特許 6053676 光触媒塗膜、及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6053676

(24)【登録日】2016年12月9日

(45)【発行日】2016年12月27日

(54)【発明の名称】光触媒塗膜、及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 35/02 20060101AFI20161219BHJP

   B01D 53/86 20060101ALI20161219BHJP

   B01J 37/02 20060101ALI20161219BHJP

   B01J 23/745 20060101ALI20161219BHJP

【ＦＩ】

   B01J35/02 J

   B01D53/86 210

   B01J35/02 B

   B01J37/02 301C

   B01J23/745 M

【請求項の数】6

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2013-519556(P2013-519556)

(86)(22)【出願日】2012年6月6日

(86)【国際出願番号】JP2012065066

(87)【国際公開番号】WO2012169660

(87)【国際公開日】20121213

【審査請求日】2015年3月13日

(31)【優先権主張番号】特願2011-127063(P2011-127063)

(32)【優先日】2011年6月7日

(33)【優先権主張国】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002901

【氏名又は名称】株式会社ダイセル

(74)【代理人】

【識別番号】100101362

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 幸久

(72)【発明者】

【氏名】中井 徹

(72)【発明者】

【氏名】舩木 克典

(72)【発明者】

【氏名】中村 敏和

【審査官】 大城 公孝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２２４０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０５１６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３５４７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２７５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２６２４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 MURAKAMI, N. et al，Development of a visible-light-responsive rutile rod by site-selective modification of iron(III) ion on {1 1 1} exposed crystal faces，Applied Catalysis B: Environmental，２０１０年 ３月３０日，Vol.97, No.1-2，p.115-119，doi:10.1016/j.apcatb.2010.03.030

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ２１／００−３８／７４

Ｂ０１Ｄ ５３／８６−５３／９０

Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｄｉｒｅｃｔ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

棒状或いは針状の酸化チタン粒子とバインダー成分とを少なくとも含有する光触媒塗膜であって、
前記酸化チタン粒子の含有量が０．５ｇ／ｍ²以上であり、
単位体積（厚さ１μｍ×１ｍ²）当たりの前記酸化チタン粒子の含有量が０．５〜１．５ｇであり、
前記酸化チタン粒子が、（００１）（１１０）（１１１）面を有するルチル型酸化チタン粒子であり、
前記酸化チタン粒子が、鉄化合物担持酸化チタン粒子であり、
前記鉄化合物が、酸化チタン粒子の露出結晶面のうち、（００１）面、及び（１１１）面から選択される少なくとも１つの酸化反応面に選択的に担持されており、
前記酸化チタン粒子のアスペクト比［長辺／短辺（長さ）の比率］が１．５以上であり、
前記酸化チタン粒子と前記バインダー成分の配合比［前者：後者（重量比）］が１：６〜３０：１であり、
前記バインダー成分が過酸化チタン、ケイ素系化合物、フッ素系樹脂から選択される化合物を含有し、
多孔性構造を有することを特徴とする光触媒塗膜。

【請求項2】

バインダー成分が少なくとも過酸化チタンを含有する請求項１に記載の光触媒塗膜。

【請求項3】

棒状或いは針状の酸化チタン粒子とバインダー成分とを少なくとも含有する光触媒塗料であって、
前記酸化チタン粒子が、（００１）（１１０）（１１１）面を有するルチル型酸化チタン粒子であり、
前記酸化チタン粒子が、鉄化合物担持酸化チタン粒子であり、
前記鉄化合物が、酸化チタン粒子の露出結晶面のうち、（００１）面、及び（１１１）面から選択される少なくとも１つの酸化反応面に選択的に担持されており、
前記酸化チタン粒子のアスペクト比［長辺／短辺（長さ）の比率］が１．５以上であり、
前記酸化チタン粒子と前記バインダー成分の配合比［前者：後者（重量比）］が１：６〜３０：１であり、
前記バインダー成分が過酸化チタン、ケイ素系化合物、フッ素系樹脂から選択される化合物である光触媒塗料を、
前記酸化チタン粒子の含有量が０．５ｇ／ｍ²以上、単位体積（厚さ１μｍ×１ｍ²）当たりの前記酸化チタン粒子の含有量が０．５〜１．５ｇとなるように塗布、乾燥することを特徴とする、請求項１又は２に記載の光触媒塗膜の製造方法。

【請求項4】

励起光照射下、棒状或いは針状の酸化チタン粒子に遷移金属化合物を担持させて、棒状或いは針状の遷移金属化合物担持酸化チタン粒子を得る工程を有する請求項３に記載の光触媒塗膜の製造方法。

【請求項5】

請求項１又は２に記載の光触媒塗膜と基材を備えた光触媒塗装体。

【請求項6】

基材がプラスチック材料で形成された基材である請求項５に記載の光触媒塗装体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、酸化チタン光触媒を含有し、光照射により大気浄化、脱臭、浄水、抗菌、防汚効果等を発現することができる光触媒塗膜、及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

酸化チタン光触媒は紫外線を吸収すると強い酸化作用を発揮することができるため、近年、下記の様々な用途に利用されている。
１、自動車の排気ガス等から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）等の環境汚染物質の除去による大気浄化
２、アンモニア、アセトアルデヒド、硫化水素、メチルメルカプタン等の悪臭の原因となる物質の除去による脱臭
３、テトラクロロエチレンやトリハロメタン等の有機塩素化合物を分解除去することによる浄水
４、殺菌し、更にその死骸を分解することによる抗菌
５、油分を分解することにより、油分に砂や垢が付着して生じる汚れを防止する防汚

【0003】

酸化チタン光触媒は溶液に懸濁させて用いる場合と、基材に担持した状態で用いる場合がある。一般的に、その表面積の大きさが光触媒能に比例するため、前者の方がより活性が高いが、実用性の観点から、後者が採用される場合が多い。後者を採用する場合、一般的に、酸化チタン光触媒をバインダー成分を使用して基材に密着させる方法が採用される。

【0004】

しかし、酸化チタン光触媒をバインダー成分を使用して基材に密着させる場合、時間と共にバインダー成分が酸化チタン粒子の酸化作用により分解されて接着性を喪失し、基材表面から剥がれ落ちてしまうため耐久性を確保することが困難であることが問題であった。

【0005】

引用文献１には、光触媒として粒状のアナターゼ型酸化チタンを使用し、前記酸化チタンにより分解されない過酸化チタンをバインダー成分として混合することにより、長期間に亘って優れた接着性を発揮できる光触媒塗膜を形成することができると記載されている。しかし、バインダー成分に酸化チタン粒子が埋もれてしまい、光触媒能が低減されるため、塗膜表面に酸化チタン粒子を露出させるためには膜厚を極めて薄くすることが好ましいが、ある程度の膜厚がないと接着性が不足し基材表面に密着させることができないこと、すなわち、優れた接着性と優れた光触媒能を兼ね備えることが困難であることが問題であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平９−２６２４８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従って、本発明の目的は、優れた光触媒能を発現することができ、且つ、被着体表面に対し優れた接着性を発揮することができる光触媒塗膜を提供することにある。
本発明の他の目的は、優れた光触媒能を発現することができ、且つ、被着体表面に対し、長期間に亘り優れた接着性を発揮することができる、耐久性に優れた光触媒塗膜を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、紫外線域から可視光線域までの広い波長範囲に応答性を有し、太陽光や白熱灯、蛍光灯等の通常の生活空間における光源下でも高い触媒活性を発揮することができ、且つ、被着体表面に対し長期間に亘り優れた接着性を発揮することができる、耐久性に優れた光触媒塗膜を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、光触媒反応は光照射により進行するため、塗膜表面に露出している光触媒のみがその触媒能を発揮することができるものであるところ、光触媒として棒状或いは針状の酸化チタン粒子を使用して得られた光触媒塗膜は、光触媒が嵩高い形状を有するためバインダー成分と混合しても光触媒がバインダー成分に埋もれてしまうことがなく（細孔が塞がれることがなく）、多孔性を有し、表面が粗く、著しく表面積の広い塗膜を形成することができ、それによって、塗膜表面への光触媒の露出量を飛躍的に向上させることができ、接着性を確保するのに十分な膜厚を有していても、極めて高い光触媒能を発揮することができる光触媒塗膜を形成することができることを見いだした。本発明はこれらの知見に基づいて完成させたものである。

【0009】

すなわち、本発明は、棒状或いは針状の酸化チタン粒子とバインダー成分とを少なくとも含有する光触媒塗料を、前記酸化チタン粒子の含有量が０．５ｇ／ｍ^２以上となるように塗布、乾燥して得られる光触媒塗膜であって、単位体積（厚さ１μｍ×１ｍ^２）当たりの前記酸化チタン粒子の含有量が３．０ｇ未満であることを特徴とする光触媒塗膜を提供する。

【0010】

酸化チタン粒子のアスペクト比［長辺／短辺（長さ）の比率］としては１．５以上が好ましい。

【0011】

酸化チタン粒子とバインダー成分の配合比［前者：後者（重量比）］としては、１：６〜３０：１が好ましい。

【0012】

酸化チタン粒子としては、ルチル型酸化チタン粒子が好ましく、遷移金属化合物担持酸化チタン粒子が好ましい。

【0013】

遷移金属化合物としては鉄化合物が好ましい。

【0014】

遷移金属化合物は、酸化チタン粒子の露出結晶面のうち酸化反応面に選択的に担持されていることが好ましく、特に、酸化チタン粒子の露出結晶面のうち（００１）面、（１１１）面及び（０１１）面から選択される少なくとも１つの面に選択的に担持されていることが好ましい。

【0015】

バインダー成分としては、過酸化チタン、ケイ素系化合物、フッ素系樹脂から選択される化合物を含有することが好ましく、特に、少なくとも過酸化チタンを含有することが好ましい。

【0016】

本発明は、また、上記光触媒塗膜の製造方法であって、棒状或いは針状の酸化チタン粒子とバインダー成分とを少なくとも含有する光触媒塗料を塗布、乾燥することを特徴とする光触媒塗膜の製造方法を提供する。

【0017】

前記光触媒塗膜の製造方法においては、特に、励起光照射下、棒状或いは針状の酸化チタン粒子に遷移金属化合物を担持させて、棒状或いは針状の遷移金属化合物担持酸化チタン粒子を得る工程を有することが好ましい。

【0018】

本発明は、更に、上記光触媒塗膜と基材を備えた光触媒塗装体を提供する。前記基材としてはプラスチック材料で形成された基材が好ましい。

【発明の効果】

【0019】

本発明においては、光触媒塗料に含有する光触媒として棒状或いは針状の酸化チタン粒子を使用するため、前記酸化チタン粒子の特定の形状により、バインダー成分によって固定しやすく、少量のバインダー成分によって、接着性に優れた塗膜の形成が可能である。そして、本発明に係る光触媒塗膜は表面積が広く、光触媒が塗膜表面に多く露出するため、極めて優れた光触媒能を発揮することができる。

【0020】

そして、バインダー成分として少なくとも過酸化チタンを含有するバインダー成分を使用する場合は、バインダー成分自体が酸化チタン粒子の酸化作用によって分解されることがないため、極めて優れた光触媒能、及び被着体に対する優れた接着性を長期間に亘って保持することができる。

【0021】

また、特に、光触媒として棒状或いは針状の酸化チタン粒子に遷移金属化合物を担持した遷移金属化合物担持酸化チタン粒子を使用する場合は、紫外線域から可視光線域までの広い波長範囲に応答性を有し、太陽光や白熱灯、蛍光灯等の通常の生活空間における光源下でも高い触媒活性を発揮することができる光触媒塗膜を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】アスペクト比が１．５以上の酸化チタン粒子を使用した光触媒塗膜の断面を示すＳＥＭ写真（ａ）、及びアスペクト比が１．５未満の酸化チタン粒子を使用した光触媒塗膜の断面を示すＳＥＭ写真（ｂ）である。

【図2】（００１）（１１０）（１１１）面を有する棒状ルチル型酸化チタン粒子のＳＥＭ写真［倍率：２０００００倍、白色スケール：１００ｎｍ］である。

【図3】（００１）（１１０）（１１１）面を有する棒状ルチル型酸化チタン粒子の（００１）面と（１１１）面に鉄化合物（ＩＩＩ）が選択的に担持されていることを示すＴＥＭ写真である。

【図4】実施例１で得られた光触媒塗膜（１）の断面を示すＳＥＭ写真［（ａ）倍率：２００００倍、白色スケール：１μｍ、（ｂ）倍率：５００００倍、白色スケール：１００ｎｍ、（ｃ）倍率：１０００００倍、白色スケール：１００ｎｍ、（ｄ）倍率：２０００００倍、白色スケール：１００ｎｍ］である。

【図5】比較例１で得られた光触媒塗膜（１１）の断面を示すＳＥＭ写真［（ａ）倍率：１０００００倍、白色スケール：１００ｎｍ、（ｂ）倍率：２０００００倍、白色スケール：１００ｎｍ］である。

【図6】比較例３で得られた光触媒塗膜（１３）の断面を示すＳＥＭ写真［（ａ）倍率：２０００００倍、白色スケール：１００ｎｍ、（ｂ）倍率：１０００００倍、白色スケール：１００ｎｍ］である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

［酸化チタン粒子］
本発明の酸化チタン粒子は、棒状或いは針状形状を有していることを特徴とし、そのアスペクト比［長辺／短辺（長さ）の比率］としては、例えば１．５以上、好ましくは１．５〜１００程度、特に好ましくは２．０〜２０、最も好ましくは５．０〜１５である。酸化チタン粒子のアスペクト比は、例えば、ＳＥＭ写真から求めることができる。アスペクト比が上記範囲を下回ると（すなわち、酸化チタン粒子の形状がより球形に近くなると）、バインダー成分と混合した際に、酸化チタン粒子が密に充填されて細孔を塞ぐため、得られる光触媒塗膜の表面積が低下し、塗膜表面への光触媒の露出量が低下する結果、光触媒能が低下する傾向がある。

【0024】

酸化チタン粒子としては、例えば、ルチル型、アナターゼ型、ブルッカイト型酸化チタン粒子等を挙げることができる。本発明においては、なかでも、アスペクト比が大きい形状を有する点でルチル型酸化チタン粒子が好ましい。

【0025】

また、本発明においては、紫外線域から可視光線域までの広い波長範囲に応答性を有し、太陽光や白熱灯、蛍光灯等の通常の生活空間における光源下でも高い触媒活性を発揮することができる点で、遷移金属化合物を担持した酸化チタン粒子（遷移金属化合物担持酸化チタン粒子）を使用することが好ましい。遷移金属化合物は、例えば、遷移金属イオン、遷移金属単体、遷移金属塩、遷移金属酸化物、遷移金属水酸化物又は遷移金属錯体の状態で担持される。

【0026】

更に、前記遷移金属化合物は、酸化チタン粒子の露出結晶面のうち、全ての面でなく特定の面（例えば、特定の１面又は２面等）に選択的に担持されることが、酸化反応と還元反応の反応場を空間的により大きく引き離すことができ、それにより励起電子とホールの分離性を高め、励起電子とホールの再結合及び逆反応の進行を極めて低いレベルにまで抑制することができ、より高い光触媒活性を発揮することができる点で好ましい。

【0027】

尚、本発明において、「遷移金属化合物を特定の面に選択的に担持」とは、露出結晶面を有する酸化チタン粒子に担持する遷移金属化合物の５０％を超える量（好ましくは７０％以上、特に好ましくは８０％以上）が２面以上の露出結晶面のうち、全ての面ではなく特定の面（例えば、特定の１面又は２面等）に担持されていることをいう。遷移金属化合物の担持は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）やエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）を使用し、露出結晶面上の遷移金属化合物由来のシグナルを確認することで判定できる。

【0028】

遷移金属化合物としては、可視光領域に吸収スペクトルを有し、励起状態で伝導帯に電子を注入することができるものであればよく、例えば、周期表第３〜第１１族元素化合物、なかでも周期表第８〜第１１族元素化合物が好ましく、特に、三価の鉄化合物（Ｆｅ^３＋）が好ましい。鉄化合物の酸化チタン粒子への担持においては、三価の鉄化合物（Ｆｅ^３＋）は吸着しやすく、二価の鉄化合物（Ｆｅ^２＋）は吸着しにくい特性を有するため、その特性を利用することにより容易に面選択性を付与することができるからである。

【0029】

ルチル型酸化チタン粒子の主な露出結晶面としては、例えば、（１１０）（００１）（１１１）（０１１）面等を挙げることができる。本発明におけるルチル型酸化チタン粒子としては、例えば、（１１０）（１１１）面を有するルチル型酸化チタン粒子、（１１０）（０１１）面を有するルチル型酸化チタン粒子、（００１）（１１０）（１１１）面を有するルチル型酸化チタン粒子等を挙げることができる。本発明においては、なかでも、酸化反応と還元反応の反応場を空間的により大きく引き離すことができ、励起電子とホールとの再結合及び逆反応の進行を抑制することができる点で、（００１）（１１０）（１１１）面を有するルチル型酸化チタン粒子が好ましい。（００１）（１１０）（１１１）面を有するルチル型酸化チタンの酸化反応面は、（１１１）面と（００１）面である。

【0030】

従って、本発明における遷移金属化合物担持酸化チタン粒子としては、なかでも、（００１）（１１０）（１１１）面を有するルチル型酸化チタン粒子の（００１）（１１１）面に遷移金属化合物が選択的に担持されているものが好ましい。

【0031】

酸化チタン粒子として、例えば、（００１）（１１０）（１１１）面を有するルチル型酸化チタン粒子は、チタン化合物を、構造制御剤として親水性ポリマー（例えば、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール）の存在下、水性媒体（例えば、水、又は水と水溶性有機溶媒との混合液）中で水熱処理［例えば、１００〜２００℃、３〜４８時間（好ましくは６〜１２時間）］することにより合成することができる。

【0032】

前記チタン化合物としては、３価のチタン化合物、４価のチタン化合物を挙げることができる。３価のチタン化合物としては、例えば、三塩化チタンや三臭化チタン等のトリハロゲン化チタン等を挙げることができる。本発明における３価のチタン化合物としては、なかでも安価で、入手が容易な点で三塩化チタン（ＴｉＣｌ_３）が好ましい。

【0033】

また、本発明における４価のチタン化合物は、例えば、下記式（１）で表される化合物等を挙げることができる。
Ｔｉ（ＯＲ）_ｔＸ_４−ｔ （１）
（式中、Ｒは炭化水素基を示し、Ｘはハロゲン原子を示す。ｔは０〜３の整数を示す）

【0034】

Ｒにおける炭化水素基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル等のＣ_１−４脂肪族炭化水素基等を挙げることができる。

【0035】

Ｘにおけるハロゲン原子としては、塩素、臭素、ヨウ素等を挙げることができる。

【0036】

このような４価のチタン化合物としては、例えば、ＴｉＣｌ_４、ＴｉＢｒ_４、Ｔｉｌ_４等のテトラハロゲン化チタン；Ｔｉ（ＯＣＨ_３）Ｃｌ_３、Ｔｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）Ｃｌ_３、Ｔｉ（ＯＣ_４Ｈ_９）Ｃｌ_３、Ｔｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）Ｂｒ_３、Ｔｉ（ＯＣ_４Ｈ_９）Ｂｒ_３等のトリハロゲン化アルコキシチタン；Ｔｉ（ＯＣＨ_３）_２Ｃｌ_２、Ｔｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_２Ｃｌ_２、Ｔｉ（ＯＣ_４Ｈ_９）_２Ｃｌ_２、Ｔｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_２Ｂｒ_２等のジハロゲン化ジアルコキシチタン；Ｔｉ（ＯＣＨ_３）_３Ｃｌ、Ｔｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３Ｃｌ、Ｔｉ（ＯＣ_４Ｈ_９）_３Ｃｌ、Ｔｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３Ｂｒ等のモノハロゲン化トリアルコキシチタン等を挙げることができる。本発明における４価のチタン化合物としては、なかでも安価で、入手が容易な点で、テトラハロゲン化チタンが好ましく、特に四塩化チタン（ＴｉＣｌ_４）が好ましい。

【0037】

特に、前記チタン化合物として４価のチタン化合物を使用する場合は、構造制御剤として親水性ポリマーを添加しなくとも、反応温度１１０〜２２０℃（好ましくは１５０℃〜２２０℃）、その反応温度における飽和蒸気圧以上の圧力下、水性媒体中で２時間以上（好ましくは５〜１５時間）水熱処理を施すことにより（００１）（１１０）（１１１）面を有するルチル型酸化チタン粒子を合成することができる。

【0038】

その他、（００１）（１１０）（１１１）面を有するルチル型酸化チタンは、（１１０）（１１１）面を有するルチル型酸化チタン粒子を硫酸（好ましくは、５０重量％以上の高濃度の硫酸、特に好ましくは濃硫酸）中に投入し、加熱下で撹拌することにより、酸化チタン粒子の稜又は頂点の部位を浸食（溶解）して合成することもできる。（１１０）（１１１）面を有するルチル型酸化チタン粒子は、チタン化合物を水性媒体（例えば、水、又は水と水溶性有機溶媒との混合液）中で水熱処理［例えば、１００〜２００℃、３〜４８時間（好ましくは６〜１２時間）］することにより合成することができる。水熱処理の際には、ハロゲン化物を添加することが、得られる粒子のサイズ及び表面積を調整することができる点で好ましい。

【0039】

本発明における酸化チタン粒子の比表面積としては、例えば２０〜１００ｍ^２／ｇ、好ましくは４０〜９０ｍ^２／ｇ、特に好ましくは５０〜８５ｍ^２／ｇである。酸化チタン粒子の比表面積が上記範囲を下回ると、反応物質の吸着能力が低下して光触媒能が低下する傾向があり、一方、酸化チタン粒子の比表面積が上記範囲を上回ると、励起電子とホールの分離性が低下し、光触媒能が低下する傾向がある。

【0040】

遷移金属化合物の酸化チタン粒子への担持は、酸化チタン粒子に遷移金属化合物を含浸する含浸法により行うことができる。

【0041】

含浸は、具体的には、酸化チタン粒子を水溶液中に分散して浸漬し、撹拌しながら、遷移金属化合物を添加することにより行うことができ、例えば、遷移金属化合物として三価の鉄化合物（Ｆｅ^３＋）を使用する場合は、鉄化合物（例えば、硝酸鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）等）を添加することにより行うことができる。

【0042】

遷移金属化合物の添加量としては、例えば、酸化チタン粒子に対して０．０１〜３．０重量％程度、好ましくは０．０５〜１．０重量％である。遷移金属化合物の添加量が上記範囲を下回ると、酸化チタン粒子表面における遷移金属化合物の担持量が低下し、光触媒活性が低下する傾向があり、一方、遷移金属化合物の添加量が上記範囲を上回ると、注入電子の逆電子移動等により励起電子が有効に作用せず、光触媒活性が低下する傾向がある。浸漬時間としては、例えば、３０分から２４時間程度、好ましくは１〜１０時間である。

【0043】

そして、本発明においては、酸化チタン粒子に遷移金属化合物を含浸する際に励起光を照射することが好ましい。励起光を照射すると、酸化チタン粒子の価電子帯の電子が伝導帯に励起し、価電子帯にホール、伝導帯に励起電子が生成し、これらは粒子表面へ拡散し、各露出結晶面の特性に従って励起電子とホールとが分離されて酸化反応面と還元反応面とを形成する。この状態で遷移金属化合物として、例えば三価の鉄化合物の含浸を行うと、三価の鉄化合物（Ｆｅ^３＋）は酸化反応面には吸着するが、還元反応面では三価の鉄化合物（Ｆｅ^３＋）は二価の鉄化合物（Ｆｅ^２＋）に還元され、二価の鉄化合物（Ｆｅ^２＋）は吸着しにくい特性を有するため、溶液中に溶出し、結果として酸化反応面にのみ鉄化合物（Ｆｅ^３＋）が担持された遷移金属化合物担持酸化チタン粒子を得ることができる。

【0044】

励起光の照射方法としては、バンドギャップエネルギー以上のエネルギーを有する光を照射することができればよく、例えば、紫外線を照射することにより行うことができる。紫外線照射手段としては、例えば、中・高圧水銀灯、ＵＶレーザー、ＵＶ−ＬＥＤ、ブラックライト等の紫外線を効率よく生成する光源を使用した紫外線露光装置等を使用することができる。励起光の照射量としては、例えば０．１〜３００ｍＷ／ｃｍ^２程度、好ましくは０．５〜１００ｍＷ／ｃｍ^２、最も好ましくは１〜５ｍＷ／ｃｍ^２である。励起光の照射時間としては、例えば１分から７２時間程度、好ましくは３０分から４８時間である。

【0045】

さらに、本発明においては、含浸の際に犠牲剤を添加してもよい。犠牲剤を添加することにより、酸化チタン粒子表面において、特定の露出結晶面により高い選択率で遷移金属化合物を担持させることができる。犠牲剤としては、それ自体が電子を放出しやすい有機化合物を使用することが好ましく、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール；酢酸等のカルボン酸；エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）等のアミン等を挙げることができる。

【0046】

犠牲剤の添加量としては、適宜調整することができ、例えば、酸化チタン溶液の０．５〜５．０重量％程度、好ましくは１．０〜２．０重量％である。犠牲剤は過剰量を使用してもよい。

【0047】

上記方法により得られた遷移金属化合物担持酸化チタン粒子は、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の分離手段や、これらを組み合わせた分離手段により分離精製できる。

【0048】

［バインダー成分］
本発明のバインダー成分は、上記酸化チタン粒子を固定する働きを有するものであり、例えば、過酸化チタン、ケイ素系化合物、フッ素系樹脂等を挙げることができる。

【0049】

ケイ素系化合物としては、例えば、テトラブロモシラン、テトラクロロシラン、トリブロモシラン、トリクロロシラン、ジブロモシラン、ジクロロシラン、モノブロモシラン、モノクロロシラン、ジクロロジメチルシラン、ジクロロジエチルシラン、ジクロロメチルシラン、ジクロロエチルシラン、クロロトリメチルシラン、クロロトリエチルシラン、クロロジメチルシラン、クロロジエチルシラン、クロロメチルシラン、クロロエチルシラン、ｔ−ブチルクロロジメチルシラン、ｔ−ブチルクロロジエチルシラン等のハロゲン化シラン化合物；テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、メトキシシラン、エトキシシラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシメチルシラン、ジメトキシエチルシラン、ジエトキシエチルシラン、メトキシジメチルシラン、エトキシジメチルシラン、メトキシジエチルシラン、エトキシジエチルシラン等のアルコキシシラン化合物等を挙げることができる。

【0050】

フッ素系樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー、パーフルオロシクロポリマー、ビニルエーテル−フルオロオレフィンコポリマー、ビニルエステル−フルオロオレフィンコポリマー、テトラフルオロエチレン−ビニルエーテルコポリマー、クロロトリフルオロエチレン−ビニルエーテルコポリマー、テトラフルオロエチレンウレタン架橋体、テトラフルオロエチレンエポキシ架橋体、テトラフルオロエチレンアクリル架橋体、テトラフルオロエチレンメラミン架橋体等を挙げることができる。

【0051】

本発明におけるバインダー成分としては、少なくとも過酸化チタンを含有することが好ましく、過酸化チタン単独、又は過酸化チタンとケイ素系化合物若しくはフッ素系樹脂を併用することが好ましい。過酸化チタンは、成膜性が高く、塗布、乾燥することにより、優れた接着性を有する塗膜を速やかに形成することができ、その上、酸化チタン粒子の光触媒作用によって分解されることがないため、耐久性に優れ、長期に亘って酸化チタン粒子を固定することができるからである。

【0052】

過酸化チタンは、例えば、塩基性物質（例えば、アンモニア水、水酸化ナトリウム等）の存在下で、ＴｉＣｌ_４等のチタン化合物の水溶液に過酸化水素水を添加することにより合成することができる。

【0053】

［光触媒塗料］
本発明の光触媒塗料は、光触媒としての棒状或いは針状の酸化チタン粒子とバインダー成分とを少なくとも含有する。

【0054】

光触媒塗料の調製方法としては、特に限定されることがなく、酸化チタン粒子とバインダー成分とを混合すればよく、例えば、酸化チタン粒子とバインダー成分とを分散媒中で混合してもよく、酸化チタン粒子とバインダー成分とをそれぞれ別個に分散媒と混合してゾル状態とし、ゾル状態の酸化チタン粒子とゾル状態のバインダー成分とを混合してもよい。例えば、酸化チタンゾルは、湿式媒体撹拌ミル等の周知慣用の分散装置を使用して、酸化チタン粒子を分散媒（例えば、水、エタノール等）に分散させることにより調製することができる。酸化チタンゾル中の酸化チタン粒子含有量としては、例えば１．０〜１０．０重量％程度である。また、過酸化チタンゾル中の過酸化チタン含有量としては、例えば１．００〜１．６０重量％程度である。過酸化チタンゾルとしては、例えば、商品名「ティオスカイコートＣ」（（株）ティオテクノ製）等の市販品を使用してもよい。

【0055】

光触媒塗料中の酸化チタン粒子とバインダー成分の配合比率は、例えば、酸化チタン粒子とバインダー成分の配合比率［前者：後者（重量比）］が、１：６〜３０：１程度、好ましくは１：１〜１５：１、特に好ましくは１．５：１〜１３：１となるように配合することが好ましい。酸化チタン粒子の配合量が上記範囲を下回ると、光触媒能が低下する傾向があり、一方、酸化チタン粒子の配合量が上記範囲を上回ると、被着体に対する接着性、被着体の劣化防止性が低下する傾向がある。

【0056】

また、本発明に係る光触媒塗料には、上記酸化チタン粒子、バインダー成分、及び分散媒以外にも、他の成分として通常光触媒塗料に配合される化合物を必要に応じて適宜配合することができる、他の成分としては、例えば、塗布助剤等を挙げることができる。他の成分の配合量としては、本発明の効果を損なわない範囲内であればよく、例えば、光触媒塗料全量（１００重量％）に対して、１０重量％以下程度（例えば、０．０１〜１０重量％）である。

【0057】

［光触媒塗膜］
本発明の光触媒塗膜は、上記棒状或いは針状の酸化チタン粒子と上記バインダー成分とを少なくとも含有する光触媒塗料を、上記棒状或いは針状の酸化チタン粒子の含有量が０．５ｇ／ｍ^２以上となるように塗布、乾燥して得られる光触媒塗膜であって、単位体積（厚さ１μｍ×１ｍ^２）当たりの上記棒状或いは針状の酸化チタン粒子の含有量が３．０ｇ未満であることを特徴とする。

【0058】

本発明の光触媒塗膜は、少なくとも下記工程を経て製造される。
工程１：棒状或いは針状の酸化チタン粒子とバインダー成分とを少なくとも含有する光触媒塗料を調製する工程
工程２：光触媒塗料を、棒状或いは針状の酸化チタン粒子の含有量が０．５ｇ／ｍ^２以上となるように均一に塗り広げ、乾燥する工程

【0059】

光触媒塗料は、例えば、スプレー、刷毛、ローラー、グラビア印刷等を使用することにより均一に塗り広げることができる。塗り広げた後は、乾燥（分散媒を蒸発）させることよって、速やかに塗膜を形成することができる。乾燥方法としては、室温で乾燥させてもよく、加熱して乾燥させてもよい。

【0060】

本発明においては、酸化チタン粒子として遷移金属化合物担持酸化チタン粒子を使用することが、光触媒塗膜に可視光応答性を付与することができる点で好ましい。遷移金属化合物担持酸化チタン粒子を使用する場合は、上記工程１の前に、励起光照射下、棒状或いは針状の酸化チタン粒子に遷移金属化合物を担持させて、棒状或いは針状の遷移金属化合物担持酸化チタン粒子を得る工程を設けることが好ましい。

【0061】

光触媒塗料の塗布量は、上記棒状或いは針状の酸化チタン粒子の含有量が０．５ｇ／ｍ^２以上（例えば０．５〜５．０ｇ／ｍ^２程度、好ましくは０．５〜３．０ｇ／ｍ^２）となる量である。光触媒塗料の塗布量が上記範囲を下回ると、光触媒能が低下する傾向がある。

【0062】

本発明の光触媒塗膜の単位体積（厚さ１μｍ×１ｍ^２）当たりの上記棒状或いは針状の酸化チタン粒子の含有量は、３．０ｇ未満（例えば０．５ｇ以上、３．０ｇ未満程度、好ましくは０．５〜２．５ｇ、特に好ましくは０．７〜２．０ｇ）である。本発明の光触媒塗膜は、上記棒状或いは針状の酸化チタン粒子を含有するため、粒状の（＝アスペクト比が１．５未満の）酸化チタン粒子を使用する場合と比べて、バインダー成分と混合した場合の充填率が低く、空隙率が大きい光触媒塗膜を形成することができ、結果として、表面が粗く、多孔性構造を有するため著しく表面積が広く、光触媒が塗膜内部に埋もれることなく塗膜表面に多く露出した構造を有し、極めて優れた光触媒能を発揮することができる（図１参照）。

【0063】

上記方法により形成された光触媒塗膜は極めて高い光触媒能を発揮することができ、光の照射によって有害化学物質を水や二酸化炭素にまで分解することが可能である。そのため、抗菌防カビ、脱臭、大気浄化、水質浄化、防汚等様々な用途に使用することができる。さらに、被着体表面に対する接着性及び耐久性に優れるため、優れた光触媒能を長期に亘って発揮することができる。

【0064】

また、従来の光触媒塗膜は紫外線の少ない室内では機能が充分に発揮できず、室内用途への応用はなかなか進まなかったが、本発明において、特に光触媒として棒状或いは針状の遷移金属化合物担持酸化チタン粒子を使用する場合は、紫外線域から可視光線域までの広い波長範囲に応答性を有し、太陽光や白熱灯、蛍光灯等の通常の生活空間における光を吸収して、高い触媒活性を発揮することができるため、室内等の低照度環境でも高いガス分解性能や抗菌作用を示し、室内の壁紙や家具をはじめ家庭内や病院、学校等の公共施設内での環境浄化、家電製品の高機能化等、広範囲への応用が可能である。

【0065】

［光触媒塗装体］
本発明の光触媒塗装体は、上記光触媒塗膜と基材を備えていることを特徴とする。

【0066】

本発明の光触媒塗装体の製造方法としては、例えば、基材表面に光触媒塗料を、棒状或いは針状の酸化チタン粒子の含有量が０．５ｇ／ｍ^２以上となるように塗布し、乾燥して光触媒塗膜を形成して製造する方法や、他の基材上に棒状或いは針状の酸化チタン粒子の含有量が０．５ｇ／ｍ^２以上となるように塗布、乾燥して得られた光触媒塗膜を基材表面に貼り合わせることにより製造する方法等が挙げられる。

【0067】

基材表面に光触媒塗料を塗布する際、光触媒塗料を基材表面に直接塗布してもよく、基材表面に予めバインダー成分（特に、過酸化チタン）を含むコーティング剤を塗布することにより下塗り層を設け、その上に光触媒塗料を塗布してもよい。下塗り層を設けた場合、基材と光触媒塗膜とが下塗り層により完全に隔てられるため、基材として有機素材から成る基材を使用しても、前記下塗り層が光触媒作用を完全にブロックし、酸化チタン粒子の酸化作用により基材が損傷するのを防止することができる。基材表面に下塗り層を設ける場合、その厚みとしては、例えば０．１〜１．０μｍ程度、好ましくは０．２〜０．５μｍである。

【0068】

前記光触媒塗装体を構成する基材の素材としては、特に限定されることがなく、各種プラスチック材料［例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のα−オレフィンをモノマー成分とするオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）等のポリエステル系樹脂；ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）；酢酸ビニル系樹脂；ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）；ポリアミド（ナイロン）、全芳香族ポリアミド（アラミド）等のアミド系樹脂；ポリイミド系樹脂；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等］、ゴム材料（例えば、天然ゴム、合成ゴム、シリコンゴム等）、金属材料（例えば、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス等）、紙質材料（例えば、紙、紙類似物質等）、木質材料（例えば、木材、ＭＤＦ等の木質ボード、合板等）、繊維材料（例えば、不織布、織布等）、革材料、無機材料（例えば、石、コンクリート等）、ガラス材料、磁器材料等の各種の素材を挙げることができる。本発明の光触媒塗装体を構成する基材としては、なかでも、プラスチック材料で形成された基材が好ましい。

【0069】

用途からみた基材としては特に制限されることがなく、例えば、レンズ（例えば、眼鏡やカメラのレンズ等）、プリズム、自動車や鉄道車両等の乗物部材（窓ガラス、照明灯カバー、バックミラー等）、建築部材（例えば、外壁材、内壁材、窓枠、窓ガラス等）、機械構成部材、交通標識等の各種表示装置、広告塔、遮音壁（道路用、鉄道用等）、橋梁、ガードレール、トンネル、碍子、太陽電池カバー、太陽熱温水器集熱カバー、照明器具、浴室用品、浴室部材（例えば、鏡、浴槽等）、台所用品、台所部材（例えば、キッチンパネル、流し台、レンジフード、換気扇等）、空調、トイレ用品、トイレ部材（例えば、便器等）等の抗菌防カビ、脱臭、大気浄化、水質浄化、防汚効果が期待される物品や、前記物品表面に貼着させるためのフィルム、シート、シール等を挙げることができる。

【0070】

本発明の光触媒塗装体は上記光触媒塗膜を有するため、光の照射によって有害化学物質を水や二酸化炭素にまで分解することが可能である。そのため、優れた抗菌防カビ、脱臭、大気浄化、水質浄化、防汚等の効果を発揮することができる。さらに、本発明の光触媒塗装体は基材に対して優れた接着性を有し、耐久性に優れる光触媒塗膜を備えるため、優れた光触媒能を長期に亘って発揮することができる。

【0071】

また、特に光触媒として棒状或いは針状の遷移金属化合物担持酸化チタン粒子を含有する光触媒塗膜を備える場合は、紫外線域から可視光線域までの広い波長範囲に応答性を有し、太陽光や白熱灯、蛍光灯等の通常の生活空間の低照度環境でも優れた抗菌防カビ、脱臭、大気浄化、水質浄化、防汚等の効果を発揮することができる。

【実施例】

【0072】

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

【0073】

実施例及び比較例で得られた光触媒塗膜の接着性は、ＪＩＳ Ｋ ５４００（碁盤目試験方法）に準じて評価した。光触媒能（特に、可視光照射による触媒能）は、下記２つの方法にて評価した。
１．ＪＩＳ Ｒ １７０３−２（ファインセラミックス−光触媒材料のセルフクリーニング性能試験方法）に準じ、光源として紫外光照射装置に代えて蛍光灯を使用して評価した（セルフクリーニング性能試験）。
２．光触媒塗膜に光照射することで気相中のメチルメルカプタンを分解し、その分解量（％）から光触媒性能を評価した（メチルメルカプタンの分解能評価）。
メチルメルカプタンの分解量（％）は、実施例及び比較例で得られた光触媒塗膜（５ｃｍ×１０ｃｍ）を反応容器（テドラーバッグ、材質：フッ化ビニル樹脂）の中に入れ、７０ｐｐｍのメチルメルカプタンガス１Ｌを反応容器内に吹き込み、室温（２５℃）で光照射（蛍光灯、１０００ルクス）を行い、光照射開始から２４時間後の反応容器内のメチルメルカプタン残量を炎光光度検出器付きガスクロマトグラフ（商品名「ＧＣ−２０１０」、（株）島津製作所製）を使用して測定し、初期メチルメルカプタン濃度との差から分解量（％）を算出した。

【0074】

調製例１（棒状酸化チタンの調製）
室温（２５℃）にて、市販のＴｉＣｌ_４水溶液（和光純薬工業（株）製試薬化学用、約１６．５重量％Ｔｉ含有希塩酸溶液）を、Ｔｉ濃度が５．４重量％になるようにイオン交換水で希釈した。希釈後のＴｉＣｌ_４水溶液５６ｇをテフロン（登録商標）塗装された容量１００ｍｌのオートクレーブに入れ、密閉してオイルバスに投入し、３０分間かけて、オートクレーブ内におけるＴｉＣｌ_４水溶液の温度を１８０℃まで昇温した。その後、反応温度１８０℃、反応圧力１．０ＭＰａの条件で１０時間保持した後、オートクレーブを氷水で冷却した。３分後、オートクレーブ内におけるＴｉＣｌ_４水溶液の温度が３０℃以下になったことを確認した後、オートクレーブを開封し、反応物を取り出した。
１０℃にて、得られた反応物を遠心分離した後、脱イオン水でリンスし、内温６５℃の真空乾燥機（バキュームオーブン）で１２時間減圧乾燥して、５．２ｋｇの酸化チタン粒子（１）を得た。得られた酸化チタン粒子（１）を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で確認したところ、結晶面（００１）（１１０）（１１１）を有する棒状ルチル型酸化チタン粒子であった（アスペクト比：９．０、比表面積：７６ｍ^２／ｇ、図２参照）。

【0075】

得られた酸化チタン粒子（１）をイオン交換水に分散させ、１．０ｍＷ／ｃｍ^２に調節された高圧水銀ランプの光照射下で、撹拌しながら酸化チタン粒子（１）に対し鉄化合物が０．１０重量％になるように調製された硝酸鉄（ＩＩＩ）水溶液を加えた。６時間後、粒子を遠心分離により回収し、イオン交換水でイオン伝導度が６μＳ／ｃｍ^２以下になるまで洗浄し、真空乾燥することにより、鉄化合物担持酸化チタン粒子（１）を得た（鉄化合物）。得られた鉄化合物担持酸化チタン粒子（１）を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）、及び透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で確認したところ、（００１）（１１０）（１１１）面を有する棒状ルチル型酸化チタン粒子の（００１）と（１１１）面に鉄化合物（ＩＩＩ）が選択的に担持されていた（図３参照）。

【0076】

調製例２（酸化チタンゾルの作製方法）
調製例１で得られた鉄化合物担持酸化チタン粒子（１）を、分散媒としての水と混合し、湿式媒体撹拌ミル（商品名「ウルトラアペックミル ＵＡＭ−０１５」、寿工業株式会社製）を使用して分散させ、酸化チタン濃度５重量％の酸化チタンゾル（１）を得た。

【0077】

実施例１
調製例２で得られた酸化チタンゾル（１）６０ｇと過酸化チタンゾル（商品名「ティオスカイコートＣ」、（株）ティオテクノ製、過酸化チタン濃度：１重量％）４０ｇを混合して、酸化チタン／過酸化チタン（配合比）＝３重量％／０．４重量％となる光触媒塗料（１）を得た。
得られた光触媒塗料（１）をスプレーガンを数回に分けて使用して、５０ｇ／ｍ^２塗布し、室温乾燥して、光触媒塗膜（１）（酸化チタン粒子含有量：１．５ｇ／ｍ^２、１．５ｇ／μｍ×ｍ^２）を得た。碁盤目試験では、１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は４．７であった。膜厚は１．０μｍであった（図４参照）。

【0078】

実施例２
光触媒塗料（１）の塗布量を３５ｇ／ｍ^２に変更した以外は実施例１と同様にして、光触媒塗膜（２）（酸化チタン粒子含有量：１．０５ｇ／ｍ^２、１．３１ｇ／μｍ×ｍ^２）を得た。碁盤目試験では、１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は４．２であった。膜厚は０．８μｍであった。

【0079】

実施例３
光触媒塗料（１）の塗布量を２０ｇ／ｍ^２に変更した以外は実施例１と同様にして、光触媒塗膜（２）（酸化チタン粒子含有量：０．６ｇ／ｍ^２、１．０ｇ／μｍ×ｍ^２）を得た。碁盤目試験では、１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は３．８であった。膜厚は０．６μｍであった。

【0080】

実施例４
調製例２で得られた酸化チタンゾル（１）７０ｇと過酸化チタンゾル（商品名「ティオスカイコートＣ」、（株）ティオテクノ製、過酸化チタン濃度：１重量％）３０ｇを混合して、酸化チタン／過酸化チタン＝３．５重量％／０．３重量％となる光触媒塗料（２）を得た。
得られた光触媒塗料（２）をスプレーガンを数回に分けて使用して、４３ｇ／ｍ^２塗布し、室温乾燥して、光触媒塗膜（４）（酸化チタン粒子含有量：１．５ｇ／ｍ^２、１．５ｇ／μｍ×ｍ^２）を得た。碁盤目試験では、１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は５．２であった。膜厚は１．０μｍであった。

【0081】

実施例５
調製例２で得られた酸化チタンゾル（１）７５ｇと過酸化チタンゾル（商品名「ティオスカイコートＣ」、（株）ティオテクノ製、過酸化チタン濃度：１重量％）２５ｇを混合して、酸化チタン／過酸化チタン＝３．７５重量％／０．２５重量％となる光触媒塗料（３）を得た。
得られた光触媒塗料（３）をスプレーガンを数回に分けて使用して、３０ｇ／ｍ^２塗布し、室温乾燥後、光触媒塗膜（５）（酸化チタン粒子含有量：１．０５ｇ／ｍ^２、１．３１ｇ／μｍ×ｍ^２）を作製した。碁盤目試験では、１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は５．０であった。膜厚は０．８μｍであった。

【0082】

実施例６
調製例２で得られた酸化チタンゾル（１）９０ｇにテトラエトキシシラン２ｇとエタノール８ｇを混合して、酸化チタン／テトラエトキシシラン＝４．５重量％／２重量％となる光触媒塗料（４）を得た。
得られた光触媒塗料（４）をスプレーガンを数回に分けて使用して、３０ｇ／ｍ^２塗布し、室温乾燥して、光触媒塗膜（６）（酸化チタン粒子含有量：１．３５ｇ／ｍ^２、１．１３ｇ／μｍ×ｍ^２）を得た。碁盤目試験では、１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は３．２であった。膜厚は１．２μｍであった。

【0083】

実施例７
調製例２で得られた酸化チタンゾル（１）９５ｇにテトラエトキシシラン１ｇとエタノール４ｇを混合して、酸化チタン／テトラエトキシシラン＝４．７５重量％／１重量％となる光触媒塗料（５）を得た。
得られた光触媒塗料（５）をスプレーガンを数回に分けて使用して、２８ｇ／ｍ^２塗布し、室温乾燥して、光触媒塗膜（７）（酸化チタン粒子含有量：１．３３ｇ／ｍ^２、１．０２ｇ／μｍ×ｍ^２）を得た。碁盤目試験では、１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は３．５であった。膜厚は１．３μｍであった。

【0084】

実施例８
調製例２で得られた酸化チタンゾル（１）７０ｇにフッ素系樹脂（商品名「ｎａｆｉｏｎ」、デュポン製）を５重量％含有する水溶液３０ｇを混合して、酸化チタン／フッ素系樹脂＝３．５重量％／１．５重量％となる光触媒塗料（６）を得た。
得られた光触媒塗料（６）をスプレーガンを数回に分けて使用して、４０ｇ／ｍ^２塗布し、室温乾燥して、光触媒塗膜（８）（酸化チタン粒子含有量：１．４ｇ／ｍ^２、０．９３ｇ／μｍ×ｍ^２）を得た。碁盤目試験では、１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は３．５であった。膜厚は１．５μｍであった。

【0085】

実施例９
調製例２で得られた酸化チタンゾル（１）８０ｇにフッ素系樹脂（商品名「ｎａｆｉｏｎ」、デュポン製）を５重量％含有する水溶液２０ｇを混合して、酸化チタン／フッ素系樹脂＝４．０重量％／１．０重量％となる光触媒塗料（７）を得た。
得られた光触媒塗料（７）をスプレーガンを数回に分けて使用して、３５ｇ／ｍ^２塗布し、室温乾燥して、光触媒塗膜（９）（酸化チタン粒子含有量：１．４ｇ／ｍ^２、１．０８ｇ／μｍ×ｍ^２）を得た。碁盤目試験では、１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は３．８であった。膜厚は１．３μｍであった。

【0086】

実施例１０
調製例２で得られた酸化チタンゾル（１）６０ｇ、過酸化チタンゾル（商品名「ティオスカイコートＣ」、（株）ティオテクノ製、過酸化チタン濃度：１重量％）１０ｇ、及びフッ素系樹脂（商品名「ｎａｆｉｏｎ」、デュポン製）を５重量％含有する水溶液３０ｇを混合して、酸化チタン／過酸化チタン／フッ素系樹脂＝３重量％／１．６重量％／１．５重量％となる光触媒塗料（８）を得た。
得られた光触媒塗料（８）をスプレーガンを数回に分けて使用して、５０ｇ／ｍ^２塗布し、室温乾燥して、光触媒塗膜（１０）（酸化チタン粒子含有量：１．５ｇ／ｍ^２、１．２５ｇ／μｍ×ｍ^２）を得た。碁盤目試験では、１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は４．７であった。膜厚は１．２μｍであった。

【0087】

比較例１
可視光応答型酸化チタン（商品名「ＴＰＳ−２０１」、住友化学（株）製、アスペクト比：１．０）を、分散媒としての水と混合し、湿式媒体撹拌ミル（商品名「ウルトラアペックミル ＵＡＭ−０１５」、寿工業株式会社製）を使用して分散させ、酸化チタン濃度５重量％の酸化チタンゾル（２）を得た。
調製例２で得られた酸化チタンゾル（１）に代えて、酸化チタンゾル（２）を使用した以外は実施例１と同様にして光触媒塗膜（１１）（酸化チタン粒子含有量：１．５ｇ／ｍ^２、３．０ｇ／μｍ×ｍ^２）を得た。碁盤目試験では、１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は２．０であった。膜厚は０．５μｍであった（図５参照）。

【0088】

比較例２
調製例２で得られた酸化チタンゾル（１）に代えて、酸化チタンゾル（２）を使用した以外は実施例３と同様にして光触媒塗膜（１２）（酸化チタン粒子含有量：０．６ｇ／ｍ^２、３．０ｇ／μｍ×ｍ^２）を得た。碁盤目試験では、１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は１．９であった。膜厚は０．２μｍであった。

【0089】

比較例３
可視光応答型酸化チタン（商品名「ＭＰＴ−６２３」、石原産業（株）製、アスペクト比：１．０）を、分散媒としての水と混合し、湿式媒体撹拌ミル（商品名「ウルトラアペックミル ＵＡＭ−０１５」、寿工業株式会社製）を使用して分散させ、酸化チタン濃度５重量％の酸化チタンゾル（３）を得た。
調製例２で得られた酸化チタンゾル（１）に代えて、酸化チタンゾル（３）を使用した以外は実施例１と同様にして光触媒塗膜（１３）（酸化チタン粒子含有量：１．５ｇ／ｍ^２、３．０ｇ／μｍ×ｍ^２）を得た。碁盤目試験では、１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は０．５であった。膜厚は０．５μｍであった（図６参照）。

【0090】

比較例４
調製例２で得られた酸化チタンゾル（１）に代えて、酸化チタンゾル（３）を使用した以外は実施例３と同様にして光触媒塗膜（１４）（酸化チタン粒子含有量：０．６ｇ／ｍ^２、３．０ｇ／μｍ×ｍ^２）を得た。碁盤目試験では、１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は０．４であった。膜厚は０．２μｍであった。

【0091】

上記結果を下記表にまとめて示す。

【表1】

【0092】

実施例１１
調製例２で得られた過酸化チタンゾル（１）６９．４ｇと過酸化チタンゾル（商品名「ティオテクノスカイコートＣ」、（株）ティオテクノ製、過酸化チタン濃度：１重量％）３０．１ｇとフッ素系界面活性剤（商品名「ＦＣ−４３３０」、住友スリーエム（株）製）０．５８ｇを混合して、酸化チタン／過酸化チタン／フッソ系界面活性剤（配合比）＝３重量％／０．２６重量％／０．５重量％となる光触媒塗料（９）を得た。これをワイヤーバー（巻線Ｎｏ．＃１０）を用いてコロナ処理を施した透明ＰＥＴ表面に塗布することにより光触媒塗膜付きプラッスチック基板（１）を得た。得られた光触媒塗膜付きプラッスチック基板（１）における光触媒塗膜の酸化チタン粒子含有量は０．６ｇ／ｍ²、１．５ｇ／μｍ×ｍ²、膜厚は０．４μｍであった。碁盤目試験では１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は４．４であった。メチルメルカプタンの分解能評価においては、２４時間後の分解量（％）は１００％であった。

【0093】

実施例１２
ワイヤーバー（巻線Ｎｏ．＃１０）に代えて、ワイヤバー（巻線Ｎｏ＃２０）を使用した以外は実施例１１と同様にして、光触媒塗膜付きプラスチック基板（２）を得た。得られた光触媒塗膜付きプラッスチック基板（２）における光触媒塗膜の酸化チタン粒子含有量は１．２ｇ／ｍ²、１．７ｇ／μｍ×ｍ²、膜厚は０．７μｍであった。碁盤目試験では１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は４．６であった。メチルメルカプタンの分解能評価においては、２４時間後の分解量（％）は１００％であった。

【0094】

比較例５
調製例２で得られた酸化チタンゾル（１）に代えて比較例１で得られた酸化チタンゾル（２）を使用した以外は実施例１１と同様にして光触媒塗膜付きプラスチック基板（３）を得た。得られた光触媒塗膜付きプラッスチック基板（３）における光触媒塗膜の酸化チタン粒子含有量は０．８ｇ／ｍ²、３．５ｇ／μｍ×ｍ²、膜厚は０．２３μｍであった。碁盤目試験では１００／１００で接着していた。セルフクリーニング性能試験の活性値は１．７であった。メチルメルカプタンの分解能評価においては、２４時間後の分解量（％）は５５％であった。

【0095】

上記実施例及び比較例より、本発明に係る光触媒塗膜、及び光触媒塗装体は、優れた光触媒能と被着体表面に対する優れた接着性を併せ持つことが分かった。一方、光触媒としてアスペクト比が１．５未満の酸化チタン粒子を使用した光触媒塗膜は、被着体表面に対する接着性を担保できる厚みを有する場合、光触媒能が著しく劣ることが分かった。

【産業上の利用可能性】

【0096】

本発明の光触媒塗膜は被着体表面に対する接着性に優れ、且つ、表面積が広く、光触媒が塗膜表面に多く露出するため、極めて優れた光触媒能を発揮することができる。そして、バインダー成分として少なくとも過酸化チタンを含有するバインダー成分を使用する場合は、極めて優れた光触媒能、及び被着体に対する優れた接着性を長期間に亘って保持することができる。また、特に、光触媒として棒状或いは針状の酸化チタン粒子に遷移金属化合物を担持した遷移金属化合物担持酸化チタン粒子を使用する場合は、太陽光や白熱灯、蛍光灯等の通常の生活空間における光源下でも高い触媒活性を発揮することができる光触媒塗膜を形成することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】