チタンは環境にやさしい

チタンはリサイクルが容易で、環境にやさしい金属です。

チタンは環境に優しい

チタンは汚れを分解する(うそじゃありません)。

チタンは100%リサイクル可能なエコ金属

金属チタンは、半永久的に劣化しないため(原理については「チタンは錆びない」を参照」)、リサイクルが容易であり、それ自体環境にやさしい金属といえます。

また、チタンはそれ自体密度が小さいとともに比強度が強いので、小さく軽く作ることができ、輸送機などでは燃費の向上も期待できます。エコなんですね。
違う切り口からも見てみましょう。

チタンの価格が高い原因は、チタン鉱石を精錬する際に発生する塩化マグネシウムの電気分解に膨大な電気量が必要なのと、精錬に使用する物質を大気から遮断する必要があるためにバッチ工程 にならざるをえず、そのせいで生産性が上がらないことが大きいのです。

ということは、精錬が終了しているチタン製品をリサイクルすれば、その分の電気量が不要になり、価格が下がることも期待できることになります。 CO2の排出量も減らせますね。

ただし、リサイクルが容易といっても、チタンは他の元素を混ぜて合金として使用していることも多く、厳密に分別しなければ出来上がったチタンの性能に悪影響を及ぼします。つまり、ただ「チタン」としか分からない材料は、純チタンやチタン合金の材料としては使えないということです。

また、製品として社会に出た品物は、半永久的に劣化しないため、いつまででも使い続けられます。つまり、寿命という理由ではリサイクルのプロセスには乗ってこないのです。 したがって、現在リサイクルに回っているのは、チタン製品の生産過程で出たスクラップがほとんどなんです。

ただ、チタンをリサイクルすることは、その分精錬しなくてすむわけですから、ものすごくエコなことであるのは間違いありません。ぜひ、チタンのリサイクルを推進していきましょう。

チタンは自らきれいになる

近年、酸化チタンに光触媒作用と超親水作用があることが日本で発見されました。

光触媒作用とは、酸化チタンに紫外線が当たるだけで、酸化チタンに触れている有機物を無害なレベルにまで分解してしまう作用です。

超親水作用とは、酸化チタンに紫外線が当たると、水へのぬれ性が非常に向上する現象のことです。超親水状態になった酸化チタン膜の上では、水は薄い膜となって広がってしまいます。

この二つの作用が、環境にとって本当に有用な働きをします。 酸化チタンに紫外線をあてると内部の電子がエネルギーの高い状態になり、励起電子(=マイナス電化)と、正孔(=プラス電荷。いわば電子が励起して出て行った抜け殻) ができます。

これは太陽電池の原理と同じですが、太陽電池ではこの励起電子は外部回路に電流として取り出されるのに対し、光触媒では励起電子と正孔は表面で 吸着している分子と反応し、還元反応と酸化反応を起こします。 酸化チタン光触媒の特徴は、光により生成される正孔(正確には正孔が酸化チタン表面にある水を酸化して生成するヒドロキシルラジカル)が大変強い酸化力を持つことです。

酸化チタンの正孔は通常使われる強い酸化剤である 過酸化水素やオゾンよりもはるかに強い酸化力を持ちます。この強い酸化力により、表面に吸着しているほとんどの物質はその分子の結合を切断され、その最終の酸化生成物(二酸化炭素など)にまで酸化分解されます。
これが光誘起分解反応です。除菌や消臭、防汚に効果があります。

一方、励起電子は空気中の酸素を還元してスーパーオキシド(・O2-)を生成し、過酸化物を形成したり過酸化水素を経て水になると考えられています。スーパーオキシドアニオン(アニオン=電子を受け取って負の電荷を帯びた電子または原子団のこと)も活性酸素のひとつですが、 酸化力はあまり強くありません。

ただ、触れているものにしか酸化作用を及ぼさないようですので、離れたところの環境浄化を狙う場合には注意が必要です。それでも、病院のタイルに使用した例では、室内の空中の細菌数も減ったとの報告もあります。

現在、酸化チタンを用いた塗料や表面処理がたくさん開発、実用化されています。それを使えば、清掃の手間が要らない、その分の動力=CO2排出が要らない、水、洗剤、資材を節約できるなど、メリットは計り知れません。

また、酸化チタンに紫外線を当てると、酸化チタン表面の水の濡れ性が著しく高くなる、光誘起親水化現象も発現します。

酸化チタンは、紫外線によって表面の酸素が部分的に抜けることが分かっています。
酸素が抜けた箇所は親水性を、その他の箇所は疎水性をもち、ごく小さい大きさで親水性と疎水性の部分が交互に存在し、 水は親水性の部分を通って広がってしまうため、丸い水滴にならず、表面を覆い尽くしてしまいます。

雨などで酸化チタン表面がぬれ、そこに紫外線が当たると、水が埃や油などと酸化チタン表面との境目に入り込み、 浮かせて流してしまうという効果が期待できます。
これは、建物の壁面などで実用化されています。また、水滴が丸くならずに薄く広がってしまうわけですから、防曇効果も期待できるというわけです。窓ガラスや高級車のドアミラー などで実用化されています。

さらに、建物表面に水を流し、超親水化作用によって壁面全体に広がった水が蒸発するときに奪っていく気化熱で表面温度を下げ、冷房に使うエネルギーを減らす試みも研究されています。 もしかしたら、チタンは地球を救うかもしれませんね。

これ、チタンでつくってみたいな、と思ったあなたへ

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