JP2001253007A

JP2001253007A - 機能性薄膜がコーティングされた製品の製造方法、及び機能性薄膜がコーティングされた製品

Info

Publication number: JP2001253007A
Application number: JP2000063702A
Authority: JP
Inventors: Akio Matsumoto; 彰夫松本; Shigeru Kojima; 茂小島; Yuzo Shigesato; 有三重里; Kazuhito Hashimoto; 和仁橋本
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2000-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2001-09-18

Abstract

(57)【要約】【目的】可視光により光励起可能な、光励起により分解
性や親水性を発現する光触媒を含有する、均一で高強度
の膜を低コストで基材表面にコーティングする方法、お
よびコーティングされた製品を提供することを目的とす
る。【解決手段】ロール状の基材を巻き戻した後に機能性薄
膜をコーティングし、さらにロール状に巻き取った基材
を、後加工により所望の形状に加工することを特徴とす
る、機能性薄膜がコーティングされた製品の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロール状の基材に
機能性薄膜がコーティングされた製品の製造方法及び機
能性薄膜がコーティングされた製品に関する。

【０００２】

【従来の技術】耐久性・耐食性・耐摺動性・防汚性・意
匠性などの機能性薄膜を基材表面にコーティングする技
術はゾルゲル法などの湿式法と、スパッタリングなどの
ドライプロセスに大別できる。ドライプロセスの利点は
湿式法に比べ膜の耐久性が優れている点であり、フロー
トガラスへの反射防止膜のコーティングなどに利用され
ている。

【０００３】その機能性薄膜の利用分野において、光触
媒の有する光励起による強い酸化力を有機物分解に応用
すべく、基材表面に光触媒をコーティングして抗菌性、
防汚性、消臭性等を付与することは公知であるが、近年
光触媒の作用として前記光励起による分解性を利用する
だけでなく、光励起による親水性を利用することも行な
われるようになった。その親水性を利用できる分野とし
ては例えば以下のものをあげることができる。

【０００４】寒冷時に自動車その他の乗物の風防ガラス
や窓ガラス、建物の窓ガラス、眼鏡のレンズ、および各
種計器盤のカバーガラスが凝縮湿分で曇るのはしばしば
経験されることである。また、浴室や洗面所の鏡や眼鏡
のレンズが湯気で曇ることも良く遭遇される。部材の表
面に曇りが生じるのは、表面が雰囲気の露点以下の温度
に置かれると雰囲気中の湿分が凝縮して表面に結露し、
水滴状に成長するからである。凝縮水滴が充分に細か
く、それらの直径が可視光の波長の１／２程度であれ
ば、水滴は光を散乱し、ガラスや鏡は見掛け上不透明と
なり、やはり可視性が失われる。

【０００５】湿分の凝縮が更に進行し、細かい凝縮水滴
が互いに融合してより大きな離散した水滴に成長すれ
ば、水滴と表面との界面並びに水滴と空気との界面にお
ける光の屈折により、それらの表面は翳り、ぼやけ、斑
模様になり、或いは曇る。その結果、ガラスのような透
明物品では透視像が歪んで透視性が低下し、鏡では反射
像が乱される。更に、車両の風防ガラスや窓ガラス、建
物の窓ガラス、車両のバックミラー、眼鏡のレンズ、マ
スクやヘルメットのシールドが降雨や水しぶきを受け、
離散した多数の水滴が表面に付着すると、それらの表面
は翳り、ぼやけ、斑模様になり、或いは曇り、やはり可
視性が失われる。

【０００６】言うまでもなく、上記“曇り”は安全性や
種々の作業の能率に深い影響を与える。例えば、車両の
風防ガラスや窓ガラス、車両のバックミラーが、寒冷時
や雨天に翳り或いは曇ると、視界の確保が困難となり、
交通の安全性が損われる。内視鏡レンズやデンタルミラ
ー、歯科用レーザー治療器の集束レンズが曇ると、的確
な診断、手術、処置の障害となる。計器盤のカバーガラ
スが曇るとデータの読みが困難となる。

【０００７】他方、建築および塗料の分野においては、
環境汚染に伴い、建築外装材料や屋外建造物やその塗膜
の汚れが問題となっている。大気中に浮遊する煤塵や粒
子は晴天には建物の屋根や外壁に堆積する。堆積物は降
雨に伴い雨水により流され、建物の外壁を流下する。更
に、雨天には浮遊煤塵は雨によって持ち運ばれ、建物の
外壁や屋外建造物の表面を流下する。その結果、表面に
は、雨水の道筋に沿って汚染物質が付着する。表面が乾
燥すると、表面には縞状の汚れが現れる。

【０００８】また室内の水廻り空間においては、浴室廻
り、洗面所廻り、トイレ廻りなどにおいて、結露による
床、壁、天井の汚れや、水中の汚染物、不純物、各種微
生物に起因するヌメリ、シミ等が問題になっている。

【０００９】上記の問題を解決すべく、各種基材に防曇
性や流滴性を付与する試みが種々為されている。基材に
防曇性や流滴性を付与する手法の一つとして、基材表面
の親水性を向上させる手法があり、様々の手法が提案さ
れている。

【００１０】例えば実開平3-129357には、基材の表面に
ポリマー層を設け、この層に紫外線を照射した後アルカ
リ水溶液により処理することにより高密度の酸性基を生
成し、これによりポリマー層の表面を親水性にすること
からなる鏡の防曇方法が開示されている。

【００１１】また実開平5-68006には、親水基を有する
アクリル系モノマーと疎水基を有するモノマーとのグラ
フト重合体からなる防曇性皮膜が開示されている。

【００１２】また特開昭55-56177にはコロイダルシリカ
と非イオン性界面活性剤および/又はアニオン性界面活
性剤を含有する水性分散液からなる防曇剤が開示されて
いる。

【００１３】また特開平10-60665には金属酸化物ゾルを
含む複合溶液を基材の表面に塗布後亜焼成することによ
る親水性皮膜が開示されている。

【００１４】また特開昭57-147525には基材表面に無機
質水性ゾルの粒子を沈着させた後に、無機質コロイド粒
子および界面活性剤を含む無滴材を塗布する無滴性に優
れた合成樹脂成形物の製造方法が開示されている。

【００１５】しかしながらこれらの基材表面に親水性を
付与する方法については、基材に防曇性や流滴性を付与
するほどの高度の親水性を発現できなかったり、親水性
を付与するのに複雑な工程や高額の費用や大規模な設備
を必要としたり、熱処理工程が必要となるために耐熱性
が劣る基材に適用できなかったり、親水性の効果が短期
間しか持続しなかったり、親水性を付与するために基材
表面に設けられた塗膜の耐久性や耐摩耗性が劣っていた
り、塗膜によって基材の色調や透明性が変化して違和感
を与えたりといった問題点が一つ又はそれ以上伴ってい
た。

【００１６】これらの問題点を解決すべく、PCT/WO96/2
9375には基材表面に光触媒含有層を形成することによ
り、前記光触媒の光励起に応じて前記表面に親水性を付
与する方法が開示されており、光触媒をゾルゲル法を用
いたり、バインダーを用いたりして、基材表面に光触媒
含有層を形成する方法が開示されている。またその他の
基材表面に光触媒層を形成する手段として、特開平９-
２２６０４２、特開平９−５７９１１には、基材に貼り
付けるためのフィルムの基体表面に光触媒を含有する層
を湿式法により形成することが開示されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ドライプロセスには前
述のように機能性膜の耐久性が大きいという利点がある
ものの、最大の問題点は設備が大掛かりになることによ
るコストアップであり、例えば板ガラスのフロートライ
ンに直結したプロセスのような大量生産の場合以外には
工業的な利用は制限されていた。

【００１８】また機能性膜の一例として、光触媒を含有
する膜の分解性や親水性を利用する用途においては、光
触媒の光励起が必要であり、この光励起には紫外線が必
要であった。この紫外線は屋外の太陽光には豊富に含ま
れているものの、屋内においては屋内にさしこむ太陽光
や室内灯からの光にはほとんど含まれていない。したが
って、これらの光触媒を用いて分解性や親水性を利用す
る分野においては、太陽光を利用できない屋内等におい
ては、専用の紫外線ランプ等を用いないとその効果を十
分に発揮できず、その利用用途は限られたものになって
いた。その中でも特に親水性を利用する場合において
は、分解を利用する分野に比べより強い紫外線が必要で
あると共に、可視光による励起もより起りにくいため、
屋内等における利用はほとんど不可能であった。またゾ
ルゲル法やバインダーを用いた方法、光触媒をコートし
たフィルムを貼り付ける方法などは高強度・高耐久性で
かつ均一な膜を形成することは困難であった。

【００１９】本発明は上記事情を鑑みてなされたもので
あり、高耐久の機能性膜を基材表面上に低コストでコー
ティングする方法、特に可視光により光励起可能な、光
励起により分解性や親水性を発現する光触媒を含有す
る、均一で高強度の膜を低コストで基材表面にコーティ
ングする方法、およびコーティングされた製品を提供す
ることを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決すべく、ロール状の基材を巻き戻した後に機能性薄
膜をコーティングし、さらにロール状に巻き取った基材
を、後加工により所望の形状に加工することを特徴とす
る、機能性薄膜がコーティングされた製品の製造方法な
らびにその製造法により製造された製品を提供する。

【００２１】

【発明の実施の態様】まず以下に本発明の構成要素につ
いて説明する。本発明においてはロール状の基材を巻き
戻した後に機能性薄膜をコーティングし、さらにロール
状に巻き取った基材を、切断や打ち抜きなどの後加工に
より所望の形状に加工することにより、基材表面に機能
性薄膜を形成する。このようにロールの巻き戻し、コー
ティング、ロールの巻き取りを連続して行うことによ
り、大面積の基材に比較的ローコストで製膜することが
可能となる。

【００２２】ここでいう機能としては、耐久性、耐食
性、耐摺動性、防汚性、意匠性、導電性、絶縁性、帯電
防止性、誘電性、超電導性などの機能をあげることがで
き、その成分としてはシリカ、アルミナ、ジルコニア、
イットリア、酸化錫、チタン酸バリウム、ＴｉＣ、Ｔｉ
Ｎ、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、ＩＴＯ、シリコン、シリサイ
ド、タングステン、アルミニウムとその合金、モリブデ
ンとその合金、チタンとその合金、白金とその合金、パ
ラジウムとその合金、銅とその合金、鉄とその合金、
金、各種酸化物及び非酸化物のアモルファスなどをあげ
ることができる。

【００２３】その中でも本発明の応用が好適な機能とし
ては、親水性に起因する防曇性・セルフクリーニング性
・防汚性と有機物分解性に起因する抗菌性・防汚性・防
臭性などよりなる群より選ばれたものであり、特に親水
性に起因する防曇性・セルフクリーニング性・防汚性を
発現させるのに好適である。

【００２４】また上記機能は光触媒を含有する層を光照
射により光励起することにより発現させることが好まし
く、その光励起は好ましくは可視光の照射によって可能
であるものとする。通常用いられる光触媒である二酸化
チタンは、紫外領域の光により光励起するが、可視領域
の光にはほとんど感応しない。本発明の技術による可視
光領域の光に感応する光触媒膜を含有する膜は、屋内に
までさしこむ太陽光からにせよ、屋内灯からにせよ紫外
がをほとんど照射されない屋内での利用に効果的であ
る。

【００２５】また、本発明における光触媒を含有する層
はドライプロセスにより形成されることが好ましい。ド
ライプロセスの利点は、第一にはゾルゲル法やバインダ
ー法のような湿式法に比べると高充填・高強度・高耐久
性の膜が形成できることであり、この点はコーティング
された基材がロール状に巻き戻される場合に膜にクラッ
クが発生するのを防ぐ上で重要である。また第二の利点
は、湿式法では化学的に不安定で形成できない組成の膜
を形成できる点である。

【００２６】本発明が適用できるロール状の基材として
好適なものとしてはステンレス、炭素鋼などの各種鋼板
がまずあげられ、その他にもアルミニウムおよびその合
金、チタンおよびその合金などの金属板や、各種材質の
フィルム、ラミネート材をあげることができる。

【００２７】このドライプロセスの手法としては蒸着
法、スパッタリング法、イオンプレーティング法よりな
る群より選ばれた方法を用いることが好ましい。いずれ
の方法を用いる場合にも、上記第一及ぶ第二の利点を満
足することができ、またそれぞれの利点を満足すること
ができる製膜条件を選ぶことが好ましい。

【００２８】本発明における光触媒としてはその主成分
として酸化チタンを含むことが好ましい。また上記酸
化チタンは、酸素／チタン比の異なる化合物を複数種類
含むことがさらに好ましく、これにより光触媒を含有す
る膜は光吸収波長が異なる複数種類の光触媒を含有する
ことになる。また酸化チタンにはＣｒやＶなどの遷移金
属イオンをドープしたり、Ｖ２Ｏ５，ＣｕＯなどと複合
化することにより活性を向上させて用いることもでき
る。

【００２９】その複数種類の酸化チタンとして特に好ま
しいものはＴｉ2Ｏ3を含むものであり、特にこの成分は
可視光に対して感応性に富むものである。またTi2O3以
外の光触媒成分として好ましいものとしてはTiO2をあげ
ることができ、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト
型のＴｉＯ２を用いることができる。これらの酸化チタ
ンは上記のような結晶性のものを用いることが好ましい
が、さらにアモルファス状の酸化チタンを含んでも良
い。アモルファス状の酸化チタンは光触媒活性において
は結晶性のものに比べて劣る場合が多いが、曲げ加工に
強いなどの別の利点がある場合もある。

【００３０】またその他の本発明に応用できる光触媒と
しては酸化亜鉛、酸化錫、酸化第二鉄、三酸化二ビスマ
ス、三酸化タングステン、及びチタン酸ストロンチウム
等をあげることができる。

【００３１】このような光吸収波長の異なる複数種類の
光触媒を含有する層を形成するにあたっては、光触媒を
含有する層が厚み方向に光触媒の組成が異なる場合であ
っても、厚み方向には均一な組成で複数種類の光触媒が
混合していても良いが、その機能をコントロールするこ
とができる意味から、厚み方向に光触媒の組成が異なる
ほうがより好ましい。この厚み方向に組成が異なる層に
関しては、組成の異なる複数の層からなるものでも良
く、また厚み方向に連続的に組成が変化するものでも良
い。このように厚み方向に組成が異なる層を製膜する
ことに関しては、ドライプロセスを用いることにより比
較的容易に達成することができ、たとえばスパッタリン
グ法においては温度・雰囲気などの製膜条件やターゲッ
トの組成を変化させることにより実現可能である。なお
これらの場合、温度・雰囲気・ターゲットの種類を変え
る手段としてはバッチ式製膜法を用いて時間の経過と共
に温度・雰囲気・ターゲット種類を変化させても良く、
また連続式製膜法を用いて、ゾーンにより温度・雰囲気
・ターゲット種類を変化させてそれぞれのゾーンを基材
が通過する手段をとることもできる。

【００３２】ロール状の基材にこのように厚み方向に組
成が異なる膜を形成するには、連続的製膜法が好適であ
り、巻き戻しと巻き取りのラインの間に連続したドライ
プロセスによるコーティング設備を設けることにより、
ローコストで製膜が可能となる。

【００３３】また前述の酸素／チタン比の異なる複数種
類の酸化チタンを含む光触媒を含有する層を形成する場
合には、厚み方向に表面に近い層ほど酸素／チタン比が
大きいことが光触媒活性、特に可視光領域での光触媒活
性を向上させるために好ましい。この場合例えば基材に
近い領域においてはＴｉＯ及びＴｉ２Ｏ３が主成分とし
て含まれ、表面に近い領域にはＴｉＯ２が主成分として
含まれる様にすることができる。

【００３４】ドライプロセスにおいて上記のような光触
媒を含有する層が厚み方向に表面に近い層ほど酸素／チ
タン比を大きくする第一の手段としては、表面に近い層
を積層するに従い基板温度を高くすることをあげること
ができる。この手段はバッチ式製膜、連続式製膜共に採
用することが可能である。

【００３５】またドライプロセスにおいて上記のような
光触媒を含有する層が厚み方向に表面に近い層ほど酸素
／チタン比を大きくする第二の手段としては、表面に近
い層を積層するに従い雰囲気の酸素濃度を高くすること
をあげることができる。この手段もバッチ式製膜、連続
式製膜共に採用することが可能である。

【００３６】またドライプロセスにおいて上記のような
光触媒を含有する層が厚み方向に表面に近い層ほど酸素
／チタン比を大きくする第三の手段としては、表面に近
い層を積層するに従い酸素／チタン比が高いターゲット
を用いることをあげることができる。この手段は主とし
て連続式の製膜に用いられる手段であり、相異なるター
ゲットを備えた複数のコーティングチャンバーを連続し
て基材を通過させることにより所望の組成の膜を得るこ
とができる。この場合それぞれのチャンバーは完全に独
立していても良く、また独立しておらず連続していても
良い。

【００３７】また本発明における光触媒を含有する層と
して、組成の異なる複数の種類の層が、交互にまたはラ
ンダムに積層したものとすることもできる。このような
層を形成するためには、例えば組成の異なる複数のター
ゲットを備えたチャンバー内で基材とターゲットを相互
運動させることにより得ることができる。

【００３８】本発明における光触媒を含有する層にはさ
らに、親水性・蓄水性・バインダー性からなる群より選
ばれた性状を発現させる物質を含むことが好ましい。こ
れは、第一の理由としては光触媒の作用は励起光を受け
たときには強く感応するものの、光が照射されなくなる
と活性の発現が著しく低下するために、親水性や蓄水性
を有する物質により暗所でも活性を維持するために添加
するものである。

【００３９】また第二の理由としては、特にドライプロ
セスにより製膜された光触媒のみからなる層は湿式法に
より形成されたそれに比べると強度・耐久性が優れてい
るものの、やはり光触媒のみでは限界があり、そこでバ
インダー性を有する物質を添加することにより強度・耐
久性を向上させるものである。

【００４０】この親水性・蓄水性・バインダー性よりな
る群より選ばれた性状を発現させ、またドライプロセス
により光触媒と共にコーティング可能な物質として好適
なものとしてはシリカ・ジルコニア・アルミナ・酸化錫
などをあげることができるが、その中でも特に親水性・
蓄水性・バインダー性をバランスよく付与する好適な物
質してシリカをあげることができる。

【００４１】上記親水性・蓄水性・バインダー性からな
る群より選ばれた性状を発現させる物質の含有率は，前
記光触媒を含有する層の厚み方向に表面に近い部分ほど
大きいことが好ましく、これにより光触媒活性と膜の物
理的性状をバランスよく向上させることができる。な
お、このように親水性・蓄水性・バインダー性からなる
群より選ばれた性状を発現させる物質の含有率を膜の厚
み方向にコントロールする手法としては、ドライプロセ
スを用いて製膜する場合には、例えば光触媒を形成する
ターゲットと親水性・蓄水性・バインダー性からなる群
より選ばれた性状を発現させる物質を形成するターゲッ
トの２種類のターゲットを用い、それぞれの製膜比率を
変化させることをあげることができる。

【００４２】また親水性・蓄水性・バインダー性からな
る群より選ばれた性状を発現させる物質は上記のように
光触媒を含む層にさらに含有させることもできれば、ま
た光触媒を含む層のさらに上に親水性・蓄水性・バイン
ダー性からなる群より選ばれた性状を発現させる物質を
含む層を形成することもできる。この場合にも親水性・
蓄水性・バインダー性よりなる群より選ばれた性状を発
現する物質として好適なものとしてはシリカ・ジルコニ
ア・アルミナ・酸化錫などをあげることができ、その中
でも特に親水性・蓄水性・バインダー性をバランスよく
付与する好適な物質してシリカをあげることができる。

【００４３】本発明における機能性薄膜の膜厚として好
適な範囲としては１０ｎｍ〜５０μｍであり、さらに好
ましくは５０ｎｍ〜５μｍである。好適な範囲の上限よ
り大きくなると外観に不良が発生する場合があるが、外
観をあまり気にしない用途では上限にはあまりこだわる
必要はない。また好適な範囲の下限より小さくなると機
能の発現が不十分となる場合がある。また機能性薄膜が
光触媒を含有する膜である場合には、膜厚として好適な
範囲としては１０ｎｍ〜１０μｍであり、さらに好まし
くは５０ｎｍ〜１μｍである。好適な範囲の上限より大
きくなると外観に不良が発生する場合があるが、外観を
あまり気にしない用途では上限にはあまりこだわる必要
はない。また好適な範囲の下限より小さくなると光触媒
活性が不十分となる場合がある。

【００４４】また、前記親水性・蓄水性・バインダー性
からなる群より選ばれた性状を発現させる物質を含む層
を光触媒を含む層の上に設ける場合には、その層の膜厚
として好適な範囲は５ｎｍ〜２μｍであり、さらに好ま
しくは１０ｎｍ〜２００ｎｍである。好適な範囲の上限
より大きくなると光触媒活性が充分発現しない場合があ
り、好適な範囲の下限より小さくなると、親水性・蓄水
性・バインダー性からなる群より選ばれた性状が充分発
現しない場合がある。

【００４５】また本発明における光触媒を含有する層中
の好ましい光触媒の含有量は、５〜１００重量％、さら
に好ましくは３０〜９５重量％であり、好ましい下限未
満であると光触媒活性が十分でない場合があり、好まし
い上限以上であると光触媒を含む層の強度・耐久性が十
分でなかったり、暗所における光触媒活性の維持が十分
ではない場合がある。

【００４６】本発明が応用可能な製品またはその製品を
貼り付けるなど複合することにより製造可能な製品とし
ては、例えば乗り物用ガラス、建造物用窓ガラス、車両
用ミラー、道路鏡、計器盤カバー、眼鏡レンズ、ヘルメ
ットシールド、ゴーグル、保温ショーケース、積氷雪の
防止屋根、氷柱形成防止建材、積氷雪防止アンテナ、通
信障害の防止材料、積氷雪防止送電線、円錐放電防止材
料、浴室用天井材、便器用配管、給水用配管、小便器、
大便器、便器用トラップ、洗面ボウル、洗面トラップ、
浴槽、浴室用壁材、浴室用床材、浴室用グレ−チング、
シャワ−フック、浴槽ハンドグリップ、浴槽エプロン
部、浴槽排水栓、浴室用窓、浴室用窓枠、浴室窓の床
板、浴室照明器具、排水目皿、排水ピット、浴室扉、浴
室扉枠、浴室窓の桟、浴室扉の桟、すのこ、マット、石
鹸置き、手桶、浴室用鏡、風呂椅子、トランスファ−ボ
−ド、給湯機、浴室用収納棚、浴室用手すり、風呂蓋、
浴室用タオル掛け、シャワ−チェア、洗面器置き台等の
浴室用部材、台所用キッチンバック、台所用床材、シン
ク、キッチンカウンタ、排水籠、食器乾燥機、食器洗浄
器、コンロ、レンジフ−ド、換気扇、コンロ着火部、ト
イレ用床材、トイレ用壁材、トイレ用天井、ボ−ルタッ
プ、止水栓、紙巻き器、便座、昇降便座、トイレ用扉、
トイレブ−ス用鍵、トイレ用タオル掛け、便蓋、トイレ
用手すり、トイレ用カウンタ、フラッシュバルブ、タン
ク、洗浄機能付き便座の吐水ノズル等のトイレ用部材、
洗面トラップ、洗面所用鏡、洗面用収納棚、排水栓、歯
ブラシ立て、洗面鏡用照明器具、洗面カウンタ、水石鹸
供給器、洗面器、口腔洗浄器、手指乾燥機、洗濯槽、洗
濯機蓋、洗濯機パン、脱水槽、空調機フィルタ、タッチ
パネル、水栓金具、人体検知センサ−のカバ−、シャワ
−ホ−ス、シャワ−ヘッド、シャワ−吐水部、シ−ラン
ト、目地、壁紙、冷蔵ケース、カメラファインダー、ビ
ニールハウス天井、自動車ルームミラー、デンタルミラ
ー、壁紙、鋼板コイル、テント、フィルム、シート、織
布、不織布、繊維、無機繊維、ＳＭＣ、ＢＭＣなどをあ
げることができる。

【００４７】

【実施例】ＲＦマグネトロンスパッタリング装置（島津
製作所製）にて、基板はＳＵＳ３０４板、ターゲットを
Ｔｉ２Ｏ３、ＳｉＯ２、出力は夫々６００Ｗ、４０Ｗ、
アルゴン流量４０ｃｃ／ｍｉｎ、酸素流量５cｃ／ｍｉ
ｎ、にて放電下、サンプルホルダーを０．５Ｈｚで回転
させ、Ｔｉ２Ｏ３：ＳｉＯ２比８０：２０にて１００分
成膜後、次いでターゲットをＴｉ２Ｏ３、ＳｉＯ２、出
力は夫々６００Ｗ、４０Ｗ、アルゴン流量４０ｃｃ／ｍ
ｉｎ、酸素流量２０ｃｃ／ｍｉｎ、にて放電下、サンプ
ルホルダーを０．５Ｈｚで回転させ、ＴｉＯ２：ＳｉＯ
２比８０：２０にて１００分成膜することで、膜厚１５
０ｎｍのＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３積層成膜体♯１を得た。
Ｔｉ２Ｏ３、ＳｉＯ２組成比は、Ｔｉ２Ｏ３、ＳｉＯ２
単独成膜での成膜スピードを基に算出し、この膜厚を組
成比に概算して成膜出力を決定した。図１にＢＬＢライ
トにより紫外線０．５ｍＷ／ｃｍ２照射した時の水との
接触角の推移を示す。図中Ｃ、ＲＴ、Ｈはサンプルポジ
ション（基板温度）を示し、Ｃは水冷下、ＲＴは室温、
Ｈはヒーター下の位置を示す。今回の成膜はヒーターに
通電していないため、ＲＴとＨは同等の基板温度を示し
ているものと考えられる。

【００４８】図１より、本スパッタリング条件にて成膜
した光触媒薄膜は、良好な光触媒親水性を示すことが明
らかになった。また、図２に成膜体♯１上にオレイン酸
を塗布し、紫外線０．５ｍＷ／ｃｍ２照射した時の水と
の接触角の推移を示す。

【００４９】図２より、本スパッタリング条件にて成膜
した光触媒薄膜は、オレイン酸分解の分解性も高く、紫
外線照射後８時間で水との接触角は５°の値を示し、良
好な光触媒分解性を示すことが明らかになった。

【００５０】また、図３に成膜体♯１の摺動試験後の水
との接触角の推移を示す。成膜体＃１にＳＵＳ３０４材
を介して、荷重１００ｇ／ｃｍ２に設定後１０００回摺
動させて、紫外線０．５ｍＷ／ｃｍ２照射した時の光触
媒薄膜表面の親水性を評価した。図３より、本スパッタ
リング条件にて成膜した光触媒薄膜は、摺動試験後の親
水性は高く、良好な特性を示すことが明らかになった。
なおこの摺動試験はコーティング後のステンレス鋼板を
巻き取る際にコーティング面と裏面が摺動することこと
を想定して、過酷な条件で行われたものであり、この試
験で問題が発生しなかったことにより、巻き取り工程で
の膜の耐久性には問題ないことが判った。

【００５１】

【発明の効果】本発明は以上のように、ロール状の基材
に機能性薄膜を低コストでコーティングすることを可能
とし、特に可視光感応光触媒活性による親水性・防曇性
・セルフクリーニング性・防汚性・有機物分解性などの
機能を発現させることを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法にて製作した膜の光触媒親水性評
価結果を示すグラフである。

【図２】本発明の方法にて製作した膜の光触媒分解性お
よび親水性評価結果を示すグラフである。

【図３】本発明の方法にて製作した膜の耐摺動試験後の
光触媒親水性評価結果を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２３Ｃ 14/08 Ｃ２３Ｃ 14/10 14/10 14/56 Ａ 14/56 ＥＢ０１Ｄ 53/36 ＪＧ (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 Ｆターム(参考） 4D048 AA17 AA21 AB03 BA06X BA06Y BA07X BA07Y BA39X BA39Y BB03 CC03 CC06 EA01 4F100 AA20B AA21B AB03A AR00B AT00A BA02 CA30B EH662 GB31 HB00B JA11B JA20B JB05B JC00B JK16B JL06B JM02B YY00B 4G069 AA03 AA04 AA08 BA02A BA02B BA04A BA04B BA18 BA48A BB04A BB04B BC50A BC50B BD05A BD05B CA01 CA02 CA03 CA11 CA17 CA18 DA06 EA08 EA12 FB58 FC08 4K029 AA02 AA24 BA46 BA48 BB02 BC00 BD00 BD06 CA01 CA03 CA05 DC02 DC05 EA01 KA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロール状の基材を巻き戻した後に機能性
薄膜をコーティングし、さらにロール状に巻き取った基
材を、後加工により所望の形状に加工することを特徴と
する、機能性薄膜がコーティングされた製品の製造方
法。
【請求項２】前記機能性薄膜がドライプロセスにより
形成された、請求項１に記載の機能性薄膜がコーティン
グされた製品の製造方法。
【請求項３】前記ドライプロセスが蒸着法、スパッタ
リング法、イオンプレーティング法よりなる群より選ば
れたものである、請求項２に記載の機能性薄膜がコーテ
ィングされた製品の製造方法。
【請求項４】前記基材が鋼板である、請求項１乃至３
に記載の機能性薄膜がコーティングされた製品の製造方
法。
【請求項５】前記機能が防汚性、抗菌性、セルフクリ
ーニング性、親水性、耐久性、耐摺動性、耐食性、装飾
性よりなる群より選ばれたものである、請求項１乃至４
に記載の、機能性薄膜がコーティングされた製品の製造
方法。
【請求項６】前記機能性薄膜が主成分として光触媒を
含み、前記機能が防汚性・抗菌性・セルフクリーニング
性、親水性よりなる群より選ばれたものである、請求項
１乃至５に記載の機能性薄膜がコーティングされた製品
の製造方法。
【請求項７】前記光触媒が主成分として酸化チタンを
含む請求項６に記載の機能性薄膜がコーティングされた
製品の製造方法。
【請求項８】前記酸化チタンが、酸素／チタン比の異
なる化合物を複数種類含む、請求項7に記載の機能性薄
膜がコーティングされた製品の製造方法。
【請求項９】前記酸化チタンが主成分としてＴｉ2Ｏ3
を含む、請求項８に記載の機能性薄膜がコーティングさ
れた製品の製造方法。
【請求項１０】前記酸化チタンが主成分としてさらに
ＴｉＯ2を含む、請求項９に記載の機能性薄膜がコーテ
ィングされた製品の製造方法。
【請求項１１】前記酸化チタンが主成分として結晶性
の酸化チタンを含む請求項７乃至１０に記載の、機能性
薄膜がコーティングされた製品の製造方法。
【請求項１２】前記酸化チタンが主成分としてさらに
アモルファス状の酸化チタンを含む、請求項１１に記載
の機能性薄膜がコーティングされた製品の製造方法。
【請求項１３】前記光触媒を含有する層が、組成の異
なる複数の層からなることを特徴とする、請求項６乃至
１２に記載の機能性薄膜がコーティングされた製品の製
造方法。
【請求項１４】前記光触媒を含有する層が厚み方向
に連続的に組成が変化する層である、請求項６乃至１２
に記載の機能性薄膜がコーティングされた製品の製造方
法。
【請求項１５】前記光触媒の主成分が酸化チタンであ
り、前記製膜方法がドライプロセスであり、前記光触媒
を含有する層が厚み方向に表面に近い層ほど酸素/チタ
ン比が大きい、請求項１３乃至１４に記載の機能性薄膜
がコーティングされた製品の製造方法。。
【請求項１６】前記光触媒を含有する層が厚み方向に
表面に近い層ほど酸素/チタン比が大きい層とするため
の手段が、表面に近い層を積層するに従い基板温度を高
くすることである、請求項１５に記載の機能性薄膜がコ
ーティングされた製品の製造方法。
【請求項１７】前記光触媒を含有する層が厚み方向に
表面に近い層ほど酸素/チタン比が大きい層とするため
の手段が、表面に近い層を積層するに従い雰囲気の酸素
濃度を高くすることである、請求項１５に記載の機能性
薄膜がコーティングされた製品の製造方法。
【請求項１８】前記光触媒を含有する層が厚み方向に
表面に近い層ほど酸素/チタン比が大きい層とするため
の手段が、表面に近い層を積層するに従い酸素/チタン
比が高いターゲットを用いることである、請求項１５に
記載の機能性薄膜がコーティングされた製品の製造方
法。
【請求項１９】前記光触媒を含有する層が、組成の異
なる複数の種類の層が、交互に又はランダムに積層され
たものである、請求項６乃至１２に記載の基材表面に機
能性を付与する方法。
【請求項２０】前記光触媒を含有する層が、組成の異
なる複数のターゲットを用いる物理的製膜法により製膜
された、請求項１９に記載の機能性薄膜がコーティング
された製品の製造方法。
【請求項２１】前記光触媒を含有する層がさらに蓄水
性、親水性、バインダー性からなる群より選ばれた性状
を発現させる物質を含む、請求項６乃至２０に記載の機
能性薄膜がコーティングされた製品の製造方法。
【請求項２２】前記蓄水性、親水性、バインダー性か
らなる群より選ばれた性状を発現させる物質の主成分が
シリカである、請求項２１に記載の機能性薄膜がコーテ
ィングされた製品の製造方法。
【請求項２３】前記蓄水性、親水性、バインダー性か
らなる群より選ばれた性状を発現させる物質の含有率
が、前記光触媒を含有する層の厚み方向に表面に近い部
分ほど大きい、請求項２１乃至２２に記載の機能性薄膜
がコーティングされた製品の製造方法。
【請求項２４】前記光触媒を含有する層の製膜方法が
ドライプロセスであり、ターゲットとして、前記光触媒
を構成する成分と前記蓄水性、親水性、バインダー性か
らなる群より選ばれた性状を発現させる成分の両方を含
むターゲットを用いる、請求項２１乃至２３に記載の機
能性薄膜がコーティングされた製品の製造方法。
【請求項２５】前記光触媒を含有する層の製膜方法が
ドライプロセスであり、ターゲットとして、前記光触媒
を構成する成分を含むターゲットと前記蓄水性、親水
性、バインダー性からなる群より選ばれた性状を発現さ
せる成分を含むターゲットの両方を用いる、請求項２１
乃至２３に記載の機能性薄膜がコーティングされた製品
の製造方法。
【請求項２６】前記光触媒を含有する層の上にさらに
蓄水性、親水性、バインダー性からなる群より選ばれた
性状を発現させる物質を含む層を形成した、請求項６乃
至２５に記載の機能性薄膜がコーティングされた製品の
製造方法。
【請求項２７】前記蓄水性、親水性、バインダー性か
らなる群より選ばれた性状を発現させる物質の主成分が
シリカである、請求項２６に記載の機能性薄膜がコーテ
ィングされた製品の製造方法。
【請求項２８】前記光触媒を含有する層と前記蓄水
性、親水性、バインダー性からなる群より選ばれた性状
を発現させる物質を含む層の両方がドライプロセスによ
り形成された、請求項２６乃至２７に記載の機能性薄膜
がコーティングされた製品の製造方法。
【請求項２９】前記機能性薄膜の厚みが１０ｎｍ〜５
０μｍ、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５μｍである、請
求項１乃至２８に記載の機能性薄膜がコーティングされ
た製品の製造方法。
【請求項３０】前記光触媒を含有する層の厚みが１０
ｎｍ〜１０μｍ、さらに好ましくは５０ｎｍ〜1μｍで
ある、請求項６乃至２９に記載の機能性薄膜がコーティ
ングされた製品の製造方法。
【請求項３１】前記蓄水性、親水性、バインダー性か
らなる群より選ばれた性状を発現させる物質を含む層の
厚みが５ｎｍ〜２μｍ、さらに好ましくは１０ｎｍ〜２
００ｎｍである、請求項２６乃至３０に記載の機能性薄
膜がコーティングされた製品の製造方法。
【請求項３２】前記製品若しくは前記製品と複合する
ことにより製造する製品が、乗り物用ガラス、建造物用
窓ガラス、車両用ミラー、道路鏡、計器盤カバー、眼鏡
レンズ、ヘルメットシールド、ゴーグル、保温ショーケ
ース、積氷雪の防止屋根、氷柱形成防止建材、積氷雪防
止アンテナ、通信障害の防止材料、積氷雪防止送電線、
円錐放電防止材料、浴室用天井材、便器用配管、給水用
配管、小便器、大便器、便器用トラップ、洗面ボウル、
洗面トラップ、浴槽、浴室用壁材、浴室用床材、浴室用
グレ−チング、シャワ−フック、浴槽ハンドグリップ、
浴槽エプロン部、浴槽排水栓、浴室用窓、浴室用窓枠、
浴室窓の床板、浴室照明器具、排水目皿、排水ピット、
浴室扉、浴室扉枠、浴室窓の桟、浴室扉の桟、すのこ、
マット、石鹸置き、手桶、浴室用鏡、風呂椅子、トラン
スファ−ボ−ド、給湯機、浴室用収納棚、浴室用手す
り、風呂蓋、浴室用タオル掛け、シャワ−チェア、洗面
器置き台等の浴室用部材、台所用キッチンバック、台所
用床材、シンク、キッチンカウンタ、排水籠、食器乾燥
機、食器洗浄器、コンロ、レンジフ−ド、換気扇、コン
ロ着火部、トイレ用床材、トイレ用壁材、トイレ用天
井、ボ−ルタップ、止水栓、紙巻き器、便座、昇降便
座、トイレ用扉、トイレブ−ス用鍵、トイレ用タオル掛
け、便蓋、トイレ用手すり、トイレ用カウンタ、フラッ
シュバルブ、タンク、洗浄機能付き便座の吐水ノズル等
のトイレ用部材、洗面トラップ、洗面所用鏡、洗面用収
納棚、排水栓、歯ブラシ立て、洗面鏡用照明器具、洗面
カウンタ、水石鹸供給器、洗面器、口腔洗浄器、手指乾
燥機、洗濯槽、洗濯機蓋、洗濯機パン、脱水槽、空調機
フィルタ、タッチパネル、水栓金具、人体検知センサ−
のカバ−、シャワ−ホ−ス、シャワ−ヘッド、シャワ−
吐水部、シ−ラント、目地、摺動部品、機械部品、衣
類、カーペット、カーテンウォール、壁材、屋根材、床
材、壁紙、冷蔵ケース、カメラファインダー、ビニール
ハウス天井、自動車ルームミラー、デンタルミラー、壁
紙、鋼板コイル、テント、フィルム、ラミネート材、シ
ート、織布、不織布、繊維、無機繊維、ＳＭＣ、ＢＭＣ
のいずれかである、請求項１乃至３１に記載の機能性薄
膜がコーティングされた製品の製造方法。
【請求項３３】請求項１乃至３２に記載の製造方法に
より製造された機能性薄膜がコーティングされた製品。
【請求項３４】請求項３３に記載の製品を製造するた
めの、機能性薄膜がコーティングされた基材。