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光触媒から誕生! TOTOのハイドロテクトHYDROTECT

TOTOでは、様々な素材の表面に分子レベルでの水分薄膜を形成し、「超親水性(物質の表面に水がなじむ状態)」を付与できる光触媒超親水性技術の開発に、世界で初めて成功しました。※1

この光触媒超親水性薄膜を素材表面に固定化すると、表面は水をまったく弾かず、水になじむため「水滴ができず曇らない」・「汚れが水で簡単に洗い流せる」などの効果を半永久的に発揮します

「ハイドロテクト」は、技術ブランドとしてTOTO独自の光触媒技術である“超親水性技術““有機物分解性技術”のいずれかを有する商品に付記されています。また、2006年には技術(発明)の分野における恩賜発明賞を受賞するなど、さまざまな公的表彰を受けております。

※1: 「ハイドロテクト技術」とはTOTOが東京大学 藤嶋昭教授(現 (財)神奈川科学技術アカデミー理事長)と共同開発した「光触媒薄膜の利用技術」をさらに発展させ、超親水性効果を高めたものです。

豆知識

親水性とは?
水がなじむことで、汚れを落としやすくします。

水をはじく「撥水性」に対し、水とのなじみがよくなることを「親水性」と言います。水が汚れの下に入り込み、浮き上がることによって、汚れが流れ落ちます。

接触角と塗膜表面親水性は「塗膜表面の水の角度=接触角」であらわすことができ、接触角が小さいほど親水性は高くなります。

超親水状態 10°以下  親水状態 20°以下 撥水状態 90°以上 接触角が小さい→水は膜に近くなり、セルフクリーニング効果を発揮。 接触角が大きい→水滴になり、汚れの原因に。 

光触媒とは

光触媒は、光の照射を受けることにより(あるいは吸収することにより)、自らは変化することなく周辺の化学反応を促進する触媒物質を指す総称です。中でも酸化チタン(Ti02)は光触媒の代表的な物質で、微生物や酸化物の分解力や優れた親水性などの特長があり、すでに、この特長を用いた外壁用塗料や曇り止めなどの商品が開発・販売されています。

光触媒の主な機能は、防汚、空気浄化、浄水、抗菌、殺菌、脱臭、消臭、防曇、帯電防止です。
これらの機能を様々な分野に活用すべく研究も進んでいます。ちなみに、植物の光合成を促す「葉緑素(クロロフィル)」も光触媒のひとつです。

酸化チタンは分解力と親水性に優れた光触媒

当社では、この光触媒技術「ハイドロテクト」を利用した塗料を開発しています。これは、外壁に塗装された光触媒塗料が紫外線にあたることで、2種類の活性酸素を発生させ、塗膜に付いた有害物質や汚れを化学反応で分解する性質を利用しているのです。

また同時に塗装表面の親水性も高くなります。つまり汚れが付着すると活性酸素が汚れを分解し浮かせ、この付着力が弱くなった汚れの下に、親水性でさらに入りやすくなった雨水が入り込み、洗い流すという結果になるのです。

酸化チタンによる光触媒作用その1 ~ 分解力

光触媒である酸化チタンが、活性酸素を発生させて分解する有害物質の中には、カビ・藻・細菌などの微生物もあります。光触媒は優れた分解力で、カビ、藻、細菌などの微生物を分解することで、繁殖を抑制する効果があります。また、汚染の原因となる自動車や工場などから排出される大気汚染物質(窒素酸化物<NOx>や硫黄酸化物<SOx>)を分解するだけでなく、浄化することも実証されています。つまり光触媒塗装すると、塗装した建物の外壁周辺の空気までキレイにすることができるのです。

分解力のメカニズム

  • ①光媒体である酸化チタンに光が当たると…
  • ②e(電子)とh(正孔)が生じます。
  • ③空気中のO2とeが、H2Oがhとそれぞれ反応を起こします。
  • ④酸化チタン表面にO2(スーパーオキサイドイオン)、・OH(水酸ラジカル)という分解力を持つ、2種の活性酸素を発生させます。

酸化チタンによる光触媒作用その2 ~ 親水性

水をはじく「撥水性」に対し、水となじみがよくなることを「親水性」と言います。光触媒である酸化チタンは分解力と同時に高い親水性を備えた物質なのです。酸化チタンの活性酸素によって分解された微生物や汚染物質は、親水性質により活性酸素の層の上に発生する親水基の上に浮いているような状態になります。さらに水が汚れの下に入り込みやすくなるので、洗い流すだけでキレイになるのです。外壁に光触媒塗装を塗った場合、光触媒が汚れを分解し、雨水が洗い流してくれるセルフクリーニング効果が実践されるのです。

親水性のメカニズム

  • ①光媒体である酸化チタンに光が当たると…
  • ②酸化チタンを構成しているTiと、空気中のH2Oが反応を起こします。
  • ④TiとH2Oが反応した結果、酸化チタン表面に、水とのなじみが非常によ-OH(親水基)ができます。

ハイドロテクト セルフクリーニング効果→汚れを分解、雨で落とす 空気浄化効果→活性酸素で分解・浄化する 抗菌効果→雑菌の繁殖を抑える 抗カビ効果→カビの繁殖を抑える

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