JP2005342704A - 光触媒体の担持方法および多孔質材 - Google Patents
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- Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
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Abstract
【課題】多孔質材の呼吸性を低減させることなく、多孔質材に光触媒体を強固に担持でき
る光触媒体の担持方法および多孔質材を提供すること。
【解決手段】珪藻土等の多孔質材と水とを混練して未硬化状態の多孔質材を構成し、この未硬化状態の多孔質材を鏝等で下地材上に塗布する。次に、多孔質材の表面が硬化する前に、スプレー等を用いて光触媒体である二酸化チタンのゾルを噴霧して多孔質材の表面をコーティングする。すると、珪藻土に添加された固化材と水との水硬反応等によって多孔質材が硬化することにより、多孔質材が二酸化チタンの微粒子を強固に担持するとともに、多孔質材が壁等を構成する。
る光触媒体の担持方法および多孔質材を提供すること。
【解決手段】珪藻土等の多孔質材と水とを混練して未硬化状態の多孔質材を構成し、この未硬化状態の多孔質材を鏝等で下地材上に塗布する。次に、多孔質材の表面が硬化する前に、スプレー等を用いて光触媒体である二酸化チタンのゾルを噴霧して多孔質材の表面をコーティングする。すると、珪藻土に添加された固化材と水との水硬反応等によって多孔質材が硬化することにより、多孔質材が二酸化チタンの微粒子を強固に担持するとともに、多孔質材が壁等を構成する。
Description
本発明は、光触媒体の担持方法および多孔質材に関し、特に、多孔質材の呼吸性を低減させることなく、多孔質材に光触媒体を強固に担持できる光触媒体の担持方法および多孔質材に関する。
従来、建物の内外装材としては、例えば、珪藻土や漆喰等の多孔質材に、光触媒体を付着させたものが利用されている。多孔質材は、表面に形成された細孔（多孔質部分）で各物質を吸着することにより、室内の調湿や消臭、有害物質の吸着等、室内環境を改善する機能、換言すれば、呼吸性を有している。一方、光触媒体としては、二酸化チタン（ＴｉＯ２）が知られており、この二酸化チタンは、紫外線の照射を受けて周囲の有機物質等の分解を促進して、防汚や抗菌、消臭等を行う機能を有している。このような防汚や抗菌、消臭等の機能を有する光触媒体を、呼吸性を有する多孔質材に付着させることにより、室内の空調環境等のより一層の改善を図っている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−３１１７９９号公報
ここで、多孔質材に光触媒体を付着させる方法としては、例えば有機系のバインダー（結着剤）が利用されている。しかしながら、有機系バインダーは、二酸化チタン等の光触媒体による強力な酸化力によって分解されるおそれがあり、この場合には、光触媒体としての諸機能が果たせなくなる可能性がある。
そこで、光触媒体の強力な酸化力の影響が少ない無機系バインダーを用いて、光触媒体を多孔質材の表面に付着させることが考えられるが、この場合には、無機系バインダーが有機系バインダーに比べて結着性に劣るため、無機系バインダーを厚塗りする必要があり、このため、多孔質材の細孔が無機系バインダーによって塞がれて、多孔質材の呼吸性を低減してしまう可能性がある。
そこで、光触媒体の強力な酸化力の影響が少ない無機系バインダーを用いて、光触媒体を多孔質材の表面に付着させることが考えられるが、この場合には、無機系バインダーが有機系バインダーに比べて結着性に劣るため、無機系バインダーを厚塗りする必要があり、このため、多孔質材の細孔が無機系バインダーによって塞がれて、多孔質材の呼吸性を低減してしまう可能性がある。
本発明の目的は、多孔質材の呼吸性を低減させることなく、多孔質材に光触媒体を強固に担持できるようにすることにある。
本発明は、水和反応によって硬化する多孔質材に光触媒体を担持させる光触媒体の担持方法であって、前記多孔質材が硬化する前に、当該多孔質材の表面に前記光触媒体を付着させることを特徴とする。
本発明によれば、水和反応によって多孔質材が硬化する前に、多孔質材に光触媒体を付着させ、多孔質材が硬化することにより光触媒体を担持するようにしたので、バインダーを使用しなくても、多孔質材の表面に光触媒体を強固に担持できる。また、多孔質材の成形と光触媒体の担持とを同時に施工でき、工期の短縮化を図ることができる。
また、このようにバインダーが不要なため、多孔質材に形成された細孔を塞ぐことがないから、多孔質材の呼吸性を十分に確保できる。その上、従来に比べて使用する材料の点数が減少するため、コストダウンを図ることもできる。
本発明によれば、水和反応によって多孔質材が硬化する前に、多孔質材に光触媒体を付着させ、多孔質材が硬化することにより光触媒体を担持するようにしたので、バインダーを使用しなくても、多孔質材の表面に光触媒体を強固に担持できる。また、多孔質材の成形と光触媒体の担持とを同時に施工でき、工期の短縮化を図ることができる。
また、このようにバインダーが不要なため、多孔質材に形成された細孔を塞ぐことがないから、多孔質材の呼吸性を十分に確保できる。その上、従来に比べて使用する材料の点数が減少するため、コストダウンを図ることもできる。
また、本発明は、水硬反応あるいは気硬反応によって硬化する多孔質材に光触媒体を担持させる光触媒体の担持方法であって、前記多孔質材が硬化する前に、当該多孔質材の表面に前記光触媒体を付着させることを特徴とする。
本発明によれば、水硬反応や気硬反応によって多孔質材が硬化する前に、多孔質材に光触媒体を付着させ、多孔質材が硬化することにより光触媒体を担持するようにしたので、バインダーを使用しなくても、多孔質材の表面に光触媒体を強固に担持できる。また、多孔質材の成形と光触媒体の担持とを同時に施工でき、工期の短縮化を図ることができる。
また、このようにバインダーが不要なため、多孔質材に形成された細孔を塞ぐことがないから、多孔質材の呼吸性を十分に確保できる。その上、従来に比べて使用する材料の種類や使用量が減少するため、コストダウンを図ることもできる。
本発明によれば、水硬反応や気硬反応によって多孔質材が硬化する前に、多孔質材に光触媒体を付着させ、多孔質材が硬化することにより光触媒体を担持するようにしたので、バインダーを使用しなくても、多孔質材の表面に光触媒体を強固に担持できる。また、多孔質材の成形と光触媒体の担持とを同時に施工でき、工期の短縮化を図ることができる。
また、このようにバインダーが不要なため、多孔質材に形成された細孔を塞ぐことがないから、多孔質材の呼吸性を十分に確保できる。その上、従来に比べて使用する材料の種類や使用量が減少するため、コストダウンを図ることもできる。
ここで、前記光触媒体は、粉粒状に構成され、この粉粒状の光触媒体を前記多孔質材の表面に散布することができる。また、前記多孔質材製造方法において、前記光触媒体は、分散媒中に分散された懸濁液（ゾル）として構成され、この懸濁液として構成された光触媒体を前記多孔質材の表面に塗布または噴霧することとしてもよい。
これらの構成によれば、比較的簡単に、多孔質材の表面に光触媒体を付着させることができる。この場合には、例えば、スプレーやはけ、ローラー、こて等を用いることにより、多孔質材に対して光触媒体を均一に付着させることができる。
これらの構成によれば、比較的簡単に、多孔質材の表面に光触媒体を付着させることができる。この場合には、例えば、スプレーやはけ、ローラー、こて等を用いることにより、多孔質材に対して光触媒体を均一に付着させることができる。
以上の光触媒体の担持方法において、前記光触媒体は二酸化チタン（ＴｉＯ２）を含有することが好ましい。このような構成によれば、空気中の臭気物質や有害物質等の分解を促進できるとともに、多孔質材表面の防汚性や抗菌性等を奏することができる。
また、以上の光触媒体の担持方法において、前記多孔質材は、珪藻土や、漆喰、コンクリート、モルタル、石膏プラスター等から構成されていることが好ましく、例えば、左官材を用いることができる。
また、以上の光触媒体の担持方法において、前記多孔質材は、珪藻土や、漆喰、コンクリート、モルタル、石膏プラスター等から構成されていることが好ましく、例えば、左官材を用いることができる。
本発明の多孔質材は、前記光触媒体の担持方法によって、光触媒体が担持されていることを特徴とする。このような多孔質材は内外装材として好適に利用できる。
本発明の光触媒体の担持方法および多孔質材によれば、多孔質材の呼吸性を低減させることなく、多孔質材に光触媒体を強固に担持できるという効果がある。
本発明の実施形態において、光触媒体が担持された多孔質材について説明する。
本実施形態における多孔質材は、例えば、施工現場において、珪藻土等と水とを混練して泥状の材料を形成した後、この泥状の材料を鏝等を用いて下地材に塗布し、その後、珪藻土に添加されたコンクリートやモルタル等の固化剤が水硬反応等によって硬化することにより、壁等を構成する左官材料である。このように、多孔質材は、建物の内外装材として利用されている。ここで、珪藻土とは、藻類(プランクトン)の死骸が長期間に亘って堆積してできた粘土状の土であり、内外に通じるマイクロメートルオーダー程度の細孔を有している。従って、珪藻土を含む多孔質材の表面層には前述の細孔が形成され、この細孔において空気中の水分子や臭気物質、有害物質等を吸着できる。このため、多孔質材は、高い調湿機能すなわち呼吸性を有している。
本実施形態における多孔質材は、例えば、施工現場において、珪藻土等と水とを混練して泥状の材料を形成した後、この泥状の材料を鏝等を用いて下地材に塗布し、その後、珪藻土に添加されたコンクリートやモルタル等の固化剤が水硬反応等によって硬化することにより、壁等を構成する左官材料である。このように、多孔質材は、建物の内外装材として利用されている。ここで、珪藻土とは、藻類(プランクトン)の死骸が長期間に亘って堆積してできた粘土状の土であり、内外に通じるマイクロメートルオーダー程度の細孔を有している。従って、珪藻土を含む多孔質材の表面層には前述の細孔が形成され、この細孔において空気中の水分子や臭気物質、有害物質等を吸着できる。このため、多孔質材は、高い調湿機能すなわち呼吸性を有している。
光触媒体は、例えばナノメートルオーダーの平均粒径を有する光触媒物質である二酸化チタン（ＴｉＯ２）の微粒子を分散媒である水に分散させた懸濁液（ゾル）として構成されている。この二酸化チタンの微粒子には、光触媒としての防汚性や抗菌性等に優れるアナターゼ型の結晶構造を有するものが主に用いられる。
なお、二酸化チタンの微粒子としては、アナターゼ型以外に、ルチル型、ブルッカイト型の結晶構造を有するものを使用してもよく、また、３種類の結晶構造のうちの少なくとも２種類を含有する混合物であってもよい。なお、二酸化チタンの粒径は、ナノメートルオーダーに限定されない。
なお、二酸化チタンの微粒子としては、アナターゼ型以外に、ルチル型、ブルッカイト型の結晶構造を有するものを使用してもよく、また、３種類の結晶構造のうちの少なくとも２種類を含有する混合物であってもよい。なお、二酸化チタンの粒径は、ナノメートルオーダーに限定されない。
次に、多孔質材への光触媒体の担持方法について説明する。
まず、珪藻土と水とを混練して構成された未硬化状態の多孔質材を、鏝等によって下地材上に塗布する。次に、塗布した多孔質材の表面が硬化する前に、スプレー等を用いて二酸化チタンのゾルを噴霧して多孔質材の表面をコーティングする。なお、必要に応じて、表面コーティングした後に、鏝やローラー等を用いて多孔質材の表面を平滑化したり、二酸化チタン粉末を多孔質材の中に刷り込んでもよい。このような状態で放置すると、珪藻土に添加されたコンクリートやモルタル等の固化剤が水硬反応等によって硬化して多孔質材が硬化することにより、多孔質材が二酸化チタンの微粒子を強固に担持するとともに、多孔質材が壁等を構成することになる。
まず、珪藻土と水とを混練して構成された未硬化状態の多孔質材を、鏝等によって下地材上に塗布する。次に、塗布した多孔質材の表面が硬化する前に、スプレー等を用いて二酸化チタンのゾルを噴霧して多孔質材の表面をコーティングする。なお、必要に応じて、表面コーティングした後に、鏝やローラー等を用いて多孔質材の表面を平滑化したり、二酸化チタン粉末を多孔質材の中に刷り込んでもよい。このような状態で放置すると、珪藻土に添加されたコンクリートやモルタル等の固化剤が水硬反応等によって硬化して多孔質材が硬化することにより、多孔質材が二酸化チタンの微粒子を強固に担持するとともに、多孔質材が壁等を構成することになる。
本実施形態においては、次のような効果がある。
(１)水硬反応等によって多孔質材が硬化する前に、多孔質材に光触媒体を付着させ、多孔質材が硬化することにより光触媒体を担持するようにしたので、バインダーを使用しなくても、多孔質材の表面に光触媒体を強固に担持できる。また、このように多孔質材の成形と光触媒体の担持とを同時に施工するので、工期の短縮化を図ることができる。
(１)水硬反応等によって多孔質材が硬化する前に、多孔質材に光触媒体を付着させ、多孔質材が硬化することにより光触媒体を担持するようにしたので、バインダーを使用しなくても、多孔質材の表面に光触媒体を強固に担持できる。また、このように多孔質材の成形と光触媒体の担持とを同時に施工するので、工期の短縮化を図ることができる。
(２)前述したようにバインダーが不要なので、多孔質材の細孔をバインダーで塞ぐことがないから、細孔による呼吸性を十分に確保できる。また、従来に比べて、使用材料の点数が減少するため、コストダウンを図ることもできる。
(３)多孔質材に光触媒体を担持させたので、多孔質材の表面に紫外線が降り注がれると、担持された二酸化チタンの微粒子が触媒として活性化され、その際発生する活性酸素により、抗菌性や防汚性等の機能を発揮できる。
(４)二酸化チタンの微粒子が分散したゾルを用いて、このゾルをスプレー等により噴霧することにより、多孔質材の表面に二酸化チタンをコーティングしたので、比較的簡単で、かつ均一に多孔質材の表面に光触媒体を付着させることができる。
(５)本発明を建物の内装材に利用したので、室内の居住性を高めることができ、室内環境の改善効果がより一層顕著に現れるため好適である。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形例も本発明に含まれる。
前記実施形態において、二酸化チタンの微粒子を水に分散させた懸濁液を多孔質材の表面に噴霧することにより、二酸化チタンを多孔質材に付着させていたが、例えば、鏝や刷毛、ローラー等を用いて、懸濁液を塗布してもよい。この際、二酸化チタンの微粒子を水に分散させていたが、他の溶媒に分散させてもよい。
また、光触媒体を懸濁液として構成していたが、二酸化チタンの微粒子を直接、多孔質材の表面に散布、噴霧してもよく、この場合も、鏝や刷毛、ローラー等を用いて実施すればよい。
前記実施形態において、二酸化チタンの微粒子を水に分散させた懸濁液を多孔質材の表面に噴霧することにより、二酸化チタンを多孔質材に付着させていたが、例えば、鏝や刷毛、ローラー等を用いて、懸濁液を塗布してもよい。この際、二酸化チタンの微粒子を水に分散させていたが、他の溶媒に分散させてもよい。
また、光触媒体を懸濁液として構成していたが、二酸化チタンの微粒子を直接、多孔質材の表面に散布、噴霧してもよく、この場合も、鏝や刷毛、ローラー等を用いて実施すればよい。
前記実施形態において、光触媒体として二酸化チタンを採用したが、これらに限らず、例えば、酸化スズ（ＳｎＯ２）等の他の光触媒体を用いてもよい。また、前記実施形態において、本発明の光触媒体が担持された多孔質材を建物の内装材に利用していたが、例えば、建物の外装材に利用してもよく、その用途は特に限定されない。
また、前記実施形態において、多孔質材として例えば珪藻土により構成していたが、これに限らず、例えば、漆喰やコンクリート、モルタル、石膏プラスター他から構成してもよい。
つまり、多孔質材としては、コンクリートやモルタル等の水硬反応によって硬化する材料や、漆喰等の空気中の二酸化炭素と反応して硬化する気硬反応によって硬化する材料、無機質の粉体に水を加えて練り混ぜ、塗り壁等とする石膏プラスターやドロマイトプラスター等のプラスター等を用いることができる。気硬反応によって硬化する材料やプラスターを用いた場合でも、これらの材料が完全に硬化する前に前記光触媒体を付着させることにより、前記(１)〜(５)と同様の効果を奏することができる。
なお、前記光触媒体を多孔質材に付着させるタイミングとしては、例えば、多孔質材がコンクリートの場合には、コンクリートの凝固開始時間を示す貫入抵抗値が３．５N/mmを越える前に付着させることが好ましい。
Claims (7)
- 水和反応によって硬化する多孔質材に光触媒体を担持させる光触媒体の担持方法であって、前記多孔質材が硬化する前に、当該多孔質材の表面に前記光触媒体を付着させることを特徴とする光触媒体の担持方法。
- 水硬反応あるいは気硬反応によって硬化する多孔質材に光触媒体を担持させる光触媒体の担持方法であって、前記多孔質材が硬化する前に、当該多孔質材の表面に前記光触媒体を付着させることを特徴とする光触媒体の担持方法。
- 請求項１または請求項２に記載の光触媒体の担持方法において、
前記光触媒体は、粉粒状に構成され、
この粉粒状の光触媒体を前記多孔質材の表面に散布することを特徴とする光触媒体の担持方法。 - 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光触媒体の担持方法において、
前記光触媒体は、分散媒中に分散された懸濁液として構成され、
この懸濁液として構成された光触媒体を前記多孔質材の表面に塗布または噴霧することを特徴とする光触媒体の担持方法。 - 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光触媒体の担持方法において、
前記光触媒体は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）を含有することを特徴とする光触媒体の担持方法。 - 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光触媒体の担持方法において、
前記多孔質材は、珪藻土や、漆喰、コンクリート、モルタル、石膏プラスター等から構成されていることを特徴とする光触媒体の担持方法。 - 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の光触媒体の担持方法によって、光触媒体が担持されていることを特徴とする多孔質材。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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