JP5126855B2 - 多機能性皮膜を有するガラス製品及びその製造方法 - Google Patents
多機能性皮膜を有するガラス製品及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5126855B2 JP5126855B2 JP2009266275A JP2009266275A JP5126855B2 JP 5126855 B2 JP5126855 B2 JP 5126855B2 JP 2009266275 A JP2009266275 A JP 2009266275A JP 2009266275 A JP2009266275 A JP 2009266275A JP 5126855 B2 JP5126855 B2 JP 5126855B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- titanium
- titanium oxide
- carbon
- glass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims description 78
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 25
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 142
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 140
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 101
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 60
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 59
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 59
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 41
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 35
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims description 31
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 27
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 26
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 25
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 17
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 15
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 9
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 9
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910000883 Ti6Al4V Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 claims description 4
- 235000011194 food seasoning agent Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 103
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 21
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 18
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 16
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 15
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 9
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 8
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 8
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 6
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 6
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 acetylene Natural products 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 4
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 4
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 3
- 239000007777 multifunctional material Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 3
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 230000004298 light response Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical class O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100258086 Postia placenta (strain ATCC 44394 / Madison 698-R) STS-01 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical group [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Cookers (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
実施例1〜3(参考例)
アセチレンの燃焼炎を用い、厚さ0.3mmのチタン板をその表面温度が約1100℃となるように加熱処理することにより、表面層として炭素がTi−C結合の状態でドープされた炭素ドープ酸化チタン層を有するチタン板を形成した。1100℃での加熱処理時間をそれぞれ5秒(実施例1)、3秒(実施例2)、1秒(実施例3)に調整することにより炭素ドープ量及び炭素ドープ酸化チタン層の厚さが異なる炭素ドープ酸化チタン層を有するチタン板を形成した。
市販されている酸化チタンゾル(石原産業製STS−01)を厚さ0.3mmのチタン板にスピンコートした後、加熱して密着性を高めた酸化チタン皮膜を有するチタン板を形成した。
SUS板上に酸化チタンがスプレーコートされている市販品を比較例2の酸化チタン皮膜を有する基体とした。
実施例1で得られた炭素がTi−C結合の状態でドープされた炭素ドープ酸化チタン層及び比較例1の酸化チタン皮膜について、ナノハードネステスター(NHT)(スイスのCSM Instruments製)により、圧子:ベルコビッチタイプ、試験荷重:2mN、負荷除荷速度:4mN/minの条件下で皮膜硬度を測定したところ、実施例1の炭素がTi−C結合の状態でドープされた炭素ドープ酸化チタン層はビッカース硬度が1340と高い値であった。一方、比較例1の酸化チタン皮膜のビッカース硬度は160であった。
実施例1の炭素がTi−C結合の状態でドープされた炭素ドープ酸化チタン層及び比較例1の酸化チタン皮膜について、マイクロスクラッチテスター(MST)(スイスのCSM Instruments製)により、圧子:ロックウェル(ダイヤモンド)、先端半径200μm、初期荷重:0N、最終荷重:30N、負荷速度:50N/min、スクラッチ長:6mm、ステージ速度:10.5mm/minの条件下で耐スクラッチ性試験を実施した。スクラッチ痕内に小さな膜の剥離が起こる「剥離開始」荷重及びスクラッチ痕全体に膜の剥離が起こる「全面剥離」荷重を求めた。その結果は第1表に示す通りであった。
実施例1の炭素がTi−C結合の状態でドープされた炭素ドープ酸化チタン層及び比較例1の酸化チタン皮膜について、高温トライボメーター(HT−TRM)(スイスのCSM Instruments製)により、試験温度:室温及び470℃、ボール:直径12.4mmのSiC球、荷重:1N、摺動速度:20mm/sec、回転半径:1mm、試験回転数:1000回転の条件下で摩耗試験を実施した。
実施例1の炭素がTi−C結合の状態でドープされた炭素ドープ酸化チタン層を有するチタン板を1M硫酸水溶液及び1M水酸化ナトリウム水溶液にそれぞれ室温で1週間浸漬した後、上記の皮膜硬度、耐摩耗性、及び後記する光電流密度を測定したところ、浸漬の前後で、結果に有意な差は認められなかった。即ち、実施例1の炭素がTi−C結合の状態でドープされた炭素ドープ酸化チタン層は高い耐薬品性を有することが認められた。
実施例1の炭素がTi−C結合の状態でドープされた酸化チタン層について、X線光電子分光分析装置(XPS)で、加速電圧:10kV、ターゲット:Alとし、2700秒間Arイオンスパッタリングを行い、分析を開始した。このスパッタ速度がSiO2膜相当の0.64Å/sとすると、深度は約173nmとなる。そのXPS分析の結果を図2に示す。結合エネルギーが284.6eVである時に最も高いピークが現れる。これはCls分析に一般的に見られるC−H(C)結合であると判断される。次に高いピークが結合エネルギー281.7eVである時に見られる。Ti−C結合の結合エネルギーが281.6eVであるので、実施例1の炭素ドープ酸化チタン層中ではCがTi−C結合としてドープされていると判断される。なお、炭素ドープ酸化チタン層の深さ方向の異なる位置の11点でXPS分析を行った結果、全ての点で281.6eV近傍に同様なピークが現れた。
実施例1〜3の炭素がTi−C結合の状態でドープされた炭素ドープ酸化チタン層及び比較例1、2の酸化チタン皮膜の波長応答性をOriel社のモノクロメーターを用いて測定した。具体的には、それぞれの層、皮膜に対し、0.05M硫酸ナトリウム水溶液中で対極との間に電圧を0.3V印加し、光電流密度を測定した。
実施例1〜3の炭素がTi−C結合の状態でドープされた炭素ドープ酸化チタン層及び比較例1、2の酸化チタン皮膜について、式
η=jp(Ews−Eapp)/I
で定義される光エネルギー変換効率ηを求めた。ここで、Ewsは水の理論分解電圧(=1.23V)、Eappは印加電圧(=0.3V)、Iは照射光強度である。この結果を図4に示す。図4は光エネルギー変換効率ηを照射光波長に対して示してある。
実施例1及び2の炭素がTi−C結合の状態でドープされた炭素ドープ酸化チタン層及び比較例1の酸化チタン皮膜について、消臭試験を実施した。具体的には、消臭試験に一般的に用いられるアセトアルデヒドを炭素ドープ酸化チタン層を有する基体と共に1000mlのガラス容器に封入し、初期の吸着による濃度減少の影響が無視できるようになってから、UVカットフィルタ付き蛍光灯にて可視光を照射し、所定の照射時間毎にアセトアルデヒド濃度をガスクロマトグラフィーで測定した。なお、各皮膜の表面積は8.0cm2とした。
実施例1の炭素ドープ酸化チタン層及び比較例1の酸化チタン皮膜について、防汚試験を実施した。各皮膜を(財)電力中央研究所内の喫煙室内に設置し、145日後の表面の汚れを観察した。なお、この喫煙室内には太陽光の直接の入射はない。
実施例1〜3と同様にアセチレンの燃焼炎を用い、厚さ0.3mmのチタン板を、第2表に示す表面温度で第2表に示す時間の間加熱処理することにより、表面層として炭素ドープ酸化チタン層を有するチタン板を形成した。
天然ガスの燃焼炎を用い、厚さ0.3mmのチタン板を、第2表に示す表面温度で第2表に示す時間の間加熱処理した。
実施例4〜7の炭素ドープ酸化チタン層及び比較例3の皮膜について、上記の試験例1と同様にしてビッカース硬度(HV)を測定した。それらの結果を第2表に示す。また、実施例4〜7で形成された炭素ドープ酸化チタン層は、水滴との接触角が2°程度の超親水性であった。
実施例4〜7の炭素ドープ酸化チタン層及び比較例1及び3の酸化チタン皮膜について、試験例6と同様に、0.05M硫酸ナトリウム水溶液中で対極との間に電圧を0.3V印加し、300nm〜520nmの光を照射して光電流密度を測定した。その結果を図7に示す。図7には、得られた光電流密度jpを電位ECP(Vvs. SSE)に対して示してある。
アセチレンの燃焼炎を用い、厚さ0.3mmのTi−6Al−4V合金板をその表面温度が約1100℃となるように加熱処理することにより、表面層が炭素ドープ酸化チタンを含有するチタン合金からなる合金板を形成した。1100℃での加熱処理時間を60秒とした。このようにして形成された炭素ドープ酸化チタンを含有する層は水滴との接触角が2°程度の超親水性であり、また実施例4で得られた炭素ドープ酸化チタン層と同様な光触媒活性を示した。
厚さ0.3mmのステンレス鋼板(SUS316)の表面にスパッタリングによって膜厚が約500nmのチタン薄膜を形成した。アセチレンの燃焼炎を用い、その表面温度が約900℃となるように加熱処理することにより、表面層として炭素ドープ酸化チタン層を有するステンレス鋼板を形成した。900℃での加熱処理時間を15秒とした。このようにして形成された炭素ドープ酸化チタン層は水滴との接触角が2°程度の超親水性であり、また、実施例4で得られた炭素ドープ酸化チタン層と同様な光触媒活性を示した。
粒径20μmの酸化チタン粉末をアセチレンの燃焼炎中に供給し、燃焼炎中に所定時間滞留させてその表面温度が約1000℃となるように加熱処理することにより、表面層として炭素ドープ酸化チタン層を有するチタン粉末を形成した。1000℃での加熱処理時間を4秒とした。このようにして形成された炭素ドープ酸化チタン層を有するチタン粉末、実施例4で得られた炭素ドープ酸化チタン層と同様な光触媒活性を示した。
厚さ1mmのガラス板(パイレックス(登録商標))の表面にスパッタリングによって膜厚が約100nmのチタン薄膜を形成した。アセチレンの燃焼炎を用い、その表面温度が1100℃(実施例11)、又は1500℃(実施例12)となるように加熱処理することにより、表面層として炭素ドープ酸化チタン層を有するガラス板を形成した。1100℃、又は1500℃での加熱処理時間を10秒とした。このようにして形成された炭素ドープ酸化チタン層は表面温度が1100℃の場合には図8(a)に写真で示すように透明であったが、表面温度が1500℃の場合には図9に示すように海に浮かぶ多数の小島状の起伏が表面に生じており、図8(b)に示すように半透明となった。
厚さ0.3mmのチタン板の表面を、アセチレンの燃焼炎により、第3表に示す表面層温度で第3表に示す時間加熱処理した。その後その燃焼炎を当てた表面を厚さ30mmのステンレスブロックの平らな面と接触させて冷却すると、チタン板表面の大部分に白色の酸化チタンからなる微細柱が林立している層が露出している部材と、薄膜上に白色の酸化チタンからなる多数の連続した狭幅突起部及び該突起部上に林立している微細柱が露出している小片部材とに分離した。即ち、加熱処理で表面層内部に形成された酸化チタンからなる微細柱が林立している層がその後の冷却で該微細柱が林立している層が該表面層に沿う方向で切断された。このようにして実施例13〜16の多機能材を得た。
厚さ0.3mmのTi−6Al−4V合金板の表面を、アセチレンの燃焼炎により、第3表に示す表面層温度で第3表に示す時間加熱処理した。その後その燃焼炎を当てた表面を厚さ30mmのステンレスブロックの平らな面と接触させて冷却すると、チタン合金板表面の大部分にチタン合金酸化物からなる微細柱が林立している層が露出している部材と、薄膜上にチタン合金酸化物からなる多数の連続した狭幅突起部及び該突起部上に林立している微細柱が露出している小片部材とに分離した。
厚さ0.3mmのステンレス鋼板(SUS316)の表面に電子ビーム蒸着によって膜厚が約3μmのチタン薄膜を形成した。その薄膜表面を、アセチレンの燃焼炎により、第3表に示す表面層温度で第3表に示す時間加熱処理した。その後その燃焼炎を当てた表面を厚さ30mmのステンレスブロックの平らな面と接触させて冷却すると、ステンレス鋼板表面の大部分に白色の酸化チタンからなる微細柱が林立している層が露出している部材と、薄膜上に白色の酸化チタンからなる多数の連続した狭幅突起部及び該突起部上に林立している微細柱が露出している小片部材とに分離した。
実施例13〜18得られた基板表面に微細柱が林立している層が露出している部材の微細柱側表面について、JIS K 5600−5−4(1999)に基づき、三菱鉛筆株式会社製ユニ1H〜9H鉛筆を用いて鉛筆引っかき硬度試験を実施した。その結果は第3表に示す通りであった。即ち、全ての試験片について9Hの鉛筆を用いた場合にも損傷は認められなかった。
実施例13〜18で得られた基板表面に微細柱が林立している層が露出している部材を1M硫酸水溶液及び1M水酸化ナトリウム水溶液にそれぞれ室温で1週間浸漬し、水洗し、乾燥させた後、上記の引っかき硬度試験:鉛筆法を実施した。その結果は第3表に示す通りであった。即ち、全ての試験片について9Hの鉛筆を用いた場合にも損傷は認められず、高い耐薬品性を有することが認められた。
実施例13〜18で得られた基板表面に微細柱が林立している層が露出している部材を管状炉内に入れ、大気雰囲気下で室温から1時間かけて500℃まで昇温させ、500℃の恒温で2時間保持し、更に1時間かけて室温まで静置冷却した後、上記の引っかき硬度試験:鉛筆法を実施した。その結果は第3表に示す通りであった。即ち、全ての試験片について9Hの鉛筆を用いた場合にも損傷は認められず、高い耐熱性をを有することが認められた。
試料として、実施例16で得られた基板表面に微細柱が林立している層が露出している表面積8cm2の部材及び比較例1で得られた酸化チタン皮膜を有する表面積8cm2のチタン板を用いて消臭試験を実施した。具体的には、それらの試料をそれぞれ、約10μmol/Lの濃度に調整したメチレンブルー水溶液80mL中に浸漬し、初期の吸着による濃度減少の影響が無視できるようになってから、松下電器産業株式会社製のUVカットフィルター付き蛍光灯により可視光を照射し、所定の照射時間毎に波長660nmにおけるメチレンブルー水溶液の吸光度をHACH社製水質検査装置DR/2400で測定した。その結果は図14に示す通りであった。
実施例15で得られた基板表面に微細柱が林立している層が露出している部材の微細柱から得た試料についてX線回折(XRD)を行った結果、ルチル型の結晶構造を有することが判明した。
Claims (11)
- 少なくとも表面層がチタン、チタン合金、チタン合金酸化物又は酸化チタンである皮膜の表面に炭化水素を主成分とするガスの燃焼炎を直接当てて加熱処理することによって該皮膜に一体的に形成された、炭素がドープされている酸化チタン又はチタン合金酸化物からなる多機能性皮膜を有し、該多機能性皮膜の表面に、炭素がドープされている酸化チタン又はチタン合金酸化物からなる微細柱が林立していることを特徴とする記載のガラス製品。
- 多機能性皮膜が少なくとも表面層がチタン、チタン合金、チタン合金酸化物又は酸化チタンである皮膜の表面に不飽和炭化水素を主成分とするガスの燃焼炎を直接当てて加熱処理することによって該皮膜に一体的に形成されたものであり、炭素がTi−C結合の状態でドープされていることを特徴とする請求項1記載のガラス製品。
- 多機能性皮膜が炭素を0.3〜15at%含有していることを特徴とする請求項1又は2に記載のガラス製品。
- 多機能性皮膜が可視光応答型光触媒として機能することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のガラス製品。
- 多機能性皮膜が超親水性を発現し得ることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のガラス製品。
- 多機能性皮膜が耐久性に優れていることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のガラス製品。
- 多機能性皮膜が透明又は半透明であることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載のガラス製品。
- チタン合金がTi−6Al−4V、Ti−6Al−6V−2Sn、Ti−6Al−2Sn−4Zr−6Mo、Ti−10V−2Fe−3Al、Ti−7Al−4Mo、Ti−5Al−2.5Sn、Ti−6Al−5Zr−0.5Mo−0.2Si、Ti−5.5Al−3.5Sn−3Zr−0.3Mo−1Nb−0.3Si、Ti−8Al−1Mo−1V、Ti−6Al−2Sn−4Zr−2Mo、Ti−5Al−2Sn−2Zr−4Mo−4Cr、Ti−11.5Mo−6Zr−4.5Sn、Ti−15V−3Cr−3Al−3Sn、Ti−15Mo−5Zr−3Al、Ti−15Mo−5Zr、又はTi−13V−11Cr−3Alであることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載のガラス製品。
- ガラス製品が板ガラス、ガラス製調理器具、ガラス製保存容器、ガラス製食器、ガラス製調味料容器、ガラス製コップ、ガラス製実験器具、花ビン又は鏡であることを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載のガラス製品。
- ガラス成形品の少なくとも一部の表面に設けられたチタン、酸化チタン、チタン合金又はチタン合金酸化物からなる皮膜の表面に炭化水素を主成分とするガスの燃焼炎を直接当てて該皮膜の表面層温度が600℃以上となるように加熱処理することによって、該皮膜の内部に炭素がTi−C結合の状態でドープされている酸化チタン又はチタン合金酸化物からなる微細柱が林立している層を形成させ、次いで該微細柱が林立している層を該皮膜の表面に沿う方向で切断させ、該微細柱を露出させて、表面に微細柱が林立している層からなる多機能性皮膜を形成することを特徴とする請求項1記載のガラス製品の製造方法。
- ガラス成形品の少なくとも一部の表面に設けられたチタン、酸化チタン、チタン合金又はチタン合金酸化物からなる皮膜の表面に不飽和炭化水素を主成分とするガスの燃焼炎を直接当てて該皮膜の表面層温度が600℃以上となるように加熱処理することによって、該皮膜の内部に炭素がTi−C結合の状態でドープされている酸化チタン又はチタン合金酸化物からなる微細柱が林立している層を形成させ、次いで該微細柱が林立している層を該皮膜の表面に沿う方向で切断させ、該微細柱を露出させて、表面に微細柱が林立している層からなる多機能性皮膜を形成することを特徴とする請求項2記載のガラス製品の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009266275A JP5126855B2 (ja) | 2009-11-24 | 2009-11-24 | 多機能性皮膜を有するガラス製品及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009266275A JP5126855B2 (ja) | 2009-11-24 | 2009-11-24 | 多機能性皮膜を有するガラス製品及びその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005054692A Division JP4555704B2 (ja) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | 多機能性皮膜を有するガラス製品及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010047475A JP2010047475A (ja) | 2010-03-04 |
JP5126855B2 true JP5126855B2 (ja) | 2013-01-23 |
Family
ID=42064892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009266275A Expired - Fee Related JP5126855B2 (ja) | 2009-11-24 | 2009-11-24 | 多機能性皮膜を有するガラス製品及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5126855B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4716215B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2011-07-06 | 財団法人電力中央研究所 | 表示材 |
JP5720879B2 (ja) * | 2010-12-08 | 2015-05-20 | 株式会社リコー | 電気−機械変換膜とその作製方法、電気−機械変換素子、液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6306343B1 (en) * | 1996-11-25 | 2001-10-23 | Ecodevice Laboratory Co., Ltd | Photocatalyst having visible light activity and uses thereof |
JP4626099B2 (ja) * | 2000-07-17 | 2011-02-02 | 株式会社豊田中央研究所 | 光触媒体 |
JP4120856B2 (ja) * | 2000-09-29 | 2008-07-16 | 東芝ライテック株式会社 | 光触媒体 |
JP5002864B2 (ja) * | 2001-03-02 | 2012-08-15 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | 有機金属化合物を用いた酸化物光触媒材料およびその応用品 |
JP3896453B2 (ja) * | 2002-03-18 | 2007-03-22 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 光触媒機能と低放射率特性を併せ持つガラス基材及びその製造方法 |
JP2003268306A (ja) * | 2002-03-18 | 2003-09-25 | Toto Ltd | 光触媒性複合材及び光触媒性コーティング剤 |
-
2009
- 2009-11-24 JP JP2009266275A patent/JP5126855B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010047475A (ja) | 2010-03-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4902125B2 (ja) | 鏡面を有する多機能材 | |
JP4623502B2 (ja) | 耐放射線部材及びそれを用いた原子力発電システム | |
JP5126855B2 (ja) | 多機能性皮膜を有するガラス製品及びその製造方法 | |
JP4010558B2 (ja) | 多機能材 | |
JP3980050B2 (ja) | 多機能材の製造方法 | |
JP4692987B2 (ja) | 防腐装置 | |
JP4756575B2 (ja) | 栽培培地収容具 | |
JP4555704B2 (ja) | 多機能性皮膜を有するガラス製品及びその製造方法 | |
JP4822245B2 (ja) | 電力供給機器 | |
JP4853942B2 (ja) | 物品保管庫 | |
JP4843231B2 (ja) | キッチン製品 | |
JP4587302B2 (ja) | 医家向け抗菌製品 | |
JP4392840B2 (ja) | 飲食料品用部材及び食器洗浄装置 | |
JP4623503B2 (ja) | 多機能性皮膜形成用コーティング組成物 | |
JP4368315B2 (ja) | 産業用機械 | |
JP4502325B2 (ja) | 超音波ホーン | |
JP4597713B2 (ja) | 金属製容器 | |
JP4480014B2 (ja) | ロケット部品 | |
JP2006238940A (ja) | 手洗具 | |
JP2006242404A (ja) | 調理機器 | |
JP4756574B2 (ja) | 空調機 | |
JP4807726B2 (ja) | 測定・測量器具 | |
JP4578274B2 (ja) | 畜産用器具 | |
JP4807723B2 (ja) | 耐熱部材の製造方法 | |
JP4743751B2 (ja) | 家具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091124 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111201 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120801 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120928 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121024 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121024 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151109 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |