JP2002285357A - Stain resistant aluminum material and production method therefor - Google Patents

Stain resistant aluminum material and production method therefor

Info

Publication number
JP2002285357A
JP2002285357A JP2001085799A JP2001085799A JP2002285357A JP 2002285357 A JP2002285357 A JP 2002285357A JP 2001085799 A JP2001085799 A JP 2001085799A JP 2001085799 A JP2001085799 A JP 2001085799A JP 2002285357 A JP2002285357 A JP 2002285357A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
titanium dioxide
aluminum
film
solution
aluminum material
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.)
Pending
Application number
JP2001085799A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Rengakuji
聖一 蓮覚寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Nikkei Co Ltd
Japan Carlit Co Ltd
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Shin Nikkei Co Ltd
Japan Carlit Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd, Shin Nikkei Co Ltd, Japan Carlit Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP2001085799A priority Critical patent/JP2002285357A/en
Publication of JP2002285357A publication Critical patent/JP2002285357A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stain resistant aluminum material which contains titanium dioxide exhibiting high photocatalytic activity, and having excellent surface smoothness as a surface layer, and a production method therefor. SOLUTION: The stain resistant aluminum material is obtained by coating the surface of an aluminum substrate having a nonporous film on the surface with a titanium dioxide precursory solution, and performing heat treatment thereto to deposit a titanium dioxide thin film thereon.

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、光触媒活性を有す
る防汚アルミニウム材とその製造方法に関する。
[0001] The present invention relates to an antifouling aluminum material having photocatalytic activity and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、建築物等の屋外設置物や、建築の
室内構造・設備等に、親水、抗菌、防汚コーティングの
研究が注目を集めている。抗菌、防汚コーティングは、
建物の外観上の美感を長期に渡って保つことができるば
かりでなく、病院内の院内感染を防いだり、室内の清潔
な環境を保ったりするために切望されている。
2. Description of the Related Art In recent years, research on hydrophilic, antibacterial, and antifouling coatings has been attracting attention for outdoor installations such as buildings and indoor structures and facilities of buildings. Antibacterial and antifouling coating
There is a long-awaited desire to not only maintain the aesthetic appearance of the building for a long period of time, but also prevent hospital-acquired infections in hospitals and maintain a clean indoor environment.

【0003】二酸化チタンはその光触媒機能が注目さ
れ、環境用材料としての展開が期待されている新素材で
あり、さまざまな製造法が提案されている。従来は焼成
して光触媒能のあるアナターゼ粒子とし、バインダーと
混合して金属表面に塗布する手法(竹内ら:光触媒の世
界、工業調査会(1999)p.44)やCVDによる薄膜作
成が報告されている。また、金属アルコキシドをアルコ
ール系等の適当な溶媒に溶解し、この溶液を加水分解縮
重合し、ポリマー状ゾル(コロイド分散体) を調整し、
基体上に塗布乾燥し熱処理して結晶化するゾル(溶液)
−ゲル(固体) 法が公知である。この方法は、ゾル状態
の分散液を一定の状態で長期に保管するのが困難であ
り、またゾル状態の分散液を溶液中でゲル化し基体上に
析出させて成膜するので、未反応物もゲルになってしま
い一旦使用したゾル溶液は再度使えないという問題もあ
った。
[0003] Titanium dioxide is a new material that is attracting attention for its photocatalytic function and is expected to be developed as an environmental material, and various production methods have been proposed. Conventionally, a method has been reported in which anatase particles having photocatalytic activity are calcined, mixed with a binder, and applied to a metal surface (Takeuchi et al .: World of Photocatalyst, Industrial Research Council (1999) p.44) and thin film production by CVD. ing. Further, the metal alkoxide is dissolved in an appropriate solvent such as an alcohol, and the solution is hydrolyzed and polycondensed to prepare a polymer sol (colloidal dispersion).
A sol (solution) that is applied on a substrate, dried and crystallized by heat treatment
-The gel (solid) method is known. In this method, it is difficult to store the dispersion in the sol state in a constant state for a long period of time, and since the dispersion in the sol state gels in a solution and deposits on the substrate to form a film, unreacted substances Also, there was a problem that the sol solution used once could not be used again because it became a gel.

【0004】ガラス表面に液相法により直接コーティン
グして焼成した報告 (連覚寺ら:電気化学会第67回春
期講演要旨集、132頁)には、TiO2 薄膜の光触媒
活性として、導電性ガラスと導電性がないガラスに、T
iO2 をコーティングした場合の光触媒作用を検討して
いる。導電性ガラスは光触媒活性が高まると予想した
が、結果は予想とは異なり今後の研究が必要であると記
載されている。
[0004] A report of direct coating on a glass surface by a liquid phase method and baking (Rikkenji et al .: Abstracts of the 67th Spring Meeting of the Electrochemical Society of Japan, p. 132) discloses conductive glass as a photocatalytic activity of a TiO 2 thin film. And non-conductive glass, T
The photocatalysis when iO 2 is coated is being studied. Although the conductive glass was expected to increase the photocatalytic activity, the results were different from the predictions and stated that further research is needed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高い光触媒
活性を示す二酸化チタンを表面層として有する防汚アル
ミニウム材およびその製造方法を提供することを目的と
する。また、本発明の他の目的は、表面平滑性に優れた
二酸化チタンを表面層として有する光触媒担持アルミニ
ウム材を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an antifouling aluminum material having titanium dioxide having high photocatalytic activity as a surface layer and a method for producing the same. Another object of the present invention is to provide a photocatalyst-supporting aluminum material having titanium dioxide having excellent surface smoothness as a surface layer.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、表面
に無孔質皮膜を有するアルミニウム基体上に、二酸化チ
タン前駆体溶液を塗布し加熱処理して二酸化チタン薄膜
を形成した防汚アルミニウム材を提供する。ここで、無
孔質皮膜の幾何学的膜厚が、10ないし2000nmで
あり、二酸化チタン薄膜の幾何学的膜厚が、5ないし1
000nmであるのが好ましい。なお、ここで言う防汚
とは、アルミニウム材に付着した有機汚染物質の分解、
洗浄機能であって、アルミニウム材表面に形成した二酸
化チタン薄膜への紫外線照射により発現する光触媒活性
に伴う酸化還元作用と親水性作用によるものである。
That is, the present invention provides an antifouling aluminum material having a titanium dioxide thin film formed by applying a titanium dioxide precursor solution on an aluminum substrate having a nonporous film on its surface and subjecting it to a heat treatment. provide. Here, the geometric film thickness of the nonporous film is 10 to 2000 nm, and the geometric film thickness of the titanium dioxide thin film is 5 to 1 nm.
It is preferably 000 nm. The antifouling referred to here is the decomposition of organic pollutants attached to the aluminum material,
The cleaning function is due to a redox action and a hydrophilic action caused by photocatalytic activity which are developed by irradiating the titanium dioxide thin film formed on the aluminum material surface with ultraviolet rays.

【0007】また、前記アルミニウム基体がアルミニウ
ム以外の他の材料の表面に一体的に形成されている、ま
たは、前記二酸化チタン前駆体溶液が顔料を含有する、
または、前記アルミニウム基体が着色されてなる物であ
ってもよい。さらに、本発明は、表面に無孔質皮膜を有
するアルミニウム基体上に、二酸化チタン前駆体溶液を
塗布して加熱処理して二酸化チタン薄膜を形成する防汚
アルミニウム材の製造方法を提供する。
Further, the aluminum substrate is integrally formed on a surface of a material other than aluminum, or the titanium dioxide precursor solution contains a pigment,
Alternatively, the aluminum substrate may be colored. Further, the present invention provides a method for producing an antifouling aluminum material in which a titanium dioxide precursor solution is applied on an aluminum substrate having a nonporous film on its surface and heat-treated to form a titanium dioxide thin film.

【0008】ここで、無孔質皮膜が、熱処理により生成
される酸化アルミニウム皮膜、または、アルミニウム基
体を化成溶液に浸漬する処理で得られる、または、陽極
酸化処理で得られる、または、電解研磨による処理で得
られる、または、アルミニウム基体を無機塩化成溶液に
浸漬する処理で得られる物であってもよい。さらに、前
記二酸化チタン前駆体溶液が顔料を含有する製造方法、
または、前記加熱処理が、300ないし500℃で、且
つ30分ないし5時間加熱される製造方法であってもよ
い。
[0008] Here, the nonporous film is obtained by a process of immersing an aluminum oxide film or an aluminum substrate in a chemical conversion solution generated by heat treatment, or obtained by anodizing, or by electropolishing. It may be obtained by a treatment or a treatment obtained by immersing an aluminum substrate in an inorganic chemical solution. Further, a production method wherein the titanium dioxide precursor solution contains a pigment,
Alternatively, the heat treatment may be performed at 300 to 500 ° C. for 30 minutes to 5 hours.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明は、表面に無孔質皮膜を有
するアルミニウム基体上に、二酸化チタン薄膜を有する
防汚アルミニウム材であり、例えば、特定の表面状態を
有するアルミニウム基体に、加水分解性を有するチタン
化合物と芳香族化合物溶液とから調整された二酸化チタ
ン前駆体溶液を塗布し、加熱処理して形成されることが
好ましい。形成される二酸化チタン薄膜は、高い光触媒
活性を示す。また、表面平滑性に優れた二酸化チタン薄
膜を形成することもできる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an antifouling aluminum material having a titanium dioxide thin film on an aluminum substrate having a nonporous film on its surface. It is preferably formed by applying a titanium dioxide precursor solution prepared from a titanium compound having a property and an aromatic compound solution, followed by heat treatment. The formed titanium dioxide thin film shows high photocatalytic activity. In addition, a titanium dioxide thin film having excellent surface smoothness can be formed.

【0010】本発明に用いるアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金(以下総称してアルミニウムということがあ
る)は、特に限定されるものではなく、いかなるもので
もよい。日本工業規格品では、JIS A 1000番
台、2000番台、3000番台、4000番台、50
00番台、6000番台、7000番台が例示でき、活
性な金属であるが、室温の乾いた大気中ではおよそ0.
01μm前後の厚さの透明の自然酸化皮膜である無定形
アルミナが生成している。本発明の無孔質皮膜は、この
酸化皮膜を除いた下地のアルミニウム表面に生成され、
通常の陽極酸化皮膜が細孔を有し、親水性が高いのに対
し、酸化皮膜であるが無定形酸化アルミニウムではなく
無孔質であり親水性が低い特性を有する。無孔質皮膜の
生成条件は、電解処理により得られる酸化皮膜では、無
孔質酸化アルミニウム皮膜生成電解質溶液中の陽極酸化
処理または電解研磨によって、無孔質酸化アルミニウム
皮膜が得られる。化成処理により得られる無孔質酸化ア
ルミニウム皮膜では、アルミニウムと処理液との化学反
応を利用して、表面に薄い化合物皮膜を生成させる。耐
食性のある無機塩皮膜を形成するクロム酸塩処理、りん
酸塩処理や、不活性な酸化アルミニウム皮膜を形成する
ベーマイト処理等がある。熱処理により得られる無孔質
皮膜では、アルミニウム材の焼鈍処理や均質化処理等に
よる熱処理により形成された酸化アルミニウム皮膜があ
る。
The aluminum or aluminum alloy (hereinafter sometimes collectively referred to as aluminum) used in the present invention is not particularly limited, and may be any. For Japanese Industrial Standard products, JIS A 1000s, 2000s, 3000s, 4000s, 50s
Examples are 00s, 6000s and 7000s, which are active metals, but are approximately 0.
Amorphous alumina which is a transparent natural oxide film having a thickness of about 01 μm is formed. The non-porous film of the present invention is formed on the underlying aluminum surface excluding the oxide film,
An ordinary anodic oxide film has pores and high hydrophilicity, whereas an oxide film is not amorphous aluminum oxide but nonporous and has low hydrophilicity. The conditions for forming the nonporous film are as follows. For an oxide film obtained by electrolytic treatment, a nonporous aluminum oxide film is obtained by anodizing or electrolytic polishing in an electrolyte solution for forming a nonporous aluminum oxide film. In a nonporous aluminum oxide film obtained by a chemical conversion treatment, a thin compound film is formed on the surface by utilizing a chemical reaction between aluminum and a processing solution. There are chromate treatment and phosphate treatment for forming a corrosion-resistant inorganic salt film, and boehmite treatment for forming an inert aluminum oxide film. Among the nonporous films obtained by heat treatment, there is an aluminum oxide film formed by heat treatment such as annealing or homogenization of an aluminum material.

【0011】無孔質皮膜はアルミニウム材に脱脂処理等
を行うことにより得られるが、以下のような処理を行っ
て得られるものであってもよいし、以下の複数の処理を
組み合わせて得られたものでもよい。 1)熱処理により生成される酸化アルミニウム皮膜 アルミニウム材を、圧延後に焼鈍処理したり、または押
し出し成形後の均質化処理等の熱処理が例示される。よ
り安定な無孔質酸化アルミニウム皮膜を得る熱処理条件
としては、例えば500℃、乾燥空気中で40〜60n
mの酸化皮膜を得る条件が挙げられる。酸化皮膜の組成
はη−Al2 3 またはγ−Al2 3である。
The non-porous film can be obtained by subjecting an aluminum material to a degreasing treatment or the like. The non-porous film may be obtained by performing the following treatment, or may be obtained by combining a plurality of the following treatments. May be used. 1) Aluminum oxide film formed by heat treatment Heat treatment such as annealing of an aluminum material after rolling or homogenization after extrusion molding is exemplified. The heat treatment conditions for obtaining a more stable non-porous aluminum oxide film include, for example, 500 ° C., 40-60 n in dry air.
The conditions for obtaining the oxide film of m are mentioned. The composition of the oxide film is η-Al 2 O 3 or γ-Al 2 O 3 .

【0012】2)アルミニウム基体を化成溶液に浸漬す
る処理で得られる皮膜アルミニウム材を熱湯中または水
蒸気中に入れると 2Al+4H2 O=Al2 3 ・1H2 O(ベーマイ
ト)+3H2 のような工程で無孔質の酸化アルミニウムの膜ができ
る。この膜は無孔性であるので、それ以上皮膜化は進ま
ない。そのため、無孔質化の前に、公知の方法による陽
極酸化処理、化成処理をして多孔質の酸化アルミニウム
皮膜をアルミニウム基体に生成させた後、アルミニウム
材を熱水中又は水蒸気中に入れて表面部分を無孔質化す
ることもできる。
2) When a coated aluminum material obtained by immersing an aluminum substrate in a chemical conversion solution is put into hot water or steam, a process such as 2Al + 4H 2 O = Al 2 O 3 .1H 2 O (boehmite) + 3H 2 To form a nonporous aluminum oxide film. Since this film is non-porous, film formation does not proceed further. Therefore, before the porous material is anodized and chemically converted by a known method to form a porous aluminum oxide film on the aluminum substrate, the aluminum material is placed in hot water or steam. The surface portion can be made nonporous.

【0013】具体的には、アルミニウム材を、化成水溶
液に浸漬する。例えば、0.1〜0.5%のアンモニア
水溶液に、温度90℃以上で10〜30分浸漬する。次
いで0.5%トリエタノールアミン水溶液中煮沸、また
は水中煮沸で、200〜1000nmの無孔質皮膜を得
る。
Specifically, an aluminum material is immersed in a chemical conversion aqueous solution. For example, it is immersed in a 0.1 to 0.5% aqueous ammonia solution at a temperature of 90 ° C. or higher for 10 to 30 minutes. Then, by boiling in a 0.5% triethanolamine aqueous solution or boiling in water, a non-porous film of 200 to 1000 nm is obtained.

【0014】3)陽極酸化処理で得られる無孔質酸化ア
ルミニウム皮膜 アルミニウム材を、無孔質酸化皮膜生成電解質溶液中で
陽極酸化処理する。これは通常の陽極酸化とは異なり、
多孔質層を形成しない条件で陽極酸化する。例えば、ほ
う酸、ほう酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム等の水
溶液中で、10〜100Vで陽極酸化処理する。ほう酸
溶液は、30%濃度で25℃、30V、5分の条件が挙
げられる。得られる無孔質酸化アルミニウム皮膜厚さ
は、化成電圧に比例し、およそ10nm/Vである。
3) Nonporous aluminum oxide film obtained by anodizing treatment An aluminum material is subjected to anodizing treatment in a nonporous oxide film forming electrolyte solution. This is different from normal anodization,
Anodize under conditions that do not form a porous layer. For example, anodizing is performed at 10 to 100 V in an aqueous solution of boric acid, ammonium borate, ammonium tartrate, or the like. The boric acid solution may have a concentration of 30%, 25 ° C., 30 V, and 5 minutes. The thickness of the obtained nonporous aluminum oxide film is proportional to the formation voltage and is about 10 nm / V.

【0015】4)電解研磨による処理で得られる皮膜 アルミニウム材を、陽極にして、リン酸−ブチルアルコ
ール溶液、過塩素酸−エチルアルコール溶液、またはリ
ン酸水溶液中等で直流電解する。このときに表面に陽極
酸化皮膜が形成されるが、電解研磨液の溶解力と皮膜生
成速度をバランス調整することにより、表面が平滑にな
るとともに100〜200nmの無孔質の酸化アルミニ
ウム皮膜が生成される。 5)アルミニウム基体を無機塩化成溶液に浸漬する処理
で得られる皮膜 アルミニウム材を、クロム酸塩、りん酸塩、炭酸ナトリ
ウム塩等を主成分とする水溶液中で浸漬処理する例が挙
げられる。アルミニウム界面にごく薄い酸化アルミニウ
ム皮膜が生成され、さらにその上層に無機塩化成液組成
からなる無孔質の化合物皮膜が得られる。
4) Coating Obtained by Electropolishing The aluminum material is used as an anode and subjected to direct current electrolysis in a phosphoric acid-butyl alcohol solution, a perchloric acid-ethyl alcohol solution, a phosphoric acid aqueous solution or the like. At this time, an anodic oxide film is formed on the surface. By adjusting the dissolving power of the electropolishing liquid and the film formation rate in balance, the surface becomes smooth and a nonporous aluminum oxide film of 100 to 200 nm is formed. Is done. 5) Coating obtained by dipping aluminum substrate in inorganic chemical solution An example is given in which an aluminum material is dipped in an aqueous solution mainly containing chromate, phosphate, sodium carbonate and the like. A very thin aluminum oxide film is formed at the aluminum interface, and a non-porous compound film composed of an inorganic chlorinated liquid composition is obtained on the very thin aluminum oxide film.

【0016】無孔質酸化アルミニウム皮膜の幾何学的膜
厚は、10〜2000nmとするのが好ましい。10n
m未満では無孔質皮膜が薄すぎて発明の効果がない。2
000nm超であると、二酸化チタン薄膜形成時の加熱
処理の影響を受けて、無孔質皮膜の皮膜割れや二酸化チ
タン薄膜の密着不足等の欠点がある。
The geometric thickness of the nonporous aluminum oxide film is preferably 10 to 2000 nm. 10n
If it is less than m, the non-porous film is too thin and the effect of the invention is not obtained. 2
When the thickness is more than 000 nm, there are disadvantages such as cracking of the nonporous film and insufficient adhesion of the titanium dioxide thin film due to the influence of heat treatment at the time of forming the titanium dioxide thin film.

【0017】本発明の防汚アルミニウム材は、無孔質酸
化アルミニウム皮膜を有するアルミニウム基体上に二酸
化チタン薄膜が形成されるので、光触媒機能が高い。
The antifouling aluminum material of the present invention has a high photocatalytic function since a titanium dioxide thin film is formed on an aluminum substrate having a nonporous aluminum oxide film.

【0018】加水分解性を有するチタン化合物と芳香族
溶液とから調整される溶液は、従来法により得られるゾ
ル、すなわち微粒子状チタン水和酸化物を単位とした凝
集体ではなく、芳香族化合物溶媒の芳香環が核となり、
芳香環の面を基準にして水酸化チタンの脱水縮合が進行
した平面構造を有する高分子状二酸化チタン前駆体溶液
である。すなわちゾル溶液になる直前の溶液状態を維持
するように工夫されているので、溶液状態から引き上げ
法で得られる膜を加熱処理すると密着性の良いコーティ
ング膜が容易に作成できるという優れた特徴を持つ、独
特の手法である。この方法で製造した各種セラミックス
基板上での二酸化チタン膜の光触媒性は優れたものであ
ることが報告されているが、セラミックス基板の種類に
よって光触媒機能が非常に大きく支配され、甚だしい場
合には機能が発現しないことが見出される場合もあっ
た。
The solution prepared from the hydrolyzable titanium compound and the aromatic solution is not a sol obtained by a conventional method, that is, an agglomerate of fine hydrated titanium oxide units, but an aromatic compound solvent. The aromatic ring of the nucleus,
This is a polymeric titanium dioxide precursor solution having a planar structure in which dehydration condensation of titanium hydroxide has progressed with reference to the surface of the aromatic ring. In other words, since it is devised to maintain the solution state immediately before it becomes a sol solution, it has an excellent feature that a coating film with good adhesion can be easily formed by heat-treating a film obtained by pulling up from the solution state. , A unique technique. It has been reported that the photocatalytic properties of titanium dioxide films on various ceramic substrates manufactured by this method are excellent, but the photocatalytic function is very much governed by the type of ceramic substrate, and in extreme cases the function is poor. Was not found to be expressed in some cases.

【0019】本発明に用いる二酸化チタン前駆体溶液の
調製方法の1例を以下に示す。本発明に用いられる溶液
は、例えば、芳香族化合物溶媒1Lに対してチタンアル
コキシドを0.03〜1.5モルとなる量で溶解させ、
ついで温度0〜6℃で、水1〜20wt%を含有する水
−アルコール混合溶液を、チタンアルコキシド1モルに
対して水が0.5〜2モルとなる量で添加させた後、温
度0〜60℃で、超音波下または撹拌放置下、加水分
解、脱水縮合させることにより調製される。なお、好ま
しくはチタンイオンとして0.1〜1モル/Lの濃度に
濃縮させた溶液が用いられる。得られた溶液は、芳香族
化合物溶媒の芳香環が核となり、芳香環の面を基準にし
て水酸化チタンの脱水縮合が進行した平面構造を有する
高分子状二酸化チタン前駆体溶液である。
One example of a method for preparing a titanium dioxide precursor solution used in the present invention is described below. The solution used in the present invention is, for example, a titanium alkoxide is dissolved in an amount of 0.03 to 1.5 mol per 1 L of an aromatic compound solvent,
Then, at a temperature of 0 to 6 ° C., a water-alcohol mixed solution containing 1 to 20 wt% of water is added in an amount of 0.5 to 2 mol of water per 1 mol of titanium alkoxide. It is prepared by hydrolysis and dehydration condensation at 60 ° C. under ultrasonic waves or under stirring. Preferably, a solution concentrated as a titanium ion to a concentration of 0.1 to 1 mol / L is used. The resulting solution is a polymeric titanium dioxide precursor solution having a planar structure in which the aromatic ring of the aromatic compound solvent is used as a nucleus and the dehydration condensation of titanium hydroxide proceeds with reference to the surface of the aromatic ring.

【0020】チタンアルコキシドのアルコキシ基は、炭
素数1〜8であり、好ましくは1〜5である。一例とし
て、エトキシ基、n−プロポキシ基、 iso−プロポキシ
基、n−ブトキシ基、 iso−ブトキシ基、 sec−ブトキ
シ基、tert−ブトキシ基、n−ペントキシ基等があげら
れる。
The alkoxy group of the titanium alkoxide has 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms. Examples include ethoxy, n-propoxy, iso-propoxy, n-butoxy, iso-butoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, n-pentoxy and the like.

【0021】チタンアルコキシドを溶解させる溶媒は、
芳香族化合物溶媒であり、1種または2種以上が用いら
れる。一例として、ベンゼン、アニリン、トルエン、キ
シレン、エチルベンゼン等があげられる。特にベンゼン
を用いた場合、チタンアルコキシドの3量体が形成され
易く、反応生成物の構造を制御できる。
The solvent for dissolving the titanium alkoxide is
It is an aromatic compound solvent, and one kind or two or more kinds are used. Examples include benzene, aniline, toluene, xylene, ethylbenzene and the like. Particularly in the case of using benzene, easily trimer of titanium alkoxide is formed, it can control the structure of the reaction product.

【0022】チタンアルコキシドを溶解させた芳香族化
合物溶媒に添加される水−アルコール混合溶液中のアル
コールは、水の活量を調節する、すなわち加水分解を抑
制し、ゆっくり反応させるためのものである。このた
め、水−アルコール混合溶液の配合割合、添加速度、添
加時の温度も反応制御には重要であり、初期段階ではな
るべくゆっくりと反応させることが必要である。反応が
急激に進行すると、微粒子状二酸化チタンの凝集体が形
成されるため好ましくない。
The alcohol in the water-alcohol mixed solution added to the aromatic compound solvent in which the titanium alkoxide is dissolved is for adjusting the activity of water, that is, for suppressing hydrolysis and causing a slow reaction. . For this reason, the mixing ratio of the water-alcohol mixed solution, the rate of addition, and the temperature at the time of addition are also important for the reaction control, and it is necessary to make the reaction as slow as possible in the initial stage. If the reaction proceeds rapidly, an aggregate of fine titanium dioxide particles is formed, which is not preferable.

【0023】本発明に用いられるアルコールは、炭素数
1〜10のアルコールであり、好ましくは炭素数1〜1
0の1価アルコールである。これらの1種または2種以
上が用いられる。一例として、エチルアルコール、n−
プロピルアルコール、 iso−プロピルアルコール、n−
ブチルアルコール、 iso−ブチルアルコール、 sec−ブ
チルアルコール、tert−ブチルアルコール、n−アミル
アルコール、イソアミルアルコール、n−ヘキシルアル
コール、n−ヘプチルアルコール、n−オクチルアルコ
ール、ノニルアルコール、n−デシルアルコール等があ
げられる。
The alcohol used in the present invention is an alcohol having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alcohol having 1 to 1 carbon atoms.
0 is a monohydric alcohol. One or more of these are used. As an example, ethyl alcohol, n-
Propyl alcohol, iso-propyl alcohol, n-
Butyl alcohol, iso-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, n-amyl alcohol, isoamyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol, nonyl alcohol, n-decyl alcohol, etc. can give.

【0024】本発明で用いられる水−アルコール混合溶
液中の水の含有量は、1〜20wt%であり、かつチタ
ンアルコキシドを溶解させた芳香族化合物溶媒に添加さ
れる水−アルコール混合溶液は、チタンアルコキシド1
モルに対して水が0.5〜2モルとなる量である。
The water-alcohol mixed solution used in the present invention has a water content of 1 to 20% by weight, and the water-alcohol mixed solution added to the aromatic compound solvent in which the titanium alkoxide is dissolved is: Titanium alkoxide 1
It is the amount of water is 0.5 to 2 mole based on the mole.

【0025】水−アルコール混合溶液中の水の含有量が
1wt%未満の場合、反応速度が遅すぎて実用的でな
い。また、20wt%を超える場合、加水分解反応が急
激に進行するため好ましくない。
When the content of water in the water-alcohol mixed solution is less than 1% by weight, the reaction rate is too slow to be practical. If it exceeds 20% by weight, the hydrolysis reaction proceeds rapidly, which is not preferable.

【0026】チタンアルコキシドを溶解させた芳香族化
合物溶媒に添加される水−アルコール混合溶液が、チタ
ンアルコキシド1モルに対して水が0.5モル未満の場
合、未反応物が多くなり好ましくない。また、2モルを
超える場合、反応が急激に進行するため好ましくない。
When the water-alcohol mixed solution added to the aromatic compound solvent in which the titanium alkoxide is dissolved contains less than 0.5 mol of water per 1 mol of titanium alkoxide, unreacted substances increase, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 2 mol, the reaction proceeds undesirably rapidly.

【0027】また、チタンアルコキシドを溶解させた芳
香族化合物溶媒に水−アルコール混合溶液を添加させる
時の温度は、反応制御の面から0〜6℃が好ましい。次
に、チタンアルコキシドを溶解させた芳香族化合物溶媒
に水−アルコール混合溶液を添加させた後、温度0〜6
0℃で、超音波下または撹拌放置下、加水分解、脱水縮
合させることにより、本発明に用いられる溶液が得られ
る。加水分解、脱水縮合させる時の温度が60℃を超え
る場合、反応が速すぎて、また0℃未満の場合、逆に反
応が遅くなりすぎて好ましくない。
The temperature at which the water-alcohol mixed solution is added to the aromatic compound solvent in which the titanium alkoxide is dissolved is preferably 0 to 6 ° C. from the viewpoint of reaction control. Next, a water-alcohol mixed solution was added to the aromatic compound solvent in which the titanium alkoxide was dissolved,
The solution used in the present invention is obtained by hydrolysis and dehydration-condensation at 0 ° C. under ultrasonic waves or under stirring. When the temperature at the time of hydrolysis and dehydration condensation exceeds 60 ° C., the reaction is too fast, and when it is less than 0 ° C., the reaction is undesirably too slow.

【0028】本発明に用いる二酸化チタン前駆体溶液は
顔料を含有していてもよく、顔料を含有する前駆体溶液
をアルミニウム基体に塗布し、加熱処理して得られる二
酸化チタン薄膜を有する防汚アルミニウム材は、抗菌
性、防汚性に加えて意匠性にも優れている。用いられる
顔料は、特に限定されず、JIS K 5101等に例示される、
亜鉛華、酸化チタン、アルミナ、ベンガラ、カドミウム
赤、黄鉛、亜鉛黄、クロム緑、コバルト青、マンガン
紫、カーボン黒等のいずれを用いても良い。顔料粒子の
好ましい粒径は、3〜500nmである。
The titanium dioxide precursor solution used in the present invention may contain a pigment. The precursor solution containing the pigment is applied to an aluminum substrate, and the aluminum alloy is coated with an antifouling aluminum film having a titanium dioxide thin film obtained by heat treatment. The material has excellent design properties in addition to antibacterial properties and antifouling properties. Pigments used are not particularly limited and exemplified in JIS K 5101 and the like,
Any of zinc white, titanium oxide, alumina, red iron, cadmium red, graphite, zinc yellow, chrome green, cobalt blue, manganese purple, carbon black and the like may be used. The preferred particle size of the pigment particles is from 3 to 500 nm.

【0029】本発明に用いられる溶液は、芳香族化合物
溶媒中の芳香環が核となり芳香環の面を基準にして水酸
化チタンの脱水縮合が進行した平面構造をもった高分子
状二酸化チタンを有し、従来のゾルーゲル法により得ら
れる微粒子状チタン水和酸化物のコロイド溶液でない。
The solution used in the present invention is a polymerized titanium dioxide having a planar structure in which an aromatic ring in an aromatic compound solvent is used as a nucleus and the dehydration condensation of titanium hydroxide proceeds with reference to the surface of the aromatic ring. It is not a colloidal solution of particulate titanium hydrated oxide obtained by a conventional sol-gel method.

【0030】ついで、好ましくはチタンイオンとして
0.1〜1モル/Lの濃度に調製された溶液を、湿度の
低い雰囲気下でハケ塗り、スプレー塗布、浸漬、スピン
コート、フローコート等により塗布し、温度120〜2
50℃で乾燥させる。次いで、乾燥後、温度が300〜
500℃で、30分から5時間の熱処理をし、室温にな
るまで自然冷却させる。アルミニウム材上の二酸化チタ
ン薄膜は、アナターゼ構造を有する領域と非晶質領域の
境界領域形成温度±100℃未満の加熱条件で処理する
と光触媒活性が高いので好ましい。
Next, a solution prepared preferably at a concentration of 0.1 to 1 mol / L as titanium ions is applied by brush coating, spray coating, immersion, spin coating, flow coating or the like in a low humidity atmosphere. , Temperature 120-2
Dry at 50 ° C. Then, after drying, the temperature is 300 ~
A heat treatment is performed at 500 ° C. for 30 minutes to 5 hours, and the mixture is naturally cooled to room temperature. The titanium dioxide thin film on the aluminum material is preferably treated under a heating condition of a temperature lower than ± 100 ° C. for forming a boundary region between the region having the anatase structure and the amorphous region because the photocatalytic activity is high.

【0031】本発明における二酸化チタン薄膜の厚さ
は、幾何学的厚さが5〜1000nmであるのが好まし
い。この範囲未満であると光触媒効果が充分発揮できな
いし、この範囲を超えると経済的でない。より好ましい
範囲は担持体の目的、用途等に応じ自由に決定すること
ができる。特に10〜500、さらには10〜100n
mである。
The thickness of the titanium dioxide thin film in the present invention is preferably a geometric thickness of 5 to 1000 nm. If it is less than this range, the photocatalytic effect cannot be sufficiently exhibited, and if it exceeds this range, it is not economical. The more preferable range can be freely determined according to the purpose, use, and the like of the support. Especially 10 to 500, more preferably 10 to 100 n
m.

【0032】二酸化チタンの光触媒活性は、例えば、実
施例で記載した方法で評価することができ、本発明のア
ルミニウム材は、光触媒活性に優れている。
The photocatalytic activity of titanium dioxide can be evaluated, for example, by the method described in Examples, and the aluminum material of the present invention is excellent in photocatalytic activity.

【0033】本発明において、薄膜が形成される基体
は、アルミニウム、アルミニウム合金であれば、材質、
表面形状、構造等について、特に限定されない。
In the present invention, if the substrate on which the thin film is formed is aluminum or an aluminum alloy, the material,
The surface shape, structure, and the like are not particularly limited.

【0034】基体の表面形状は、板状物等の平面的なも
のに限られず、立体的なものであってもよい。本発明に
用いる溶液は、液体状で塗布するにもかかわらず凹凸を
有する形状でも凹部と凸部での膜厚の差が少ないという
段差被覆性に優れているので、複雑な表面形状を有する
アルミニウム材にも形状追随性に優れた薄膜を形成する
ことができる。
The surface shape of the substrate is not limited to a planar shape such as a plate-like material, but may be a three-dimensional shape. Although the solution used in the present invention is applied in a liquid form, even in a shape having irregularities, the difference in film thickness between the concave portion and the convex portion is excellent in step coverage, so that aluminum having a complicated surface shape is used. A thin film having excellent shape followability can be formed on the material.

【0035】本発明に用いるアルミニウム基体は、例え
ば、他の金属、樹脂、ガラス等との複合材で、表面に無
孔質酸化アルミニウム皮膜を有するアルミニウム基体を
一体的に有するものであってもよく、例えば、スパッタ
リング、溶着、めっき等でアルミニウム膜を表面に有す
るものであっても良い。
The aluminum substrate used in the present invention may be, for example, a composite material with another metal, resin, glass, or the like, and may have an integral aluminum substrate having a nonporous aluminum oxide film on the surface. For example, an aluminum film may be provided on the surface by sputtering, welding, plating, or the like.

【0036】本発明のアルミニウム基体は、無孔質皮膜
を有するものであれば、着色アルミニウム基体であって
も良い。アルミニウム基体は、無孔質酸化アルミニウム
皮膜処理の際に、または独立した表面処理の際に、種々
の薬剤を加えたり、エッチングや、いぶす方法で色相を
種々にすることができる、特に、過マンガン酸カリを中
心とした無機薬剤の入れ方によって灰色、黒色、褐色、
黄色、赤色、青色その他に着色することが文献で公知で
ある。着色アルミニウム基体を用い、さらに二酸化チタ
ン前駆体溶液に顔料を加えれば、さらに微妙な色調の調
整が可能となる。着色アルミニウム基体を用いた本発明
の防汚アルミニウム材は、抗菌性、防汚性とともに意匠
性を付与することができる。
The aluminum substrate of the present invention may be a colored aluminum substrate as long as it has a nonporous film. The aluminum substrate can be added with various chemicals during the non-porous aluminum oxide coating treatment or in the case of independent surface treatment, and can be made to have various hues by etching or soaking. Grey, black, brown,
It is known in the literature to color yellow, red, blue and others. If a colored aluminum substrate is used and a pigment is further added to the titanium dioxide precursor solution, finer adjustment of the color tone is possible. The antifouling aluminum material of the present invention using a colored aluminum substrate can impart design properties as well as antibacterial properties and antifouling properties.

【0037】また、アルミニウム材と表面層との間に、
1層以上の機能性膜を有する多層膜とすることもでき
る。機能性薄膜としては、例えば、金属、合金、これら
の酸化物、窒化物、炭化物等の機能性薄膜が挙げられ
る。
Further, between the aluminum material and the surface layer,
It may be a multilayer film having one or more functional films. Examples of the functional thin film include functional thin films of metals, alloys, oxides, nitrides, and carbides thereof.

【0038】本発明の防汚アルミニウム材の用途は、特
に限定されないが、二酸化チタン膜の示す高い光触媒活
性に起因する抗菌性、防汚性や耐擦傷性を生かした用途
として、例えば、高層建築用カーテンウオール材、ビル
用・住宅用サッシ、ベランダ・バルコニーなどのエクス
テリヤ製品、病院・医院のベット・手術台等の設備、浴
槽、台所のシンク、洗面台、トイレ用便器、橋・橋梁・
建築物の装飾用各種部品、屋外・屋内彫刻、屋外・屋内
装飾品、鏡枠等が挙げられる。
The use of the antifouling aluminum material of the present invention is not particularly limited, but the antifouling property, antifouling property and abrasion resistance attributed to the high photocatalytic activity exhibited by the titanium dioxide film can be used, for example, in high-rise buildings. Curtain wall materials, sashes for buildings and houses, exterior products such as balconies and balconies, equipment such as beds and operating tables for hospitals and clinics, bathtubs, kitchen sinks, washbasins, toilet bowls, bridges and bridges
Various parts for building decoration, outdoor and indoor sculptures, outdoor and indoor decorations, mirror frames, and the like can be given.

【0039】[0039]

【実施例】1.加熱条件と光触媒活性 用いたアルミニウム板材は純度99.99%で、鋳塊を
10mm厚に切断後、2mm厚に冷間圧延し、40×7
0×2mmの板に仕上げ、300℃で1時間の焼鈍を施
した。前記処理によりアルミニウム板材の表面には無孔
質酸化アルミニウム皮膜が形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Heating conditions and photocatalytic activity The aluminum plate used was 99.99% pure. The ingot was cut to a thickness of 10 mm, and then cold-rolled to a thickness of 2 mm to obtain 40 × 7.
The plate was finished to a size of 0 × 2 mm and annealed at 300 ° C. for 1 hour. By the above treatment, a nonporous aluminum oxide film is formed on the surface of the aluminum plate.

【0040】<二酸化チタン前駆体溶液の製造>芳香族
化合物溶媒であるベンゼンに、金属塩であるチタン−n
−ブトキシドを0.5モル/L溶解させ、10時間還流
させた後、温度6℃で水5wt%の水−ブタノール溶液
を、チタン−n−ブトキシド1モルに対し水0.5モル
となるように滴下させ、ついで60℃で10時間加熱し
て、攪拌放置下で加水分解・脱水縮合反応させた溶液
を、エバポレーターでチタンイオンとして1モル/Lと
なるように濃縮させ、濃度調整した。調製された溶液
は、冷暗所にて保存すれば1年経過しても安定であっ
た。
<Preparation of Titanium Dioxide Precursor Solution> A metal salt, titanium-n, was added to benzene, an aromatic compound solvent.
After dissolving 0.5 mol / L of butoxide and refluxing for 10 hours, a water-butanol solution containing 5 wt% of water at a temperature of 6 ° C. is adjusted to 0.5 mol of water with respect to 1 mol of titanium-n-butoxide. Then, the mixture was heated at 60 ° C. for 10 hours, and the solution subjected to hydrolysis and dehydration condensation under stirring and standing was concentrated by an evaporator so as to have a concentration of 1 mol / L as titanium ions, and the concentration was adjusted. The prepared solution was stable after one year if stored in a cool and dark place.

【0041】この二酸化チタン溶液を用い、ステッピン
グモーターを用いた引き上げ装置で二酸化チタン溶液の
中からアルミニウム板を一定速度で引き上げて塗布し
た。引き上げ速度は0.165mm/sを基準とし、最
大で0.408mm/sへと変化させた。二酸化チタン
溶液を塗布した試料は30分から1時間の間で加熱処理
時間を変化させて保持し、その後、炉冷を行う工程を主
体とした。
Using this titanium dioxide solution, an aluminum plate was pulled up from the titanium dioxide solution at a constant speed and applied by a lifting device using a stepping motor. The pulling speed was changed to 0.408 mm / s at the maximum based on 0.165 mm / s. The sample to which the titanium dioxide solution was applied mainly changed the heat treatment time from 30 minutes to 1 hour, held it, and then cooled the furnace.

【0042】2. 光触媒活性の測定 加熱処理した試料は真空理工製の光触媒チェッカーPC
C−1を用いて光触媒機能があるかどうかを確認するた
めに、メチレンブルーを表面に塗布後、波長650nm
に固定された光源を用いて紫外線を発生させ、試料に照
射して時間と共に変化する吸光度変化量を測定した。ま
た、二酸化チタンの結晶性を見るために、島津製XRD
−6000の薄膜X線測定装置を用いた。試料の表面形
態は、日立製の走査型電子顕微鏡(SEM)S−350
0Hを用いて観察した。結果を、横軸に紫外線照射時間
をとり、縦軸に用いたメチレンブルーが紫外線照射によ
る光触媒機能で分解する量(以後、吸光度変化量と称す
る)をとったグラフとして比較した。紫外線照射時間の
経過と共に吸光度変化量が大きくなり始めるのはメチレ
ンブルーが分解し始めたことを示しており、吸光度変化
量が大きいほどメチレンブルーが分解した量が多いこと
を意味する。また、照射初期の吸光度変化量が大きいほ
ど、光触媒概能が迅速に機能することを意味しているの
で、初期の変化が特に注目される。
2. Measurement of Photocatalytic Activity The heat-treated sample was a photocatalytic checker PC manufactured by Vacuum Riko.
In order to confirm whether or not there is a photocatalytic function using C-1, methylene blue was applied to the surface, and the wavelength was 650 nm.
The sample was irradiated with ultraviolet light using a light source fixed to the sample, and the amount of change in absorbance that changed with time was measured. In addition, in order to see the crystalline titanium dioxide, Shimadzu XRD
A -6000 thin-film X-ray measuring apparatus was used. The surface morphology of the sample was measured using a Hitachi scanning electron microscope (SEM) S-350.
Observed using 0H. The results were compared as a graph in which the horizontal axis represents ultraviolet irradiation time, and the vertical axis represents the amount of methylene blue used to decompose by the photocatalytic function due to ultraviolet irradiation (hereinafter referred to as absorbance change). The fact that the change in absorbance starts to increase with the elapse of the ultraviolet irradiation time indicates that methylene blue has started to decompose, and means that the larger the change in absorbance, the greater the amount of methylene blue decomposed. In addition, the larger the amount of change in absorbance at the initial stage of irradiation, the faster the photocatalytic function functions. Therefore, the initial change is particularly noted.

【0043】3.実験結果および考察 <実験1>加熱処理温度を変化させたアルミニウム材の
光触媒機能を調べた結果を図1に示す。純アルミニウム
材に引き上げ速度0.165mm/sで二酸化チタン前
駆体溶液を塗布した後、各温度で 1時間の加熱処理を行
った結果を示している。加熱処理温度が250℃(52
3K)と最も低い温度では照射初期にはほとんど吸光度
変化量は大きくなっていないが、時間の経過とともにわ
ずかに大きくなっていることがわかる。加熱処理温度が
350℃(623K)と高くなると吸光度変化量はいず
れの照射時間においても大きくなっており、さらに40
0℃(673K)と高くなると非常に大きくなることが
分かる。ところが、加熱処理温度を50℃さらに高め、
450℃(723K)とすると400℃における値より
も吸光度変化量が小さくなり、光触媒機能が低下すると
いう傾向が見られた。さらに温度を高め、500℃(7
73K)とすると吸光度変化量はもっと小さくなり、5
分(0.3ks)までの照射時間では350℃のそれと
ほとんど同じ吸光度変化量となっており、15分(0.
9ks)以後の照射では時間が経過しても吸光度変化量
はほとんど変わらなくなっている。
3. Experimental Results and Discussion <Experiment 1> FIG. 1 shows the results of examining the photocatalytic function of an aluminum material with a different heat treatment temperature. The graph shows the results of applying a titanium dioxide precursor solution to a pure aluminum material at a pulling rate of 0.165 mm / s and then performing a heat treatment at each temperature for 1 hour. Heat treatment temperature is 250 ° C (52
At the lowest temperature of 3K), the change in absorbance hardly increases at the beginning of the irradiation, but it increases slightly with time. When the heat treatment temperature was increased to 350 ° C. (623 K), the amount of change in absorbance increased at any irradiation time,
It can be seen that the temperature becomes extremely large when the temperature is increased to 0 ° C. (673 K). However, the heat treatment temperature was further increased by 50 ° C.
When the temperature was 450 ° C. (723 K), the amount of change in absorbance was smaller than the value at 400 ° C., and there was a tendency that the photocatalytic function was reduced. Further raise the temperature to 500 ° C (7
73K), the change in absorbance becomes smaller and 5
When the irradiation time is up to 0.3 minutes, the change in absorbance is almost the same as that at 350 ° C., and is 15 minutes (0.
In the irradiation after 9 ks), the amount of change in the absorbance hardly changes over time.

【0044】<実験2>図2はアルミニウム母材試料の
表面性状で光触媒機能がどのように変わるかを確認した
結果である。焼鈍後、酸化アルミニウム皮膜を落とす目
的で、王水洗浄を行ったアルミニウム表面上に形成され
た二酸化チタン膜では、1分(0.06ks)の紫外線
照射で吸光度変化量が大きくなり始め、光触媒機能が働
き始めたことが分かる.照射時間が長くなるにつれて吸
光度変化量は大きくなるが、7分(0.42ks)過ぎ
から吸光度変化量は小さくなり徐々に増加が続く傾向が
見られる。これに対して、試料表面をバフ研磨および1
500番のエメリー紙で研磨した試料では当初10.6
分(0.64ks)までの照射では王水洗浄の場合と吸
光度変化量はあまり大きくならない傾向を示すが、その
後の照射により両者とも王水洗浄した試料よりも吸光度
変化量が大きくなり、光触媒機能が若干高くなる傾向が
みられる。光触媒機能は二酸化チタン膜がメチレンブル
ーと接触する有効面積により変化すると考えられ、試料
表面に凹凸があれば接触する面積が大きくなるために光
触媒機能が高くなると推測される。しかし、バフ研磨材
とエメリー研磨は機械的研磨による形態変化なので表面
形態に若干の凹凸の違いがあると思われるが、この程度
の凹凸の変化では光触媒機能はあまり影響されないと思
われる。これらに比べて電解研磨を施して試料表面を鏡
面に仕上げ無孔質皮膜を形成した場合は2分(0.12
ks)の照射で吸光度変化量が大きくなっており、時間
とともに緩やかに大きくなるが、30分(1.8ks)
後の吸光度変化量も大きい。最も吸光度変化量が大きい
のは、圧延した後300℃、60分熱処理をして表面に
酸化アルミニウム皮膜を形成した試料[熱処理(無孔質
皮膜+TiO2 )]であった。比較として、電解研磨を
施したアルミニウム試料で二酸化チタン膜を塗布してい
ない試料 (未処理)にメチレンブルーを塗布して紫外線
照射した結果を示した。紫外線照射時間が経過しても吸
光度変化量は大きくなっておらず、光触媒機能が発現し
ないことが確認された。
<Experiment 2> FIG. 2 shows the results of confirming how the photocatalytic function changes depending on the surface properties of the aluminum base material sample. After annealing, in order to remove the aluminum oxide film, the titanium dioxide film formed on the aluminum surface that has been washed with aqua regia, the change in the absorbance starts to increase after 1 minute (0.06 ks) of ultraviolet irradiation, and the photocatalytic function You can see that started working. The amount of change in absorbance increases as the irradiation time increases, but the amount of change in absorbance decreases after 7 minutes (0.42 ks) and tends to increase gradually. On the other hand, the sample surface was buffed and 1
Initially 10.6 for a sample polished with 500 emery paper
In the case of irradiation with aqua regia, there is a tendency that the change in absorbance does not become so large when irradiation is performed up to a minute (0.64 ks). Tend to be slightly higher. It is considered that the photocatalytic function changes depending on the effective area where the titanium dioxide film comes into contact with methylene blue. If the surface of the sample has irregularities, it is presumed that the photocatalytic function becomes high because the contact area increases. However, since the buffing abrasive and the emery polishing change in shape due to mechanical polishing, it is considered that there is a slight difference in surface morphology, but it is considered that such a change in unevenness does not significantly affect the photocatalytic function. In contrast, when the sample surface was mirror-finished by electropolishing to form a nonporous film, 2 minutes (0.12
ks), the amount of change in absorbance increases, and gradually increases with time, but 30 minutes (1.8 ks).
The subsequent change in absorbance is also large. The sample having the largest change in absorbance was a sample (heat treatment (non-porous film + TiO 2 )) in which an aluminum oxide film was formed on the surface after rolling and heat treatment at 300 ° C. for 60 minutes. As a comparison, a result of applying methylene blue to a sample (untreated), which is an aluminum sample subjected to electrolytic polishing and not coated with a titanium dioxide film, and irradiating the sample with ultraviolet light is shown. Even after the elapse of the ultraviolet irradiation time, the amount of change in absorbance did not increase, and it was confirmed that the photocatalytic function was not exhibited.

【0045】次に、二酸化チタン膜の表面状態による光
触媒機能の変化を確認したのが図3、図4である。35
0℃、1時間(3.6ks)の加熱処理をした試料は光
触媒機能を有するが図3(a)に示すごとくその表面に
は二酸化チタン膜がはがれたような痕跡が随所に見られ
る。400℃、1時間加熱処理した試料は光触媒機能を
最もよく発現したもので、図3(b)に示すごとく非常
になめらかな表面となっている。また、図4 (a)に示
す500℃、1時間加熱処理した試料は、光触媒機能が
ほとんど見られず、その表面にははがれたように見られ
る部分が試料全面に直線的に並んで確認された。このよ
うに良好な光触媒機能が発現した試料では、なめらかな
表面形態が観察される。
Next, FIGS. 3 and 4 show changes in the photocatalytic function depending on the surface state of the titanium dioxide film. 35
The sample subjected to the heat treatment at 0 ° C. for 1 hour (3.6 ks) has a photocatalytic function, but traces of a titanium dioxide film peeling off are seen everywhere on the surface as shown in FIG. The sample heat-treated at 400 ° C. for one hour exhibited the best photocatalytic function, and had a very smooth surface as shown in FIG. In addition, the sample heat-treated at 500 ° C. for 1 hour shown in FIG. 4 (a) has almost no photocatalytic function, and a portion that appears to have peeled off on the surface is confirmed to be linearly arranged on the entire surface of the sample. Was. In the sample in which such a good photocatalytic function is expressed, a smooth surface morphology is observed.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明の防汚アルミニウム材は、高い光
触媒活性を示し、かつ表面平滑性に優れている。また、
二酸化チタン前駆体溶液が顔料を含有する場合、または
着色アルミニウム基体を用いる場合は、さらに意匠性に
優れている。
The antifouling aluminum material of the present invention has high photocatalytic activity and excellent surface smoothness. Also,
When the titanium dioxide precursor solution contains a pigment or when a colored aluminum substrate is used, the design is more excellent.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 加熱温度を変えて各時間加熱処理して純アル
ミニウム上に形成した二酸化チタン薄膜の光触媒活性の
測定結果である紫外線照射時間に対する吸光度の変化を
示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a change in absorbance with respect to an ultraviolet irradiation time, which is a measurement result of a photocatalytic activity of a titanium dioxide thin film formed on pure aluminum by performing heat treatment for various times while changing a heating temperature.

【図2】 アルミニウム母材試料の表面形態で光触媒機
能がどのように変わるかを示したした紫外線照射時間に
対する吸光度の変化を示グラフである。
FIG. 2 is a graph showing a change in absorbance with respect to an ultraviolet irradiation time, showing how a photocatalytic function changes depending on the surface morphology of an aluminum base material sample.

【図3】 (a) は、350℃、(b)は、400℃の
温度で、1時間で加熱処理して得られた純アルミニウム
板上の二酸化チタンの表面のSEM顕微鏡写真((a)
150倍、(b)50倍)を示す模式図である。
FIG. 3 (a) is an SEM micrograph of the surface of titanium dioxide on a pure aluminum plate obtained by heat treatment at 350 ° C. and (b) at 400 ° C. for 1 hour ((a)
It is a schematic diagram which shows (150 times, (b) 50 times).

【図4】 (a) は、500℃の温度で、1時間加熱処
理して得られた純アルミニウム板上の二酸化チタンの表
面のSEM顕微鏡写真(50倍)を示す模式図である。
FIG. 4 (a) is a schematic view showing a SEM micrograph (× 50) of the surface of titanium dioxide on a pure aluminum plate obtained by performing a heat treatment at a temperature of 500 ° C. for one hour.

───────────────────────────────────────────────────── 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) C01G 23/053 C01G 23/053 (71)出願人 000228349 日本カーリット株式会社 東京都千代田区神田和泉町1番地 (72)発明者 蓮覚寺 聖一 富山県富山市粟島町1丁目8番27−110号 Fターム(参考) 4G047 CA02 CB05 CC03 CD02 4G069 AA01 AA03 AA08 BA01A BA01B BA04A BA04B BA48A CD10 DA06 EA08 EB15X EB15Y EC22Y ED02 ED04 FA01 FA03 FB23 FB29 FB39 FC07 4K044 AA06 AB02 AB03 AB04 AB05 AB06 BA02 BA12 BB03 BC02 CA02 CA04 CA53 CA62 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C01G 23/053 C01G 23/053 (71) Applicant 000228349 Nippon Carlit Co., Ltd. 1 Kanda Izumicho, Chiyoda-ku, Tokyo (72) Inventor Seiichi Rengakuji 1-27-110, Awashimacho, Toyama City, Toyama F-term (reference) 4G047 CA02 CB05 CC03 CD02 4G069 AA01 AA03 AA08 BA01A BA01B BA04A BA04B BA48A CD10 DA06 EA08 EB15X EB15 ED02Y ED02Y FA01 FA03 FB23 FB29 FB39 FC07 4K044 AA06 AB02 AB03 AB04 AB05 AB06 BA02 BA12 BB03 BC02 CA02 CA04 CA53 CA62

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】表面に無孔質皮膜を有するアルミニウム基
体上に、二酸化チタン前駆体溶液を塗布し加熱処理して
二酸化チタン薄膜を形成した防汚アルミニウム材。
An antifouling aluminum material comprising a titanium dioxide precursor solution applied to an aluminum substrate having a nonporous film on its surface and heat-treated to form a titanium dioxide thin film.
【請求項2】無孔質皮膜の幾何学的膜厚が、10ないし
2000nmである請求項1記載の防汚アルミニウム
材。
2. The antifouling aluminum material according to claim 1, wherein the non-porous film has a geometric thickness of 10 to 2000 nm.
【請求項3】二酸化チタン薄膜の幾何学的膜厚が、5な
いし1000nmである請求項1または2の防汚アルミ
ニウム材。
3. The antifouling aluminum material according to claim 1, wherein the titanium dioxide thin film has a geometric thickness of 5 to 1000 nm.
【請求項4】表面に無孔質皮膜を有するアルミニウム基
体上に、二酸化チタン前駆体溶液を塗布して加熱処理し
て二酸化チタン薄膜を形成する防汚アルミニウム材の製
造方法。
4. A method for producing an antifouling aluminum material comprising forming a titanium dioxide thin film by applying a titanium dioxide precursor solution on an aluminum substrate having a nonporous film on its surface and subjecting it to a heat treatment.
【請求項5】無孔質皮膜が熱処理により生成される酸化
アルミニウム皮膜である請求項4に記載の製造方法。
5. The method according to claim 4, wherein the non-porous film is an aluminum oxide film formed by heat treatment.
【請求項6】前記加熱処理が、300ないし500℃
で、且つ30分ないし5時間加熱される請求項4ないし
5のいずれかに記載の製造方法。
6. The heat treatment is performed at 300 to 500 ° C.
The method according to any one of claims 4 to 5, wherein the heating is performed for 30 minutes to 5 hours.
JP2001085799A 2001-03-23 2001-03-23 Stain resistant aluminum material and production method therefor Pending JP2002285357A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001085799A JP2002285357A (en) 2001-03-23 2001-03-23 Stain resistant aluminum material and production method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001085799A JP2002285357A (en) 2001-03-23 2001-03-23 Stain resistant aluminum material and production method therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002285357A true JP2002285357A (en) 2002-10-03

Family

ID=18941253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001085799A Pending JP2002285357A (en) 2001-03-23 2001-03-23 Stain resistant aluminum material and production method therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002285357A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007083729A1 (en) * 2006-01-20 2007-07-26 Osaka Titanium Technologies Co., Ltd. Method for producing titanium oxide
WO2020066597A1 (en) * 2018-09-26 2020-04-02 富士フイルム株式会社 Layered body

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000312830A (en) * 1999-04-28 2000-11-14 Sumitomo Metal Ind Ltd Photocatalyst composite material and production thereof
JP2000354761A (en) * 1999-06-14 2000-12-26 Mitsubishi Alum Co Ltd Molding material for precoating with photocatalyst, molding precoated with photocatalyst and fin precoated with photocatalyst

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000312830A (en) * 1999-04-28 2000-11-14 Sumitomo Metal Ind Ltd Photocatalyst composite material and production thereof
JP2000354761A (en) * 1999-06-14 2000-12-26 Mitsubishi Alum Co Ltd Molding material for precoating with photocatalyst, molding precoated with photocatalyst and fin precoated with photocatalyst

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007083729A1 (en) * 2006-01-20 2007-07-26 Osaka Titanium Technologies Co., Ltd. Method for producing titanium oxide
EP1975128A1 (en) * 2006-01-20 2008-10-01 OSAKA Titanium Technologies Co., Ltd. Method for producing titanium oxide
EP1975128A4 (en) * 2006-01-20 2009-07-15 Osaka Titanium Technologies Co Method for producing titanium oxide
WO2020066597A1 (en) * 2018-09-26 2020-04-02 富士フイルム株式会社 Layered body
JPWO2020066597A1 (en) * 2018-09-26 2021-08-30 富士フイルム株式会社 Laminate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3559892B2 (en) Photocatalytic film and method for forming the same
JP5766778B2 (en) refrigerator
JP4335446B2 (en) Titanium oxide sol, thin film and method for producing them
Oh et al. Comparison of optical and photocatalytic properties of TiO2 thin films prepared by electron-beam evaporation and sol–gel dip-coating
CN110029349B (en) Preparation and regulation method of super-hydrophobic/super-hydrophilic reversible regulation metal surface
CN109023319A (en) A method of preparing dendroid micro nano structure copper oxide super-hydrophobic coat
CN101016642A (en) Construction method of titanium surface micrometre-grade pattern based on ultra-hydrophilic/ultra-hydrophobic characteristic
JP3251475B2 (en) Manufacturing method of antibacterial / antifungal / antifouling aluminum building material and colored aluminum building material
KR20150028979A (en) Coating composition and uses thereof
TW201000320A (en) Hydrophilic member and hydrophilic articles made by using the same
JP5118067B2 (en) PHOTOCATALYST THIN FILM, PHOTOCATALYST THIN FILM FORMATION METHOD, AND PHOTOCATALYST THIN FILM COATED PRODUCT
JP2002346393A (en) Photocatalyst and method for manufacturing the same
Litter et al. TiO2 coatings prepared by sol-gel and electrochemical methodologies
CN110565145B (en) Pure titanium surface super-hydrophobic anodic oxidation coloring film and preparation method and application thereof
JP2002285357A (en) Stain resistant aluminum material and production method therefor
CN103046003A (en) Plastic substrate surface processing method for obtaining self cleaning function
JP3246235B2 (en) Multifunctional material having photocatalytic function and method for producing the same
JP3678227B2 (en) Photocatalytic coating composition for metal substrate, photocatalytic metal material obtained using the same, and method for producing photocatalytic metal material
JP2000017229A (en) Substrate film for photocatalytic film, formation thereof and article comprising base material having photocatalytic film formed using substrate film for photocatalytic film
JP4110279B2 (en) Substrate coated with photocatalyst film and method for forming photocatalyst film on substrate
JP2002285036A (en) Photocatalyst supported aluminum material and its manufacturing method
TWI239269B (en) Interior design material or indoor furniture with titanium oxide
JPH11158694A (en) Article with hydrophilic coating, and coating method
JP2002088485A (en) Method for preventing dazzle for metallic member
CN113463158B (en) Surface antibacterial anodic oxidation process of aluminum alloy

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20080227

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20080227

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110201

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20110520

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111018