JP3252147B2 - 二酸化チタン皮膜の形成方法 - Google Patents
二酸化チタン皮膜の形成方法Info
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、超臨界流体を用
いて行う二酸化チタン皮膜の形成方法に関する。
いて行う二酸化チタン皮膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】二酸化チタンに光を照射すると、正孔が
生成される。この正孔は、水道の消毒などに広く使用さ
れている塩素やオゾンに比べて非常に強い酸化力を持っ
ており、殆ど全ての有機物を分解することができるた
め、水中に溶けている有害な化学物質や、空気中に含ま
れる悪臭物質を簡単に分解・無害化することができる。
したがって、前記二酸化チタンは、抗菌や防かび、大気
汚染物質であるＮＯｘ, ＳＯｘなどの分解・無害化、壁
の汚れの分解・除去などにも使用できる。
生成される。この正孔は、水道の消毒などに広く使用さ
れている塩素やオゾンに比べて非常に強い酸化力を持っ
ており、殆ど全ての有機物を分解することができるた
め、水中に溶けている有害な化学物質や、空気中に含ま
れる悪臭物質を簡単に分解・無害化することができる。
したがって、前記二酸化チタンは、抗菌や防かび、大気
汚染物質であるＮＯｘ, ＳＯｘなどの分解・無害化、壁
の汚れの分解・除去などにも使用できる。
【０００３】しかし、従来においては粉末の二酸化チタ
ンが用いられていたため、取り扱いが面倒で、連続処理
ができないなどの欠点があった。そこで、粉末状態と比
べて取り扱いの容易な二酸化チタン皮膜を用いることが
研究されてきた。この二酸化チタン皮膜の形成方法とし
ては、ディップコーティング法やスピンコーティング法
などが存在する。ところがディップコーティング法で
は、対象物は、ゾルに浸漬できるように大きさの制限が
あり、しかも均一な速度で引き上げることのできるもの
であるという要件があり、また、スピンコーティング法
では、基板が高速で回転させることのできるものである
ことが要件とされる。したがって、ディップコーティン
グ法やスピンコーティング法では、既存建築物などへの
現場施工が困難であり、大面積の皮膜を迅速に形成する
ことも不可能であった。さらに、ディップコーティング
法やスピンコーティング法においては、二酸化チタンの
ゾルから湿潤ゾルへ、さらには乾燥、焼成による結晶化
というプロセスが必要であり、現場施工を行うことは不
可能であった。また、プラスチックスなど耐熱性の乏し
い材質からなるものや、撥水性表面を有するものや、繊
維製品などに皮膜を形成するのも困難であった。
ンが用いられていたため、取り扱いが面倒で、連続処理
ができないなどの欠点があった。そこで、粉末状態と比
べて取り扱いの容易な二酸化チタン皮膜を用いることが
研究されてきた。この二酸化チタン皮膜の形成方法とし
ては、ディップコーティング法やスピンコーティング法
などが存在する。ところがディップコーティング法で
は、対象物は、ゾルに浸漬できるように大きさの制限が
あり、しかも均一な速度で引き上げることのできるもの
であるという要件があり、また、スピンコーティング法
では、基板が高速で回転させることのできるものである
ことが要件とされる。したがって、ディップコーティン
グ法やスピンコーティング法では、既存建築物などへの
現場施工が困難であり、大面積の皮膜を迅速に形成する
ことも不可能であった。さらに、ディップコーティング
法やスピンコーティング法においては、二酸化チタンの
ゾルから湿潤ゾルへ、さらには乾燥、焼成による結晶化
というプロセスが必要であり、現場施工を行うことは不
可能であった。また、プラスチックスなど耐熱性の乏し
い材質からなるものや、撥水性表面を有するものや、繊
維製品などに皮膜を形成するのも困難であった。
【０００４】ところで、近年、超臨界流体を用いる急速
膨張法（ＲＥＳＳ法）によって、酸化珪素や酸化ゲルマ
ニウム、アルミナなどの無機物、あるいはポリプロピレ
ンなどの高分子の微粒子を生成することが試みられてい
る。超臨界流体急速膨張法（ＲＥＳＳ法）においては、
超臨界流体に対してある溶質の溶解度は圧力の増加とと
もに増大し、その溶質が溶解した超臨界流体を、微細な
ノズルから大気中に吐出させると、溶液が断熱膨張し、
圧力・温度が急激に低下するとともに、溶媒がガス化拡
散し、それに伴って溶媒の溶解力は急激に低下して溶質
が析出するという原理を利用している。なお、前記超臨
界流体は、公知の如く、物質固有の臨界温度（臨界状態
に相当する温度。気体を液化することのできる最高温
度。）、臨界圧力（臨界状態に相当する圧力。）を越え
た状態にある流体をいう。この超臨界流体は、粘性がき
わめて低い、拡散速度が大きい、密度が液体に近い、反
応速度が大きい、温度は圧力により制御可能、という特
色を有する。
膨張法（ＲＥＳＳ法）によって、酸化珪素や酸化ゲルマ
ニウム、アルミナなどの無機物、あるいはポリプロピレ
ンなどの高分子の微粒子を生成することが試みられてい
る。超臨界流体急速膨張法（ＲＥＳＳ法）においては、
超臨界流体に対してある溶質の溶解度は圧力の増加とと
もに増大し、その溶質が溶解した超臨界流体を、微細な
ノズルから大気中に吐出させると、溶液が断熱膨張し、
圧力・温度が急激に低下するとともに、溶媒がガス化拡
散し、それに伴って溶媒の溶解力は急激に低下して溶質
が析出するという原理を利用している。なお、前記超臨
界流体は、公知の如く、物質固有の臨界温度（臨界状態
に相当する温度。気体を液化することのできる最高温
度。）、臨界圧力（臨界状態に相当する圧力。）を越え
た状態にある流体をいう。この超臨界流体は、粘性がき
わめて低い、拡散速度が大きい、密度が液体に近い、反
応速度が大きい、温度は圧力により制御可能、という特
色を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記の点
に鑑み、超臨界流体を用いることによって、既存の建築
物などに対する現場施工や、大面積のものや、撥水性の
ものや、繊維製品や耐熱性に乏しい材質からなるものに
対しても、簡単かつ迅速に二酸化チタン皮膜を形成でき
る方法を提供しようとするものである。
に鑑み、超臨界流体を用いることによって、既存の建築
物などに対する現場施工や、大面積のものや、撥水性の
ものや、繊維製品や耐熱性に乏しい材質からなるものに
対しても、簡単かつ迅速に二酸化チタン皮膜を形成でき
る方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、超臨
界流体に二酸化チタンのゾルを混合させた混合超臨界流
体を、急激に減圧にして対象物表面に吹き付けると同時
に該吹き付けられた対象物表面を加熱することにより、
対象物表面に二酸化チタン皮膜を形成することを特徴と
する。
界流体に二酸化チタンのゾルを混合させた混合超臨界流
体を、急激に減圧にして対象物表面に吹き付けると同時
に該吹き付けられた対象物表面を加熱することにより、
対象物表面に二酸化チタン皮膜を形成することを特徴と
する。
【０００７】この請求項１の発明においては、二酸化チ
タンのゾルが混合された混合超臨界流体は、急激に減圧
とされて対象物に吹き付けられる際に、前記減圧により
急速に膨張しガス化して拡散する。そして、溶解度が急
激に低下して二酸化チタンの微粒子を生成する。そのた
め、その二酸化チタンの微粒子が対象物表面に薄層状に
付着する。そして、前記対象物表面が前記吹き付けと同
時に加熱されることにより、二酸化チタンのゾルから二
酸化チタンへの結晶化がなされ、対象物表面に所望の二
酸化チタンの皮膜が形成される。
タンのゾルが混合された混合超臨界流体は、急激に減圧
とされて対象物に吹き付けられる際に、前記減圧により
急速に膨張しガス化して拡散する。そして、溶解度が急
激に低下して二酸化チタンの微粒子を生成する。そのた
め、その二酸化チタンの微粒子が対象物表面に薄層状に
付着する。そして、前記対象物表面が前記吹き付けと同
時に加熱されることにより、二酸化チタンのゾルから二
酸化チタンへの結晶化がなされ、対象物表面に所望の二
酸化チタンの皮膜が形成される。
【０００８】また、前記超臨界流体は粘性が殆どないた
め、その超臨界流体に二酸化チタンのゾルが混合した混
合超臨界流体も粘性が極めて低く、濡れ性の低い表面を
有する対象物であっても、満遍なく二酸化チタンの皮膜
を対象物表面に形成できる。
め、その超臨界流体に二酸化チタンのゾルが混合した混
合超臨界流体も粘性が極めて低く、濡れ性の低い表面を
有する対象物であっても、満遍なく二酸化チタンの皮膜
を対象物表面に形成できる。
【０００９】請求項２の発明は、超臨界流体に二酸化チ
タンのゾルを混合させた混合超臨界流体を、急激に減圧
にすると同時に加熱しながら対象物表面に吹きつけるこ
とにより、対象物表面に二酸化チタン皮膜を形成するこ
とを特徴とする。
タンのゾルを混合させた混合超臨界流体を、急激に減圧
にすると同時に加熱しながら対象物表面に吹きつけるこ
とにより、対象物表面に二酸化チタン皮膜を形成するこ
とを特徴とする。
【００１０】この請求項２の発明においては、急激に減
圧にした混合超臨界流体を加熱しながら対象物に吹き付
けるため、二酸化チタンのゾルを結晶化させるために対
象物自体を加熱する必要がなく、耐熱性に乏しいプラス
チックスに対しても二酸化チタンの皮膜を形成できる。
その他の作用は請求項１の場合と同じである。
圧にした混合超臨界流体を加熱しながら対象物に吹き付
けるため、二酸化チタンのゾルを結晶化させるために対
象物自体を加熱する必要がなく、耐熱性に乏しいプラス
チックスに対しても二酸化チタンの皮膜を形成できる。
その他の作用は請求項１の場合と同じである。
【００１１】また、請求項３の発明は、超臨界流体にチ
タンアルコキシドなどの有機チタン化合物を溶解させた
混合超臨界流体を加熱し、急激に減圧すると同時に高温
空気あるいは高温酸素と接触酸化させながら対象物表面
に吹き付けることにより、対象物表面に二酸化チタン皮
膜を形成することを特徴とする。
タンアルコキシドなどの有機チタン化合物を溶解させた
混合超臨界流体を加熱し、急激に減圧すると同時に高温
空気あるいは高温酸素と接触酸化させながら対象物表面
に吹き付けることにより、対象物表面に二酸化チタン皮
膜を形成することを特徴とする。
【００１２】この請求項３の発明において、超臨界流体
に溶解した有機チタン化合物は加熱されることによって
分解し、また急激に減圧されて吐出される際に高温空気
あるいは高温酸素と反応して酸化分解が促進し、二酸化
チタンを生成し、対象物表面に二酸化チタン皮膜を形成
する。そのため、請求項１または２のようにあらかじめ
二酸化チタンのゾルを用意する必要がなく、有機チタン
化合物を使用できる利点がある。
に溶解した有機チタン化合物は加熱されることによって
分解し、また急激に減圧されて吐出される際に高温空気
あるいは高温酸素と反応して酸化分解が促進し、二酸化
チタンを生成し、対象物表面に二酸化チタン皮膜を形成
する。そのため、請求項１または２のようにあらかじめ
二酸化チタンのゾルを用意する必要がなく、有機チタン
化合物を使用できる利点がある。
【００１３】さらに、請求項４の発明は、超臨界流体に
チタンアルコキシドなどの有機チタン化合物が溶解した
混合超臨界流体を加熱した状態で、亜臨界または超臨界
状態の水と接触させた後、急激に減圧させながら対象物
表面に吹き付けることにより、対象物表面に二酸化チタ
ン皮膜を形成することを特徴とする。
チタンアルコキシドなどの有機チタン化合物が溶解した
混合超臨界流体を加熱した状態で、亜臨界または超臨界
状態の水と接触させた後、急激に減圧させながら対象物
表面に吹き付けることにより、対象物表面に二酸化チタ
ン皮膜を形成することを特徴とする。
【００１４】この請求項４の発明において、超臨界流体
に溶解した有機チタン化合物は、加熱により、さらには
亜臨界または超臨界の水と接触することにより分解し、
二酸化チタンになり、その後急激に減圧されて対象物表
面に吹き付けられることによって二酸化チタン皮膜を形
成する。従って、請求項３と同様に、あらかじめ二酸化
チタンのゾルを用意する必要がなく、有機チタン化合物
を使用できる利点がある。
に溶解した有機チタン化合物は、加熱により、さらには
亜臨界または超臨界の水と接触することにより分解し、
二酸化チタンになり、その後急激に減圧されて対象物表
面に吹き付けられることによって二酸化チタン皮膜を形
成する。従って、請求項３と同様に、あらかじめ二酸化
チタンのゾルを用意する必要がなく、有機チタン化合物
を使用できる利点がある。
【００１５】前記超臨界流体としては、二酸化炭素また
はアルコールからなるものが好ましい。さらに、前記ア
ルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロ
ピルアルコールが好適である。
はアルコールからなるものが好ましい。さらに、前記ア
ルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロ
ピルアルコールが好適である。
【００１６】また、前記二酸化チタンゾルは、超微粒子
の二酸化チタンを水に懸濁させたり、アルコールとチタ
ン塩や金属チタンとの反応などによって得られるチタン
のアルコキシドを酸やアルカリなどを触媒として加水分
解したりすることによって調製される。ここで、チタン
塩としては硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、アンモニウム塩、
オキシ塩化物、塩化物や臭化物などのハロゲン化物、酢
酸塩や蓚酸塩、２−エチルヘキサン酸塩、ステアリン酸
塩、乳酸塩、アセチル酢酸塩、ナフテン酸塩などの有機
酸塩などが挙げられる。
の二酸化チタンを水に懸濁させたり、アルコールとチタ
ン塩や金属チタンとの反応などによって得られるチタン
のアルコキシドを酸やアルカリなどを触媒として加水分
解したりすることによって調製される。ここで、チタン
塩としては硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、アンモニウム塩、
オキシ塩化物、塩化物や臭化物などのハロゲン化物、酢
酸塩や蓚酸塩、２−エチルヘキサン酸塩、ステアリン酸
塩、乳酸塩、アセチル酢酸塩、ナフテン酸塩などの有機
酸塩などが挙げられる。
【００１７】一方、前記有機チタン化合物としては、チ
タンのエトキシド、ブトキシド、イソプロポキシド、ｎ
−プロポキシドなどのチタンアルコキシド及びそれらの
混合物のアルコキシド、あるいはチタンの酢酸塩、蓚酸
塩、２−エチルヘキサン酸塩、ステアリン酸塩、乳酸
塩、アセチル酢酸塩などの有機酸塩及びそれらの混合物
が挙げられ、これらにアルコールやアルコールアミン
類、グリコール類、エチレングリコール、エチレンオキ
シド、キシレン、ジオキサン、ホルムアミド、ジメチル
ホルムアミド、蓚酸などの溶媒を加えたものでも良い。
タンのエトキシド、ブトキシド、イソプロポキシド、ｎ
−プロポキシドなどのチタンアルコキシド及びそれらの
混合物のアルコキシド、あるいはチタンの酢酸塩、蓚酸
塩、２−エチルヘキサン酸塩、ステアリン酸塩、乳酸
塩、アセチル酢酸塩などの有機酸塩及びそれらの混合物
が挙げられ、これらにアルコールやアルコールアミン
類、グリコール類、エチレングリコール、エチレンオキ
シド、キシレン、ジオキサン、ホルムアミド、ジメチル
ホルムアミド、蓚酸などの溶媒を加えたものでも良い。
【００１８】また、前記二酸化チタン皮膜を構成する二
酸化チタンの結晶形はアナターゼであることが最も好ま
しい。このアナターゼタイプは、ルチルやブルッカイト
あるいはアモルファスなど、アナターゼ以外のものより
も光触媒活性が高いからである。
酸化チタンの結晶形はアナターゼであることが最も好ま
しい。このアナターゼタイプは、ルチルやブルッカイト
あるいはアモルファスなど、アナターゼ以外のものより
も光触媒活性が高いからである。
【００１９】なお、二酸化チタン皮膜が形成される対象
物の材質としては、ガラス、金属、セラミックス、繊
維、プラスチックス等が挙げられる。また、前記対象物
の種類としては、壁や水槽、水路、トンネル等の建築物
のみならず、食器や家具等種々のものが対象とされる。
物の材質としては、ガラス、金属、セラミックス、繊
維、プラスチックス等が挙げられる。また、前記対象物
の種類としては、壁や水槽、水路、トンネル等の建築物
のみならず、食器や家具等種々のものが対象とされる。
【００２０】
【実施例】以下この発明の実施例について説明する。図
１は請求項１に係る発明の実施例に用いた装置の概略
図、図２は請求項２の発明の実施例に用いた装置の概略
図、図３は請求項３の発明の実施例に用いた装置の概略
図、図４は請求項４の発明の実施例に用いた装置の概略
図である。また、図５は代表的な悪臭物質であるアセト
アルデヒドに対する分解能の測定結果を示し、図６は大
気汚染物質であるＮＯｘに対する無害化作用の測定結果
を示す。
１は請求項１に係る発明の実施例に用いた装置の概略
図、図２は請求項２の発明の実施例に用いた装置の概略
図、図３は請求項３の発明の実施例に用いた装置の概略
図、図４は請求項４の発明の実施例に用いた装置の概略
図である。また、図５は代表的な悪臭物質であるアセト
アルデヒドに対する分解能の測定結果を示し、図６は大
気汚染物質であるＮＯｘに対する無害化作用の測定結果
を示す。
【００２１】まず、請求項１の発明の実施例について説
明する。図１に示す装置は、二酸化炭素供給部１０と超
臨界流体生成部２０と混合超臨界流体生成部３０および
噴出部４０とよりなる。二酸化炭素供給部１０は、二酸
化炭素ボンベ１１を有し、そのボンベ１１から配管１２
を介して超臨界流体生成部２０に二酸化炭素を供給する
ようになっている。なお、二酸化炭素に代えてメタノー
ル等のアルコールを用いてもよい。この例では、前記配
管１２の途中に設けられた高圧ポンプ１３によって、３
１℃の二酸化炭素が１００気圧まで加圧され、その後超
臨界流体生成部２０に供給される。符号１４はドライヤ
ー、１５は冷却装置、１６はフィルター、１７は圧力
計、１８は安全弁である。
明する。図１に示す装置は、二酸化炭素供給部１０と超
臨界流体生成部２０と混合超臨界流体生成部３０および
噴出部４０とよりなる。二酸化炭素供給部１０は、二酸
化炭素ボンベ１１を有し、そのボンベ１１から配管１２
を介して超臨界流体生成部２０に二酸化炭素を供給する
ようになっている。なお、二酸化炭素に代えてメタノー
ル等のアルコールを用いてもよい。この例では、前記配
管１２の途中に設けられた高圧ポンプ１３によって、３
１℃の二酸化炭素が１００気圧まで加圧され、その後超
臨界流体生成部２０に供給される。符号１４はドライヤ
ー、１５は冷却装置、１６はフィルター、１７は圧力
計、１８は安全弁である。
【００２２】超臨界流体生成部２０は、前記加圧された
二酸化炭素を加熱して超臨界流体を形成する部分で、こ
の例では混合超臨界流体生成部３０と兼用の恒温槽２１
内に設けられている。恒温槽２１は４０℃〜２５０℃の
任意の温度に維持できるようになっており、この例では
１００℃に維持されている。この超臨界流体生成部２０
は、前記二酸化炭素ボンベ１１に高圧ポンプ１３等を介
して配管１２で接続されており、前記加圧された二酸化
炭素をプレヒーター２２で８０℃に加熱して超臨界流体
とする。符号２３はストッパーである。
二酸化炭素を加熱して超臨界流体を形成する部分で、こ
の例では混合超臨界流体生成部３０と兼用の恒温槽２１
内に設けられている。恒温槽２１は４０℃〜２５０℃の
任意の温度に維持できるようになっており、この例では
１００℃に維持されている。この超臨界流体生成部２０
は、前記二酸化炭素ボンベ１１に高圧ポンプ１３等を介
して配管１２で接続されており、前記加圧された二酸化
炭素をプレヒーター２２で８０℃に加熱して超臨界流体
とする。符号２３はストッパーである。
【００２３】混合超臨界流体生成部３０は、前記超臨界
流体生成部２０で生成された二酸化炭素などの超臨界流
体に二酸化チタンのゾルを混合して混合超臨界流体を生
成する部分である。この混合超臨界流体生成部３０は、
前記超臨界流体生成部２０に配管１２で接続された抽出
セル３１を有する。この抽出セル３１には攪拌モータで
回転する攪拌装置３２と、二酸化チタンのゾルを供給す
るための配管１２Ａが設けられている。そして、その配
管１２Ａを介して所定量の二酸化チタンのゾルが抽出セ
ル３１に供給され、前記超臨界流体生成部２０から供給
される二酸化炭素の超臨界流体と混合されて混合超臨界
流体が生成される。この例では、抽出セル３１内に、二
酸化チタンのゾルと二酸化炭素の超臨界流体を重量比率
１：３０で供給供給して、１００気圧、８０℃の混合超
臨界流体を生成した。なお、二酸化チタンのゾルは、公
知のゾルゲル法で生成されたものを用いた。符号１１Ａ
は二酸化チタンのゾル容器、１３Ａは高圧ポンプ、１６
Ａはフィルター、１７Ａと３３は圧力計、１８Ａと３５
は安全弁、３４は温度計である。
流体生成部２０で生成された二酸化炭素などの超臨界流
体に二酸化チタンのゾルを混合して混合超臨界流体を生
成する部分である。この混合超臨界流体生成部３０は、
前記超臨界流体生成部２０に配管１２で接続された抽出
セル３１を有する。この抽出セル３１には攪拌モータで
回転する攪拌装置３２と、二酸化チタンのゾルを供給す
るための配管１２Ａが設けられている。そして、その配
管１２Ａを介して所定量の二酸化チタンのゾルが抽出セ
ル３１に供給され、前記超臨界流体生成部２０から供給
される二酸化炭素の超臨界流体と混合されて混合超臨界
流体が生成される。この例では、抽出セル３１内に、二
酸化チタンのゾルと二酸化炭素の超臨界流体を重量比率
１：３０で供給供給して、１００気圧、８０℃の混合超
臨界流体を生成した。なお、二酸化チタンのゾルは、公
知のゾルゲル法で生成されたものを用いた。符号１１Ａ
は二酸化チタンのゾル容器、１３Ａは高圧ポンプ、１６
Ａはフィルター、１７Ａと３３は圧力計、１８Ａと３５
は安全弁、３４は温度計である。
【００２４】噴出部４０は、前記混合超臨界流体を対象
物４６に吹き付ける部分で、前記抽出セル３１に接続さ
れたホース４１の先端に膨張ノズル４２が取り付けられ
ている。そして、拡散防止ボックス４５内に配置した対
象物４６の表面に前記膨張ノズル４２から前記混合超臨
界流体を吹き付ける。それと同時に、混合超臨界流体の
吹き付けられた対象物４６の表面を、拡散防止ボックス
４５内に設けた図示しない加熱装置で加熱し、対象物４
６表面に二酸化チタンの皮膜を形成する。この例では、
ノズル４２の径は０．１〜０．３ｍｍ、混合超臨界流体
の吐出圧は１０〜３０ＭＰａ、加熱装置は近赤外線加熱
装置からなり、対象物４６としての陶器製の皿の表面を
４００℃に加熱した。このようにして対象物４６の表面
に形成された二酸化チタン皮膜は、結晶形がアナターゼ
からなってその厚みは１〜５μであった。
物４６に吹き付ける部分で、前記抽出セル３１に接続さ
れたホース４１の先端に膨張ノズル４２が取り付けられ
ている。そして、拡散防止ボックス４５内に配置した対
象物４６の表面に前記膨張ノズル４２から前記混合超臨
界流体を吹き付ける。それと同時に、混合超臨界流体の
吹き付けられた対象物４６の表面を、拡散防止ボックス
４５内に設けた図示しない加熱装置で加熱し、対象物４
６表面に二酸化チタンの皮膜を形成する。この例では、
ノズル４２の径は０．１〜０．３ｍｍ、混合超臨界流体
の吐出圧は１０〜３０ＭＰａ、加熱装置は近赤外線加熱
装置からなり、対象物４６としての陶器製の皿の表面を
４００℃に加熱した。このようにして対象物４６の表面
に形成された二酸化チタン皮膜は、結晶形がアナターゼ
からなってその厚みは１〜５μであった。
【００２５】次に、請求項２の発明の例について説明す
る。この請求項２の発明は、前記混合超臨界流体を減圧
にして対象物に吹き付ける際に、混合超臨界流体を加熱
しながら行う点で請求項１の発明と異なる。図２に示す
装置は、請求項２の発明の例に用いられるものである。
この図２の装置は、現場施工が容易なように移動式のも
ので、二酸化炭素供給部５０と超臨界流体生成部６０と
混合超臨界流体生成部７０と噴出部８０および加熱部９
０とよりなる。
る。この請求項２の発明は、前記混合超臨界流体を減圧
にして対象物に吹き付ける際に、混合超臨界流体を加熱
しながら行う点で請求項１の発明と異なる。図２に示す
装置は、請求項２の発明の例に用いられるものである。
この図２の装置は、現場施工が容易なように移動式のも
ので、二酸化炭素供給部５０と超臨界流体生成部６０と
混合超臨界流体生成部７０と噴出部８０および加熱部９
０とよりなる。
【００２６】二酸化炭素供給部５０、超臨界流体生成部
６０および混合超臨界流体生成部７０は、移動が容易な
ように底部にキャスター５１, ６１を有するが、その他
の基本的構成および条件は、図１に示した装置と殆ど同
じである。なお図２において、図１と同じ名称の部分に
ついては、理解を容易にするため図１と同じ符号で示し
た。
６０および混合超臨界流体生成部７０は、移動が容易な
ように底部にキャスター５１, ６１を有するが、その他
の基本的構成および条件は、図１に示した装置と殆ど同
じである。なお図２において、図１と同じ名称の部分に
ついては、理解を容易にするため図１と同じ符号で示し
た。
【００２７】噴出部８０は、前記混合超臨界流体生成部
７０の抽出セル３１にホース８１を介して吐出ユニット
８３が接続され、その吐出ユニット８３先端の膨張ノズ
ル８４から混合超臨界流体が吐出されるようになってい
る。符号８２は加熱ユニットで、抽出セル３１から供給
される混合超臨界流体を所定温度、この例では２００℃
にして吐出ユニット８３に供給するものである。
７０の抽出セル３１にホース８１を介して吐出ユニット
８３が接続され、その吐出ユニット８３先端の膨張ノズ
ル８４から混合超臨界流体が吐出されるようになってい
る。符号８２は加熱ユニットで、抽出セル３１から供給
される混合超臨界流体を所定温度、この例では２００℃
にして吐出ユニット８３に供給するものである。
【００２８】加熱部９０は、前記噴出部８０から急激に
減圧状態にされて対象物９５に向け吐出される混合超臨
界流体を、対象物９５の表面に届くまでの間に加熱し
て、二酸化チタンを結晶化状態にして対象物９５表面に
付着させ、効率良く二酸化チタンの皮膜を形成するもの
である。この例の加熱部９０は、公知のマイクロ波加熱
装置９１からなって、前記膨張ノズル８４に取り付けら
れている。このマイクロ波加熱装置９１では、混合超臨
界流体を１００〜３００℃に加熱する。なお、この図２
の装置を用い、前記図１の装置で説明したのと同様の条
件で、プラスチックス製容器からなる対象物９５の表面
に膨張ノズル８４から混合超臨界流体を急速減圧し、か
つマイクロ波加熱装置で加熱しながら１０秒間吹き付け
たところ、対象物９５の表面には約０．３μの厚みから
なって結晶形がアナターゼの二酸化チタン皮膜が形成さ
れた。
減圧状態にされて対象物９５に向け吐出される混合超臨
界流体を、対象物９５の表面に届くまでの間に加熱し
て、二酸化チタンを結晶化状態にして対象物９５表面に
付着させ、効率良く二酸化チタンの皮膜を形成するもの
である。この例の加熱部９０は、公知のマイクロ波加熱
装置９１からなって、前記膨張ノズル８４に取り付けら
れている。このマイクロ波加熱装置９１では、混合超臨
界流体を１００〜３００℃に加熱する。なお、この図２
の装置を用い、前記図１の装置で説明したのと同様の条
件で、プラスチックス製容器からなる対象物９５の表面
に膨張ノズル８４から混合超臨界流体を急速減圧し、か
つマイクロ波加熱装置で加熱しながら１０秒間吹き付け
たところ、対象物９５の表面には約０．３μの厚みから
なって結晶形がアナターゼの二酸化チタン皮膜が形成さ
れた。
【００２９】請求項３の発明の実施例について説明す
る。この請求項３の発明は、チタンアルコキシドなどの
有機チタン化合物を用いる点、および混合超臨界流体を
対象物表面に吹き付ける際に高温空気または高温酸素と
接触させる点が請求項１および請求項２の発明と相違す
る。チタンアルコキシドなどの有機チタン化合物の使用
は、液の揮発蒸散の影響を制御できる工場での実施に適
し、この実施例では市販のチタンテトライソプロポキシ
ドを用いた。図３に示す装置は、二酸化炭素供給部１０
０と超臨界流体生成部２００と混合超臨界流体生成部３
００と高温空気・酸素供給部３５０と噴出部４００とよ
りなる。
る。この請求項３の発明は、チタンアルコキシドなどの
有機チタン化合物を用いる点、および混合超臨界流体を
対象物表面に吹き付ける際に高温空気または高温酸素と
接触させる点が請求項１および請求項２の発明と相違す
る。チタンアルコキシドなどの有機チタン化合物の使用
は、液の揮発蒸散の影響を制御できる工場での実施に適
し、この実施例では市販のチタンテトライソプロポキシ
ドを用いた。図３に示す装置は、二酸化炭素供給部１０
０と超臨界流体生成部２００と混合超臨界流体生成部３
００と高温空気・酸素供給部３５０と噴出部４００とよ
りなる。
【００３０】二酸化炭素供給部１００は、請求項１の実
施例で述べた二酸化炭素供給部１０と同じ構成からな
る。符号１０１は二酸化炭素ボンベ、１０２は配管、１
０３は高圧ポンプ、１０４はドライヤー、１０５は冷却
装置、１０６はフィルター、１０７は圧力計、１０８は
安全弁である。この二酸化炭素供給部１００では、請求
項１の実施例と同様に、二酸化炭素が１００気圧まで加
圧され、その後超臨界流体生成部２００に供給される。
施例で述べた二酸化炭素供給部１０と同じ構成からな
る。符号１０１は二酸化炭素ボンベ、１０２は配管、１
０３は高圧ポンプ、１０４はドライヤー、１０５は冷却
装置、１０６はフィルター、１０７は圧力計、１０８は
安全弁である。この二酸化炭素供給部１００では、請求
項１の実施例と同様に、二酸化炭素が１００気圧まで加
圧され、その後超臨界流体生成部２００に供給される。
【００３１】超臨界流体生成部２００も、請求項１の実
施例で述べた超臨界流体生成部２０と同じ構成からな
る。符号２０１は恒温糟、２０３はストッパーである。
この超臨界流体生成部２００では、前記二酸化炭素供給
部１００で加圧された二酸化炭素をプレヒーター２０２
で８０℃に加熱して超臨界流体とする。
施例で述べた超臨界流体生成部２０と同じ構成からな
る。符号２０１は恒温糟、２０３はストッパーである。
この超臨界流体生成部２００では、前記二酸化炭素供給
部１００で加圧された二酸化炭素をプレヒーター２０２
で８０℃に加熱して超臨界流体とする。
【００３２】混合超臨界流体生成部３００は、前記超臨
界流体生成部２００で生成された二酸化炭素の超臨界流
体に、有機チタン化合物としてのチタンテトライソプロ
ポキシドを混合して混合超臨界流体を生成する部分であ
る。この混合超臨界流体生成部３００は、前記超臨界流
体生成部２００に配管１０２で接続された抽出セル３０
１を有する。この抽出セル３０１には、攪拌モータで回
転する攪拌装置３０２と、チタンテトライソプロポキシ
ドを供給するための配管１０２Ａが設けられている。そ
して、その配管１０２Ａを介して所定量のチタンテトラ
イソプロポキシドが抽出セル３０１に供給され、前記超
臨界流体生成部２００から供給される超臨界流体と混合
されて混合超臨界流体が生成される。この実施例では、
チタンテトライソプロポキシドと前記超臨界流体生成部
２００で生成された二酸化炭素の超臨界流体を重量比率
１：３０で供給し、９０気圧、７０℃の混合超臨界流体
を生成した。符号１０１Ａはチタンテトライソプロポキ
シドを収容した容器、１０３Ａは高圧ポンプ、１０６Ａ
はフィルター、１０７Ａと３０３は圧力計、１０８Ａと
３０５は安全弁、３０４は温度計である。
界流体生成部２００で生成された二酸化炭素の超臨界流
体に、有機チタン化合物としてのチタンテトライソプロ
ポキシドを混合して混合超臨界流体を生成する部分であ
る。この混合超臨界流体生成部３００は、前記超臨界流
体生成部２００に配管１０２で接続された抽出セル３０
１を有する。この抽出セル３０１には、攪拌モータで回
転する攪拌装置３０２と、チタンテトライソプロポキシ
ドを供給するための配管１０２Ａが設けられている。そ
して、その配管１０２Ａを介して所定量のチタンテトラ
イソプロポキシドが抽出セル３０１に供給され、前記超
臨界流体生成部２００から供給される超臨界流体と混合
されて混合超臨界流体が生成される。この実施例では、
チタンテトライソプロポキシドと前記超臨界流体生成部
２００で生成された二酸化炭素の超臨界流体を重量比率
１：３０で供給し、９０気圧、７０℃の混合超臨界流体
を生成した。符号１０１Ａはチタンテトライソプロポキ
シドを収容した容器、１０３Ａは高圧ポンプ、１０６Ａ
はフィルター、１０７Ａと３０３は圧力計、１０８Ａと
３０５は安全弁、３０４は温度計である。
【００３３】高温空気・酸素供給部３５０は、空気また
は酸素がボンベ３５１からポンプ３５２によって後記噴
出部４００に向けて圧送され、途中のプレヒーター３５
３で高温に加熱される。
は酸素がボンベ３５１からポンプ３５２によって後記噴
出部４００に向けて圧送され、途中のプレヒーター３５
３で高温に加熱される。
【００３４】噴出部４００は、前記混合超臨界流体を対
象物４０６に吹き付ける部分で、前記抽出セル３０１に
接続されたホース４０１の先端に膨張ノズル４０２が取
り付けられている。その膨張ノズル４０２は、前記高温
空気・酸素供給部３５０の配管３５４の先端に設けられ
た噴霧ノズル４０３と一体とされ、膨張ノズル４０２か
ら吐出される混合超臨界流体が、噴霧ノズル４０３から
吐出される高温空気または酸素と接触するようになされ
ている。また、前記両ノズルの外周にサーミスタによる
加熱ヒータが巻き付けられていて、前記混合超臨界流体
および高温空気・酸素がさらに加熱されて吐出するよう
になっている。
象物４０６に吹き付ける部分で、前記抽出セル３０１に
接続されたホース４０１の先端に膨張ノズル４０２が取
り付けられている。その膨張ノズル４０２は、前記高温
空気・酸素供給部３５０の配管３５４の先端に設けられ
た噴霧ノズル４０３と一体とされ、膨張ノズル４０２か
ら吐出される混合超臨界流体が、噴霧ノズル４０３から
吐出される高温空気または酸素と接触するようになされ
ている。また、前記両ノズルの外周にサーミスタによる
加熱ヒータが巻き付けられていて、前記混合超臨界流体
および高温空気・酸素がさらに加熱されて吐出するよう
になっている。
【００３５】そして、前記膨張ノズル４０２から８０℃
に加熱された混合超臨界流体を吐出するとともに、前記
噴霧ノズル４０３から２００℃の高温空気または酸素を
吐出し、その高温空気または酸素と接触させた混合超臨
界流体を拡散防止ボックス４０５内に配置した対象物４
０６の表面に吹き付ける。前記膨張ノズル４０２から吐
出された混合超臨界流体は、急激に膨張することで減圧
になり、それと同時に高温空気または酸素と接触するこ
とで酸化分解が促進され、対象物４０６表面に二酸化チ
タン皮膜を形成する。この例では、膨張ノズル４０２の
径は０．０５〜０．１ｍｍ、混合超臨界流体の吐出圧は
１０〜３０ＭＰａ、対象物４０６はガラス製のプレート
である。このようにして対象物４０６の表面に形成され
た二酸化チタンの皮膜は、結晶形がアナターゼからなっ
てその厚みは１〜５μであった。
に加熱された混合超臨界流体を吐出するとともに、前記
噴霧ノズル４０３から２００℃の高温空気または酸素を
吐出し、その高温空気または酸素と接触させた混合超臨
界流体を拡散防止ボックス４０５内に配置した対象物４
０６の表面に吹き付ける。前記膨張ノズル４０２から吐
出された混合超臨界流体は、急激に膨張することで減圧
になり、それと同時に高温空気または酸素と接触するこ
とで酸化分解が促進され、対象物４０６表面に二酸化チ
タン皮膜を形成する。この例では、膨張ノズル４０２の
径は０．０５〜０．１ｍｍ、混合超臨界流体の吐出圧は
１０〜３０ＭＰａ、対象物４０６はガラス製のプレート
である。このようにして対象物４０６の表面に形成され
た二酸化チタンの皮膜は、結晶形がアナターゼからなっ
てその厚みは１〜５μであった。
【００３６】次に請求項４の発明の実施例について説明
する。この請求項４の発明は、チタンアルコキシドなど
の有機チタン化合物を用いる点、および混合超臨界流体
を亜臨界または超臨界状態の水と接触させた後に対象物
に吹き付ける点で請求項１および２と相違し、また前記
亜臨界または超臨界状態の水と接触させる点で請求項３
の発明と相違する。
する。この請求項４の発明は、チタンアルコキシドなど
の有機チタン化合物を用いる点、および混合超臨界流体
を亜臨界または超臨界状態の水と接触させた後に対象物
に吹き付ける点で請求項１および２と相違し、また前記
亜臨界または超臨界状態の水と接触させる点で請求項３
の発明と相違する。
【００３７】図４に示す装置は、請求項４の発明の実施
例に用いられるもので、現場施工が容易なように移動式
になっている。この装置は、二酸化炭素供給部５００と
超臨界流体生成部６００と混合超臨界流体生成部７００
と噴出部８００および亜臨界・超臨界水生成部９００と
よりなる。
例に用いられるもので、現場施工が容易なように移動式
になっている。この装置は、二酸化炭素供給部５００と
超臨界流体生成部６００と混合超臨界流体生成部７００
と噴出部８００および亜臨界・超臨界水生成部９００と
よりなる。
【００３８】二酸化炭素供給部５００と超臨界流体生成
部６００と混合超臨界流体生成部７００については、移
動が容易なように底部にキャスター５０１，６０１を有
するが、その他の基本的構成および条件は図３に示した
装置と殆ど同じである。なお、図４において、図３と同
じ名称の部分については図３と同じ符号で示した。
部６００と混合超臨界流体生成部７００については、移
動が容易なように底部にキャスター５０１，６０１を有
するが、その他の基本的構成および条件は図３に示した
装置と殆ど同じである。なお、図４において、図３と同
じ名称の部分については図３と同じ符号で示した。
【００３９】二酸化炭素供給部５００では、請求項３の
実施例と同様に、二酸化炭素が１００気圧まで加圧さ
れ、その後超臨界流体生成部６００に供給される。超臨
界流体生成部６００では、前記二酸化炭素供給部５００
で加圧された二酸化炭素をプレヒーター２０２で８０℃
に加熱して超臨界流体とする。
実施例と同様に、二酸化炭素が１００気圧まで加圧さ
れ、その後超臨界流体生成部６００に供給される。超臨
界流体生成部６００では、前記二酸化炭素供給部５００
で加圧された二酸化炭素をプレヒーター２０２で８０℃
に加熱して超臨界流体とする。
【００４０】混合超臨界流体生成部７００では、請求項
３の実施例と同様に、配管１０２Ａを介して抽出セル３
０１に供給されたチタンテトライソプロポキシドと、前
記超臨界流体生成部２００から配管１０２を介して抽出
セル３０１に供給された超臨界流体とが抽出セル３０１
で混合されて混合超臨界流体が生成される。この実施例
では、チタンテトライソプロポキシドと二酸化炭素の超
臨界流体を重量比率１：３０で供給し、９０気圧、７０
℃の混合超臨界流体を生成した。
３の実施例と同様に、配管１０２Ａを介して抽出セル３
０１に供給されたチタンテトライソプロポキシドと、前
記超臨界流体生成部２００から配管１０２を介して抽出
セル３０１に供給された超臨界流体とが抽出セル３０１
で混合されて混合超臨界流体が生成される。この実施例
では、チタンテトライソプロポキシドと二酸化炭素の超
臨界流体を重量比率１：３０で供給し、９０気圧、７０
℃の混合超臨界流体を生成した。
【００４１】噴出部８００は、前記混合超臨界流体生成
部７００の抽出セル３０１にホース８０１を介して吐出
ユニット８０３が接続されている。また、この吐出ユニ
ット８０３は、亜臨界・超臨界水生成部９００の抽出セ
ル９０１とも、ホース９０６を介して接続されている。
そしてその吐出ユニット８０３の先端には、前記混合超
臨界流体生成部７００の抽出セル３０１と通じる膨張ノ
ズル８０４と、前記亜臨界・超臨界水生成部９００の抽
出セル９０１と通じる吐出ノズル９０４が一体にセット
され、前記膨張ノズル８０４から吐出される混合超臨界
流体と、前記吐出ノズル９０４から吐出される亜臨界ま
たは超臨界水とが接触した後に外部へ吐出するようにな
っている。符号８０２は加熱ユニットである。
部７００の抽出セル３０１にホース８０１を介して吐出
ユニット８０３が接続されている。また、この吐出ユニ
ット８０３は、亜臨界・超臨界水生成部９００の抽出セ
ル９０１とも、ホース９０６を介して接続されている。
そしてその吐出ユニット８０３の先端には、前記混合超
臨界流体生成部７００の抽出セル３０１と通じる膨張ノ
ズル８０４と、前記亜臨界・超臨界水生成部９００の抽
出セル９０１と通じる吐出ノズル９０４が一体にセット
され、前記膨張ノズル８０４から吐出される混合超臨界
流体と、前記吐出ノズル９０４から吐出される亜臨界ま
たは超臨界水とが接触した後に外部へ吐出するようにな
っている。符号８０２は加熱ユニットである。
【００４２】亜臨界・超臨界水生成部９００は、亜臨界
（超臨界状態の直前状態を言う。）または超臨界状態の
水を生成する部分で、抽出セル９０１内で亜臨界または
超臨界水が生成される。なお、亜臨界状態の水と超臨界
状態の水のいずれも使用でき、適宜選択される。
（超臨界状態の直前状態を言う。）または超臨界状態の
水を生成する部分で、抽出セル９０１内で亜臨界または
超臨界水が生成される。なお、亜臨界状態の水と超臨界
状態の水のいずれも使用でき、適宜選択される。
【００４３】前記混合超臨界流体は吐出ユニット８０３
で亜臨界または超臨界水と接触することで酸化され、吐
出ユニット８０３から吐出されることで急激に減圧にさ
れて対象物９０５表面に二酸化チタン皮膜を形成する。
建物の外壁に用いられるコンクリート板からなる対象物
９０５に対して、前記のように混合超臨界流体を超臨界
水と接触させた後、急激に減圧して１０秒間吹き付けた
ところ、コンクリート板の表面には、厚み５〜８μのア
ナターゼタイプの二酸化チタン皮膜が形成された。
で亜臨界または超臨界水と接触することで酸化され、吐
出ユニット８０３から吐出されることで急激に減圧にさ
れて対象物９０５表面に二酸化チタン皮膜を形成する。
建物の外壁に用いられるコンクリート板からなる対象物
９０５に対して、前記のように混合超臨界流体を超臨界
水と接触させた後、急激に減圧して１０秒間吹き付けた
ところ、コンクリート板の表面には、厚み５〜８μのア
ナターゼタイプの二酸化チタン皮膜が形成された。
【００４４】なお、本発明によって形成された二酸化チ
タン皮膜の作用を調べるため、前記請求項１の実施例と
同じ方法によって一辺１２５ｍｍの正方形からなるガラ
スクロスの表面に厚み５μからなるアナターゼタイプの
二酸化チタン皮膜を形成した実施品と、二酸化チタン皮
膜のないガラスクロス（ブランク）とを、各々上面が透
明となった石英ガラス容器に入れ、さらにその容器に代
表的な悪臭物質であるアセトアルデヒドを１００ｐｐｍ
となるように充填し、両容器に紫外線を照射して時間の
経過とともに両容器内のアセトアルデヒド量がどのよう
に変化するかをガスクロメーターで測定した。その結果
を図５に示す。この測定結果から明らかなように、実施
品は代表的な悪臭物質であるアセトアルデヒドを速やか
に分解する作用を有する。
タン皮膜の作用を調べるため、前記請求項１の実施例と
同じ方法によって一辺１２５ｍｍの正方形からなるガラ
スクロスの表面に厚み５μからなるアナターゼタイプの
二酸化チタン皮膜を形成した実施品と、二酸化チタン皮
膜のないガラスクロス（ブランク）とを、各々上面が透
明となった石英ガラス容器に入れ、さらにその容器に代
表的な悪臭物質であるアセトアルデヒドを１００ｐｐｍ
となるように充填し、両容器に紫外線を照射して時間の
経過とともに両容器内のアセトアルデヒド量がどのよう
に変化するかをガスクロメーターで測定した。その結果
を図５に示す。この測定結果から明らかなように、実施
品は代表的な悪臭物質であるアセトアルデヒドを速やか
に分解する作用を有する。
【００４５】また、本発明によって形成されたアナター
ゼタイプの二酸化チタン皮膜について、大気汚染物質で
あるＮＯｘに対する無害化作用を、次のようにして調べ
た。すなわち、ＮＯｘを含む気体が流れる配管途中に透
明容器を接続し、その容器内に、直径１０ｃｍのセラミ
ック板に本発明によって１２５μの二酸化チタン皮膜を
形成した実施品を入れて、容器に紫外線を照射したり、
照射を止めたりするとともに、容器通過後の気体中に含
まれるＮＯｘ量を測定した。その結果は、図６に示すよ
うに、紫外線照射（Ａの時点）によりＮＯｘが直ちに二
酸化チタン皮膜で分解されて減少し、紫外線照射を停止
（Ｂの時点）すると再びＮＯｘが増大した。
ゼタイプの二酸化チタン皮膜について、大気汚染物質で
あるＮＯｘに対する無害化作用を、次のようにして調べ
た。すなわち、ＮＯｘを含む気体が流れる配管途中に透
明容器を接続し、その容器内に、直径１０ｃｍのセラミ
ック板に本発明によって１２５μの二酸化チタン皮膜を
形成した実施品を入れて、容器に紫外線を照射したり、
照射を止めたりするとともに、容器通過後の気体中に含
まれるＮＯｘ量を測定した。その結果は、図６に示すよ
うに、紫外線照射（Ａの時点）によりＮＯｘが直ちに二
酸化チタン皮膜で分解されて減少し、紫外線照射を停止
（Ｂの時点）すると再びＮＯｘが増大した。
【００４６】
【発明の効果】以上図示し説明したように、請求項１な
いし請求項６の発明によれば、ディップコーティング法
やスピンコーティング法のような制約が存在せず、既存
建築物などへの現場施工や、大面積の対象物に対しても
二酸化チタンの皮膜を迅速かつ容易に形成することがで
きる。しかも、対象物表面の濡れ性が問題にならないた
め、撥水性表面を有する対象物に対しても確実に二酸化
チタンの皮膜を形成できる。さらに、対象物表面に吹き
付ける混合超臨界流体は、ほとんど粘性がないため、従
来のディップコーティング法やスピンコーティング法な
どでは、毛細管現象によって皮膜を形成できなかった繊
維製品等に対しても確実に二酸化チタンの皮膜を形成で
きる。
いし請求項６の発明によれば、ディップコーティング法
やスピンコーティング法のような制約が存在せず、既存
建築物などへの現場施工や、大面積の対象物に対しても
二酸化チタンの皮膜を迅速かつ容易に形成することがで
きる。しかも、対象物表面の濡れ性が問題にならないた
め、撥水性表面を有する対象物に対しても確実に二酸化
チタンの皮膜を形成できる。さらに、対象物表面に吹き
付ける混合超臨界流体は、ほとんど粘性がないため、従
来のディップコーティング法やスピンコーティング法な
どでは、毛細管現象によって皮膜を形成できなかった繊
維製品等に対しても確実に二酸化チタンの皮膜を形成で
きる。
【００４７】また、請求項１ないし６の発明によって物
品の表面に形成された二酸化チタン皮膜は、その光触媒
作用によって有害な化学物質や悪臭物質を簡単に分解・
無害化することができ、抗菌や防かび、大気汚染物質で
あるＮＯｘ、ＳＯｘなどの分解や無害化等の優れた作用
を発揮する、極めて有用なものである。従って、この発
明によれば、そのような有害物質の分解・無害化作用を
所望の物質に簡単に付与できる効果がある。
品の表面に形成された二酸化チタン皮膜は、その光触媒
作用によって有害な化学物質や悪臭物質を簡単に分解・
無害化することができ、抗菌や防かび、大気汚染物質で
あるＮＯｘ、ＳＯｘなどの分解や無害化等の優れた作用
を発揮する、極めて有用なものである。従って、この発
明によれば、そのような有害物質の分解・無害化作用を
所望の物質に簡単に付与できる効果がある。
【００４８】それらに加えて請求項２の発明によれば、
耐熱性に乏しいプラスチック製品等に対しても簡単かつ
確実に二酸化チタン皮膜を形成できる。さらに、請求項
３および請求項４の発明によれば、超臨界流体と混合さ
せる二酸化チタンのゾルをあらかじめゾルゲル法などで
生成しておく必要がなく、チタンアルコキシドなどの有
機チタン化合物を用いることができる利点がある。
耐熱性に乏しいプラスチック製品等に対しても簡単かつ
確実に二酸化チタン皮膜を形成できる。さらに、請求項
３および請求項４の発明によれば、超臨界流体と混合さ
せる二酸化チタンのゾルをあらかじめゾルゲル法などで
生成しておく必要がなく、チタンアルコキシドなどの有
機チタン化合物を用いることができる利点がある。
【図１】請求項１に係る発明の実施例に用いた装置の概
略図である。
略図である。
【図２】請求項２の発明の実施例に用いた装置の概略図
である。
である。
【図３】請求項３の発明の実施例に用いた装置の概略図
である。
である。
【図４】請求項４の発明の実施例に用いた装置の概略図
である。
である。
【図５】代表的な悪臭物質であるアセトアルデヒドに対
する分解能の測定結果を示す図である。
する分解能の測定結果を示す図である。
【図６】大気汚染物質であるＮＯｘに対する無害化作用
の測定結果を示す図である。
の測定結果を示す図である。
１０, ５０，１００，５００：二酸化炭素供給部 ２０, ６０，２００，６００：超臨界流体生成部 ３０，７０，３００，７００：混合超臨界流体生成部 ４０，８０，４００，８００：噴出部 ４６，９５，４０６，９０５：対象物 ９０ 加熱部 ３５０：高温空気・酸素供給部 ９００：亜臨界または超臨界水生成部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 垰田 博史 愛知県名古屋市名東区平和が丘１丁目70 番地 猪子石住宅４棟301号 (72)発明者 加藤 俊作 香川県綾歌郡綾南町畑田958番３ (72)発明者 加藤 薫一 愛知県名古屋市昭和区桜山町１丁目10番 地 審査官 大工原 大二 (56)参考文献 特開 昭55−90441（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−179423（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−304299（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−45799（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭49−29829（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01G 23/047 C01G 23/04 ＣＡ（ＳＴＮ)
Claims (6)
- 【請求項１】 超臨界流体に二酸化チタンのゾルを混合
させた混合超臨界流体を、急激に減圧にして対象物表面
に吹き付けると同時に該吹き付けられた対象物表面を加
熱することにより、対象物表面に二酸化チタン皮膜を形
成することを特徴とする二酸化チタン皮膜の形成方法。 - 【請求項２】 超臨界流体に二酸化チタンのゾルを混合
させた混合超臨界流体を、急激に減圧にすると同時に加
熱しながら対象物表面に吹きつけることにより、対象物
表面に二酸化チタン皮膜を形成することを特徴とする二
酸化チタン皮膜の形成方法。 - 【請求項３】 超臨界流体にチタンアルコキシドなどの
有機チタン化合物を溶解した混合超臨界流体を加熱し、
急激に減圧すると同時に高温空気あるいは高温酸素と接
触酸化させながら対象物表面に吹き付けることにより、
対象物表面に二酸化チタン皮膜を形成することを特徴と
する二酸化チタン皮膜の形成方法。 - 【請求項４】 超臨界流体にチタンアルコキシドなどの
有機チタン化合物を溶解した混合超臨界流体を加熱した
状態で、亜臨界または超臨界状態の水と接触させた後、
急激に減圧させながら対象物表面に吹き付けることによ
り、対象物表面に二酸化チタン皮膜を形成することを特
徴とする二酸化チタン皮膜の形成方法。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかにおいて、
超臨界流体が二酸化炭素またはアルコールからなること
を特徴とする二酸化チタン皮膜の形成方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
二酸化チタンの結晶形がアナターゼであることを特徴と
する二酸化チタン皮膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01449597A JP3252147B2 (ja) | 1997-01-09 | 1997-01-09 | 二酸化チタン皮膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01449597A JP3252147B2 (ja) | 1997-01-09 | 1997-01-09 | 二酸化チタン皮膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10194740A JPH10194740A (ja) | 1998-07-28 |
| JP3252147B2 true JP3252147B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=11862650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01449597A Expired - Lifetime JP3252147B2 (ja) | 1997-01-09 | 1997-01-09 | 二酸化チタン皮膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3252147B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2915405B1 (fr) * | 2007-04-30 | 2011-09-09 | Areva Np | Preparation de particules minerales en milieu co2 supercritique |
| JP5273700B2 (ja) * | 2007-06-04 | 2013-08-28 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 光触媒酸化チタン膜およびその製造方法 |
| CN108581628A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-09-28 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 酒精喷雾装置、制作方法及机械加工机床 |
| JP2020062574A (ja) * | 2018-10-15 | 2020-04-23 | 株式会社オプト | 洗浄方法及び洗浄装置 |
-
1997
- 1997-01-09 JP JP01449597A patent/JP3252147B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10194740A (ja) | 1998-07-28 |
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