特開 2024-123986 活性化光触媒クロスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024123986

(43)【公開日】2024-09-12

(54)【発明の名称】活性化光触媒クロスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 37/34 20060101AFI20240905BHJP

   B01J 35/39 20240101ALI20240905BHJP

   B01J 35/58 20240101ALI20240905BHJP

   D06N 7/04 20060101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

B01J37/34

B01J35/02 J

B01J35/06 A

D06N7/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023031849

(22)【出願日】2023-03-02

(71)【出願人】

【識別番号】515316458

【氏名又は名称】株式会社Ｎａｎｏ Ｗａｖｅ

(71)【出願人】

【識別番号】500241136

【氏名又は名称】東洋システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142550

【弁理士】

【氏名又は名称】重泉 達志

(72)【発明者】

【氏名】今井 勇次

【テーマコード（参考）】

4F055

4G169

【Ｆターム（参考）】

4F055AA15

4F055BA03

4F055CA16

4F055FA24

4F055GA32

4F055HA15

4F055HA21

4G169AA03

4G169BA04A

4G169BA04B

4G169BA22B

4G169BA48A

4G169CA10

4G169CA11

4G169CA17

4G169DA05

4G169EA09

4G169EB15Y

4G169FA03

4G169FA08

4G169FB15

4G169FB58

4G169HA01

4G169HB01

4G169HC32

4G169HE03

(57)【要約】

【課題】従来の光触媒クロスに対して脱臭作用を向上させた活性化光触媒クロスの製造方法を提供する。
【解決手段】光触媒クロスの製造にあたり、作製工程Ｓ１にて作製された光触媒クロスに対し、活性化工程Ｓ２にて光触媒の励起光を照射することにより、未活性の光触媒クロスよりも脱臭作用を向上させた光触媒クロスを製造することができる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光触媒クロスを作製する作製工程と、
前記作製工程にて作製された前記光触媒クロスに光触媒の励起光を照射して、光触媒を活性化させる活性化工程と、を含む活性化光触媒クロスの製造方法。

【請求項2】

前記光触媒は、酸化チタンであり、
前記励起光は、紫外光である請求項１に記載の活性化光触媒クロスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光触媒が活性化された光触媒クロスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、建築物の壁紙等には、ポリ塩化ビニルを主原料としたビニルクロスが多く用いられている。また、このビニルクロスに室内の消臭作用を付与する目的で、光触媒粒子を含む懸濁液を収容した光触媒スプレーが販売されている。光触媒スプレーからビニルクロスへ向けて懸濁液が噴射されると、ビニルクロス表面に光触媒粒子が付着する。そして、この光触媒粒子が太陽光、照明器具からの光等により励起されると、室内の脱臭作用を得ることができるとされている。しかしながら、懸濁液には有機物等の不純物が多く含まれていることから、ビニルクロス表面の光触媒粒子が不純物により覆われてしまい、光触媒粒子を的確に励起させることができない。この結果、現実的には光触媒の励起による脱臭作用をほとんと得ることはできない。

【0003】

一方、繊維シートの片面または両面に、光触媒を有機系または無機系の支持体により保持した光触媒クロスが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この光触媒クロスを建築物の壁紙等に用いると、太陽光や照明器具から発せられる光により光触媒粒子が励起され、建築物の室内の脱臭作用を得ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００－１２８７０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の光触媒クロスの脱臭作用は限定的であり、脱臭作用の向上がのぞまれている。

【0006】

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来の光触媒クロスに対して脱臭作用を向上させた活性化光触媒クロスの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明では、
光触媒クロスを作製する作製工程と、
前記作製工程にて作製された前記光触媒クロスに光触媒の励起光を照射して、光触媒を活性化させる活性化工程と、を含む活性化光触媒クロスの製造方法が提供される。

【0008】

上記活性化光触媒クロスの製造方法において、
前記光触媒は、酸化チタンであり、
前記励起光は、紫外光であることが好ましい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、従来の光触媒クロスに対して脱臭作用を向上させた活性化光触媒クロスを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態を示す活性化光触媒クロスの概略斜視図である。

【図2】活性化光触媒クロスの表面状態を示す模式説明図である。

【図3】活性化光触媒クロスの製造方法を示すフローチャートである。

【図4】活性化光触媒クロスの脱臭性能を確認した実験装置の概略斜視図である。

【図5】実施例及び比較例の光触媒クロスにおけるアルデヒド残存率の変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１及び図３は本発明の一実施形態を示し、図１は活性化光触媒クロスの概略斜視図、図２は活性化光触媒クロスの表面状態を示す模式説明図、図３は活性化光触媒クロスの製造方法を示すフローチャートである。

【0012】

図１に示すように、活性化光触媒クロス１は、所定厚さのシート状に形成される。活性化光触媒クロス１の厚さは任意であり、例えば０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、本実施形態においては０．５ｍｍである。活性化光触媒クロス１の表面には凹凸が形成され、これにより表面積の増大が図られている。活性化光触媒クロス１の凹凸の数は任意であり、例えば断面１０ｃｍあたりの凸の個数を１０以上１００以下とすることができ、本実施形態においては断面１０ｃｍあたりの凸の個数は２５である。

【0013】

図２に示すように、活性化光触媒クロス１は、ポリエステルからなる基材２を有し、酸化チタン（ＴｉＯ_２）からなる光触媒粒子３が基材２に担持されている。本実施形態においては、光触媒粒子３は、無機バインダー粒子４を介して基材２に担持されている。尚、基材２としてポリエステル以外のプラスチックを使用してもよいし、セラミックを使用してもよい。活性化光触媒クロス１における光触媒の担持量は任意であるが、例えば０．０５ｇ／ｍ^２以上１０ｇ／ｍ^２以下とすることができ、好ましくは４ｇ／ｍ^２以上８ｇ／ｍ^２以下であり、本実施形態においては７ｇ／ｍ^２である。

【0014】

図３に示すように、本実施形態の活性化光触媒クロス１は、作製工程Ｓ１と、活性化工程Ｓ２と、特性確認工程Ｓ３と、を経て製造される。作製工程Ｓ１では、従来公知の方法により、光触媒粒子３が基材２に担持された光触媒クロスが作製される。このとき、光触媒クロスの光触媒は、未活性である。

【0015】

活性化工程Ｓ２では、未活性の光触媒クロスに励起光を照射して光触媒を活性化させる。この光エージング処理により、光触媒クロスの脱臭性能が向上する。活性化工程Ｓ２における励起光の照射時間は任意であり、例えば、１０分以上６０分以下とすることができ、本実施形態においては３０分である。励起光の波長は、光触媒を励起可能な波長であれば任意であり、本実施形態においては４０５ｎｍである。励起光の強度は、光触媒が十分に励起される範囲であればよく、例えば、０．１ｍＷ／ｃｍ^２以上２．０ｍＷ／ｃｍ^２以下とすることができ、本実施形態においては１．０ｍＷ／ｃｍ^２である。

【0016】

特性確認工程Ｓ３では、活性化光触媒クロス１が所期の脱臭特性を有しているか確認を行う。例えば、光触媒を活性化させた場合の脱臭特性を予め測定しておき、光エージング処理が行われた光触媒クロスについて脱臭特性が得られていることの確認試験を行う。活性化光触媒クロス１を大量に製造する場合、必ずしも全ての活性化光触媒クロス１の脱臭性能を確認する必要はなく、複数の活性化光触媒クロス１から無作為に１つの活性化光触媒クロス１を抽出して確認を行えばよい。

【0017】

以上のように製造された活性化光触媒クロス１は、未活性のものと比べて、空気の浄化作用が格段に向上する。これにより、活性化光触媒クロス１が配置された空間の脱臭効果を格段に向上させることができる。本実施形態の活性化光触媒クロス１は、４８０ｎｍ以下の波長の光で励起可能な可視光応答型であることから、蛍光灯が設置された部屋の壁面を活性化光触媒クロス１とすることにより、室内の脱臭作用を得ることができる。

【0018】

光触媒の活性化による脱臭効果の向上を検証するため、活性化光触媒クロスと未活性の光触媒クロスによる脱臭効果の比較実験を行った。実施例として上記実施形態の製造方法により製造された活性化光触媒クロスを準備し、比較例として上記実施形態の活性化工程Ｓ２を省略した未活性の光触媒クロスを準備した。実験にあたり、図４に示すように、光透過性を有するポリカーボネートの板材からなり、一辺が７０ｃｍの立方体の箱体１００を作製した。光触媒クロスは、短辺が１５ｃｍ、長辺が７０ｃｍのシート状とし、４つの光触媒クロスを箱体１００の一側面の内面に水平方向に間隔をおいて設置した。図４は、実施例の活性化光触媒クロス１が箱体１００に設置された状態を示している。箱体１００内の光触媒クロスに照射される光源は、箱体１００が配置された実験室の天井に備え付けの室内用の蛍光灯とした。

【0019】

箱体１００内に８マイクロリットルのアセトアルデヒドを注入し、実験室の蛍光灯を点灯させて、箱体１００内のアセトアルデヒドの残存率の変化を測定した。このとき、箱体１００上の照度は、５００ルクスであった。実施例の活性化光触媒クロス１では、約３００分で残存率が０となった。これに対し、比較例の未活性の光触媒クロスでは、アセトアルデヒドの残存率が０となるまで約４５０分を要した。これにより、光触媒クロスの活性化処理により、脱臭効果が向上していることが確認された。

【0020】

さらに、箱体１００内に空気浄化装置を設置し、実施例の活性化光触媒クロス１と比較例の光触媒クロスを空気浄化装置のフィルターとして、箱体１００内のアセトアルデヒドの残存率の変化を測定した。空気浄化装置は、複数のＬＥＤ素子を有する発光部を備えており、発光部からの照射光によりクロスの光触媒を励起した。図５に、このときのアセトアルデヒドの残存率の時間変化を示す。図５に示すように、実施例の活性化光触媒クロス１では、６０分で残存率が０となった。これに対し、比較例の未活性の光触媒クロスでは、アセトアルデヒドの残存率が０となるまで８５分を要した。これによっても、光触媒クロスの活性化処理により、脱臭効果が向上していることが確認された。

【0021】

尚、前記実施形態においては、活性化光触媒クロス１の光触媒として酸化チタンを用いたものを示したが、光触媒機能を有する他の材料を用いてもよいことは勿論である。

【0022】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組み合わせの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

【符号の説明】

【0023】

１ 活性化光触媒クロス
２ 基材
３ 光触媒粒子
４ 無機バインダー粒子
１００ 箱体
Ｓ１ 作製工程
Ｓ２ 活性化工程
Ｓ３ 特性確認工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】