JP2000093812A - 光触媒体の製造と使用方法 - Google Patents
光触媒体の製造と使用方法Info
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光触媒体表面の親水性を中心とする性能を向
上させ、光触媒体の安定した性質を劣化させることなく
発揮、維持できる方法、それを行う光処理装置および親
水化性能が向上した光触媒体の提供。 【解決手段】使用時に照射される光より大きい強度、長
時間の光照射を予め行うこと、あるいは使用時に常時照
射される光より大きい強度の光照射を間欠的に行うこと
を特徴とする光触媒使用方法および光照射装置。
上させ、光触媒体の安定した性質を劣化させることなく
発揮、維持できる方法、それを行う光処理装置および親
水化性能が向上した光触媒体の提供。 【解決手段】使用時に照射される光より大きい強度、長
時間の光照射を予め行うこと、あるいは使用時に常時照
射される光より大きい強度の光照射を間欠的に行うこと
を特徴とする光触媒使用方法および光照射装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、安定して光触媒の
親水性を中心とする高度な機能を発揮させるための方
法、発揮する光触媒体に関する。
親水性を中心とする高度な機能を発揮させるための方
法、発揮する光触媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】光触媒体表面に、その価電子帯上端と伝
導電子帯下端とのバンドギャップ以上のエネルギーを持
つ波長の光を照射して光励起すると、部材表面が水およ
び油を全くはじかない超親水性および超親油性を合わせ
もつ両親媒性になる現象が見い出された。特に超親水性
については次のような応用が考えられている。例えば、
窓ガラスや自動車のバックミラー等が雨天時に降雨や水
しぶきによる水滴、寒冷時に凝縮湿分で曇り視界の確保
が困難となり、安全性が損なわれることがしばしば経験
される。また、浴室や洗面所の鏡や眼鏡のレンズが湯気
で曇り、やはり可視性が失われることも良く遭遇され
る。さらに、環境汚染に伴い、建築外装材料や屋外建造
物やその塗膜の表面の大気中に浮遊する煤塵や粒子が付
着した雨水の縞状の汚れ等が問題となっている。そこで
上記の如く部材表面に光触媒体を含有する表面層を形成
して、光励起に応じて前記表面層が親水性を呈すること
により、部材の曇りや水滴形成を防止したり、また建物
や窓ガラスの表面が汚れるのを防止し、または表面を自
己浄化（セルフクリーニング）し若くは容易に清掃する
ことができることが提案され、タイルやフィルムなどの
応用製品が出されている。しかし、その光触媒体の大部
分が屋外の太陽光等の強い光を利用して親水性を誘起さ
せるものに限られており、室内の微弱な光においても両
親媒性、特に超親水性が誘起される材料が望まれてい
る。また、製造された光触媒体の親水化性能が経過時間
や保存状態等でその高度な初期性能から変化してしま
い、長期使用に際し安定した高度な親水性を維持するこ
とが困難であった。
導電子帯下端とのバンドギャップ以上のエネルギーを持
つ波長の光を照射して光励起すると、部材表面が水およ
び油を全くはじかない超親水性および超親油性を合わせ
もつ両親媒性になる現象が見い出された。特に超親水性
については次のような応用が考えられている。例えば、
窓ガラスや自動車のバックミラー等が雨天時に降雨や水
しぶきによる水滴、寒冷時に凝縮湿分で曇り視界の確保
が困難となり、安全性が損なわれることがしばしば経験
される。また、浴室や洗面所の鏡や眼鏡のレンズが湯気
で曇り、やはり可視性が失われることも良く遭遇され
る。さらに、環境汚染に伴い、建築外装材料や屋外建造
物やその塗膜の表面の大気中に浮遊する煤塵や粒子が付
着した雨水の縞状の汚れ等が問題となっている。そこで
上記の如く部材表面に光触媒体を含有する表面層を形成
して、光励起に応じて前記表面層が親水性を呈すること
により、部材の曇りや水滴形成を防止したり、また建物
や窓ガラスの表面が汚れるのを防止し、または表面を自
己浄化（セルフクリーニング）し若くは容易に清掃する
ことができることが提案され、タイルやフィルムなどの
応用製品が出されている。しかし、その光触媒体の大部
分が屋外の太陽光等の強い光を利用して親水性を誘起さ
せるものに限られており、室内の微弱な光においても両
親媒性、特に超親水性が誘起される材料が望まれてい
る。また、製造された光触媒体の親水化性能が経過時間
や保存状態等でその高度な初期性能から変化してしま
い、長期使用に際し安定した高度な親水性を維持するこ
とが困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、光触媒体表
面の親水性を中心とする性能を向上させ、屋内の微弱な
光においても高度の親水性を発揮させる親水性機能を向
上させること、さらに、光触媒体の安定した性質を劣化
させることなく発揮させ、その性能を維持することを目
的とする。
面の親水性を中心とする性能を向上させ、屋内の微弱な
光においても高度の親水性を発揮させる親水性機能を向
上させること、さらに、光触媒体の安定した性質を劣化
させることなく発揮させ、その性能を維持することを目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、光触媒体表面
の親水性が誘起される光よりも大きい強度の光を予め照
射する、あるいは繰り返し光を照射して、光触媒体表面
の親水化性能を向上させ、屋内の微弱な光においても高
度な親水性を発揮させる親水性機能向上の方法を提供す
る。さらに、光触媒体表面に繰り返し間欠的に光を照射
して親水性を中心とする安定した性質を劣化させること
なく発揮させる方法を提供する。
の親水性が誘起される光よりも大きい強度の光を予め照
射する、あるいは繰り返し光を照射して、光触媒体表面
の親水化性能を向上させ、屋内の微弱な光においても高
度な親水性を発揮させる親水性機能向上の方法を提供す
る。さらに、光触媒体表面に繰り返し間欠的に光を照射
して親水性を中心とする安定した性質を劣化させること
なく発揮させる方法を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明では、購入あるいは作製し
た光触媒体表面に、水の接触角が５°以下になる、すな
わち一度完全に親水性になるまで光を照射し、表面が疎
水化してもなお親水化しやす状態を維持することができ
る。室内など微弱な紫外線環境において使用される場合
には、紫外線強度が０．００１ｍＷ／ｃｍ２ から、
０．０１ｍＷ／ｃｍ２ で励起されることが求められ
る。本発明によれば予め光を照射する強度は、光触媒を
使用する時の親水性を誘起させる前記の励起光以上の強
度、例えば、０．０１ｍＷ／ｃｍ２ で使用する場合
０．１ｍＷ／ｃｍ２ 以上、すなわち１０倍以上の強度
で行うことで高度の両親媒化能を維持することができ
る。このような効果の生じる原因としては現在研究中で
あるが、酸化チタン表面が光照射によって構造変化を生
じ、より親水化しやすい構造に転換することが原因であ
ろうと考えられる。すなわち親水化現象は電子・正孔対
による酸化チタン表面の還元によって生じる反応である
が、この際正孔による酸素イオンの酸化によって酸素欠
損が生じる。結晶面によってはこの酸素欠損を生じた構
造が不安定で、Ｔｉの溶解を伴った構造変化を生じるも
のと考えられる。本発明における光処理および両親媒性
を励起する光源としては、蛍光灯、白熱電灯、ブラック
ライトランプ、メタルハライドランプ、水銀ランプのよ
うな室内照明、太陽、それらの光源からの光を低損失の
ファイバーで誘導した光源等が好適に利用できる。本発
明による光処理を施した光触媒体は、表面が親水化しや
すい状態へと変化し、微弱光によって親水性が誘起され
る高感度な親水化性能を有することを特徴としている。
本発明で使用できる光触媒体としては、伝導電子帯と価
電子帯とのエネルギーギャップよりも大きなエネルギー
の光を照射によって、伝導電子と正孔を生成しうる酸化
物が用いられ、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化
チタン、酸化亜鉛、酸化錫、三酸化二ビスマス、三酸化
タングステン、酸化第二鉄、チタン酸ストロンチウム等
が好適に利用できる。
た光触媒体表面に、水の接触角が５°以下になる、すな
わち一度完全に親水性になるまで光を照射し、表面が疎
水化してもなお親水化しやす状態を維持することができ
る。室内など微弱な紫外線環境において使用される場合
には、紫外線強度が０．００１ｍＷ／ｃｍ２ から、
０．０１ｍＷ／ｃｍ２ で励起されることが求められ
る。本発明によれば予め光を照射する強度は、光触媒を
使用する時の親水性を誘起させる前記の励起光以上の強
度、例えば、０．０１ｍＷ／ｃｍ２ で使用する場合
０．１ｍＷ／ｃｍ２ 以上、すなわち１０倍以上の強度
で行うことで高度の両親媒化能を維持することができ
る。このような効果の生じる原因としては現在研究中で
あるが、酸化チタン表面が光照射によって構造変化を生
じ、より親水化しやすい構造に転換することが原因であ
ろうと考えられる。すなわち親水化現象は電子・正孔対
による酸化チタン表面の還元によって生じる反応である
が、この際正孔による酸素イオンの酸化によって酸素欠
損が生じる。結晶面によってはこの酸素欠損を生じた構
造が不安定で、Ｔｉの溶解を伴った構造変化を生じるも
のと考えられる。本発明における光処理および両親媒性
を励起する光源としては、蛍光灯、白熱電灯、ブラック
ライトランプ、メタルハライドランプ、水銀ランプのよ
うな室内照明、太陽、それらの光源からの光を低損失の
ファイバーで誘導した光源等が好適に利用できる。本発
明による光処理を施した光触媒体は、表面が親水化しや
すい状態へと変化し、微弱光によって親水性が誘起され
る高感度な親水化性能を有することを特徴としている。
本発明で使用できる光触媒体としては、伝導電子帯と価
電子帯とのエネルギーギャップよりも大きなエネルギー
の光を照射によって、伝導電子と正孔を生成しうる酸化
物が用いられ、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化
チタン、酸化亜鉛、酸化錫、三酸化二ビスマス、三酸化
タングステン、酸化第二鉄、チタン酸ストロンチウム等
が好適に利用できる。
【０００６】
【実施例】以下に、実施例を示し、本発明をさらに説明
する。 実施例１ 酸化チタン単結晶（並木宝石（株）製、ルチル型、００
１面）表面に水銀キセノンランプ（林時計工業（株）
製、ルミナーエースＬＡ−２１０ＵＶ）を用いて強度４
０ｍＷ／ｃｍ２ 、波長３００〜４００ｎｍの紫外光を
照射し、照射時間に対する水との接触角の変化を測定し
た。水との接触角の測定は接触角測定器（協和界面科学
（株）、ＣＡ−Ｘ）により測定した。親水性の評価は、
接触角が一定になった時の角度を限界接触角として、こ
の限界接触角に達するまでの時間を親水化の速さとして
比較した。その結果、図１に示すように、照射時間とと
もに接触角が減少し、表面が親水性へと変化した。次
に、２４時間光照射後、純水中で３０分間超音波洗浄し
て、合成空気（高千穂商事）で置換したデシケーター内
に入れ暗所に安置した。その結果、図２に示すように、
徐々に接触角が増加し、表面が疎水性へと変化した。さ
らに、前記の光照射および暗中保存条件で親水化と疎水
化を繰り返した。その結果、図１に示すように、光照射
を繰り返す程親水化が速くなり、表面が親水化しやすく
なっている傾向を示した。また、図２に示すように、光
照射を繰り返す程疎水化が遅くなり、暗所における親水
性の維持性が高くなる傾向を示した。酸化チタン表面に
光を繰り返しを照射すると、より親水化しやすい表面へ
と変化したものである。 実施例２ 酸化チタン単結晶（並木宝石（株）製、ルチル型、１１
０面）表面に実施例１と同様な条件で光照射して、照射
時間に対する水との接触角の変化を測定した。その結果
を図３に示すように、初回の水の接触角を比較すると１
１０面の方が００１面より親水化が速く、１１０面は比
較的親水化しやすい表面であることがわかった。しか
し、１１０面初回と００１面の親水化と疎水化を３回繰
り返した後の光照射時水との接触角の変化を比較すると
００１面の方が親水化が速かった。親水化が遅いまたは
困難な酸化チタン表面でも光を繰り返しを照射すると、
より親水化しやすい表面へと変化し、親水化を速める、
また感度を高めることができる。 実施例３ 予めシリカコートしたガラス基板上に、コート液として
ＮＤＨ−５２０Ｃ（日本曹達（株））をディップコーテ
ィング法により塗布し、１２０℃，３０分で乾燥、５０
０℃，３０分で焼成して酸化チタン薄膜を作製した。膜
厚は約２００ｎｍであった。焼成直後の薄膜表面は水の
接触角が０°の親水性になっているので、合成空気で置
換したデシケーター内に入れ一ヵ月暗所に安置したとこ
ろ、接触角が３０°以上になり表面が疎水化した。この
酸化チタン薄膜表面にブラックライトランプ（松下電器
工業（株）製ＦＬ１０ＢＬ−Ｂ）を用いて強度０．１ｍ
Ｗ／ｃｍ２ 、波長３００〜４００ｎｍの紫外光を照射
し、照射時間に対する水との接触角の変化を測定した。
また、実施例１同様に暗所に保存した時の時間に対する
水との接触角の変化を測定した。さらに、前記の光照射
および暗中保存条件で親水化と疎水化を繰り返した。そ
の結果薄膜においても、図４に示すように、光照射を繰
り返す程親水化が速くなり、表面が親水化しやすくなっ
ている傾向を示した。また、図５に示すように、光照射
を繰り返す程疎水化が遅くなり、暗所における親水性の
維持性が高くなる傾向を示した。単結晶だけでなく多結
晶である酸化チタン薄膜表面においても光を繰り返しを
照射すると、より親水化しやすい表面へと変化すると考
えられる。 実施例４ 実施例３で光照射と暗中保存を繰り返した酸化チタン薄
膜表面に、微弱光として白色蛍光灯を用いて０．０１ｍ
Ｗ／ｃｍ２ の紫外光を照射し、照射時間に対する水と
の接触角の変化を測定した。その結果、図６に示すよう
に、光を一度も照射していない薄膜はほとんど接触角の
変化が認められなかったのに対し、光照射を繰り返し行
った実施試料は照射時間とともに接触角が減少し表面が
親水性へと変化した。このように、光照射を行った酸化
チタン表面は親水性感度が高くなっていると考えられ
る。 実施例５ 実施例３の酸化チタン薄膜に、ブラックライトランプで
強度０．１ｍＷ／ｃｍ ２ の紫外光を２４時間照射して
一度親水化させて、さらに、合成空気で置換したデシケ
ーター内に入れ１０日間暗所に安置して疎水化させた。
前記の過程を光処理一回としてこの光処理を繰り返し
た。各回の親水化の過程で０．１ｍＷ／ｃｍ２ の紫外
光照射時間と水の接触角を測定し、この接触角変化の傾
きから親水化速度（ｄｅｇｒｅｅ／ｈｏｕｒ）を算出し
た。ここで、この親水化速度は値が大きいほど親水化が
速い、親水化しやすいことを示している。さらに、各回
の光処理後に白色蛍光灯で０．０１ｍＷ／ｃｍ２ の紫
外光を照射して照射時間と水の接触角を測定し、同様に
接触角変化の傾きから親水化速度（ｄｅｇｒｅｅ／ｈｏ
ｕｒ）を求めた。光処理回数と親水化速度の関係を図７
に示す。その結果、強度０．１ｍＷ／ｃｍ２ 、０．０
１ｍＷ／ｃｍ２ の接触角変化において、いずれも照射
回数が増えるほど親水化速度が大きくなり、光処理を繰
り返すほど親水化性能が向上する傾向を示した。 実施例６ 実施例３の酸化チタン薄膜に、ブラックライトランプで
強度０．１，１ｍＷ／ｃｍ２ の紫外光を、水銀キセノ
ンランプで強度１００，２００ｍＷ／ｃｍ２ の紫外光
をそれぞれ２４時間照射して一度親水化させた。さら
に、各強度で親水化させた薄膜を合成空気で置換したデ
シケーター内に入れ１０日間暗所に安置して疎水化させ
た。前記光処理後に白色蛍光灯で０．０１ｍＷ／ｃｍ２
の紫外光を照射して照射時間と水の接触角を測定し、
実施例５同様に接触角変化の傾きから親水化速度（ｄｅ
ｇｒｅｅ／ｈｏｕｒ）を求めた。その結果を図８に示す
ように、紫外光強度をが大きくなるほど親水化速度が小
さくなっている。このことから、光処理は、強度が強過
ぎるとかえって親水化性能が低下する特徴を有し、最適
な照射強度が存在することを示している。 実施例７ 実施例３の酸化チタン薄膜に、ブラックライトランプで
強度０．１ｍＷ／ｃｍ ２ の紫外光を２４時間照射して
一度親水化させ、さらに、各強度で親水化させた薄膜を
合成空気で置換したデシケーター内に入れ暗所に安置し
て疎水化させた。この暗所に保存する時間を変えて酸化
チタン薄膜表面を疎水化後、ブラックライトランプで強
度０．１ｍＷ／ｃｍ２ 、白色蛍光灯で０．０１ｍＷ／
ｃｍ２ の紫外光をそれぞれ照射して照射時間と水の接
触角を測定し、実施例５同様に接触角変化の傾きから親
水化速度（ｄｅｇｒｅｅ／ｈｏｕｒ）を求めた。その結
果を図９に示すように、光強度０．１ｍＷ／ｃｍ２ 、
０．０１ｍＷ／ｃｍ２ いずれの場合においても、保存
時間が長いほど親水化速度が小さくなり、５０日以上保
存すると微弱光感度が消失してしまうことがわかった。
微弱光下における親水化性能を維持するためは、間欠的
に光照射する間隔を５０日以内にすることが好ましい。
実施例８ 実施例３の酸化チタン薄膜を暗所にて６０日以上放置し
たところ、接触角が５０°以上になり疎水化していた。
この薄膜表面にブラックライトランプで強度０．１ｍＷ
／ｃｍ２ の紫外光を４８時間照射して一度親水化さ
せ、さらに、各強度で親水化させた薄膜を合成空気で置
換したデシケーター内に入れ暗所に安置して疎水化させ
た。その後、白色蛍光灯で０．０１ｍＷ／ｃｍ２ の紫
外光をそれぞれ照射して照射時間と水の接触角を測定し
た。その結果を図１０に示すように、光処理をする前は
暗所保存時間が長かったために、微弱光下における接触
角の変化がほとんど認められなかったのに対し、光照射
を繰り返し行った実施試料は照射時間とともに接触角が
減少し表面が親水性へと変化した。このように使用時に
親水化が誘起される光よりも強い強度の光処理を施し、
もう一度表面を完全に親水化できれば、親水化感度が劣
化した薄膜においてもその親水化性能を回復できる。な
お、前記各実施例では水での実験を示したが、油で実験
した場合も親油性の向上が確認された。
する。 実施例１ 酸化チタン単結晶（並木宝石（株）製、ルチル型、００
１面）表面に水銀キセノンランプ（林時計工業（株）
製、ルミナーエースＬＡ−２１０ＵＶ）を用いて強度４
０ｍＷ／ｃｍ２ 、波長３００〜４００ｎｍの紫外光を
照射し、照射時間に対する水との接触角の変化を測定し
た。水との接触角の測定は接触角測定器（協和界面科学
（株）、ＣＡ−Ｘ）により測定した。親水性の評価は、
接触角が一定になった時の角度を限界接触角として、こ
の限界接触角に達するまでの時間を親水化の速さとして
比較した。その結果、図１に示すように、照射時間とと
もに接触角が減少し、表面が親水性へと変化した。次
に、２４時間光照射後、純水中で３０分間超音波洗浄し
て、合成空気（高千穂商事）で置換したデシケーター内
に入れ暗所に安置した。その結果、図２に示すように、
徐々に接触角が増加し、表面が疎水性へと変化した。さ
らに、前記の光照射および暗中保存条件で親水化と疎水
化を繰り返した。その結果、図１に示すように、光照射
を繰り返す程親水化が速くなり、表面が親水化しやすく
なっている傾向を示した。また、図２に示すように、光
照射を繰り返す程疎水化が遅くなり、暗所における親水
性の維持性が高くなる傾向を示した。酸化チタン表面に
光を繰り返しを照射すると、より親水化しやすい表面へ
と変化したものである。 実施例２ 酸化チタン単結晶（並木宝石（株）製、ルチル型、１１
０面）表面に実施例１と同様な条件で光照射して、照射
時間に対する水との接触角の変化を測定した。その結果
を図３に示すように、初回の水の接触角を比較すると１
１０面の方が００１面より親水化が速く、１１０面は比
較的親水化しやすい表面であることがわかった。しか
し、１１０面初回と００１面の親水化と疎水化を３回繰
り返した後の光照射時水との接触角の変化を比較すると
００１面の方が親水化が速かった。親水化が遅いまたは
困難な酸化チタン表面でも光を繰り返しを照射すると、
より親水化しやすい表面へと変化し、親水化を速める、
また感度を高めることができる。 実施例３ 予めシリカコートしたガラス基板上に、コート液として
ＮＤＨ−５２０Ｃ（日本曹達（株））をディップコーテ
ィング法により塗布し、１２０℃，３０分で乾燥、５０
０℃，３０分で焼成して酸化チタン薄膜を作製した。膜
厚は約２００ｎｍであった。焼成直後の薄膜表面は水の
接触角が０°の親水性になっているので、合成空気で置
換したデシケーター内に入れ一ヵ月暗所に安置したとこ
ろ、接触角が３０°以上になり表面が疎水化した。この
酸化チタン薄膜表面にブラックライトランプ（松下電器
工業（株）製ＦＬ１０ＢＬ−Ｂ）を用いて強度０．１ｍ
Ｗ／ｃｍ２ 、波長３００〜４００ｎｍの紫外光を照射
し、照射時間に対する水との接触角の変化を測定した。
また、実施例１同様に暗所に保存した時の時間に対する
水との接触角の変化を測定した。さらに、前記の光照射
および暗中保存条件で親水化と疎水化を繰り返した。そ
の結果薄膜においても、図４に示すように、光照射を繰
り返す程親水化が速くなり、表面が親水化しやすくなっ
ている傾向を示した。また、図５に示すように、光照射
を繰り返す程疎水化が遅くなり、暗所における親水性の
維持性が高くなる傾向を示した。単結晶だけでなく多結
晶である酸化チタン薄膜表面においても光を繰り返しを
照射すると、より親水化しやすい表面へと変化すると考
えられる。 実施例４ 実施例３で光照射と暗中保存を繰り返した酸化チタン薄
膜表面に、微弱光として白色蛍光灯を用いて０．０１ｍ
Ｗ／ｃｍ２ の紫外光を照射し、照射時間に対する水と
の接触角の変化を測定した。その結果、図６に示すよう
に、光を一度も照射していない薄膜はほとんど接触角の
変化が認められなかったのに対し、光照射を繰り返し行
った実施試料は照射時間とともに接触角が減少し表面が
親水性へと変化した。このように、光照射を行った酸化
チタン表面は親水性感度が高くなっていると考えられ
る。 実施例５ 実施例３の酸化チタン薄膜に、ブラックライトランプで
強度０．１ｍＷ／ｃｍ ２ の紫外光を２４時間照射して
一度親水化させて、さらに、合成空気で置換したデシケ
ーター内に入れ１０日間暗所に安置して疎水化させた。
前記の過程を光処理一回としてこの光処理を繰り返し
た。各回の親水化の過程で０．１ｍＷ／ｃｍ２ の紫外
光照射時間と水の接触角を測定し、この接触角変化の傾
きから親水化速度（ｄｅｇｒｅｅ／ｈｏｕｒ）を算出し
た。ここで、この親水化速度は値が大きいほど親水化が
速い、親水化しやすいことを示している。さらに、各回
の光処理後に白色蛍光灯で０．０１ｍＷ／ｃｍ２ の紫
外光を照射して照射時間と水の接触角を測定し、同様に
接触角変化の傾きから親水化速度（ｄｅｇｒｅｅ／ｈｏ
ｕｒ）を求めた。光処理回数と親水化速度の関係を図７
に示す。その結果、強度０．１ｍＷ／ｃｍ２ 、０．０
１ｍＷ／ｃｍ２ の接触角変化において、いずれも照射
回数が増えるほど親水化速度が大きくなり、光処理を繰
り返すほど親水化性能が向上する傾向を示した。 実施例６ 実施例３の酸化チタン薄膜に、ブラックライトランプで
強度０．１，１ｍＷ／ｃｍ２ の紫外光を、水銀キセノ
ンランプで強度１００，２００ｍＷ／ｃｍ２ の紫外光
をそれぞれ２４時間照射して一度親水化させた。さら
に、各強度で親水化させた薄膜を合成空気で置換したデ
シケーター内に入れ１０日間暗所に安置して疎水化させ
た。前記光処理後に白色蛍光灯で０．０１ｍＷ／ｃｍ２
の紫外光を照射して照射時間と水の接触角を測定し、
実施例５同様に接触角変化の傾きから親水化速度（ｄｅ
ｇｒｅｅ／ｈｏｕｒ）を求めた。その結果を図８に示す
ように、紫外光強度をが大きくなるほど親水化速度が小
さくなっている。このことから、光処理は、強度が強過
ぎるとかえって親水化性能が低下する特徴を有し、最適
な照射強度が存在することを示している。 実施例７ 実施例３の酸化チタン薄膜に、ブラックライトランプで
強度０．１ｍＷ／ｃｍ ２ の紫外光を２４時間照射して
一度親水化させ、さらに、各強度で親水化させた薄膜を
合成空気で置換したデシケーター内に入れ暗所に安置し
て疎水化させた。この暗所に保存する時間を変えて酸化
チタン薄膜表面を疎水化後、ブラックライトランプで強
度０．１ｍＷ／ｃｍ２ 、白色蛍光灯で０．０１ｍＷ／
ｃｍ２ の紫外光をそれぞれ照射して照射時間と水の接
触角を測定し、実施例５同様に接触角変化の傾きから親
水化速度（ｄｅｇｒｅｅ／ｈｏｕｒ）を求めた。その結
果を図９に示すように、光強度０．１ｍＷ／ｃｍ２ 、
０．０１ｍＷ／ｃｍ２ いずれの場合においても、保存
時間が長いほど親水化速度が小さくなり、５０日以上保
存すると微弱光感度が消失してしまうことがわかった。
微弱光下における親水化性能を維持するためは、間欠的
に光照射する間隔を５０日以内にすることが好ましい。
実施例８ 実施例３の酸化チタン薄膜を暗所にて６０日以上放置し
たところ、接触角が５０°以上になり疎水化していた。
この薄膜表面にブラックライトランプで強度０．１ｍＷ
／ｃｍ２ の紫外光を４８時間照射して一度親水化さ
せ、さらに、各強度で親水化させた薄膜を合成空気で置
換したデシケーター内に入れ暗所に安置して疎水化させ
た。その後、白色蛍光灯で０．０１ｍＷ／ｃｍ２ の紫
外光をそれぞれ照射して照射時間と水の接触角を測定し
た。その結果を図１０に示すように、光処理をする前は
暗所保存時間が長かったために、微弱光下における接触
角の変化がほとんど認められなかったのに対し、光照射
を繰り返し行った実施試料は照射時間とともに接触角が
減少し表面が親水性へと変化した。このように使用時に
親水化が誘起される光よりも強い強度の光処理を施し、
もう一度表面を完全に親水化できれば、親水化感度が劣
化した薄膜においてもその親水化性能を回復できる。な
お、前記各実施例では水での実験を示したが、油で実験
した場合も親油性の向上が確認された。
【０００７】
【発明の効果】本発明のように、予め光処理を行うこと
によって、親水化感度の低い光触媒体でも、微弱光によ
る親水性が誘起される高感度な光触媒体が提供でき、室
内における光触媒性親水化部材の使用が可能となる。さ
らに、間欠的な光照射によって、長期間の使用に際し親
水化性能を安定で劣化のない状態で維持でき、安定な性
能をもつ光触媒体を提供できる。
によって、親水化感度の低い光触媒体でも、微弱光によ
る親水性が誘起される高感度な光触媒体が提供でき、室
内における光触媒性親水化部材の使用が可能となる。さ
らに、間欠的な光照射によって、長期間の使用に際し親
水化性能を安定で劣化のない状態で維持でき、安定な性
能をもつ光触媒体を提供できる。
【図１】本発明の実施例に係る、酸化チタン単結晶表面
の紫外光照射時間と、水の接触角との関係を示す図。
の紫外光照射時間と、水の接触角との関係を示す図。
【図２】本発明の実施例に係る、酸化チタン単結晶表面
の暗所保存時間と、水の接触角との関係を示す図。
の暗所保存時間と、水の接触角との関係を示す図。
【図３】本発明の実施例に係る、異なる酸化チタン単結
晶表面の紫外光照射時間と、水の接触角との関係を示す
図。
晶表面の紫外光照射時間と、水の接触角との関係を示す
図。
【図４】本発明の実施例に係る、酸化チタン薄膜表面の
紫外光照射時間と、水の接触角との関係を示す図。
紫外光照射時間と、水の接触角との関係を示す図。
【図５】本発明の実施例に係る、酸化チタン薄膜表面の
暗所保存時間と、水の接触角との関係を示す図。
暗所保存時間と、水の接触角との関係を示す図。
【図６】本発明の実施例に係る、酸化チタン薄膜表面の
微弱光照射時間と、水の接触角との関係を示す図。
微弱光照射時間と、水の接触角との関係を示す図。
【図７】本発明の実施例に係る、酸化チタン薄膜表面の
光処理回数と、親水化速度との関係を示す図。
光処理回数と、親水化速度との関係を示す図。
【図８】本発明の実施例に係る、酸化チタン薄膜表面の
紫外光強度と、親水化速度との関係を示す図。
紫外光強度と、親水化速度との関係を示す図。
【図９】本発明の実施例に係る、酸化チタン薄膜表面の
暗所保存時間と、親水化速度との関係を示す図。
暗所保存時間と、親水化速度との関係を示す図。
【図１０】本発明の実施例に係る、酸化チタン薄膜表面
の微弱光照射時間と、水の接触角との関係を示す図。
の微弱光照射時間と、水の接触角との関係を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591115936 藤嶋 昭 神奈川県川崎市中原区中丸子710ー５ (72)発明者 小泉 真一 東京都文京区小石川４丁目14番12号 共同 印刷株式会社内 (72)発明者 渡部 俊也 神奈川県藤沢市鵠沼海岸６−15−７ (72)発明者 橋本 和仁 神奈川県横浜市栄区飯島町2073番地２ ニ ューシティー本郷台Ｄ棟213号 (72)発明者 藤嶋 昭 神奈川県川崎市中原区中丸子710番地５ Ｆターム(参考） 4G069 AA08 BA48A ED02 FB58
Claims (4)
- 【請求項１】 使用時に照射される光より大きい強度の
光照射を行うことにより、光誘起両親媒化性能を高める
光触媒の機能向上方法。 - 【請求項２】 使用時に照射される光より大きい強度の
光照射を予め行うことにより、光誘起両親媒化性能を高
める光触媒の製造方法。 - 【請求項３】 使用時に常時照射される光より大きい強
度の光照射を間欠的に行うことにより、光誘起両親媒化
性能を維持する光触媒の使用方法。 - 【請求項４】 使用時に常時照射される光より大きい強
度の光照射を間欠的に行うことにより、光誘起両親媒化
性能を維持することを特徴とする光照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10272004A JP2000093812A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 光触媒体の製造と使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10272004A JP2000093812A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 光触媒体の製造と使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000093812A true JP2000093812A (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=17507812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10272004A Pending JP2000093812A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 光触媒体の製造と使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000093812A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005505352A (ja) * | 2001-10-11 | 2005-02-24 | シュトラウマン・ホールディング・アクチェンゲゼルシャフト | 骨親和性インプラント |
-
1998
- 1998-09-25 JP JP10272004A patent/JP2000093812A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005505352A (ja) * | 2001-10-11 | 2005-02-24 | シュトラウマン・ホールディング・アクチェンゲゼルシャフト | 骨親和性インプラント |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080612 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081118 |