JPH0751646A

JPH0751646A - 固体表面の汚れ浄化方法

Info

Publication number: JPH0751646A
Application number: JP5222169A
Authority: JP
Inventors: Sadao Murasawa; 貞夫村澤; Shigure Teramoto; しぐれ寺本
Original assignee: Ishihara Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Ishihara Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1993-08-12
Filing date: 1993-08-12
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】【構成】光拡散透過率が５０％以上の酸化チタンの層を
ガラスなどの表面に担持し、次いで、該酸化チタンに紫
外線を含有した光を照射する。【効果】タバコの煙粒子やヤニ、排ガス中に含まれる炭
化水素、ばい煙、種々の油脂分や動物の皮膚から分泌さ
れる脂などによるガラスの表面の汚れを分解し浄化し、
汚れを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体表面の有機物によ
る汚れを光触媒機能により分解して、固体表面の汚れを
浄化する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】タバコの煙粒子やヤニ、排気ガス中に含
まれる炭化水素、ばい煙、種々の油脂分、花粉、虫など
の死骸などの有機物は、空気中に浮遊したり飛散したり
して自動車、電車、建造物、電気機器などの壁面、床、
天井、屋根、ドア、窓ガラスなどの固体表面に付着し、
固体表面を汚す。また、固体表面に動物の体の一部が接
触し動物の皮膚から分泌される脂が付着して汚れが生ず
る場合もある。さらに、前記の有機物や動物の皮膚から
分泌される脂が付着した固体表面は泥、土やほこりが付
着し易く、汚れがより一層ひどくなる。これらの固体表
面に生じた汚れは、機械や人力により水洗したりあるい
は拭き取ったりして取り除いているのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】水洗したりあるいは拭
き取ったりする前記の清掃作業は、汚れが生じるたびに
行う必要があり、また、乾燥作業が必要になったりする
ため、手間や時間がかかる面倒な作業である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の清
掃作業に代わる、簡便、かつ、容易な方法を探索した結
果、空気中に存在している有機物や動物の皮膚から分泌
される脂により汚れを生ずる恐れのある固体表面に光半
導体粒子を担持し、次いで、該光半導体粒子に紫外線を
含有した光を照射して、該固体表面に付着した該有機物
や動物の皮膚から分泌される脂を分解し浄化することが
できることを見出し、本発明を完成した。

【０００５】すなわち、本発明は、空気中に存在してい
る有機物や動物の皮膚から分泌される脂が固体表面に付
着して生ずる固体表面の汚れを簡便、かつ容易に浄化
し、汚れの付着を防止する方法を提供する。

【０００６】本発明は、空気中に存在している有機物や
人、犬、猫などの動物の皮膚から分泌される脂の付着に
より汚れを生ずる恐れのある固体表面に光半導体粒子を
担持し、次いで、該光半導体粒子に紫外線を含有した光
を照射して、該固体表面に付着した該有機物や動物の皮
膚から分泌される脂を分解して、固体表面を浄化する。
本発明において、固体表面に付着して汚れを生ずる、空
気中に存在している有機物としては、たとえば、タバコ
の煙粒子やヤニ、排気ガス中に含まれる炭化水素、ばい
煙、種々の油脂分、花粉、虫などの死骸などの種々の炭
素化合物が挙げられる。また、前記の固体は、金属、合
金、セラミックス、ガラス、プラッスチックス、ゴム、
木、紙などの材質によって作製されているものであり、
固体の大きさや形には特に制限されない。しかも、塗装
した固体でも用いることができる。具体的には、自動
車、電車などの交通機関、テーブル、キャビネットなど
の家具、テレビ、電子レンジ、ワードプロセッサー、コ
ンピューターなどの電気機器、建造物などの壁面、床、
天井、屋根、ドア、窓ガラスやブラウン管、受像管、画
面などのディスプレイさらにはカメラレンズ用の光学フ
ィルターなどが挙げられる。本発明は、空気中に存在し
ている有機物や動物の皮膚から分泌される脂の付着によ
る汚れが目立つガラス、特に交通機関のフロントガラス
を含めた窓ガラスや建造物の窓ガラスへの適用が好まし
い。また、本発明は、静電気により空気中に存在してい
る有機物や動物の皮膚から分泌される脂が強固に付着し
易い電気機器のディスプレイへの適用が好ましい。

【０００７】これらの固体の表面に担持する光半導体粒
子とは、そのバンドギャップ以上のエネルギーを持つ波
長の光を照射すると光励起により伝導帯に電子を、価電
子帯に正孔を生じる物質をいい、この光励起により生じ
た電子の持つ強い還元力や正孔の持つ強い酸化力は、従
来から悪臭ガスの分解、水の浄化、水の分解などに利用
されている。光半導体粒子としては、たとえば、酸化チ
タン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化鉄、チタン酸
ストロンチウムなどの公知の金属化合物半導体を、単一
または２種以上を組み合わせて用いることができる。特
に、高い光触媒機能を有し、化学的に安定であり、か
つ、無害である酸化チタンが好ましい。本発明において
は、光半導体粒子を固体表面に担持させて、固体表面に
光半導体粒子の層を形成させることもできる。光半導体
粒子の層は透明性を有するものが好ましく、可視領域の
５５０ｎｍの波長の光を基準として、光拡散透過率が５
０％以上、特に７０％以上であるものが好ましい。

【０００８】前記の光半導体粒子を固体表面に担持する
には、３００〜６００℃程度の温度に加熱した固体表面
に、熱分解して光半導体粒子となる金属塩を溶解させた
アルコール溶液、または有機金属化合物を溶解させた有
機溶媒系の溶液をスプレーする方法、揮発性の金属ハロ
ゲン化物や有機金属化合物などを高温で熱分解するＣＶ
Ｄ法、金属のアルコキシドやアセチルアセトナートを有
機溶媒に溶解した液に固体を浸漬し、引上げ、次いで、
乾燥し、焼成するゾル−ゲル法、真空下、金属または金
属酸化物を抵抗加熱あるいは電子ビーム加熱により気化
させ、加熱した固体に光半導体粒子を沈着させる真空蒸
着法、減圧下、プラズマを利用したスパッタ法などの方
法が用いられる。

【０００９】また、本発明においては、光半導体粒子を
公知の方法によって得、次いで、得られた光半導体粒子
を下記の方法によっても固体表面に担持することができ
る。光半導体粒子を、たとえば、水、アルコール、トル
エンなどの溶媒に懸濁させる。必要に応じて分散剤や結
着剤を加えても良い。得られた懸濁液を、たとえば、含
浸法、ディップコーティング法、スピナーコーティング
法、ローラーコーティング法、ワイヤーバーコーティン
グ法、リバースロールコーティング法などの塗布方法や
スプレーコーティング法などの吹き付け方法などを用い
て、固体表面の塗布し、あるいは吹き付けし、次いで、
乾燥して光半導体粒子を担持させる。付着した光半導体
粒子は必要に応じて焼成しても良く、この焼成により、
光半導体粒子を固体表面に強固に接着させることができ
る。前記の焼成は１００℃以上、好ましくは２００〜８
００℃、特に好ましくは３００〜８００℃の温度に焼成
するのが適当である。前記の光半導体粒子の光触媒機能
を向上させるために、該光半導体粒子の表面に白金、
金、銀、銅、パラジウム、ロジウム、ルテニウムなどの
金属、酸化ルテニウム、酸化ニッケルなどの金属酸化物
を被覆してもよい。

【００１０】５５０ｎｍの波長の光拡散透過率が５０％
以上、特に７０％以上である光半導体粒子の層は、前記
のスプレー法、ＣＶＤ法、ゾル−ゲル法、真空蒸着法、
スパッタ法などの反応条件を適宜設定したり、あるい
は、前記の光半導体粒子を塗布し、あるいは吹き付けす
る場合には、用いる光半導体粒子の粒子径を適宜選択す
ることにより得られる。

【００１１】次に、固体表面に担持した光半導体粒子
に、その光半導体粒子のバンドギャップ以上のエネルギ
ーを持つ波長の光を照射する。前記の光としては、紫外
線を含有した光が挙げられ、たとえば、太陽光や蛍光
灯、ブラックライト、ハロゲンランプ、キセノンフラッ
シュランプ、水銀灯などの光を用いることができる。特
に、３００〜４００ｎｍの近紫外線を含有した光が好ま
しい。光の照射量や照射時間などは処理する有機物や動
物の皮膚から分泌される脂の量などによって適宜設定で
きる。このようにして、空気中に存在していた有機物や
動物の皮膚から分泌される脂を分解することができ、固
体表面に付着した汚れを浄化し、汚れの付着を防止する
ことができる。

【００１２】

【実施例】

実施例１８０ｇ／ｌの硫酸チタニル溶液１リットルを８５℃に加
熱し、この温度で３時間保持し、硫酸チタニルを加水分
解して酸化チタン粒子を得た。このようにして得られた
酸化チタン粒子を濾過し、洗浄した後、水に分散させ
て、ＴｉＯ₂基準で２００ｇ／ｌの懸濁液とした。次い
で、この懸濁液に硝酸水溶液を添加し、該懸濁液のｐＨ
を１．０にした後、オートクレーブに入れ、１８０℃の
温度で１３時間、飽和水蒸気圧下で水熱処理を行った。
次に、水熱処理後の酸化チタン粒子の懸濁液に、該酸化
チタン粒子のＴｉＯ₂基準に対して、ポリエチレングリ
コール（平均分子量２００００）を４０重量％添加し、
６０℃の温度に加熱した後、この懸濁液をドクターブレ
ード（間隙６０μｍ）を用いてガラス板（縦５ｃｍ、横
５ｃｍ）に塗布し、自然乾燥した後、４５０℃の温度で
３時間焼成して、酸化チタン粒子の層をガラス板に担持
した。

【００１３】前記のガラス板に担持した酸化チタン粒子
はアナタース型結晶を有し、その酸化チタン粒子の層の
膜厚は７．５μｍであった。また、５５０ｎｍの波長で
の光拡散透過率は、使用したガラス板が９０％であった
のに対し、酸化チタン粒子の層を担持したガラス板では
８０％であった。

【００１４】次に、前記の酸化チタン粒子を担持したガ
ラス板の表面の浄化を下記のようにして調べた。有機物
は、食用油の主成分であり、食用油使用時に空気中に飛
散して、壁などを茶色に着色して汚すリノール酸トリグ
リセリドを用いた。このリノール酸トリグリセリドをガ
ラス板１ｃｍ²当たり０．１ｍｇ塗布した後、紫外光強
度が７ｍＷ／ｃｍ²になるようにブラックライトを照射
した。ブラックライト照射前と後のガラス板の重量減少
から、リノール酸トリグリセリドの分解率を算出した。
この結果、ブラックライトを２時間照射した時点での分
解率は９０％であり、ブラックライトを３時間照射した
時点での分解率は１００％であった。

【００１５】なお、酸化チタン粒子を担持していないガ
ラス板を用いること以外は実施例と同様にしてリノール
酸トリグリセリドの分解試験を行った結果、ブラックラ
イトを３時間照射した時点での分解率は０％であった。

【００１６】さらに、酸化チタン粒子の層を担持した前
記のガラス板を手で触り、該ガラス板の表面に人の手か
ら分泌した脂を１．５ｍｇ付着させた後、紫外光強度が
７ｍＷ／ｃｍ²になるようにブラックライトを照射し
た。ブラックライト照射前と後のガラス板の重量減少か
ら、人の手から分泌される脂の分解率を算出した。この
結果、ブラックライトを２時間照射した時点での分解率
は１００％であった。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、空気中に存在している有機物
や動物の皮膚から分泌される脂の付着により汚れを生ず
る恐れのある固体表面に光半導体粒子を担持し、次い
で、該光半導体粒子に紫外線を含有した光を照射し、該
固体表面に付着した該有機物や動物の皮膚から分泌され
る脂を分解して固体表面の汚れを浄化し、汚れの付着を
防止する方法であって、たとえば、タバコの煙粒子やヤ
ニ、排気ガス中に含まれる炭化水素、ばい煙、種々の油
脂分、花粉、虫などの死骸などの空気中に存在している
有機物や動物の皮膚から分泌される脂などによって汚れ
た固体表面を簡便、かつ、容易に浄化することができる
ので、工業用途ばかりでなく一般家庭用の浄化方法とし
て極めて有用な方法である。特に、本発明は、空気中に
存在している有機物や動物の皮膚から分泌される脂の付
着による汚れが甚だしい交通機関または建造物の窓ガラ
スや電気機器のディスプレイの表面の浄化に最適であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気中に存在している有機物の付着により
汚れを生ずる恐れのある固体の表面に光半導体粒子を担
持し、次いで、該光半導体粒子に紫外線を含有した光を
照射して、該固体の表面に付着した該有機物を分解する
ことを特徴とする固体表面の汚れ浄化方法。
【請求項２】動物の皮膚から分泌される脂の付着により
汚れを生ずる恐れのある固体の表面に光半導体粒子を担
持し、次いで、該光半導体粒子に紫外線を含有した光を
照射して、該固体の表面に付着した該脂を分解すること
を特徴とする固体表面の汚れ浄化方法。
【請求項３】光半導体粒子が酸化チタンであることを特
徴とする請求項１また２に記載の固体表面の汚れ浄化方
法。
【請求項４】固体の表面に担持した光半導体粒子の層の
５５０ｎｍの波長の光拡散透過率が５０％以上であるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の固体表面の汚
れ浄化方法。
【請求項５】請求項１または２に記載の固体がガラスで
あることを特徴とする固体表面の汚れ浄化方法。
【請求項６】請求項５に記載のガラスが交通機関または
建造物の窓ガラスであることを特徴とする固体表面の汚
れ浄化方法。
【請求項７】請求項１または２に記載の固体が電気機器
のディスプレイであることを特徴とする固体表面の汚れ
浄化方法。