光触媒にはたくさんの種類があります。
光触媒による防カビは、効果の高いものもあれば、まったく効果が無いものもあります。室内にて防カビ効果がまったく無い製品は、「酸化チタン光触媒」です。
その詳細は、「酸化チタン光触媒が室内で効果がない理由とは？室内で効果がある光触媒は？」をご覧ください。
最近では、「銅が入った光触媒は防カビ効果が高い」ということが知られていますが、銅が入った光触媒には、大きく2種類あります。
- 銅イオン光触媒
- 銅ドープ酸化チタン
この記事では、銅イオン光触媒と銅ドープ酸化チタンの違いをご説明いたします。
銅イオン光触媒と銅ドープ酸化チタンの違い
まず、銅イオン光触媒と銅ドープ酸化チタンの違いをご説明いたします。
銅が入った光触媒の分類
銅が入った光触媒のことを、銅ハイブリッド光触媒といいます。ハイブリッドとは、「2つの異なるものを混ぜたもの」という意味です。
銅が入っているとは言え、その銅が基材となる酸化チタンに結合しているものか、それとも銅と酸化チタンが単独で存在しているのかが、銅イオン光触媒と銅ドープ酸化チタンの違いになります。
| 銅イオン光触媒 | 銅イオン光触媒は、光触媒液剤の中に銅イオンが混ざったもの |
|---|---|
| 銅ドープ酸化チタン | ナノサイズの酸化銅が酸化チタンに結合したもの。 |
銅ドープ酸化チタンの「ドープ」とは？
「ドープ」とは聞きなれない言葉だと思います。ドープの意味は、「添加した」とか「加えた」という意味になりますが、光触媒では「結合させた」とか「担持させた」という意味になります。
銅ドープ酸化チタンは別名として、銅担持酸化チタンと言われることもあります。弊社の社内では、どちらかと言えば銅担持酸化チタンと呼ぶことが多いです。
銅イオン光触媒は確かに防カビ効果が高いのだが・・・
少し意味深な見出しですが、解説していきたいと思います。
銅イオン光触媒の成分
銅イオン光触媒は、銅と酸化チタンが用いられています。それを塗装面に接着させないといけないために、何らかの接着成分（バインダー）を用いています。
銅イオン光触媒の接着成分として、フッ素樹脂が用いられています。フッ素は毒性が問題となっていますが、樹脂になっていると毒性が低いといわれています。
しかし、樹脂は光触媒によって分解される対象物ですから、樹脂が分解されてフッ素が出てきたら、問題になる可能性があります。
銅イオン光触媒の防カビ効果のメカニズム
そもそも、「銅イオンが入っていたら酸化チタンは入れなくても良いのでは？」と思うかもしれません。
銅イオンがそのまま存在しているコーティング剤もあれば、銅の金属を添加しておき、少しずつ銅イオン化させる方法があります。銅はイオン化しにくい金属ですから、後者の金属としての銅を添加しているものは、何らかの方法でイオン化させないといけません。
銅をイオン化させるために、酸化チタンの光触媒効果を使っているようです。銅がイオン化するためには、酸化チタンによって過酸化水素が発生することが大事なのですが、酸化チタンが過酸化水素を発生させるためには、紫外線を必要とします。
そして、銅イオンと過酸化水素が反応して、強い酸化力を持つヒドロキシラジカルが発生します。これによって防カビ効果を発揮します。
銅イオンは水に溶けた銅ですから、コーティング剤としてその場に居とどまることが難しくなり、脱落していきやすいと思います。
銅イオンがなくなったり紫外線が当たらないと防カビ効果なし
銅イオンによってヒドロキシラジカルが発生しますが、銅イオンを消費し切ってしまったら、ヒドロキシラジカルが発生しなくなります。また、酸化チタンによって過酸化水素が発生するためには、酸化チタンに紫外線が当たって活性化する必要があります。
銅イオンが無くなってしまったり、酸化チタンに紫外線が当たらなかったりしたときは、銅イオン光触媒はほとんど効果が無いと思われます。
室内は紫外線がほとんどありませんから、「室内では効果なし」とお考えいただいた方が良いと思います。
銅ドープ酸化チタンの特長
それに対して銅ドープ酸化チタンはどうでしょうか？
銅ドープ酸化チタンとは？効果は半永久的
銅ドープ酸化チタンとは、酸化チタンにナノサイズの酸化銅を結合した成分です。「ドープ」とは、別名として「担持」といわれており、酸化チタンに結合した銅が、酸化チタンの性質を高める効果があります。
銅イオンであれば流れ落ちてしまったら防カビ効果がなくなってしまいますが、銅ドープ酸化チタンに配合されている銅は、酸化チタンに結合されています。ですから、銅イオンとして出てくることはありません。
また、銅ドープ酸化チタンを使ったコーティング剤に使用されている接着成分（バインダー）には、アモルファス酸化チタンが用いられています。
アモルファス酸化チタンは、酸化チタンが結晶化していない成分です。これを液剤にしたものを塗布して乾燥すると、塗装面に強固に付着します。つまり、銅ドープ酸化チタンが塗装面に強固に付着することになります。
弊社製品ですと、室内に塗装すると、効果が10年以上持続します。天井などの人が触れない箇所では、環境にもよりますが、おそらく20年以上効果が持続するものと思われます。
200lxの弱い光でも、暗所でも防カビ効果を発揮
酸化チタンに結合されたナノサイズの酸化銅が作用して、室内の弱い光であっても触媒効果を発揮します。
人の目に見える光に反応して防カビ効果を発揮する光触媒のことを、可視光応答型光触媒といいます。他社メーカーの可視光応答型光触媒スプレーなどの製品を分析していると、試験結果のグラフの下側に小さな文字で、「室内の明かり（1,000lx）を照射」と書いてあることがあります。
1,000lxとは、手術室ほどの明るい光を当てての試験ですから、弊社としては「手術室くらい明るい光を当てないと効果が無いのか」と思ってしまうくらいの製品が多いのです。
ちなみに銅ドープ酸化チタンであれば200lxほど、薄暗い部屋くらいの明るさでも高い防カビ効果を発揮します。
また、銅ドープ酸化チタンのナノサイズの酸化銅が触媒効果を発揮するようで、暗所でも防カビが出来るのです。普段明かりを点灯させないバスルームや地下室、いつも暗い押し入れやクローゼットの中でも防カビができます。
銅ドープ酸化チタンを使った光触媒コーティング剤ラインナップ
弊社が開発した、銅ドープ酸化チタンを使った光触媒コーティング剤には、次のものがあります。
- 屋内用光触媒コーティング剤（BX01-AB1）
- 車用光触媒コーティング剤（BXR02-C）
- プラスチック用光触媒コーティング剤
- ご家庭用除菌・消臭スプレー「アキュートクリーン」
屋内用光触媒コーティング剤（BX01-AB1）は、屋内で利用することを想定した標準的な銅ドープ酸化チタン光触媒コーティング剤です。
車の車内用にも銅ドープ酸化チタンを使用していますが、車内にはUVカットガラスを通した光が当たるため、紫外線量が少なくなります。そのため、紫外線量が少なくても抗菌や消臭といった効果を発揮するために、銅ドープ酸化チタンを使っています。
プラスチック用は、屋内用光触媒コーティング剤（BX01-AB1）を改良して、プラスチックにも高い濡れ性のある光触媒コーティング剤です。濡れ性とは、液剤を弾くことなく濡れる性質のことです。
プラスチックは水を弾く性質があるため、光触媒コーティング剤も弾いてしまいます。そのようなプラスチックは、均等に光触媒コーティングができなくなるため、プラスチックにも均等に塗装できる液剤を開発しました。
銅イオン光触媒と銅ドープ酸化チタンの比較まとめ
銅イオン光触媒と銅ドープ酸化チタンの比較をまとめると、次の表のようになります。
| 銅イオン光触媒 | 銅ドープ酸化チタン | |
|---|---|---|
| 直射日光 | ◎ | ◎ |
| 可視光 | △ | ◎ |
| 暗所 | △ | 〇 |
| 持続期間 | △ | ◎ |
ちなみに、弊社では銅イオン光触媒は製造しておりません。また、上記の比較は、弊社の主観によるものです。実際の個別の製品では、上記以外の結果となる場合もあることを、ご了承ください。
そのため、銅イオン光触媒をご利用になられる場合は、その効果のほどをメーカーのホームページなどをご確認くださればと思います。そのときに、製品の効果を見極めるポイントは、効果を表すグラフに、「どの程度の明るさの光を照射して試験したのか？」です。
1,000lxの光を当てて抗菌効果を試験した製品は、室内ではほとんど防カビ効果がありません。200lxほどの光でも抗菌効果を発揮することが確認された製品は、防カビ効果が高いものと考えます。200lxを一つの基準となさってください。
銅ドープ酸化チタンを使った光触媒コーティング施工実績
さて、銅ドープ酸化チタンの防カビや抗菌コーティングは、さまざまな場所でご利用いただき、たくさん実績がございます。
- 一戸建て住宅の防カビコーティング
- 新築マンションの防カビコーティング
- オフィスの抗菌コーティング
- 自動車の抗菌コーティング
- ホテルの消臭コーティング
- 劇場の垂れ幕（緞帳）の抗菌コーティング
- お風呂の防カビコーティング
銅ドープ酸化チタンを使った防カビコーティングなら、弊社もしくは弊社製品を扱う施工代理店までご相談ください。屋内の光触媒コーティング施工に対応する施工代理店一覧は、こちらのページです。
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。