JP4384276B2 - 光触媒木質合成材組成物及びその製造方法，及び前記光触媒木質合成材組成物を用いた光触媒木質合成成形体，並びに光触媒木質合成発泡成形体 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は，木粉などセルロース系の破砕物を主たる成形素材とした光触媒活性効果を有する光触媒木質合成材組成物及びその製造方法，及び前記光触媒木質合成材組成物を用いた光触媒木質合成成形体，並びに光触媒木質合成発泡成形体に関し，より詳しくは，木粉に酸化チタンを吸着させ樹脂と混合して，酸化チタンの光触媒性，すなわち，脱臭，抗菌など，紫外線により活性化され，有機物，アンモニア，ＮＯｘ，ＳＯｘ，などを酸化分解する性質を向上ないし有効に発揮させることのできる濾材，接着剤，あるいは塗料などのコーティング材，フィルムあるいはシートとしての包装材料等，また，その他の日用品，一般又は病院の内装用建材，浴場，公園など各種公共施設における器具，備品など各種用途に広く適応できる木質合成材を始めとする各種成形品の原料としての光触媒木質合成材組成物及びその製造方法，並びに前記光触媒木質合成材組成物を用いた光触媒木質合成成形体，並びに光触媒木質合成発泡成形体を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から，この種酸化チタンは，脱臭フィルターとして使用され，また，コーティング剤として提供されており，対象物へ塗布乾燥して被膜を形成し，表面の防汚効果，抗菌効果を得るために用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，これらの従来品は，コーティングしたものにあっては塗布面積に限定され，反応速度も遅く，また，反応の終了が著しく遅いという不利な結果をもたらすものであった。また，コーティングに用いる溶剤は，易燃性で用途が限定されるという問題もあった。
【０００４】
本発明は，前記問題点を解消し，包装材料，塗料，建築資材，濾材など各種広範な用途の抗菌，抗黴，防汚（汚れの）及び悪臭の分解，脱臭処理，有害物質の酸化分解を有する光触媒木質合成材組成物及びその製造方法，また，大気処理，水処理，土壌処理にも用いて有効な光触媒木質合成材組成物及びその製造方法を提供すると共に，酸化チタンの光触媒活性効果それ自体を向上させることが可能となる光触媒性を有する木質合成材組成物及びその製造方法，及び，前記光触媒木質合成材組成物を用いた光触媒木質合成成形体，並びに光触媒木質合成発泡成形体を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために，本発明の光触媒木質合成材組成物は，２０〜４０wt％の酸化チタンと，１０〜６０wt％の平均粒径１５〜２００μmのセルロース系破砕物からなり，前記セルロース系破砕物の周囲及び空洞化した導管又は仮導管内に前記酸化チタンを付着，浸入固定し，前記酸化チタンを付着してなる含有水分量０．５wt％以内の配合物の単体の表面全体に２０〜８０wt％の樹脂を配合付着して成ることを特徴とする（請求項１）。
【０００６】
上記光触媒木質合成材組成物の製造方法は，酸化チタン２０〜４０wt％と，平均粒径１５〜２００μm の木粉等セルロース系破砕物１０〜６０wt％を，攪拌衝撃翼により混合して，前記攪拌衝撃翼による剪断力により生じる摩擦熱で乾燥し，含有水分量を０．５wt％以内に低下せしめると共に，前記セルロース系破砕物の周囲及び空洞化した導管又は仮導管内に前記酸化チタンを付着，浸入固定させた配合物を得，ついで前記配合物に樹脂を２０〜８０wt％の割合で配合して攪拌衝撃翼により混練溶融し，その後，造粒する工程からなることを特徴とする（請求項２）。
【０００７】
前記光触媒木質合成材組成物（請求項１）は，発泡剤をさらに０．１〜１０wt％の割合で配合して成ることを特徴とする（請求項３）。
【０００８】
また，前記光触媒木質合成材組成物の製造方法（請求項２）において，前記酸化チタン及び前記セルロース系破砕物と共に，発泡剤０．１〜１０wt％を前記攪拌衝撃翼により混合するものとしても良い（請求項４）。
【０００９】
発泡剤が０．１wt％以下では，発泡が不十分であり，１０wt％以上では，発泡過剰により成形が困難となる。
【００１０】
樹脂としては，後述のように，熱硬化性樹脂，例えば，フェノール，ユリア，エポキシ樹脂など，熱可塑性樹脂として，例えば，ポリプロピレン(PP), ポリエチレン(PE), ポリ塩化ビニル(PVC),ポリスチレン(PS)が用いられる。
【００１１】
ここで，前記発泡剤は，プロパン，ブタン等の低沸点溶剤（物理発泡），又は加熱分解してガスを発生する粉末状のアゾジカルボンアミドなど（化学発泡）を用いる。
【００１２】
なお，原料樹脂，或いは成形方法によっては４０wt％未満の硬化剤，１０wt％未満の整泡剤，０．１〜１０wt％の溶剤などを添加してもよい。
【００１３】
前述のように発泡剤を添加する場合には，前記混合を，前記発泡剤の沸点又は分解温度以下で混合すると（請求項５），射出成形又は押出し成形時，或いはシート成形後に加熱して発泡させ，表面積を増加させ光触媒効果を向上させることができる（請求項１１，１２）。
【００１４】
なお，前記樹脂として，接着剤原料としての樹脂あるいは，顔料と共に塗料原料としての樹脂を添加し，光触媒活性の効率の高いコーティング材を得ることができる。
【００１５】
酸化チタンが２０wt％未満では，光触媒反応が鈍化し，４０wt％以上では，セルロース系破砕物への吸着が困難となり，適切でない。
【００１６】
また，木粉等セルロース系破砕物が６０wt％より多いときは，成形時，木粉が焼け，成形が困難となり，また，１０wt％より少ないときは，上記配合の酸化チタンの木粉などへの吸着が困難となり好ましくない結果をもたらす。
【００１７】
そして，本願発明の光触媒木質合成材組成物（請求項１）及びその製造方法（請求項２）においては，好ましくは，酸化チタン２０〜３５wt％に，セルロース系の破砕物として前記木粉２５〜４５wt％と，樹脂としてポリプロピレン，ポリエチレン，ポリカーボネイト，ナイロン，又はＰＶＣ３５〜４５wt％を配合する（請求項６，７）。
【００１８】
光触媒木質合成材組成物（請求項１又は６）はこれに限定される訳ではないが，エキストルージョン法により成膜加工して成るフィルムあるいはシート，又は，射出成形，板状に押出し成形して成る光触媒木質合成成形体を得ることができる（請求項８）。
【００１９】
前記発泡剤各種を添加しない光触媒木質合成材組成物に発泡剤をドライブレンドした後，成膜加工，射出成形又は板状に押出し成形して成る任意の光触媒木質合成成形体を得ることが可能である。（請求項９）。
【００２０】
樹脂によっては，請求項４の手段では溶融時発泡剤が発泡してしまうためである。
【００２１】
上記本願組成物により，形成した板状の木質合成成形体の表面を好ましくはサンドブラストなどでサンディングすれば，表面積を増加させ，成形品の表面の変色を防止できる（請求項１０）。
【００２２】
なお，木粉及び酸化チタンは樹脂との馴染みが弱いので，前記押出し成形は，前記光触媒木質合成材組成物を加熱，練成し，スクリューをもって成形ダイへ押し出した押出し生地を徐冷し，且つ，この押出し生地に押出し力に抗する抑制力を加えて押出し生地の密度を高くすることで，より均一な高密度の光触媒木質合成成形体及び光触媒木質合成発泡成形体を得ることができる。
【００２３】
なお，使用する樹脂は特に限定されないが，用途に応じてＰＰ（ポリプロピレン），ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル），ＰＥＴ（ポリエステル），ＰＥ（ポリエチレン），ＰＣ（ポリカーボネート），ナイロン，ＡＢＳ，エポキシ，ウレタン等の熱可塑性あるいは熱硬化性樹脂の一種又はこれらの数種を混合したものを用いることができる。
【００２４】
酸化チタンは，本願組成物による成形品の着色と木粉の焼けを防ぎ，剪断力を高める作用をももたらす。
【００２５】
また，前記酸化チタンは，流動性，溶液中における分散性が良好であり，本発明の光触媒木質合成成形体に対して温度変化に伴う膨張収縮を著しく少なくすることにも寄与する。
【００２６】
上記構成により，木粉の流動時における摩擦抵抗が減少し，樹脂素材との馴染みをよくして，成形された木質合成成形体内の木粉の組織を密にし密度を均一にする。また，木粉と樹脂を押出機に充填加熱した場合，成形された木質合成成形体自体の表面の荒れ，気泡，巣等を生じさせることを防止できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
光触媒木質合成材組成物の製造例
酸化チタン２０〜４０wt％に，平均粒径１５〜２００μm の木粉等セルロース系破砕物を１０〜６０wt％の割合で配合して攪拌衝撃翼による攪拌を行うと，前記セルロース系破砕物例えば木粉は，攪拌衝撃翼により破砕，且つ，攪拌衝撃翼及び原材料自体の摩擦熱により乾燥し，前記酸化チタン及び前記木粉の含有水分量が０．５wt％，好ましくは，０．１wt％以下まで乾燥されると共に，セルロース系破砕物の周囲及び空洞化した導管又は仮導管内に酸化チタンが付着，浸入固化した配合物となる。
【００２８】
なお，前記木粉の平均粒径とは，当該木粉の累積重量パーセント分布の５０重量パーセントの粒子径を意味し，酸化チタンは，粒径は，小さいほど能力がよいが，例えばＸ線粒径７〜５０nmを用いることができる。
【００２９】
また，前記配合物に樹脂を２０〜８０wt％の割合で配合すると，前記樹脂は，攪拌衝撃翼により前記配合物と混練され，原材料自体の摩擦熱により約１８０〜２００℃で，含有水分量が０．５wt％以下に乾燥され，混合分散に際しても凝集したりせずに混練されゲル化する。
【００３０】
ついで，ジャケット内の混練材料は，前記原材料中の樹脂の凝固点すなわち融点近傍（融点＋１０℃）まで冷却されながら乾燥され，攪拌破砕翼により粒径２５mm程度以下に造粒され，固化された造粒物を得る。
【００３１】
さらに，前記造粒物は，例えば８mmのスクリーンを有するカッタミル等の粉砕機により整粒され，粒径（短径）１０mm以下の本願第１，第２実施形態の「光触媒木質合成材組成物」を得る。
【００３２】
以上のようにして，樹脂が熱的，化学的に安定した木粉粒（酸化チタンを含む）に固定化された状態を定常的に維持し得るようにして，前記木粉と樹脂との混合，分散状態を定常的に維持すべく，良好なる流動性を与える光触媒木質合成材組成物が形成され，且つ冷却による凝縮，縮小作用とも相まって，化学的な反応とか接着によらない光触媒木質合成材組成物が形成される。
【００３３】
そして，この光触媒木質合成材組成物は，各種成膜法によりフィルム，シート等に成形することができるが，インフレーションなど好適には，エキストルージョン法により成膜加工してフィルムあるいはシートなどの光触媒木質合成成形体を得ることができ，また，板状に押出し成形して成る光触媒木質合成成形体を得ることができる。
【００３４】
より詳述するために以下に図面を参照して説明する。
【００３５】
〔流動混合混練〕
図１において，８０は原材料を混合し混練して混練材料を形成することのできるミキサーであり，８１はミキサー本体で，該ミキサー本体８１の底面の中心には図示せざるモータ３７KW（ＤＣ）の回転駆動により８２０rpm/max で高速回転する軸８３をミキサー８１内の上方に向けて軸承し，この軸８３に下から上方へ順にスクレイパー８４，攪拌衝撃翼８５，８６，８７を装着し，軸８３の先端から締付ナット９２で締め付けられている。なお，前記各攪拌衝撃翼８５，８６，８７の形状は特に限定されないが，本実施例では，対称を成す２枚羽根である。図１のように，３個の攪拌衝撃翼を重ねた場合は全部で６枚の羽根で成り，これら６枚の羽根は平面で３６０度を６等分した等分角（６０度）を成すように互いに交叉した状態で重ねている。なお，複数個の攪拌衝撃翼を設けた場合，攪拌衝撃翼の合計の羽根数で３６０度を等分した角度で互いに交叉して重ねることは原材料を効率良く混練する点で好ましい。
【００３６】
上蓋８２を開放して投入口９４から投入する原材料は，酸化チタン，木粉等のセルロース系破砕物，樹脂，相溶化剤などで成る。
【００３７】
また，樹脂は，廃棄された各種の樹脂成形品をそのままもしくは表面樹脂塗膜を形成した樹脂成形品を複数の各小片に破砕し，前記破砕された個々の各小片に対して，圧縮研削作用を付加して樹脂塗膜を研削，剥離し，前記研削された個々の各小片に対して，微振動に基づいた圧縮衝撃力を付加して圧潰粉砕させ，かつ圧潰粉砕によって剥離された樹脂塗膜を随時に除去し，熱可塑性樹脂として素材化した，ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリカーボネイト，ナイロン，ポリ塩化ビニル等の樹脂の１種又はこれらの数種の混合したものを用いることができる。
【００３８】
前記酸化チタン及び木粉を前記投入口９４から投入し，ミキサー本体８１内で高速回転する攪拌衝撃翼８５，８６，８７による剪断力による摩擦熱により温度約１８０℃に上昇させ，立木の心材で４０％前後，あるいは，辺材で１００〜２００％に及ぶ酸化チタン及び木粉の水分含有量を０．５wt％，好ましくは，０．１wt％以下とする。この工程で，微小木粉の周囲あるいは，水分が蒸発し，空洞化した導管又は仮導管内にも酸化チタンを付着，浸入固定させる。
【００３９】
ここで，樹脂及び相溶化剤をミキサー本体８１内に投入する。
【００４０】
この工程においてミキサー本体８１内の温度が約２００℃に上昇した時点で混練溶融が完了する。
【００４１】
この工程で，原材料内の木粉により樹脂は大きな塊とはならず，混合分散に際しても凝集したりせずに粘土状にゲル化して直径約１０〜１００mmの塊状の「混練材料」となった。
【００４２】
つまり，この塊とは，個々の木粉がその木粉単体の表面全体に樹脂を付着した状態に形成され，これらの個々の木粉が集合した塊であるため，木粉単体間の密着性がなく塊そのものは脆いものである。したがって，この工程により形成された混練材料は，後工程の押出機でより一層効率良く混練され得る良好な材料であり，押出し成形時において特に木粉の摩擦抵抗を減じる良好な材料である。
【００４３】
上記工程をさらに詳述すると，木粉の水分含有量は，０．５wt％となっているため，相溶化剤の持つ分散性をよくする機能がさらに助長され，樹脂と木粉との界面をなくし，木粉からみて，樹脂中へ均一な密度で分散され，樹脂からみて，木粉へ含侵しやすくなると共に完全に木粉外周を包囲するかたちで，混練溶融される。
【００４４】
また，樹脂がＰＰの場合を始め木粉との混合比は，木粉が原材料の全体重の１０wt％未満になると樹脂がミキサー本体８１内で大きな塊となるので，木粉の量は１０wt％より多くする必要がある。また，木粉が６０wt％までは原材料のゲル化が可能であり，木粉が多くなると，木粉が焼ける。
【００４５】
〔冷却造粒〕
図２において，１００は前述した混練材料を混合し攪拌して「造粒物」を形成することのできる「クーリングミキサー」である。
【００４６】
１０１はミキサー本体で，上面を被蓋し，一方，下端に排出口１０７を設け，この排出口１０７をバルブ１０６で開閉自在に設けている。ミキサー本体１０１の外周壁内にジャケット１０２を形成し，このジャケット１０２内に給水管１０８から排水管１０９へ常時，冷却水を供給し，クーリングミキサー１００内の原材料の温度を樹脂の融点付近まで冷却するよう保持される。
【００４７】
前記ミキサー本体１０１の上壁内の略中心にはアーム１０３が略水平方向に回動可能に軸支され，このアーム１０３の先端には攪拌破砕翼１０４を軸承し，この攪拌破砕翼１０４は本実施例ではスクリュー型を成すものである。
【００４８】
なお，ミキサー本体１０１の上壁には投入口１１３を設け，この投入口１１３に前述したミキサー８０の排出ダクト９３を連通する。
【００４９】
前述したミキサー８０で形成された混練材料は排出ダクト９３を経て投入口１１３からミキサー本体１０１内へ投入される。投入された混練材料は攪拌しながら，冷却され直径約２５mm以下に造粒され，「造粒物」が形成され，この造粒物はバルブ１０６を開放して排出口１０７より排出される。
【００５０】
なお，クーリングミキサー１００で冷却される混練材料は，原材料中の樹脂の凝固点，すなわち融点以下に冷却されることが望ましいが，木粉を混合しているので樹脂の融点以下にまで下げる必要はなく，実際には造粒物が排出口１０７より排出可能な温度まで冷却されればよく，混練材料内の樹脂の融点より約１０℃高い温度まで冷却すれば良い。
【００５１】
また，冷却造粒工程は，上記のクーリングミキサーのような装置に限定されるものではなく，ミキサー本体内の混練材料を攪拌する攪拌羽根を設け且つミキサー本体内の外周壁面に前述したようなジャケットを設け，このジャケット内を流れる冷却水でミキサー本体内の混練材料を冷却するものであれば良い。
【００５２】
〔整粒〕
前記冷却造粒工程で形成された造粒物は，好ましくは，さらに図３に示すような「カッタミル」を用いて，粒径１０mm以下に整粒される。
【００５３】
図３において，１２１はカッタミル本体で，上面開口を有する円筒形を成すケーシングであり，前記開口を開閉自在な蓋１２２で被覆する。前記蓋１２２はカッタミル本体１２１内に造粒木粉を投入する投入口１２３を備えている。
【００５４】
また，前記カッタミル本体１２１内には，カッタミル本体１２１の底面に軸承されて図示せざる回転駆動手段で水平に回転するカッタ支持体１２４を設け，このカッタ支持体１２４に上下方向に長い回転刃１２５を設け，さらに，この回転刃１２５の刃先の回転軌跡に対して僅かな隙間を介して固定刃１２６を回転刃１２５の刃先の回転軌跡の略対称位置にカッタミル本体１２１に固定し，固定刃１２６とカッタ支持体１２４と回転刃１２５とでカッタミル本体１２１内を２分し，投入室１２７と整粒室１２８を形成する。また，整粒室１２８は，前記固定刃１２６間を回転刃１２５の回転軌跡の周囲を囲むようにスクリーン１２９で仕切っている。このスクリーン１２９は，整粒された整粒物が通過できるメッシュで形成している。
【００５５】
以上のカッタミル１２０において，投入口１２３から前述したクーリングミキサー１００で形成した造粒物を投入し，カッタ支持体１２４を回転すると，造粒物は，前記回転刃１２５と固定刃１２６により，粒径１０mm以下に整粒され，ペレット状「光触媒木質合成材組成物」が形成され，いわゆる樹脂が熱的，化学的に安定した酸化チタンを含む木粉粒に固定化された状態を定常的に維持し得るようにして木粉及び酸化チタンと樹脂との混合，分散状態を定常的に維持すべく，良好なる流動性を与える光触媒木質合成材組成物が形成され，且つ冷却による凝縮，縮小作用とも相まって，化学的な反応とか接着によらない光触媒活性を有する木質合成材組成物が形成される。
【００５６】
上記工程により製造された本発明光触媒木質合成材組成物は，各種成膜法によりフィルム，シート等に成形することができる他，押出機により板状等に形成して光触媒木質合成成形体を得ることができる。
【００５７】
しかし，木粉及び酸化チタンは樹脂との馴染みが弱いために，押出し成形の際には，スクリューをもって成形ダイへ押出した押出し生地を徐冷し，且つこの押出し生地に押出し力に抗する抑制力を加えることにより，押出し生地の密度を高くすることができる。
【００５８】
このような成形体は，抗菌，脱臭などの機能を有する各種建築材料，日用品，家具材料，機器パーツ等として広範囲な使用目的に向けた素材となる。例えば，上記の成形体の光触媒木質合成成形体は，家屋の室内装飾用の化粧成形体などの建築材として使用され，あるいは約３００mm四方の大きさに加工してフロアリンクブロックなどの床材として使用される。
【００５９】
さらに，他の用途として，自動車の車内の内装材として，例えば，運転席のメータパネル周りの化粧成形体，トランスミッション周囲の化粧成形体，その他の車内の壁面の化粧成形体として使用され，ＮＯｘを軽減する作用と共に，高級感を得ることができる。機器パーツとしては電気機器等のボックスパネルや他の機器の化粧成形体として使用される。
【００６０】
したがって，本発明の光触媒木質合成材組成物は，薄膜状成形体から厚い成形体に及ぶ広範囲な肉厚の木質合成成形体を成形可能であり，広範囲な使用目的に向けた素材が成形される。
【００６１】
なお，本発明の光触媒木質合成材組成物により成形される木質合成成形体は高密度であるので多量の木粉を混入でき，木粉は樹脂より半値以下で遥かに安価であるため安価な木質合成成形体が成形される。また，多量の木粉を混入される木質合成成形体は天然の木材パネルに近い性質を有する優れた成形体である。
【００６２】
光触媒木質合成材組成物のその他の製造例
酸化チタン２０〜４０wt％に，平均粒径１５〜２００μm の木粉等セルロース系破砕物１０〜６０wt％，発泡剤を０．１〜１０wt％の割合で配合して成る配合物を，前記流動混合混練工程と同様に，攪拌混合する。前述のように，乾燥及び酸化チタンの付着後，樹脂を２０〜８０wt％投入し，同様に混練，造粒する。
【００６３】
発泡剤としてアゾジカルボンアミドなどの粉末状の発泡剤を用いた場合，樹脂投入前に酸化チタンと共に攪拌混合すると，発泡剤も木粉に付着させることが可能である。
【００６４】
また，発泡剤以外を攪拌混合混練し，前記冷却造粒工程と同様にしてペレット状にした配合物（光触媒木質合成材組成物）と発泡剤をドライブレンドし，射出或いは押し出し成形することもできる。
【００６５】
原料樹脂，或いは成形方法によっては，発泡を所望のものとするため，４０wt％未満の硬化剤，１０wt％未満の整泡剤，０．１〜１０wt％の溶剤などを添加してもよい。
【００６６】
以上により混合された配合物は，加熱により発泡剤が気化又は分解して発泡体となるが，前記流動混合混練工程を発泡剤の沸点又は分解温度以下で行うことで，射出成形，押出し成形時又はシート成形後に加熱して所定形状に発泡させることができる。
【００６７】
例えば，以下の配合から成る配合物を用いた例を示すと，
樹脂（フェノール樹脂）：１００wt％
発泡剤（低沸点溶剤）：２wt％
整泡剤：２wt％
木粉と酸化チタン：２５〜１００wt％
上記配合物を攪拌混合し，別容器の硬化剤５wt％と共に，恒温室（２０〜３０℃）に入れて等温度にした後，それらを攪拌混合すると，フェノール樹脂の硬化の反応熱により発泡剤が気化して，発泡する。
【００６８】
また，粉末状の発泡剤を用いる例として，
樹脂（低密度ポリエチレン）：５９wt％
発泡剤（アゾジカルボンアミドADCA（２００℃以上で分解））：１wt％
木粉：２０wt％
酸化チタン：２０wt％
において，木粉及び酸化チタンを１８０℃で攪拌混合して乾燥し，酸化チタンを木粉に付着させた後，樹脂を投入して１５０℃程度で溶融混合し，冷却造粒してペレット状にしたものに，発泡剤をドライブレンドする。この混合物を２００℃以上で射出成形すると，型内で約２倍に発泡し，光触媒木質合成発泡成形体を得る。
【００６９】
また，上記配合物に対し，酸化チタン，木粉及び発泡剤を１７０℃で攪拌混合して乾燥して，酸化チタン及び発泡剤を木粉に付着させた後，樹脂を投入して１５０℃程度で溶融混合したものを，２００℃以上で射出成形すると，先の例よりも木粉に発泡剤が付着している分，発泡時に木粉が露出し，光触媒効果が上がる。
【００７０】
なお，前記溶融混合したものを１７０℃程度でシート成形し，そのシートを２００℃以上に加熱するとシートが発泡し，約２倍の厚みになる。
【００７１】
次に，発泡剤として泡沫状接着剤を説明する。
泡沫状接着剤は，
水溶性樹脂接着剤１００wt％に対して，
希釈水１００wt％に対して界面活性剤０．０１〜０．０７wt％混合溶液５０から１００wt％を配合したもの。又は
上記混合溶液にさらに，アミノ酸及び／ 又はゼラチン等のタンパク質を０．１wt％以下で配合したものから成る。
【００７２】
界面活性剤は，これに限定されるわけでないが，脱脂効果のあるポリオキシエチレンラウリルエーテルなどの非イオン系，ラウリルアルコール硫酸エステル塩などの陰イオン系などが用いられる。
【００７３】
また，ゼラチン粒は，例えば，市販されているゼラチン等のコラーゲンに由来する蛋白質を酵素酸，アルカリで加水分解して得たポリペプタイドを原料として，このポリペプタイドをジェットミル等の乾式粉砕の方法で粉砕するのが良く，例えば，平均分子量が８，５００よりも小さい範囲にあるゼラチンを原料とする。
【００７４】
アミノ酸（粗粉）は，ゼラチン粒の延長線上に位置づけられるものであり，ゼラチン粒と酷似し，これに限定されないが，例えば，脱脂大豆，小麦蛋白，牛乳などに含まれているケラチン等を酵素，酸，アルカリで加水分解して得られる平均分子量が１００〜２００のポリペプチド結合の無いアミノ酸である。
【００７５】
そこで，前記のゼラチン粒と共に，又は前記のゼラチン粒に代えて，用いることができる。ここで用いられるアミノ酸粒は，前記アミノ酸の粗粉を粉砕して作り出される。
【００７６】
また，上記水溶性接着剤は，通常接着剤に使用される樹脂により形成され，所望により粘着付与剤，軟化剤，充填剤，老化防止剤，架橋剤等の添加物を含む層であり得る。
【００７７】
樹脂としては，例えば，メチルアクリレート等のアクリル樹脂，ポリエチレン等のオレフィン樹脂，フェノール樹脂などである。
【００７８】
実施例
光触媒木質合成材組成物を用いた光触媒木質合成成形体の実施例及び比較例
実施例として，原材料の３０wt％は平均粒径１５〜２００μmで嵩比重が０．２の木粉で（このときの木粉は水分を約８wt％含む），酸化チタンは，ＳＴ一０１（石原テクノ社），Ｘ線粒径７nm，酸化チタン含有量９０wt％以上，比表面積m²/g：３００のものを３０wt％，残りの３９．５％は樹脂のポリプロピレン，分散促進剤として相溶化剤を０．５wt％配合してなる。
【００７９】
また，樹脂の形態は，本実施例では直径３mm程度の大きさの粒状から成るペレットを使用している。又，相溶化剤は，三洋化成工業株式会社ユーメックス１０１０を使用した。実施例１，２，比較例１は直径６５mmの単軸型押出機で押出成形による。
【００８０】
比較例１は，（石原テクノ社）Ｒ９３０アルミコーティングの酸化チタン；粒径０．２５μm（電子顕微鏡），コーティング膜厚：０．０１μmの顔料用のものを使用。
【００８１】
比較例２は，光触媒合成材組成物（木粉なし：表２）を粒径２×２mmとし，２００℃でホットプレス成形した。
【００８２】
比較例３は，シリカ系バインダ１０wt％，酸化チタン１０wt％に溶剤を添加した溶液にガラス板を浸漬して，乾燥したシリカ系バインダ５０wt％，酸化チタン５０wt％の試料としたものである。
【００８３】
また，比較例４は，前記混練工程をボールミルで代替し，混合処理後，プレス加工した例である。
【００８４】
【表１】

【００８５】
【表２】

【００８６】
以下に上記実施例及び比較例による試験結果を示す。
【００８７】
実験条件
添加アセトアルデヒド濃度 約８２０ppm
光強度 約１mW/cm²
反応容器 1.0l(リットル)
光触媒木質合成成形体及び他の比較例
サンプル大きさ：８×８cm
厚さ：４mm
比較例４は，前記ボールミル処理後，実施例と同様溶融混練し，粒径４mm以下に整粒し，４mm厚シート状にプレス成形した。
【００８８】
【表３】

【００８９】
【表４】

【００９０】
・Light control CO₂生成速度は，サンプルに光を照射しただけで出てくるCO₂量を表している。
・見かけのCO₂初期生成速度は，光照射後４５minでの生成速度光触媒CO₂初期生成速度は，次式；
（見かけのCO₂初期生成速度）一（Light control CO₂生成速度）
・ｌh，２hでの生成率（％）は，理論値に対する生成比で光触媒分だけで計算したもの。
・アセトアルデヒド初期消滅速度は，光照射後３０minでの消滅速度。
・ｌhでのアセトアルデヒド消滅率（％）は，ｌhでの濃度／初期濃度×100なお，＊５０は，２０時間経過後１００％となった。また，９９* はtrace 中のアセトアルデヒドが残存していることを示している。
【００９１】
比較例１の試験片は，光触媒活性が認められないので，アセトアルデヒドが消滅しているというよりは，吸着していると考えられる。
【００９２】
これに対し，実施例１は，２hでのCO₂生成率では，実施例２と共に１００％を示し，アセトアルデヒドの濃度が減少してから十分な反応をすることがわかる。
【００９３】
また，実施例２では，酸化チタンの配合は，比較例２の半分であるが，２hでのアセトアルデヒド消滅率が後者の９１に対して１００である。１hでのCO₂生成率を２hで逆転しており，反応終了時間が早く通常濃度でのアセトアルデヒド雰囲気下では，さらに，比較例２に対し，実施例２が上回ることが予想され，単に酸化チタンの量が多いのみでは効果は得られず，本願セルロース系破砕物の添加が極めて光触媒活性性能を向上させていることが分かった。
【００９４】
また，比較例４では，ボールミルを用いているために得られた混練材料が毛羽立たずに丸くなっているため，表面積が小さく酸化チタンの付着性が悪くなっている。また，水分も約１．６wt％含有しているために，押出成形ができなかった。すなわち，本発明の製造方法により，光触媒活性性能を得ることができた。
【００９５】
【表５】

【００９６】
表５における樹脂の種類は，それぞれ，下表の１種又は数種
【００９７】
【表６】

【００９８】
上記フィルムあるいは，シートについてもサンディングが可能であり，塗料，接着剤と共に木質感のあるものとなり，印刷，接着，塗装が可能となる。
【００９９】
また，混入木粉により，放熱性にも優れる。
【０１００】
【発明の効果】
本発明は，以上説明したように構成されているので，以下に記載されるような効果を奏する。
【０１０１】
反応速度，反応の終了を著しく早めることができ，酸化チタンの光触媒活性効果それ自体を向上させることが可能であり，包装材料，塗料，壁紙など建築資材，濃材，自動車の内装材など各種広範な用途に適応できる抗菌，抗徽，防汚（汚れの）及び悪臭の分解，脱臭処理，有害物質の酸化分解効果を有する光触媒木質合成材組成物及びその製造方法，並びに前記光触媒木質合成材組成物から成る光触媒木質合成成形体を，また，大気処理，水処理，土壌処理にも用いて有効な光触媒木質合成材組成物及びその製造方法，並びに前記光触媒木質合成成形体を提供することができた。
【０１０２】
また，前記光触媒木質合成材組成物を利用して，それを発泡体にすることで，表面積を増加させ，光触媒効果を上げることができ，さらには，その応用例として光触媒木質合成発泡体を例えば汚水処理層又は海上に浮かべて，光触媒効果で汚水を浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に使用するミキサー（流動混合混練）の要部断面を示す全体正面図である。
【図２】 本発明の実施例に使用するクーリングミキサー（冷却造粒）の要部断面を示す全体正面図である。
【図３】 本発明の実施例に使用するカッタミル（整粒）の要部断面を示す全体正面図である。
【符号の説明】
８０ ミキサー（流動混合混練）
８１ ミキサー本体
８２ 上蓋
８３ 軸
８４ スクレイパー
８５，８６，８７ 攪拌衝撃翼
９２ ナット
９３ 排出ダクト
９４ 投入口
１００ クリーニングミキサー（冷却造粒）
１０１ ミキサー本体
１０２ ジャケット
１０３ アーム
１０４ 攪拌破砕翼
１０６ バルブ
１０７ 排出口
１０８ 給水管
１０９ 排水管
１１３ 投入口
１２０ カッタミル（整粒）
１２１ カッタミル本体
１２２ 蓋
１２３ 投入口
１２４ カッタ支持体
１２５ 回転刃
１２６ 固定刃
１２７ 投入室
１２８ 整粒室
１２９ スクリーン

Claims (12)

1. ２０〜４０wt％の酸化チタンと，１０〜６０wt％の平均粒径１５〜２００μmのセルロース系破砕物からなり，前記セルロース系破砕物の周囲及び空洞化した導管又は仮導管内に前記酸化チタンを付着，浸入固定し，前記酸化チタンを付着してなる含有水分量０．５wt％以内の配合物のセルロース系破砕物単体の表面全体に２０〜８０wt％の樹脂を配合付着して成ることを特徴とする光触媒木質合成材組成物。
2. 酸化チタン２０〜４０wt％と，平均粒径１５〜２００μm のセルロース系破砕物１０〜６０wt％を，攪拌衝撃翼により混合して，前記攪拌衝撃翼による剪断力により生じる摩擦熱で乾燥し，含有水分量を０．５wt％以内に低下せしめると共に，前記セルロース系破砕物の周囲及び空洞化した導管又は仮導管内に前記酸化チタンを付着，浸入固定させた配合物を得，ついで前記配合物に樹脂を２０〜８０wt％の割合で配合して攪拌衝撃翼により混練溶融し，その後，造粒する工程からなる光触媒木質合成材組成物の製造方法。
3. 発泡剤をさらに０．１〜１０wt％の割合で配合して成ることを特徴とする請求項１記載の光触媒木質合成材組成物。
4. 前記酸化チタン及び前記セルロース系破砕物と共に，発泡剤０．１〜１０wt％を前記攪拌衝撃翼により混合することを特徴とする請求項２記載の光触媒木質合成材組成物の製造方法。
5. 前記混合を，前記発泡剤の沸点又は分解温度以下で行う請求項４記載の光触媒木質合成材組成物の製造方法。
6. 酸化チタン２０〜３５wt％に，セルロース系の破砕物として木粉２５〜４５wt％と，樹脂としてポリプロピレン，ポリエチレン，ポリカーボネイト，ナイロン，又はポリ塩化ビニル３５〜４５wt％を配合する請求項１記載の光触媒木質合成材組成物。
7. 酸化チタン２０〜３５wt％に，セルロース系の破砕物として木粉２５〜４５wt％と，樹脂としてポリプロピレン，ポリエチレン，ポリカーボネイト，ナイロン，又はポリ塩化ビニル３５〜４５wt％を配合する請求項２記載の光触媒木質合成材組成物の製造方法。
8. 請求項１又は６記載の光触媒木質合成材組成物を成膜加工，射出成形又は板状に押出し成形して成る光触媒木質合成成形体。
9. 請求項１又は６記載の光触媒木質合成材組成物に発泡剤をドライブレンドした後，成膜加工，射出成形又は板状に押出し成形して成る光触媒木質合成成形体
10. 表面をサンディングして成る請求項９記載の光触媒木質合成成形体。
11. 請求項３記載の光触媒木質合成材組成物を，射出成形又は押出し成形時，或いはシート成形後に加熱して発泡させて成る光触媒木質合成成形体。
12. 請求項３記載の光触媒木質合成材組成物を，射出成形又は押出し成形時，或いはシート成形後に加熱して発泡させて成る光触媒木質合成成形体の製造方法。

Images