DE69433122T2

DE69433122T2 - Verfahren zur Entfernung von schädlichen Materialen

Info

Publication number: DE69433122T2
Application number: DE69433122T
Authority: DE
Inventors: Sadao Murasawa; Hajime Murakami; Yasuro Fukui; Mitsuru Watanabe; Akira Fujishima; Kazuhito Yokohama-shi HASHIMOTO
Original assignee: Toto Ltd; Ishihara Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Toto Ltd; Ishihara Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1993-06-28
Filing date: 1994-06-23
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2014-06-24
Also published as: DE69429934T2; MY111700A; EP1157742A1; JP2009160581A; EP0633064A1; CA2371166C; DK0875289T3; SG73361A1; US6277346B1; CN1101591A; DE69432327D1; ATE234679T1; TW279175B; DE69433122D1; DE69415420T2; US6498000B2; EP0875289B1; ES2169460T3; EP0875289A1; AU676299B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Photokatalysatorverbundstoff, der ein Substrat mit daran haftenden Photokatalysatorteilchen umfasst, und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Das Belichten von Photokatalysatorteilchen mit Strahlung einer Wellenlänge, die nicht weniger als der Bandlückenenergie entspricht, bewirkt die Photoanregung von Elektronen in ein Leitungsband mit einer entsprechenden Bildung von Löchern in einem Valenzband. Das starke Reduktionsvermögen der Elektronen und das starke Oxidationsvermögen der durch diese optische Anregung erzeugten Löcher wurden bei der Zersetzung und Reinigung organischer Materialien sowie bei der Zersetzung von Wasser genutzt. Die bei derartigen Behandlungen zu verwendenden Photokatalysatorteilchen werden üblicherweise auf einem Substrat, dessen Abmessungen größer als die Photokatalysatorteilchen sind, abgelagert, um zu verhindern, dass sie an Luft zerstreut oder aus dem System ausgetragen werden, und anschließend eine leichte Abtrennung des Photokatalysators vom Behandlungssystem erreichen zu können. Die Ablagerung von Photokatalysatorteilchen auf einem Substrat wird durch ein Verfahren, das das Sintern der Photokatalysatorteilchen auf dem Substrat bei einer Temperatur von 400°C oder höher zum Befestigen der Teilchen an dem Substrat umfasst, oder ein Verfahren, das das Aufsprühen eines Vorläufers, der durch thermische Zersetzung in einen Photokatalysator umgewandelt werden kann, auf ein auf eine Temperatur von etwa 400°C erhitztes Substrat, wodurch die Teilchen an dem Substrat befestigt werden, umfasst, erreicht. Alternativ wurde ein Verfahren der Immobilisierung von Photokatalysatorteilchen unter Verwendung einer bestimmten Art eines fluorierten Polymers vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart die (offengelegte) japanische Patent-KOKAI Nr. Hei 4-284851 ein Verfahren, das das Auflaminieren eines Gemischs von Photokatalysatorteilchen und einem fluorierten Polymer und das Pressen des Laminats unter Druck umfasst. Die (offengelegte) japanische Patent-KOKAI Nr. Hei 4-334552 offenbart ein Verfahren, das das thermische Schmelzen eines fluorierten Polymers zum Anheften von Photokatalysatorteilchen an diesem umfasst.
Vor kurzem wurde ein Versuch unternommen, Photokatalysatorteilchen zur Zersetzung von schädlichen Materialien, übelriechenden Materialien und öligen Substanzen in den Abfallprodukten, die täglich in Wohngegenden erzeugt werden, sowie zur Reinigung und Sterilisation der Abfallprodukte zu verwenden. Daher finden Photokatalysatorteilchen immer breiter werdende Anwendungsbereiche. Im Hinblick darauf besteht Bedarf nach einem Verfahren, durch das Photokatalysatorteilchen fest an einem Substrat angeheftet werden können, wobei die Haftung über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden kann, ohne dass deren photokatalytische Wirkung verlorengeht. Unglücklicherweise kranken die im vorhergehenden beschriebenen Verfahren des Standes der Technik an einer unzureichenden Haftfestigkeit, wobei sie für eine Delaminierung unter äußerem Druck empfänglich sind, und sie erfordern ein Erhitzen bei hohen Temperaturen, so dass sie für ein nicht-wärmebeständiges Substrat, wie Kunststoffe, Innenmaterialien, wie Bürowände und die Oberflächen verschiedener Produkte, die schwierig zu erhitzen sind, und dergleichen nicht verwendet werden können. Außerdem bestehen die Probleme, dass die Wärmebehandlungen bei hohen Temperaturen bewirken, dass die Photokatalysatorteilchen ihre spezifische Oberfläche verringern, was zur einer Verringerung von deren photokatalytischer Wirkung führt. Ferner können spezielle Mittel, wie Vorrichtungen zum Befestigen unter Druck oder Schmelzen unter Wärme, erforderlich sein.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Photokatalysatorverbundstoffs, der ein Substrat mit an diesem über ein wenig abbaubares Klebmittel befestigten Photokatalysatorteilchen umfasst.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung des Photokatalysatorverbundstoffs.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Beschichtungszusammensetzung unter Verwendung des Photokatalysatorverbundstoffs.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 zeigt die Variationen der Gewichtsabnahme pro Einheitsfläche der Klebstoffe in den Photokatalysatorverbundstoffen aufgrund einer Belichtung mit nicht-sichtbarem Licht für Probe A von Beispiel 1 und Probe C von Vergleichsbeispiel 1.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten Forschungen durch, um ein Verfahren zum Erreichen einer festen Haftung von Photokatalysatorteilchen auf einem beliebigen Substrat über einen längeren Zeitraum ohne Schädigung der photokatalytischen Wirkung der Teilchen zu entwickeln. Infolgedessen wurde die vorliegende Erfindung der Basis der folgenden Ermittlungen erreicht, dass

(1) wenn Photokatalysatorteilchen mit einem Klebmittel an einem Substrat befestigt werden, die photokatalytische Wirkung der Photokatalysatorteilchen das Klebmittel zersetzen und schädigen kann, was eine Freisetzung der Photokatalysatorteilchen vom Substrat bewirkt, und jedoch die Verwendung eines wenig abbaubaren Klebmittels ein Befestigen der Photokatalysatorteilchen an jedem beliebigen Substrat ohne ein Bewirken der Freisetzung der Teilchen von diesem ermöglicht und in nicht vorhersehbarer Weise ermöglicht, dass der Photokatalysator der vorliegenden Erfindung eine zufriedenstellende photokatalytische Wirkung zeigt,
(2) die Photokatalysatorteilchen an einem Substrat ohne eine Verringerung der photokatalytischen Wirkung des gebildeten Photokatalysatorverbundstoffs befestigt werden können, wenn die Menge der Photokatalysatorteilchen im Bereich von 5–98%, bezogen auf das Gesamtvolumen der Photokatalysatorteilchen und des wenig abbaubaren Klebmittels ist,
(3) die Verwendung organischer Klebmittel, wie fluorierte Polymere und Polymere auf Siliconbasis, oder anorganischer Klebmittel als wenig abbaubare Klebmittel zu einer sehr stark verringerten Zersetzung und einem sehr stark verringerten Abbau der Klebmittel aufgrund der photokatalytischen Wirkung der Photokatalysatorteilchen führt, so dass die Photokatalysatorteilchen über einen langen Zeitraum fest haften können und insbesondere fluorierte Polymere, die primär ein Copolymer von Vinylethern und/oder Vinylestern und Fluor- olefine umfassen, bevorzugt sind,
(4) bevorzugte Photokatalysatorteilchen Titanoxid, das eine hohe photokatalytische Wirkung, eine hohe chemische Stabilität und keine Toxizität aufweist, sind, und dass
(5) ein Verfahren zum Anheften bzw. Befestigen von Photokatalysatorteilchen, das dazu verwendet werden kann, die Oberflächen verschiedener Produkte relativ problemlos photokatalytisch zu machen, und das die problemlose Nutzung der photokatalytischen Wirkung in Haushaltsanwendungen ermöglicht, die Stufen des Aufbringens von Photokatalysatorteilchen und einem wenig abbaubaren Klebmittel auf einem Substrat und des anschließenden Fixierens des Klebmittels als ein vorzugsweise günstiges und leichtes Verfahren umfasst, oder insbesondere die Stufen des Aufbringens von Photokatalysatorteilchen und einem wenig abbaubaren Klebmittel durch Beschichten mit oder Aufsprühen einer Beschichtungszusammensetzung, die die Photokatalysatorteilchen, das Klebmittel und ein Lösemittel enthält, auf die Oberflächen eines Substrats, beispielsweise verschiedene Produkte, und des anschließenden Fixierens des Klebmittels umfasst.

Das heißt, Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Photokatalysatorverbundstoffs, der ein beliebiges Substrat mit Photokatalysatorteilchen, die ohne eine Abnahme der photokatalytischen Wirkung der Teil chen fest über einen längeren Zeitraum daran befestigt sind, umfasst.
Die vorliegende Erfindung ist ein Photokatalysatorverbundstoff, der ein Substrat mit über ein wenig abbaubares Klebmittel daran befestigten Photokatalysatorteilchen umfasst. Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Ausdruck "wenig abbaubares Klebmittel" bezeichnet ein Klebmittel mit einer äußerst stark verringerten Zersetzungsrate aufgrund der photokatalytischen Wirkung, die die Photokatalysatorteilchen besitzen, im Bereich von 10% oder weniger, üblicherweise 5% oder weniger, zweckmäßigerweise 3% oder weniger, vorzugsweise 1% oder weniger, die ausgedrückt ist als Gewichtsabnahme des Klebmittels in dem Photokatalysatorverbundstoff, die nach dem im folgenden Beispiel beschriebenen Verfahren ermittelt wurde. Eine Gewichtsabnahme von höher als 10% gibt eine ungünstige starke Zersetzung oder einen ungünstigen starken Abbau des Klebmittels, wobei eine große Menge der Photokatalysatorteilchen freigesetzt wird, an. Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden weniger abbaubaren Klebmittel umfassen beispielsweise anorganische Klebmittel, wie Siliciumverbindungen, beispielsweise Wasserglas, kolloides Siliciumdioxid, Polyorganosiloxane und dergleichen, Phosphate, beispielsweise Zinkphosphat, Aluminiumphosphat und dergleichen, Biphosphate, Zement, Kalk, Gips, Glasurfritten, Glasbeschichtungspolituren, Putzstoffe, organische Klebmittel, beispielsweise fluorierte Polymere, Polymere auf Siliconbasis und dergleichen, und diese Klebmittel können in Kombination von zwei oder mehreren derselben verwendet werden. Insbesondere sind anorganische Klebmittel, fluorierte Polymere und Polymere auf Siliconbasis im Hinblick auf die Haftfestigkeit bevorzugt. Der zu verwendende Zement umfasst beispielsweise Portlandzemente, wie schnellhärtenden Zement, Allzweckzement, Zement mäßiger Wärme, sulfatbeständiger Zement, weißer Zement, Ölbohrungszement und geothermischer-Bohrung-Zement, Mischzement, wie Flugaschezement, Sulfatschlacke, Kieselerdezement und Hochofenzement, Tonerdezement und dergleichen. Der zu verwendende Putz umfasst beispielsweise Gipsputz, Kalkputz, Dolomitputz und dergleichen. Die zu verwendenden fluorierten Polymere umfassen beispielsweise kristalline fluorierte Harze, wie Polyvinylfluoride, Polyinylidenfluoride, Polyethylentrifluorchloride, Polyethylentetrafluoride, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymere, Ethylen-Polyethylentetrafluorid-Copolymere, Ethylen-Ethylentrifluorchlorid-Copolymere, Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymere, amorphe fluorierte Harze, wie Perfluorcyclopolymere, Vinylether-Fluorolefin-Copolymere, Vinylester-Fluorolefin-Polymere, verschiedene fluorierte Elastomere und dergleichen. Insbesondere sind fluorierte Polymere, die primär Vinylether-Fluorolefin-Copolymere und Vinylester-Fluorolefin-Copolymere umfassen, bevorzugt, da sie für wenig Zersetzung und Abbau empfänglich und leicht zuhandhaben sind. Die zu verwendenden Polymere auf Siliconbasis umfassen lineare Siliconharze, acryl-modifizierte Siliconharze, verschiedene Siliconelastomere und dergleichen.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Ausdruck "Photokatalysatorteilchen" bezeichnet diejenigen, die eine photokatalytische Wirkung bei Einwirken einer Strahlung mit einer Wellenlänge, die nicht weniger als der Bandlückenenergie entspricht, zeigen können. Die zu verwendenden Photokatalysatorteilchen umfassen einen oder eine Kombination von zwei oder mehreren bekannten Metallverbindungshalbleitern, wie Titanoxid, Zinkoxid, Wolframoxid, Eisenoxid, Strontiumtitanat und dergleichen. Insbesondere ist Titanoxid, das eine hohe photokatalytische Wirkung, eine hohe chemische Stabilität und keine Toxizität aufweist, bevorzugt. Ferner ist es günstig, in die Photokatalysatorteilchen und/oder auf den Oberflächen derselben mindestens ein Metall und/oder eine Verbindung desselben, das ausgewählt ist aus der aus V, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt und Au bestehenden Gruppe, als zweite Komponente wegen der höheren photokatalytischen Wirkung der dann gebildeten Photokatalysatorteilchen einzuarbeiten. Die im vorhergehenden genannten Metallverbindungen umfassen beispielsweise Metalloxide, -hydroxide, -oxyhydroxide, -sulfate, -halogenide, -nitrate und auch Metallionen. Der Gehalt an der zweiten Komponente kann in Abhängigkeit von der Art derselben variieren. Bevorzugte Photokatalysatorteilchen, die die im vorhergehenden genannten Metalle und/oder Metallverbin dungen enthalten können, bestehen aus Titanoxid. Der Gehalt an Photokatalysatorteilchen liegt vorzugsweise im Bereich von 5–98 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Photokatalysatorteilchen und des wenig abbaubaren Klebmittels. Bei einem Gehalt der Photokatalysatorteilchen von weniger als dem im vorhergehenden angegebenen Bereich besteht ungünstigerweise die Tendenz, dass dies zu einer verringerten photokatalytischen Wirkung des gebildeten Photokatalysators führt, während bei einem höheren Gehalt als dem im vorhergehenden angegebenen Bereich ebenfalls ungünstigerweise die Tendenz besteht, dass eine Verringerung der Haftfestigkeit bewirkt wird. Wenn Zemente oder Gips als wenig abbaubare Klebmittel verwendet werden, sollte der Gehalt der Photokatalysatorteilchen zweckmäßigerweise 5–40%, vorzugsweise 5–25% betragen. Alternativ sollte, wenn von Zement und Gips verschiedene organische oder anorganische Klebmittel als wenig abbaubare Klebmittel verwendet werden, der Gehalt der Photokatalysatorteilchen üblicherweise 20–98%, zweckmäßigerweise 50–98% und vorzugsweise 70–98% betragen.
Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Photokatalysatorteilchen können nach einem beliebigen bekannten Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise gibt es mehrere Verfahren, die

(1) ein Verfahren, das die thermische Hydrolyse einer Titanverbindung, wie Titanylsulfat, Titanchlorid, Titanalkoxide und dergleichen, falls notwendig, in Gegenwart von Impflingen zur Keimbildung, umfasst,
(2) ein Verfahren, das die Neutralisation einer Titanverbindung, wie Titanylsulfat, Titanchlorid, Titanalkoxide und dergleichen, durch Zugabe eines Alkalis, falls notwendig, in Gegenwart von Impflingen zur Keimbildung, umfasst,
(3) ein Verfahren, das die Oxidation von Titanchlorid, Titanalkoxid und dergleichen, in der Dampfphase umfasst, und
(4) ein Verfahren, das das Brennen oder eine Hydrothermalbehandlung der nach einem der Verfahren (1) und (2) hergestellten Titanoxide umfasst, umfassen. Insbesondere sind die durch das Verfahren (1) oder die Hydrothermalbehandlung bei Temperaturen von 100°C oder höher erhaltenen Titanoxide wegen ihrer höheren photokatalytischen Wirkung bevor zugt. Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Ausdruck "Titanoxide" soll neben Titanoxid sogenanntes Titanoxidhydrat, wasserhaltiges Titanoxid, Metatitanate, Orthotitanate, Titanhydroxid ungeachtet deren Kristallsystem, bedeuten. Um zu ermöglichen, dass mindestens ein Metall und/oder eine Verbindung desselben, das aus der aus V, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt und Au bestehenden Gruppe ausgewählt ist, als zweite Komponente in den Photokatalysatorteilchen und/oder auf den Oberflächen derselben vorhanden ist, kann ein Verfahren, das die Zugabe des Metalls und/oder der Verbindung, die adsorbiert werden sollen, während der Herstellung der Photokatalysatorteilchen umfasst, oder ein Verfahren, das die Zugabe des Metalls und/oder der Verbindung, die adsorbiert werden sollen, nach der Herstellung der Photokatalysatorteilchen, falls notwendig, unter Erhitzen oder falls notwendig, unter Reduktion umfasst, verwendet werden.

Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Substrate umfassen anorganische Gegenstände, wie Keramiken und Gläser, organische Gegenstände, wie Kunststoffe, Elastomere, Hölzer und Papierbögen, und Metallgegenstände, die aus einem Metall, wie Aluminium, oder einer Legierung, wie Stahl, bestehen. Die Abmessungen und Formen der Substrate sind unkritisch. Selbst beschichtete Gegenstände können verwendet werden.
In der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise sowohl die Photokatalysatorteilchen als auch ein Adsorptionsmittel über das wenig abbaubare Klebmittel an einem Substrat befestigt, da eine Wirkung der Adsorption von Behandlungsmaterialien koexistiert. Die zu verwendenden Adsorbenzien umfassen allgemeine Adsorptionsmittel, wie Aktivkohle, Zeolithe, Silicagele und dergleichen.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine erste Schicht, die aus einem Klebmittel besteht und keine Photokatalysatorteilchen enthält, auf einem Substrat bereitgestellt, und danach eine zweite Schicht, die aus einem weniger abbaubaren Klebmittel und Photokatalysatorteilchen besteht, auf der ersten Schicht bereitgestellt. Die Bereitstellung der ersten Schicht, die keine Photokatalysatorteilchen enthält, ermöglicht eine feste Verbindung zwischen dem Substrat und der zweiten Schicht, die die Photokatalysatorteilchen enthält, was zu einer festeren Haftung der Photokatalysatorteilchen an dem Substrat, die über einen längeren Zeitraum erhalten bleibt, führt. Ferner sollte die erste Schicht vorzugsweise anorganische Teilchen, die keine photokatalytische Wirkung aufweisen, als Füllstoff enthalten. Diese zu verwendenden anorganischen Teilchen umfassen Teilchen von Titanoxiden, Siliciumoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid und dergleichen, deren Oberflächen mit Siliciumoxid, Aluminiumoxid oder Zirconiumoxid beschichtet sind.
Der Photokatalysatorverbundstoff gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Aufbringen von Photokatalysatorteilchen und einem wenig abbaubaren Klebmittel auf mindestens einem Teil eines Substrats und anschließendes Fixieren des Klebmittels, wobei die Photokatalysatorteilchen über das Klebmittel an dem Substrat befestigt werden, hergestellt werden. In der vorliegenden Erfindung sollten insbesondere die Photokatalysatorteilchen und das wenig abbaubare Klebmittel vorzugsweise in einem Lösemittel dispergiert werden, wobei eine Beschichtungszusammensetzung hergestellt wird, die dann auf einem Substrat aufgetragen oder aufgesprüht wird, wobei die Photokatalysatorteilchen und das wenig abbaubare Klebmittel auf mindestens einem Teil des Substrats verteilt werden. Die zu verwendenden Lösemittel umfassen Wasser und organische Lösemittel, wie Toluol, Alkohole und dergleichen. Die wenig abbaubaren Klebmittel, die in der Beschichtungszusammensetzung enthalten sind, umfassen die im vorhergehenden genannten, die vorzugsweise in den verwendeten Lösemitteln löslich sein sollten. In der vorliegenden Erfindung ist das in der Beschichtungszusammensetzung enthaltene wenig abbaubare Klebmittel vorzugsweise ein oder mehrere Polymere, die ausgewählt sind aus der aus einem fluorierten Polymer und einem Polymer auf Siliconbasis bestehenden Gruppe. Die Menge der Photokatalysatorteilchen liegt im Bereich von 5–98 Vol.-%, üblicherweise 20–98 Vol.-%, zweckmäßigerweise 50–98 Vol.-% und vorzugsweise 70–98 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Photokatalysatorteilchen und des wenig abbaubaren Klebmittels. Die Beschichtungszusammensetzungen können mit Ver netzungsmitteln, Dispergiermitteln und Füllstoffen formuliert werden. Die zu verwendenden Vernetzungsmittel umfassen übliche der Isocyanatfamilie und Melaminfamilie, und die zu verwendenden Dispergiermittel umfassen Kopplungsmittel. Insbesondere wenn der Gehalt der Photokatalysatorteilchen in der Beschichtungszusammensetzung im Bereich von 40 –98 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Photokatalysatorteilchen und des weniger abbaubaren Klebmittels liegt, wird die Beschichtungszusammensetzung vorzugsweise mit einem Kopplungsmittel formuliert. Die Menge der zuzugebenden Kopplungsmittel sollte zweckmäßigerweise 5–50%, vorzugsweise 7–30% betragen.
Die Applikation der Beschichtungszusammensetzung kann durch Beschichten oder Besprühen gemäß einem von üblichen Beschichtungsverfahren, die ein Tauchen, eine Tauchbeschichtung, Schleuderbeschichtung, Rakelbeschichtung, Walzenbeschichtung, Streichbalkenbeschichtung, Umkehrwalzenbeschichtung umfassen, oder einem üblichen Sprühverfahren, wie Sprühbeschichtung, durchgeführt werden, wobei die Photokatalysatorteilchen und das wenig abbaubare Klebmittel auf mindestens einem Teil des Substrats verteilt werden. Falls nötig, kann vor der Applikation der Photokatalysatorteilchen und des wenig abbaubaren Klebmittels auf das Substrat durch Auftragen oder Aufsprühen ein organisches Klebmittel, wie Acrylharze, Epoxyharze, Polyesterharze, Melaminharze, Urethanharze, Alkydharze und dergleichen, oder ein wenig abbaubares Klebmittel, das im vorhergehenden genannt wurde, auf das Substrat unter Bildung einer ersten Schicht aufgetragen oder aufgesprüht und dann auf der ersten Schicht eine zweite Schicht, die aus den Photokatalysatorteilchen und dem wenig abbaubaren Klebmittel besteht, durch Auftragen oder Aufsprühen der Beschichtungszusammensetzung bereitgestellt werden. Das organische Klebmittel kann von einer normalerweise verwendeten Art sein.
Nach dem Auftragen oder Aufsprühen wird die Zusammensetzung fixiert, wobei der Photokatalysatorverbundstoff der vorliegenden Erfindung hergestellt wird. Die Fixierung kann durch das Verfahren des Trocknens, des Belichtens mit Ultraviolettstrahlung, des Erhitzens, des Kühlens oder der Verwendung eines Vernetzungsmittels durchgeführt werden, und sie wird bei einer Temperatur, die niedriger als 400°C ist, vorzugsweise von Raumtemperatur bis 200°C erreicht. Im Hinblick darauf kann eine Temperatur, die höher als 400°C ist, in ungünstiger Weise einen thermischen Abbau des Klebmittels bewirken, was die Photokatalysatorteilchen leicht freisetzbar macht. Die vorliegende Erfindung verwendet vorzugsweise ein Verfahren der Fixierung mit Vernetzungsmitteln der Isocyanatfamilie und Melaminfamilie.
Der Photokatalysatorverbundstoff gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Reinigung und Sterilisierung von Produkten, die schädliche Materialien, übelriechende Materialien und ölige Materialien enthalten, sowie die Zersetzung von Materialien, die in die Nähe der Photokatalysatorteilchen gelangen, durch Einwirken von Strahlung mit einer Wellenlänge, die nicht weniger als der Bandlückenenergie entspricht, bewirken. Die zur Belichtung zu verwendenden Strahlungsarten umfassen Lichtstrahlung, die Ultraviolettstrahlung, beispielsweise Sonnenstrahlen, und Licht einer Leuchtstofflampe, Schwarzlichtlampe, Halogenlampe, Xenonblitzlampe, Quecksilberlampe und dergleichen, umfasst. Insbesondere ist Lichtstrahlung, die Strahlung des nahen Ultraviolettbereichs von 300–400 nm umfasst, bevorzugt. Die Intensität und die Dauer der Bestrahlung mit der Lichtstrahlung kann routinemäßig in Abhängigkeit von den Mengen zu behandelnder Materialien bestimmt werden.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf einige Beispiele erläutert.
Beispiel 1
Zu einem durch thermische Hydrolyse von Titanylsulfat (CS-N, erhältlich bei Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.) erhaltenen sauren Titanoxidsol wurde Natriumhydroxid zum Einstellen des pH-Werts auf 7 gegeben, und anschließend wurde filtriert und gewaschen. Danach wurde der feuchte Kuchen von Titanoxid mit Wasser versetzt, um eine Aufschlämmung von, als TiO₂ ausgedrückt, 100 g/l herzustellen. Natriumhydroxid wurde zu dieser Aufschlämmung zum Einstellen des pH-Werts auf 10 gegeben und danach wurde eine Hydrothermalbehandlung in einem Autoklaven 3 h lang bei einer Temperatur von 150°C durchgeführt. Danach wurde die Aufschlämmung nach der Hydrothermalbehandlung durch die Zugabe von Salpetersäure auf einen pH-Wert von 7 neutralisiert, filtriert und mit Wasser gewaschen und anschließend 3 h lang bei einer Temperatur von 110°C getrocknet, wobei Titanoxide erhalten wurden.

Danach wurden Gemische der im folgenden angegebenen Zusammensetzungen in einer Anstrichmittelschüttelvorrichtung 3 h lang zum Bewirken eines ausreichenden Mischens geschüttelt und dispergiert, wobei eine Beschichtungszusammensetzung hergestellt wurde. Das im folgenden angegebene LUMIFRON LF 200°C ist ein fluoriertes Polymer, das primär ein Copolymer von Vinylether und Fluorolefin umfasst.

Titanoxide	9,80 g
Fluoriertes Polymer (LUMIFRON LF200C, erhältlich bei Asahi Glass Co., Ltd.)	0,80 g
Härtungsmittel auf Isocyanatbasis	0,16 g
Titankopplungsmittel (PLANEACT 338X, erhältlich bei Ajinomoto Co., Inc.)	1,00 g
Toluol	23,60 ml

Die Beschichtungszusammensetzung der obigen Formulierung wurde auf eine Glasplatte von 20 cm² aufgetragen und danach 20 min lang bei einer Temperatur von 120°C getrocknet, wobei ein Photokatalysatorverbundstoff der vorliegenden Erfindung (Probe A) hergestellt wurde. Diese Probe A besaß einen Titanoxidgehalt von 90 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Titanoxide und des wenig abbaubaren Klebmittels.
Beispiel 2

Unter Verwendung der gleichen wie in Beispiel 1 verwendeten Titanoxide wurden die Gemische der im folgenden angegebenen Zusammensetzungen 3 h lang in einer Anstrichmittelschüttelvorrichtung zum Bewirken eines ausreichenden Mischens geschüttelt und dispergiert, wobei eine Beschichtungszusammensetzung hergestellt wurde.

Titanoxide	7,64 g
Fluoriertes Polymer (LUMIFRON LF200C, erhältlich bei Asahi Glass Co., Ltd.)	2,36 g
Härtungsmittel auf Isocyanatbasis	0,47 g
Titankopplungsmittel (PLANEACT 338X, erhältlich bei Ajinomoto Co., Inc.)	0,76 g
Toluol	22,50 ml

Die Beschichtungszusammensetzung der obigen Formulierung wurde auf eine Glasplatte von 20 cm² aufgetragen und danach 20 min lang bei einer Temperatur von 120°C getrocknet, wobei ein Photokatalysatorverbundstoff der vorliegenden Erfindung (Probe B) hergestellt wurde. Diese Probe B besaß einen Titanoxidgehalt von 70 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Titanoxide und des wenig abbaubaren Klebmittels.
Vergleichsbeispiel 1
Unter Verwendung der gleichen wie in Beispiel 1 verwendeten Titanoxide wurden die Gemische der im folgenden angegebenen Zusammensetzungen 1 h lang in einer Anstrichmittelschüttelvorrichtung zum Bewirken eines ausreichenden Mischens geschüttelt und dispergiert, wobei eine Beschichtungszusammensetzung hergestellt wurde.

Titanoxide 9,8 g

Vinylacetat-Acryl-Copolymer (BONCOAT 6290, erhältlich bei Dainippon Ink & Chemicals Inc.) 0,7 g

Wasser 24,8 ml
Die Beschichtungszusammensetzung der obigen Formulierung wurde auf eine Glasplatte von 20 cm² aufgetragen und danach 10 min lang bei einer Temperatur von 120°C getrocknet, wobei ein Photokatalysatorverbundstoff (Probe C) hergestellt wurde. Diese Probe C besaß einen Titanoxidgehalt von 90 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Titanoxide und des Klebmittels.
Die in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen erhaltenen Photokatalysatorverbundstoffe (Proben A bis C) wurden nicht-sichtbarem Licht mit einer Ultraviolettintensität von 7 mW/cm² auf der Oberfläche jeder Probe während 5 h ausgesetzt. Das Klebmittel in dem Photokatalysatorverbundstoff wurde vor und nach dem Bestrahlen mit dem nichtsichtbaren Licht gewogen, um die Gewichtsabnahme zu bestimmen. Als Ergebnis wurde für die Proben A und B gemäß der vorliegenden Erfindung keine Gewichtsabnahme beobachtet, was keine Zersetzung der Klebmittel anzeigt. Jedoch wies die Probe C des Vergleichsbeispiels ohne die Verwendung eines wenig abbaubaren Klebmittels eine Gewichtsabnahme von 85% auf, die anzeigt, dass der größte Teil des Klebmittels durch die photokatalytische Wirkung von Titanoxiden zersetzt wurde. Außerdem wurde beobachtet, dass die Probe C eine Gelbfärbung erhielt und die Titanoxidteilchen teilweise freigesetzt waren. Die Variation der Gewichtsabnahme des Klebmittels in dem Photokatalysatorverbundstoff aufgrund der Bestrahlung mit nicht-sichtbarem Licht für jeweils Probe A von Beispiel 1 und Probe C des Vergleichsbeispiels ist in 1 gezeigt. Die Proben A und B aus den Beispielen 1 und 2 enthielten die Kopplungsmittel, die auf den Oberflächen der Photokatalysatorteilchen adsorbiert waren, wobei sie ein Brückenglied zwischen dem wenig abbaubaren Klebmittel und den Photokatalysatorteilchen waren, so dass die Photokatalysatorteilchen mit dem Klebmittel nicht in direktem Kontakt kamen, was letzteres wenig zersetzbar machte.
Als nächstes wurde jede der Proben A und B gemäß der vorliegenden Erfindung in ein 3-Liter-Glasgefäß gegeben, und Acetaldehyd wurde als übelriechende Komponente mit einer Konzentration von 90 ppm zu dem Gefäß gegeben und danach wurde das Gefäß fest verschlossen. Danach wurde das Gefäß mit einer Quecksilberlampe mit einer Ultraviolettintensität von 14 mW/cm² auf den Oberflächen jeder Probe 60 min lang bestrahlt. Nach der Bestrahlung wurde die Konzentration des Acetaldehyds in dem Glasgefäß ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Die Proben A und B erreichten eine wirksame Zersetzung von Acetaldehyd aufgrund der photokatalytischen Wirkung von Titanoxiden.
TABELLE 1
Beispiel 3
Die gesamte Beschichtungszusammensetzung, die durch Wiederholen eines mit dem in Beispiel 1 identischen Verfahrens erhalten wurde, wurde auf eine transparente Acrylplatte mit einer Oberfläche von 100 cm² aufgetragen und 20 min lang bei einer Temperatur von 120°C getrocknet, wobei ein Photokatalysatorverbundstoff gemäß der vorliegenden Erfindung (Probe D) hergestellt wurde. Diese Probe D besaß einen Titanoxidgehalt von 90 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Titanoxide und des wenig abbaubaren Klebmittels.
Vergleichsbeispiel 2
Eine wie in Beispiel 3 verwendete Acrylplatte wurde als Probe E verwendet.
Jede der Proben D und E aus dem im vorhergehenden genannten Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 2 befand sich auf den Innenwänden eines 50-l-Wasserbades. 45 l Wasser und 20 Goldfische (Wakin) wurden in das Bad gegeben und von außen mit dem Licht von zwei 20-W-Leuchtstofflampen bestrahlt.
Nachdem die Goldfische zwei Wochen gezüchtet waren, wurde beobachtet, dass sich auf den Oberflächen der Probe E aus Vergleichsbeispiel 2 Algen abgelagert hatten, während auf den Oberflächen der Probe D aus Beispiel 3 keine Algenablagerung beobachtet wurde. Der Grund hierfür liegt darin, dass, selbst wenn sich Algen auf den Oberflächen der Probe D aus Beispiel 3 ablagerten, diese sofort durch die katalytische Wirkung zersetzt wurden. Nach dem im vorhergehenden beschriebenen Verfahren wurde die Gewichtsabnahme des fluorierten Polymers in Probe D ermittelt. Es wurde keine Ge wichtsabnahme beobachtet, was anzeigt, dass keine Zersetzung des fluorierten Polymers erfolgte.
Beispiel 4

Das Verfahren gemäß Beispiel 3 wurde wiederholt, wobei jedoch ein Gemisch der im folgenden angegebenen Zusammensetzung in einer Anstrichmittelschüttelvorrichtung 1 h lang zum Bewirken einer ausreichenden Mischung geschüttelt und dispergiert wurde, wobei eine Beschichtungszusammensetzung hergestellt wurde, die insgesamt auf eine transparente Acrylplatte mittels einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung (1000 Umin^–1 × 10 s) aufgetragen wurde, und die gebildete transparente Acrylplatte mit einer ersten Schicht, die aus dem wenig abbaubaren Klebmittel ohne jegliche Photokatalysatorteilchen bestand, auf der Oberfläche derselben als Substrat verwendet wurde, wobei ein Photokatalysator der vorliegenden Erfindung (Probe F) hergestellt wurde. Der Gehalt der Titanoxide, d. h. der Photokatalysatorteilchen, in der zweiten Schicht dieser Probe F betrug 90 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Titanoxide und des wenig abbaubaren Klebmittels.

Titanoxide mit keiner photokatalytischen Wirkung (CR-90, erhältich bei Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.)	3,3 g
Fluoriertes Polymer (LUMIFRON LF200C, erhältlich bei Asahi Glass Co., Ltd.)	5,5 g
Härtungsmittel auf Isocyanatbasis	1,1 g
Toluol	20,7 ml

Die Ermittlungen der Gewichtsabnahme des für Probe F verwendeten Klebmittels bei den genannten Verfahrensmaßnahmen ergab, dass sich keine Gewichtsänderung in Probe F gemäß der vorliegenden Erfindung zeigte und das Klebmittel nicht abgebaut war und die Titanoxidphotokatalysatorteilchen vom Substrat nicht freigesetzt waren. Die Schichtfestigkeit von Probe F von Beispiel 4 betrug 3H in Form der Bleistifthärte, was bedeutet, dass die Photokatalysatorteilchen fest hafteten. Ferner wurde die Probe F in flie ßendes Wasser gegeben und mit nicht-sichtbarem Licht derart bestrahlt, dass die Oberflächenultraviolettintensität 2 mW/cm² während 3 Wochen betrug. Es wurde jedoch keine Freisetzung der Titanoxidphotokatalysatorteilchen vom Substrat beobachtet.
Beispiel 5
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch mit einer Zinkverbindung beschichtete Titanoxidteilchen anstelle der Titanoxide zur Herstellung eines Photokatalysatorverbundstoffs der vorliegenden Erfindung (Probe G) verwendet wurden. Der Gehalt der Photokatalysator-Titanoxidteilchen, die mit der Zinkverbindung beschichtet waren, in dieser Probe G betrug 90 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Photokatalysatorteilchen und des wenig abbaubaren Klebmittels.
Die mit der Zinkverbindung beschichteten Titanoxidteilchen wurden wie folgt hergestellt:
Wasser und Natriumhydroxid wurden zu einer Aufschlämmung von Titanoxid, die durch thermische Hydrolyse von Titanylsulfat erhalten wurde, gegeben, wobei eine Aufschlämmung mit einem pH-Wert von 10 und, ausgedrückt als TiO₂, 100 g/l gebildet wurde. Diese Aufschlämmung wurde 5 h lang bei 150 °C einer Hydrothermalbehandlung in einem Autoklaven unterzogen und anschließend mit Salpetersäure neutralisiert, filtriert und mit Wasser gewaschen. Zu dem gebildeten feuchten Titanoxidkuchen wurde Wasser gegeben, wobei eine Aufschlämmung hergestellt wurde, die, ausgedrückt als TiO₂, 100 g/l enthielt. Zu der gebildeten Aufschlämmung wurde Salzsäure zur Bildung einer Aufschlämmung mit einem pH-Wert von 4 gegeben. Zu 1 l dieser Aufschlämmung wurden tropfenweise 7,2 ml einer wässrigen 1 mol/l Zinkchloridlösung unter Rühren gegeben. Danach wurde die Aufschlämmung mit einer 2 N Natriumhydroxidlösung neutralisiert, filtriert und mit Wasser gewaschen. Danach wurde das gebildete Produkt 16 h lang bei 120°C getrocknet und pulverisiert, wobei Titanoxidteilchen mit einer darauf geträgerten Zinkverbindung in einem ZnO : TiO₂-Verhältnis von 1 : 99 gebildet wurden.
Beispiel 6
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch mit einer Eisenverbindung beschichtete Titanoxidteilchen anstelle der Titanoxide zur Herstellung eines Photokatalysatorverbundstoffs der vorliegenden Erfindung (Probe H) verwendet wurden. Der Gehalt der Photokatalysatorteilchen, die mit der Eisenverbindung beschichtet waren, in dieser Probe H betrug 90 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Photokatalysator-Titanoxidteilchen und des wenig abbaubaren Klebmittels.
Die mit der Eisenverbindung beschichteten Titanoxidteilchen wurden wie folgt hergestellt:
10 g Titanoxide, die durch Hydrolyse von Titansulfat unter Erhitzen erhalten wurden, wurden zur Herstellung einer Aufschlämmung von, ausgedrückt als TiO₂, 100 g/l verwendet. 2,9 ml einer wässrige Lösung von Eisen(III)-chlorid (FeCl₃·6H₂O) mit einer Konzentration von 5 g/l wurden zu der Aufschlämmung gegeben und das Rühren wurde 1 h lang fortgesetzt. Danach wurde verdünntes wässriges Ammoniak zu der Aufschlämmung zum Einstellen des pH-Werts auf 7 gegeben. Nach 1-stündigem Rühren der Aufschlämmung wird die Aufschlämmung filtriert, mit Wasser gewaschen und 3 h lang bei einer Temperatur von 110°C getrocknet, wobei mit der Eisenverbindung beschichtete Titanoxidteilchen erhalten wurden.
Diese Titanoxidteilchen wiesen Eisenverbindungen auf denselben in einem Fe/TiO₂-Verhältnis von 300 ppm auf.
Beispiel 7
Das Verfahren gemäß Beispiel 6 wurde wiederholt, wobei jedoch die Konzentration der wässrige Lösung von Eisen(III)-chlorid 50 g/l betrug, wobei ein Photokatalysatorverbundstoffs der vorliegenden Erfindung (Probe I) hergestellt wurde. Der Gehalt der Photokatalysator-Titanoxidteilchen, die mit der Eisenverbindung beschichtet waren, in dieser Probe I betrug 90 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Photokatalysatorteilchen und des wenig abbaubaren Klebmittels.
Diese Titanoxidteilchen wiesen Eisenverbindungen auf denselben in einem Fe/TiO₂-Verhältnis von 3000 ppm auf.
Beispiel 8
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch 8,9 g TiO₂ und 0,5 g Aktivkohle verwendet wurden, wobei ein Photokatalysatorverbundstoff gemäß der vorliegenden Erfindung (Probe J) hergestellt wurde. Die Gesamtmenge des Titanoxids und der Aktivkohle von Probe J betrug 90 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Titanoxids, der Aktivkohle und des wenig abbaubaren Klebmittels.
Beispiel 9
Das Verfahren gemäß Beispiel 8 wurde wiederholt, wobei jedoch die Aktivkohle durch einen Zeolith in einer Menge von 0,8 g ersetzt wurde, wobei ein Photokatalysatorverbundstoff gemäß der vorliegenden Erfindung (Probe K) hergestellt wurde. Die Gesamtmenge des Titanoxids und des Zeoliths betrug 90 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Titanoxids, Zeoliths und wenig abbaubaren Klebmittels.
Die Beobachtung des wenig abbaubaren Klebmittels in jeder der Proben F bis K ergab, dass keine Gewichtsabnahme auftrat. Mit anderen Worten wurden das wenig abbaubare Klebmittel der Proben F bis K nicht abgebaut und die Titanoxidteilchen aus dem Substrat nicht freigesetzt.
Als nächstes wurde jede der Proben A, H und I gemäß der vorliegenden Erfindung in ein 0,8-l-Glasgefäß gegeben und Acetaldehyd wurde als übelriechende Komponente bis zu einer Konzentration von 100 ppm zu dem Gefäß gegeben und danach wurde der Behälter dicht verschlossen. Danach wurde das Gefäß 30 min lang stehengelassen und anschließend mit dem nicht-sichtbaren Licht mit einer Ultraviolettintensität von 1 mW/cm² auf den Oberflächen jeder Probe 60 min lang bestrahlt. Nach dem Bestrahlen wurde die Acetaldehydkonzentration in dem Glasgefäß ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Die Proben A, H und I zersetzten den Acetaldehyd aufgrund der photokatalytischen Wirkung von Titanoxiden effektiv.
TABELLE 2
Danach wurden die Proben G, J und K getrennt in jeweilige 0,8-l-Glasgefäße gegeben. Übelriechendes Methylmercaptan wurde zu den Glasgefäßen in einer Konzentration von etwa 500 ppm gegeben. Danach wurden die Gefäße dicht verschlossen. Danach wurden diese Gefäße 2 h lang ohne Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlung stehengelassen, und 60 min mit dem nicht-sichtbaren Licht derart bestrahlt, dass die Ultraviolettintensität auf jeder der Proben 1 mW/cm² betrug. Nach der Bestrahlung wurde die Methylmercaptankonzentration in den Gefäßen ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Aus Tabelle 3 ist klar, dass das Methylmercaptan aufgrund der Wirkung der Photokatalysatorteilchen der Proben G, J und K effektiv entfernt war.
TABELLE 3
Bei der im vorhergehenden genannten Prüfung betrug die Methylmercaptankonzentration in den ohne Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlung 2 h stehengelassenen Gefäßen 250 ppm für jede der Proben. Die Methylmercaptankonzentration in den eine weitere Stunde ohne Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlung stehengelassenen Gefäßen betrug 240 ppm für die Proben G und K und 220 ppm für die Probe J.
Der Photokatalysatorverbundstoff der vorliegenden Erfindung umfasst ein Substrat mit über ein weniger abbauba res Klebmittel darauf befindlichen Photokatalysatorteilchen, und er bewirkt eine sehr geringe Zersetzung und einen sehr geringen Abbau des Klebmittels aufgrund der photokatalytischen Wirkung. Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein langdauerndes festes Haften der Photokatalysatorteilchen auf einem beliebigen Substrat ohne Schädigung der photokatalytischen Wirkung. Die Verwendung des Photokatalysatorverbundstoffs der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine effektive und prompte Entfernung von schädlichen Materialien, übelriechenden Materialien, öligen Komponenten, Bakterien, Actinomyceten, Pilzen, Algen und dergleichen. Daher ist der Photokatalysatorverbundstoff als Deodorans und Sterilisierungsmittel sowohl im Haushalt als auch in der Industrie sehr gut verwendbar. Ferner kann der Photokatalysatorverbundstoff der vorliegenden Erfindung über einen längeren Zeitraum verwendet werden, er weist einen hohen Sicherheitsgrad auf, findet Verwendbarkeit für eine breite Vielzahl schädlicher Materialien und ist ohne Umweltverschmutzung verteilbar und entsorgbar. Daher ist er in der Industrie sehr gut verwendbar. Bei dem Verfahren zur Herstellung des Photokatalysatorverbundstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Verwendung von fluorierten Polymeren als wenig abbaubare Klebmittel die Herstellung bevorzugter Photokatalysatorverbundstoffe, deren Oberflächen eine geringere Tendenz zur Adsorption von Staub und kontaminierenden Stoffen aufgrund der schwachen Haftwirkung der fluorierten Polymere aufweisen.
Das Verfahren zur Herstellung des Photokatalysatorverbundstoffs der vorliegenden Erfindung ist ein günstiges Verfahren, bei dem beliebige Materialen, wie Kunststoffe, als Substrat verwendet und in günstiger Weise und problemlos Photokatalysatorverbundstoffe konsistenter Qualität hergestellt werden können.
Die Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann auf Substrate beliebiger Form oder gewünschte Stellen derselben aufgetragen oder aufgesprüht werden, und sie ermöglicht die problemlose Nutzung der photokatalytischen Wirkung. Daher ist sie insbesondere für Haushaltsanwendungen geeignet.

Claims

Verfahren zur Entfernung von schädlichen Materialien, übelriechenden Materialien, öligen Komponenten, Bakterien, Aktinomyzeten, Pilzen oder Algen oder zur Verhinderung der Adsorption von Algen, das umfasst: die Verwendung eines photokatalytischen Verbundstoffs, der hergestellt wurde durch Bereitstellen einer ersten Schicht, die ein wenig abbaubares Klebmittel enthält und von Photokatalysatorteilchen frei ist, auf einem Substrat durch Auftragen oder Aufsprühen des wenig abbaubaren Klebmittels auf das Substrat, und dann Bereitstellen einer zweiten Schicht, die ein Gemisch aus dem wenig abbaubaren Klebmittel und Photokatalysatorteilchen umfasst, auf der ersten Schicht, wobei die Menge der Photokatalysatorteilchen 5–98 Vol.-% der Gesamtmenge der Photokatalysatorteilchen und des wenig abbaubaren Klebmittels der zweiten Schicht beträgt; und die Applikation von Strahlung mit einer Wellenlänge, die nicht geringer als die Bandlückenenergie der Photokatalysatorteilchen ist, auf den photokatalytischen Verbundstoff.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, der 20–98 Vol.-% Photokatalysatorteilchen, bezogen auf die Gesamtmenge von Photokatalysatorteilchen und wenig abbaubarem Klebmittel der zweiten Schicht, enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, der 50–98 Vol.-% Photokatalysatorteilchen, bezogen auf die Gesamtmenge von Photokatalysatorteilchen und wenig abbaubarem Klebmittel der zweiten Schicht, enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, der 70–98 Vol.-% Photokatalysatorteilchen, bezogen auf die Gesamtmenge von Photokatalysatorteilchen und wenig abbaubarem Klebmittel der zweiten Schicht, enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, dessen zweite Schicht das wenig abbaubare Klebmittel, die Photokatalysatorteilchen und ein Adsorptionsmittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, dessen zweite Schicht das wenig abbaubare Klebmittel, die Photokatalysatorteilchen und ein Kopplungsmittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, dessen zweite Schicht das wenig abbaubare Klebmittel, die Photokatalysatorteilchen und ein Vernetzungsmittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, dessen erste Schicht das wenig abbaubare Klebmittel und anorganische Teilchen ohne eine photokatalytische Funktion umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff, in dem die Photokatalysatorteilchen aus Titanoxid sind, verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, bei dem mindestens ein Bestandteil von Metallen und Metallverbindungen, wobei das Metall aus der aus V, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt und Au bestehenden Gruppe ausgewählt ist, als zweite Komponente in den jeweiligen Photokatalysatorteilchen enthalten ist und/oder auf diesen befindlich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, bei dem die Photokatalysatorteilchen aus mindestens einem Titanoxid, das aus der aus Titanoxiden, Titanoxidhydrat, wasserhaltigem Titanoxid, Metatitanaten, Orthotitanaten und Titanhydroxid bestehenden Gruppe ausgewählt ist, bestehen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, bei dem die Photokatalysatorteilchen aus einer Verbindung, die durch Hydrolyse oder Neutralisation von Titanylsulfat oder Titanchlorid erhalten wurde, oder aus einem Produkt, das durch Trocknen der Verbindung, Brennen der Verbindung oder Durchführen einer hydrothermalen Behandlung der Verbindung erhalten wurde, bestehen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner eine Stufe des In-Kontakt-Bringens des photokatalytischen Verbundstoffs mit Wasser vor einer Stufe der Applikation von Strahlung auf den photokatalytischen Verbundstoff umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, der 20–98 Vol.-% Photokatalysatorteilchen, bezogen auf die Gesamtmenge von Photokatalysatorteilchen und wenig abbaubarem Klebmittel der zweiten Schicht, enthält.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, der 50–98 Vol.-% Photokatalysatorteilchen, bezogen auf die Gesamtmenge von Photokatalysatorteilchen und wenig abbaubarem Klebmittel der zweiten Schicht, enthält.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, der 70–98 Vol.-% Photokatalysatorteilchen, bezogen auf die Gesamtmenge von Photokatalysatorteilchen und wenig abbaubarem Klebmittel der zweiten Schicht, enthält.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, der mit einer zweiten Schicht ausgestattet ist, die mindestens einen Bestandteil, der aus der aus einem Kopplungsmittel, Vernetzungsmittel und Adsorptionsmittel bestehenden Gruppe ausgewählt ist, das wenig abbaubare Klebmittel und die Photokatalysatorteilchen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, der mit einer ersten Schicht, die das wenig abbaubare Klebmittel und anorganische Teilchen ohne photokatalytische Funktion umfasst, ausgestattet ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, bei dem die Photokatalysatorteilchen aus Titanoxid bestehen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein photokatalytischer Verbundstoff verwendet wird, bei dem mindestens ein Bestandteil von Metallen und Metallverbindungen, wobei das Metall aus der aus V, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt und Au bestehenden Gruppe ausgewählt ist, als zweite Komponente in den jeweiligen Photokatalysatorteilchen enthalten ist und/oder auf diesen befindlich ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein anorganisches Klebmittel als das wenig abbaubare Klebmittel verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der photokatalytische Verbundstoff zur Entfernung von schädlichen Materialien, übelriechenden Materialien, öligen Komponenten, Bakterien, Aktinomyzeten, Pilzen und Algen verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der photokatalytische Verbundstoff zur Entfernung von Algen verwendet wird.