光触媒とは

光触媒の展開と歴史

光触媒は 1970 年に東大の本多教授と藤嶋助手(当時)が英国の著名な学術誌ネイチャーに 紹介して大評判になりました。陽極を酸化チタン、陰極をプラチナにして酸化チタンに光を 照射すると電解反応のように水から酸素ガスと水素ガスが発生するというものです。 理論的には「太陽光を使って夢のエネルギーである水素を無限に得ることができる」という 現象でしたので当時のオイルショックの世相の中で産学会がこぞって飛びつきました。 しかし残念ながら実用化は効率の点で遥かに遠く、やがて開発熱は先細りとなりました。

その後、主に効率を上げる目的でプラチナ負極を省いて、酸化チタンを粉にして水中に分散 させる画期的な方法が阪大から提案されました、 確かに効率的ではあったのですがこれには別の問題が待ち構えていました。「水素ガスのか わりに過酸化水素が発生する」というものです。プラチナという水素発生のいわば促進剤が ないと、過酸化水素になってしまい、当初目的としていたエネルギー分野からこの研究はど んどん離れていきました。

過酸化水素はそれ自体、殺菌や漂白剤作用を持つ物質ですので、これを応用して光触媒を衛 生管理目的で展開しようとする研究もありましたが、この分野を一挙に加速したのが 1996 年のTOTOによる「光触媒の超親水性発見」です。 超親水性がセルフクリーニング作用に繋がるということも併せてこれも画期的な発見でし た。 光触媒反応とこの超親水性を関連させる確立した理論はまだなく、平たい表現をすれば「な んでこうなるのか誰もわかっていない」状態です。

水溶液状態の光触媒を顔料と樹脂の混合物である塗膜にするためには最低限、以下の3条 件が必要です。
1. 光触媒反応の生成物の酸化反応に耐えうる樹脂を採用すること。
2. 水分を潤沢に含み、光触媒反応を阻害しない樹脂を採用すること。

3. あらゆる素材にかんたんな手順で施工できること。 広範な普及を目指すには室内でも使われるように工夫しなければならず、次の1項目も重 要テーマとして加わりました。現在、これがもっとも大きなテーマかも知れません。
4. 太陽光だけでなく室内光でも反応する光触媒であること。 すぐに克服できそうなテーマだったのですが、なかなかすべてを解決することは難しく、 1996 年からもう 20 年以上経過していますが解決に至らず撤退する企業残念ながら続出し ております。

当社製品はナフィオンという高度にフッ素化されたイオン交換樹脂に注目して、これで 1~3を解決することを目指しました。 もともとは人工衛星の燃料電池電解質として開発された樹脂ですが化学的安定性や水分透 過性の点で問題解決にはぴったりの樹脂で、かつ水を溶剤として採用できる点も環境配慮 型コーティング剤としては最適です。

4の解決のためには主に日本の企業が実用化にもっとも近い状況にあると思います。

昨今の新型コロナウイルスの解決のために光触媒は現在脚光を浴びていまして「第3のブ ーム」が到来している状況です。 水素ガスの発生、セルフクリーニングと時代ごとに主テーマは移ろってきまし

光触媒の原理・効果

光触媒反応は水の電気分解を太陽光や室内光で進めて活性酸素つまり過酸化水素を発生 させる反応です。

オキシドールを生成するのですが、そのオキシドールの濃度は 1/100~1/1000 と非常に 薄いためはじめに期待された殺菌機能はそれ自体では弱く、実用的に「殺菌します」と認め ようとすると他の成分の助けを必要とします。

当社では人体に比較的無害で強力な感染菌&ウイルスキラーである銅イオンCu2+を潤 沢に発生させる金属銅に注目して、それと光触媒の組合せで相乗作用が生まれることを発 見しました。

今までは銀を含んだ光触媒が主流だったのですが、銀だけで菌やウイルスに対する効果 を得るための量を入れるとなるとコストもかかり、使用した場所が黒く着色してしまう恐 れもあるので、使用場所が限られて実用性に欠けるものでした。

そこで、機能を補うために銅を入れることによって菌やウイルスに対しての効果を高め ることができ、併せて防カビ効果機能も加え多機能の光触媒を作ろうと考え、現在製品化す るまでに至りました。

弊社で取り扱う製品は PIAJ(光触媒工業会)で認められた製品です。

特許関係も取得している製品になります。 室内で十分な親水性&水分を光触媒反応で得るための技術(特許 6539370 号) 光触媒と金属銅・銀粉を組み合わせる技術(特許出願中 2016-212027) コンクリート面に十分な光触媒機能を付与するための技術(特許出願中 2017-077273)

米疾病対策センター(CDC)とカリフォルニア大学ロサンゼルス校、プリンストン大学の 研究チームが新型コロナウィルスは銅の表面での生存期間は4時間未満と米医学誌「ニュ ーイングランド医学ジャーナル」に発表しています。 また、日本銅センターも銅イオンの微量金属作用には、細菌類を死滅させる性質があること や銅の超抗菌性能を化学的に実証するため、さまざまな実証試験に取り組み実証されたす ぐれた銅の超抗菌性能を発表しております。

弊社の除菌・抗菌・消臭・防カビ機能を有する製品を使用することによって昨今話題になっ ている新型コロナウイルスに対する対策としては、現状一番有効的なものとしてご提案で きるものだと思います。

たが、ようや く産業として社会に貢献できる時代が到来したものと感じ邁進しております。