唯一無二のポイント①『超微粒子酸化チタン分散液』が実現した超性能

除菌剤・殺菌剤の効果と作用特性を考えるポイントは、殺菌を誘発する本体である『ラジカルを主とする反応性分子が、細胞のどこで不可逆な損傷を起こすための有効濃度の量に達するか

という視点でその効果の有無や必要な時間が判断されます。

 ⇨ 有効濃度に達しなければ不十分な効果しか得られない惧れ

 ⇨ 菌・ウイルスが付着する度、除菌・殺菌しなければならない

 ⇨ 残留性成分や過度の使用による皮膚の炎症、健康被害等の惧れ

超微粒子の効果

ラジカルを主とする反応性分子が、施工した表面で断続的に空気中の水分が分解されることにより爆発的に発生。施工面に付着した菌・ウイルスの細胞は断続的に一連の酸化還元反応により水と二酸化炭素に分解、不活化或いは消滅することになる。

 ⇨ 一度施工しておけば簡単な掃除のみで、日々の除菌剤・殺菌剤は不要

 ⇨ 残留性成分も人体への影響もない

コーティング剤の効果と作用特性を考えるポイントは、期待する効果が有効に得られる持続期間汎用性メンテナンス性コストパフォーマンス安全性といった視点で判断されます。

 一般のコーティング剤でよくある問題点

 ⇨ 施工した部分部分で変質・変色が起こる惧れ

 ⇨ 肝心な箇所が施工できない効果が持続しない惧れ

 ⇨ 有機溶剤の成分が残留して健康被害が出る惧れ

超微粒子の効果

溶剤を分子間力で結着させる特殊な工法により、どんな対象にも変質・変色なく施工が可能。通常の使用であれば5年以上効果が持続し、何らの残留性有機物は発生しません。また、清掃の他に特別な下処理も養生も不要のため、施工単価も作業時間も抑えることが出来ます

光触媒施工の効果と作用特性を考えるポイントは、酸化反応(抗菌・抗ウイルス性、防汚効果)、還元反応(消臭効果)を得る根拠が何処に基づいているかという視点でその有効性や必要な光量が判断されます。

 ⇨ 表面積にロスが多く十分な効果が得られない惧れ

 ⇨ 酸化剤・還元剤を使っているため効果が持続しない惧れ

 ⇨ 酸化剤・還元剤・バインダーなどの有機溶剤により施工面が変質・変色する惧れ

超微粒子の効果

安定した状態で分散した超微粒子酸化チタンは、他社の触媒が遠く及ばない表面積を獲得、わずかな自然光ですら光触媒反応を得ることが出来ます。ここに分子間力を活用した特殊工法を合わせることで、酸化剤も還元剤も用いることなく強い光触媒効果を安全に実現します。

 ⇨ 紫外線のみならず可視光線で強い光触媒反応(酸化還元反応)が得られる  ⇨ バインダーを使わないため表面積にロスがない(理論値からの欠損が少ない)

狭義の光触媒反応

『 酸化チタンなどの半導体とよばれる固体材料が光を吸収することによって生じる励起電子および正孔が起こす化学反応 』

広義の光触媒反応

『 触媒あるいは基質の光吸収によっておこる触媒反応をいう。また、光の吸収により暗反応の触媒を生成しておこる反応 』

電子や正孔が半導体の表面に吸着された物質に移動する。(電子や正孔が溶媒や真空中に飛び出した明確な根拠はない)

・ 電子(e)が移動すると物質の還元が、正孔(h)が移動すると物質の酸化が起こる.。一方、電子と正孔が再結合すると

    熱が生じて光触媒は元の状態に戻り、化学エネルギーは生じない。

・ 酸素存在下での有機化合物分解反応を行う場合、比表面積 (単位質量あたりの表面積)が大きいほど光触媒反応の速度が大

  きくなる。

・光触媒反応の速度=吸収光束×量子収率

量子収率=(“電子 ” -“正孔の反応速度” )/((”電子 ” -“正孔の反応速度” )”+” (”再結合速度” ))

正孔反応

•光エネルギーを受けた酸化チタンから電子が飛び出した後に残されたの電荷を帯びた •酸化チタン表面に空いた穴に有機物が流れ込むイメージ

励起反応

•光エネルギーを受けた酸化チタンから電子が飛び出し有機物に流れ込むイメージ •気化による活性酸素の拡散がなく安全性が高い

酸化反応(陽極)

流れ込んだ先の孔により有機物が酸化される

(有機物に正孔を捕捉させるイメージ)

lR -H + h^+     ⇨   R H^+  ・ lH_2O + h^+    ⇨    OH + H

  O H^–  + h^+ ⇨    ・OH

還元反応(陰極)

流れ込んだ電子により有機物が還元される

(水と二酸化炭素に分解するイメージ)

lO_2 +e^– ⇨ O_2^-

  ⇨  O_2^- ・ + H+ ⇨  HO_2 ・ lHO ⇨ 1/█(2@ ) O + 2H+

光触媒の特徴

還元、酸化分解反応を得るのに特別な装置を必要としない

  ⇨ 次亜塩素酸水のように生成器の良し悪しで効果に大きな差が出ない

還元剤、酸化剤を使用しないため、副産物や廃棄物が生じない

  ⇨ 人体や環境への悪影響が極めて少ない

触媒が水に触れていても、水中にあっても反応する

  ⇨ 水回り、水中、対液体に対して施工可能

繰り返し何度でも還元、酸化分解反応が生じる。

  ⇨ 施工面に残っている限り、効果が持続する

触媒物質が光を吸収した前後で変化しない

  ⇨ イオン化したものと違い効果に経年劣化がない

酸化チタンが光触媒として選ばれる理由

光触媒活性が高い    ②励起反応・正孔反応が安定して得られる 

  ⇨ 常温常圧で空気に触れても性質が安定している

  ⇨ 光触媒としての性質が変化することなく反応が永続する ③太陽光や室内光に含まれる近紫外線(UV -A)で機能する ④低コストで安定的に調達可能 ⑤安全性が高い

食 品 : 第8版食品添加物公定書

      FDA(アメリカ食品医薬品局 ): CFR Title 21

      EFSA(欧州食品安全機関)Food Additives E171

医薬品 : 第十七改正日本薬局方

      USPアメリカ薬品品質企画書   :  UV Attenuation Grade

              European Pharmacopoeia

他にも、酸化亜鉛・硫化カドミウムの光触媒活性は高く、バ ンドギャップエネルギーも酸化チタンに近い値を出すが、光を照射すると溶解したり、有害物質であるため環境浄化などの目的には利用しにくいこと。酸化タングステンは高価であることなどから、酸化チタンに代わる光触媒は開発されていないのが現状です。

施工素材を選ばない超微粒子分散液は、施工時に時間とコストの掛かる養生が要りません。

オフィスや家庭をそのままの状態で吹き付け可能ですので、施工が短時間で済みます。また基材に特別な下処理の必要もなく(簡単は表面の掃除はお願いしております)、アンダーコートも要りません。

一般のコーティング剤が基材表面の凹凸に対して、アンダーコートやバインダーで触媒を固着させるのに対して、超微粒子分散液は、超微粒子酸化チタンが分子間力でどの角度からでも自然に固着します

超微粒子分散液を施工後、施工表面に付着した菌やウイルスは、酸化還元反応により水と二酸化炭素に分解されます。

空気中の水分をイオン化することで酸化還元反応は施工面から酸化チタンが剥がれるか、酸化チタン表面を覆うような汚れが付かない限り反応が繰り返し持続します。

施工後、施工表面を静菌状態に保つことが、超微粒子分散液の特徴の1つです。

従来、都度、アルコールや消毒液等で繰り返し拭いていた日常メンテナンスが、施工後は、頻繁に触れたのち軽く水拭きするだけで、後は自然に菌やウイルスが分解されるため、過度な消毒による健康・環境への問題や、コスト増の問題も解決します

※ウイルスは構造が弱く数分で分解できますが、菌は構造が強いため不可逆的なダメージを与えるには数分で

 足りますが、ATP測定で残骸も計測されなくなるには数時間を要します。

ファンデルワールス力(分子間力)は1対の分子間では共有結合やイオン結合に劣ります。

しかし、分子は常に振動しているため、電気的に中性であっても振動により電荷に偏りが生じることから、固体に分子が近づく時には、固体中の原子と分子間に働くファンデルワールス引力が加算されます。

このため、固体と分子間に作用するファンデルワールス引力は非常に強力になります

(水の表面張力にみる水素結合など)

ファンデルワールス力は1nm程度の近くにある分子に特に有効に作用するので、TiO分子はこの空間に自発的に移動して安定した固着状態になります

この分子間力により超微粒子分散液は他のコーティング剤と異なり、長期(3〜5年)に渡り継続した酸化還元反応得られます

( 有効効果持続期間を3〜5年程度としているのは、市販されている製品の多くが元々何かしらの塗膜を有すること、重度の汚れによる表面露出部の消失、繊維の脱落等による有効表面積の減少を考慮しているためです。)

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