JP5131638B2 - 酸化チタン系光触媒薄膜の製造法 - Google Patents
酸化チタン系光触媒薄膜の製造法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5131638B2 JP5131638B2 JP2008137906A JP2008137906A JP5131638B2 JP 5131638 B2 JP5131638 B2 JP 5131638B2 JP 2008137906 A JP2008137906 A JP 2008137906A JP 2008137906 A JP2008137906 A JP 2008137906A JP 5131638 B2 JP5131638 B2 JP 5131638B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium oxide
- thin film
- roll
- resin
- oxide thin
- 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.)
- Active
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 63
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 53
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 50
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 23
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 21
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 12
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 8
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 7
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 5
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 4
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 claims description 4
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 claims description 2
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 claims description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 claims description 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004715 ethylene vinyl alcohol Substances 0.000 claims description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 claims description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 35
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 21
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 21
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 229910001872 inorganic gas Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 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
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003088 Ti−O−Ti Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000001045 blue dye Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000007607 die coating method Methods 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000012812 general test Methods 0.000 description 1
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920006289 polycarbonate film Polymers 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
本発明は酸化チタン系光触媒の製造法に関する。さらに詳しくは、触媒活性が高い酸化チタン系光触媒薄膜の製造法に関する。
種々の基材の表面に形成された酸化チタン系薄膜コーティングは、その中に含まれる酸化チタンが光の照射により強い分解力及び親水性を発揮することから、基材表面の清浄化、脱臭、抗菌等の用途に活用されている。現在、酸化チタン系薄膜コーティングは、外装用タイル、ガラス、外壁塗装、空気清浄機内部のフイルター、無機系の基材（セラミック、金属等）への応用が主体であるが、プラスティック材料等の有機材料からなる基材への応用も検討されている（特許文献１及び２）。しかし、従来、有機材料からなる基材上に形成された酸化チタン系薄膜コーティングは、触媒活性が不十分であり、また、膜厚がナノレベル（１μ未満）である場合には不均一になることがある。
特開２００６−１１６４６１号公報
特開２００６−２７２７５７号公報
本発明は上記問題点に鑑み、触媒活性の高い均一な酸化チタン系光触媒薄膜を製造する方法を提供することを課題とする。
本発明は、上記の課題を解決する手段として、基材上にペルオキソチタンを含有する酸化チタン系薄膜を形成させ、次いで該酸化チタン系薄膜を熱処理することを特徴とする酸化チタン系光触媒薄膜の製造法を提供する。
本発明により、触媒活性の高い均一な酸化チタン系光触媒薄膜を製造することができる。特に、本発明の好ましい実施形態では、インクジェット法またはロールと該ロールに巻いた微小径ワイヤーとを備えるワイヤーバーを用いたワイヤーバー法を用いることにより、触媒活性の高い均一な酸化チタン系光触媒薄膜をナノレベルの膜厚で製造することができる。
［基材］
酸化チタン系薄膜を形成する基材は、特に限定されない。特に本発明で効果が期待できる基材としては、例えば、有機材料からなるフィルム、その他の成型品、積層体、繊維製品等が挙げられる。その他、アルミニウム、ステンレス鋼、鉄などの金属からなる基材、及びガラス製品、セラミック材料からなるタイル等のセラミック製品も使用できる。具体的には、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアセタール、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（NBR）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（EVOH）、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド（PPS）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ABS）樹脂、メラミン樹脂等の有機材料からなるフィルム、その他の成型品、積層体、繊維製品等の基材が挙げられる。
酸化チタン系薄膜を形成する基材は、特に限定されない。特に本発明で効果が期待できる基材としては、例えば、有機材料からなるフィルム、その他の成型品、積層体、繊維製品等が挙げられる。その他、アルミニウム、ステンレス鋼、鉄などの金属からなる基材、及びガラス製品、セラミック材料からなるタイル等のセラミック製品も使用できる。具体的には、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアセタール、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（NBR）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（EVOH）、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド（PPS）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ABS）樹脂、メラミン樹脂等の有機材料からなるフィルム、その他の成型品、積層体、繊維製品等の基材が挙げられる。
［基材の表面活性化処理］
基材上に酸化チタン系薄膜を形成させる前に、該基材を表面活性化処理することが好ましい。この処理により、本発明で薄膜の形成に使用される酸化チタン系材料は、基材への濡れ性及び塗工性が効果的に向上する。表面活性化処理としては、例えば、コロナ処理、常圧（もしくは大気圧）プラズマ処理、又は低圧低温プラズマ処理を用いることができる。
基材上に酸化チタン系薄膜を形成させる前に、該基材を表面活性化処理することが好ましい。この処理により、本発明で薄膜の形成に使用される酸化チタン系材料は、基材への濡れ性及び塗工性が効果的に向上する。表面活性化処理としては、例えば、コロナ処理、常圧（もしくは大気圧）プラズマ処理、又は低圧低温プラズマ処理を用いることができる。
コロナ処理は、基材を支持するローラーと、これに対向して設置した電極間との間に高電圧をかけてコロナ放電させ、その間に基材を順次移動させて表面処理することにより行うことが好ましい。具体的なコロナ処理用装置としては、高周波発信機、高圧トランス、及び放電電極を備え、更に、その前後にそれぞれ基材の巻き出し機および巻き取り機を組み込んだ装置が挙げられる。高周波発信機は周波数1〜110Khz、最大出力0.5〜40kW程度のものが好ましい。処理スピードは1〜200m/min、好ましくは10〜100m/min程度である。
常圧プラズマ処理では、放電エネルギーをガスに印加し、常圧下で電離を行い、プラズマを発生させる。その特徴としては、常圧プロセスのため真空にする必要がなく、設備がシンプルで生産性が高いことが挙げられる。使用することができる常圧プラズマとしては、例えば、希ガス系常圧プラズマ、印加電圧を制御してグロー放電させることにより発生させることができるパルス方式常圧プラズマが挙げられる。装置の方式としては、基材をプラズマ処理部に導入する方式と、プラズマ状態になった活性ガスを基材に吹き付ける方式とがある。更に、基材の巻き出し部と巻き取り部との間にプラズマ処理ヘッドを設置し、連続処理できる方式が好ましい。
低圧低温プラズマ処理においては、減圧可能な低温プラズマ処理装置内の雰囲気を無機ガスに置換し、圧力を0.001〜10Torr、好ましくは0.01〜1Torrに保持した状態で電極間に周波数50Hz〜13.6MHzで0.1〜50kWの電力を印加する。これによってグロー放電させることにより、無機ガスの低温プラズマを発生させる。発生した低温プラズマ中に基材を設置してプラズマ処理を行う。基材を連続して処理する場合は、発生した低温プラズマ中に基材を順次移動させながら表面をプラズマ処理する。無機ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの希ガス、酸素、窒素、空気、炭酸ガス、アンモニア等が使用できる。これらのガスは１種単独で使用しても、２種以上を混合して使用してもよい。
常圧プラズマ処理及び低圧低温プラズマ処理のいずれにおいても、プラズマ処理時間は通常0.1〜1,000秒、好ましくは1〜100秒である。
［酸化チタン系薄膜の形成］
酸化チタン系薄膜は、例えば、ペルオキソチタンを含有する酸化チタン系材料を含む塗工液を基材に塗布し乾燥させることによって形成させることができる。
酸化チタン系薄膜は、例えば、ペルオキソチタンを含有する酸化チタン系材料を含む塗工液を基材に塗布し乾燥させることによって形成させることができる。
本発明で薄膜の形成に使用し得る酸化チタン系材料は、光触媒として従来知られている酸化チタン系材料の中で、ペルオキソチタンを含有する酸化チタン系材料である。特にアナターゼ型の結晶構造を持つペルオキソチタンを含有する酸化チタン系材料が好ましい。ペルオキソチタンは、下記構造式に示すような、Ti-O-Ti結合の一部がTi-O-O-Ti結合に転化した過酸化チタンである。
ペルオキソチタンを含有する酸化チタン系材料を含む塗工液としては、ペルオキソチタン酸水溶液、ペルオキソ改質アナターゼゾル、それらの混合液、及び他の材料との複合液であるペルオキソチタン系コーティング剤が挙げられる。該塗工液の市販品としては、サガンコート（商品名ＴＰＸゾル、アナターゼ型ペルオキソチタン含有二酸化チタン水分散液、ペルオキソチタン固形分濃度1.7質量%、鯤コーポレーション社製）、ティオスカイコート（商品名TAK-A、ペルオキソチタン含有二酸化チタンの水分散液、ペルオキソチタン固形分濃度0.85質量%、ティオテクノ社製）等が挙げられる。これらの塗工液は１種単独で使用しても２種以上を混合して使用してもよい。
ペルオキソチタンは酸化チタン系材料中に0.1質量%以上、好ましくは0.5〜50質量%含まれるのが好ましい。
ペルオキソチタンは酸化チタン系材料中に0.1質量%以上、好ましくは0.5〜50質量%含まれるのが好ましい。
上記塗工液は、公知の方法で基材に塗布することができる。具体的には、インクジェット法、ワイヤーバー法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、刷毛塗り法、含浸法、ダイコーティング法、グラビア印刷法等を利用することができる。特に、インクジェット法及びロールと該ロールに巻いた微小径ワイヤーとを備えるワイヤーバーを用いたワイヤーバー法は、厚さの調整が容易であり、ナノレベル（１μ未満）の膜厚を有する均一な薄膜を形成させるのに好適である。
インクジェット法による塗布は、例えば、公知のインクジェットヘッドを用いて行うことができる。インクジェットヘッドの方式は、特に限定されず、例えば、ピエゾ駆動方式、サーマル方式、または連続吐出型方式等が挙げられる。
前記微小径ワイヤーの直径は、目的とする酸化チタン系薄膜の厚さに応じて適宜選択することができるが、好ましくは10〜1000μｍ、より好ましくは20〜500μｍである。微小径ワイヤーの材質は特に限定されず、該微小径ワイヤーとしては、例えば、鉄線、銅線、ニッケル線、ステンレス線等の金属線等が挙げられる。前記微小径ワイヤーを巻いたロールの直径は、特に限定されないが、好ましくは5〜50ｍｍ、より好ましくは5〜30ｍｍである。また、該ロールの材質も特に限定されないが、該ロールとしては、例えば、ステンレスロール、ハードクロムメッキした鉄ロール等が挙げられる。
ペルオキソチタンを含有する酸化チタン系材料を含む塗工液からなる塗膜は、公知の方法で乾燥させることができる。例えば、該塗膜は室温で乾燥させてもよいし、加熱下で乾燥させてもよい。加熱下で乾燥させる場合には、例えば、熱風乾燥機を用いることができる。熱風乾燥機は、熱風循環型のものでも、連続的な熱処理が可能なものでもよい。加熱下で乾燥させる場合の温度は、好ましくは40〜150℃、より好ましくは80〜120℃である。
酸化チタン系薄膜の厚さは、好ましくは0.01〜5μｍ、より好ましくは0.03〜1μmである。酸化チタン系薄膜の厚さが上記の範囲内であると、該酸化チタン系薄膜を熱処理することにより得られる酸化チタン系光触媒薄膜は、厚さが上記の範囲内となり、光触媒活性が優れたものとなりやすく、また、基材からの剥離、割れ、そり等が発生しにくい。
［酸化チタン系薄膜の熱処理］
基材上に形成させた酸化チタン系薄膜を熱処理することにより、該酸化チタン系薄膜の触媒活性を向上させることができる。酸化チタン系薄膜面の熱処理としては、例えば、熱風乾燥機による熱処理、加熱ロールによる熱処理等が挙げられる。熱風乾燥機は、熱風循環型のものでも、連続的な熱処理が可能なものでもよい。連続的な熱処理は加熱ロールでも行うことができる。中でも、加熱ロールによる連続熱処理が好ましい。これにより、例えば、基材上に酸化チタン系薄膜を形成させた後、該酸化チタン系薄膜に加熱ロールを圧着して連続熱処理を行い、引き続き、基材上に酸化チタン系光触媒薄膜が形成された製品を巻き取ることを、一連の操作として実行することができる。
基材上に形成させた酸化チタン系薄膜を熱処理することにより、該酸化チタン系薄膜の触媒活性を向上させることができる。酸化チタン系薄膜面の熱処理としては、例えば、熱風乾燥機による熱処理、加熱ロールによる熱処理等が挙げられる。熱風乾燥機は、熱風循環型のものでも、連続的な熱処理が可能なものでもよい。連続的な熱処理は加熱ロールでも行うことができる。中でも、加熱ロールによる連続熱処理が好ましい。これにより、例えば、基材上に酸化チタン系薄膜を形成させた後、該酸化チタン系薄膜に加熱ロールを圧着して連続熱処理を行い、引き続き、基材上に酸化チタン系光触媒薄膜が形成された製品を巻き取ることを、一連の操作として実行することができる。
上記の熱処理において、加熱温度は、好ましくは60〜200℃、より好ましくは80〜150℃、更により好ましくは100〜130℃である。
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［酸化チタン系光触媒薄膜の評価法］
実施例及び比較例において、酸化チタン系光触媒薄膜を以下のとおりにして評価した。
・膜厚
光触媒薄膜の膜厚は、薄膜測定装置FILMETRICS F-20（商品名、松下テクノトレーディング社製）を用いて測定した。
・密着性
光触媒薄膜の基材への密着性はクロスカット法で評価した。即ち、JIS K 5400-1900の塗料一般試験方法に従い、接着テープによる碁盤目試験を実施した。100個の格子中、テープ剥離後に光触媒薄膜が残存した格子の数を表中に示す。
・光触媒活性
メチレンブルー水溶液（0.1質量％）をサンプルフィルムの光触媒薄膜上に塗布し、70℃で乾燥させた後に、光触媒評価チェッカーPCC-2（商品名、ULVAC社製）により、青色色素の吸光度（波長664ｎｍ）の減少を測定した。
・全光線透過率およびヘイズ
サンプルフィルムの全光線透過率およびヘイズは、日本電色工業社製のデジタルヘイズメーター NDH-20Dにより測定した。
・光触媒薄膜の外観
光触媒薄膜が均一であるかどうかを目視で確認した。
・光触媒薄膜の割れ
サンプルフィルムを直径2mmの金属棒に巻きつけ、光触媒薄膜に割れが発生したかどうかを目視で確認した。
実施例及び比較例において、酸化チタン系光触媒薄膜を以下のとおりにして評価した。
・膜厚
光触媒薄膜の膜厚は、薄膜測定装置FILMETRICS F-20（商品名、松下テクノトレーディング社製）を用いて測定した。
・密着性
光触媒薄膜の基材への密着性はクロスカット法で評価した。即ち、JIS K 5400-1900の塗料一般試験方法に従い、接着テープによる碁盤目試験を実施した。100個の格子中、テープ剥離後に光触媒薄膜が残存した格子の数を表中に示す。
・光触媒活性
メチレンブルー水溶液（0.1質量％）をサンプルフィルムの光触媒薄膜上に塗布し、70℃で乾燥させた後に、光触媒評価チェッカーPCC-2（商品名、ULVAC社製）により、青色色素の吸光度（波長664ｎｍ）の減少を測定した。
・全光線透過率およびヘイズ
サンプルフィルムの全光線透過率およびヘイズは、日本電色工業社製のデジタルヘイズメーター NDH-20Dにより測定した。
・光触媒薄膜の外観
光触媒薄膜が均一であるかどうかを目視で確認した。
・光触媒薄膜の割れ
サンプルフィルムを直径2mmの金属棒に巻きつけ、光触媒薄膜に割れが発生したかどうかを目視で確認した。
［実施例1〜5及び比較例1］
・基材のプラズマ処理
基材としてPET（ポリエチレンテレフタレート）フィルム（厚さ25μm、幅520mm）またはPC（ポリカーボネート）フィルム（厚さ125μm、幅500mm）を用いた。これらの基材を連続プラズマ処理装置により連続的にプラズマ処理した。処理条件は次のとおりである。
圧力：0.1Torr、無機ガス：酸素、印加電力：10KW、周波数：100KHz、ラインスピード：30m/min
・酸化チタン系光触媒薄膜の形成
プラズマ処理した基材に酸化チタン系材料を含む塗工液を塗布するための塗工装置としては、幅500mmのフィルムを処理することができ、フィルム巻き出し機、塗工部として、
ロールと該ロールに巻いた微小径ワイヤーとを備えるワイヤーバー、塗工後の乾燥部として、3ゾーンからなるフローティングドライヤー（3m×3ゾーン）、酸化チタン系薄膜を加熱する加熱ラミネートロール（直径250mmの金属ロール）及びフィルム巻き取り機を備えたコーティング・ラミネート装置を使用した。上記の装置を使用して、プラズマ処理したフィルムに酸化チタン系材料を含む塗工液を塗布し、ドライヤーによる乾燥および加熱ロールによる熱処理を行って、酸化チタン系光触媒薄膜が上記基材上に形成されたサンプルフィルムを得た。ラインスピードは10m/minに設定した。得られたサンプルフィルムを上記の評価法にしたがって評価した。ドライヤー及び加熱ロールの温度条件ならびに評価の結果を表１に示す。
・基材のプラズマ処理
基材としてPET（ポリエチレンテレフタレート）フィルム（厚さ25μm、幅520mm）またはPC（ポリカーボネート）フィルム（厚さ125μm、幅500mm）を用いた。これらの基材を連続プラズマ処理装置により連続的にプラズマ処理した。処理条件は次のとおりである。
圧力：0.1Torr、無機ガス：酸素、印加電力：10KW、周波数：100KHz、ラインスピード：30m/min
・酸化チタン系光触媒薄膜の形成
プラズマ処理した基材に酸化チタン系材料を含む塗工液を塗布するための塗工装置としては、幅500mmのフィルムを処理することができ、フィルム巻き出し機、塗工部として、
ロールと該ロールに巻いた微小径ワイヤーとを備えるワイヤーバー、塗工後の乾燥部として、3ゾーンからなるフローティングドライヤー（3m×3ゾーン）、酸化チタン系薄膜を加熱する加熱ラミネートロール（直径250mmの金属ロール）及びフィルム巻き取り機を備えたコーティング・ラミネート装置を使用した。上記の装置を使用して、プラズマ処理したフィルムに酸化チタン系材料を含む塗工液を塗布し、ドライヤーによる乾燥および加熱ロールによる熱処理を行って、酸化チタン系光触媒薄膜が上記基材上に形成されたサンプルフィルムを得た。ラインスピードは10m/minに設定した。得られたサンプルフィルムを上記の評価法にしたがって評価した。ドライヤー及び加熱ロールの温度条件ならびに評価の結果を表１に示す。
上記ワイヤーバーとしては、下記の３種のワイヤーバーのうちの１種を用いた。いずれのワイヤーバーにおいても、ロールの直径は10ｍｍ、材質はＳＶＳである。
ワイヤーバー1：
線径200μmの金属線をロールにすきまなく巻いて作製したワイヤーバー
ワイヤーバー2：
線径100μmの金属線をロールにすきまなく巻いて作製したワイヤーバー
ワイヤーバー3：
線径50μmの金属線をロールにすきまなく巻いて作製したワイヤーバー
ワイヤーバー1：
線径200μmの金属線をロールにすきまなく巻いて作製したワイヤーバー
ワイヤーバー2：
線径100μmの金属線をロールにすきまなく巻いて作製したワイヤーバー
ワイヤーバー3：
線径50μmの金属線をロールにすきまなく巻いて作製したワイヤーバー
酸化チタン系材料を含む塗工液としては、市販のサガンコート（商品名ＴＰＸゾル、アナターゼ型ペルオキソチタン含有二酸化チタン水分散液、ペルオキソチタン固形分濃度1.7質量%、鯤コーポレーション社製）を使用した。
＊１：光触媒活性は、測定開始10分後のメチレンブルー吸光度の変化量×103を表す。
［実施例6〜8及び比較例2］
実施例1〜5及び比較例1で使用したコーティング・ラミネート機において、インクジェット法で酸化チタン系薄膜を形成させるために、塗工部を上記のワイヤーバーから下記のインクジェットヘッドに変更した。それ以外は実施例１〜５及び比較例１と同様にして、酸化チタン系光触媒薄膜が基材上に形成されたサンプルフィルムを得、評価した。ドライヤー及び加熱ロールの温度条件ならびに評価の結果を表２に示す。
実施例1〜5及び比較例1で使用したコーティング・ラミネート機において、インクジェット法で酸化チタン系薄膜を形成させるために、塗工部を上記のワイヤーバーから下記のインクジェットヘッドに変更した。それ以外は実施例１〜５及び比較例１と同様にして、酸化チタン系光触媒薄膜が基材上に形成されたサンプルフィルムを得、評価した。ドライヤー及び加熱ロールの温度条件ならびに評価の結果を表２に示す。
塗工部として、基材フィルムの進行方向に対して垂直な方向に交互に40mm間隔で5基設置したピエゾ駆動方式のインクジェットヘッドを用いた。総塗工幅は200mmであった。
＊１：光触媒活性は、測定開始10分後のメチレンブルー吸光度の変化量×103を表す。
Claims (5)
- 有機材料よりなるフィルムを表面活性化処理した基材上に、ペルオキソチタンを含有する酸化チタン系薄膜を乾燥形成させ、次いで該酸化チタン系薄膜を加熱温度１００〜１４０℃で加熱ロールにより連続熱処理することを特徴とする、酸化チタン系光触媒薄膜の製造法。
- 前記基材の表面活性化処理が常圧プラズマ処理又は低圧低温プラズマ処理であることを特徴とする請求項１に係る製造法。
- 前記酸化チタン系薄膜が、ロールと該ロールに巻いた微小径ワイヤーとを備えるワイヤーバーにより形成されたものであることを特徴とする請求項１又は２に係る製造法。
- 前記有機材料が塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアセタール、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（NBR）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（EVOH）、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド（PPS）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ABS）樹脂、及びメラミン樹脂からなる群より選ばれる有機材料であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に係る製造法。
- 前記酸化チタン系薄膜が、直径５〜５０ｍｍのロールと該ロールに巻いた線径２０〜５００μｍの微小径ワイヤーとを備えるワイヤーバーにより形成されたものであることを特徴とする請求項３又は４に係る製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008137906A JP5131638B2 (ja) | 2008-05-27 | 2008-05-27 | 酸化チタン系光触媒薄膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008137906A JP5131638B2 (ja) | 2008-05-27 | 2008-05-27 | 酸化チタン系光触媒薄膜の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009285528A JP2009285528A (ja) | 2009-12-10 |
| JP5131638B2 true JP5131638B2 (ja) | 2013-01-30 |
Family
ID=41455280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008137906A Active JP5131638B2 (ja) | 2008-05-27 | 2008-05-27 | 酸化チタン系光触媒薄膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5131638B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010234355A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-10-21 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | 可視光応答性に優れる光触媒塗工液 |
| KR101685675B1 (ko) * | 2010-05-18 | 2016-12-12 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 가시광 응답형 산화티탄계 미립자 분산액 및 그 제조방법 |
| CN109248711B (zh) * | 2018-10-15 | 2021-08-13 | 天津工业大学 | 一种负载TiO2的PPS光催化膜的制备方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0663487A (ja) * | 1992-08-20 | 1994-03-08 | Fuji Photo Film Co Ltd | 帯状体の塗膜連続乾燥方法及び装置 |
| JP3007012B2 (ja) * | 1994-01-26 | 2000-02-07 | 呉羽化学工業株式会社 | 積層体及びその製造方法 |
| DE10196405B4 (de) * | 2000-07-03 | 2008-01-24 | Kansai Paint Co., Ltd., Amagasaki | Gasbarrierefolie |
| JP2002309020A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-23 | Mitsui Mining Co Ltd | 光触媒フィルム、その製造方法及びその利用方法 |
| JP2002346393A (ja) * | 2001-05-22 | 2002-12-03 | Kawasaki Steel Corp | 光触媒体およびその製造方法 |
| JP4287695B2 (ja) * | 2003-05-15 | 2009-07-01 | 株式会社ティオテクノ | 光触媒体 |
| JP2005105138A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Sustainable Titania Technology Inc | 透明性及び安定性に優れた光触媒被膜形成用水液、その製造方法及びそれを用いた構造体の製造方法 |
| JP2005199155A (ja) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Hakko Kirokushi Kougyo Kk | 光触媒構造 |
| JP4823497B2 (ja) * | 2004-08-25 | 2011-11-24 | 株式会社Ｎｂｃメッシュテック | 親水性を有する複合部材 |
-
2008
- 2008-05-27 JP JP2008137906A patent/JP5131638B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2009285528A (ja) | 2009-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5256693B2 (ja) | 酸化チタン系光触媒薄膜の製造法 | |
| EP2590802B1 (en) | Method and device for atmospheric pressure plasma treatment | |
| JP5923606B2 (ja) | 無機ナノコーティングが下塗りされた有機フィルムを形成する方法 | |
| JP5256694B2 (ja) | 酸化チタン系光触媒薄膜の製造法 | |
| Johansson | Surface modification of plastics | |
| CN100559513C (zh) | 透明导电膜 | |
| JP2001295051A (ja) | 材料の表面処理または被覆方法 | |
| EP2033207B1 (en) | Method for cleaning, etching, activation and subsequent treatment of glass surfaces, glass surfaces coated by metal oxides, and surfaces of other sio2-coated materials | |
| JP2001316855A (ja) | 材料の表面活性化方法 | |
| JP5142081B2 (ja) | 酸化チタン系光触媒薄膜の製造法 | |
| JP5131638B2 (ja) | 酸化チタン系光触媒薄膜の製造法 | |
| WO2010005019A1 (ja) | 無機薄膜及びその製造方法、並びにガラス | |
| JP2001329083A (ja) | プラズマ処理を受けさせた材料 | |
| JP4730768B2 (ja) | 透明導電膜の形成方法及び透明導電膜 | |
| CN102218832A (zh) | 表面处理方法 | |
| JP5039220B1 (ja) | フィルム表面処理方法及び装置 | |
| JP2000309871A (ja) | 放電プラズマ処理方法 | |
| JP2001279457A (ja) | 常圧プラズマを用いた連続表面処理法又は連続成膜法及び連続表面処理装置又は連続成膜装置 | |
| JP2000296332A (ja) | 光触媒膜の形成方法 | |
| RU2447190C2 (ru) | Способ получения фотокаталитически активного покрытия | |
| WO2014170972A1 (ja) | 成膜方法 | |
| Trihan et al. | Highly Efficient Consolidation of Mesoporous Silica Microstructures Using Photonic Curing | |
| JP2023133159A (ja) | 二軸配向熱可塑性樹脂フィルムの製造方法および製造装置 | |
| JP2004170523A (ja) | 反射防止フイルム | |
| JP2014213221A (ja) | 機能性フィルムの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100521 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111115 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111116 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120113 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20120806 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20120822 |
|
| 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: 20121015 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151116 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5131638 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121028 |