JP4129537B2

JP4129537B2 - 複合壁

Info

Publication number: JP4129537B2
Application number: JP2002372511A
Authority: JP
Inventors: 徳久小森
Original assignee: 株式会社遊天セラミックス
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: JP2004204477A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸化チタンを用いた複合壁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
酸化チタン（二酸化チタンとも呼ばれる）は、強い酸化還元力を有し、光を照射すると、酸化チタンの表面にある水分を強い酸化力を持つヒドロキシラジカル（ＯＨ）に変え、このヒドロキシラジカルが、空気中の有害な化学物質や菌などの有機物を分解し、無害化するという光触媒反応を生じる。
【０００３】
この酸化チタンを陶器や金属製の家具等に被覆し、酸化チタンの分解能力を利用して室内の有害物質を分解することが行われているが、酸化チタンをプラスチック等の有機物からなる基材の上に接着剤等によりコーティングすると、基材および接着剤を劣化させるチョーキング現象が発生するため、有機物を多量に含む壁材に直接塗布することができない。このため、酸化チタンを有機性の基材に塗布する場合は、基材に無機性のプライマを塗布してから酸化チタンを塗布することが行われている。
【０００４】
一方、アパタイト（リン酸カルシウム）は、タンパク質等の有機物を吸着する性質があるため、室内の汚れ成分を除去することができるが、吸着した汚れ成分がそのまま蓄積されるため、吸着能力がそのうち飽和してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、酸化チタンをアパタイトで被覆した光触媒材料が開発されている。この材料は、アパタイトで吸着した汚れ成分を酸化チタンが分解する構成となっている（特許文献１参照）。酸化チタン全体がアパタイトで覆われているので、この光触媒材料を塗料等に混合して、基材を劣化させずに壁等に塗布することができる。
【０００６】
しかしながら、酸化チタンの光触媒反応は、酸化チタンの表面で行われるが、特許文献１に記載された材料は、酸化チタンの表面全体がアパタイトによって被覆されているので、光触媒反応はほとんど行われない状態になる。このため、現在では、酸化チタンの表面に、アパタイトで被覆された部分と、空気中に露出した部分とを設けて、光触媒材料を形成している。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２７０７０９号公報（第２−４頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、酸化チタンをアパタイトで被覆するときに、被覆部分と露出部分とを均等に形成することができず、この光触媒材料を塗料として用いると、基材に露出面が当接し、基材を劣化させるので、壁材として用いると壁面が崩壊してしまうという問題が再発生する。
【０００９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、壁面の崩壊を防止するとともに酸化チタンの反応が弱くなることを防止して、室内の有害物質を効率的に分解する複合壁を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の複合壁は、基材にアパタイトを主体とした塗料を塗布して形成された吸着層と、この吸着層の表面に酸化チタンを分散塗布して形成された分解層とを備え、前記酸化チタンの基部は、前記アパタイトに直接固着されている。
【００１１】
ここで、アパタイトには、例えば、水酸化ハイドロキシアパタイト（Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２）等の水酸基を有するものが含まれる。また、アパタイトを主体とした塗料とは、塗料の水分を除いた分のうち、アパタイトの占める割合が、８０％〜１００質量％であるものをいう。
また、複合壁とは、平板状または波板状に形成された建築材料であることを意味しており、壁の他に、天井や床に用いられる場合も含まれる。また、分解層とは、酸化チタンの表面が露出した部分をいい、アパタイトに固定された部分を含まないものとする。
【００１２】
分散塗布とは、酸化チタンを、吸着層上に多数の点状に散布したものである。アパタイトは、高い吸水性を有しており、水分を吸収してリン酸イオンとカルシウムイオンに分離する。ここに酸化チタンが付着すると、酸化チタンにリン酸イオンが吸着し、さらにリン酸イオンがカルシウムイオンを吸着する。このようにして、酸化チタンは、接着剤等を介さずにアパタイトと直接固着する。
酸化チタンがアパタイトに直接固着するので、有機系接着剤を用いたときのように酸化チタンが有機系接着剤を分解して剥離することがなくなり、また、無機系接着剤を用いたときのように、アパタイトの吸着力を弱めることがなくなる。
【００１３】
このようにして、酸化チタンの基部が吸着層内のアパタイトに固定され、吸着層内のアパタイトも酸化チタンを介して一体的に形成される。一方、酸化チタンの先部は複合壁の表面側に露出した状態となり、また、吸着層も、酸化チタンとともに複合壁の表面側に露出した状態に形成される。
【００１４】
酸化チタンは、可視光や紫外光等の光を照射したときに有機物を分解する働きを有している。空気中に浮遊している有害物質は、吸着層中のアパタイトに吸着され、この有害物質は、壁面に光が当たると、吸着層の表面に配置された酸化チタンにより分解される。酸化チタンがアパタイトに接触して配置されているので、アパタイトの吸着能力が飽和することはなく、継続的に有機物を分解することができる。
【００１５】
前記吸着層に、８０質量％以上のアパタイトを含めると、塗料がバインダとして有機物を有しているときでも、酸化チタンによるバインダの劣化を遅らせることができ、吸着層の剥離を確実に防止することができる。
【００１６】
酸化チタンを有機性基材に設ける場合の下地材料として、無機性のバインダを用いると、酸化チタンによる劣化はなくなるが、通気性が減少するので、アパタイトの吸着性が損なわれる。従って、アパタイトを用いる場合には、酸化チタンの表面に直接被覆させる方法以外は用いられていなかったが、吸着層中のアパタイトの割合を所定以上にすると、酸化チタンが有機性バインダに接触しにくくなり、この有機性バインダの劣化によって吸着層が剥離する現象が発生しなくなる。
【００１７】
ここで、８０質量％以上とは、乾燥時の質量をいう。アパタイトの割合を８０質量％以上としたのは、８０質量％未満では、光を照射したときに、酸化チタンによる有機性バインダの劣化が発生し、吸着層が剥離する恐れがあるためであり、８０質量％以上にすることにより、有機性バインダを用いたときの吸着層の剥離を確実に防止することができる。
【００１８】
前記基材と前記吸着層との間に、漆喰からなる下地層を形成すると、吸着層の接着力が強化され、剥離しにくくなる。
【００１９】
前記吸着層に、バインダとして漆喰を含めると、漆喰に含まれる石灰とアパタイトは親和性があるので、吸着層の接着力がさらに強化され、剥離しにくくなる。
【００２０】
前記基材と前記吸着層との間に、無機系接着剤からなる下地層を形成すると、アパタイトを確実に保持することができ、また、基材が有機性材料である場合に、この基材が酸化チタンによって分解されることを確実に防止できる。なお、アパタイトの表層は空気中に露出しているので、アパタイトの吸着性は妨げられない。
【００２１】
前記酸化チタンを、可視光応答型にすると、紫外光応答型の酸化チタンに比べて有機物の分解速度が速くなるという作用を有する。
太陽光に含まれる紫外光は３％程度であるが、可視光は４０％以上含まれている。また、室内で反射する紫外光はさらに少なくなるので、可視光を利用することにより、酸化チタンに照射される光量が増加して、有機物の分解速度が速くなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の複合壁の構成を示す説明図である。図１に示すように、本発明の複合壁１は、基材の一例である室内壁２に漆喰からなる下地層３と、この下地層３の表面にアパタイトを主体とした塗料を塗布して形成された吸着層４と、この吸着層３の表面に可視光応答型の酸化チタンを分散塗布して形成された分解層５とを備えている。
【００２３】
下地層３を構成する漆喰には、主原料である石灰の他、接着性を有する布海苔、銀杏草および澱粉が含まれている。下地層３は、２〜４ｍｍの厚みに形成されている。
【００２４】
下地層３を形成することにより、吸着層４の接着を強固にすることができ、また、表面の仕上げを上品にすることができる。下地層３の形成は、スプレーを使用するよりもコテ塗りによって行うことが好ましく、コテ塗りを行うことにより、早乾きを防止して、後工程の作業効率を向上させることができる。
【００２５】
下地層３に塗布されて吸着層４を形成する塗料には、アパタイトと、バインダとなる漆喰が含まれている。アパタイトは、吸着層４を形成したときの乾燥時に８０〜９０質量％となる割合で含まれている。アパタイトの粒子は例えば、粒度１〜１００μｍに形成されている。また、吸着層４の厚みは、アパタイトの粒子の粒度や作業性を考慮して、例えば、０．１〜７ｍｍ程度に形成されている。
【００２６】
漆喰は、下地層３を形成したものと同じものを使用する。同じ成分を使用することにより、吸着層４の接着強度を増すことができる。
【００２７】
吸着層４には、アパタイトが８０〜９０質量％含まれているので、アパタイトの粒子が吸着層４の全体にほぼ隙間無く充填され、全面で室内の有機物を吸着することができる。また、アパタイトには蛍光性があるので、光を当てるとアパタイト中の蛍光体成分が励起され、白色に発光する。
【００２８】
分解層５を形成する酸化チタンは、吸着層４の表面に付着している。分解層５は、酸化チタンを分散配置したものであり、酸化チタンの各粒子は、それぞれ分離した状態で配置されている。また、各粒子の基部は、吸着層４のアパタイト粒子と結合している。酸化チタンの基部がアパタイト粒子と結合することにより、吸着層４の強度を増加させることができる。酸化チタンは、例えば、吸着層４の乾燥後に、粉粒状でかつ固体状のものを表面に噴出することにより塗布することができる。
【００２９】
次に、複合壁の使用状態について説明する。
空気中に浮遊する有害物質は、吸着層４のアパタイトに引き寄せられてその表面に付着する。この吸引作用は夜間も継続して行われる。
【００３０】
吸着層４のアパタイトおよび分解層５の酸化チタンに付着した有害物質は、複合壁１に可視光が照射されると、光触媒反応により分解される。光触媒反応は、酸化チタンの表面で発生する活性酸素の働きによるものなので、酸化チタンの表面およびその近傍のアパタイトに付着している有害物質は、分解されて水と二酸化炭素になる。吸着層４の有害物質が分解して除去されるので、吸着層４は新たな有害物質を吸着することができる。
【００３１】
なお、複合壁１は、下地層３を省略して形成することも可能である。
また、吸着層４を全てアパタイトで形成することも可能である。この場合は、アパタイトに接着力はないので、下地層３が必ず必要になる。
また、下地層として無機系接着剤を用いて、吸着層４と分解層５とを、基材側の有機性材料と完全に分離する状態にし、吸着層４を確実に保持するとともに酸化チタンによる基材の分解を確実に防止することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果を奏する。
（１）基材にアパタイトを主体とした塗料を塗布して形成された吸着層と、この吸着層の表面に酸化チタンを分散塗布して形成された分解層とを設けたので、吸着層にバインダが含まれていない場合でも、酸化チタンの基部がアパタイトに直接固着され、吸着層全体もアパタイトによって一体的に形成されることになり、壁面の崩壊を防止することができる。また、酸化チタンの表面が露出するので、酸化チタンの反応が弱くなることを防止して、室内の有害物質を効率的に分解することができる。
（２）吸着層に、８０質量％以上のアパタイトを含めると、塗料がバインダとして有機物を有しているときでも、酸化チタンによるバインダの劣化を遅らせることができ、吸着層の剥離を確実に防止し、壁面の崩壊を防止することができる。また、アパタイトによる有害物質の吸着力が増加し、有害物質の除去量が多くなる。
（３）基材と吸着層との間に、漆喰からなる下地層を形成すると、吸着層の接着力が強化されて剥離しにくくなり、壁面の崩壊を防止することができる。
（４）吸着層に、バインダとして漆喰を含めると、漆喰に含まれる石灰とアパタイトは親和性があるので、吸着層の接着力がさらに強化され、剥離しにくくなる。
（５）基材と吸着層との間に、無機系接着剤からなる下地層を形成すると、アパタイトを確実に保持することができ、剥離しにくくなる。特に、基材が有機性材料である場合に、この基材が酸化チタンによって分解されることを確実に防止できる。
（６）酸化チタンを、可視光応答型のものとすると、紫外光応答型のものに比べて有機物の分解速度が速くなり、有害物質の除去性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合壁の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１複合壁
２室内壁
３下地層
４吸着層
５分解層

Claims

基材にアパタイトを主体とした塗料を塗布して形成された吸着層と、
この吸着層の表面に酸化チタンを分散塗布して形成された分解層とを備え、
前記酸化チタンの基部は、先部が表面側に露出した状態で前記アパタイトに直接固着され、
前記吸着層は、前記アパタイトが酸化チタンとともに表面側に露出した状態に形成されたものであり、
前記基材と前記吸着層との間には、漆喰からなる下地層が形成されている
ことを特徴とする複合壁。
前記吸着層は、８０質量％以上のアパタイトを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の複合壁。
前記吸着層は、バインダとして漆喰を含んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の複合壁。
前記基材と前記吸着層との間には、無機系接着剤からなる下地層が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の複合壁。
前記酸化チタンは、可視光応答型であることを特徴とする請求項１から４のいずれかの項に記載の複合壁。