闘い続ける新触媒「アドバンスコート」

アドバンスコートは、触媒反応によって活性酸素を強力に発生させ、強い酸化力で接触してきた菌やウイルス、臭いの原因物質などの有機物を分解し、「抗ウイルス・抗菌・防カビ」、「消臭」、「防汚」などの効果を発揮するコーティング剤です。

今までの防カビ・抗菌・消臭・防汚の触媒について

光触媒は光が当たらないと活性反応が起こらない…

これまで、防カビ・抗菌・消臭・防汚には「光触媒」が利用されてきました。 光触媒は光のエネルギーで科学反応を起こし、その結果抗菌や防汚などの働きが生じる作用です。 しかし、光触媒は光（紫外線）が当たらないと活性反応が起こらないという欠点を持っています。

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暗闇でも活性する新しい触媒「アドバンスコート」

「光触媒は光が当たらないと活性反応が起こらない」ということは、直接日光の届かない室内でのウイルス対策や暗い所に発生しやすいカビを防ぐ触媒としては致命的な欠点です。 その欠点を克服した新しい触媒が「アドバンスコート」。

光は使わず、自然放射線のエネルギーで化学反応を起こす

光がまったくない暗所でのエネルギーの供給源は放射線以外にはなく、高い抗菌・消臭は自然放射線による励起の結果によるものであるとして、この作用を「自然環境放射線触媒」と名づけられました。

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新聞・業界紙で紹介されました

• 2020/11/10　日本経済新聞
• 2020/9/3　日刊工業新聞

• 掲載日順

  • 2020/9/3日刊工業新聞
  • 2020/10/10河北新報
  • 2020/10/24河北新報
  • 2020/10/29日刊工業新聞
  • 2020/11/10日本経済新聞
  • 2020/11/7公明党聞
  • 2020/12/17河北新報

自然放射線とはなにか

地球上のどこにでも存在するもの

放射線には、2種類あります。

• 宇宙線や大地から放出されるもの
• X線利用や核実験および原子力施設で発生するもの

自然放射線は「1.宇宙線や大地から放出されるもの」です（環境放射線とも呼ばれる）。その名の通り、人間が生活する環境の中に自然に存在する放射線です。 「2.X線利用や核実験および原子力施設で発生するもの」は人工放射線と呼びます。

場所・時間によって量が異なる

自然放射線のなかで、宇宙線（宇宙放射線）は宇宙起源の放射線およびそれらと大気中の物質との相互作用で生成される放射線で、陽子、トリチウム、炭素14などがあります。 また大地由来の放射線は建物や建築構造物に含まれる 40Kや、花崗岩などの岩石に含まれウラン系列（226Ra）やナトリウム系列（220Rn)の崩壊過程で生じ、ラドンから空気中に放出される放射性ラドン（Rn)などがあります。 大地由来の放射線の線量は、地層を構成する花崗岩などの分布や大気の状態が一様でないため、場所によってまた時間によって異なります。 日本の平均値は 0.048μSv/h 。日本では関東地方は低く中部地方は高い傾向があります。 世界的に高いところで、ラムサール（イラン）は 1.16μSv/h 。カラパリ（ブラジル）は0.63μSv/h、と日本の約40倍です。

自然環境放射線触媒の原理

自然放射線の種類は主に宇宙線、ラドン（γ線:510KeV)、トロン（550KeV)、40K（1.461KeV)などで、エネルギーは光よりも高くバンドギャップを励起するのに十分です。 自然環境放射線触媒の原理を図1に示します。光触媒は光のエネルギーで最外殻の価電子帯と伝導帯の間のバンドギャップが励起されて電子や正孔ができ、この酸化還元反応によって有機物が分解されます。 一方、自然環境放射線触媒は、放射線によって最外殻の励起が起こると共にチタン内部の軌道電子が励起されオージェ崩壊とそれに誘起された電磁波（ガンマ線）の放出が起こります。これによって最外殻のバンドギャップ励起が引き起こされ、その結果として有機物が分解されます。

図1 自然環境放射線触媒の原理

一連の放射線の照射と有機物の分解の関係をまとめると図2のようになります。

図2 自然放射線触媒における有機物の分解のモデル

放射線がチタン系物質に照射されると、放射線のエネルギーは軌道電子の励起等を引き起こし、結果として最外殻の荷電子帯の電子が伝導帯へ励起（バンドギャップ励起）され、正孔と電子の電荷分離が起こります。 電荷分離した正孔と電子の一部は再結合しますが、他は分離した状態で表面に残ります。表面で、正孔は酸化作用によって有機物を分解し、電子は還元作用によって活性酸素種（スーパーオキシドラジカル等）を作り、活性酸素種は有機物を分解して無機物にします。

自然環境放射線触媒の展開

光や放射線は電磁波であり波長の長短（振動数の大小）によって分類されます。光で言えば波長が短い（振動数の大きい）紫外線領域はエネルギーが大きいです。波長の長い（振動数の小さい）赤外線領域はエネルギーが小さいです。 従来の光触媒は紫外線領域でのみ働くチタニア触媒です。チタニア触媒は主に酸化チタンが用いられています。 一方、可視光型光触媒は紫外線及び可視光線領域で働く触媒で、酸化チタンに硫黄などをドープし、また銅や銀などの金属を担持することによって作られます。 これに対して私たちが提案する自然環境放射線触媒はエネルギーがより高い電磁放射線領域で活性が生じ、それよりエネルギーの低い紫外線領域、可視光領域でも活性が発現します。電磁波の領域と各触媒の範囲を図5に示します。

図5 電磁波の波長（振動数）と各触媒の範囲

一般に電磁放射線とは赤外線、可視光線、紫外線、X 線およびγ線のすべてをさし、特にγ線や X 線の領域は電磁放射線領域とよばれます。 エネルギーの高いγ線を放出する放射線（自然放射線）は私たちの日常生活の周りに常に存在しています。自然環境放射線触媒は、光が全くない暗状態でも紫外線や太陽や蛍光灯のように通常の光が照射している状態でも、殺菌・抗菌や消臭や防汚などの働きを生じます。 従って自然環境放射線触媒の利用範囲は図6のように、通常の光触媒の範囲に限らず、それらの触媒の働きが及ばない弱光下や暗状態での使用まで広がるといえます。

図6 自然放射線触媒の利用領域

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参考文献

1. 特許第5970663号 特許権者 株式会社アドテック 他
2. 電気学会論文誌 川口俊郎他 Vol.133,No.10,p.28 (2013)
3. T.Kawaguchi, F.Futagami, M.Matoba,G.Wakabayashi, N.Ikeda, Y.Uozumi, N.Yamanaka,M.Kaneko,.IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE,Vol.53, No.4, (2006)