JP2012025849A - 光触媒体コーティング液、および光触媒機能製品 - Google Patents
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Abstract
【課題】基材の表面に光触媒体層を形成したときに、基材との密着性に優れる光触媒体層が得られ、しかも光触媒体層が蛍光灯などの実用光源の照射によって、高い光触媒活性を示す光触媒体コーティング液と、光触媒体層を表面に備える光触媒機能製品を提供する。
【解決手段】（１）光触媒体粒子、（２）酸化ニオブゾル粒子、（３）コロイダルシリカ粒子、（４）シリコンアルコキシド、および（５）溶媒を所定割合で含む光触媒体コーティング液であって、該光触媒体コーティング液から揮発成分を揮発させて得られる固形分が光触媒体コーティング液に対して所定割合である。
【選択図】なし
【解決手段】（１）光触媒体粒子、（２）酸化ニオブゾル粒子、（３）コロイダルシリカ粒子、（４）シリコンアルコキシド、および（５）溶媒を所定割合で含む光触媒体コーティング液であって、該光触媒体コーティング液から揮発成分を揮発させて得られる固形分が光触媒体コーティング液に対して所定割合である。
【選択図】なし
Description
本発明は、光触媒体コーティング液、および光触媒機能製品に関する。
半導体にバンドギャップ以上のエネルギーを持つ光を照射すると、価電子帯の電子が伝導帯に励起され、価電子帯に正孔が生成する。このようにして生成した正孔は強い酸化力を有し、励起した電子は強い還元力を有することから、半導体に接触した物質に酸化還元作用を及ぼす。この酸化還元作用によりＯＨラジカルをはじめとする活性酸素種が生成し、有機物等を分解することができる。このような作用を示し得る半導体は光触媒体と呼ばれており、光触媒体として酸化チタンや酸化タングステンが知られている。これらの中でも特に、酸化タングステンは蛍光灯の照明下で高い光触媒作用を示す光触媒体である。
特許文献１には、基材上に接着層を設け、光触媒体を含む光触媒体コーティング液に金属酸化物ゲルもしくは金属水酸化物ゲルからなるバインダー成分を混合して、光触媒体コーティング液を接着層上に塗布すると、光触媒体粒子が脱落し難い光触媒担持構造体が得られることが開示されている。
しかしながら、上記のような光触媒担持構造体では、接着層と基材または光触媒体層と接着層との密着強度が必ずしも十分ではなく、基材から光触媒体が剥離しやすく、高い光触媒活性を発現しなかった。
そこで、本発明の課題は、基材の表面に光触媒体層を形成したときに、基材との密着性に優れる光触媒体層が得られ、しかも光触媒体層が蛍光灯などの実用光源の照射によって、高い光触媒活性を示す光触媒体コーティング液と、光触媒体層を表面に備える光触媒機能製品を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下に示す本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の構成からなる。
（Ｉ）（１）光触媒体粒子、（２）酸化ニオブゾル粒子、（３）コロイダルシリカ粒子、（４）シリコンアルコキシド、及び（５）溶媒を含む光触媒体コーティング液であって、前記（２）の酸化物換算の含有量が前記（４）の酸化物換算の含有量１００質量部に対して０〜２００質量部であり、前記（３）の酸化物換算の含有量が前記（４）の酸化物換算の含有量１００質量部に対して０〜２８０質量部であり、前記（２）と（３）の酸化物換算の含有量の合計が前記（４）の酸化物換算の含有量１００質量部に対して０〜４８０質量部であり、前記（２）、（３）および（４）の酸化物換算の含有量の合計が前記（１）１００質量部に対して２０〜５００質量部であり、前記光触媒体コーティング液から揮発成分を揮発させて得られる固形分の酸化物換算の含有量が前記光触媒体コーティング液１００質量部に対して０．５質量部〜３０重量部である、ことを特徴とする光触媒活性を有する光触媒体層を形成するための光触媒体コーティング液を提供する。
（ＩＩ）前記光触媒体層が少なくとも可視光線の照射で光触媒活性を示す前記（Ｉ）に記載の光触媒体コーティング液。
（ＩＩＩ）前記光触媒体粒子が酸化タングステン粒子である前記（Ｉ）または（ＩＩ）に記載の光触媒体コーティング液。
（ＩＶ）前記光触媒体粒子が貴金属を担持している前記（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のいずれかに記載の光触媒体コーティング液。
（Ｉ）（１）光触媒体粒子、（２）酸化ニオブゾル粒子、（３）コロイダルシリカ粒子、（４）シリコンアルコキシド、及び（５）溶媒を含む光触媒体コーティング液であって、前記（２）の酸化物換算の含有量が前記（４）の酸化物換算の含有量１００質量部に対して０〜２００質量部であり、前記（３）の酸化物換算の含有量が前記（４）の酸化物換算の含有量１００質量部に対して０〜２８０質量部であり、前記（２）と（３）の酸化物換算の含有量の合計が前記（４）の酸化物換算の含有量１００質量部に対して０〜４８０質量部であり、前記（２）、（３）および（４）の酸化物換算の含有量の合計が前記（１）１００質量部に対して２０〜５００質量部であり、前記光触媒体コーティング液から揮発成分を揮発させて得られる固形分の酸化物換算の含有量が前記光触媒体コーティング液１００質量部に対して０．５質量部〜３０重量部である、ことを特徴とする光触媒活性を有する光触媒体層を形成するための光触媒体コーティング液を提供する。
（ＩＩ）前記光触媒体層が少なくとも可視光線の照射で光触媒活性を示す前記（Ｉ）に記載の光触媒体コーティング液。
（ＩＩＩ）前記光触媒体粒子が酸化タングステン粒子である前記（Ｉ）または（ＩＩ）に記載の光触媒体コーティング液。
（ＩＶ）前記光触媒体粒子が貴金属を担持している前記（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のいずれかに記載の光触媒体コーティング液。
また、本発明は、基材表面に光触媒体層を備える光触媒機能製品であって、前記光触媒体層が前記（Ｉ）〜（ＩＶ）のいずれかに記載の光触媒体コーティング液を用いて形成されていることを特徴とする光触媒機能製品を提供する。
本発明の光触媒体コーティング液によれば、基材上に接着層を設けずに、直接基材に塗布しても密着力に優れ、十分な光触媒活性を示す光触媒体層を形成することができる。さらに、該光触媒体層は、優れた表面硬度と優れた親水性をも示し、本来の優れた光触媒作用を維持する光触媒機能製品を提供することができる。
本発明の光触媒体コーティング液は、光触媒体粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、シリコンアルコキシド及び溶媒を所定の割合で含有し、光触媒体コーティング液の固形分を所定の割合としたものである。
〔光触媒体粒子〕
本発明における光触媒体粒子は、光触媒作用を有する酸化物であって、例えば、酸化チタン粒子や酸化タングステン粒子が挙げられ、特に酸化タングステン粒子では可視光線（波長約４００ｎｍ〜約８００ｎｍ）を照射したとき、高い光触媒活性を示すことから、本発明に好適である。
本発明における光触媒体粒子は、光触媒作用を有する酸化物であって、例えば、酸化チタン粒子や酸化タングステン粒子が挙げられ、特に酸化タングステン粒子では可視光線（波長約４００ｎｍ〜約８００ｎｍ）を照射したとき、高い光触媒活性を示すことから、本発明に好適である。
〔酸化チタン粒子〕
酸化チタン粒子は、紫外光線を照射したときに、特に高い光触媒作用を示す粒子状の酸化チタンである。
酸化チタン粒子としては、例えば、メタチタン酸粒子、結晶型がアナターゼ型、ブルッカイト型、ルチル型などである二酸化チタン〔ＴｉＯ2〕粒子などが挙げられる。
酸化チタン粒子は、紫外光線を照射したときに、特に高い光触媒作用を示す粒子状の酸化チタンである。
酸化チタン粒子としては、例えば、メタチタン酸粒子、結晶型がアナターゼ型、ブルッカイト型、ルチル型などである二酸化チタン〔ＴｉＯ2〕粒子などが挙げられる。
メタチタン酸粒子は、例えば、下記方法（Ａ）により得ることができる。
方法（Ａ）：硫酸チタニルの水溶液を加熱することにより、加水分解する方法
方法（Ａ）：硫酸チタニルの水溶液を加熱することにより、加水分解する方法
二酸化チタン粒子は、例えば、下記方法（Ｂ−１）〜方法（Ｂ−３）のいずれかの方法により得ることができる。
方法（Ｂ−１）：硫酸チタニルまたは塩化チタンの水溶液を加熱することなく、これに塩基を加えることにより沈殿物を得、得られた沈殿物を焼成する方法
方法（Ｂ−２）：チタンアルコキシドに水、酸の水溶液または塩基の水溶液を加えて沈殿物を得、得られた沈殿物を焼成する方法
方法（Ｂ−３）：メタチタン酸を焼成する方法
方法（Ｂ−１）：硫酸チタニルまたは塩化チタンの水溶液を加熱することなく、これに塩基を加えることにより沈殿物を得、得られた沈殿物を焼成する方法
方法（Ｂ−２）：チタンアルコキシドに水、酸の水溶液または塩基の水溶液を加えて沈殿物を得、得られた沈殿物を焼成する方法
方法（Ｂ−３）：メタチタン酸を焼成する方法
前記方法（Ｂ−１）〜方法（Ｂ−３）により得られる二酸化チタン粒子は、焼成する際の焼成温度、焼成時間により、アナターゼ型、ブルッカイト型またはルチル型の結晶型として得ることができる。
また、酸化チタンを得るには、前記方法の他にも、例えば、「酸化チタン」（清野学著、技報堂出版）に記載されている硫酸法や塩素法、特開２００１−７２４１９号公報、特開２００１−１９０９５３号公報、特開２００１−３１６１１６号公報、特開２００１−３２２８１６号公報、特開２００２−２９７４９号公報、特開２００２−９７０１９号公報、国際公開第０１／１０５５２号、特開２００１−２１２４５７公報、特開２００２−２３９３９５号公報、国際公開第０３／０８０２４４号、国際公開第０２／０５３５０１号、特開２００７−６９０９３号公報、Chemistry Letters, Vol.32, No.2, P.196-197(2003)、Chemistry Letters, Vol.32, No.4, P.364-365(2003)、Chemistry Letters, Vol.32, No.8, P.772-773(2003)、Chem. Mater., 17, P.1548-1552(2005)、特開２００１−２７８６２５号公報、特開２００１−２７８６２６号公報、特開２００１−２７８６２７号公報、特開２００１−３０２２４１号公報、特開２００１−３３５３２１号公報、特開２００１−３５４４２２号公報、特開２００２−２９７５０号公報、特開２００２−４７０１２号公報、特開２００２−６０２２１号公報、特開２００２−１９３６１８号公報、特開２００２−２４９３１９号公報などに記載の方法が挙げられる。
前記方法などで得られた酸化チタンは、それぞれ単独で用いても、２種以上組み合わせて用いてもよい。
酸化チタン粒子の粒子径は、平均分散粒子径で、効果的に光触媒作用を発現させる観点から、通常２０ｎｍ〜１５０ｎｍ、好ましくは４０ｎｍ〜１００ｎｍである。
酸化チタン粒子のＢＥＴ比表面積は、効果的に光触媒作用を発現させる観点から、通常１００ｍ2／ｇ〜５００ｍ2／ｇ、好ましくは３００ｍ2／ｇ〜４００ｍ2／ｇである。
〔酸化タングステン粒子〕
酸化タングステン粒子は、可視光線（波長約４００ｎｍ〜約８００ｎｍ）を照射したときにでも高い光触媒作用を示す、粒子状の酸化タングステンである。
酸化タングステン粒子としては、通常は三酸化タングステン〔ＷＯ3〕粒子が挙げられる。
三酸化タングステン粒子は、例えば、タングステン酸塩の水溶液に酸を加えることにより、沈殿物としてタングステン酸を得、得られたタングステン酸を焼成する方法により得ることができる。また、メタタングステン酸アンモニウム、パラタングステン酸アンモニウムを加熱することにより熱分解する方法により得ることもできる。
酸化タングステン粒子は、可視光線（波長約４００ｎｍ〜約８００ｎｍ）を照射したときにでも高い光触媒作用を示す、粒子状の酸化タングステンである。
酸化タングステン粒子としては、通常は三酸化タングステン〔ＷＯ3〕粒子が挙げられる。
三酸化タングステン粒子は、例えば、タングステン酸塩の水溶液に酸を加えることにより、沈殿物としてタングステン酸を得、得られたタングステン酸を焼成する方法により得ることができる。また、メタタングステン酸アンモニウム、パラタングステン酸アンモニウムを加熱することにより熱分解する方法により得ることもできる。
酸化タングステン粒子の粒子径は、平均分散粒子径で、効果的に光触媒作用を発現させる観点から、通常５０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは８０ｎｍ〜１３０ｎｍである。
酸化タングステン粒子のＢＥＴ比表面積は、効果的に光触媒作用を発現させる観点から、通常５ｍ2／ｇ〜１００ｍ2／ｇ、好ましくは２０ｍ2／ｇ〜５０ｍ2／ｇである。
〔酸化ニオブゾル粒子〕
本発明における酸化ニオブゾル粒子の平均粒子径は、通常５０ｎｍ以下、好ましくは３０ｎｍ以下であり、結晶質系のものでも非晶質系のものでもよい。
また、酸化ニオブゾル粒子の分散安定性を向上させるために、適宜分散剤で酸化ニオブゾル粒子の表面が修飾されたものを用いてもよい。このような酸化ニオブゾル粒子としては、例えば、多木化学（株）製の酸化ニオブゾル「Ｎｂ―Ｘ―１０」などが挙げられる。
本発明における酸化ニオブゾル粒子の平均粒子径は、通常５０ｎｍ以下、好ましくは３０ｎｍ以下であり、結晶質系のものでも非晶質系のものでもよい。
また、酸化ニオブゾル粒子の分散安定性を向上させるために、適宜分散剤で酸化ニオブゾル粒子の表面が修飾されたものを用いてもよい。このような酸化ニオブゾル粒子としては、例えば、多木化学（株）製の酸化ニオブゾル「Ｎｂ―Ｘ―１０」などが挙げられる。
酸化ニオブゾル粒子の酸化物換算の含有量は、シリコンアルコキシドの酸化物換算の含有量１００質量部に対して、０〜２００質量部、好ましくは２０〜１４０質量部、より好ましくは３０〜８０質量部である。酸化ニオブゾル粒子の酸化物換算の含有量が２００質量部を超えると、得られる光触媒体層と基材との密着性が低下すると共に、光触媒体層が軟らかくなり過ぎて不具合が生じるおそれがある。なお、酸化ニオブゾル粒子の酸化物換算とは、酸化ニオブゾル中のニオブ成分を全てＮｂ2Ｏ5とした場合であり、シリコンアルコキシドの酸化物換算とは、シリコンアルコキシド中の珪素成分を全てＳｉＯ2とした場合であり、以下同様である。
〔コロイダルシリカ粒子〕
本発明におけるコロイダルシリカ粒子の平均粒子径は、通常５０ｎｍ以下、好ましくは３０ｎｍ以下であり、例えば、日産化学工業（株）製のコロイダルシリカ、「ＳＴ−ＯＸＳ」、「ＳＴ−ＯＳ」、「ＳＴ−Ｏ」などを用いることができる。
本発明におけるコロイダルシリカ粒子の平均粒子径は、通常５０ｎｍ以下、好ましくは３０ｎｍ以下であり、例えば、日産化学工業（株）製のコロイダルシリカ、「ＳＴ−ＯＸＳ」、「ＳＴ−ＯＳ」、「ＳＴ−Ｏ」などを用いることができる。
コロイダルシリカ粒子の酸化物換算の含有量は、シリコンアルコキシドの酸化物換算の含有量１００質量部に対して、０〜２８０質量部、好ましくは１６０〜２６０質量部、より好ましくは１７０〜２３０質量部である。コロイダルシリカ粒子の酸化物換算の含有量が２８０質量部を超えると、得られる光触媒体層と基材との密着性が低下すると共に、光触媒体層が軟らかくなり過ぎて不具合が生じるおそれがある。
なお、コロイダルシリカ粒子の酸化物換算とは、コロイダルシリカ中の珪素成分を全てＳｉＯ2とした場合あり、以下同様である。
なお、コロイダルシリカ粒子の酸化物換算とは、コロイダルシリカ中の珪素成分を全てＳｉＯ2とした場合あり、以下同様である。
さらに、本発明の光触媒体コーティング液における酸化ニオブゾル粒子およびコロイダルシリカ粒子の酸化物換算の含有量の合計は、シリコンアルコキシドの酸化物換算の含有量１００質量部に対して、０〜４８０質量部、好ましくは２００〜３３０質量部、より好ましくは２１０〜３１０質量部である。酸化ニオブゾル粒子およびコロイダルシリカ粒子の酸化物換算の含有量の合計が４８０質量部を超えると、得られる光触媒体層と基材との密着性が低下すると共に、光触媒体層が軟らかくなり過ぎて不具合が生じるおそれがある。
さらに、本発明の光触媒体コーティング液における酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびシリコンアルコキシドの酸化物換算の含有量の合計は、本発明の光触媒体コーティング液における光触媒体粒子の含有量１００質量部に対して通常２０〜５００質量部であるが、光触媒体コーティング液から得られる光触媒体層が、基材との良好な密着性を得る目的で、１００〜４５０質量部であってもよい。酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびシリコンアルコキシドの酸化物換算の含有量の合計が、２０質量部未満であると、光触媒体層と基材との密着性が低下し、一方、５００質量部を超えると、光触媒体粒子が酸化ニオブゾル粒子などのバインダー成分中に埋没してしまい、十分な光触媒活性の光触媒体層が得にくくなる。
〔シリコンアルコキシド〕
シリコンアルコキシドとしては、例えば、テトラエトキシシラン（ケイ酸エチル）、テトラメトキシシラン（ケイ酸メチル）、メチルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシランや、シリコンアルコキシドなどの加水分解物や重合物等が挙げられる。
シリコンアルコキシドとしては、例えば、テトラエトキシシラン（ケイ酸エチル）、テトラメトキシシラン（ケイ酸メチル）、メチルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシランや、シリコンアルコキシドなどの加水分解物や重合物等が挙げられる。
〔溶媒〕
溶媒としては通常、水を主成分とする水性媒体、具体的には水の使用量が５０質量％以上で含むものが用いられ、水を単独で用いてもよいし、水と水溶性有機溶媒との混合溶媒であってもよい。
水溶性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどの水溶性アルコール溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセルソルブ、およびエチルセルソルブなどが挙げられる。
溶媒としては通常、水を主成分とする水性媒体、具体的には水の使用量が５０質量％以上で含むものが用いられ、水を単独で用いてもよいし、水と水溶性有機溶媒との混合溶媒であってもよい。
水溶性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどの水溶性アルコール溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセルソルブ、およびエチルセルソルブなどが挙げられる。
本発明の光触媒体コーティング液は、光触媒体コーティング液から溶媒などの揮発成分を揮発させて得られる固形分の酸化物換算の含有量が、光触媒体コーティング液１００質量部に対して、通常０．５質量部〜３０質量部（すなわち、光触媒体コーティング液総量に対して０．５質量％〜３０質量％）、好ましくは１質量部〜２０質量部（１質量％〜１０質量％）、より好ましくは２質量部〜１０質量部（２質量％〜１０質量％）程度となるように水やその他の溶媒で希釈されて用いられる。固形分含有量が０．５質量部未満では、十分な厚さの光触媒体層を形成しにくくなり、また固形分含有量が３０質量部を超えると、得られる光触媒体層の透明性が損なわれ易くなる。
（光触媒体コーティング液の調整）
本発明の光触媒体コーティング液を調整する際の、光触媒体粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、シリコンアルコキシド及び溶媒の混合順序や混合方法は、特に制限されないが、例えば、（ａ）コロイダルシリカ粒子、シリコンアルコキシド、および溶媒を混合したバインダー液に酸化ニオブゾル粒子を混合し、さらに光触媒体粒子を単独で溶媒に分散させた光触媒体分散液を混合する方法、（ｂ）光触媒体粒子を単独で溶媒に分散させた光触媒体分散液に酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびシリコンアルコキシドを順次添加して混合する方法などが挙げられ、必要に応じて撹拌しながら行ってもよいし、加熱しながら行ってもよい。さらに光触媒体分散液を調製する際に、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、シリコンアルコキシドの他にバインダーを構成する成分を添加することも可能である。
本発明の光触媒体コーティング液を調整する際の、光触媒体粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、シリコンアルコキシド及び溶媒の混合順序や混合方法は、特に制限されないが、例えば、（ａ）コロイダルシリカ粒子、シリコンアルコキシド、および溶媒を混合したバインダー液に酸化ニオブゾル粒子を混合し、さらに光触媒体粒子を単独で溶媒に分散させた光触媒体分散液を混合する方法、（ｂ）光触媒体粒子を単独で溶媒に分散させた光触媒体分散液に酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびシリコンアルコキシドを順次添加して混合する方法などが挙げられ、必要に応じて撹拌しながら行ってもよいし、加熱しながら行ってもよい。さらに光触媒体分散液を調製する際に、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、シリコンアルコキシドの他にバインダーを構成する成分を添加することも可能である。
〔光触媒体分散液〕
光触媒体粒子を単独で溶媒に分散させた光触媒体分散液の水素イオン濃度は、通常ｐＨ２．０〜ｐＨ７．０、好ましくはｐＨ３．０〜ｐＨ６．０である。水素イオン濃度がｐＨ２．０未満では酸性が強すぎて取扱いが面倒であり、ｐＨ７．０を越えると、光触媒体粒子が酸化タングステン粒子の場合、酸化タングステン粒子が溶解するおそれがある。光触媒体分散液の水素イオン濃度は通常、酸を加えることにより調整できる。酸としては、例えば硝酸、塩酸、硫酸、リン酸、ギ酸、酢酸、蓚酸などが使用できる。
光触媒体粒子を単独で溶媒に分散させた光触媒体分散液の水素イオン濃度は、通常ｐＨ２．０〜ｐＨ７．０、好ましくはｐＨ３．０〜ｐＨ６．０である。水素イオン濃度がｐＨ２．０未満では酸性が強すぎて取扱いが面倒であり、ｐＨ７．０を越えると、光触媒体粒子が酸化タングステン粒子の場合、酸化タングステン粒子が溶解するおそれがある。光触媒体分散液の水素イオン濃度は通常、酸を加えることにより調整できる。酸としては、例えば硝酸、塩酸、硫酸、リン酸、ギ酸、酢酸、蓚酸などが使用できる。
〔光触媒体分散液の製造〕
光触媒体分散液は、必要に応じて適当な分散剤存在下で光触媒体粒子を溶媒に添加し、分散処理を施して得ることができる。分散処理は、例えば、媒体撹拌式分散機を用いる通常の方法により行うことができる。
光触媒体粒子の溶媒への添加は、例えば、光触媒体粒子をそのまま溶媒へ添加し混合する方法で行なってもよいが、通常は、あらかじめ光触媒体粒子を分散媒中に分散させた状態で溶媒に混合する方法で行なわれ、好ましくはあらかじめ光触媒体粒子を分散媒中に分散させた状態でさらに分散処理を施してから、溶媒に混合する方法で行なわれる。
分散媒としては、例えば、前述した溶媒などが挙げられる。
光触媒体分散液は、必要に応じて適当な分散剤存在下で光触媒体粒子を溶媒に添加し、分散処理を施して得ることができる。分散処理は、例えば、媒体撹拌式分散機を用いる通常の方法により行うことができる。
光触媒体粒子の溶媒への添加は、例えば、光触媒体粒子をそのまま溶媒へ添加し混合する方法で行なってもよいが、通常は、あらかじめ光触媒体粒子を分散媒中に分散させた状態で溶媒に混合する方法で行なわれ、好ましくはあらかじめ光触媒体粒子を分散媒中に分散させた状態でさらに分散処理を施してから、溶媒に混合する方法で行なわれる。
分散媒としては、例えば、前述した溶媒などが挙げられる。
〔貴金属担持光触媒体分散液の製造〕
本発明における光触媒体粒子は、光触媒活性を向上させるために表面に貴金属を担持しているのが好ましい。
光触媒体粒子の表面に貴金属を担持する方法としては、例えば、前述した光触媒体分散液に犠牲剤を溶解させ、これに光照射を行う方法、光触媒体粒子を貴金属の前駆体と犠牲剤が溶解した水溶液中に分散させ、これに光照射を行う方法などがあげられる。
本発明における光触媒体粒子は、光触媒活性を向上させるために表面に貴金属を担持しているのが好ましい。
光触媒体粒子の表面に貴金属を担持する方法としては、例えば、前述した光触媒体分散液に犠牲剤を溶解させ、これに光照射を行う方法、光触媒体粒子を貴金属の前駆体と犠牲剤が溶解した水溶液中に分散させ、これに光照射を行う方法などがあげられる。
〔貴金属の前駆体〕
貴金属の前駆体としては、溶媒中に溶解し得るものが使用される。かかる前駆体が溶解すると、これを構成する貴金属元素は通常、プラスの電荷を帯びた貴金属イオンとなって、溶媒中に存在する。そして、この貴金属イオンが、光の照射による光触媒体粒子の光触媒作用で０価の貴金属に還元されて、光触媒体粒子の表面に担持される。
貴金属としては、例えば、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈなどが挙げられる。その前駆体としては、これら貴金属の水酸化物、硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物、有機酸塩、炭酸塩、リン酸塩などが挙げられる。これらの中でも高い光触媒活性を得る目的で、貴金属は、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄが好ましい。
貴金属の前駆体としては、溶媒中に溶解し得るものが使用される。かかる前駆体が溶解すると、これを構成する貴金属元素は通常、プラスの電荷を帯びた貴金属イオンとなって、溶媒中に存在する。そして、この貴金属イオンが、光の照射による光触媒体粒子の光触媒作用で０価の貴金属に還元されて、光触媒体粒子の表面に担持される。
貴金属としては、例えば、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈなどが挙げられる。その前駆体としては、これら貴金属の水酸化物、硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物、有機酸塩、炭酸塩、リン酸塩などが挙げられる。これらの中でも高い光触媒活性を得る目的で、貴金属は、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄが好ましい。
Ｃｕの前駆体としては、例えば、硝酸銅（Ｃｕ(ＮＯ3)2）、硫酸銅（ＣｕＳＯ4）、塩化銅（ＣｕＣｌ2、ＣｕＣｌ）、臭化銅（ＣｕＢｒ2，ＣｕＢｒ）、沃化銅（ＣｕＩ）、沃素酸銅（ＣｕＩ2Ｏ6）、塩化アンモニウム銅（Ｃｕ(ＮＨ4)2Ｃｌ4）、オキシ塩化銅（Ｃｕ2Ｃｌ(ＯＨ)3）、酢酸銅（ＣＨ3ＣＯＯＣｕ、(ＣＨ3ＣＯＯ)2Ｃｕ）、蟻酸銅（(ＨＣＯＯ)2Ｃｕ）、炭酸銅（ＣｕＣＯ3）、蓚酸銅（ＣｕＣ2Ｏ4）、クエン酸銅（Ｃｕ2Ｃ6Ｈ4Ｏ7）、リン酸銅（ＣｕＰＯ4）などが挙げられる。
Ｐｔの前駆体としては、例えば、塩化白金（ＰｔＣｌ2、ＰｔＣｌ4）、臭化白金（ＰｔＢｒ2、ＰｔＢｒ4）、沃化白金（ＰｔＩ2、ＰｔＩ4）、塩化白金カリウム（Ｋ2(ＰｔＣｌ4)）、ヘキサクロロ白金酸（Ｈ2ＰｔＣｌ6）、亜硫酸白金（Ｈ3Ｐｔ(ＳＯ3)2ＯＨ）、塩化テトラアンミン白金（Ｐｔ(ＮＨ3)4Ｃｌ2）、炭酸水素テトラアンミン白金（Ｃ2Ｈ14Ｎ4Ｏ6Ｐｔ）、テトラアンミン白金リン酸水素（Ｐｔ(ＮＨ3)4ＨＰＯ4）、水酸化テトラアンミン白金（Ｐｔ(ＮＨ3)4(ＯＨ)2）、硝酸テトラアンミン白金（Ｐｔ(ＮＯ3)2(ＮＨ3)4）、テトラアンミン白金テトラクロロ白金（(Ｐｔ(ＮＨ3)4)(ＰｔＣｌ4)）、ジニトロジアミン白金（Ｐｔ(ＮＯ2)2（ＮＨ3）2）などが挙げられる。
Ａｕの前駆体としては、例えば、塩化金（ＡｕＣｌ）、臭化金（ＡｕＢｒ）、沃化金（ＡｕＩ）、水酸化金（Ａｕ(ＯＨ)2）、テトラクロロ金酸（ＨＡｕＣｌ4）、テトラクロロ金酸カリウム（ＫＡｕＣｌ4）、テトラブロモ金酸カリウム（ＫＡｕＢｒ4）などが挙げられる。
Ｐｄの前駆体としては、例えば、酢酸パラジウム（(ＣＨ3ＣＯＯ)2Ｐｄ）、塩化パラジウム（ＰｄＣｌ2）、臭化パラジウム（ＰｄＢｒ2）、沃化パラジウム（ＰｄＩ2）、水酸化パラジウム（Ｐｄ(ＯＨ)2）、硝酸パラジウム（Ｐｄ(ＮＯ3)2）、硫酸パラジウム（ＰｄＳＯ4）、テトラクロロパラジウム酸カリウム（Ｋ2(ＰｄＣｌ4)）、テトラブロモパラジウム酸カリウム（Ｋ2(ＰｄＢｒ4)）、テトラアンミンパラジウム塩化物（Ｐｄ（ＮＨ3）4Ｃｌ2）、テトラアンミンパラジウム臭化物（Ｐｄ（ＮＨ3）4Ｂｒ2）、テトラアンミンパラジウム硝酸塩（Ｐｄ（ＮＨ3）4（ＮＯ3）2）、テトラアンミンパラジウムテトラクロロパラジウム酸（（Ｐｄ（ＮＨ3）4）（ＰｄＣｌ4））、テトラクロロパラジウム酸アンモニウム（（ＮＨ4）2ＰｄＣｌ4）等が挙げられる。
貴金属の前駆体は、それぞれ単独で、または２種類以上を組み合わせて使用される。その使用量は、貴金属原子に換算して、光触媒体粒子の使用量１００質量部に対して、光触媒作用の向上効果が十分に得られる点で通常０．０１質量部以上、コストに見合った効果が得られる点で通常１質量部以下であり、好ましくは０．０５質量部〜０．６質量部である。
〔犠牲剤〕
光触媒体粒子の表面に貴金属を担持させる場合には、犠牲剤を用い、例えば、光触媒体分散液に添加する。
犠牲剤としては、例えば、エタノール、メタノール、プロパノール等のアルコール、アセトン等のケトン、蓚酸等のカルボン酸などが用いられる。
犠牲剤は、光触媒体分散液に一定時間光照射を行った後に添加し、さらに光照射を行う。犠牲剤の量は光触媒体分散液における溶媒に対して、通常０．００１質量倍〜０．３質量倍、好ましくは０．００５質量倍〜０．１質量倍である。犠牲剤の使用量が０．００１質量倍未満では光触媒体粒子への貴金属の担持が不十分となり、０．３質量倍を超えると犠牲剤の量が過剰量となりコストに見合う効果が得られない。
光触媒体粒子の表面に貴金属を担持させる場合には、犠牲剤を用い、例えば、光触媒体分散液に添加する。
犠牲剤としては、例えば、エタノール、メタノール、プロパノール等のアルコール、アセトン等のケトン、蓚酸等のカルボン酸などが用いられる。
犠牲剤は、光触媒体分散液に一定時間光照射を行った後に添加し、さらに光照射を行う。犠牲剤の量は光触媒体分散液における溶媒に対して、通常０．００１質量倍〜０．３質量倍、好ましくは０．００５質量倍〜０．１質量倍である。犠牲剤の使用量が０．００１質量倍未満では光触媒体粒子への貴金属の担持が不十分となり、０．３質量倍を超えると犠牲剤の量が過剰量となりコストに見合う効果が得られない。
〔光の照射〕
光触媒体分散液への光の照射は、撹拌しながら行ってもよい。透明なガラスやプラスチック製の管内を通過させながら管の内外から照射してもよく、これを繰り返してもよい。
光源は、光触媒体粒子のバンドギャップ以上のエネルギーを有する光を照射できるものであれば特に制限はなく、具体例としては、殺菌灯、水銀灯、発光ダイオード、蛍光灯、ハロゲンランプ、キセノンランプ、太陽光などを用いることができる。
照射する光の波長は通常、１８０ｎｍ〜５００ｎｍである。
光照射を行う時間は、十分な量の貴金属を光触媒体粒子に担持できることから、犠牲剤の添加前後において、通常２０分以上、好ましくは１時間以上、通常２４時間以下、好ましくは６時間以下である。２４時間を越える場合、それまでに貴金属の前駆体の殆どは貴金属となって光触媒体粒子に担持されてしまい、光照射にかかるコストに見合う効果が得られない。また、犠牲剤の添加前に光照射を行わない場合、光触媒体粒子への貴金属の担持が不均一となり、高い光触媒活性が得られない。
光触媒体分散液への光の照射は、撹拌しながら行ってもよい。透明なガラスやプラスチック製の管内を通過させながら管の内外から照射してもよく、これを繰り返してもよい。
光源は、光触媒体粒子のバンドギャップ以上のエネルギーを有する光を照射できるものであれば特に制限はなく、具体例としては、殺菌灯、水銀灯、発光ダイオード、蛍光灯、ハロゲンランプ、キセノンランプ、太陽光などを用いることができる。
照射する光の波長は通常、１８０ｎｍ〜５００ｎｍである。
光照射を行う時間は、十分な量の貴金属を光触媒体粒子に担持できることから、犠牲剤の添加前後において、通常２０分以上、好ましくは１時間以上、通常２４時間以下、好ましくは６時間以下である。２４時間を越える場合、それまでに貴金属の前駆体の殆どは貴金属となって光触媒体粒子に担持されてしまい、光照射にかかるコストに見合う効果が得られない。また、犠牲剤の添加前に光照射を行わない場合、光触媒体粒子への貴金属の担持が不均一となり、高い光触媒活性が得られない。
〔ｐＨ調整〕
光触媒体分散液のｐＨを２．５〜５．５、好ましくは３．０〜５．０に維持しながら光照射を行う。通常、光照射により貴金属が光触媒体粒子の表面に担持される際には光触媒体分散液のｐＨが酸性に除々に変化するので、ｐＨを上記範囲内に維持するため、通常塩基を添加すればよい。これにより貴金属が光触媒体粒子の表面に担持された、分散性に優れる貴金属担持光触媒体分散液が得られる。
塩基としては、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、水酸化ランタン等の水溶液が挙げられるが、これらの中でもアンモニア水および水酸化ナトリウムを用いるのが好ましい。
光触媒体分散液のｐＨを２．５〜５．５、好ましくは３．０〜５．０に維持しながら光照射を行う。通常、光照射により貴金属が光触媒体粒子の表面に担持される際には光触媒体分散液のｐＨが酸性に除々に変化するので、ｐＨを上記範囲内に維持するため、通常塩基を添加すればよい。これにより貴金属が光触媒体粒子の表面に担持された、分散性に優れる貴金属担持光触媒体分散液が得られる。
塩基としては、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、水酸化ランタン等の水溶液が挙げられるが、これらの中でもアンモニア水および水酸化ナトリウムを用いるのが好ましい。
〔貴金属担持光触媒体粒子〕
ｐＨを調整しながら光照射を行い、犠牲剤添加後、さらに光を照射することにより、貴金属前駆体が貴金属となって光触媒体粒子の表面に担持されて、目的の貴金属担持光触媒体粒子を得る。この貴金属担持光触媒体粒子は用いた溶媒中に、沈降することなく分散されている。
ｐＨを調整しながら光照射を行い、犠牲剤添加後、さらに光を照射することにより、貴金属前駆体が貴金属となって光触媒体粒子の表面に担持されて、目的の貴金属担持光触媒体粒子を得る。この貴金属担持光触媒体粒子は用いた溶媒中に、沈降することなく分散されている。
〔添加剤〕
上記のようにして調整された光触媒体コーティング液は、光触媒体粒子および／または貴金属担持光触媒体粒子の分散性を損なわない範囲で、添加剤を含んでいてもよい。
上記のようにして調整された光触媒体コーティング液は、光触媒体粒子および／または貴金属担持光触媒体粒子の分散性を損なわない範囲で、添加剤を含んでいてもよい。
添加剤としては、例えば、光触媒作用を向上させる目的で添加されるものが挙げられ、具体的には、水ガラスなどの珪素化合物、非晶質アルミナ、アルミナゾル、水酸化アルミニウムなどのアルミニウム化合物、ゼオライト、カオリナイトなどのアルミノ珪酸塩、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムなどのアルカリ土類金属酸化物またはアルカリ度類金属水酸化物、リン酸カルシウム、モレキュラーシーブ、活性炭、有機ポリシロキサン化合物の重縮合物、リン酸塩、フッ素系ポリマー、シリコン系ポリマー、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂などが挙げられる。これらの添加剤はそれぞれ単独で、または２種以上を組合せて用いられる。
〔光触媒機能製品〕
本発明の光触媒機能製品は、上記のようにして得られた光触媒体コーティング液を用いて形成された光触媒体層を表面に備える。
光触媒体層は、例えば、光触媒体コーティング液を、スピンコート、ディップコート、ドクターブレード、スプレーまたはハケ塗りなどにより基材（製品）の表面に塗布した後に、室温〜１５０℃、好ましくは室温〜９０℃の温度範囲で溶媒を乾燥蒸発させ、揮発成分を揮発させるなど、従来公知の成膜方法によって形成することができる。
光触媒体層の膜厚は、特に制限されるものではなく、通常、その用途等に応じて、数百ｎｍ〜数ｍｍまで適宜設定すればよい。光触媒体層は、基材（製品）の内表面または外表面であれば、どの部分に形成されていてもよいが、例えば、光（可視光線）が照射される面であって、かつ悪臭物質が発生する箇所や、病原菌が存在する箇所と連続または断続して空間的につながる面に形成されていることが好ましい。
なお、基材（製品）の材質は、形成される光触媒体層を実用に耐えうる強度で保持できる限り、特に制限されるものではなく、例えば、プラスチック、金属、セラミックス、木材、コンクリート、紙などのあらゆる材料からなる製品を対象にすることができる。尚、光触媒作用による光触媒体層と基材の密着性の劣化を抑制するために、光触媒体層と基材の間に、例えばシリカ成分等からなる公知のバリア層を形成することができる。
本発明の光触媒機能製品は、上記のようにして得られた光触媒体コーティング液を用いて形成された光触媒体層を表面に備える。
光触媒体層は、例えば、光触媒体コーティング液を、スピンコート、ディップコート、ドクターブレード、スプレーまたはハケ塗りなどにより基材（製品）の表面に塗布した後に、室温〜１５０℃、好ましくは室温〜９０℃の温度範囲で溶媒を乾燥蒸発させ、揮発成分を揮発させるなど、従来公知の成膜方法によって形成することができる。
光触媒体層の膜厚は、特に制限されるものではなく、通常、その用途等に応じて、数百ｎｍ〜数ｍｍまで適宜設定すればよい。光触媒体層は、基材（製品）の内表面または外表面であれば、どの部分に形成されていてもよいが、例えば、光（可視光線）が照射される面であって、かつ悪臭物質が発生する箇所や、病原菌が存在する箇所と連続または断続して空間的につながる面に形成されていることが好ましい。
なお、基材（製品）の材質は、形成される光触媒体層を実用に耐えうる強度で保持できる限り、特に制限されるものではなく、例えば、プラスチック、金属、セラミックス、木材、コンクリート、紙などのあらゆる材料からなる製品を対象にすることができる。尚、光触媒作用による光触媒体層と基材の密着性の劣化を抑制するために、光触媒体層と基材の間に、例えばシリカ成分等からなる公知のバリア層を形成することができる。
プラスチックとしては、熱硬化性樹脂の場合には、例えば、アラミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シリコーン樹脂、メラミンユリア樹脂などがあげられ、熱可塑性樹脂の場合には、例えば、縮重合系樹脂やビニルモノマーを重合して得られる樹脂などがあげられる。
縮重合系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸、生分解性ポリエステル、ポリエステル系液晶ポリマーなどのポリエステル系樹脂；エチレンジアミン−アジピン酸重縮合体（ナイロン−６６）、ナイロン−６、ナイロン−１２、ポリアミド系液晶ポリマーなどのポリアミド樹脂；ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンオキシド、ポリメチレンオキシド、アセタール樹脂などのポリエーテル系樹脂；セルロースおよびその誘導体などの多糖類系樹脂；などがあげられる。
ビニルモノマーを重合して得られる樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−エチレン−プロピレン共重合体（ポリスチレン−ポリ（エチレン/プロピレン）ブロック共重合体）、スチレン−エチレン−ブテン共重合体（ポリスチレン−ポリ（エチレン/ブテン）ブロック共重合体）、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体（ポリスチレン−ポリ（エチレン/プロピレン）−ポリスチレンブロック共重合体）、エチレン−スチレン共重合体などの不飽和芳香族含有樹脂；ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのポリビニルアルコール系樹脂；ポリメチルメタクリレート、モノマーとしてメタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、メタクリル酸アミド、アクリル酸アミドを含むアクリル系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどの塩素系樹脂；ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素系樹脂；などがあげられる。
本発明の光触媒機能製品は、屋外においては勿論のこと、蛍光灯、白熱球、発光ダイオード、およびナトリウムランプのような可視光源からの光しか受けない屋内環境においても、光照射によって高い光触媒作用を示す。したがって、本発明の光触媒体コーティング液を、例えば、天井材、タイル、ガラス、壁紙、壁材、床等の建築資材、自動車内装材（自動車インストルメントパネル、自動車用シート、自動車用天井材）、冷蔵庫やエアコン等の家電製品、衣類やカーテン等の繊維製品、電車のつり革、エレベーターのボタン等、不特定多数の人が接触する基材表面などに塗布して乾燥させると、屋内照明による光照射によって、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒドなどの揮発性有機物、アルデヒド類、メルカプタン類、アンモニアなどの悪臭物質、窒素酸化物の濃度を低減させ、黄色ブドウ球菌、大腸菌、炭疽菌、結核菌、コレラ菌、ジフテリア菌、破傷風菌、ペスト菌、赤痢菌、ボツリヌス菌、およびレジオネラ菌等の病原菌等を死滅、分解、除去することができ、さらに、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することができる。また、本発明の光触媒機能製品は、可視光線を照射すれば、充分な親水性を発揮し、防曇性を発現するだけでなく、汚れに水をかけるだけで容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
各実施例における測定法は、以下である。
各実施例における測定法は、以下である。
１．ＢＥＴ比表面積
白金担持酸化タングステン粒子のＢＥＴ比表面積は、比表面積測定装置〔湯浅アイオニクス社製の「モノソーブ」〕を用いて窒素吸着法により測定した。
白金担持酸化タングステン粒子のＢＥＴ比表面積は、比表面積測定装置〔湯浅アイオニクス社製の「モノソーブ」〕を用いて窒素吸着法により測定した。
２．平均分散粒子径（ｎｍ）
サブミクロン粒度分布測定装置〔コールター社製「Ｎ４Ｐｌｕｓ」〕を用いて試料の粒度分布を測定し、この装置に付属のソフトで、自動的に単分散モード解析して得られた結果を平均分散粒子径とした。
サブミクロン粒度分布測定装置〔コールター社製「Ｎ４Ｐｌｕｓ」〕を用いて試料の粒度分布を測定し、この装置に付属のソフトで、自動的に単分散モード解析して得られた結果を平均分散粒子径とした。
３．硬度試験
光触媒体層の硬度は、鉛筆硬度試験法（ＪＩＳ５６００-５-４）により測定した。
光触媒体層の硬度は、鉛筆硬度試験法（ＪＩＳ５６００-５-４）により測定した。
４．密着性
基材に対する光触媒体層の密着性は、粘着セロファンテープ（ニチバン（株）製の「ＣＴ４０５ＡＰ−２４」）を光触媒体層の表面に貼着した後、素早く剥したときに、光触媒体層が同時に剥れるか否かにより評価した。
基材に対する光触媒体層の密着性は、粘着セロファンテープ（ニチバン（株）製の「ＣＴ４０５ＡＰ−２４」）を光触媒体層の表面に貼着した後、素早く剥したときに、光触媒体層が同時に剥れるか否かにより評価した。
５．限界接触角測定
〔試験片の作製（光触媒体層形成）〕
得られた光触媒体コーティング液を、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ２ｍｍのガラス板上にスピンコーター（商品名「１Ｈ−Ｄ７」、ミカサ（株）製）を用いて、回転数１０００ｒｐｍで塗布し、室温で乾燥させた後、この硝子板を７０℃で６０分乾燥して、硝子板の片面全体に光触媒体層を形成して試験片を作製した。
〔試験片の作製（光触媒体層形成）〕
得られた光触媒体コーティング液を、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ２ｍｍのガラス板上にスピンコーター（商品名「１Ｈ−Ｄ７」、ミカサ（株）製）を用いて、回転数１０００ｒｐｍで塗布し、室温で乾燥させた後、この硝子板を７０℃で６０分乾燥して、硝子板の片面全体に光触媒体層を形成して試験片を作製した。
〔疎水性有機物付着時の親水性評価試験条件〕
試験片の光触媒体層の上から、市販のブラックライトを光源として、室温、大気中で、２日間紫外線を照射した。このとき、光触媒体層近傍での紫外線強度が約２ｍＷ／ｃｍ2（トプコン社製の紫外線強度計「ＵＶＲ−２」に、同社製受光部「ＵＤ−３６」を取り付けて測定）となるようにした。
次いで、オレイン酸の濃度が０．５容量％のｎ−ヘプタンを、試験片にディップコーター（ＳＤＩ社製の「ＤＴ−０３０３−Ｓ１」）で塗布した後、７０℃で１５分乾燥した。ディップコーターの引き上げ速度は１０ｍｍ／秒で、浸漬時間は１０秒であった。その後、このオレイン酸を塗布した試験片に、市販の白色蛍光灯を光源とし、アクリル樹脂板（日東樹脂工業（株）製の「Ｎ１６９」）を通して、試験片に光触媒体層の上から、蛍光灯に含まれる可視光が照射されるようにして行い、所定時間経過後の水滴の接触角θを接触角計（協和界面科学（株）製の「ＣＡ−Ａ型」）を用いて測定した。水滴の接触角θの測定は、いずれの場合も、水滴（約０．４μＬ）を試験片の光触媒体層上に設置してから５秒後に行なった。なお、可視光の照射は、このとき、光触媒体層近傍での照度が６０００ルクス（ミノルタ社製の照度計「Ｔ−１０」で測定）となるようにした。蛍光灯照射後、光触媒体層の光触媒作用でオレイン酸が分解し、水滴の接触角が低下するが、この接触角の低下が飽和に達した角度を限界接触角とした。限界接触角が小さいほど、光触媒体層の光触媒活性、すなわち光誘起親水性と有機物分解性能が高いといえる。
試験片の光触媒体層の上から、市販のブラックライトを光源として、室温、大気中で、２日間紫外線を照射した。このとき、光触媒体層近傍での紫外線強度が約２ｍＷ／ｃｍ2（トプコン社製の紫外線強度計「ＵＶＲ−２」に、同社製受光部「ＵＤ−３６」を取り付けて測定）となるようにした。
次いで、オレイン酸の濃度が０．５容量％のｎ−ヘプタンを、試験片にディップコーター（ＳＤＩ社製の「ＤＴ−０３０３−Ｓ１」）で塗布した後、７０℃で１５分乾燥した。ディップコーターの引き上げ速度は１０ｍｍ／秒で、浸漬時間は１０秒であった。その後、このオレイン酸を塗布した試験片に、市販の白色蛍光灯を光源とし、アクリル樹脂板（日東樹脂工業（株）製の「Ｎ１６９」）を通して、試験片に光触媒体層の上から、蛍光灯に含まれる可視光が照射されるようにして行い、所定時間経過後の水滴の接触角θを接触角計（協和界面科学（株）製の「ＣＡ−Ａ型」）を用いて測定した。水滴の接触角θの測定は、いずれの場合も、水滴（約０．４μＬ）を試験片の光触媒体層上に設置してから５秒後に行なった。なお、可視光の照射は、このとき、光触媒体層近傍での照度が６０００ルクス（ミノルタ社製の照度計「Ｔ−１０」で測定）となるようにした。蛍光灯照射後、光触媒体層の光触媒作用でオレイン酸が分解し、水滴の接触角が低下するが、この接触角の低下が飽和に達した角度を限界接触角とした。限界接触角が小さいほど、光触媒体層の光触媒活性、すなわち光誘起親水性と有機物分解性能が高いといえる。
６．揮発性有機物分解活性
〔アセトアルデヒド分解能の測定〕
光触媒活性は、蛍光灯の光の照射下でのアセトアルデヒドの分解反応における一次反応速度定数を測定することにより評価した。すなわち、ガラス製シャーレ（外径７０ｍｍ、内径６６ｍｍ、高さ１４ｍｍ、容量約４８ｍＬ）に、得られた光触媒体コーティング液を底面の単位面積あたりの固形分換算の滴下量が１ｇ／ｍ2となるように滴下し、シャーレの底面全体に均一に形成した。次いで、このシャーレを１１０℃の乾燥機内で大気中で１時間保持することにより乾燥させて、ガラス製シャーレの底面に光触媒体層を形成した。この光触媒体層に紫外線強度が２ｍＷ／ｃｍ2（トプコン社製の紫外線強度計「ＵＶＲ−２」に同社製受光部「ＵＤ−３６」を取り付けて測定）となるようにブラックライトからの紫外線を１６時間照射して、これを光触媒活性測定用試料とした。
〔アセトアルデヒド分解能の測定〕
光触媒活性は、蛍光灯の光の照射下でのアセトアルデヒドの分解反応における一次反応速度定数を測定することにより評価した。すなわち、ガラス製シャーレ（外径７０ｍｍ、内径６６ｍｍ、高さ１４ｍｍ、容量約４８ｍＬ）に、得られた光触媒体コーティング液を底面の単位面積あたりの固形分換算の滴下量が１ｇ／ｍ2となるように滴下し、シャーレの底面全体に均一に形成した。次いで、このシャーレを１１０℃の乾燥機内で大気中で１時間保持することにより乾燥させて、ガラス製シャーレの底面に光触媒体層を形成した。この光触媒体層に紫外線強度が２ｍＷ／ｃｍ2（トプコン社製の紫外線強度計「ＵＶＲ−２」に同社製受光部「ＵＤ−３６」を取り付けて測定）となるようにブラックライトからの紫外線を１６時間照射して、これを光触媒活性測定用試料とした。
次に、この光触媒活性測定用試料をシャーレごとガスバッグ（内容積１Ｌ）の中に入れて密閉し、次いで、このガスバッグ内を真空にした後、酸素と窒素との体積比が１：４である混合ガス０．６Ｌを封入し、さらにその中に１％アセトアルデヒドを含む窒素ガス３ｍＬを封入して、暗所で室温下１時間保持した。その後、市販の白色蛍光灯を光源とし、アクリル樹脂板（日東樹脂工業（株）製の「Ｎ１６９」）を通して、測定用試料近傍での照度が１０００ルクス（ミノルタ社製の照度計「Ｔ−１０」で測定）となるようにガスバッグの外から可視光を照射し、アセトアルデヒドの分解反応を行った。蛍光灯の光照射を開始してから１．５時間毎にガスバッグ内のガスをサンプリングし、アセトアルデヒドの濃度をガスクロマトグラフ（（株）島津製作所製の「ＧＣ−１４Ａ」）にて測定した。そして照射時間に対するアセトアルデヒドの濃度から一次反応速度定数を算出し、これをアセトアルデヒド分解能として評価した。この一次反応速度定数が大きいほど、アセトアルデヒドの分解能、すなわち光触媒活性が高いと言える。
（実施例１）
〔貴金属担持光触媒体分散液の調製〕
溶媒としてイオン交換水４ｋｇに、酸化タングステン粒子（日本無機化学工業（株）製）１ｋｇを加えて混合して混合物を得た。この混合物を湿式媒体撹拌ミルを用いて分散処理して酸化タングステン粒子分散液を得た。
〔貴金属担持光触媒体分散液の調製〕
溶媒としてイオン交換水４ｋｇに、酸化タングステン粒子（日本無機化学工業（株）製）１ｋｇを加えて混合して混合物を得た。この混合物を湿式媒体撹拌ミルを用いて分散処理して酸化タングステン粒子分散液を得た。
この酸化タングステン粒子分散液にヘキサクロロ白金酸（Ｈ2ＰｔＣｌ6）の水溶液をヘキサクロロ白金酸が白金原子換算で酸化タングステン粒子の使用量１００質量部に対して０．１２質量部になるように加え、原料分散液としてヘキサクロロ白金酸含有酸化タングステン粒子分散液を得た。この分散液１００質量部中に含まれる固形分（酸化タングステン粒子の量）は、１７．６質量部（固形分濃度１７．６質量％）であった。その後、この分散液のｐＨは２．０であった。
次いで、ｐＨ電極と、このｐＨ電極に接続され、０．１質量％のアンモニア水を供給してｐＨを一定に調節する制御機構を有するｐＨコントローラ（ｐＨ＝３．５に設定）と、窒素吹込み菅を備え、水中殺菌灯（三共電気（株）製の「ＧＬＤ１５ＭＱ」）を設置したガラス管（内径３７ｍｍ，高さ３６０ｍｍ）からなる光照射装置で、濃度を水で１２質量部（固形分濃度１２．０質量％）に調整した原料分散液１２００ｇを、毎分１Ｌの速度で流通させながら、この分散液のｐＨを３．５にした。原料分散液を流通させながら光照射（紫外線照射）を２時間行い、更にメタノールをその濃度が全溶媒の１質量％となるように加えて、原料分散液を流通させながら光照射を３時間行って粗粒を含む白金担持酸化タングステン粒子分散液を得た。光照射中、ｐＨは３．５で一定であった。その後遠心分離機にて粗粒を分離し、更に透析処理により白金担持酸化タングステン粒子分散液中に含まれる陽イオンと陰イオンの除去を行ったところ、ｐＨが３．８で平均分散粒子径が１０１ｎｍの白金担持酸化タングステン粒子分散液を得た。
得られた白金担持酸化タングステン粒子分散液にエタノール水溶液を加えて白金担持光触媒体分散液を得た。白金担持光触媒体分散液１００質量部に対する白金担持酸化タングステン粒子の含有量は５質量部で、エタノールの含有量は３０質量部であった。
この白金担持光触媒体分散液を２０℃で２４時間保管したところ、保管後に固液分離は見られなかった。また、白金担持酸化タングステン粒子分散液の一部を真空乾燥して固形分を得たところ、得られた固形分のＢＥＴ比表面積４５ｍ2／ｇであった。
〔光触媒体コーティング液の調製〕
高純度正ケイ酸エチル（多摩化学工業（株）製）４０ｇにエタノール２１０ｇと水３３５ｇを添加した。その後コロイダルシリカ粒子（日産化学工業（株）製の「ＳＴ―ＯＳ」，酸化物換算での固形分濃度２０質量%）を１１７．５ｇ添加してバインダーを得た。
高純度正ケイ酸エチル（多摩化学工業（株）製）４０ｇにエタノール２１０ｇと水３３５ｇを添加した。その後コロイダルシリカ粒子（日産化学工業（株）製の「ＳＴ―ＯＳ」，酸化物換算での固形分濃度２０質量%）を１１７．５ｇ添加してバインダーを得た。
酸化ニオブゾル粒子（多木化学工業（株）製の「Ｎｂ―Ｘ―１０」，酸化物換算での固形分濃度１０質量％）をエタノール水溶液で希釈し、エタノール含有酸化ニオブゾルを得た。エタノール含有酸化ニオブゾル１００質量部に対するエタノールと酸化物換算での酸化ニオブゾル粒子と含有量は、それぞれ３０質量部および５質量部であった。
次に、バインダー７００ｇにエタノール含有酸化ニオブゾル１００ｇ添加し、さらに白金担持光触媒体分散液（固形分濃度５質量％）を２００ｇ加えて光触媒体コーティング液を得た。尚、これらは全て室温、大気下で行い、各成分の添加は攪拌しながら行った。
得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部（５質量％）であった。また、全固形分１００質量部には、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの酸化物換算が、それぞれ２０質量部、１０質量部、４７質量部、および２３質量部含まれていた。
酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびこれらの合計の含有量は、酸化物換算のケイ酸エチル１００質量部に対し、酸化物換算でそれぞれ、４３質量部、２０４質量部、および２４８質量部であった。また、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの酸化物換算の合計の含有量は、白金担持酸化タングステン粒子１００質量部に対し、酸化物換算で４００質量部であった。
〔光触媒体層の形成〕
上記で得た光触媒体コーティング液を、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの十分に脱脂した硝子板に塗布した後、スピンコーター（商品名「１Ｈ−Ｄ７」、ミカサ（株）製）を用いて、回転数１０００ｒｐｍで塗布し、室温で乾燥させた後、この硝子板を７０℃で６０分乾燥して、硝子板の片面全体に光触媒体層を形成した。光触媒体層の鉛筆硬度を調べたところ、５−６Ｈであった。また、光触媒体層の密着性を、粘着セロファンテープを用いて調べたところ、光触媒体層の剥離は見られず密着性は良好であった。
上記で得た光触媒体コーティング液を、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの十分に脱脂した硝子板に塗布した後、スピンコーター（商品名「１Ｈ−Ｄ７」、ミカサ（株）製）を用いて、回転数１０００ｒｐｍで塗布し、室温で乾燥させた後、この硝子板を７０℃で６０分乾燥して、硝子板の片面全体に光触媒体層を形成した。光触媒体層の鉛筆硬度を調べたところ、５−６Ｈであった。また、光触媒体層の密着性を、粘着セロファンテープを用いて調べたところ、光触媒体層の剥離は見られず密着性は良好であった。
上記と同様にして光触媒体層を得て、この光触媒体層を用いて疎水性有機物付着時の親水性評価試験を行うと、限界接触角は５度であった。
（実施例２）
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、１０質量部、４５質量部、および２５質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、１０質量部、４５質量部、および２５質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびこれらの合計の含有量は、酸化物換算のケイ酸エチル１００質量部に対し、酸化物換算でそれぞれ、４０質量部、１８０質量部、および２２０質量部であった。また、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの酸化物換算の合計の含有量は、白金担持酸化タングステン粒子１００質量部に対し、酸化物換算で４００質量部であった。
上記で得た光触媒体コーティング液を用いて実施例１と同様にして光触媒体層を作成し、鉛筆硬度を測定すると５−６Ｈであった。また、光触媒体層の密着性を、粘着セロファンテープを用いて調べたところ、光触媒体層の剥離は見られず密着性は良好であった。さらに、実施例１と同様にして限界接触角を測定すると、４度であった。
（実施例３）
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、１０質量部、５０質量部、および２０質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、１０質量部、５０質量部、および２０質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびこれらの合計の含有量は、酸化物換算のケイ酸エチル１００質量部に対し、酸化物換算でそれぞれ、５０質量部、２５０質量部、および３００質量部であった。また、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの酸化物換算の合計の含有量は、白金担持酸化タングステン粒子１００質量部に対し、酸化物換算で４００質量部であった。
上記で得た光触媒体コーティング液を用いて実施例１と同様にして光触媒体層を作成し、鉛筆硬度を測定すると３−４Ｈであった。また、光触媒体層の密着性を粘着セロファンテープを用いて調べたところ、光触媒体層の剥離は見られず密着性は良好であった。さらに、実施例１と同様にして限界接触角を測定すると、４度であった。
（実施例４）
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、２０質量部、４０質量部、および２０質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、２０質量部、４０質量部、および２０質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびこれらの合計の含有量は、酸化物換算のケイ酸エチル１００質量部に対し、酸化物換算でそれぞれ、１００質量部、２００質量部、および３００質量部であった。また、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの酸化物換算の合計の含有量は、白金担持酸化タングステン粒子１００質量部に対し、酸化物換算で４００質量部であった。
上記で得た光触媒体コーティング液を用いて実施例１と同様にして光触媒体層を作成し、鉛筆硬度を測定すると５−６Ｈであった。また、光触媒体層の密着性を、粘着セロファンテープを用いて調べたところ、光触媒体層の剥離は見られず密着性は良好であった。さらに、実施例１と同様にして限界接触角を測定すると、６度であった。
（実施例５）
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、３０質量部、３３質量部、および１７質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、３０質量部、３３質量部、および１７質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびこれらの合計の含有量は、酸化物換算のケイ酸エチル１００質量部に対し、酸化物換算でそれぞれ、１７６質量部、１９４質量部、および３７１質量部であった。また、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの酸化物換算の合計の含有量は、白金担持酸化タングステン粒子１００質量部に対し、酸化物換算で４００質量部であった。
上記で得た光触媒体コーティング液を用いて実施例１と同様にして光触媒体層を作成し、鉛筆硬度を測定すると３−４Ｈであった。また、光触媒体層の密着性を粘着セロファンテープを用いて調べたところ、光触媒体層の剥離は見られず密着性は良好であった。さらに、実施例１と同様にして限界接触角を測定すると、１２度であった。
（比較例１）
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、４０質量部、２７質量部、および１３質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、４０質量部、２７質量部、および１３質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびこれらの合計の含有量は、酸化物換算のケイ酸エチル１００質量部に対し、酸化物換算でそれぞれ、３０８質量部、２０８質量部、および５１５質量部であった。また、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの酸化物換算の合計の含有量は、白金担持酸化タングステン粒子１００質量部に対し、酸化物換算で４００質量部であった。
上記で得た光触媒体コーティング液を用いて実施例１と同様にして光触媒体層を作成し、鉛筆硬度を測定すると、消しゴムで擦るだけで傷が生じ、鉛筆硬度としては６Ｂ未満であった。
（比較例２）
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、５０質量部、２０質量部、および１０質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、５０質量部、２０質量部、および１０質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびこれらの合計の含有量は、酸化物換算のケイ酸エチル１００質量部に対し、酸化物換算でそれぞれ、５００質量部、２００質量部、および７００質量部であった。また、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの酸化物換算の合計の含有量は、白金担持酸化タングステン粒子１００質量部に対し、酸化物換算で４００質量部であった。
上記で得た光触媒体コーティング液を用いて実施例１と同様にして光触媒体層を作成し、鉛筆硬度を測定すると、消しゴムで擦るだけで傷が生じ、鉛筆硬度としては６Ｂ未満であった。
（比較例３）
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、１０質量部、５２．５質量部、および１７．５質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、１０質量部、５２．５質量部、および１７．５質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびこれらの合計の含有量は、酸化物換算のケイ酸エチル１００質量部に対し、酸化物換算でそれぞれ、５７質量部、３００質量部、および３５７質量部であった。また、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの酸化物換算の合計の含有量は、白金担持酸化タングステン粒子１００質量部に対し、酸化物換算で４００質量部であった。
上記で得た光触媒体コーティング液を用いて実施例１と同様にして光触媒体層を作成し、鉛筆硬度を測定すると、消しゴムで擦るだけで傷が生じ、鉛筆硬度としては６Ｂ未満であった。
（比較例４）
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、２０質量部、４５質量部、および１５質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、２０質量部、４５質量部、および１５質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびこれらの合計の含有量は、酸化物換算のケイ酸エチル１００質量部に対し、酸化物換算でそれぞれ、１３３質量部、３００質量部、および４３３質量部であった。また、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの酸化物換算の合計の含有量は、白金担持酸化タングステン粒子１００質量部に対し、酸化物換算で４００質量部であった。
上記で得た光触媒体コーティング液を用いて実施例１と同様にして光触媒体層を作成し、鉛筆硬度を測定すると、消しゴムで擦るだけで傷が生じ、鉛筆硬度としては６Ｂ未満であった。
（比較例５）
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、３０質量部、３７．５質量部、および１２．５質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、３０質量部、３７．５質量部、および１２．５質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびこれらの合計の含有量は、酸化物換算のケイ酸エチル１００質量部に対し、酸化物換算でそれぞれ、２４０質量部、３００質量部、および５４０質量部であった。また、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの酸化物換算の合計の含有量は、白金担持酸化タングステン粒子１００質量部に対し、酸化物換算で４００質量部であった。
上記で得た光触媒体コーティング液を用いて実施例１と同様にして光触媒体層を作成し、鉛筆硬度を測定すると、消しゴムで擦るだけで傷が生じ、鉛筆硬度としては６Ｂ未満であった。
（比較例６）
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、０質量部、６５質量部、および１５質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２０質量部、０質量部、６５質量部、および１５質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびこれらの合計の含有量は、酸化物換算のケイ酸エチル１００質量部に対し、酸化物換算でそれぞれ、０質量部、４３３質量部、および４３３質量部であった。また、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの酸化物換算の合計の含有量は、白金担持酸化タングステン粒子１００質量部に対し、酸化物換算で４００質量部であった。
上記で得た光触媒体コーティング液を用いて実施例１と同様にして光触媒体層を作成し、鉛筆硬度を測定すると５−６Ｈであった。また、光触媒体層の密着性を、粘着セロファンテープを用いて調べたところ、光触媒体層の剥離は見られず密着性は良好であったが、実施例１と同様にして限界接触角を測定すると、２０度であった。
（比較例７）
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２５質量部、１０質量部、６５質量部、および０質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分１００質量部における、白金担持酸化タングステン粒子、酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、およびケイ酸エチルの含有量を、それぞれ２５質量部、１０質量部、６５質量部、および０質量部とした以外は実施例１と同様の方法で光触媒体コーティング液を調製した。また、得られた光触媒体コーティング液中の酸化物換算での全固形分濃度は、光触媒体コーティング液１００質量部に対し、５質量部であった。
酸化ニオブゾル粒子、コロイダルシリカ粒子、および酸化物換算のケイ酸エチルの合計量の含有量は、白金担持酸化タングステン粒子１００質量部に対し、酸化物換算で３００質量部であった。
上記で得た光触媒体コーティング液を用いて実施例１と同様にして光触媒体層を作成し、鉛筆硬度を測定すると、消しゴムで擦るだけで傷が生じ、鉛筆硬度としては６Ｂ未満であった。
（実施例８）
実施例１で得られた光触媒体コーティング液を用いて形成した光触媒体層の光触媒活性を評価したところ、一次反応速度定数は０．１１ｈ-1であった。
実施例１で得られた光触媒体コーティング液を用いて形成した光触媒体層の光触媒活性を評価したところ、一次反応速度定数は０．１１ｈ-1であった。
（参考例１）
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、天井を構成する天井材の表面に塗布し乾燥させることにより、天井材の表面に光触媒体層を形成することができ、これによって、屋内照明による光照射により屋内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることができ、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、天井材の表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、天井を構成する天井材の表面に塗布し乾燥させることにより、天井材の表面に光触媒体層を形成することができ、これによって、屋内照明による光照射により屋内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることができ、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、天井材の表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
（参考例２）
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、屋内の壁面に施工されたタイルに塗布し乾燥させることにより、タイル表面に光触媒体層を形成することができ、これによって、屋内照明による光照射により屋内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、タイルの表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、屋内の壁面に施工されたタイルに塗布し乾燥させることにより、タイル表面に光触媒体層を形成することができ、これによって、屋内照明による光照射により屋内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、タイルの表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
（参考例３）
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、窓ガラスの屋内側表面に塗布し乾燥させることにより、ガラス表面に光触媒体層を形成することができ、これによって、屋内照明による光照射により屋内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、窓ガラスの表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、窓ガラスの屋内側表面に塗布し乾燥させることにより、ガラス表面に光触媒体層を形成することができ、これによって、屋内照明による光照射により屋内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、窓ガラスの表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
（参考例４）
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、壁紙に塗布し乾燥させることにより、壁紙の表面に光触媒体層を形成することができ、さらにこの壁紙を屋内の壁面に施工することによって、屋内照明による光照射により屋内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、壁紙の表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、壁紙に塗布し乾燥させることにより、壁紙の表面に光触媒体層を形成することができ、さらにこの壁紙を屋内の壁面に施工することによって、屋内照明による光照射により屋内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、壁紙の表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
（参考例５）
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、屋内の床面に塗布し乾燥させることにより、床面に光触媒体層を形成することができ、これによって、屋内照明による光照射により屋内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、床面の表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、屋内の床面に塗布し乾燥させることにより、床面に光触媒体層を形成することができ、これによって、屋内照明による光照射により屋内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、床面の表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
（参考例６）
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、自動車用インストルメントパネル、自動車用シート、自動車の天井材、自動車用ガラスの車内側などの自動車内装材の表面に塗布し乾燥させることにより、これら自動車内装材の表面に光触媒体層を形成することができ、これによって、車内照明による光照射により車内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、自動車内装材の表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、自動車用インストルメントパネル、自動車用シート、自動車の天井材、自動車用ガラスの車内側などの自動車内装材の表面に塗布し乾燥させることにより、これら自動車内装材の表面に光触媒体層を形成することができ、これによって、車内照明による光照射により車内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、自動車内装材の表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
（参考例７）
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、エアコンの表面に塗布し乾燥させることにより、エアコンの表面に光触媒体層を形成することができ、これによって、屋内照明による光照射により屋内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、エアコンの表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、エアコンの表面に塗布し乾燥させることにより、エアコンの表面に光触媒体層を形成することができ、これによって、屋内照明による光照射により屋内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、エアコンの表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
（参考例８）
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、冷蔵庫の庫内に塗布し乾燥させることにより、冷蔵庫内に光触媒体層を形成することができ、これによって、屋内照明や冷蔵庫内の光源による光照射により冷蔵庫内における揮発性有機物（例えば、エチレン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、冷蔵庫の庫内の表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、冷蔵庫の庫内に塗布し乾燥させることにより、冷蔵庫内に光触媒体層を形成することができ、これによって、屋内照明や冷蔵庫内の光源による光照射により冷蔵庫内における揮発性有機物（例えば、エチレン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、冷蔵庫の庫内の表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
（参考例９）
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、タッチパネル、電車のつり革、エレベーターのボタン等、不特定多数の人が接触する基材表面に塗布し乾燥させることにより、これら基材表面に光触媒体層を形成することができ、これによって、屋内照明による光照射により屋内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、基材表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
実施例１〜５で得た光触媒体コーティング液を、タッチパネル、電車のつり革、エレベーターのボタン等、不特定多数の人が接触する基材表面に塗布し乾燥させることにより、これら基材表面に光触媒体層を形成することができ、これによって、屋内照明による光照射により屋内空間における揮発性有機物（例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、トルエン等）や悪臭物質の濃度を低減することができ、黄色ブドウ球菌や大腸菌等の病原菌を死滅させることもでき、また、ダニアレルゲンやスギ花粉アレルゲン等のアレルゲンを無害化することもできる。さらに、基材表面が親水化し、汚れを容易に拭き取ることができるようになり、さらに帯電をも防止できる。
Claims (5)
- （１）光触媒体粒子、
（２）酸化ニオブゾル粒子、
（３）コロイダルシリカ粒子、
（４）シリコンアルコキシド、及び
（５）溶媒を含む光触媒体コーティング液であって、
前記（２）の酸化物換算の含有量が、前記（４）の酸化物換算の含有量１００質量部に対して０〜２００質量部であり、
前記（３）の酸化物換算の含有量が、前記（４）の酸化物換算の含有量１００質量部に対して０〜２８０質量部質量部であり、
前記（２）と（３）の酸化物換算の含有量の合計が、前記（４）の酸化物換算の含有量１００質量部に対して０〜４８０質量部であり、
前記（２）、（３）および（４）の酸化物換算の含有量の合計が、前記（１）１００質量部に対して２０〜５００質量部であり、
前記光触媒体コーティング液から揮発成分を揮発させて得られる固形分の酸化物換算の含有量が、前記光触媒体コーティング液１００質量部に対して０．５質量部〜３０重量部である、ことを特徴とする光触媒活性を有する光触媒体層を形成するための光触媒体コーティング液。 - 前記光触媒体層が、少なくとも可視光線の照射で光触媒活性を示す請求項１に記載の光触媒体コーティング液。
- 前記光触媒体粒子が、酸化タングステン粒子である請求項１または２に記載の光触媒体コーティング液。
- 前記光触媒体粒子が、貴金属を担持している請求項１〜３のいずれかに記載の光触媒体コーティング液。
- 基材表面に光触媒体層を備える光触媒機能製品であって、前記光触媒体層が請求項１〜４のいずれかに記載の光触媒体コーティング液を用いて形成されていることを特徴とする光触媒機能製品。
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