JP2002285341A - Method for producing titanium material - Google Patents

Method for producing titanium material

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JP2002285341A
JP2002285341A JP2001089096A JP2001089096A JP2002285341A JP 2002285341 A JP2002285341 A JP 2002285341A JP 2001089096 A JP2001089096 A JP 2001089096A JP 2001089096 A JP2001089096 A JP 2001089096A JP 2002285341 A JP2002285341 A JP 2002285341A
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titanium
oxide
photocatalytic activity
oxide layer
hydroxide
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JP2001089096A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Miyauchi
浩 宮内
Yorinobu Yamada
▲頼▼信 山田
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Citizen Watch Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a titanium material which exhibits the actions of deodorization, stain prevention, sterilization, clouding prevention, or the like, forming an anatase type titanium oxide layer having photocatalytic activity on the surface of a titanium base material of pure titanium or a titanium alloy by a simple method of wet surface treatment and heat treatment, and as a result imparting excellent adhesion with the titanium base material to the layer, and allowing the layer to continuously maintain photocatalytic activity over a long period. SOLUTION: The anatase type titanium oxide layer having photocatalytic activity can be formed on the surface of the titanium base material having photocatalytic activity by a simple method where the surface of the titanium base material is subjected to sulfuric acid water solution treatment, and titanyl sulfate is water-washed to form titanium hydroxide; and the oxide of phosphorous or the oxide of potassium is adsorbed on the titanium hydroxide, and after that, heating treatment is performed thereto at 300 to 800 deg.C in the air. In this way, excellent adhesion with the titanium base material is imparted to the layer, and its photocatalytic activity can be maintained over a long period.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、チタン基材表面に
光触媒活性を付与する事によって消臭、防汚性、殺菌作
用、防曇等の機能を有するチタン材料の製造方法に関す
る。
The present invention relates to a method for producing a titanium material having functions such as deodorization, antifouling property, bactericidal action and antifogging by imparting photocatalytic activity to the surface of a titanium substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体的特性を有する金属酸化物
である酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛等は、光触媒活性
を有する事が知られている。これら光触媒活性を有する
物質は、消臭、防汚、殺菌、防曇等の効果を発揮する事
が報告されている。特に、酸化チタンは、紫外線領域の
特定波長の光(380nm以下)を照射する事によって
効果的な触媒活性を示し、該光触媒作用に由来する強力
な酸化反応によって消臭、防汚、殺菌除去、防曇等を発
揮するので、非常に幅広い応用開発が展開されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, it is known that titanium oxide, iron oxide, zinc oxide and the like, which are metal oxides having semiconductor characteristics, have photocatalytic activity. It has been reported that these substances having photocatalytic activity exert effects such as deodorization, antifouling, sterilization, and antifogging. In particular, titanium oxide shows an effective catalytic activity by irradiating light of a specific wavelength in the ultraviolet region (380 nm or less), and deodorant, antifouling, sterilizing and removing by a strong oxidation reaction derived from the photocatalytic action. Because it exhibits anti-fog, etc., a very wide range of applied developments are being developed.

【0003】酸化チタンの結晶構造は何れも正方晶系で
あるアナターゼ型とルチル型、斜方晶系であるブルカイ
ト型があり、アナターゼ型のみ上記に示した様な紫外線
領域の特定波長に起因する光触媒活性を有している。
[0003] The crystal structures of titanium oxide include anatase type and rutile type which are tetragonal and brookite type which are orthorhombic, and only anatase type is caused by a specific wavelength in the ultraviolet region as described above. It has photocatalytic activity.

【0004】アナターゼ型並びにブルカイト型酸化チタ
ンは800℃以上の温度で加熱すると何れもルチル型に
結晶変形が起こる。
[0004] When anatase-type or brookite-type titanium oxide is heated at a temperature of 800 ° C or more, both of them are transformed into rutile-type crystals.

【0005】アナターゼ型酸化チタンの光触媒活性は、
380nm以下の波長の光励起によって生成する正孔に
基づく酸化力により水から生成するヒドロキシラジカル
に起因し、そのヒドロキシラジカルが汚染物質特に有機
系化合物を酸化分解する事により消臭、防汚性、殺菌除
去、防曇等の機能が発現される。
The photocatalytic activity of anatase type titanium oxide is as follows:
Hydroxyl radicals generated from water due to oxidizing power based on holes generated by photoexcitation with a wavelength of 380 nm or less, which deodorize, antifoul, and sterilize by oxidatively decomposing contaminants, especially organic compounds. Functions such as removal and anti-fog are exhibited.

【0006】上記の様にアナターゼ型酸化チタンは光励
起により正孔を形成するが、同時に励起電子に基づく非
常に強い還元力も有しており、酸素を還元してスーパー
オキシドを形成し、それによる汚染物質特に有機系化合
物を分解する機能も有している。
[0006] As described above, anatase-type titanium oxide forms holes by photoexcitation, but also has a very strong reducing power based on the excited electrons, and reduces oxygen to form superoxide, thereby contaminating it. It also has the function of decomposing substances, especially organic compounds.

【0007】この様な酸化チタンの特徴を活かして、空
気清浄機、建築資材や脱臭冷蔵庫等の部材に応用されて
いるが、具体的にはそれらの部材表面に酸化チタン微粒
子とバインダー成分からなる被膜を形成している。その
被膜の形成方法としては、スプレーコート法、ディップ
コート法、スピンコート法等が用いられている。
Taking advantage of such characteristics of titanium oxide, it is applied to members such as air purifiers, building materials and deodorizing refrigerators. Specifically, the surface of these members is composed of titanium oxide fine particles and a binder component. A coating is formed. As a method of forming the coating, a spray coating method, a dip coating method, a spin coating method, or the like is used.

【0008】しかしながら、この様な皮膜の形成方法で
は、被膜中に含まれる酸化チタン微粒子の濃度が不均一
であるために、光触媒活性の発現効率が悪く、しかも皮
膜の密着性にも問題があるために剥離しやすく、また清
掃等の外力を受けた場合に皮膜が容易に損傷する事によ
り長期間に渡って継続的に光触媒活性を発現させる事が
困難であると言う問題がある。
However, in such a method for forming a film, since the concentration of the titanium oxide fine particles contained in the film is not uniform, the efficiency of exhibiting photocatalytic activity is low, and there is also a problem in the adhesion of the film. Therefore, there is a problem that it is easy to peel off, and it is difficult to continuously develop photocatalytic activity over a long period of time because the film is easily damaged when subjected to an external force such as cleaning.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
問題を解決するために行われたものであり、その目的と
するところは、酸化チタンの有する光触媒活性に由来す
る消臭、防汚、殺菌、防曇等の作用を、より効果的に且
つ長期間に渡って継続的に発揮させるチタン材料の製造
方法を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to deodorize and prevent the odor caused by the photocatalytic activity of titanium oxide. It is an object of the present invention to provide a method for producing a titanium material that can exhibit effects such as soiling, sterilization, and antifogging more effectively and continuously for a long period of time.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
事の出来た本発明に係わる光触媒活性を有するチタン材
料の製造方法の構成は、チタン材料の表面にアナターゼ
型酸化チタンを含有する酸化チタン層を形成するために
チタン材料を酸化力を有する水溶液中に浸せきして、水
酸化チタン層を形成し、その後加熱して脱水反応により
酸化チタン層を形成するところに要旨を有するものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve these problems, a method for producing a titanium material having photocatalytic activity according to the present invention comprises a titanium oxide containing anatase type titanium oxide on the surface of the titanium material. The gist is that a titanium material is immersed in an oxidizing aqueous solution to form a layer, a titanium hydroxide layer is formed, and then heated to form a titanium oxide layer by a dehydration reaction.

【0011】チタン基材としては、純チタンだけでなく
チタン合金、例えばチタンとアルミニウムの合金、チタ
ンとバナジウムの合金等のチタンを含有するものに適用
する事が出来る事は言うまでもない事である。
It goes without saying that the titanium base material can be applied not only to pure titanium but also to titanium alloys, for example, those containing titanium such as an alloy of titanium and aluminum and an alloy of titanium and vanadium.

【0012】上記に於いては、チタン基材を用いてその
表面にアナターゼ型酸化チタンを含有する酸化物層を形
成したもので、光触媒活性を有しないルチル型への転位
を防止するためにチタン基材表面にはリン酸化物とカリ
ウム酸化物の何れかを含有させる事が好ましく、この方
法で得られる酸化チタンの光触媒活性は、効果的で且つ
長期間に渡って継続的に発揮させる事が出来る。
In the above, an oxide layer containing anatase-type titanium oxide is formed on the surface of a titanium substrate, and titanium is used to prevent dislocation to rutile type having no photocatalytic activity. It is preferable that the surface of the base material contains either a phosphate oxide or a potassium oxide, and the photocatalytic activity of the titanium oxide obtained by this method is effective and can be continuously exerted over a long period of time. I can do it.

【0013】上記のリン酸化物或いはカリウム酸化物を
吸着させた水酸化チタンを表面に形成したチタン基材の
加熱処理は、大気中の酸素存在下300〜800℃、さ
らに好ましくは400〜700℃の温度範囲で行う事が
望ましい。
[0013] The heat treatment of the titanium base material on the surface of which the titanium oxide adsorbed the phosphorus oxide or the potassium oxide is performed at 300 to 800 ° C, more preferably 400 to 700 ° C, in the presence of oxygen in the atmosphere. It is desirable to carry out in the temperature range described above.

【0014】水酸化チタンの加熱温度が300℃より小
さいと脱水反応が十分に起こらないので酸化チタンが生
成せず或いは脱水反応が起こったとしても非晶質の酸化
チタンの生成に止まり、また800℃より大きいと途中
の温度領域で生成したアナターゼ型結晶がルチル型結晶
に変質するので、上記の温度範囲で加熱脱水反応を行う
事が望ましい。
If the heating temperature of the titanium hydroxide is lower than 300 ° C., the dehydration reaction does not sufficiently occur, so that no titanium oxide is produced or even if the dehydration reaction occurs, only amorphous titanium oxide is produced. If the temperature is higher than ° C., the anatase-type crystal formed in the middle temperature region is transformed into a rutile-type crystal. Therefore, it is desirable to carry out the heat dehydration reaction in the above temperature range.

【0015】より好ましくは、チタン基材表面に形成さ
れる前記酸化物層の厚さは0.1μm以上で、該酸化物
中に含まれるアナターゼ型の含有量は1体積%以上であ
る事によって、その光触媒活性を確実に発揮させる事が
出来る。
More preferably, the thickness of the oxide layer formed on the surface of the titanium substrate is 0.1 μm or more, and the content of anatase type contained in the oxide is 1% by volume or more. The photocatalytic activity can be reliably exhibited.

【0016】(作用)一般に、チタンは耐食性に優れて
おり、その理由はその表面に非常に緻密で化学的に安定
な酸化チタン皮膜が形成されるためである。このチタン
の特性を活用して、チタン表面に形成される酸化チタン
を利用すれば、該酸化チタンによっても前記酸化チタン
微粒子とバインダーから成る皮膜形成体と同様の光触媒
活性を発揮させる事が可能であり、しかもこの様な方法
で生成される酸化チタンでは、酸化チタン層のチタン基
材に対する密着性も良好であり、前述の様な被膜剥離の
問題も解消され、簡便に酸化チタンを形成させる事が出
来る。
(Action) In general, titanium is excellent in corrosion resistance because a very dense and chemically stable titanium oxide film is formed on the surface thereof. By utilizing the properties of titanium and utilizing titanium oxide formed on the surface of titanium, it is possible to exhibit the same photocatalytic activity as that of the film-formed body comprising the titanium oxide fine particles and the binder also by the titanium oxide. In addition, in the titanium oxide produced by such a method, the adhesion of the titanium oxide layer to the titanium substrate is also good, and the problem of peeling of the film as described above is solved, and the titanium oxide can be easily formed. Can be done.

【0017】本発明者等は、酸化チタンの均一性や厚み
等に加えてその結晶構造を含めて、光触媒活性に与える
因子について検討したところ、チタン材料表面に形成さ
れる酸化物層中にアナターゼ型結晶構造を有する酸化チ
タン層の製造方法を見出す事が出来た。
The inventors of the present invention have examined the factors that affect the photocatalytic activity, including the crystal structure of titanium oxide, in addition to the uniformity and thickness of the titanium oxide, and found that anatase was present in the oxide layer formed on the surface of the titanium material. A method for producing a titanium oxide layer having a type crystal structure was found.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】次に実施例を挙げて本発明の構成
及び作用効果を具体的に説明するが、本発明はもとより
下記実施例によって制限を受けるものではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration and operation and effect of the present invention will be described below in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0019】通常の加熱酸化法によりチタン基材表面に
酸化物層を形成すると、非晶質或いはルチル型酸化チタ
ンが形成され、この様な酸化チタンは光触媒活性を示さ
ないが、チタン材料を硫酸水溶液で処理する事により硫
酸チタニルを形成し、それを加水分解して水酸化チタン
を形成し、その後リン酸化物或いはカリウム酸化物水溶
液で処理してそれらの酸化物を水酸化チタンに吸着させ
た後加熱処理する事によりアナターゼ型結晶構造を含有
する酸化チタンをチタン材料表面に形成させる方法を見
出す事が出来た。
When an oxide layer is formed on the surface of a titanium substrate by a usual heat oxidation method, an amorphous or rutile type titanium oxide is formed. Such titanium oxide does not show photocatalytic activity, but the titanium material is converted to sulfuric acid. By treating with an aqueous solution, titanyl sulfate was formed, which was hydrolyzed to form titanium hydroxide, and then treated with an aqueous solution of phosphorus oxide or potassium oxide to adsorb those oxides to titanium hydroxide. A method of forming titanium oxide having an anatase crystal structure on the surface of a titanium material by post-heating treatment was found.

【0020】優れた光触媒活性を発現させるためには、
上記酸化物層の厚みが0.1μm以上であり、アナター
ゼ型結晶構造が1体積%以上含有することが好ましい。
In order to exhibit excellent photocatalytic activity,
It is preferable that the oxide layer has a thickness of 0.1 μm or more and an anatase crystal structure of 1% by volume or more.

【0021】アナターゼ型酸化チタン粉末を効率良く製
造するためには、水酸化チタンにリン或いはカリウムを
酸化物の状態で吸着させる事によりアナターゼ型からル
チル型結晶構造への転位反応を抑制できる事は良く知ら
れている(清野学著、酸化チタン、技報堂出版)。
In order to efficiently produce anatase-type titanium oxide powder, it is necessary to adsorb phosphorus or potassium to titanium hydroxide in an oxide state to suppress the rearrangement reaction from anatase-type to rutile-type crystal structure. Well-known (by Manabu Seino, titanium oxide, Gihodo Publishing).

【0022】そこで、チタン基材表面に光触媒活性を有
するアナターゼ型結晶構造を1体積%以上含有させるた
めには、チタン基材表面に生成させた水酸化チタンを加
熱焼成する工程で酸化物層にリン或いはカリウムは何れ
も酸化物の状態であるが原子状態換算で0.1原子%以
上含有していることが好ましい。
Therefore, in order to make the titanium substrate surface contain 1% by volume or more of an anatase type crystal structure having photocatalytic activity, the titanium oxide formed on the surface of the titanium substrate is heated and calcined to form the oxide layer. Both phosphorus and potassium are in the form of oxides, but are preferably contained at 0.1 atomic% or more in terms of atomic state.

【0023】チタン基材表面に光触媒活性を有する酸化
物層の厚みを0.1μm以上形成させるためには、5〜
10%硫酸水溶液で処理する事により硫酸チタニルを形
成させ、それを加水分解して水酸化チタンとし、大気中
の酸素存在下で300〜800℃、さらに好ましくは4
00〜700℃で10〜60分間加熱し、600℃で6
0分間加熱すると0.5μm以上の酸化チタン層が得ら
れる。
In order to form a photocatalytically active oxide layer having a thickness of 0.1 μm or more on the surface of the titanium substrate, it is necessary to use
Treatment with a 10% aqueous sulfuric acid solution forms titanyl sulfate, which is hydrolyzed to titanium hydroxide, in the presence of oxygen in the air at 300 to 800 ° C, more preferably at 4 to 800 ° C.
Heat at 00-700 ° C for 10-60 minutes, and
After heating for 0 minutes, a titanium oxide layer of 0.5 μm or more is obtained.

【0024】チタン基材表面に最適な光触媒活性を有す
る酸化物層を形成させるためには、加熱段階で上記の好
適温度と好適時間が存在し、加熱温度が好適温度即ち3
00℃より低い場合には非晶質酸化物からアナターゼ型
結晶を含有する酸化物への転位が起こらず、また加熱時
間が好適時間である10分間より短い場合には酸化物層
の厚みが0.1μm以下と薄くなる事により、必要とす
る光触媒活性を発現させる事が出来なくなる可能性があ
る。加熱温度を好適温度800℃より超えて加熱すると
アナターゼ型からルチル型への転位反応が起こり、光触
媒活性を発現させる事が出来なくなる可能性がある。以
下にこの発明を具体的に適用した実施例について説明す
る。
In order to form an oxide layer having an optimal photocatalytic activity on the surface of the titanium substrate, the above-mentioned suitable temperature and suitable time are present in the heating stage, and the heating temperature is preferably at the suitable temperature, ie, 3 ° C.
When the temperature is lower than 00 ° C., dislocation from the amorphous oxide to the oxide containing the anatase crystal does not occur, and when the heating time is shorter than the preferable time of 10 minutes, the thickness of the oxide layer becomes zero. When the thickness is as thin as 0.1 μm or less, a required photocatalytic activity may not be exhibited. If the heating temperature is raised above the suitable temperature of 800 ° C., a rearrangement reaction from the anatase type to the rutile type may occur, and the photocatalytic activity may not be able to be exhibited. Hereinafter, embodiments to which the present invention is specifically applied will be described.

【0025】[0025]

【実施例】(実施例1)工業用純チタン板(99.5
%)を10%苛性ソーダ水溶液で脱脂した後、10%フ
ッ酸と10%硝酸の等量の混合液で洗浄してから十分に
水洗し乾燥した。次いで、該純チタン板を10%硫酸水
溶液に浸せきさせる事によりチタン材料表面に硫酸チタ
ニルを生成させた。この様な方法で生成させたチタン材
料表面の硫酸チタニルを純水を用いて加水分解する事に
よりチタン材料表面に水酸化チタン層を生成させた。
(Example 1) Industrial pure titanium plate (99.5)
%) Was degreased with a 10% aqueous solution of caustic soda, washed with a mixed solution of an equal amount of 10% hydrofluoric acid and 10% nitric acid, thoroughly washed with water, and dried. Next, titanyl sulfate was generated on the surface of the titanium material by immersing the pure titanium plate in a 10% aqueous sulfuric acid solution. A titanium hydroxide layer was formed on the surface of the titanium material by hydrolyzing the titanyl sulfate on the surface of the titanium material generated by such a method using pure water.

【0026】チタン基材表面に生成させた水酸化チタン
層を10%リン酸水溶液に浸せきさせる事により、リン
酸成分をチタン材料表面の水酸化チタン中に吸着させ
た。
The phosphoric acid component was adsorbed in the titanium hydroxide on the surface of the titanium material by immersing the titanium hydroxide layer formed on the surface of the titanium substrate in a 10% phosphoric acid aqueous solution.

【0027】チタン基材表面の水酸化チタン層にリン酸
成分を吸着させた後、乾燥させた。その後、大気雰囲気
下500℃で60分間加熱処理する事によりアナターゼ
型酸化チタンを含有する酸化物層が生成する事が出来、
その酸化物層の厚みは約0.3μmであった。
After the phosphoric acid component was adsorbed on the titanium hydroxide layer on the surface of the titanium substrate, it was dried. Thereafter, an oxide layer containing anatase-type titanium oxide can be generated by performing a heat treatment at 500 ° C. for 60 minutes in an air atmosphere,
The thickness of the oxide layer was about 0.3 μm.

【0028】上記の酸化物層を形成したチタン材料の光
触媒活性を確認するために、ヨウ化カリウム水溶液に浸
せきして、紫外線強度の高いブラックライト(3mW/
cm 2)を照射する事によってヨウ素の生成を確認する
事により、アナターゼ型結晶構造が1.2体積%含有す
る酸化物層が形成されている事を確認する事が出来た。
The light of the titanium material on which the above oxide layer is formed
To confirm the catalytic activity, immerse in an aqueous potassium iodide solution.
Cough, black light with high UV intensity (3mW /
cm Two) To confirm iodine generation
As a result, the anatase crystal structure contains 1.2% by volume.
It was confirmed that an oxide layer was formed.

【0029】上記の酸化物層を形成したチタン材料の密
着性を評価するために、180°曲げ試験を行って酸化
物層の密着性を評価したところ、酸化物層の剥離現象は
起こらず密着性が非常に優れており、また亀の子束子で
酸化物層表面を摺動処理しても酸化物層の剥離現象は起
こらなかった。
In order to evaluate the adhesion of the titanium material on which the oxide layer was formed, a 180 ° bending test was performed to evaluate the adhesion of the oxide layer. The properties of the oxide layer were very excellent, and the oxide layer did not peel off even when the surface of the oxide layer was subjected to sliding treatment with a tortoise shell.

【0030】(実施例2)実施例1と同様な方法でチタ
ン基材表面に水酸化チタンを形成した後、10%水酸化
カリウム水溶液で処理して酸化カリウムを吸着させた
後、乾燥させた。その後、大気雰囲気下600℃で60
分間加熱処理する事によりアナターゼ型酸化チタンを含
有する酸化物層を生成する事が出来、その酸化物層の厚
みは約0.5μmであった。
(Example 2) Titanium hydroxide was formed on the surface of a titanium substrate in the same manner as in Example 1, then treated with a 10% aqueous solution of potassium hydroxide to adsorb potassium oxide, and then dried. . Thereafter, at 600 ° C. in the air atmosphere, 60
By performing the heat treatment for one minute, an oxide layer containing anatase-type titanium oxide could be formed, and the thickness of the oxide layer was about 0.5 μm.

【0031】実施例1と同様に、上記のチタン酸化物層
を形成したチタン材料の光触媒活性を確認するために、
ヨウ化カリウム水溶液に浸せきして、紫外線強度の高い
ブラックライト(3mW/cm2)を照射する事によっ
てヨウ素の生成を確認する事により、アナターゼ型結晶
構造が2.0体積%含有している酸化物層が形成されて
いる事を確認する事が出来た。
As in Example 1, in order to confirm the photocatalytic activity of the titanium material on which the titanium oxide layer was formed,
By immersing in an aqueous solution of potassium iodide and irradiating with black light (3 mW / cm 2 ) having a high ultraviolet intensity to confirm the generation of iodine, the oxidation containing 2.0% by volume of the anatase crystal structure was confirmed. It was confirmed that the material layer was formed.

【0032】上記の酸化物層の密着性試験並びに摺動試
験を実施例1と同様の方法で行ったが、何れの試験に於
いても酸化物層の剥離現象は認められなかった。
The above-mentioned adhesion test and sliding test of the oxide layer were carried out in the same manner as in Example 1, but no peeling of the oxide layer was observed in any of the tests.

【0033】(実施例3)チタン合金板(Ti:94
%、Al:6%)を実施例1と同様の方法でリン酸化物
の吸着した水酸化チタンを合金表面に形成し、500℃
で60分間加熱処理する事によりアナターゼ型酸化チタ
ンを含有する酸化物層を生成する事が出来、その酸化物
層は約0.3μmであった。また、アナターゼ型結晶構
造が1.2体積%含有されている事をヨウ化カリウム水
溶液を用いて確認することが出来た。
Example 3 Titanium alloy plate (Ti: 94)
%, Al: 6%) in the same manner as in Example 1 to form a titanium hydroxide having phosphorus oxide adsorbed on the surface of the alloy.
By heating at 60 ° C. for 60 minutes, an oxide layer containing anatase type titanium oxide could be formed, and the oxide layer was about 0.3 μm. In addition, it was confirmed that an anatase type crystal structure was contained at 1.2% by volume using an aqueous solution of potassium iodide.

【0034】上記の酸化物層の密着性試験並びに摺動試
験を実施例1と同様の方法で行ったが、何れの試験に於
いても酸化物層の剥離現象は認められなかった。
The adhesion test and the sliding test of the oxide layer were carried out in the same manner as in Example 1, but no peeling of the oxide layer was observed in any of the tests.

【0035】(比較例1)工業用純チタン板(99.5
%)を10%苛性ソーダ水溶液で脱脂した後、実施例1
と同様な方法でフッ酸と硝酸混合液で洗浄してから十分
に水洗し乾燥した。次いで、該純チタン板を10%硫酸
水溶液を用いて処理する事によりチタン基材表面に硫酸
チタニルを生成させた。この様な方法で生成させたチタ
ン基材表面の硫酸チタニルを純水を用いて加水分解する
事によりチタン基材表面に水酸化チタン層を生成させ
た。
Comparative Example 1 Pure titanium plate for industrial use (99.5)
%) Was degreased with a 10% aqueous solution of caustic soda.
After washing with a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid in the same manner as described above, the plate was sufficiently washed with water and dried. Next, the pure titanium plate was treated with a 10% aqueous sulfuric acid solution to produce titanyl sulfate on the surface of the titanium substrate. Titanyl sulfate on the surface of the titanium substrate produced by such a method was hydrolyzed using pure water to form a titanium hydroxide layer on the surface of the titanium substrate.

【0036】得られた水酸化チタン層を有するチタン基
材を大気雰囲気下500℃で60分間加熱処理する事に
より酸化チタンを含有する酸化物層が生成する事が出
来、その酸化物層の厚みは約0.2μmであった。
By subjecting the obtained titanium substrate having the titanium hydroxide layer to a heat treatment at 500 ° C. for 60 minutes in an air atmosphere, an oxide layer containing titanium oxide can be formed. Was about 0.2 μm.

【0037】上記の酸化物層を形成したチタン基材の光
触媒活性の有無を確認するために、ヨウ化カリウム水溶
液に浸せきして、紫外線強度の高いブラックライト(3
mW/cm2)を照射したがヨウ素の生成は認められな
かった事より、アナターゼ型結晶構造は酸化物層に形成
されていない事が判った。
In order to confirm the presence or absence of photocatalytic activity of the titanium substrate on which the above oxide layer was formed, the titanium substrate was immersed in an aqueous solution of potassium iodide and exposed to a black light (3
mW / cm 2 ), but no iodine was found, indicating that the anatase crystal structure was not formed in the oxide layer.

【0038】この様にアナターゼ型結晶構造が形成され
なかった原因は、実施例1〜3に示した様にリン酸化物
或いはカリウム酸化物が酸化チタン層に吸着されていな
いからであると思われる。
The reason why the anatase-type crystal structure was not formed in this manner is considered to be that phosphorus oxide or potassium oxide was not adsorbed on the titanium oxide layer as shown in Examples 1 to 3. .

【0039】(比較例2)工業用純チタン板(99.5
%)を10%苛性ソーダ水溶液で脱脂した後、実施例1
と同様な方法でフッ酸と硝酸混合液で洗浄してから十分
に水洗し乾燥した。チタンイソプロポキシドと過酸化水
素から調製された白色粉末状のアナターゼ型酸化チタン
の分散水溶液を用いて上記チタン板に塗布して110℃
で30分間乾燥させた。実施例1と同様の方法でこの酸
化物層の光触媒活性を確認したところ、酸化力を有する
アナターゼ型結晶である事が確認された。この酸化物層
を180°の曲げ試験により密着性試験を行ったところ
酸化物層の剥離現象が認められ、また亀の子束子を用い
て摺動試験を行ってところ酸化物層がチタン板から一部
剥離する現象が認められた。
(Comparative Example 2) Pure titanium plate for industrial use (99.5)
%) Was degreased with a 10% aqueous solution of caustic soda.
Washed with a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid in the same manner as described above, and then sufficiently washed with water and dried. Using an aqueous dispersion of anatase-type titanium oxide in the form of a white powder prepared from titanium isopropoxide and hydrogen peroxide, the solution was applied to the titanium plate at 110 ° C.
For 30 minutes. When the photocatalytic activity of this oxide layer was confirmed in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the oxide layer was an anatase type crystal having oxidizing power. When this oxide layer was subjected to an adhesion test by a 180 ° bending test, a peeling phenomenon of the oxide layer was observed, and a sliding test was performed using a turtle child skelet, and the oxide layer was partially peeled from the titanium plate. Was observed.

【0040】上記の様にチタン板への酸化チタン分散液
を用いた塗布により形成された塗布基板に於いては、酸
化物層がチタン板から剥離する事が判った。
As described above, in the coated substrate formed by coating the titanium plate with the titanium oxide dispersion, it was found that the oxide layer was peeled from the titanium plate.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、チタン基材表面にアナ
ターゼ型結晶構造を有する酸化チタンを含有する酸化物
層を硫酸水溶液、純水洗浄、リン酸化物或いはカリウム
酸化物を吸着させて加熱処理すると言った簡便な方法で
形成する事によって、優れた光触媒活性を与えると同時
に基板との密着性に於いても優れ、この方法で製造され
たチタン材料は消臭、防汚性、殺菌除去、防曇等の効果
を有する時計等の貴金属類や空調機器等の環境構成部材
として有効に活用出来る。
According to the present invention, an oxide layer containing titanium oxide having an anatase type crystal structure on the surface of a titanium substrate is heated by washing with an aqueous sulfuric acid solution, pure water, adsorbing phosphorus oxide or potassium oxide. By forming it by a simple method such as treatment, it gives excellent photocatalytic activity and also has excellent adhesion to the substrate. It can be effectively used as a precious metal such as a watch having an effect of anti-fogging and the like and an environmental component such as an air conditioner.

フロントページの続き Fターム(参考) 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA48A BB01C BB05C BB10C BB14C BC03C BC50C CA11 CA17 DA05 EA08 EB15Y EC22X EC22Y FA01 FA03 FB14 FB18 FB34 FC02 FC04 FC07 4K022 AA02 AA41 BA15 BA22 BA33 DA06 DA09 DB24 Continued on the front page F-term (reference) 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA48A BB01C BB05C BB10C BB14C BC03C BC50C CA11 CA17 DA05 EA08 EB15Y EC22X EC22Y FA01 FA03 FB14 FB18 FB34 FC02 FC04 FC07 4K022 AA02AA33

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チタン基材を硫酸水溶液に浸せきさせて
前記チタン基材表面に硫酸チタニルを生成する工程と、
前記硫酸チタニルを加水分解して水酸化チタンを生成す
る工程と、前記水酸化チタンをリン酸水溶液または水酸
化カリウム水溶液に浸せきさせてリン酸化物またはカリ
ウム酸化物を前記水酸化チタンに吸着させる工程と、前
記リン酸化物またはカリウム酸化物を吸着させた水酸化
チタンを加熱処理して酸化チタン層を前記チタン基材表
面に生成する工程とを有するチタン材料の製造方法。
1. a step of immersing a titanium substrate in an aqueous sulfuric acid solution to produce titanyl sulfate on the surface of the titanium substrate;
A step of hydrolyzing the titanyl sulfate to produce titanium hydroxide, and a step of immersing the titanium hydroxide in a phosphoric acid aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution to adsorb phosphate or potassium oxide to the titanium hydroxide. And a step of heat-treating the titanium hydroxide to which the phosphorus oxide or potassium oxide is adsorbed to form a titanium oxide layer on the surface of the titanium base material.
【請求項2】 前記水酸化チタンを加熱処理して酸化チ
タンを生成する工程での加熱処理温度が300℃以上か
ら800℃以下の範囲にあることを特徴とする請求項1
に記載のチタン材料の製造方法。
2. A heat treatment temperature in a step of heat-treating the titanium hydroxide to form titanium oxide, which is in a range of 300 ° C. or more to 800 ° C. or less.
3. The method for producing a titanium material according to item 1.
【請求項3】 前記酸化チタン層が、光触媒活性を有す
るアナターゼ型の酸化チタン層であることを特徴とする
請求項1に記載のチタン材料の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the titanium oxide layer is an anatase-type titanium oxide layer having photocatalytic activity.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006017627A (en) * 2004-07-02 2006-01-19 Furukawa Electric Co Ltd:The Physical quantity detecting sensor and sensing device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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