WO9515816A1

Multi-functional material having photo-catalytic function and production method therefor

Abstract

The multi-functional material according to the present invention is divided into a type in which a photo-catalytic layer having a photo-catalytic function is directly disposed on the surface of a substrate (1) and another in which the photo-catalytic layer (2) is indirectly disposed on the surface of the substrate (1) through a binder layer (6). The mode of binding of photo-catalytic particles constituting the photo-catalytic layer (2) includes binding by surface energy and binding by solid phase sintering. The structure of the photo-catalytic layer (2) includes the structure in which fine particles are packed into gaps between the photo-catalytic particles and another in which they are not. Further, there is a structure in which metals such as Ag and Pt are fixed to the surfaces of the photo-catalytic particles and another in which they are not.

WO9515816A1, drawing sheet 1
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  1. 1
    請 求 の 範 囲 1 . 基材表面に光触媒機能を有する光触媒層が直接設けられ、 この光触媒層 は少なくとも表層部が外部に露出するとともに、 この表層部は微細な光触媒 粒子が互いにポテンシャルエネルギにて結合することで構成されていること を特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  2. 2
    基材表面に光触媒機能を有する光触媒層が直接設けられ、 この光触媒層 は少なくとも表層部が外部に露出するとともに、 この表層部は光触媒粒子が 固相焼結にて結合することで構成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
    基材表面に光触媒機能を有する光触媒層が直接設けられ、 この光触媒層 は少なくとも表層部が外部に露出するとともに、 この表層部を構成する光触 媒粒子間に形成される間隙に、 当該間隙よりも小さな粒子が充填されている ことを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。
  4. 4
    基材表面に光触媒機能を有する光触媒層が直接設けられ、 この光触媒層 は少なくとも表層部が外部に露出するとともに、 この表層部を構成する光触 媒粒子は互いにポテンシャルエネルギにて結合され、 また少なくとも最表層 部を構成する光触媒粒子間に形成される間隙に、 当該間隙よりも小さな粒子 が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
    基材表面に光触媒機能を有する光触媒層が直接設けられ、 この光触媒層 は少なくとも表層部が外部に露出するとともに、 この表層部は微細な光触媒 粒子が互いにポテンシャルエネルギにて結合され、 更に光触媒粒子表面には 電子捕捉粒子が固定化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。
  6. 6
    基材表面に光触媒機能を有する光触媒層が直接設けられ、 この光触媒層 は少なくとも表層部が外部に露出するとともに、 この表層部は光触媒粒子が 固相焼結にて結合することで構成され、 更に光触媒粒子表面には電子捕捉粒 子が固定化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。
  7. 7
    基材表面に光触媒機能を有する光触媒層が直接設けられ、 この光触媒層 は少なくとも表層部が外部に露出するとともに、 この表層部を構成する光触 媒粒子間に形成される間隙に、 当該間隙よりも小さな粒子が充填され、 更に 光触媒粒子表面または間隙に充填された小さな粒子表面には電子捕捉粒子が 固定化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。
  8. 8
    基材表面に光触媒機能を有する光触媒層が直接設けられ、 この光触媒層 は少なくとも表層部が外部に露出するとともに、 この表層部を構成する光触 媒粒子は互いにポテンシャルエネルギにて結合され、 また少なくとも最表層 部を構成する光触媒粒子間に形成される間隙に、 当該間隙よりも小さな粒子 が充填され、 更に光触媒粒子表面または間隙に充填された小さな粒子表面に は電子捕捉粒子が固定化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 . 基材表面にバインダ層を介して光触媒機能を有する光触媒層が設けられ 、 この光触媒層は表層部力 外部に露出するとともに、 下層部がバインダ層に 埋設され、 また表層部は微細な光触媒粒子が互いにポテンシャルエネルギに て結合することで構成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。 1 0. 基材表面にバインダ層を介して光触媒機能を有する光触媒層が設けら れ、 この光触媒層は表層部が外部に露出するとともに、 下層部がバインダ層 に埋設され、 また表層部は光触媒粒子が固相焼結にて結合することで構成さ 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。 1 1 . 基材表面にバインダ層を介して光触媒機能を有する光触媒層が設けら れ、 この光触媒層は表層部が外部に露出するとともに、 下層部がバインダ層 に埋設され、 また表層部を構成する光触媒粒子間に形成される間隙に、 当該 間隙よりも小さな粒子が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。 1 2. 基材表面にバインダ層を介して光触媒機能を有する光触媒層が設けら れ、 この光触媒層は表層部が外部に露出するとともに、 下層部がバインダ層 に埋設され、 また表層部を構成する光触媒粒子は互 、にポテンシャルエネル ギにて結合され、 また少なくとも最表層部を構成する光触媒粒子間に形成さ れる間隙に、 当該間隙よりも小さな粒子が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。 1 3. 基材表面にバインダ層を介して光触媒機能を有する光触媒層が設けら れ、 この光触媒層は表層部が外部に露出するとともに、 下層部がバインダ層 に埋設され、 また表層部は微細な光触媒粒子が互いにポテンシャルエネルギ にて結合され、 更に光触媒粒子表面には電子捕捉粒子が固定化されているこ とを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。 1 4. 基材表面にバインダ層を介して光触媒機能を有する光触媒層が設けら れ、 この光触媒層は表層部が外部に露出するとともに、 下層部がバインダ層 に埋設され、 また表層部は光触媒粒子が固相焼結にて結合することで構成さ れ、 更に光触媒粒子表面には電子捕捉粒子が固定化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。 1 5. 基材表面にバインダ層を介して光触媒機能を有する光触媒層が設けら れ、 この光触媒層は表層部が外部に露出するとともに、 下層部がバインダ層 に埋設され、 また前記また表層部を構成する光触媒粒子間に形成される間隙 に、 当該間隙よりも小さな粒子が充填され、 更に光触媒粒子表面または間隙 に充填された小さな粒子表面には電子捕捉粒子が固定化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。 - 1 6. 基材表面にバインダ層を介して光触媒機能を有する光触媒層が設けら れ、 この光触媒層は表層部が外部に露出するとともに、 下層部がバインダ層 に埋設され、 また表層部を構成する光触媒粒子は互いにポテンシャルェネル ギにて結合され、 また少なくとも最表層部を構成する光触媒粒子間に形成さ れる間隙に、 当該間隙よりも小さな粒子が充填され、 更に光触媒粒子表面ま たは間隙に充填された小さな粒子表面には電子捕捉粒子が固定化されている ことを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。 1 7. 請求項 1乃至 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前 記光触媒層を構成する光触媒粒子は結晶質であることを特徴とする光触媒機 能を有する多機能材。 1 8. 請求項 1乃至 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前 記光触媒層を構成する光触媒粒子はアナターゼ型 T i0 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。 1 9. 請求項 1乃至 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前 記光触媒層を構成する光触媒粒子はルチル型 T i 0 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。 2 0. 請求項 1乃至 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前 記光触媒層の表層部の気孔率は 2 0 %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。 2 1 . 請求項 1 9に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前記光触 媒層の表層部の開気孔の最大幅は 0. 0 4 m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。 2 2. 請求項 1乃至 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前 記光触媒層の表層部の気孔率は 1 0 %以上 4 0 %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。 2 3. 請求項 1乃至 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前 記光触媒層を構成する粒子の怪は、 0 . 1 z^ m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。 2 4. 請求項 1乃至 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前 記光触媒層を構成する粒子の径は 0 . 1 /z m以上、 光触媒層の厚さは 0 . 5 μ m以上且つ光触媒層を構成する粒子間にはネック部が形成されていることを 特徴とする光触媒機能を有する多機能材。 2 5. 請求項 3、請求項 4、 請求項 7、請求項 8、 請求項 1 1、 請求項 1 2 、 請求項 1 5または請求項 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材におい て、前記光触媒層の表層部の気孔率は 1 0 %以上 4 0 %未満で、 この気孔内 に粒径 0. 1 未満の粒子が担持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 6. 請求項 9乃至請求項 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材におい て、 前記基材表面に形成されるバインダ層は非晶質層であり、 この非晶質バ ィンダ層と光触媒層はその間に連続的に双方の成分の濃度が変化する中間層 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。 2 7. 請求項 2 6に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前記中間 層の厚さを光触媒層の厚さの 1 Z 3以上としたことを特徴とする光触媒機能 を有する多機能材。 2 8. 請求項 9乃至請求項 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材におい て、 前記基材は低融点材料からなり、 この低融点基材の表面に形成されるバ ィンダ層は基材ょり融点の高い材料からなることを特徴とする光触媒機能を 有する多機能材。 2 9. 請求項 2 8に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前記光触 媒層はアルコキシドを出発材料として形成され、 また前記低融点基材の軟化 点は、 当該アルコキシドの結晶化温度より高く、 また前記中間層の軟化点は アルコキシドの結晶化温度と同等かそれよりも高いことを特徴とする光触媒 機能を有する多機能材。 3 0. 請求項 3、 請求項 4、 請求項 7、 請求項 8、 請求項 1 1、 請求項 1 2 、 請求項 1 5または請求項 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材におい て、 前記光触媒粒子間に形成される間隙に充填される粒子の粒径は 0. 0 1 m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。 3 1 . 請求項 5、 請求項 6、 請求項 7、 請求項 8、 請求項 1 3、 請求項 1 4 、 請求項 1 5または請求項 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材におい て、 前記電子捕捉粒子は Cu、 Ag、 Zn、 Fe、 Co、 N i、 Pd、 Cu 2 0、 P t のうちの少なくとも一種であることを特徴とする光触媒機能を有する多機能 材。 3 2. 請求項 3、 請求項 4、 請求項 7、請求項 8、 請求項 1 1、 請求項 1 2 、 請求項 1 5または請求項 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材におい て、 前記光触媒層の表層部の気孔率は 1 0 %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。 3 3. 請求項 3、 請求項 4、 請求項 7、 請求項 8、 請求項 1 1、 請求項 1 2 、 請求項 1 5または請求項 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材におい て、 前記光触媒層の表層部の気孔率は 1 0 %以上であり、 且つ前記光^媒層 の表層部には Cu、 Ag、 Zn、 F e、 C o、 N i、 Pd、 C u 2 0、 P tのうちの少 なくとも一種の金属が固定化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 4. 請求項 1乃至請求項 8に記載の光触媒機能を有する多機能材において 、 前記基材は釉薬、 無機ガラス、 熱可塑性樹脂、 半田等の熱可塑性材料から なるとともにシート状をなすことを特徴とする光触媒機能を有する多機能材 3 5. 請求項 9乃至請求項 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材におい て、 前記バインダ層は釉薬、 無機ガラス、 熱可塑性樹脂、 半田等の熱可塑性 材料からなることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。 3 6. 請求項 3、請求項 4、 請求項 7、 請求項 8、 請求項 1 1、 請求項 1 2 、 請求項 1 5または請求項 1 6に記載の光触媒機能を有する多機能材におい て、 前記光触媒粒子間に形成される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。 3 7. 請求項 3 6に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前記光触 媒粒子の間隙に充填される粒子の光触媒粒子と充填粒子の合計量に対する量 は、 モル比で 1 0 %以上 6 0 %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。 3 8. 請求項 3 6に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前記光触 媒粒子の間隙に充填される粒子を構成する物質の蒸気圧は光触媒粒子を構成 する物質の蒸気圧よりも高く、 光触媒粒子の間隙に充填される粒子は光触媒 粒子間のネック部に凝集していることを特徴とする光触媒機能を有する多機 能材。 39. 請求項 38に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 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。 40. 請求項 36乃至請求項 37に記載の光触媒機能を有する多機能材にお いて、 前記光触媒粒子の間隙に充填される粒子は、 Ag、 Ag 2 0、 Cu、 Cu 2 0、 Zn、 Fe、 Pt、 Co、 Pd、 Cu 2 0、 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。 41. 請求項 30に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前記光触 媒粒子はルチル型 Ti0 2 であり、光触媒粒子の間隙に充填される酸化スズ粒 子の結晶径は 0. 01 / m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。 42. 請求項 30に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前記光触 媒粒子はルチル型 Ti0 2 であり、 光触媒粒子の間隙に充填される酸化スズ粒 子の結晶怪は 0. 01 m未満であり、 更に光触媒層の上に Cu、 Ag、 Fe 、 Co、 Pt、 Ni、 Pd、 Cu 2 0のうちの少なくも一種であることを特徴とす る光触媒機能を有する多機能材。 43. 請求項 30に記載のの光触媒機能を有する多機能材において、 前記酸 化スズの重量比が 10%を超え 80%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。 44. 請求項 37乃至請求項 39に記載の光触媒機能を有する多機能材にお 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。 45. 請求項 2、 請求項 6、 請求項 10または請求項 14に記載の光触媒機 能を有する多機能材において、 固相焼結にて結合する光触媒粒子はアナター ゼ型の酸化チタン粒子であり、 酸化チタン粒子の間隔は焼結の前後において 略等しく、 且つ酸化チタン粒子間のネック部には酸化チタンよりも蒸気圧が 高 、物質が凝縮していることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。 46. 請求項 5、請求項 6、 請求項 7、 請求項 8、 請求項 13、 請求項 14 、 請求項 15または請求項 16に記載の光触媒機能を有する多機能材におい て、 前記光触媒層はルチル型 Ti0 2 薄膜からなり、 前記電子捕捉粒子は Cu 、 Ag、 Fe、 Co、 Pt、 Ni、 Pd、 Cu 2 0のうちの少なくも一種であること を特徴とする光触媒機能を有する多機能材。 47. 請求項 46に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前記ルチ ル型 Ti0 2 薄膜は 10%以上の気孔率を有する多孔質体であることを特徴と する光触媒機能を有する多機能材。 48. 請求項 46に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前記ルチ ル型 Ti0 2 薄膜の厚さは 0. 1 m以上 0. 9 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。 49. 請求項 46に記載の光触媒機能を有する多機能材において、 前記 Cu 、 Ag、 Fe、 Co、 Pt、 Ni、 Pd、 Cu 2 0のうちの少なくも一種の粒子径は T i 0 2 薄膜の気孔径よりも小さいことを特徴とする光触媒機能を有する多機 能材。 50. 請求項 46乃至請求項 49に記載の光触媒機能を有する多機能材にお いて、 前記 Ti0 2 薄膜に固定化される物質は C uまたは Cu 2 0の少なくとも 一種であり、 前記物質の TiO 2 薄膜の単位面積当りの固定化量は 0. 1 2 μ g/c m 2 以上 1. 2 g/ cm 2 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。 5 5 1. 請求項 46乃至請求項 49に記載の光触媒機能を有する多機能材にお 、て、 前記 T iO 2 薄膜に固定化される物質は C uまたは Cu 2 0の少なくとも 一種であり、 前記物質の TiO 2 薄膜の単位面積当りの固定化量は 0. 7 g / c m 2 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。 10 5 2. 請求項 46乃至請求項 49に記載の光触媒機能を有する多機能材にお いて、 前記 Ti0 2 薄膜に固定化される金属は A gであり、 この A g の Ti0 2 薄膜の単位面積当りの固定化量は 0. 05 g/cm 2 以上 1 β gZcm 2 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。 53. 請求項 1乃至請求項 52に記載の多機能材において、 この多機能材は、 水 循環方式の人工的な滝や噴水の敷石として用いられるタイル、 石材であ ることを特徴とする光触媒機能を有する多機能材。 15 54. 基材表面に光触媒層を形成した後、 この光触媒層の表面に金属アルコ キシドまたは有機金属塩を塗布し、 次いで乾燥熱処理することで光触媒粒子 間に形成される間隙に、 当該間隙よりも小さな粒子を充填するようにしたこ 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。 20 55. 基材表面に光触媒層を形成した後、 この光触媒層の表面に金属アルコ キシドまたは有機金属塩を塗布し、 次いで乾燥熱処理することで光触媒粒子 間に形成される間隙に、 当該間隙よりも小さな粒子を充填し、 この後 Cu、 Ag、 Zn、 Fe、 Co、 Ni、 Pd、 Cu 2 0、 P tのうちの少なくとも一種の金 属イオンを含む水溶液を塗布し、 光還元により金属粒子を析出固定化するよ 25 うにした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。 5 6. 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 5 7. 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 t、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或いは懸濁液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。 5 8. 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钦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。 5 9. 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 、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ィォ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ィォ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。 60. 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ィォ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、 、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。 61. 請求項 59または請求項 60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. Ί μ g/cm 2 以上 10 μ g ノ 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。 62. 請求項 59または請求項 60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. 05 i gZcm 2 以上 l // g ノ c m 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 63. 請求項 59または請求項 60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ィォ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。 6 4. 請求項 6 3に記載の多機能材の製造方法において、 前記金属粒子のィ ォ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。 6 5. 請求項 5 6乃至請求項 6 4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 或いは懸濁液をスプレー · コーティングする際の熱可塑性基材の温度を 2 0 °C以上 8 0 °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。 6 6. 請求項 5 6乃至請求項 6 5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。 6 7. 請求項 5 6乃至請求項 6 5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となるべき酸化チタンゾルを水熱法、 硫酸法により 作製し、 またこの酸化チタンゾルに対し、 分散剤、 界面活性剤等の表面処理 剤を添加する前に、 金属微粒子を酸化チタンゾルの粒子表面に固定化させる 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。 6 8. 基材表面に熱可塑性材料からなるバインダ層を形成し、 次いで、 この バインダ層の上に光触媒粒子からなる光触媒層を形成し、 この後、 前記バイ ンダ層を钦化させて光触媒層の下層の一部をバインダ層に埋設し、 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。 6 9. 熱可塑性材料からなるシート状バインダ層の上に光触媒粒子からなる 光触媒層を形成し、 このシート状バインダ層を基材表面に載置または貼着し 、 この後、 前記バインダ層を軟化させて光触媒層の下層の一部をバインダ層 に埋設し、 次 、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。 7 0. 基材表面にバインダ層を形成し、 その上にバインダ層に下層の一部が 埋設されるように光触媒層を形成後、 3 9 0 n m以下の波長の光を 1 . 7 m W/ c m 2 以上含む光を照射して、 光触媒表面に付着した表面処理剤を優先 的に分解、 気化させて光触媒粒子を外気に露出させ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。 7 1 . 請求項 7 0に記載の光触媒機能を有する多機能材の製造方法において 、 前記バインダ層は软化温度が 3 0 0 未満の熱可塑性材料からなり、 前記 バインダ層を基材に塗布し、 さらにその上に光触媒粒子を塗布後、 基材の軟 化温度よりも低く、 バインダ層の軟化温度よりも高い温度で熱処理すること によりバインダを軟化させて、 バインダ層に光触媒層の下層の一部が埋設さ れるように光触媒層を形成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。 7 2. 請求項 7 0に記載の光触媒機能を有する多機能材の製造方法において 、 前記バインダ層は熱硬化性材料からなり、 前記バインダ層を硬化剤と混合 して基材に塗布し、 熱処理または放置により增粘させた後に光触媒粒子を塗 布することによりバインダ層に ¾½媒層の下層の一部が埋設されるようにし 、 この後熱処理により硬化させ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。 7 3. 基材表面に、 主として光触媒粒子と熱硬化性樹脂からなる層を形成後 、 3 9 0 n m以下の波長の光を 1 . 7 mWZ c m 2 以上含む光を照射して、 光触媒粒子上の熱硬化性樹脂を優先的に分解、 気化させて光触媒粒子を外気 に露出させ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。 7 4. 基材表面に、 熱硬化性樹脂層または光硬化性樹脂を介して主として光 触媒粒子と熱硬化性樹脂からなる層を形成後、 3 9 0 n m以下の波長の光を 1 . 7 mW/ c m 2 以上含む光を照射して、光触媒粒子上の熱硬化性樹脂を 優先的に分解、 気化させて光触媒粒子を外気に露出させ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。 7 5. 請求項 7 3または請求項 Ί 4に記載の光触媒機能を有する多機能材の 製造方法において、 前記光触媒粒子と熱硬化性樹脂からなる層中の熱硬化性 樹脂は、 シロキサン樹脂、 フッ素樹脂の少なくとも 1種からなることを特徴 とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。 7 6. 請求項 7 0乃至請求項 7 4に記載の光触媒機能を有する多機能材の製 造方法において、光触媒機能を有する多機能材の表面には間隙を形成し、 こ の間隙にその間隙よりも小さな粒子を充填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万法。 7 7. 互いに結合された光触媒粒子の間隙にこの間隙よりも粒径の小さな粒 子が充填された光触媒機能を有する多機能材を製造する方法であつて、 この 方法は、 基材表面に熱可塑性材料からなるバインダ層を形成し、 次いで、 こ のバインダ層の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 或いは懸濁液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 、 前記バインダ層を钦化させて光触媒層の下層の一部をバインダ層に埋設し 、 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 7 8. 互いに結合された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、 熱可塑性材料からなるシート状バインダ層の上に、 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或いは懸濁液の状態で混合した混合 物を塗布して光触媒層を形成し、 この光触媒層を形成したシート状バインダ 層を基材表面に載置または貼着し、 この後、 前記バインダ層を钦化させて光 触媒層の下層の一部をバインダ層に埋設し、 次レ、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。 7 9 . 互いに結合された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、 基材上に熱可塑性材料からなるバインダ層を形成し、 次いで、 この バインダ層の上に光触媒粒子からなる光触媒層を形成し、 この後、 前記バイ ンダ層を軟化させて光触媒層の下層の一部をバインダ層に埋設し、 次いでバ ィンダ層を固化せしめ、 更に光触媒層に前記粒径の小さな粒子を含む溶液を 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。 8 0. 互いに結合された光触媒粒子の間隙にこの間隙よりも粒径の小さな粒 子が充填された光触媒機能を有する多機能材を製造する方法であつて、 この 方法は、 熱可塑性材料からなるシ一ト状バインダ層の上に光触媒粒子からな る光触媒層を形成し、 次いでこの光触媒層を形成したシ一ト状バインダ層を 基材表面に載置または貼着し、 この後、前記バインダ層を軟化させて光触媒 層の下層の一部をバインダ層に埋設し、 次いでバインダ層を固化せしめ、 更 に光触媒層に前記粒径の小さな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。 8 1 . 互いに結合された光触媒粒子の間隙にこの間隙よりも粒径の小さな粒 子が充填された光触媒機能を有する多機能材を製造する方法であつて、 この 方法は、 基材表面に熱可塑性材料からなるバインダ層を形成し、 次いで、 こ のバインダ層の上に光触媒粒子からなる光触媒層を形成し、 この後、 前記バ ィンダ層を軟化させて光触媒層の下層の一部をバインダ層に埋設し、 次いで バインダ層を固化せしめ、 更に光触媒層に前記粒径の小さな金属粒子のィォ 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ィォンを還元 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。 8 2 . 互いに結合された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、 熱可塑性材料からなるシ一ト状バインダ層の上に光触媒粒子からな る光触媒層を形成し、 次いでこの光触媒層を形成したシート状バインダ層を 基材表面に載置または貼着し、 この後、前記バインダ層を軟化させて光触媒 層の下層の一部をバインダ層に埋設し、 次いでバインダ層を固化せしめ、 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ィォ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。 8 3 . 互いに結合された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、 基材表面に熱可塑性材料からなるバインダ層を形成し、 次いで、 こ のバインダ層の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ィォ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ィォンを還元して光触媒粒子に固定化し、更に前記バイ ンダ層を钦化させて光触媒層の下層の一部をバインダ層に埋設し、 次いでバ ィンダ層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。 8 4 . 互いに結合された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、 熱可塑性材料からなるシート状バインダ層の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ィォンを還元して 光触媒粒子に固定化し、 更に光触媒層を形成したシート状バインダ層を基材 表面に載置または貼着し、 この後、 前記バインダ層を軟化させて光触媒層の 下層の一部をバインダ層に埋設し、 次いでバインダ層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。 8 5. 請求項 8 3または請求項 8 4に記載の光触媒機能を有する多機能材 の製造方法において、 前記光触媒粒子は Z nOであり、 この光触媒粒子の間 隙に充填される金属粒子は Agまたは Ag 2 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の製造方法。 8 6. 請求項 7 7乃至請求項 8 5に記載の光触媒機能を有する多機能材の 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のイオンとの間 で不溶性で無色または白色の塩を形成する塩類を含む溶液を、 光触媒層に接 触しせしめ、 この後紫外線を含む光を照射するようにしたことを特徴とする 光触媒機能を有する多機能材の製造方法。 8 7. 請求項 6 8乃至請求項 8 5に記載の光触媒機能を有する多機能材の製 造方法において、前記光触媒粒子は T i0 2 であり、 バインダ層を軟化せしめ るための熱処理温度は 8 0 0 °C以上 1 0 0 0 °C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。 8 8. 請求項 8 6に記載の光触媒機能を有する多機能材の製造方法において 、 前記光触媒粒子は T iO 2であり、 この光触媒粒子の間隙に充填される金属 粒子は Agであり、 この金属のイオンとの間で不溶性で無色または白色の塩 を形成する塩類を含む溶液は K I、 K C 1、 F e C l 3 等のハロゲン化物水溶液 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。 8 9 . 請求項 6 8乃至請求項 8 8に記載の光触媒機能を有する多機能材の製 造方法において、 前記バインダ層は基材の軟化温度よりも低い軟化温度を有 するものを選定し、 このバインダ層の軟化温度よりも 2 0。Cを越え 3 2 0 °C 未満の範囲で且つ基材の軟化温度よりも低い雰囲気温度で加熱処理すること を特徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。
  9. 9
    9 0. 請求項 6 8乃至請求項 8 9に記載の光触媒機能を有する多機能材の製 造方法において、 この製造方法は光触媒粒子をバインダ層上に塗布する工程 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ベ きゾルまたは前駆体或いは懸濁液を溶液中に分散させるための分散剤には、 バインダ層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。 9 1 . 請求項 6 8乃至請求項 9 0に記載の光触媒機能を有する多機能材の製 造方法において、前記光触媒粒子の比重を 51、 前記バインダ層の比重を 5 b とした場合、 0≤5 t— ( b≤3 . 0であることを特徴とする光触媒機能を有 する多機能材の製造方法。 9 2. 基材表面にバインダ層を形成し、 次いで表層部がバインダ層から露出 し下層部がバインダ層に埋設される光触媒層を形成した後、 この光触媒層の 表面に金属アルコキシドまたは有機金属塩を塗布し、 次いで乾燥熱処理する ことで光触媒粒子間に形成される間隙に、 当該間隙よりも小さな粒子を充填 するようにした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。 9 3. 基材表面にバインダ層を形成し、 次いで表層部がバインダ層から露出 し下層部がバインダ層に埋設される光触媒層を形成した後、 この光触媒層の 表面に金属アルコキシドまたは有機金属塩を塗布し、 次いで乾燥熱処理する ことで光触媒粒子間に形成される間隙に、 当該間隙よりも小さな粒子を充填 し、 この後、 Ni、 Pd、 Ptのうちの少なくとも一種の金属イオンを含む水 溶液を塗布し、 光還元により金属粒子を析出固定化するようにしたことを特 徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。 94. 請求項 54、 請求項 55、 請求項 92または請求項 93に記載の光触 媒機能を有する多機能材の製造方法において、 前記光触媒層の表面に塗布す る金属アルコキシドは Tiアルコキシドであり、 この Tiアルコキシドの塗布 量は Ti0 2 に換算して 10^ £ノじ111 2 以上1 O O/zgZcm 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の製造方法。 95. 請求項 54、 請求項 55、 請求項 92または請求項 93に記載の光触 媒機能を有する多機能材の製造方法において、 前記光触媒層の表面に塗布す る金属アルコキシドは Tiアルコキシドであり、 この Tiアルコキシドの熱処 理温度は 400て以上 800°C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。 96. 請求項 54、 請求項 55、 請求項 92または請求項 93に記載の光触 媒機能を有する多機能材の製造方法において、前記光触媒層の表面に塗布す る金属アルコキシドは Tiアルコキシドであり、 塗布液中の Tiアルコキシド に対する塩酸量は 1重量%以上 10重量%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。 97. 酸化チタンのゾルと酸化チタンよりも蒸気圧が高い物質のゾルとを混 合し、 この混合ゾルを基板上に塗布した後に、 ルチル型への相転移温度以下 の温度で焼結するようにした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。 98. 基材表面に光触媒活性を有する粒子と有色の金属微粒子を固定するェ 程、 前記金属微粒子と溶液または気体を反応させて少なくとも金属微粒子表 面に無色または白色の塩を形成する工程からな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。 9 9. 請求項 9 8に記載の光触媒機能を有する多機能材の製造方法において 、 前記金属粒子と反応させる液体は、 ハロゲン化塩溶液、 過酸化水素水、 ォ ゾン水とした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。
  10. 10
    1 0 0. 請求項 9 8に記載の光触媒機能を有する多機能材の製造方法におい て、 前記金属粒子と反応させる気体は、 酸素、 オゾンとしたことを特徴とす る光触媒機能を有する多機能材の製造方法。 1 0 1 . 請求項 9 8に記載の光触媒機能を有する多機能材の製造方法におい て、 前記金属粒子と反応させる液体または気体は、 酸化剤であることを特徴 とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。 1 0 2. 基板表面にルチル型 T iO 2 薄膜を形成し、 次いでこの薄膜上に N i 、 Pd、 P tのうち少なくとも一種の金属塩の水溶液または金属塩のエタノー ル溶液を塗布し、 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 ルチル型 T i 0 2 薄膜に金属を固定化するようにした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。 1 0 3. 請求項 1 0 2に記載の光触媒薄膜の形成方法において、 前記ルチル 型 T i 0 2 薄膜は 1 0 %以上の気孔率を有する多孔質体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。 1 0 4. 請求項 1 0 2に記載の光触媒薄膜の形成方法において、 前記紫外線 を含む光を照射して行なう金属イオンの還元は、 塗布した金属塩の水溶液ま たは金属塩のェ夕ノ一ル溶液を乾燥せしめた後に行なうようにしたことを特 徴とする光触媒機能を有する多機能材の製造方法。 105. 請求項 102に記載の光触媒薄膜の形成方法において、 前記ルチル 型 Ti0 2 薄膜は基板表面にバインダ層を介して形成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。 106. 請求項 105に記載の光触媒薄膜の形成方法において、 前記ルチル 型 Ti0 2 薄膜の厚みを 0. l /m〜0. 9 とした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。 107. 基板表面にルチル型 Ti0 2 薄膜を形成し、 次いでこの薄膜上に Cu 塩水溶液を塗布し、 この後、 紫外線を含む光を照射して Cuイオンを還元し てルチル型 Ti0 2 薄膜に Cu金属を 1. 2^ gZcm 2 〜: L O gZcm 2 固 定化するようにした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。 108. 基板表面にルチル型 Ti0 2 薄膜を形成し、 次いでこの薄膜上に Ag 塩水溶液を塗布し、 この後、 紫外線を含む光を照射して Agイオンを還元し てルチル型 Ti0 2 薄膜に Ag金属を 0. ノ cm 2 〜l gZcm 2 固定 化するようにした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 claims10