JPH08131524A

Multi-functional material having photocatalytic function and manufacture thereof

Abstract

[Purpose] Provide a multifunctional material having excellent deodorizing function, anti-bacterial (killing) function, antifouling function, etc. [Constitution] A photocatalyst layer 2 composed of photocatalyst particles is formed on the thermoplastic base material 1, and then heat treatment is performed at a high atmospheric temperature in a range of 30 ° C. or more and 300 ° C. or less than the softening temperature of the thermoplastic base material 1. ..

Term

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32 claims: 12 independent, 20 dependent

  1. 1
    【特許請求の範囲】 【請求項1】 熱可塑性基材表面に光触媒層が保持された光触媒機能を有する多機能材において、前記光触媒層の上層部は外気と接するように露出され、また前記光触媒層の下層部はその一部が熱可塑性基材内に埋設されており、前記光触媒層のうち少なくとも露出する表層を構成する光触媒粒子は互いに結合されていることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  2. 2
    【請求項2】 請求項1に記載の多機能材において、前記光触媒層のうち露出する表層を構成する光触媒粒子の間隙に、当該間隙よりも粒径の小さな粒子が光触媒粒子同士を結合するために充填されていることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  3. 3
    【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の多機能材において、前記光触媒層を構成する光触媒粒子の平均粒径は0.1μm未満であることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  4. 4
    【請求項4】 請求項2または請求項3に記載の多機能材において、前記光触媒層のうち露出する表層を構成する光触媒粒子の間隙に、前記光触媒粒子よりも蒸気圧の高い物質で構成される粒子が、光触媒粒子同士を結合するために光触媒粒子間のネック部に凝集して充填されていることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  5. 5
    【請求項5】 請求項4に記載の多機能材において、前記光触媒粒子の間隙に充填される粒子は酸化スズであることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  6. 6
    【請求項6】 請求項2乃至請求項4に記載の多機能材において、前記光触媒粒子の間隙に充填される粒子は、Ag 、Ag 2 O、Cu 、Cu 2 O、Zn 、Fe、Pt 、Co 、Pd 、Ni のうちの少なくとも一種を含むことを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  7. 7
    【請求項7】 請求項6に記載の多機能材において、前記光触媒粒子の間隙に充填される粒子は、光触媒活性を有することを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  8. 8
    【請求項8】 請求項2乃至請求項7に記載の多機能材において、前記光触媒層の最下層を構成する光触媒粒子が、粒径の1/2以上で、かつ光触媒粒子と間隙を埋める粒子を含む層の厚さ未満だけ熱可塑性基材内に埋設されていることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  9. 9
    【請求項9】 請求項1乃至請求項8に記載の多機能材において、前記光触媒粒子の比重をδt、前記熱可塑性基材の比重をδbとした場合、0≦δt-δb≦3.0であることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  10. 10
    【請求項10】 請求項1乃至請求項9に記載の多機能材において、前記光触媒層の厚さが0.1μm以上であることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  11. 11
    【請求項11】 請求項1乃至請求項10に記載の多機能材において、前記光触媒層の厚さが0.4μm以下であることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  12. 12
    【請求項12】 請求項1乃至請求項11に記載の多機能材において、前記光触媒層の厚さが0.1μm以上0.4μm以下であることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  13. 13
    【請求項13】 請求項1乃至請求項12に記載の多機能材において、前記光触媒層の厚さが0.1μm以上0.2μm以下であることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  14. 14
    【請求項14】 請求項2乃至請求項13に記載の多機能材において、光触媒粒子と間隙を埋める粒子を含む層の厚さが0.1μm以上であることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  15. 15
    【請求項15】 請求項2乃至請求項14に記載の多機能材において、光触媒粒子と間隙を埋める粒子を含む層の厚さが0.4μm以下であることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  16. 16
    【請求項16】 請求項2乃至請求項15に記載の多機能材において、光触媒粒子と間隙を埋める粒子を含む層の厚さが0.1μm以上0.4μm以下であることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  17. 17
    【請求項17】 請求項2乃至請求項16に記載の多機能材において、光触媒粒子と間隙を埋める粒子を含む層の厚さが0.1μm以上0.2μm以下であることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  18. 18
    【請求項18】 請求項1乃至請求項17に記載の多機能材において、前記光触媒層を構成する光触媒粒子が、アナターゼ型TiO 2 であることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  19. 19
    【請求項19】 請求項1乃至請求項18に記載の多機能材において、前記熱可塑性基材が、ガラスであることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  20. 20
    【請求項20】 熱可塑性基材上に光触媒粒子からなる光触媒層を形成し、この後、前記熱可塑性基材を軟化させて光触媒層の下層の一部を熱可塑性基材に埋設し、次いで固化することを特徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。
  21. 21
    【請求項21】 光触媒粒子の間隙にこの間隙よりも粒径の小さな粒子が充填され、光触媒粒子同士が互いに結合された光触媒機能を有する多機能材を製造する方法であって、この方法は、熱可塑性基材上に光触媒粒子と前記粒径の小さな粒子をゾルまたは前駆体の状態で混合した混合物を塗布して光触媒層を形成し、この後、前記熱可塑性基材を軟化させて光触媒層の下層の一部を熱可塑性基材に埋設し、次いで固化することを特徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。
  22. 22
    【請求項22】 請求項21に記載の多機能材の製造方法において、前記光触媒粒子の間隙に充填される粒子の平均粒径は、光触媒粒子の平均粒径の4/5以下であることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。
  23. 23
    【請求項23】 請求項21または請求項22に記載の多機能材の製造方法において、前記光触媒粒子の間隙に充填される粒子の光触媒層全体に対する量は、モル比で10%以上60%以下であることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。
  24. 24
    【請求項24】 光触媒粒子の間隙にこの間隙よりも粒径の小さな金属粒子が充填され、光触媒粒子同士が互いに結合された光触媒機能を有する多機能材を製造する方法であって、この方法は、熱可塑性基材上に光触媒粒子からなる光触媒層を形成し、この後、前記熱可塑性基材を軟化させて光触媒層の下層の一部を熱可塑性基材に埋設し、次いで熱可塑性基材を固化せしめ、更に光触媒層に前記粒径の小さな金属粒子を含む溶液を塗布し、熱処理することで前記粒径の小さな金属粒子を光触媒粒子に固定化することを特徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。
  25. 25
    【請求項25】 光触媒粒子の間隙にこの間隙よりも粒径の小さな金属粒子が充填され、光触媒粒子同士が互いに結合された光触媒機能を有する多機能材を製造する方法であって、この方法は、熱可塑性基材上に光触媒粒子からなる光触媒層を形成し、この後、前記熱可塑性基材を軟化させて光触媒層の下層の一部を熱可塑性基材に埋設し、次いで熱可塑性基材を固化せしめ、更に光触媒層に前記粒径の小さな金属粒子のイオンを含む溶液を塗布し、この後紫外線を含む光を照射して金属イオンを還元して光触媒粒子に固定化することを特徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。
  26. 26
    【請求項26】 光触媒粒子の間隙にこの間隙よりも粒径の小さな金属粒子が充填され、光触媒粒子同士が互いに結合された光触媒機能を有する多機能材を製造する方法であって、この方法は、熱可塑性基材上に光触媒粒子からなる光触媒層を形成し、この光触媒層に前記粒径の小さな金属粒子のイオンを含む溶液を塗布し、この後紫外線を含む光を照射して金属イオンを還元して光触媒粒子に固定化し、更に前記熱可塑性基材を軟化させて光触媒層の下層の一部を熱可塑性基材に埋設し、次いで熱可塑性基材を固化せしめることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。
  27. 27
    【請求項27】 請求項25または請求項26に記載の多機能材の製造方法において、前記光触媒粒子の間隙に充填される金属粒子のイオンを含む溶液の金属種の少なくとも一種をCu とし、Cu 担持量を0.7μg/cm 2 以上10μg/cm 2 以下とすることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。
  28. 28
    【請求項28】 請求項25または請求項26に記載の多機能材の製造方法において、前記光触媒粒子の間隙に充填される金属粒子のイオンを含む溶液の金属種の少なくとも一種をAg とし、Ag 担持量を0.05μg/cm 2 以上1μg/cm 2 以下とすることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。
  29. 29
    【請求項29】 請求項25乃至請求項28に記載の多機能材の製造方法において、前記紫外線を含む光を照射して金属イオンを還元して光触媒粒子に固定化する前に、前記金属粒子のイオンを含む溶液を塗布された光触媒層を乾燥することを特徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。
  30. 30
    【請求項30】 請求項29に記載の多機能材の製造方法において、前記金属粒子のイオンを含む溶液の溶媒がエタノールであることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。
  31. 31
    【請求項31】 請求項20乃至請求項30に記載の多機能材の製造方法において、熱可塑性基材上に光触媒層を形成するために、光触媒粒子のゾルまたは前駆体をスプレー・コーティングする際の熱可塑性基材の温度を20°C超80°C未満とすることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。
  32. 32
    【請求項32】 請求項20乃至請求項31に記載の多機能材の製造方法において、この製造方法は光触媒粒子を熱可塑性基材上に塗布する工程の前工程として分散工程を備え、この分散工程における光触媒粒子となるべきゾルまたは前駆体を溶液中に分散させるための分散剤には、熱可塑性基材を軟化せしめるための熱処理温度より低温で気化する成分のみを使用することを特徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。
Independent claims32