成分の組成範囲と同じ範囲内にすることが好ましい。これにより、ガラスセラミックス層の結晶相に含まれる光触媒結晶が析出し易くなるため、ガラスセラミックス層の光触媒結晶を高めることができる。なお、酸化物換算組成のガラスセラミックス層の全物質量に対する含有量は、ガラス体から得られる粉粒体の組成と、この粉粒体に添加される成分の組成及び含有量から求められる。また、以下に述べる非金属元素成分を原料組成物に含まない場合、粉粒体の組成はガラス体の組成とほぼ等しくなる。すなわち、非金属元素成分をガラス体に含まず、且つ、粉粒体に他の成分を添加しない場合、ガラスセラミックス層の組成は、ガラス体の組成とほぼ等しくなる。   Here, the composition range of each component constituting the glass ceramic layer is preferably mol% of the oxide conversion composition, and is preferably within the same range as the composition range of each component constituting the glass body. Thereby, since it becomes easy to precipitate the photocatalytic crystal contained in the crystal phase of the glass ceramic layer, the photocatalytic crystal of the glass ceramic layer can be increased. In addition, content with respect to the total amount of substances of the glass ceramic layer of an oxide conversion composition is calculated | required from the composition and content of the component added to this granular material obtained from this glass body. Moreover, when the nonmetallic element component described below is not included in the raw material composition, the composition of the granular material is substantially equal to the composition of the glass body. That is, when the non-metallic element component is not included in the glass body and no other component is added to the powder body, the composition of the glass ceramic layer is substantially equal to the composition of the glass body.

[ガラスセラミックス複合体の物性]
本発明の複合体が有するガラスセラミックス層は、結晶相及びガラス相を有する。より具体的には、結晶相及びガラス相の密着性を高められる点で、結晶相及びガラス相は、結晶相がガラス相から析出した結晶化ガラスとして共存することが好ましい。ここで、ガラスセラミックス層に含まれる結晶相は、Ti、W、Nb、及びTaから選ばれる1種以上の成分を含む化合物の結晶を含有することが好ましい。より具体的には、TiO、TiP、(TiO)、RnNbO、RnTaO及びこれらの固溶体のうち1種以上からなる結晶が含まれていてもよく、この場合、ルチル(Rutile)型、アナターゼ(Anatase)型及びブルッカイト(Brookite)型からなる群のうち1種以上のTiOからなる結晶が含まれていることがより好ましい(式中、Rnはアルカリ金属のうち1種以上を意味する)。これらの結晶が含まれていることにより、ガラスセラミックスは高い光触媒機能を有することができる。その中でも特にアナターゼ型の酸化チタン(TiO)は、ルチル(Rutile)型に比べても光触媒活性が高いため、ガラスセラミックス層により高い光触媒特性を付与することができる。
[Physical properties of glass-ceramic composites]
The glass ceramic layer of the composite of the present invention has a crystal phase and a glass phase. More specifically, it is preferable that the crystal phase and the glass phase coexist as crystallized glass in which the crystal phase is precipitated from the glass phase in that the adhesion between the crystal phase and the glass phase can be improved. Here, it is preferable that the crystal phase contained in the glass ceramic layer contains crystals of a compound containing one or more components selected from Ti, W, Nb, and Ta. More specifically, TiO 2 , TiP 2 O 7 , (TiO) 2 P 2 O 7 , RnNbO 3 , RnTaO 3 and crystals composed of one or more of these solid solutions may be included. It is more preferable that one or more crystals of TiO 2 are included in the group consisting of a rutile type, anatase type and brookite type (wherein Rn is an alkali metal) One or more of them). By including these crystals, glass ceramics can have a high photocatalytic function. Among them, anatase type titanium oxide (TiO 2 ) has higher photocatalytic activity than the rutile type, and thus can impart higher photocatalytic properties to the glass ceramic layer.

なお、本発明における固溶体とは、2種類以上の金属固体又は非金属固体が互いの中に原子レベルで溶け込んで全体が均一の固相になっている状態のことをいい、混晶という場合もある。溶質原子の溶け込み方によって、結晶格子の隙間より小さい元素が入り込む侵入型固溶体、母相原子と入れ代わって入る置換型固溶体等がある。   In addition, the solid solution in the present invention means a state in which two or more kinds of metal solids or non-metal solids are dissolved in each other at the atomic level, and the whole is in a uniform solid phase, sometimes referred to as a mixed crystal. is there. Depending on how the solute atoms permeate, there are interstitial solid solutions in which elements smaller than the gaps in the crystal lattice enter, substitutional solid solutions in which they replace the parent phase atoms, and the like.

また、ガラスセラミックス層は、結晶相にNASICON(Na super ionic conductor、ナトリウム超イオン伝導体)型構造の結晶や、その固溶体を含むことも好ましい。これにより、ガラスセラミックス層のバンドギャップエネルギーが適切な大きさに整えられるため、光に対する応答性をより向上できる。また、NASICON型構造の結晶とTiO結晶とを同時に含有させると、光触媒特性をより高めることができる。ここで、NASICON型構造の結晶は、具体的にはアルカリ金属チタンリン酸複合塩やアルカリ土類金属チタンリン酸複合塩等のチタンリン酸化合物、アルカリ金属ニオブリン酸複合塩、アルカリ土類金属ニオブリン酸複合塩、アルカリ金属タンタルリン酸複合塩、アルカリ土類金属タンタルリン酸複合塩、アルカリ金属タングステンリン酸複合塩及びアルカリ土類金属タングステンリン酸複合塩等の結晶が挙げられる。その中でも、特にRnTi(PO、RTi(PO又はその固溶体の効果が顕著であるため、これらのうち少なくともいずれかを含有することが好ましい(式中、RnはLi、Na、K、Rb、Csのうち1種以上とし、RはMg、Ca、Sr、Baのうち1種以上とする)。ガラスからこれらの光触媒結晶が析出することにより、より高い光触媒特性が発現できる。ここで、NASICON型構造の結晶としては、LiTi(PO、NaTi(PO、KTi(PO、MgTi(PO、CaTi(PO、SrTi(PO、BaTi(PO等を例示できる。また、NASICON型構造の結晶の固溶体として、例えばLi1+xTi2−x(PO(0<x≦0.5、Aは、3価の金属イオン)、Li1+3xTi(P1−xSi、LiTi2−x(PO(Aは、4価の金属イオン)等が挙げられる。なお、本明細書では、これら光触媒特性を有する結晶及びその固溶体を総称して「光触媒結晶」と表現する。 The glass ceramic layer preferably contains a NASICON (Na super ionic conductor) type crystal or a solid solution thereof in the crystal phase. Thereby, since the band gap energy of the glass ceramic layer is adjusted to an appropriate magnitude, the response to light can be further improved. Further, when a NASICON type crystal and a TiO 2 crystal are contained at the same time, the photocatalytic characteristics can be further improved. Here, the crystal of NASICON type structure is specifically a titanium phosphate compound such as alkali metal titanium phosphate complex salt or alkaline earth metal titanium phosphate complex salt, alkali metal niobium phosphate complex salt, alkaline earth metal niobate complex salt. And crystals of alkali metal tantalum phosphate composite salt, alkaline earth metal tantalum phosphate composite salt, alkali metal tungsten phosphate composite salt, alkaline earth metal tungsten phosphate composite salt, and the like. Among these, since the effect of RnTi 2 (PO 4 ) 3 , RTi 4 (PO 4 ) 6 or a solid solution thereof is particularly remarkable, it is preferable to contain at least one of these (wherein Rn is Li, One or more of Na, K, Rb, and Cs, and R is one or more of Mg, Ca, Sr, and Ba). By depositing these photocatalytic crystals from glass, higher photocatalytic properties can be developed. Here, the NASICON type crystals include LiTi 2 (PO 4 ) 3 , NaTi 2 (PO 4 ) 3 , KTi 2 (PO 4 ) 3 , MgTi 4 (PO 4 ) 6 , CaTi 4 (PO 4 ) 6. SrTi 4 (PO 4 ) 6 , BaTi 4 (PO 4 ) 6 and the like. Further, as a solid solution of a NASICON type crystal, for example, Li 1 + x Ti 2−x A x (PO 4 ) 3 (0 <x ≦ 0.5, A is a trivalent metal ion), Li 1 + 3x Ti 2 (P 1-x Si x O 4 ) 3 , LiTi 2-x A x (PO 4 ) 3 (A is a tetravalent metal ion), and the like. In the present specification, these crystals having photocatalytic properties and solid solutions thereof are collectively referred to as “photocatalytic crystals”.

また、ガラスセラミックス層は、光触媒結晶をガラス全体積に対する体積比で1.0%以上95.0%以下の範囲内で含んでいることが好ましい(式中、RnはLi、Na、K、Rb、Csから選ばれる1種以上とし、RはMg、Ca、Sr、Baから選ばれる1種以上とする)。光触媒結晶の含有量が1.0%以上であることにより、ガラスセラミックス層は良好な光触媒特性を有することができる。一方で、光触媒結晶の含有量が95.0%以下であることにより、ガラスセラミックス層は良好な機械的強度を得ることができる。   The glass ceramic layer preferably contains a photocatalytic crystal in a volume ratio of 1.0% or more and 95.0% or less with respect to the total volume of the glass (wherein Rn is Li, Na, K, Rb). And at least one selected from Cs, and R is at least one selected from Mg, Ca, Sr, and Ba). When the content of the photocatalytic crystal is 1.0% or more, the glass ceramic layer can have good photocatalytic properties. On the other hand, when the content of the photocatalytic crystal is 95.0% or less, the glass ceramic layer can obtain good mechanical strength.

ガラスセラミックス層の全体に対する結晶の存在比率である結晶化率は、体積比で好ましくは1.0%、より好ましくは5.0%、最も好ましくは10.0%を下限とし、好ましくは95.0%、より好ましくは90.0%、最も好ましくは85.0%を上限とする。結晶化率が1.0%以上であることにより、ガラスセラミックス層が良好な光触媒特性を有することができる。一方で、結晶化率が95.0%以下であることにより、ガラスセラミックス層が良好な機械的な強度を得ることができる。   The crystallization ratio, which is the abundance ratio of crystals with respect to the entire glass ceramic layer, is preferably 1.0%, more preferably 5.0%, and most preferably 10.0% as a lower limit, and preferably 95. The upper limit is 0%, more preferably 90.0%, and most preferably 85.0%. When the crystallization rate is 1.0% or more, the glass ceramic layer can have good photocatalytic properties. On the other hand, when the crystallization rate is 95.0% or less, the glass ceramic layer can obtain good mechanical strength.

このとき、ガラスセラミックス層に含まれる結晶の大きさは、球近似したときの平均径が、5nm〜3μmであることが好ましい。熱処理条件をコントロールすることにより、析出した光触媒結晶のサイズを制御することが可能であるが、有効な光触媒特性を引き出すためには、結晶のサイズを5nm〜3μmの範囲とすることが好ましく、10nm〜1μmの範囲とすることがより好ましく、10nm〜300nmの範囲とすることが最も好ましい。結晶の平均径は、例えばXRDの回折ピークの半値幅より、シェラー(Scherrer)の式:
D=0.9λ/(βcosθ)
を用いて見積もることができる。ここで、Dは結晶の大きさであり、λはX線の波長であり、θはブラッグ角(回折角2θの半分)である。特に、XRDの回折ピークが弱かったり、回折ピークが他のピークと重なったりする場合は、走査型電子顕微鏡(SEM)又は透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて測定した結晶粒子の面積から、これを円と仮定してその直径を求めることでも見積もることができる。顕微鏡を用いて結晶の粒径の平均値を算出する際には、無作為に100個以上の結晶の直径を測定することが好ましい。なお、結晶相を示す粒子の大きさは、例えば複合体を形成する際の結晶化工程における熱処理条件をコントロールすることで、所望の大きさに制御できる。
At this time, as for the size of the crystals contained in the glass ceramic layer, the average diameter when approximated to a sphere is preferably 5 nm to 3 μm. It is possible to control the size of the deposited photocatalytic crystal by controlling the heat treatment conditions, but in order to extract effective photocatalytic properties, the crystal size is preferably in the range of 5 nm to 3 μm, and 10 nm. More preferably, it is in the range of ˜1 μm, and most preferably in the range of 10 nm to 300 nm. The average diameter of the crystal is, for example, from the half width of the diffraction peak of XRD, Scherrer's formula:
D = 0.9λ / (βcosθ)
Can be used to estimate. Here, D is the crystal size, λ is the X-ray wavelength, and θ is the Bragg angle (half the diffraction angle 2θ). In particular, when the diffraction peak of XRD is weak or the diffraction peak overlaps with other peaks, this is determined from the area of the crystal particles measured using a scanning electron microscope (SEM) or transmission electron microscope (TEM). It can also be estimated by obtaining the diameter assuming that is a circle. When calculating the average value of crystal grain sizes using a microscope, it is preferable to randomly measure the diameter of 100 or more crystals. Note that the size of the particles showing the crystal phase can be controlled to a desired size by controlling the heat treatment conditions in the crystallization step when forming the composite, for example.

また、このガラスセラミックス層は、表面に凹凸を有することが好ましい。これにより、光触媒結晶を含む結晶相の露出面積が増加するため、より高い光触媒特性を得ることができる。ここで、ガラスセラミックス層の表面に凹凸を形成する手段は、機械的及び/又は化学的な表面処理の手段の中から適宜選択される。特に、ガラスセラミックス層を酸性もしくはアルカリ性の溶液に浸漬してエッチングを行うことが好ましい。これにより、溶液に浸漬したガラス相が溶けるため、ガラスセラミックス層の表面をより複雑且つ微細な凹凸状態や多孔質の状態にできる。なお、浸漬に用いられる溶液は、ガラスセラミックス層の光触媒結晶を含む結晶相以外のガラス相等を腐蝕することが可能であれば特に限定されず、例えばフッ素又は塩素を含む酸(フッ化水素酸、塩酸等)を用いることができる。また、エッチングの別の手段として、フッ化水素ガス、塩化水素ガス、フッ化水素酸、塩酸等を、焼成体の表面に吹き付けることでエッチングを行ってもよい。   The glass ceramic layer preferably has irregularities on the surface. Thereby, since the exposed area of the crystal phase containing the photocatalytic crystal is increased, higher photocatalytic properties can be obtained. Here, the means for forming irregularities on the surface of the glass ceramic layer is appropriately selected from mechanical and / or chemical surface treatment means. In particular, it is preferable to perform etching by immersing the glass ceramic layer in an acidic or alkaline solution. Thereby, since the glass phase immersed in the solution melt | dissolves, the surface of a glass ceramic layer can be made into a more complicated and fine uneven | corrugated state and a porous state. The solution used for the immersion is not particularly limited as long as it can corrode glass phases other than the crystal phase including the photocatalytic crystal of the glass ceramic layer. For example, an acid containing fluorine or chlorine (hydrofluoric acid, Hydrochloric acid or the like). As another means of etching, etching may be performed by spraying hydrogen fluoride gas, hydrogen chloride gas, hydrofluoric acid, hydrochloric acid, or the like on the surface of the fired body.

ガラスセラミックス層は、紫外領域から可視領域までのいずれかの波長の光によって触媒活性が発現されることが好ましい。例えば、ガラスセラミックス層の日本工業規格JIS R 1703−2:2007に基づくメチレンブルーの分解活性指数が3.0nmol/L/min以上である。これにより、ガラスセラミックス層の表面に付着した汚れ物質や細菌等が酸化又は還元反応により分解されるため、ガラスセラミックス層を防汚用途や抗菌用途等に用いることができる。特に、本発明の複合体が含有する光触媒結晶は、紫外線及び/又は可視光の照射に対して高い触媒効果を示すため、特に紫外領域から可視領域までのいずれかの波長の光に対して、優れた応答性を有するガラスセラミックス層を得ることができる。ここで、ガラスセラミックス層のメチレンブルーの分解活性指数は、3.0nmol/L/min以上が好ましく、3.5nmol/L/min以上が好ましく、4.0nmol/L/min以上が最も好ましい。ここで、本発明でいう紫外領域の波長の光は、波長が可視光線より短く軟X線よりも長い不可視光線の電磁波のことであり、その波長はおよそ10〜400nmの範囲にある。また、本発明でいう可視領域の波長の光は、電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の電磁波のことであり、その波長はおよそ400nm〜700nmの範囲にある。これら紫外領域から可視領域までのいずれかの波長の光、又はそれらが複合した波長の光がガラスセラミックス層の表面に照射されたときに触媒活性が発現されることにより、ガラスセラミックス層の表面に付着した汚れ物質や細菌等が酸化又は還元反応により分解されるため、ガラスセラミックス層を防汚用途や抗菌用途等に用いることができる。   The glass ceramic layer preferably exhibits catalytic activity by light of any wavelength from the ultraviolet region to the visible region. For example, the decomposition activity index of methylene blue based on Japanese Industrial Standard JIS R 1703-2: 2007 of the glass ceramic layer is 3.0 nmol / L / min or more. Thereby, since the dirt substance, bacteria, etc. adhering to the surface of the glass ceramic layer are decomposed by oxidation or reduction reaction, the glass ceramic layer can be used for antifouling use or antibacterial use. In particular, the photocatalytic crystal contained in the composite of the present invention exhibits a high catalytic effect for irradiation with ultraviolet rays and / or visible light, and therefore, particularly for light of any wavelength from the ultraviolet region to the visible region. A glass ceramic layer having excellent responsiveness can be obtained. Here, the decomposition activity index of methylene blue of the glass ceramic layer is preferably 3.0 nmol / L / min or more, more preferably 3.5 nmol / L / min or more, and most preferably 4.0 nmol / L / min or more. Here, the light having a wavelength in the ultraviolet region referred to in the present invention is an invisible electromagnetic wave having a wavelength shorter than that of visible light and longer than that of soft X-ray, and the wavelength is in the range of approximately 10 to 400 nm. In addition, the light having a wavelength in the visible region referred to in the present invention is an electromagnetic wave having a wavelength that can be seen by human eyes among electromagnetic waves, and the wavelength is in a range of about 400 nm to 700 nm. When the surface of the glass ceramic layer is irradiated with light of any wavelength from the ultraviolet region to the visible region, or light of a wavelength that combines them, the surface of the glass ceramic layer is expressed. Since attached dirt substances and bacteria are decomposed by oxidation or reduction reaction, the glass ceramic layer can be used for antifouling use, antibacterial use and the like.

また、ガラスセラミックス層は、光照射によってもたらされる高い親水性を有することが好ましい。例えば、紫外領域から可視領域までのいずれかの波長の光、又はそれらが複合した波長の光を照射した表面と水滴との接触角が30°以下であることが好ましい。これにより、ガラスセラミックス層の表面が親水性を呈し、セルフクリーニング作用を有するため、ガラスセラミックス層の表面を水で容易に洗浄することができ、汚れによる光触媒特性の低下を抑制することができる。光を照射したガラスセラミックス層の表面と水滴との接触角は、30°以下が好ましく、25°以下がより好ましく、20°以下が最も好ましい。   Moreover, it is preferable that a glass ceramic layer has the high hydrophilicity brought about by light irradiation. For example, it is preferable that the contact angle between the water droplets and the surface irradiated with light having any wavelength from the ultraviolet region to the visible region or light having a combined wavelength thereof is 30 ° or less. Thereby, since the surface of the glass ceramic layer exhibits hydrophilicity and has a self-cleaning action, the surface of the glass ceramic layer can be easily washed with water, and a reduction in photocatalytic properties due to dirt can be suppressed. The contact angle between the surface of the glass ceramic layer irradiated with light and water droplets is preferably 30 ° or less, more preferably 25 ° or less, and most preferably 20 ° or less.

[ガラスセラミックス複合体の用途]
本発明の方法で製造されるガラスセラミックス複合体は、ガラスセラミックス層の内部及び表面に光触媒活性を持つニオブの化合物及びタンタルの化合物からなる群のうち1種以上を含んだ光触媒結晶が均質に析出しているため、優れた光触媒特性を有するとともに、耐久性にも優れている。また、本発明のガラスセラミックス層は、粉粒体の形態を経由して製造されるので、基材の形状に応じて大きさや形状等を加工する場合の自由度が高く、光触媒特性が要求される様々な物品に加工できる。
[Applications of glass-ceramic composites]
In the glass-ceramic composite produced by the method of the present invention, the photocatalytic crystal containing at least one of the group consisting of a niobium compound and a tantalum compound having photocatalytic activity is uniformly deposited on the inside and surface of the glass ceramic layer. Therefore, it has excellent photocatalytic properties and is excellent in durability. In addition, since the glass ceramic layer of the present invention is manufactured through the form of a granular material, it has a high degree of freedom when processing the size and shape according to the shape of the substrate, and requires photocatalytic properties. Can be processed into various articles.

(光触媒機能性部材)
このガラスセラミックス複合体は、光触媒機能性部材として、外部環境に曝され有機物等が付着することで汚染したり、菌類が浮遊し易い雰囲気等で使用されたりする機械、装置、器具等において有用である。例えば、本発明の光触媒機能性部材をタイル、窓枠、ランプ、建材等の構成部材に使用することによって、これらの構成部材に光触媒機能を持たせることができる。
(Photocatalyst functional member)
This glass-ceramic composite is useful as a photocatalyst functional member in machines, devices, instruments, etc. that are exposed to the external environment and contaminated by the adhesion of organic matter, etc., or used in an atmosphere where fungi easily float. is there. For example, by using the photocatalytic functional member of the present invention for constituent members such as tiles, window frames, lamps, and building materials, these constituent members can be provided with a photocatalytic function.

(親水性部材)
また、このガラスセラミックス複合体は、親水性部材としても有用である。例えば、本発明の親水性部材を、建築用パネル、タイル、窓等の構成部材に使用することによって、セルフクリーニング機能をそれらの部材に持たせることができる。
(Hydrophilic member)
The glass ceramic composite is also useful as a hydrophilic member. For example, by using the hydrophilic member of the present invention as a structural member such as a building panel, tile, or window, the member can have a self-cleaning function.

次に、実施例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は以下の実施例によって何ら制約を受けるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not restrict | limited at all by the following Examples.

実施例1〜56:
本発明の実施例(No.1〜No.56)のガラス体の組成、これらのガラス体を用いてガラスセラミックス層を作製する際の焼成(焼結)温度及び時間、並びに、これらのガラス体を用いて作製したガラスセラミックス層における析出結晶相の種類、及び、水滴との接触角の結果を表1〜表6に示した。
Examples 1 to 56:
Composition of glass bodies of Examples (No. 1 to No. 56) of the present invention, firing (sintering) temperature and time when producing glass ceramic layers using these glass bodies, and these glass bodies Tables 1 to 6 show the results of the types of precipitated crystal phases and the contact angles with water droplets in the glass ceramic layer produced using the above.

本発明の実施例(No.1〜No.56)では、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、フッ化物、塩化物、メタリン酸化合物等の通常のガラスに使用される高純度の原料を選定し、各実施例の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、白金坩堝又は石英坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で1250〜1580℃の温度範囲で1〜24時間溶解し、攪拌均質化してからガラス融液を流水中に滴下することで、粒状又はフレーク状のガラス体を得た。このガラス体をジェットミルで粉砕することで、粒子サイズが10μm以下の粉粒体を得た。   In Examples (No. 1 to No. 56) of the present invention, all of the corresponding oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, chlorides, metaphosphate compounds, etc. After selecting the high-purity raw materials used for the glass of the above, weighing them so as to have the composition ratio of each example and mixing them uniformly, and then putting them in a platinum crucible or a quartz crucible, Correspondingly, it melt | dissolved in the temperature range of 1250-1580 degreeC with an electric furnace for 1 to 24 hours, and after stirring and homogenizing, the glass melt was dripped in flowing water, and the granular or flaky glass body was obtained. The glass body was pulverized with a jet mill to obtain a powder body having a particle size of 10 μm or less.

この粉粒体をメタノールに分散し、スラリを調製した。ここで、実施例(No.1〜No.52)では、得られたスラリをアルミナ基材上に塗布し、メタノールを乾燥させ、スラリ層を得た。一方、実施例(No.53〜No.56)では、得られたスラリをタイル上に塗布し、メタノールを乾燥させ、スラリ層を得た。このスラリ層について、表1〜表6に記載の温度まで昇温し、この温度で表1〜表6に記載の時間に亘り保持して焼成工程と結晶化処理を同時に行った。焼成工程の後、室温まで降温して厚み50μmのガラスセラミックス層を有する複合体を得た。   This powder was dispersed in methanol to prepare a slurry. Here, in Examples (No. 1 to No. 52), the obtained slurry was applied onto an alumina substrate, and methanol was dried to obtain a slurry layer. On the other hand, in the examples (No. 53 to No. 56), the obtained slurry was applied onto a tile, and methanol was dried to obtain a slurry layer. About this slurry layer, it heated up to the temperature of Table 1-Table 6, hold | maintained at this temperature for the time of Table 1-Table 6, and performed the baking process and the crystallization process simultaneously. After the firing step, the temperature was lowered to room temperature to obtain a composite having a glass ceramic layer having a thickness of 50 μm.

ここで、実施例(No.1〜No.56)のガラス体を用いた複合体のガラスセラミックス層に生成した結晶相の種類は、X線回折装置(フィリップス社製、商品名:X’Pert−MPD)で同定した。   Here, the kind of crystal phase produced | generated in the glass ceramic layer of the composite_body | complex using the glass body of the Example (No.1-No.56) is X-ray-diffraction apparatus (The Philips company make, brand name: X'Pert -MPD).

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表1〜表6に表されるように、実施例(No.1〜No.56)のガラス体を用いたガラスセラミックス層の析出結晶には、いずれも光触媒活性を有するニオブ成分やタンタル成分を含んだ光触媒結晶の少なくともいずれかが含まれていた。   As shown in Tables 1 to 6, the precipitated crystals of the glass ceramic layers using the glass bodies of the examples (No. 1 to No. 56) all have niobium components and tantalum components having photocatalytic activity. At least one of the included photocatalytic crystals was included.

実施例57〜70:
表7には、実施例(No.57〜No.63)において、粉砕した実施例1のガラス体A(52%SiO−20%Nb−28%Na)と混合する他の物質、その配合量、並びに焼成条件及び生成される結晶相を示す。また、表8には、実施例(No.64〜No.70)において、粉砕した実施例13のガラス体B(52%SiO−22%Ta−14%LiO−12%NaO)と混合する他の物質、その配合量、並びに焼成条件及び生成される結晶相を示す。ここで、粒子サイズが10μm以下のガラス体A又はガラス体Bの粉末と添加物と混合物を更に均一に混合してから、この混合物をメタノールに分散し、スラリとした。このスラリをアルミナ基材上に塗布し、スラリ層を得た。このスラリ層について、表7〜表8に記載の温度まで昇温し、この温度で表7〜表8に記載の時間に亘り保持して焼成工程と結晶化処理を同時に行った。焼成工程の後、室温まで降温して厚み50μmのガラスセラミックス層を有する複合体を得た。このときの複合体の組成は、表7〜表8に示す通りである。
Examples 57-70:
Table 7, in Example (No.57~No.63), mixed with glass body A of Example 1 was ground (52% SiO 2 -20% Nb 2 O 5 -28% Na 2 O 5) The other substances, their blending amounts, as well as the firing conditions and the crystalline phase produced are shown. Further, Table 8, Example in (No.64~No.70), vitreous B of Example 13 was pulverized (52% SiO 2 -22% Ta 2 O 5 -14% Li 2 O-12% Other substances to be mixed with Na 2 O), their blending amounts, as well as the firing conditions and the crystalline phase produced are shown. Here, the powder of glass body A or glass body B having a particle size of 10 μm or less, the additive, and the mixture were further uniformly mixed, and then the mixture was dispersed in methanol to form a slurry. This slurry was applied on an alumina substrate to obtain a slurry layer. About this slurry layer, it heated up to the temperature of Table 7-Table 8, and hold | maintained at this temperature for the time of Table 7-Table 8, and performed the baking process and the crystallization process simultaneously. After the firing step, the temperature was lowered to room temperature to obtain a composite having a glass ceramic layer having a thickness of 50 μm. The composition of the composite at this time is as shown in Tables 7-8.

ここで、実施例(No.57〜No.70)のガラスセラミックス層に生成した結晶相の種類は、X線回折装置(フィリップス社製、商品名:X’Pert−MPD)で同定した。この結果を表7〜表8に示す。   Here, the kind of the crystal phase produced | generated in the glass ceramic layer of the Example (No.57-No.70) was identified with the X-ray-diffraction apparatus (The Philips company make, brand name: X'Pert-MPD). The results are shown in Tables 7-8.

Figure 2011116620
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表7〜表8に表されるように、実施例(No.57〜No.70)のガラス体を用いたガラスセラミックス層の析出結晶相には、いずれも光触媒活性を有するニオブの化合物及び/又はタンタルの化合物を含んだ光触媒結晶が含まれていた。このため、本発明の実施例のガラスセラミックス複合体は、高い光触媒特性、例えば有機物の分解特性及び親水性を有することが推察された。   As shown in Tables 7 to 8, each of the precipitated crystal phases of the glass ceramic layers using the glass bodies of Examples (No. 57 to No. 70) has a niobium compound having photocatalytic activity and / or Alternatively, a photocatalytic crystal containing a tantalum compound was included. For this reason, it was guessed that the glass ceramic composite of the Example of this invention has a high photocatalytic characteristic, for example, the decomposition | disassembly characteristic of organic substance, and hydrophilicity.

次に、実施例1及び31のガラスセラミックス成形体のXRDの結果を、それぞれ図1及び図2に示した。図1のXRDパターンにおいて、実施例1では、NaNbOに特有の入射角に「○」で表されるピークが生じており、NaNbO結晶の存在が確認できた。一方、図2のXRDパターンにおいて、実施例31のXRDパターンでは、NaTaOに特有の入射角に「○」で表されるピークが生じており、NaTaO結晶の存在が確認できた。また、実施例31では、LiTaOに特有の入射角に「□」で表されるピークが生じており、LiTaO結晶の存在が確認できた。従って、実施例1及び31のガラスセラミックス成形体は、高い光触媒特性を有するものと考えられた。 Next, the XRD results of the glass ceramic molded bodies of Examples 1 and 31 are shown in FIGS. 1 and 2, respectively. In the XRD pattern of FIG. 1, in Example 1, a peak represented by “◯” occurred at an incident angle peculiar to NaNbO 3 , and the presence of NaNbO 3 crystal could be confirmed. On the other hand, in the XRD pattern of FIG. 2, in the XRD pattern of Example 31, a peak represented by “◯” was generated at the incident angle peculiar to NaTaO 3 , and the presence of NaTaO 3 crystal was confirmed. Further, in Example 31, a peak represented by “□” was generated at the incident angle peculiar to LiTaO 3 , and the presence of LiTaO 3 crystal could be confirmed. Therefore, it was considered that the glass ceramic molded bodies of Examples 1 and 31 have high photocatalytic properties.

次に、実施例53〜56で得られた複合体を水の中に入れ、500Wの高圧水銀ランプルを照射して光触媒特性の有無を確認した。それとともに、日本工業規格JIS R 1703−2:2007に基づき、実施例53〜56で得られたガラスセラミックス層のメチレンブルーの分解活性指数(nmol/l/min)を求めた。   Next, the composites obtained in Examples 53 to 56 were put in water and irradiated with a 500 W high-pressure mercury lample to confirm the presence or absence of photocatalytic properties. At the same time, the methylene blue decomposition activity index (nmol / l / min) of the glass ceramic layers obtained in Examples 53 to 56 was determined based on Japanese Industrial Standard JIS R 1703-2: 2007.

より具体的には、以下のような手順でメチレンブルーの分解活性指数を求めた。
0.020mMのメチレンブルー水溶液(以下、吸着液とする)と0.010mMのメチレンブルー水溶液(以下、試験液とする)を調製した。
そして、光触媒特性が認められた実施例の試料の表面と、石英管(内径10mm、高さ30mm)の一方の開口と、を高真空用シリコーングリース(東レ・ダウコーニング株式会社製)で固定し、石英管の他方の開口から吸着液を注入して試験セルを吸着液で満たした。その後、石英管の他方の開口と吸着液の液面とをカバーガラス(松浪ガラス工業株式会社製、商品名:白縁磨フロストNo.1)で覆い、光が当たらないようにしながら、12〜24時間にわたって吸着液を試料に十分に吸着させた。吸着後の吸着液について、分光光度計(日本分光株式会社製、型番:V−650)を用いて波長664nmの光に対する吸光度を測定し、この吸着液の吸光度が試験液について同様に測定された吸光度よりも大きくなった時点で、吸着を完了させた。
このとき、試験液について測定された吸光度(Abs(0))とメチレンブルー濃度(c(0)=10[μmol/L])の値から、下式(1)を用いて換算係数K[μmol/L]を求めた。
K=c(0)/Abs(0) ・・(1)
次いで、カバーガラスを取り外して石英管内の液を試験液に入れ替えた後、石英管の他方の開口と吸着液の液面とをカバーガラスで再度覆い、1.0mW/cmの紫外線を照射した。そして、紫外線を60分、120分及び180分間にわたり照射した後における波長664nmの光に対する吸光度を測定した。
紫外光の照射を開始してt分後に測定された吸光度Abs(t)の値から、下式(2)を用いて、紫外光の照射を開始してt分後のメチレンブルー試験液の濃度C(t)[μmol/L]を求めた。ここで、Kは上述の換算係数である。
C(t)=K×Abs(t) ・・(2)
そして、上述により求められたC(t)を縦軸にとり、紫外線の照射時間t[min]を横軸にとってプロットを作成した。このとき、プロットから得られる直線の傾きa[μmol/L/min]を最小二乗法によって求め、下式(3)を用いて分解活性指数R[nmol/L/min]を求めた。
R=|a|×1000 ・・(3)
More specifically, the decomposition activity index of methylene blue was determined by the following procedure.
A 0.020 mM methylene blue aqueous solution (hereinafter referred to as an adsorption solution) and a 0.010 mM methylene blue aqueous solution (hereinafter referred to as a test solution) were prepared.
Then, the surface of the sample of the example in which the photocatalytic characteristics were recognized and one opening of the quartz tube (inner diameter 10 mm, height 30 mm) were fixed with high vacuum silicone grease (manufactured by Dow Corning Toray). The adsorbing liquid was injected from the other opening of the quartz tube to fill the test cell with the adsorbing liquid. Thereafter, the other opening of the quartz tube and the liquid surface of the adsorbing liquid are covered with a cover glass (manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd., trade name: white edge polished frost No. 1), and the light is not exposed to the glass. The adsorbed liquid was sufficiently adsorbed to the sample over 24 hours. About the adsorption liquid after adsorption | suction, the light absorbency with respect to the light of wavelength 664nm was measured using the spectrophotometer (The JASCO Corporation make, model number: V-650), and the light absorbency of this adsorption liquid was similarly measured about the test liquid. Adsorption was completed when the absorbance was greater.
At this time, from the values of absorbance (Abs (0)) and methylene blue concentration (c (0) = 10 [μmol / L]) measured for the test solution, the conversion coefficient K [μmol / L].
K = c (0) / Abs (0) (1)
Next, after removing the cover glass and replacing the liquid in the quartz tube with the test solution, the other opening of the quartz tube and the liquid surface of the adsorbing liquid were covered again with the cover glass and irradiated with ultraviolet rays of 1.0 mW / cm 2 . . And the light absorbency with respect to the light of wavelength 664nm after irradiating an ultraviolet-ray for 60 minutes, 120 minutes, and 180 minutes was measured.
From the value of absorbance Abs (t) measured t minutes after the start of ultraviolet light irradiation, the concentration C of the methylene blue test solution t minutes after the start of ultraviolet light irradiation using the following formula (2) (T) [μmol / L] was determined. Here, K is the conversion factor described above.
C (t) = K × Abs (t) (2)
A plot was created with C (t) determined as described above on the vertical axis and the irradiation time t [min] of ultraviolet rays on the horizontal axis. At this time, the slope a [μmol / L / min] of the straight line obtained from the plot was determined by the least square method, and the decomposition activity index R [nmol / L / min] was determined using the following equation (3).
R = | a | × 1000 (3)

その結果、実施例53〜56のガラスセラミックス層は、高圧水銀ランプルを照射したときに気体の生成が見られたため、光触媒特性を有することが確認された。また、実施例53〜56のガラスセラミックス層の分解活性指数は、3.0nmol/l/min以上であり、概ね7.6〜13.2nmol/l/minの範囲にあった。このため、本発明の実施例のガラスセラミックス層は、所望の光触媒特性を有することが明らかになった。   As a result, the glass ceramic layers of Examples 53 to 56 were confirmed to have photocatalytic properties because gas generation was observed when irradiated with high-pressure mercury lample. Moreover, the decomposition activity index of the glass ceramic layers of Examples 53 to 56 was 3.0 nmol / l / min or more, and was generally in the range of 7.6 to 13.2 nmol / l / min. For this reason, it became clear that the glass ceramic layer of the Example of this invention has a desired photocatalytic characteristic.

次に、実施例2と12のガラスセラミックス複合体の親水性は、θ/2法によりサンプル表面と水滴との接触角を測定することにより評価した。すなわち、紫外線照射後のガラスセラミックス層の表面に水を滴下し、ガラスセラミックス層の表面から水滴の頂点までの高さhと、水滴の試験片に接している面の半径rと、を協和界面科学社製の接触角計(CAX)を用いて測定し、θ=2tan−1(h/r)の関係式より、水との接触角θを求めた。なお、接触角の測定には、HF濃度が46%(質量百分率)のフッ酸溶液(和光純薬工業株式会社製)に1分間浸漬させたものを用いた。   Next, the hydrophilicity of the glass ceramic composites of Examples 2 and 12 was evaluated by measuring the contact angle between the sample surface and water droplets by the θ / 2 method. That is, water is dropped on the surface of the glass ceramic layer after the ultraviolet irradiation, and the height h from the surface of the glass ceramic layer to the top of the water droplet and the radius r of the surface in contact with the test piece of the water droplet are determined as the Kyowa interface. It measured using the contact angle meter (CAX) by a scientific company, and contact angle (theta) with water was calculated | required from the relational expression of (theta) = 2tan-1 (h / r). The contact angle was measured by immersing in a hydrofluoric acid solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) having an HF concentration of 46% (mass percentage) for 1 minute.

その結果、実施例2と12のガラスセラミックス層の親水性は、紫外線の照射開始から2時間後には水との接触角が30°以下となることが確認された。これにより、本発明のガラスセラミックス層は、高い親水性を有することが明らかになった。   As a result, it was confirmed that the hydrophilicity of the glass ceramic layers of Examples 2 and 12 was such that the contact angle with water became 30 ° or less after 2 hours from the start of irradiation with ultraviolet rays. Thereby, it became clear that the glass-ceramic layer of this invention has high hydrophilicity.

従って、本発明の実施例のガラスセラミックス複合体では、耐久性に優れ且つニオブの化合物及び/又はタンタルの化合物を含んだ結晶相が生成し易くなることが確認された。   Therefore, it was confirmed that the glass-ceramic composite of the example of the present invention is excellent in durability and easily forms a crystal phase containing a niobium compound and / or a tantalum compound.

以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。   Although the present invention has been described in detail for the purpose of illustration, this embodiment is only for the purpose of illustration, and many modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention. Will be understood.

Claims (19)

基材と、この基材上に位置するガラスセラミックス層と、を備える複合体であって、
前記ガラスセラミックス層が結晶相及びガラス相を有しており、
前記ガラスセラミックス層は、酸化物基準のモル%で、Nb成分及びTa成分より選択される1種以上を合計で5.0%以上95.0%以下、並びに、SiO成分、B成分、P成分及びGeO成分からなる群より選択される1種以上を合計で10.0%以上85.0%以下含有する複合体。
A composite comprising a base material and a glass ceramic layer positioned on the base material,
The glass ceramic layer has a crystal phase and a glass phase;
The glass ceramic layer is mol% based on oxides, and includes at least one selected from Nb 2 O 5 component and Ta 2 O 5 component in a total amount of 5.0% to 95.0%, and SiO 2 A composite containing one or more selected from the group consisting of a component, a B 2 O 3 component, a P 2 O 5 component, and a GeO 2 component in a total of 10.0% to 85.0%.
前記ガラスセラミックス層が、紫外領域から可視領域までの波長の光によって触媒活性が発現される請求項1記載の複合体。   The composite according to claim 1, wherein the glass ceramic layer exhibits catalytic activity by light having a wavelength from an ultraviolet region to a visible region. 前記ガラスセラミックス層の、紫外領域から可視領域までの波長の光を照射した表面と水滴との接触角が30°以下である請求項1又は2記載の複合体。   The composite according to claim 1 or 2, wherein a contact angle between a surface of the glass ceramic layer irradiated with light having a wavelength from an ultraviolet region to a visible region and a water droplet is 30 ° or less. 基材と、この基材上に位置する光触媒活性を有するガラスセラミックス層と、を備える複合体の製造方法であって、
ニオブ成分及び/又はタンタル成分を含んだガラス体からなる粉粒体を基材上に配置した後に加熱し焼成を行う焼成工程を有する製造方法。
A method for producing a composite comprising a substrate and a glass ceramic layer having photocatalytic activity located on the substrate,
The manufacturing method which has a baking process which heats and bakes after arrange | positioning the granular material which consists of a glass body containing a niobium component and / or a tantalum component on a base material.
前記ガラス体が、酸化物基準のモル%で、Nb成分及びTa成分からなる群より選択される1種以上を合計で5.0〜95.0%含有する請求項4記載の製造方法。 5. The glass body contains 5.0 to 95.0% in total of at least one selected from the group consisting of Nb 2 O 5 component and Ta 2 O 5 component in mol% based on oxide. The manufacturing method as described. 前記ガラス体が、酸化物基準のモル%で、SiO成分、P成分、B成分及びGeO成分からなる群より選択される1種以上を合計で10.0〜85.0%含有する請求項4又は5記載の製造方法。 The glass body, in mole percent on the oxide basis, SiO 2 component, P 2 O 5 component, B a 2 O 3 1 or more selected from the ingredients and the group consisting of GeO 2 component in total 10.0 to 85 The manufacturing method of Claim 4 or 5 containing 0.0%. 前記粉粒体は、前記ガラス体が粉砕された粉砕ガラスからなる請求項4から6のいずれか記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 4 to 6, wherein the granular material is made of pulverized glass obtained by pulverizing the glass body. 前記ガラス体又は前記粉粒体に熱処理を施し、内部に結晶を析出させる結晶化工程を有する請求項4から7のいずれか記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 4 to 7, further comprising a crystallization step in which heat treatment is performed on the glass body or the powder body to precipitate crystals therein. 前記焼成を、1200℃以下の温度で行う請求項4から8のいずれか記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 4, wherein the baking is performed at a temperature of 1200 ° C. or less. 前記焼成を、前記ガラス体のガラス転移温度(Tg)以上であり且つTgより600℃高い温度以下の雰囲気温度で行う請求項4から9のいずれか記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 4 to 9, wherein the firing is performed at an atmospheric temperature that is equal to or higher than a glass transition temperature (Tg) of the glass body and is equal to or lower than a temperature 600 ° C higher than Tg. 結晶状態のTiO、ニオブの化合物、タンタルの化合物及びWOからなる群より選択される1種以上を、前記粉粒体との合量に対する質量比で95.0%以下混合して混合物を作製する工程を有する請求項4から10のいずれか記載の製造方法。 One or more selected from the group consisting of crystalline TiO 2 , niobium compound, tantalum compound and WO 3 are mixed at a mass ratio of 95.0% or less with respect to the total amount of the powder and the mixture to obtain a mixture. The manufacturing method according to claim 4, further comprising a step of manufacturing. N成分、S成分、F成分、Cl成分、Br成分、及びC成分からなる群より選ばれる1種以上を含む添加物を、前記粉粒体又は前記混合物に対する質量比で20.0%以下混合する工程を有する請求項4から11のいずれか記載の製造方法。   An additive containing at least one selected from the group consisting of an N component, an S component, an F component, a Cl component, a Br component, and a C component is mixed at a mass ratio of 20.0% or less with respect to the powder or the mixture. The manufacturing method according to claim 4, further comprising a step of: Cu、Ag、Au、Pd、及びPtからなる群より選ばれる1種以上からなる金属元素成分を、前記粉粒体又は前記混合物に対する質量比で10.0%以下混合する工程を有する請求項4から12のいずれか記載の製造方法。   5. A step of mixing 10.0% or less of a metal element component composed of one or more selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd, and Pt in a mass ratio with respect to the granular material or the mixture. The manufacturing method in any one of 12 to 12. 前記粉粒体又は前記混合物を溶剤に分散し、スラリ状態にする工程を有する請求項4から13のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method in any one of Claim 4 to 13 which has the process of disperse | distributing the said granular material or the said mixture in a solvent, and making it a slurry state. 前記焼成を、3分〜24時間に亘り行う請求項4から14いずれか記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 4, wherein the firing is performed for 3 minutes to 24 hours. 前記複合体に、酸性もしくはアルカリ性の溶液への浸漬、又はエッチングを行う工程を更に有する請求項4から15いずれか記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 4 to 15, further comprising a step of immersing or etching the composite in an acidic or alkaline solution. 前記ガラス体が、酸化物基準のモル%で、
TiO成分 0〜60.0%、及び/又は、
アルカリ金属酸化物成分及び/又はアルカリ土類金属酸化物成分 0〜50.0%、及び/又は、
(式中、Mは、W及びMoからなる群より選ばれる1種以上である。a及びbは、a:b=2:(Mの価数)を満たす最小の自然数である。)成分 0〜50.0%、及び/又は、
(式中、Mは、Zr及びSnからなる群より選ばれる1種以上である。c及びdは、c:d=2:(Mの価数)を満たす最小の自然数である。)成分 0〜30%、及び/又は、
(式中、Mは、B、Al、Ga、及びInからなる群より選ばれる1種以上である。)成分 0〜50.0%、及び/又は、
Ln(式中、Lnは、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuからなる群より選ばれる1種以上である。)成分 0〜30.0%、及び/又は、
(式中、Mは、V、Cr、Mn、Fe、Co、及びNiからなる群より選ばれる1種以上である。e及びfは、e:f=2:(Mの価数)を満たす最小の自然数である。) 0〜10.0%、及び/又は、
Bi成分+TeO成分 0〜20.0%、及び/又は、
As成分+Sb成分 0〜5.0%
の各成分を含有し、
前記ガラス体の酸化物換算組成の全質量に対する質量%で、
F成分、Cl成分、Br成分、S成分、N成分、及びC成分からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の非金属元素成分を、15.0%以下、及び/又は、
Cu、Ag、Au、Pd、及びPtからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素成分を、10.0%以下
含有するものである請求項4から16いずれか記載の製造方法。
The glass body is in mol% based on oxide,
TiO 2 component 0-60.0% and / or
Alkali metal oxide component and / or alkaline earth metal oxide component 0-50.0%, and / or
M a O b (wherein M is one or more selected from the group consisting of W and Mo. a and b are the smallest natural numbers satisfying a: b = 2: (valence of M)) .) Component 0-50.0% and / or
M 1 c O d (wherein, M 1 is at least one selected from the group consisting of Zr and Sn. C and d are the minimum satisfying c: d = 2: (valence of M 1 )) A natural number) component 0-30% and / or
M 2 2 O 3 (wherein M 2 is one or more selected from the group consisting of B, Al, Ga, and In) component 0 to 50.0%, and / or
Ln 2 O 3 (wherein Ln is selected from the group consisting of Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu. One or more) component 0-30.0% and / or
M 3 e O f (wherein M 3 is at least one selected from the group consisting of V, Cr, Mn, Fe, Co, and Ni. E and f are e: f = 2: (M 3 ), the smallest natural number satisfying 0) to 10.0%, and / or
Bi 2 O 3 component + TeO 2 component 0 to 20.0%, and / or
As 2 O 3 component + Sb 2 O 3 component 0-5.0%
Each component of,
In mass% with respect to the total mass of the oxide equivalent composition of the glass body,
15.0% or less of at least one nonmetallic element component selected from the group consisting of F component, Cl component, Br component, S component, N component, and C component, and / or
The manufacturing method according to any one of claims 4 to 16, which contains 10.0% or less of at least one metal element component selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd, and Pt.
請求項4から17いずれか記載の製造方法で製造される複合体を含む光触媒機能性部材。   The photocatalyst functional member containing the composite_body | complex manufactured with the manufacturing method in any one of Claim 4 to 17. 請求項4から17のいずれか記載の製造方法で製造される複合体を含む親水性部材。   The hydrophilic member containing the composite_body | complex manufactured with the manufacturing method in any one of Claim 4 to 17.
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