光触媒とは？
光触媒とは、すでにご存じのことと思いますが、光が当たると触媒効果を発揮する成分のことです。
光触媒による触媒効果としては、触れるものを酸化分解する効果が主なものです。
その効果を利用して、抗菌や防カビ、消臭・防臭、化学物質の分解といった効果が期待できます。
もっとも利用されている光触媒はアナターゼ酸化チタン
光触媒には、主にアナターゼ酸化チタンが用いられます。アナターゼ酸化チタンは、紫外線が当たることで効果を発揮します。
「なぜアナターゼ酸化チタンは、紫外線が当たらないと効果が出ないのか？」ということですが、光が持つエネルギーの強さによります。
光がもつエネルギーのことを、光エネルギーといいます。紫外線は光エネルギーの強い光です。アナターゼ酸化チタンは、ちょうどその紫外線といった強いエネルギーの光が当たることで、効果を発揮します。
この詳細については、「光触媒のバンドギャップとは？光触媒が反応する光の波長との関係」をご参照ください。
アナターゼ酸化チタンは、室内のような紫外線がほとんど存在しない場所では、効果がありません。
そこで、室内の抗菌や消臭では、紫外線以外の光でも効果のある光触媒を用います。
室内の光でも効果のある光触媒
室内の光には、紫色や青色、シアン、緑色、黄色、赤色、そして赤外線があります。
これらの光で強く反応し、触媒効果を発揮する光触媒を用いることができれば、室内でも抗菌や消臭といった効果が期待できます。
そのように、可視光でも効果を発揮する光触媒のことを、可視光応答型光触媒（かしこうおうとうがたひかりしょくばい）といいます。
実用化されている可視光応答型光触媒の種類
室内利用されている可視光応答型光触媒は、主に次のものがあります。
- 銅ドープ酸化チタン
- 窒素ドープ酸化チタン
- 鉄ドープ酸化チタン
- 酸化タングステン
これらはすべて可視光応答型光触媒ではあるのですが、効果の高さが異なります。
これらの中で最も効果の高い可視光応答型光触媒は、銅ドープ酸化チタンです。効果の高さを比較すると、次の図のように、10～20倍ほどの差があります。
銅ドープ酸化チタンとは？
銅ドープ酸化チタンの「ドープ」の意味は、「添加した」とか「結合させた」という意味です。
銅ドープ酸化チタンは、アナターゼ酸化チタンの結晶表面に、酸化銅を結合させた成分です。このナノサイズの微粒子が、可視光応答型光触媒として利用されます。
アナターゼ酸化チタンの結晶表面に結合された酸化銅が、補触媒の効果を発揮し、アナターゼ酸化チタンが効率よく可視光活性します。
また、ナノサイズの酸化銅の触媒効果もあるようで、他の可視光応答型光触媒よりも高い効果が得られるようです。そのため、室内の弱い光でも、高い抗菌力や消臭力が得られます。
銅ドープ酸化チタンの特徴をまとめると、次のようになります。
- 可視光応答型光触媒の中でもっとも効果が高い
- 室内でも、高い抗菌力や消臭力が得られる
銅ドープ酸化チタンの利用方法
銅ドープ酸化チタンの利用方法は、次のどちらかになります。
- 銅ドープ酸化チタンを使った光触媒スプレーの利用
- 銅ドープ酸化チタンを使った光触媒コーティング剤の利用
光触媒スプレーは、コーティング成分が入っていない液剤を利用するので、一般のご家庭でも手軽に利用できるものです。
光触媒コーティング剤は、銅ドープ酸化チタンとコーティング成分が添加された液剤で、専用のスプレー装置を使って、部屋全体にコーティング塗装するものです。
この施行のことを、光触媒コーティング施行といいます。
手軽に利用するなら光触媒スプレー、高い効果と耐久性を求めるなら光触媒コーティング施工を利用します。
以上、紫外線以外の光でも効果のある光触媒について解説いたしました。
銅ドープ酸化チタンを使った抗菌コーティング施工なら、イリスまでお気軽にご相談ください。
この記事の著者／責任者
株式会社イリス 代表取締役 島田 幸一 (Shimada Koichi)
私はもともと、地元農業のソリューション提供を事業としていたが、野菜や果物の劣化を促進させるエチレンガスの分解を研究したことで、光触媒の可能性を感じ起業いたしました。
運よく可視光でも効果のある酸化チタン光触媒を世界で初めて開発して脚光を浴び、さまざまな業種のお客様から注文をいただける企業にまで成長できました。
現在弊社は、可視光応答型光触媒を使ったコーティング剤を始め、外壁やガラス、石材、自動車の車内にクリア塗装ができる光触媒コーティング剤や、酸化チタンから下地を守るプライマーの開発。
その後も、さまざまな材質に光触媒を定着するための研究を続け、多くの企業で採用されています。
