JP2000344522A

JP2000344522A - 酸化チタン膜の作製方法

Info

Publication number: JP2000344522A
Application number: JP11190840A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Saito; 一夫斉藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】低温焼成を可能とすることにより、基
材への密着性や透明性に優れ、耐薬品性や耐熱性に劣る
材料にも確実にコーティングできると共に、コストや設
備の軽減を可能とした酸化チタン膜の作製方法を提供す
ること。【解決手段】基材にペルオキソチタン溶液を吹き付
ける第一工程と、該ペルオキソチタン溶液を乾燥させる
第二工程と、乾燥後、基材を低温焼成する第三工程とか
らなる酸化チタン膜の作製方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低温焼成を可能と
することにより、基材への密着性を高めると共に、耐薬
品性や耐熱性に劣る材料にも確実にコーティングするこ
とができる酸化チタン膜の作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】酸化チタンは主に白色顔料として用いら
れる材料であり、塗料や顔料、また化粧品や磁器原料等
の分野で幅広く用いられている。また、酸化チタンに太
陽や蛍光灯に含まれる微弱な紫外線を当てると、強い酸
化作用が生じ、有機質等からなる有害物質を酸化分解す
る特性がある。そのため、抗菌性や防汚、また脱臭や水
・空気の浄化効果を発揮するという優れた機能があるこ
とが知られている。

【０００３】通常、酸化チタンを金属やガラス、またセ
ラミック等の基材へ薄膜状に固定化することが実用上有
利とされており、高効率的にその機能を発揮させるため
には、低温焼成や高結晶密度、また適度の薄膜や素材へ
の密着性、さらには透明性等が要求される。

【０００４】そのため現在、酸化チタンを基材へ薄膜状
に固定化する場合、ゾルゲル法と呼ばれる特殊な焼付け
方法が為されていた。また、酸化チタンのコーティング
剤として、酸化チタンの粉末、有機チタン原料、あるい
は市販のアナターゼゾル等を使用していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の焼付け
方法においては、一連の工程における経費や時間、また
大掛かりな設備等が必要とされた。

【０００６】また、市販のコーティング剤においては、
常温での長期保存が困難であった。さらに、密着性を得
るために、５００℃以上の加熱が必要であり、金属やプ
ラスチック等の耐薬品性や耐熱性に劣る材料には適用で
きないという問題があった。

【０００７】本発明は上記の点に鑑み、低温焼成を可能
とすることにより、基材への密着性や透明性に優れ、耐
薬品性や耐熱性に劣る材料にも確実にコーティングでき
ると共に、コストや設備の軽減を可能とした酸化チタン
膜の作製方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明の酸化チタン膜の作製方法は、基材にペルオ
キソチタン溶液を吹き付ける第一工程と、該ペルオキソ
チタン溶液を乾燥させる第二工程と、乾燥後、基材を低
温焼成する第三工程とからなる。

【０００９】また、前記焼成温度を３５０〜４５０℃の
範囲内とする。

【００１０】上記構成により、コーティング剤にペルオ
キソチタン溶液を用いるので、低温焼成による酸化チタ
ン膜の作製が可能となり、耐薬品性や耐熱性に劣る材料
にも確実にコーティングすることができる。また、一連
の工程における経費や時間、また大掛かりな設備等が軽
減できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の酸化チタン膜の作
製方法の実施の形態を説明する。なお、本発明における
酸化チタン膜の作製方法は、本発明者が永年鋭意検討
し、繰り返し実験した結果見出したもので、今までに開
発されていない多くの長所を有するものである。

【００１２】酸化チタン膜の作製方法は、基材にペルオ
キソチタン溶液を吹き付ける第一工程と、該ペルオキソ
チタン溶液を乾燥させる第二工程と、乾燥後、基材を低
温焼成する第三工程とからなる。また、前記焼成温度を
３５０〜４５０℃の範囲内とする。

【００１３】酸化チタンは、光エネルギーを吸収して非
常に活性な表面を生じる光触媒として知られている。酸
化チタンはルチル、アナータス、ブルッカイトの三種類
があり、光触媒としてはアナータスが最も優れている。

【００１４】また酸化チタンは、太陽や蛍光灯に含まれ
る微弱な紫外線を当てると、有害物質を酸化分解する特
性があり、抗菌性や防汚、また脱臭や水・空気の浄化効
果を発揮するという機能がある。

【００１５】本発明の酸化チタン膜の作製に使用される
ペルオキソチタン溶液は、酸化チタンのコーティング剤
として開発され、無機のチタン溶液から合成されてい
る。ペルオキソチタン溶液はアモルファス超微粒子で、
２５０℃の低温でアナターゼに結晶化する特徴を有す
る。また、ペルオキソチタン溶液の外観は黄色透明粘稠
液体であり、性状は水素イオン濃度が６．０〜７．０
（ｐＨ）、固形分濃度が１．６〜１．７（ｗｔ％）、粒
子径が８〜２０（ｎｍ）である。

【００１６】前記ペルオキソチタン溶液を吹き付ける基
材は、陶磁器やガラスはもとより、耐薬品性や耐熱性に
劣る金属やプラスチック、また繊維等の種々の素材であ
ってもよい。

【００１７】酸化チタン膜の作製における第一工程とし
て、ペルオキソチタン溶液を基材１の表面に吹き付け
る。この時、ペルオキソチタン溶液の厚さは、触媒活性
を十分に引き出すために１μｍ程度に保持することが好
ましい。なお、溶液の粘稠が高い場合は、膜厚に応じて
純水または蒸留水で希釈してもよい。

【００１８】第二工程は、ペルオキソチタン溶液を吹き
付けた基材１を乾燥させる。乾燥においては、溶液の表
面はもとより、基材１と溶液との接触面も完全に乾燥さ
せる必要がある。なお、乾燥に必要な時間は、自然乾燥
の場合約５時間前後、また熱風等を送風させた場合３時
間前後を目安とする。

【００１９】第三工程においては、乾燥させた基材１を
窯内で低温焼成する。焼成時は、７０〜１００℃をある
程度ゆっくり昇温させ、４時間から６時間かけて低温焼
成を施す。なお、焼成の温度は特に限定したものではな
いが、本発明者が繰り返し実験した結果、３５０〜４５
０℃の範囲内が最も好ましいことが判明した。

【００２０】上述の第一工程、第二工程及び第三工程を
経ることにより、基材１の表面に酸化チタンの薄膜２が
作製される。

【００２１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の酸化
チタン膜の作製方法は、上述の構成とすることで、以下
の効果を奏するものである。

【００２２】コーティング剤にペルオキソチタン溶液を
用いることにより、低温焼成による酸化チタン膜の作製
が可能となり、耐薬品性や耐熱性に劣る金属やプラスチ
ック等の材料にも確実にコーティングすることができ
る。

【００２３】また、一連の工程における経費や時間、ま
た大掛かりな設備等の軽減も可能となる。

【００２４】なお、本発明の酸化チタン膜の作製方法を
用いて、メガネレンズや自動車のガラス、また道路鏡や
浴室等に酸化チタン膜をコーティングすれば、異物の付
着や曇りの発生を極力軽減できる。

【００２５】また、酸化チタン膜をコーティングした金
属やプラスチックにて食物の容器を形成すれば、雑菌の
発生を防ぐことができる。さらに、酸化チタン膜をコー
ティングした陶磁器内に飲料水を入れることにより、水
を浄化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の酸化チタン膜の作製方法により形成さ
れる基材の拡大断面図を表す。

【符号の説明】

１・・・基材２・・・薄膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材にペルオキソチタン溶液を吹き付
ける第一工程と、該ペルオキソチタン溶液を乾燥させる
第二工程と、乾燥後、基材を低温焼成する第三工程とか
らなる酸化チタン膜の作製方法。
【請求項２】前記焼成温度を３５０〜４５０℃の範囲
内とする請求項１記載の酸化チタン膜の作製方法。