【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光触媒組成物及びその製造方法に関し、更に詳しくは、光エネルギーの励起によって得られる酸化力で、大気中或いは基材表面の汚染物質を化学的に分解除去する等の触媒活性を有する光触媒組成物及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に知られる酸化チタン等の光触媒は、基材（ガラス等）の表面にコーティングしたものであるが、基材表面の酸化チタンに紫外線を当てると、スーパーオキサイドアニオン（Ｏ２ −）や水酸基ラジカル（・ＯＨ）が発生し、この２つの物質は強力な酸化力をもっているため、基材表面に付着した油脂等の汚染物質、空気中の細菌や悪臭が分解されるというものである。
【０００３】
例えば、ガラス基材表面に酸化チタン等の光触媒を担持させたものは、人体から発生する油分、埃、煙草のヤニや臭いを分解し、ガラス表面を曇らせることがなく、更にこのガラスが設置されている室内又は車内等の空気を清潔に保つことができる。
【０００４】
また、空気清浄機等のフィルタ基材に光触媒を担持させたものは、ハウスダストに付着する細菌やウィルス、煙草臭、目や喉を刺激する新建材臭（ホルムアルデヒド等の有毒ガス）、ペット臭、し尿臭等がこのフィルタによって除去・脱臭され、清浄な空気・清潔な環境が維持されることになる。
【０００５】
このように、光触媒は各種基材に担持させて用いられているが、この担持させる方法としては、例えば、特許協力条約に基づく国際特許出願：国際公開番号ＷＯ９６／２９３７５号公報に開示されたものがある。これは、光触媒を基材（担体）に担持させる際、形成される光触媒層の間にシリコーン粒子を分散させることで、光触媒層の耐摩耗性を向上させている。
【０００６】
更に、特表平１（昭６４）−５００２４９号公報には、硫酸チタニル等のチタニル基（ＴｉＯ）を有する化合物を出発原料として、耐摩耗性の高い多孔質体に含浸担持させた光触媒が開示されている。これは、硫酸チタニルから得たアナタース形チタニアを触媒成分とし、ＴｉＯと基材との結合により耐摩耗性を向上させている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来知られている光触媒は、耐摩耗性の向上にある程度の成果が得られているものの、十分な触媒活性が得られていないという問題点がある。
【０００８】
例えば、前述の国際特許出願：国際公開番号ＷＯ９６／２９３７５号公報に開示された光触媒では、シリコーン量を増やせば増やす程、コート層の耐摩耗性が向上するが、それに伴いチタニア量が少なくなるため光触媒活性が低下するという、いわゆるトレードオフの関係にある。つまり、この光触媒においては、耐摩耗性の向上と光触媒性能の向上の両立を図ることができないものとなっている。
【０００９】
また、特表平１−５００２４９号公報に開示された光触媒は、硫酸チタニルを出発原料として得たアナタース形チタニアを触媒の主成分として用いたものであり、このアナタース形チタニアを多孔体に担持させたものであるから、耐摩耗性は高いものの、この方法で得られる光触媒は、高い触媒活性を得ることができないものとなっている。
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は、耐摩耗性に優れた触媒層（膜）が基材（担体）に強固に密着され、しかも高い触媒活性を示す光触媒組成物を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明の光触媒組成物は、金属酸化物からなる光触媒を基材に担持させてなるものであって、該光触媒中に、若しくは該光触媒と前記基材との界面、若しくは該光触媒の表面に、チタニル基を有する化合物を導入してなることを要旨とするものである。
【００１２】
また、本発明の光触媒組成物の製造方法は、金属酸化物からなる光触媒を基材に担持させるに際し、該光触媒を基材に担持させる前に、若しくは該光触媒を基材に担持させると同時に、若しくは該光触媒を基材に担持させた後に、チタニル基を有する化合物を該光触媒中に、若しくは該光触媒と前記基材との界面、若しくは該光触媒の表面に導入するようにしたことを要旨とするものである。
【００１３】
この場合の光触媒としては金属酸化物よりなるものであるが、光触媒活性が高いことから、好適なものとして「チタニア」が挙げられる。その「チタニア」としては、アナターゼ型結晶構造のものとルチル型結晶構造のもののいずれも任意に選択できるが、アナターゼ型結晶構造のものの方がルチル型結晶構造のものより伝導帯準位が高いことから、アナターゼ型結晶構造のものが、より高い触媒性能を得られるということで、こちらを用いるのが好ましい。
【００１４】
尚、触媒活性を高めるために、上述のチタニア（ＴｉＯ２）に１種又は２種以上の金属酸化物或いは金属元素の粒子を配合してもよい。その金属酸化物としては、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化錫（ＳｎＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ３，ＮｂＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化タングステン（ＷＯ３）等が挙げられる。また、その金属粒子としては、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）等の希土類金属元素等が好適なものとして挙げられる。
【００１５】
そして、「チタニル基を有する化合物」としては、シュウ酸チタニルアンモニウム（（ＮＨ４）２［ＴｉＯ（Ｃ２Ｏ４）２］・２Ｈ２Ｏ）、シュウ酸チタニルカリウム２水和物（Ｋ２ＴｉＯ（Ｃ２Ｏ４）２・２Ｈ２Ｏ）、シュウ酸チタニルバリウム（Ｂａ［ＴｉＯ（Ｃ２Ｏ４）２］・４Ｈ２Ｏ）、硫酸チタニル（ＴｉＯＳＯ４・ｎＨ２Ｏ）、チタニルアセチルアセトナート（（ＣＨ３ＣＯＣＨＣＯＣＨ３）２ＴｉＯ）等より選ばれた少なくとも１種又は２種以上のものが好適なものとして挙げられる。更に好ましくは、シュウ酸チタニルアンモニウム、硫酸チタニル、チタニルアセチルアセトナートを用いると触媒性能及び耐摩耗性に優れたものとなることから、これらを用いることが望ましい。
【００１６】
この「チタニル基を有する化合物」のＴｉ導入量は、上述の「光触媒（チタニア）」のＴｉ１００重量部に対して、０．０１〜５０重量部の範囲であれば高い光触媒性能を発揮し、更に好ましくは０．０１〜５重量部の範囲がよい。そして更に、この範囲の中でも、基材の種類、反応ターゲット等に合わせて、より好適な導入量を決定するとよい。
【００１７】
光触媒を担持させる「基材」としては、ガラス、金属、セラミックス、プラスチック、高分子樹脂、木、石、セメント、コンクリート等様々な材料を選択することができる。
【００１８】
そして、「チタニア」を基材に担持させる方法としては、湿式或いは乾式のどちらを用いてもよい。湿式で行う方法としては、出発原料として結晶性チタニアゾル、チタンのアルコキシドであるチタンテトライソプロポキシド等の有機チタン、四塩化チタン等の無機チタンを用いて、塗布する方法が挙げられる。また、乾式で行う方法としては、金属チタンのターゲットに電子ビームを照射することでアモルファス状態のチタニア膜を基材上に形成する方法が挙げられる。
【００１９】
また、金属酸化物或いはチタニル基を有する化合物を担持させる際の「塗布方法」としては、ディッピング法、スプレー法、フローコート法、スピンコート法、バーコート法、ローラーコート法、リバース法、フレキソ法、印刷法等が適宜採用できる。
【００２０】
また、光触媒及びチタニル基を有する化合物を塗布した基材を焼成する際の「焼成温度」としては、基材の種類や光触媒及びチタニル基を有する化合物の種類から設定する温度を選択することができるが、１５０℃〜７００℃の範囲が好適であり、更に好ましくは４５０℃〜６５０℃の範囲がより好ましい。４５０℃より低いと、基材上に形成される光触媒層（膜）の焼成が不十分となって機械的強度が低く、光触媒層（膜）の基材への密着性が悪くなる。また、光触媒としてチタニアを用いた場合、６５０℃を超えると、アナターゼ型結晶構造がルチル型結晶構造に相転移して光触媒性能が低下してしまう。
【００２１】
上記構成を有する光触媒組成物によれば、「光触媒」と「チタニル基を有する化合物」とを共存するように担持させたものであるから、光触媒層（膜）の金属酸化物同士の結合にチタニル基が介在し、膜の機械的強度を向上させる。また、チタニル基と基材との結合が強いことから、そのチタニル基を起点として、金属酸化物とチタニル基との連鎖的な結合が生じ、基材とチタニアの密着性が向上し、膜の機械的強度の一層の向上が図れるものとなる。この「チタニル基を有する化合物」の導入は、「光触媒」の表面上、「光触媒」中、或いは「光触媒」と基材との界面のいずれに導入してもよく、いずれの場合においても上述に示した効果が得られるものである。また、チタニル基は金属酸化物であるチタニアの前駆体であることから、金属酸化物の光触媒活性を補助していると考えられ、全体として高い触媒性能を得ることができる。
【００２２】
つまり、本発明に係る光触媒組成物及びその製造方法によれば、「金属酸化物」を光触媒として用い、「チタニル基を有する化合物」を触媒活性補助、並びに触媒層（膜）の耐摩耗性及び密着性の向上のために用いたものであるから、優れた触媒活性を示し、耐摩耗性に優れ、触媒層と基材の密着性の高い光触媒組成物及びその製造方法を提供することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
まず最初に、本発明品（実施例１）は、ガラス基板を基材とし、この基材に「チタニア」と「チタニル基を有する化合物」を同時に塗布し、焼成したものである。この配合成分並びに製造方法を表１に示した。実施例１の供試サンプルの作製工程を詳しく説明すると、まず、「チタニア」出発原料としてアナターゼ型チタニア結晶粒子ゾル（多木化学（株）製：商品名「タイノックＣＺＧ−２２０」）を用い、これに「チタニル基を有する化合物」であるシュウ酸チタニルアンモニウムを、前記チタニアゾル中のＴｉ量１００重量部に対してＴｉ量１０重量部になるように配合した溶液を調整する。
【００２４】
【表１】
【００２５】
そして、こうして得られたチタニル基を有する化合物を含有するチタニアゾルに、基材（担体）であるソーダライムガラスを浸漬させることで、その基材表面にアナターゼ型チタニア結晶粒子ゾルとチタニル基を有する化合物との混合物をコーティングする。その後室温で５分間、１００℃で２０分間乾燥させる。次いで、これを焼成炉に入れて、室温から５７０℃まで１０℃／分で昇温させ、５７０℃で１時間保持した後、室温まで冷却させて作製工程を完了する。
【００２６】
この実施例１を評価するために、比較品（比較例１）として、ガラス基材に「チタニア」のみを担持し、「チタニル基を有する化合物」を担持してしないものを作製した。その作製方法としては、シュウ酸チタニルアンモニウムを担持させる工程を行わないこと以外は、実施例１と同様の工程としている。つまり、アナターゼ型結晶性粒子ゾルに基材であるソーダライムガラスを浸漬し、乾燥・焼成したものである。そして、その評価としてオイル分解性評価試験、テーバ摩耗試験、日本工業規格に基づく鉛筆硬度試験をそれぞれ行った。
【００２７】
最初に、光触媒活性を評価するために、オイル分解性評価試験を行った。その試験方法としては、まず本発明品（実施例１）及び比較品（比較例１）の表面にオイル等が付着しない状態での「水接触角」（以下、単に「接触角」とする。）を測定した。次に、ブラックライト（最大波長３６５ｎｍ紫外線、１ｍＷ／ｃｍ２）を２４時間照射し、その後ギアオイルに１時間浸漬させてから、このときの「接触角」を測定した。そして更に、流水にてオイルを洗い流し、水分を拭き取り自然乾燥させた後、再び上述と同様の紫外線を２４時間照射し、このときの「接触角」を測定した。
【００２８】
ここで、「水接触角」とは水による濡れの接触角のことであり、基板表面の汚染の程度を示すものである。すなわち、基板表面に疎水性の物質（油脂等）を付着すると、その表面は水をはじき返して濡れにくくなる。すると基板表面と水滴との接触角は大きくなる。したがって、接触角が大きいと汚染度が高く、逆に接触角が小さいと汚染度が低いと判断できる。
【００２９】
図１に示したグラフは、上述のオイル分解性評価試験の結果を示したものであるが、このグラフは横軸に「紫外線照射時間」、縦軸に「接触角（°）」をとったものである。このグラフから紫外線を照射する前においては、実施例１及び比較例１は共に「接触角」がほぼ０°になっていることが分かる。そして、オイルに浸漬させたときの「接触角」は当然大きくなるが、実施例１は比較例１よりも低い値を示している。また、水洗い・自然乾燥した後の実施例１の「接触角」は、更に低くなるばかりでなく、その低下の割合が比較例１よりも大きくなっており、時間が経つ程その触媒性能に大きな開きが現れることが確認された。
【００３０】
つまり、実施例１は、「チタニア」が「チタニル基を有する化合物」と共存するように担持されているので、「チタニア」のみが担持されている比較例１よりも高い触媒活性を示している。よって、本実施例１は基材表面に付着した油脂等の汚れを水洗い・自然乾燥で十分洗浄（セルフクリーニング）できるほどの光触媒性能を有する極めて優れたものであるといえる。
【００３１】
次に、各サンプルについて、テーバ耐摩耗試験を行った。その試験方法としては、テーバ摩耗試験機を用いて、本発明品（実施例１）及び比較品（比較例１）に５００ｇの負荷をかけ、所定回転数毎のヘーズ値（曇度）をヘーズメータによって測定した。尚、「ヘーズ値」は数１により算出される値であり、ヘーズ値が大きいほど曇度が高いことを意味する。
【００３２】
【数１】
ヘーズ値（％）＝（拡散光透過率／全光線透過率）×１００
【００３３】
図２は、上述のテーバ摩耗試験の測定結果を示したグラフであるが、このグラフは横軸に「テーバ摩耗輪の回転数」、縦軸に「ヘーズ値（％）」をとったものである。このグラフから、実施例１はテーバ摩耗輪が回転してまもなく（１０回転程度）においては、「ヘーズ値」が稍上昇するが、その後の上昇度合いは少なく、極めて優れた耐摩耗性を有していることが分かる。これに対して、比較例１はテーバ摩耗輪が回転してまもなく（１０回転程度）急激にヘーズ値が上昇し、その後もしばらくの間（５０回転程度）緩やかに上昇するすることが確認され、耐摩耗性が劣るものであった。
【００３４】
次に、各サンプルについて、日本工業規格（ＪＩＳ Ｈ８６０２）に従い鉛筆硬度試験を行った。この試験方法は、実施例１及び比較例１の表面をそれぞれ鉛筆の芯でスクラッチし、トップコートが剥離する最も硬い鉛筆芯の硬さをその評価指標としたものである。この結果を表２にまとめた。
【００３５】
【表２】
【００３６】
この測定結果は表２に示した通り、実施例１の供試サンプルが鉛筆硬度「８Ｈ」という最も硬い鉛筆芯で剥離し、比較例１が鉛筆硬度「６Ｈ」の鉛筆芯で剥離した。つまり、本発明品（実施例１）は、極めて強度の高い触媒層（膜）を形成できていることが確認された。
【００３７】
上述の３つの試験から、本発明品（実施例１）は高い光触媒活性を示し、しかも光触媒層（膜）がガラス基材に強固に密着され、更にその光触媒層（膜）はチタニア同士の高い結合力によって形成されていることから、非常に硬いものとなっている。つまり、本発明品（実施例１）は、従来品において実現することのできなかった高い光触媒活性の発現と強固な膜の形成の両立を可能にした優れたものであるといえる。
【００３８】
次に、本発明品（実施例２）は、実施例１とは異なる「チタニア」出発原料及び「チタニル基を有する化合物」を用いて作製したものである。表１に実施例２の配合成分及び製造方法を簡単に示したが、更に詳しく説明すると、この実施例２の作製工程としては、「チタニア」出発原料として有機チタンであるチタンテトライソプロポキシド１００ｇを用いて、これをジエタノールアミン７５ｇ、ｎ−ブチルアルコール３２５ｇに溶解したチタンアルコキシドゾルを調整する。そして、更にこれに「チタニル基を有する化合物」としてチタニルアセチルアセトナート６ｇを配合・溶解させる。
【００３９】
こうして得られたチタニル基を有する化合物を含有するチタンアルコキシドゾルに、基材（担体）であるソーダライムガラスをディップスピード４０ｍｍ／分で浸漬する。その後１０分間自然乾燥させ、空気中１００℃で３０分間乾燥させる。そして、これを焼成炉に入れて、１ｌ／分の空気流量下において、室温から５７０℃まで１０℃／分で昇温させ、５７０℃で１時間保持した後、室温まで冷却させて実施例２の供試サンプルを得た。
【００４０】
この実施例２を評価するための比較品（比較例２）として、ガラス基材に「チタニア」のみを担持し、「チタニル基を有する化合物」を担持してしないものを作製した。その作製方法としては、チタニルアセチルアセトナートを配合しないこと以外は、実施例２と同様の工程としている。つまり、チタニル基を有する化合物を配合していないチタンアルコキシドゾルに基材を浸漬して、乾燥・焼成したものである。そして、これらの評価には、実施例１と同様、オイル分解性評価試験、テーバ摩耗試験、日本工業規格に基づく鉛筆硬度試験をそれぞれ行った。
【００４１】
図３は、本発明品（実施例２）及び比較品（比較例２）のオイル分解性評価試験の測定結果を示したグラフである。このグラフは横軸に「紫外線照射時間」、縦軸に「接触角（°）」をとったものであるが、このグラフからオイルに浸漬させた直後において既に、実施例２と比較例２の「接触角」には２倍程度の差が確認できる。更に２４時間紫外線を照射させた後の「接触角」は、比較例２が依然として１０°を超える値となっているのに対し、実施例２はオイル浸漬前に近い値を示している。以上のことから、実施例２は極めて優れた触媒性能を有しているといえる。
【００４２】
また、表３は本発明品（実施例２）及び比較品（比較例２）のテーバ摩耗試験と鉛筆硬度試験の測定結果をまとめたものである。表３に示したテーバ摩耗試験の測定結果は、テーバ摩耗試験の試験前（テーバ摩耗輪を回転させる前）と２００回転後を対比して示したものである。また、鉛筆硬度試験は実施例１と同様の方法で行ったものである。
【００４３】
【表３】
【００４４】
まず、テーバ摩耗試験の結果について見てみると、試験前においては実施例２の「ヘーズ値」は、比較例２と全く同じ値を示しているが、２００回転後の実施例２の「ヘーズ値」は、比較例２の半分程度にとどまっている。また、鉛筆硬度試験の結果においても、実施例２が鉛筆硬度「７Ｈ」という高い値であったのに対し、比較例２は鉛筆硬度「５Ｈ」となった。
【００４５】
以上のことから、「チタニア」出発材料として有機チタンを用いて、「チタニル基を有する化合物」と同時に担持させた場合においても、高い触媒活性及び優れた耐摩耗性を付与できることが確認された。
【００４６】
次に、本発明品（実施例３及び実施例４）は、先に「チタニア」を担持させてから、その後に「チタニル基を有する化合物」を担持させて作製したものである。表１に、実施例３及び４の配合成分及び製造方法を簡単に示したが、更に詳しく説明すると、実施例３の供試サンプルの作製工程としては、まず実施例２で作製したチタンアルコキシドゾルに基材（担体）を浸漬させた後、乾燥・焼成し、光触媒層（膜）を形成する。そして、次に「チタニル基を有する化合物」として、チタンの含有率が１．６８重量部であるシュウ酸チタニルアンモニウムを実施例１と同様の方法でディップコートし、乾燥・焼成する。このときの焼成方法としては、空気中で室温から５２０℃まで２時間かけて昇温させた後、この状態を１時間保持させたものである。
【００４７】
また、実施例４の供試サンプルは「チタニル基を有する化合物」にチタンの含有率が０．３３重量部であるシュウ酸チタニルアンモニウムを用いたこと以外は、実施例３と同様の方法で作製されている。つまり、実施例４の供試サンプルは、「チタニル基を有する化合物」の配合量を実施例３の供試サンプルの１／５としたものである。
【００４８】
本発明品（実施例３及び４）の比較品としては、上述の比較例２を用いた。そして、これらの触媒性能の評価試験を以下の手順で行った。まず各サンプルにステアリン酸を塗布し、所定時間紫外線を照射したときの「ヘーズ値」の経時変化を求めた。このグラフを図４に示した。
【００４９】
図４のグラフから実施例３及び４は共に、比較例２に比べて、「ヘーズ値」が低下する割合が高くなっていることから、これらは光触媒活性による優れた分解能を発揮できていることが確認できた。また、実施例３と実施例４とを比べてみると、チタニル基を有する化合物のチタン導入量に５倍もの開きがあるが、触媒性能については実施例３の方が僅かに高い程度にとどまった。
【００５０】
以上のことから、「チタニア」を担持させた後で、「チタニル基を有する化合物」を担持させるように作製したものも優れた触媒活性が得られることが分かった。また、実施例３と実施例４の「チタニル基を有する化合物」のチタン導入量と触媒性能の関係から、配合量を増やすと触媒性能が高くなるが、単に配合量を増やすのではなく、適宜その配合量を調節する必要があると思われる。
【００５１】
次に、本発明品（実施例５）は、「チタニル基を有する化合物」を担持させた後に、「チタニア」を担持させたものである。表１に、この実施例５の配合成分及び製造方法を簡単に示したが、更に詳しく説明すると、実施例５の供試サンプルの作製工程としては、まず最初に基材としてソーダライムガラスを用いて、シュウ酸チタニルバリウム１０％水溶液をスプレーコーティング法によって塗布し、実施例１と同一の条件で乾燥・焼成する。次いで、このガラス基材をアナターゼ型チタニア結晶子ゾル（日産化学（株）製：商品名「ＴＡ−１５」）に、実施例１と同様の条件で浸漬コートさせた後に乾燥・焼成させる。また、この比較品としてシュウ酸チタニルバリウムを出発原料としたチタニル基を有する化合物のみを担持させた比較例３を作製した。
【００５２】
図５は、実施例５と比較例３のオイル分解性評価試験の結果を示したグラフである。このグラフから、オイル塗布直後の「接触角」については、実施例５と比較例３は殆ど同じ値を示しているが、更に２４時間紫外線を照射したときの「接触角」については、実施例５は比較例３に比べて低い値を示していることから、優れた分解能を有していることが分かる。
【００５３】
また、表４は本発明品（実施例５）及び比較品（比較例３）のテーバ摩耗試験について、試験前と５００回転後の「ヘーズ値」を対比して示したものである。この結果から、実施例５は試験前において既に比較例３より「ヘーズ値」が低くなっていることが分かる。そして、５００回転後の「ヘーズ値」について、実施例５は殆ど上昇しなかったのに対し、比較例３は著しく上昇してしまった。以上のことから、実施例５の触媒層（膜）は、基材への密着度が高く、しかも耐摩耗性に優れた膜を形成できていることがいえる。
【００５４】
【表４】
【００５５】
この実施例５は「チタニル基を有する化合物」を担持させた後に、「チタニア」を担持させて作製したものであるが、この手順で作製した場合においても、高い触媒活性と耐摩耗性及び基材への密着性とを両立することのできる優れた光触媒組成物が得られることが分かった。
【００５６】
以上、各実施例を順に説明したが、本発明は、基材に光触媒層（膜）を形成する際に、「金属酸化物からなる光触媒」のみならず、「チタニル基を有する化合物」と共存させるように担持させたものであることから、優れた触媒活性を示すと共に、耐摩耗性に優れた触媒層（膜）を形成し、その触媒層（膜）と基材が強固に密着されたものとなっている。
【００５７】
本発明は、上記した実施例に何等限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、光触媒成分としてチタニアだけでなく、酸化鉄等の金属酸化物、或いは白金、金等の金属を添加して配合することもでき、これにより光触媒性能が更に高められるものである。また、「チタニル基を有する化合物」としては、上記実施例で用いたシュウ酸チタニルアンモニウム、チタニルアセチルアセトナート、シュウ酸チタニルバリウム以外にもチタニル基を有する化合物であれば適用できることは容易に推定できる。そして、これらの「担持方法」としては、上記実施例で用いた湿式だけでなく、乾式で行ってもよく、その際に用いる「塗布方法」も特に限定されるものではない。
【００５８】
また、本発明の光触媒組成物の製造手順として上記実施例に、「チタニア」と「チタニル基を有する化合物」を同時に担持させる方法、どちらか一方を先に担持させる方法をそれぞれ示したが、いずれの手順においても、優れた触媒活性を示し、耐摩耗性に優れた膜を基材に強固に密着するように製造することができるので、いずれの手順を経て作製してもよい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明に係る光触媒組成物及びその製造方法によれば、「金属酸化物からなる光触媒」と「チタニル基を有する化合物」とが基材上で共存するように担持させたものであるから、「金属酸化物からなる光触媒」を光触媒作用の主体として作用させ、「チタニル基を有する化合物」を膜の耐摩耗性の向上及び触媒作用の補助として作用させたものとなっている。
【００６０】
こうしたことで本願発明の光触媒組成物及びその製造方法は、「金属酸化物からなる光触媒」によって得られる光触媒性能だけでなく、チタニアの前駆体である「チタニル基を有する化合物」の補助によって更に高い触媒性能を得ることができ、しかもチタニル基が介在するチタニア同士の結合によって、触媒層（膜）の基材への密着性及び膜強度の向上が図られたものとなっている。つまり、本願発明は、従来から知られている光触媒が成し得なかった高い触媒性能の発現と耐摩耗性に優れた膜の形成との両立を可能にした極めて優れたものとなっている。
【００６１】
この光触媒組成物及びその製造方法は、各種基材に適用することができ、例えば住宅やオフィス、或いは車内や鉄道車両内のガラス表面上に用いれば、ガラスと接触する空気を清潔にできるばかりでなく、セルフクリーニング特性を有することから、物理的な洗浄を行わなくてもガラス表面を清浄に保つことができる。同様の理由から、外壁タイルの表面上、自動車、鉄道車両、航空機等のボディーの表面上、自動車や一般家庭の鏡の表面上に用いることで、それらの表面を清浄に保つことができる。また、空気清浄機、エアコン等のフィルタに用いれば室内の汚れ成分を分解・除去できることから、室内を清潔に保つことができるようになる。このように、本発明品は一般家庭、車内、病院、工場等の様々な環境で効果を発揮できるものであり、産業上有用性の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の供試サンプルのオイル分解能試験の測定結果を比較例１と対比して示した図である。
【図２】実施例１の供試サンプルのヘーズ摩耗試験の測定結果を比較例１と対比して示した図である。
【図３】実施例２の供試サンプルのオイル分解能試験の測定結果を比較例２と対比して示した図である。
【図４】実施例３及び実施例４の供試サンプルのステアリン酸分解能試験の測定結果を比較例２と対比して示した図である。
【図５】実施例５の供試サンプルのオイル分解能試験の測定結果を比較例３と対比して示した図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a photocatalyst composition and a method for producing the same, and more specifically, has a catalytic activity such as chemically decomposing and removing contaminants in the air or on the surface of a substrate by oxidizing power obtained by excitation of light energy. The present invention relates to a photocatalyst composition and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally known photocatalysts such as titanium oxide are coated on the surface of a base material (glass or the like).2 −) And hydroxyl radicals (.OH) are generated, and these two substances have strong oxidizing power, so that contaminants such as oils and fats adhering to the base material surface, bacteria and odors in the air are decomposed. is there.
[0003]
For example, a glass substrate surface on which a photocatalyst such as titanium oxide is supported, decomposes oil, dust, tobacco tar and odor generated from the human body, does not cloud the glass surface, and is further provided with this glass. It is possible to keep the air in a room or in a car clean.
[0004]
In addition, a filter base material such as an air purifier carrying a photocatalyst may be used for bacteria and viruses adhering to house dust, tobacco odor, new building material odor irritating eyes and throat (toxic gas such as formaldehyde), pet odor. Smell, human urine and the like are removed and deodorized by this filter, so that clean air and a clean environment are maintained.
[0005]
As described above, the photocatalyst is used by being supported on various substrates. Examples of the method of supporting the photocatalyst include those disclosed in International Patent Application No. WO96 / 29375 based on the Patent Cooperation Treaty. There is. This is to improve the wear resistance of the photocatalyst layer by dispersing the silicone particles between the formed photocatalyst layers when the photocatalyst is supported on the substrate (carrier).
[0006]
Furthermore, JP-T-Hei-1 (Showa 64) -500249 discloses a photocatalyst in which a compound having a titanyl group (TiO) such as titanyl sulfate is impregnated and supported on a porous body having high wear resistance. Have been. This uses anatase-type titania obtained from titanyl sulfate as a catalyst component, and improves abrasion resistance by bonding TiO with a substrate.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional photocatalysts as described above have a problem in that although sufficient results have been obtained in improving wear resistance, sufficient catalytic activity has not been obtained.
[0008]
For example, in the photocatalyst disclosed in the aforementioned International Patent Application: International Publication No. WO 96/29375, as the amount of silicone is increased, the abrasion resistance of the coat layer is improved, but the amount of titania is reduced accordingly. There is a so-called trade-off relationship that the photocatalytic activity decreases. That is, in this photocatalyst, it is impossible to achieve both improvement in wear resistance and improvement in photocatalytic performance.
[0009]
The photocatalyst disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-500249 uses anatase-type titania obtained from titanyl sulfate as a starting material as a main component of the catalyst. The anatase-type titania is supported on a porous body. Therefore, although the abrasion resistance is high, the photocatalyst obtained by this method cannot obtain high catalytic activity.
[0010]
An object of the present invention is to provide a photocatalyst composition in which a catalyst layer (film) having excellent abrasion resistance is firmly adhered to a substrate (carrier) and which exhibits high catalytic activity.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, a photocatalyst composition of the present invention is obtained by supporting a photocatalyst comprising a metal oxide on a substrate, wherein the photocatalyst comprises an interface between the photocatalyst and the substrate. Alternatively, the gist is that a compound having a titanyl group is introduced into the surface of the photocatalyst.
[0012]
Further, the method for producing a photocatalyst composition of the present invention, when supporting a photocatalyst comprising a metal oxide on a substrate, before supporting the photocatalyst on the substrate, or simultaneously supporting the photocatalyst on the substrate, Or, after the photocatalyst is supported on a substrate, a compound having a titanyl group is introduced into the photocatalyst, or the interface between the photocatalyst and the substrate, or the surface of the photocatalyst. Things.
[0013]
In this case, the photocatalyst is made of a metal oxide, but "titania" is preferred as the photocatalyst because of its high photocatalytic activity. As the “titania”, any of the anatase type crystal structure and the rutile type crystal structure can be arbitrarily selected, but the conduction band level of the anatase type crystal structure is higher than that of the rutile type crystal structure. Therefore, those having an anatase-type crystal structure are preferable because they can obtain higher catalytic performance.
[0014]
In order to enhance the catalytic activity, the above-mentioned titania (TiO 2)2) May be blended with one or more metal oxide or metal element particles. As the metal oxide, iron oxide (Fe2O3), Tin oxide (SnO), silicon oxide (SiO2), Niobium oxide (Nb2O3, NbO3), Zinc oxide (ZnO), copper oxide (CuO), tungsten oxide (WO3) And the like. Preferable examples of the metal particles include rare earth metal elements such as platinum (Pt), gold (Au), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir), and ruthenium (Ru). .
[0015]
As the “compound having a titanyl group”, titanyl ammonium oxalate ((NH4)2[TiO (C2O4)2] ・ 2H2O), potassium titanyl oxalate dihydrate (K2TiO (C2O4)2・ 2H2O), barium titanyl oxalate (Ba [TiO (C2O4)2] ・ 4H2O), titanyl sulfate (TiOSO4・ NH2O), titanyl acetylacetonate ((CH3COCHCOCH3)2At least one kind or two or more kinds selected from TiO) and the like are mentioned as preferable ones. More preferably, the use of titanyl ammonium oxalate, titanyl sulfate, or titanyl acetylacetonate results in excellent catalytic performance and wear resistance. Therefore, it is desirable to use these.
[0016]
If the amount of Ti introduced into the “compound having a titanyl group” is in the range of 0.01 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of Ti of the above-mentioned “photocatalyst (titania)”, high photocatalytic performance is exhibited. Preferably, the range is 0.01 to 5 parts by weight. Further, within this range, a more suitable introduction amount may be determined according to the type of the base material, the reaction target, and the like.
[0017]
Various materials such as glass, metal, ceramics, plastic, polymer resin, wood, stone, cement, and concrete can be selected as the “substrate” for supporting the photocatalyst.
[0018]
As a method of supporting “titania” on the base material, either a wet method or a dry method may be used. Examples of the wet method include a method in which a crystalline titania sol, an organic titanium such as titanium tetraisopropoxide, which is an alkoxide of titanium, and an inorganic titanium such as titanium tetrachloride are used as a starting material. As a dry method, there is a method of forming an amorphous titania film on a base material by irradiating an electron beam to a metal titanium target.
[0019]
The “coating method” for supporting a metal oxide or a compound having a titanyl group includes dipping, spraying, flow coating, spin coating, bar coating, roller coating, reverse coating, and flexo coating. , A printing method and the like can be appropriately adopted.
[0020]
Further, as the "firing temperature" at the time of firing the substrate coated with the photocatalyst and the compound having a titanyl group, a temperature set from the type of the substrate and the type of the photocatalyst and the compound having a titanyl group can be selected. However, the range of 150 ° C to 700 ° C is preferable, and the range of 450 ° C to 650 ° C is more preferable. If the temperature is lower than 450 ° C., the firing of the photocatalyst layer (film) formed on the substrate becomes insufficient, the mechanical strength is low, and the adhesion of the photocatalyst layer (film) to the substrate deteriorates. When titania is used as the photocatalyst, if the temperature exceeds 650 ° C., the anatase type crystal structure undergoes a phase transition to the rutile type crystal structure, and the photocatalytic performance decreases.
[0021]
According to the photocatalyst composition having the above configuration, since the “photocatalyst” and the “compound having a titanyl group” are supported so as to coexist, titanyl is bonded to the bond between the metal oxides of the photocatalyst layer (film). The intervening groups improve the mechanical strength of the membrane. Further, since the bond between the titanyl group and the base material is strong, a chain bond between the metal oxide and the titanyl group occurs from the titanyl group as a starting point, and the adhesion between the base material and the titania is improved. The mechanical strength can be further improved. The introduction of the “compound having a titanyl group” may be introduced on the surface of the “photocatalyst”, in the “photocatalyst”, or at the interface between the “photocatalyst” and the base material. The effects shown are obtained. Further, since the titanyl group is a precursor of titania which is a metal oxide, it is considered that the titanyl group assists the photocatalytic activity of the metal oxide, and high catalytic performance can be obtained as a whole.
[0022]
That is, according to the photocatalyst composition and the method for producing the same according to the present invention, the “metal oxide” is used as a photocatalyst, the “compound having a titanyl group” is used to assist the catalytic activity, and the abrasion resistance of the catalyst layer (film) is improved. Since it is used for improving the adhesiveness, it is possible to provide a photocatalyst composition exhibiting excellent catalytic activity, having excellent abrasion resistance, and having high adhesiveness between the catalyst layer and the substrate, and a method for producing the same. .
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
First, the product of the present invention (Example 1) is obtained by using a glass substrate as a base material, simultaneously applying "titania" and "a compound having a titanyl group" to the base material, and firing the resultant. Table 1 shows the components and the production method. The production process of the test sample of Example 1 will be described in detail. First, anatase-type titania crystal particle sol (manufactured by Taki Kagaku Co., Ltd .: trade name “Tinock CZG-220”) is used as a “titania” starting material. A solution is prepared by mixing titanyl ammonium oxalate, which is a "compound having a titanyl group", such that the Ti content is 10 parts by weight with respect to the Ti content of 100 parts by weight in the titania sol.
[0024]
[Table 1]
[0025]
Then, the soda lime glass as the base material (carrier) is immersed in the titania sol containing the compound having a titanyl group thus obtained, so that the anatase type titania crystal particle sol and the compound having a titanyl group are provided on the surface of the base material. With the mixture. Then, it is dried at room temperature for 5 minutes and at 100 ° C. for 20 minutes. Next, this is placed in a firing furnace, the temperature is raised from room temperature to 570 ° C. at a rate of 10 ° C./min, and the temperature is maintained at 570 ° C. for 1 hour.
[0026]
In order to evaluate Example 1, as a comparative product (Comparative Example 1), a glass substrate that supported only "titania" and did not support "a compound having a titanyl group" was prepared. The manufacturing method is the same as that of Example 1 except that the step of supporting titanyl ammonium oxalate is not performed. That is, soda lime glass as a base material is immersed in an anatase type crystalline particle sol, dried and fired. As the evaluation, an oil decomposition test, a Taber abrasion test, and a pencil hardness test based on Japanese Industrial Standards were performed.
[0027]
First, in order to evaluate the photocatalytic activity, an oil decomposability evaluation test was performed. As a test method, first, a “water contact angle” (hereinafter simply referred to as “contact angle”) in a state where oil or the like does not adhere to the surfaces of the product of the present invention (Example 1) and the comparative product (Comparative Example 1). ) Was measured. Next, a black light (maximum wavelength 365 nm ultraviolet light, 1 mW / cm2) Was irradiated for 24 hours, and then immersed in gear oil for 1 hour, and then the “contact angle” was measured. Further, the oil was washed away with running water, the water was wiped off, and the product was naturally dried. Then, the same ultraviolet ray as above was irradiated again for 24 hours, and the "contact angle" at this time was measured.
[0028]
Here, the “water contact angle” refers to a contact angle of wetting with water, and indicates a degree of contamination of the substrate surface. That is, if a hydrophobic substance (such as oil or fat) adheres to the surface of the substrate, the surface repels water and becomes difficult to wet. Then, the contact angle between the substrate surface and the water droplet increases. Therefore, it can be determined that the contamination degree is high when the contact angle is large, and that the contamination degree is low when the contact angle is small.
[0029]
The graph shown in FIG. 1 shows the results of the above-described oil decomposability evaluation test. In this graph, “horizontal ultraviolet irradiation time” is plotted on the horizontal axis, and “contact angle (°)” is plotted on the vertical axis. Things. From this graph, it can be seen that the “contact angle” of each of Example 1 and Comparative Example 1 was almost 0 ° before irradiation with ultraviolet rays. Although the “contact angle” when immersed in oil naturally becomes large, the value of Example 1 is lower than that of Comparative Example 1. Further, the “contact angle” of Example 1 after washing with water and natural drying was not only further reduced, but the rate of the decrease was larger than that of Comparative Example 1, and the catalyst performance increased with time. It was confirmed that an opening appeared.
[0030]
That is, Example 1 shows higher catalytic activity than Comparative Example 1 in which only "titania" is supported because "titania" is supported so as to coexist with "compound having a titanyl group". . Therefore, it can be said that Example 1 is extremely excellent in that it has a photocatalytic performance enough to sufficiently clean (self-clean) water and dirt attached to the surface of the base material by washing with water and natural drying.
[0031]
Next, a Taber abrasion resistance test was performed on each sample. As a test method, a load of 500 g was applied to the product of the present invention (Example 1) and the comparative product (Comparative Example 1) using a Taber abrasion tester, and the haze value (cloudiness) at each predetermined rotation speed was measured with a haze meter. Was measured by The “haze value” is a value calculated by Expression 1, and a larger haze value means a higher haze.
[0032]
(Equation 1)
Haze value (%) = (diffuse light transmittance / total light transmittance) × 100
[0033]
FIG. 2 is a graph showing the measurement results of the above-mentioned Taber abrasion test. In this graph, the horizontal axis represents the “rotational number of the Taber abrasion wheel”, and the vertical axis represents “haze value (%)”. is there. From this graph, it can be seen from the graph that the haze value slightly increases in the example 1 shortly after the rotation of the Taber abrasion wheel (about 10 rotations), but the degree of increase thereafter is small, and it has extremely excellent wear resistance. You can see that it is. On the other hand, in Comparative Example 1, it was confirmed that the haze value rapidly increased shortly after the rotation of the Taber abrasion wheel (about 10 rotations) and gradually increased for a while (about 50 rotations). The abrasion resistance was poor.
[0034]
Next, each sample was subjected to a pencil hardness test according to Japanese Industrial Standards (JIS H8602). In this test method, the surfaces of Example 1 and Comparative Example 1 were each scratched with a pencil lead, and the hardness of the hardest pencil lead from which the top coat was peeled was used as an evaluation index. Table 2 summarizes the results.
[0035]
[Table 2]
[0036]
As shown in Table 2, the test sample of Example 1 was peeled off with the hardest pencil lead having a pencil hardness of "8H", and Comparative Example 1 was peeled off with a pencil lead having a pencil hardness of "6H". That is, it was confirmed that the product of the present invention (Example 1) was able to form a catalyst layer (film) having extremely high strength.
[0037]
From the above three tests, the product of the present invention (Example 1) shows high photocatalytic activity, and the photocatalyst layer (film) is firmly adhered to the glass substrate, and the photocatalyst layer (film) has high titania. Since it is formed by the bonding force, it is very hard. In other words, it can be said that the product of the present invention (Example 1) is an excellent product which can realize both high photocatalytic activity and formation of a strong film, which could not be realized in the conventional product.
[0038]
Next, the product of the present invention (Example 2) was prepared using a “titania” starting material and a “compound having a titanyl group” different from those in Example 1. Table 1 briefly shows the components and the production method of Example 2. To explain in more detail, the production process of Example 2 is performed by using 100 g of titanium tetraisopropoxide, which is an organic titanium as a “titania” starting material. A titanium alkoxide sol is prepared by dissolving this in 75 g of diethanolamine and 325 g of n-butyl alcohol. Then, 6 g of titanyl acetylacetonate as a “compound having a titanyl group” is further blended and dissolved therein.
[0039]
A soda lime glass as a base material (carrier) is immersed in a titanium alkoxide sol containing a compound having a titanyl group thus obtained at a dip speed of 40 mm / min. Thereafter, it is air-dried for 10 minutes and dried in air at 100 ° C. for 30 minutes. Then, this was placed in a firing furnace, heated at a rate of 10 ° C./min from room temperature to 570 ° C. under an air flow rate of 1 l / min, kept at 570 ° C. for 1 hour, and cooled to room temperature. A test sample was obtained.
[0040]
As a comparative product (Comparative Example 2) for evaluating Example 2, a glass substrate supporting only "titania" and not supporting "the compound having a titanyl group" was produced. The production method is the same as that of Example 2 except that titanyl acetylacetonate is not blended. That is, the substrate is immersed in a titanium alkoxide sol containing no compound having a titanyl group, dried and fired. Then, for these evaluations, an oil decomposability evaluation test, a Taber abrasion test, and a pencil hardness test based on Japanese Industrial Standards were performed, respectively, as in Example 1.
[0041]
FIG. 3 is a graph showing the measurement results of an oil-decomposability evaluation test of the product of the present invention (Example 2) and the comparative product (Comparative Example 2). In this graph, the abscissa axis indicates the “ultraviolet irradiation time” and the ordinate axis indicates the “contact angle (°)”. From this graph, immediately after immersion in oil, the Example 2 and Comparative Example 2 A difference of about two times can be confirmed in the “contact angle”. Further, the “contact angle” after irradiation with ultraviolet rays for 24 hours is still a value exceeding 10 ° in Comparative Example 2, whereas Example 2 shows a value close to that before oil immersion. From the above, it can be said that Example 2 has extremely excellent catalytic performance.
[0042]
Table 3 summarizes the results of the Taber abrasion test and the pencil hardness test of the product of the present invention (Example 2) and the comparative product (Comparative Example 2). The measurement results of the Taber abrasion test shown in Table 3 show the results before the Taber abrasion test (before rotating the Taber abrasion wheel) and after 200 rotations. The pencil hardness test was performed in the same manner as in Example 1.
[0043]
[Table 3]
[0044]
First, looking at the results of the Taber abrasion test, the “haze value” of Example 2 before the test shows exactly the same value as Comparative Example 2, but the “Haze value” of Example 2 after 200 rotations. “Value” is about half of Comparative Example 2. Also, in the result of the pencil hardness test, the pencil hardness of Example 2 was as high as “7H”, whereas the pencil hardness of Comparative Example 2 was “5H”.
[0045]
From the above, it was confirmed that high catalytic activity and excellent abrasion resistance can be imparted even when organic titanium is used as a starting material for “titania” and is supported simultaneously with a “compound having a titanyl group”.
[0046]
Next, the products of the present invention (Examples 3 and 4) were prepared by first supporting “titania” and then supporting the “compound having a titanyl group”. Table 1 briefly shows the components and the production method of Examples 3 and 4. More specifically, the production process of the test sample of Example 3 was as follows. First, the titanium alkoxide sol produced in Example 2 was used. After the substrate (carrier) is immersed in the substrate, it is dried and fired to form a photocatalyst layer (film). Then, as a “compound having a titanyl group”, titanyl ammonium oxalate having a titanium content of 1.68 parts by weight is dip-coated in the same manner as in Example 1, dried and fired. As a firing method at this time, the temperature is raised from room temperature to 520 ° C. in air over 2 hours, and this state is maintained for 1 hour.
[0047]
The test sample of Example 4 was prepared in the same manner as in Example 3 except that titanyl ammonium oxalate having a titanium content of 0.33 parts by weight was used for the “compound having a titanyl group”. Have been. That is, in the test sample of Example 4, the compounding amount of the “compound having a titanyl group” was １ ／ of the test sample of Example 3.
[0048]
Comparative Example 2 described above was used as a comparative product of the present invention (Examples 3 and 4). Then, an evaluation test of these catalyst performances was performed in the following procedure. First, stearic acid was applied to each sample, and the time-dependent change in the “haze value” when ultraviolet light was irradiated for a predetermined time was determined. This graph is shown in FIG.
[0049]
As can be seen from the graph of FIG. 4, the rate at which the “haze value” decreases in both Examples 3 and 4 is higher than that in Comparative Example 2, so that they can exhibit excellent resolution due to photocatalytic activity. Was confirmed. Further, when comparing Example 3 and Example 4, although the amount of titanium introduced into the compound having a titanyl group is as large as 5 times, the catalyst performance of Example 3 is slightly higher than that of Example 3. Was.
[0050]
From the above, it was found that the one prepared so as to support the “compound having a titanyl group” after supporting “titania” also exhibited excellent catalytic activity. Further, from the relationship between the amount of titanium introduced and the catalytic performance of the “compound having a titanyl group” in Examples 3 and 4, the catalytic performance increases when the amount is increased, but it is not necessary to simply increase the amount. It seems that the blending amount needs to be adjusted.
[0051]
Next, the product of the present invention (Example 5) is obtained by supporting “the compound having a titanyl group” and then supporting “titania”. Table 1 briefly shows the components and the production method of Example 5, and will be described in more detail. In the production process of the test sample of Example 5, first, soda lime glass was used as a base material. Then, a 10% aqueous solution of titanyl barium oxalate is applied by a spray coating method, and dried and fired under the same conditions as in Example 1. Next, this glass substrate is dip-coated on anatase type titania crystallite sol (trade name “TA-15” manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) under the same conditions as in Example 1, and then dried and fired. As a comparative product, Comparative Example 3 was prepared, in which only a compound having a titanyl group was used starting from titanyl barium oxalate.
[0052]
FIG. 5 is a graph showing the results of oil degradability evaluation tests of Example 5 and Comparative Example 3. From this graph, as for the “contact angle” immediately after oil application, Example 5 and Comparative Example 3 show almost the same value. 5 shows a lower value than that of Comparative Example 3, indicating that it has an excellent resolution.
[0053]
Table 4 shows the Taber abrasion test of the product of the present invention (Example 5) and the comparative product (Comparative Example 3) in comparison with the "haze value" before the test and after 500 rotations. From this result, it can be seen that the “haze value” of Example 5 was lower than that of Comparative Example 3 before the test. Then, the “haze value” after 500 rotations hardly increased in Example 5, whereas the haze value in Comparative Example 3 increased significantly. From the above, it can be said that the catalyst layer (film) of Example 5 has a high degree of adhesion to the base material and can form a film having excellent wear resistance.
[0054]
[Table 4]
[0055]
Example 5 was prepared by supporting a “compound having a titanyl group” and then supporting “titania”. However, even when prepared according to this procedure, high catalytic activity, abrasion resistance, It has been found that an excellent photocatalyst composition that can achieve both good adhesion to the material can be obtained.
[0056]
As described above, each of the examples has been described in order. However, the present invention coexists not only with a “photocatalyst made of a metal oxide” but also with a “compound having a titanyl group” when forming a photocatalyst layer (film) on a substrate. As a result, the catalyst layer (film) having excellent catalytic activity and excellent abrasion resistance was formed, and the catalyst layer (film) and the substrate were firmly adhered to each other. It has become something.
[0057]
The present invention is not limited to the above-described embodiments at all, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, as a photocatalyst component, not only titania but also a metal oxide such as iron oxide or a metal such as platinum or gold can be added and blended, whereby the photocatalytic performance is further enhanced. In addition, as the "compound having a titanyl group", it can be easily estimated that any compound having a titanyl group other than titanyl ammonium oxalate, titanyl acetylacetonate, and titanyl barium oxalate used in the above Examples can be applied. . As the “supporting method”, not only the wet method used in the above-described embodiment but also a dry method may be used, and the “coating method” used at that time is not particularly limited.
[0058]
Further, as a production procedure of the photocatalyst composition of the present invention, in the above Examples, a method of simultaneously supporting "titania" and "compound having a titanyl group", a method of supporting either one first, respectively, In the above procedure, a film exhibiting excellent catalytic activity and having excellent abrasion resistance can be produced so as to be firmly adhered to the base material, and thus may be produced through any procedure.
[0059]
【The invention's effect】
According to the photocatalyst composition and the method for producing the same according to the present invention, since the “photocatalyst comprising a metal oxide” and the “compound having a titanyl group” are supported so as to coexist on the substrate, The "photocatalyst composed of a metal oxide" acts as the main component of the photocatalytic action, and the "compound having a titanyl group" acts as an improvement in the wear resistance of the film and as an aid to the catalytic action.
[0060]
Thus, the photocatalyst composition of the present invention and the method for producing the same are not only improved in photocatalytic performance obtained by a “photocatalyst comprising a metal oxide”, but further enhanced by the aid of a “compound having a titanyl group” that is a precursor of titania. The catalytic performance can be obtained, and the adhesion of the catalyst layer (film) to the substrate and the film strength are improved by the bonding of titania with the interposition of a titanyl group. In other words, the invention of the present application is extremely excellent in that it is possible to achieve both the development of high catalytic performance and the formation of a film having excellent wear resistance, which cannot be achieved by a conventionally known photocatalyst.
[0061]
The photocatalyst composition and the method for producing the same can be applied to various base materials. For example, when used on a glass surface in a house or office, or in a car or a railroad vehicle, air that comes into contact with glass can be cleaned only. And has a self-cleaning property, so that the glass surface can be kept clean without physical cleaning. For the same reason, when used on the surface of an exterior wall tile, on the surface of a body of an automobile, a railway car, an aircraft, or the like, or on the surface of a mirror of an automobile or a general home, those surfaces can be kept clean. Further, when used in a filter of an air purifier, an air conditioner, or the like, indoor dirt components can be decomposed and removed, so that the room can be kept clean. As described above, the product of the present invention can exhibit effects in various environments such as a general home, a car, a hospital, and a factory, and is highly useful in industry.
[Brief description of the drawings]
1 is a diagram showing measurement results of an oil resolution test of a test sample of Example 1 in comparison with Comparative Example 1. FIG.
FIG. 2 is a diagram showing measurement results of a haze abrasion test of a test sample of Example 1 in comparison with Comparative Example 1.
FIG. 3 is a diagram showing measurement results of an oil resolution test of a test sample of Example 2 in comparison with Comparative Example 2.
FIG. 4 is a diagram showing measurement results of a stearic acid resolution test of test samples of Examples 3 and 4 in comparison with Comparative Example 2.
5 is a diagram showing measurement results of an oil resolution test of a test sample of Example 5 in comparison with Comparative Example 3. FIG.