JP2007177142A - チタニア膜形成用液体およびその製造方法 - Google Patents
チタニア膜形成用液体およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007177142A JP2007177142A JP2005379066A JP2005379066A JP2007177142A JP 2007177142 A JP2007177142 A JP 2007177142A JP 2005379066 A JP2005379066 A JP 2005379066A JP 2005379066 A JP2005379066 A JP 2005379066A JP 2007177142 A JP2007177142 A JP 2007177142A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- peroxotitanic acid
- titania film
- liquid
- aqueous solution
- mass
- 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
Links
Abstract
【課題】ペルオキソチタン酸水溶液を主成分とするチタニア膜形成用液体として、合成樹脂製の基材に塗布可能であって、貯蔵安定性や透明性が良好であり、基材に塗布した後に加熱することで、硬度や基材に対する付着性が優れたチタニア膜を形成できるものを提供する。
【解決手段】ペルオキソチタン酸水溶液に非イオン界面活性剤を添加したものを、チタニア膜形成用液体として用いる。非イオン界面活性剤の含有率を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して０．１０質量％以上２０．０質量％以下の割合とする。
【選択図】なし
【解決手段】ペルオキソチタン酸水溶液に非イオン界面活性剤を添加したものを、チタニア膜形成用液体として用いる。非イオン界面活性剤の含有率を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して０．１０質量％以上２０．０質量％以下の割合とする。
【選択図】なし
Description
この発明は、チタニア膜形成用液体およびその製造方法に関する。
チタニア（４価の酸化チタン：ＴｉＯ2 ）膜は、各種基材の透明保護膜、光触媒膜、着色膜、機能性膜として使用されている。下記の特許文献１には、このチタニア膜を基材上に形成するための「チタニア膜形成用液体」として、水酸化チタンゾルと過酸化水素とを反応させて得られたペルオキソチタン酸（過酸化チタン）水溶液が記載されている。
特許文献１には、四塩化チタン水溶液にアンモニア水を添加して析出させた水酸化チタンゾルに、洗浄後に過酸化水素水を添加することで、ペルオキソチタン酸水溶液を得たこと、その液性はｐＨが６．４の中性であったことが記載されている。また、このペルオキソチタン酸水溶液を基材に塗布して２００℃以上で加熱処理すると、結晶構造がアナターゼ型である結晶質のチタニア膜が得られるが、室温乾燥や２００℃より低い温度での加熱処理では、非晶質のチタニア膜が得られることが記載されている。
特許文献１には、四塩化チタン水溶液にアンモニア水を添加して析出させた水酸化チタンゾルに、洗浄後に過酸化水素水を添加することで、ペルオキソチタン酸水溶液を得たこと、その液性はｐＨが６．４の中性であったことが記載されている。また、このペルオキソチタン酸水溶液を基材に塗布して２００℃以上で加熱処理すると、結晶構造がアナターゼ型である結晶質のチタニア膜が得られるが、室温乾燥や２００℃より低い温度での加熱処理では、非晶質のチタニア膜が得られることが記載されている。
また、このペルオキソチタン酸水溶液が８０℃以上で加熱処理された液体は、塗布するだけで結晶性のチタニア膜が形成できるため、加熱処理ができない基材に対する「チタニア膜形成用液体」として有用であると記載されている。
下記の非特許文献１には、ペルオキソチタン酸水溶液は、下記の（１）式で表されるペルオキソチタン二核錯体アニオンと、下記の（２）式で表されるペルオキソチタン二核錯体ポリアニオンを含む溶液であることが記載されている。よって、ペルオキソチタン酸水溶液は、ある程度の親水性を有する基材の表面には塗布できるが、疎水性の基材の表面には塗布できない。
［Ｔｉ2 Ｏ5 （ＯＨ）x ］(x-2)- ‥‥（１）
［（Ｔｉ2 Ｏ5 ）y （ＯＨ）Z ］(Z-2y)- ‥‥（２）
ただし、（１）式でｘ＞２、（２）式で（ｙ／ｚ）＞２。
下記の非特許文献１には、ペルオキソチタン酸水溶液は、下記の（１）式で表されるペルオキソチタン二核錯体アニオンと、下記の（２）式で表されるペルオキソチタン二核錯体ポリアニオンを含む溶液であることが記載されている。よって、ペルオキソチタン酸水溶液は、ある程度の親水性を有する基材の表面には塗布できるが、疎水性の基材の表面には塗布できない。
［Ｔｉ2 Ｏ5 （ＯＨ）x ］(x-2)- ‥‥（１）
［（Ｔｉ2 Ｏ5 ）y （ＯＨ）Z ］(Z-2y)- ‥‥（２）
ただし、（１）式でｘ＞２、（２）式で（ｙ／ｚ）＞２。
なお、特許文献１には、「基材との濡れ性を向上させるために、ペルオキソチタン酸水溶液に適当な界面活性剤を添加することができる」と記載されているが、使用する界面活性剤の種類や添加量、添加方法についての具体的な記載はない。
特許２９３８３７６号公報
一ノ瀬弘道、「過酸化チタン」、光触媒製品協議会・光触媒製品管理責任者講習テキスト、２００２年度版、ｐ．２−３
上述のように、ペルオキソチタン酸水溶液を主成分とするチタニア膜形成用液体を、合成樹脂製等の疎水性の基材に塗布してチタニア膜を形成するためには、界面活性剤を添加することが有用であると考えられる。しかしながら、使用する界面活性剤の種類や添加量、添加方法によっては、疎水性の基材に対する濡れ性が不十分となったり、貯蔵安定性や透明性が不良となったり、基材に塗布した後に加熱することで形成されるチタニア膜の硬度や基材に対する付着性が不十分になることが想定される。
本発明の課題は、ペルオキソチタン酸水溶液を主成分とするチタニア膜形成用液体として、合成樹脂製の基材に塗布可能であって、貯蔵安定性や透明性が良好であり、基材に塗布した後に加熱することで、硬度や基材に対する付着性が優れたチタニア膜を形成できるものを提供することである。
本発明の課題は、ペルオキソチタン酸水溶液を主成分とするチタニア膜形成用液体として、合成樹脂製の基材に塗布可能であって、貯蔵安定性や透明性が良好であり、基材に塗布した後に加熱することで、硬度や基材に対する付着性が優れたチタニア膜を形成できるものを提供することである。
上記課題を解決するために、本発明は、ペルオキソチタン酸水溶液を主成分とするチタニア膜形成用液体であって、非イオン界面活性剤が、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して０．１０質量％以上２０．０質量％以下の割合で含まれていることを特徴とするチタニア膜形成用液体を提供する。
本発明によれば、ペルオキソチタン酸水溶液を主成分とするチタニア膜形成用液体に、界面活性剤として非イオン界面活性剤を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して０．１０質量％以上２０．０質量％以下の割合で添加することにより、合成樹脂製の基材に塗布できるようになり、貯蔵安定性や透明性が良好であり、基材に塗布した後に加熱することで、硬度や基材に対する付着性が優れたチタニア膜を形成することができる。
本発明によれば、ペルオキソチタン酸水溶液を主成分とするチタニア膜形成用液体に、界面活性剤として非イオン界面活性剤を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して０．１０質量％以上２０．０質量％以下の割合で添加することにより、合成樹脂製の基材に塗布できるようになり、貯蔵安定性や透明性が良好であり、基材に塗布した後に加熱することで、硬度や基材に対する付着性が優れたチタニア膜を形成することができる。
ペルオキソチタン酸水溶液に陽イオン界面活性剤や陰イオン界面活性剤を添加すると、ペルオキソチタン酸水溶液の粘度が増加したり、ペルオキソチタン酸水溶液がゲル化したり、ペルオキソチタン酸水溶液に水酸化チタンが析出したりして、チタニア膜形成用液体の貯蔵安定性や透明性が低下する。これに対して、ペルオキソチタン酸水溶液に非イオン界面活性剤を添加すると、これらの現象が生じないため、チタニア膜形成用液体の貯蔵安定性や透明性が良好となる。
非イオン界面活性剤の添加率を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して０．１０質量％以上２０．０質量％以下にすることにより、チタニア膜形成用液体が合成樹脂製の基材に塗布できるようになり、基材に塗布した後に加熱することで、硬度や基材に対する付着性が優れたチタニア膜を形成することができる。非イオン界面活性剤の添加率がペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して０．１０質量％未満であると、非イオン界面活性剤の添加による、疎水性基材に対する濡れ性改善作用が実質的に得られず、２０．０質量％を超えると、塗膜中のペルオキソチタン酸含有率が低くなりすぎて、形成されたチタニア膜の硬度が不十分となる。
非イオン界面活性剤としては、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等が挙げられる。非イオン界面活性剤には水溶性のものと油溶性のものがあるが、水溶性のものであればペルオキソチタン酸水溶液に容易に溶解するため、水溶性の非イオン界面活性剤を使用することが好ましい。
本発明はまた、ペルオキソチタン酸水溶液を主成分とし、非イオン界面活性剤が、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して０．１０質量％以上２０．０質量％以下の割合で含まれているチタニア膜形成用液体の製造方法として、(1) ペルオキソチタン酸水溶液に対して、曇点（透明であった溶液が温度の変化により曇りを生じる温度）のない非イオン界面活性剤または曇点が８０℃を超える非イオン界面活性剤を、８０℃以下の温度で添加することを特徴とする方法と、(2) ペルオキソチタン酸水溶液に対して、曇点が８０℃以下である非イオン界面活性剤を、曇点より低い温度で添加することを特徴とする方法を提供する。
(1) の方法によれば、ペルオキソチタン酸水溶液に非イオン界面活性剤を添加する際の温度を８０℃以下とすることにより、結晶構造がアナターゼ型であるチタニア粒子を含まないチタニア膜形成用液体が得られる。(2) の方法によれば、ペルオキソチタン酸水溶液に非イオン界面活性剤を添加する際の温度を（８０℃以下の）曇点より低い温度とすることにより、結晶構造がアナターゼ型であるチタニア粒子を含まず、非イオン界面活性剤に起因する濁りが生じないチタニア膜形成用液体が得られる。
本発明のチタニア膜形成用液体は、合成樹脂製の基材に塗布可能で、貯蔵安定性や透明性も良好であり、本発明のチタニア膜形成用液体を合成樹脂製の基材に塗布した後に加熱することで、硬度や基材に対する付着性に優れたチタニア膜を形成することができる。
本発明の方法によれば、本発明のチタニア膜形成用液体として、貯蔵安定性や透明性が良好なものを製造することができる。
本発明の方法によれば、本発明のチタニア膜形成用液体として、貯蔵安定性や透明性が良好なものを製造することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。
先ず、ＴｉＯ2 に換算した濃度が０．８質量％である四塩化チタン水溶液７ｋｇに、２５質量％アンモニア水を２３０ｇ添加して、ｐＨを７．１とした後に、イオン交換水を使用して導電率が５０μＳ／ｃｍとなるまでデカンテーションによる洗浄を行った。これにより、ＴｉＯ2 に換算した濃度が１．６２質量％である水酸化チタンゾルを２７６５ｇ得た。水酸化チタンゾル回収率はＴｉＯ2 換算で約８０％であった。
先ず、ＴｉＯ2 に換算した濃度が０．８質量％である四塩化チタン水溶液７ｋｇに、２５質量％アンモニア水を２３０ｇ添加して、ｐＨを７．１とした後に、イオン交換水を使用して導電率が５０μＳ／ｃｍとなるまでデカンテーションによる洗浄を行った。これにより、ＴｉＯ2 に換算した濃度が１．６２質量％である水酸化チタンゾルを２７６５ｇ得た。水酸化チタンゾル回収率はＴｉＯ2 換算で約８０％であった。
次に、得られた水酸化チタンゾルに３０質量％過酸化水素水を、質量比がＨ2 Ｏ2 ／ＴｉＯ2 ＝１．５となるように、２２３ｇ添加することで、ＴｉＯ2 に換算した濃度が１．５質量％であるペルオキソチタン酸水溶液を得た。この水溶液は黄色透明であり、ｐＨは６．５であった。ここまでの工程は加熱を伴わずに行ったため、液温は３５℃より低く保持されていた。
このようにして得られたペルオキソチタン酸水溶液に、下記の表１に示す条件で界面活性剤を添加することにより、No. １〜１０のチタニア膜形成用液体を得た。また、No. １１のチタニア膜形成用液体は、得られたペルオキソチタン酸水溶液そのもの（界面活性剤を添加していないもの）である。
このようにして得られたペルオキソチタン酸水溶液に、下記の表１に示す条件で界面活性剤を添加することにより、No. １〜１０のチタニア膜形成用液体を得た。また、No. １１のチタニア膜形成用液体は、得られたペルオキソチタン酸水溶液そのもの（界面活性剤を添加していないもの）である。
No. １では、界面活性剤として、非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンラウリルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数：８，曇点：４０℃）を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して５．０質量％の割合で添加した。この添加工程は、ペルオキソチタン酸水溶液を加熱せずに行ったため、液温は３５℃より低く保持されていた。
No. ２では、界面活性剤として、非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート（エチレンオキサイド付加モル数：２０，曇点：無し）を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して５．０質量％の割合で添加した。この添加工程は、ペルオキソチタン酸水溶液を加熱せずに行ったため、液温は３５℃より低く保持されていた。
No. ２では、界面活性剤として、非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート（エチレンオキサイド付加モル数：２０，曇点：無し）を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して５．０質量％の割合で添加した。この添加工程は、ペルオキソチタン酸水溶液を加熱せずに行ったため、液温は３５℃より低く保持されていた。
No. ３では、界面活性剤として、非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート（エチレンオキサイド付加モル数：２０，曇点：無し）を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して０．０５質量％の割合で添加した。この添加工程は、ペルオキソチタン酸水溶液を加熱せずに行ったため、液温は３５℃より低く保持されていた。
No. ４では、界面活性剤として、非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート（エチレンオキサイド付加モル数：２０，曇点：無し）を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して０．１０質量％の割合で添加した。この添加工程は、ペルオキソチタン酸水溶液を加熱せずに行ったため、液温は３５℃より低く保持されていた。
No. ４では、界面活性剤として、非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート（エチレンオキサイド付加モル数：２０，曇点：無し）を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して０．１０質量％の割合で添加した。この添加工程は、ペルオキソチタン酸水溶液を加熱せずに行ったため、液温は３５℃より低く保持されていた。
No. ５では、界面活性剤として、非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート（エチレンオキサイド付加モル数：２０，曇点：無し）を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して２０．０質量％の割合で添加した。この添加工程は、ペルオキソチタン酸水溶液を加熱せずに行ったため、液温は３５℃より低く保持されていた。
No. ６では、界面活性剤として、非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート（エチレンオキサイド付加モル数：２０，曇点：無し）を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して２０．１質量％の割合で添加した。この添加工程は、ペルオキソチタン酸水溶液を加熱せずに行ったため、液温は３５℃より低く保持されていた。
No. ６では、界面活性剤として、非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート（エチレンオキサイド付加モル数：２０，曇点：無し）を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して２０．１質量％の割合で添加した。この添加工程は、ペルオキソチタン酸水溶液を加熱せずに行ったため、液温は３５℃より低く保持されていた。
No. ７では、界面活性剤として、陽イオン界面活性剤であるココナットアミンアセテートを、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して５．０質量％の割合で添加した。この添加工程は、ペルオキソチタン酸水溶液を加熱せずに行ったため、液温は３５℃より低く保持されていた。
No. ８では、界面活性剤として、陰イオン界面活性剤であるアンモニウムラウレルサルフェートを、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して５．０質量％の割合で添加した。この添加工程は、ペルオキソチタン酸水溶液を加熱せずに行ったため、液温は３５℃より低く保持されていた。
No. ８では、界面活性剤として、陰イオン界面活性剤であるアンモニウムラウレルサルフェートを、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して５．０質量％の割合で添加した。この添加工程は、ペルオキソチタン酸水溶液を加熱せずに行ったため、液温は３５℃より低く保持されていた。
No. ９では、界面活性剤として、非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート（エチレンオキサイド付加モル数：２０，曇点：無し）を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して５．０質量％の割合で添加した。この添加工程は、ペルオキソチタン酸水溶液を加熱し、液温が９０℃に保持されるようにして行った。
No. １０では、界面活性剤として、非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンラウリルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数：８，曇点：４０℃）を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して５．０質量％の割合で添加した。この添加工程は、ペルオキソチタン酸水溶液を加熱し、液温が５０℃に保持されるようにして行った。
No. １０では、界面活性剤として、非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンラウリルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数：８，曇点：４０℃）を、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して５．０質量％の割合で添加した。この添加工程は、ペルオキソチタン酸水溶液を加熱し、液温が５０℃に保持されるようにして行った。
表１において、本発明の範囲から外れる構成に下線を施した。
〔チタニア膜形成用液体の貯蔵安定性と透明性〕
No. １〜１１のチタニア膜形成用液体について、貯蔵安定性と透明性の評価を行った。貯蔵安定性については、「ＪＩＳ Ｋ５４００（旧規格）」の塗料一般試験方法の「５．４加温貯蔵安定性」と「４．５．３回転粘度計法」に準拠して行った。
〔チタニア膜形成用液体の貯蔵安定性と透明性〕
No. １〜１１のチタニア膜形成用液体について、貯蔵安定性と透明性の評価を行った。貯蔵安定性については、「ＪＩＳ Ｋ５４００（旧規格）」の塗料一般試験方法の「５．４加温貯蔵安定性」と「４．５．３回転粘度計法」に準拠して行った。
先ず、No. １〜１１の液体２００ｍＬをそれぞれ密封容器に入れて、各容器を温度が３５℃±２℃に制御された恒温装置内に置き、一日後に、各液体の粘度を測定した。その結果を下記の表２に示す。
この時点で、No. ７とNo. ９の液体には析出物が生じ、No. ８の液体はゲル化し、No. １０の液体は白濁していた。そのため、No. ７とNo. ９の液体については、析出物を濾過して室温で乾燥した後、「ＪＩＳ Ｋ５１１６（旧規格）」の二酸化チタン（顔料）の「６．４二酸化チタン」に準拠してチタニアの有無を調べるとともに、「６．３結晶格子面間隔」によりＸ線回折装置を使用して結晶性および結晶構造を調べた。これらの結果も下記の表２に示す。
この時点で、No. ７とNo. ９の液体には析出物が生じ、No. ８の液体はゲル化し、No. １０の液体は白濁していた。そのため、No. ７とNo. ９の液体については、析出物を濾過して室温で乾燥した後、「ＪＩＳ Ｋ５１１６（旧規格）」の二酸化チタン（顔料）の「６．４二酸化チタン」に準拠してチタニアの有無を調べるとともに、「６．３結晶格子面間隔」によりＸ線回折装置を使用して結晶性および結晶構造を調べた。これらの結果も下記の表２に示す。
No. １〜６とNo. １１の液体については、一日後の時点で目視では透明であったため、分光透過率を紫外可視分光光度計で測定し、波長６００ｎｍでの透過率で評価した。さらに、前述の恒温装置内に３カ月置いた後に、各液体の粘度を測定した。これらの結果も下記の表２に示す。
この結果から、曇点が４０℃の非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンラウリルエーテルを、３５℃より低い温度（曇点より低い温度）のペルオキソチタン酸水溶液に添加して得られたNo. １の液体と、曇点のない非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートを３５℃より低い温度（８０℃以下の温度）のペルオキソチタン酸水溶液に添加して得られたNo. ２〜６の液体と、ペルオキソチタン酸水溶液からなるNo. １１の液体は、３５℃に３カ月保持した後でも粘度および透明性に変化がなく、貯蔵安定性に優れていることが分かる。
これに対して、陽イオン界面活性剤であるココナットアミンアセテ−トをペルオキソチタン酸水溶液に添加して得られたNo. ７の液体は、無定形チタニアが析出していて、透明性が得られなかった。陰イオン界面活性剤であるアンモニウムラウレルサルフェートをペルオキソチタン酸水溶液に添加して得られたNo. ８の液体は、一日後にゲル化していて、貯蔵安定性が悪かった。
また、曇点のない非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートを９０℃のペルオキソチタン酸水溶液に添加して得られたNo. ９の液体は、アナターゼ型チタニア粒子が析出していて、透明性が得られなかった。また、曇点が４０℃の非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンラウリルエーテルを、曇点より高い５０℃のペルオキソチタン酸水溶液に添加して得られたNo. １０の液体は、白濁していて、透明性が得られなかった。
〔チタニア膜形成用液体の各種基材への塗布性能の評価〕
No. １〜６，１０，１１のチタニア膜形成用液体について、各種基材への塗布性能の評価を行った。
基材としては、１００ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ３ｍｍの硼珪酸ガラス板、１５０ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの冷間圧延鋼板（「ＪＩＳ Ｇ３１４１」に規定するＳＰＣＣ）、ポリプロピレン板、ポリカーボネート板を用意した。
No. １〜６，１０，１１のチタニア膜形成用液体について、各種基材への塗布性能の評価を行った。
基材としては、１００ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ３ｍｍの硼珪酸ガラス板、１５０ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの冷間圧延鋼板（「ＪＩＳ Ｇ３１４１」に規定するＳＰＣＣ）、ポリプロピレン板、ポリカーボネート板を用意した。
塗布はディップコート法により行い、２０℃に保持した各液体中に各基材を入れた後、引き上げ速度０．５ｍｍ／ｓｅｃで引き上げた。この引き上げ直後の状態を目視で観察し、板面に塗膜が均一に形成されているかどうかを調べた。その結果を下記の表３に示す。表３において、「○」は塗膜が均一に形成されていたことを示し、「×」は板面に塗膜が均一に形成されず「はじき」が生じていたことを示す。
この結果から、曇点のない非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートを３５℃より低い温度（８０℃以下の温度）のペルオキソチタン酸水溶液に添加して得られたNo. ２〜６の液体のうち、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートの含有率がＴｉＯ2 換算で５．０質量％、０．１０質量％、２０．０質量％、２０．１質量％であるNo. ２，４，５，６の液体は、ポリプロピレン板およびポリカーボネート板にも良好に塗布できるが、０．０５質量％であるNo. ３の液体は、ポリプロピレン板およびポリカーボネート板に塗布できないことが分かる。
また、非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンラウリルエーテルを、曇点より低い３５℃のペルオキソチタン酸水溶液に添加して得られたNo. １の液体は、ポリプロピレン板およびポリカーボネート板にも良好に塗布できるが、曇点より高い５０℃のペルオキソチタン酸水溶液に添加して得られたNo. １０の液体は、ポリプロピレン板およびポリカーボネート板に塗布できないことが分かる。
また、ペルオキソチタン酸水溶液からなるNo. １１の液体も、ポリプロピレン板およびポリカーボネート板に塗布できないことが分かる。
なお、硼珪酸ガラス板と冷間圧延鋼板には、No. １〜６，１０，１１のいずれの液体も良好に塗布できた。
また、ペルオキソチタン酸水溶液からなるNo. １１の液体も、ポリプロピレン板およびポリカーボネート板に塗布できないことが分かる。
なお、硼珪酸ガラス板と冷間圧延鋼板には、No. １〜６，１０，１１のいずれの液体も良好に塗布できた。
〔チタニア膜の硬度の評価〕
No. １，２，４〜６，１１のチタニア膜形成用液体について、基材に塗布した後に加熱することで得られるチタニア膜の硬度を評価した。基材としては、１５０ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの冷間圧延鋼板（「ＪＩＳ Ｇ３１４１」に規定するＳＰＣＣ）を用意した。
先ず、２０℃に保持した各液体中に各鋼板を入れた後、引き上げ速度０．５ｍｍ／ｓｅｃで引き上げることにより、各鋼板にディップコート法でNo. １，２，４〜６，１１の各液体の塗膜を形成した。次に、No. １，２，４〜６，１１の各塗膜が形成された各鋼板を加熱炉に入れ、１００℃で１０分間加熱してチタニア膜を形成した。また、No. １，２，４〜６，１１の各塗膜が形成された各鋼板を加熱炉に入れ、２００℃で２０分間加熱してチタニア膜を形成した。
このようにして形成された各チタニア膜の硬度を、「ＪＩＳ Ｋ５４００（旧規格）」の塗料一般試験方法の「８．４．１鉛筆引っかき値、試験機法」に準拠して測定した。その結果を下記の表４に示す。
No. １，２，４〜６，１１のチタニア膜形成用液体について、基材に塗布した後に加熱することで得られるチタニア膜の硬度を評価した。基材としては、１５０ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの冷間圧延鋼板（「ＪＩＳ Ｇ３１４１」に規定するＳＰＣＣ）を用意した。
先ず、２０℃に保持した各液体中に各鋼板を入れた後、引き上げ速度０．５ｍｍ／ｓｅｃで引き上げることにより、各鋼板にディップコート法でNo. １，２，４〜６，１１の各液体の塗膜を形成した。次に、No. １，２，４〜６，１１の各塗膜が形成された各鋼板を加熱炉に入れ、１００℃で１０分間加熱してチタニア膜を形成した。また、No. １，２，４〜６，１１の各塗膜が形成された各鋼板を加熱炉に入れ、２００℃で２０分間加熱してチタニア膜を形成した。
このようにして形成された各チタニア膜の硬度を、「ＪＩＳ Ｋ５４００（旧規格）」の塗料一般試験方法の「８．４．１鉛筆引っかき値、試験機法」に準拠して測定した。その結果を下記の表４に示す。
この結果から分かるように、非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンラウリルエーテルを、曇点より低い３５℃のペルオキソチタン酸水溶液に添加して得られたNo. １の液体によるチタニア膜は、ペルオキソチタン酸水溶液のみからなるNo. １１の液体によるチタニア膜と同じ硬さ（鉛筆硬度３Ｈ、４Ｈ）が得られている。
また、曇点のない非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートを３５℃より低い温度（８０℃以下の温度）のペルオキソチタン酸水溶液に添加して得られたNo. ２，４〜６の液体のうち、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートの含有率がＴｉＯ2 換算で５．０質量％、０．１０質量％、２０．０質量％であるNo. ２，４，５の液体によるチタニア膜は、ペルオキソチタン酸水溶液のみからなるNo. １１の液体によるチタニア膜と同じ硬さ（鉛筆硬度３Ｈ、４Ｈ）が得られている。
また、曇点のない非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートを３５℃より低い温度（８０℃以下の温度）のペルオキソチタン酸水溶液に添加して得られたNo. ２，４〜６の液体のうち、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートの含有率がＴｉＯ2 換算で５．０質量％、０．１０質量％、２０．０質量％であるNo. ２，４，５の液体によるチタニア膜は、ペルオキソチタン酸水溶液のみからなるNo. １１の液体によるチタニア膜と同じ硬さ（鉛筆硬度３Ｈ、４Ｈ）が得られている。
これに対して、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートの含有率がＴｉＯ2 換算で２０．１質量％であるNo. ６の液体によるチタニア膜の硬度は、鉛筆硬度でＨ，２Ｈであり、No. １１の液体によるチタニア膜より硬さが低下している。
よって、この結果から、ペルオキソチタン酸水溶液に添加するポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートの含有率は、ＴｉＯ2 換算で０．１０〜２０．０質量％では得られるチタニア膜の硬度が良好であるが、２０．１質量％では得られるチタニア膜の硬度が良好でないことが分かる。
よって、この結果から、ペルオキソチタン酸水溶液に添加するポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートの含有率は、ＴｉＯ2 換算で０．１０〜２０．０質量％では得られるチタニア膜の硬度が良好であるが、２０．１質量％では得られるチタニア膜の硬度が良好でないことが分かる。
〔チタニア膜の各種基材への付着性能の評価〕
No. １，２，４，５，１１のチタニア膜形成用液体について、各種基材に塗布した後に加熱することで得られるチタニア膜の付着性能を評価した。
基材としては、１００ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ３ｍｍの硼珪酸ガラス板、１５０ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの冷間圧延鋼板（「ＪＩＳ Ｇ３１４１」に規定するＳＰＣＣ）、ポリプロピレン板、ポリカーボネート板を用意した。
No. １，２，４，５，１１のチタニア膜形成用液体について、各種基材に塗布した後に加熱することで得られるチタニア膜の付着性能を評価した。
基材としては、１００ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ３ｍｍの硼珪酸ガラス板、１５０ｍｍ×７０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの冷間圧延鋼板（「ＪＩＳ Ｇ３１４１」に規定するＳＰＣＣ）、ポリプロピレン板、ポリカーボネート板を用意した。
先ず、２０℃に保持した各液体中に各基材を入れた後、引き上げ速度０．５ｍｍ／ｓｅｃで引き上げることにより、各基材にディップコート法でNo. １，２，４，５，１１の各液体の塗膜を形成した。なお、No. １１の液体は、前述のように、ポリプロピレン板とポリカーボネート板には塗布されないため、硼珪酸ガラス板と冷間圧延鋼板に対してのみ塗膜を形成した。次に、No. １，２，４，５，１１の各塗膜が形成された各基材を加熱炉に入れ、１００℃で１０分間加熱してチタニア膜を形成した。
このようにして形成された各チタニア膜の基材に対する付着性能を、「ＪＩＳ Ｋ５４００（旧規格）」の塗料一般試験方法の「８．５．３付着性、Ｘカットテープ法」に準拠して測定した。付着性能の評価は、剥がれが全くない場合を「最も良い：１０点」とし、Ｘカット部にわずかに剥がれがある場合を「８点」、Ｘカット部の交点からいずれかの方向に１. ５ｍｍ以内の剥がれがある場合を「６点」、Ｘカット部の交点からいずれかの方向に３. ０ｍｍ以内の剥がれがある場合を「４点」、テープをはったＸカット部の大部分に剥がれがある場合を「２点」、Ｘカット部より大きく剥がれる場合を「０点」として、２点間隔で行っている。その結果を下記の表５に示す。
この結果から分かるように、非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンラウリルエーテルを、曇点より低い３５℃のペルオキソチタン酸水溶液に添加して得られたNo. １の液体によるチタニア膜は、硼珪酸ガラス板、冷間圧延鋼板、ポリプロピレン板、およびポリカーボネート板のいずれに対しても優れた付着性能が得られた。
また、曇点のない非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートを３５℃より低い温度（８０℃以下の温度）のペルオキソチタン酸水溶液に、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートがＴｉＯ2 換算で５．０質量％、０．１０質量％、２０．０質量％の含有率で添加して得られたNo. ２，４，５の液体によるチタニア膜は、硼珪酸ガラス板、冷間圧延鋼板、ポリプロピレン板、およびポリカーボネート板のいずれに対しても優れた付着性能が得られた。
また、ペルオキソチタン酸水溶液のみからなるNo. １１の液体によるチタニア膜は、硼珪酸ガラス板と冷間圧延鋼板に対しては優れた付着性能が得られたが、No. １１の液体では、ポリプロピレン板とポリカーボネート板には塗膜の形成すらできなかった。
また、ペルオキソチタン酸水溶液のみからなるNo. １１の液体によるチタニア膜は、硼珪酸ガラス板と冷間圧延鋼板に対しては優れた付着性能が得られたが、No. １１の液体では、ポリプロピレン板とポリカーボネート板には塗膜の形成すらできなかった。
以上説明したように、この実施形態のNo. １，２，４，５の液体は、本発明の実施例に相当するチタニア膜形成用液体に相当し、合成樹脂製の基材であるポリプロピレン板およびポリカーボネート板に塗布可能であって、貯蔵安定性や透明性が良好であり、硼珪酸ガラス板、冷間圧延鋼板、ポリプロピレン板、およびポリカーボネート板からなる基材に塗布した後に加熱することで、硬度が良好で、これらの基材に対する付着性に優れたチタニア膜を得ることができる。
Claims (3)
- ペルオキソチタン酸水溶液を主成分とするチタニア膜形成用液体であって、
非イオン界面活性剤が、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して０．１０質量％以上２０．０質量％以下の割合で含まれていることを特徴とするチタニア膜形成用液体。 - ペルオキソチタン酸水溶液を主成分とし、非イオン界面活性剤が、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して０．１０質量％以上２０．０質量％以下の割合で含まれているチタニア膜形成用液体の製造方法であって、
ペルオキソチタン酸水溶液に対して、曇点のない非イオン界面活性剤または曇点が８０℃を超える非イオン界面活性剤を、８０℃以下の温度で添加することを特徴とするチタニア膜形成用液体の製造方法。 - ペルオキソチタン酸水溶液を主成分とし、非イオン界面活性剤が、ペルオキソチタン酸のＴｉＯ2 換算量に対して０．１０質量％以上２０．０質量％以下の割合で含まれているチタニア膜形成用液体の製造方法であって、
ペルオキソチタン酸水溶液に対して、曇点が８０℃以下である非イオン界面活性剤を、曇点より低い温度で添加することを特徴とするチタニア膜形成用液体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005379066A JP2007177142A (ja) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | チタニア膜形成用液体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005379066A JP2007177142A (ja) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | チタニア膜形成用液体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007177142A true JP2007177142A (ja) | 2007-07-12 |
| JP2007177142A5 JP2007177142A5 (ja) | 2009-02-19 |
Family
ID=38302627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005379066A Pending JP2007177142A (ja) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | チタニア膜形成用液体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007177142A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011065306A1 (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-03 | 国立大学法人東京大学 | 微小構造体及びその製造方法 |
| JP2013023407A (ja) * | 2011-07-20 | 2013-02-04 | Jsr Corp | 金属酸化物膜形成用組成物 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000280397A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-10-10 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 過酸化チタン含有酸化チタン膜を有する多層体 |
| JP2001253006A (ja) * | 2000-03-13 | 2001-09-18 | Asahi Kasei Corp | 帯電防止被膜付基材 |
| JP2002088276A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-03-27 | Asahi Kasei Corp | 防汚コーティング剤 |
| WO2002061005A1 (fr) * | 2001-01-30 | 2002-08-08 | Kansai Paint Co., Ltd. | Materiaux de revetement pour former un film d'oxyde de titane, procede de formation d'un film d'oxyde de titane et base metallique recouverte d'un film d'oxyde de titane |
| WO2002074451A1 (fr) * | 2001-03-21 | 2002-09-26 | Bridgestone Corporation | Procede permettant la formation d'un revetement antisalissant, et matiere antisalissante recouverte d'un revetement antisalissant |
| JP2002346393A (ja) * | 2001-05-22 | 2002-12-03 | Kawasaki Steel Corp | 光触媒体およびその製造方法 |
| JP2003003090A (ja) * | 2001-04-17 | 2003-01-08 | Touso Sangyo Kk | 光触媒性コーティング剤組成物 |
| WO2003037996A1 (fr) * | 2001-10-30 | 2003-05-08 | Kansai Paint Co., Ltd. | Matiere de revetement et procede pour former un film d'oxyde de titane et substrat metallique revetu d'un tel film |
| JP2003181299A (ja) * | 2001-12-21 | 2003-07-02 | Jfe Steel Kk | 光触媒体の製造方法 |
| JP2004091697A (ja) * | 2002-09-02 | 2004-03-25 | Hitachi Chem Co Ltd | 酸化チタン膜形成用液体、酸化チタン膜の形成法、酸化チタン膜及び光触媒性部材 |
| JP2004344724A (ja) * | 2003-05-20 | 2004-12-09 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 光触媒組成物、それから形成される光触媒体 |
| JP2005190676A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-14 | Hitachi Chem Co Ltd | 半導体電極用混合水溶液、半導体電極、光電変換素子、太陽電池及びこれらの製造方法 |
-
2005
- 2005-12-28 JP JP2005379066A patent/JP2007177142A/ja active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000280397A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-10-10 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 過酸化チタン含有酸化チタン膜を有する多層体 |
| JP2001253006A (ja) * | 2000-03-13 | 2001-09-18 | Asahi Kasei Corp | 帯電防止被膜付基材 |
| JP2002088276A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-03-27 | Asahi Kasei Corp | 防汚コーティング剤 |
| WO2002061005A1 (fr) * | 2001-01-30 | 2002-08-08 | Kansai Paint Co., Ltd. | Materiaux de revetement pour former un film d'oxyde de titane, procede de formation d'un film d'oxyde de titane et base metallique recouverte d'un film d'oxyde de titane |
| WO2002074451A1 (fr) * | 2001-03-21 | 2002-09-26 | Bridgestone Corporation | Procede permettant la formation d'un revetement antisalissant, et matiere antisalissante recouverte d'un revetement antisalissant |
| JP2003003090A (ja) * | 2001-04-17 | 2003-01-08 | Touso Sangyo Kk | 光触媒性コーティング剤組成物 |
| JP2002346393A (ja) * | 2001-05-22 | 2002-12-03 | Kawasaki Steel Corp | 光触媒体およびその製造方法 |
| WO2003037996A1 (fr) * | 2001-10-30 | 2003-05-08 | Kansai Paint Co., Ltd. | Matiere de revetement et procede pour former un film d'oxyde de titane et substrat metallique revetu d'un tel film |
| JP2003181299A (ja) * | 2001-12-21 | 2003-07-02 | Jfe Steel Kk | 光触媒体の製造方法 |
| JP2004091697A (ja) * | 2002-09-02 | 2004-03-25 | Hitachi Chem Co Ltd | 酸化チタン膜形成用液体、酸化チタン膜の形成法、酸化チタン膜及び光触媒性部材 |
| JP2004344724A (ja) * | 2003-05-20 | 2004-12-09 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 光触媒組成物、それから形成される光触媒体 |
| JP2005190676A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-14 | Hitachi Chem Co Ltd | 半導体電極用混合水溶液、半導体電極、光電変換素子、太陽電池及びこれらの製造方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011065306A1 (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-03 | 国立大学法人東京大学 | 微小構造体及びその製造方法 |
| US20120275990A1 (en) * | 2009-11-26 | 2012-11-01 | The University Of Tokyo | Microstructure and manufacturing method therefor |
| JP5419049B2 (ja) * | 2009-11-26 | 2014-02-19 | 国立大学法人 東京大学 | 微小構造体及びその製造方法 |
| US9005569B2 (en) | 2009-11-26 | 2015-04-14 | The University Of Tokyo | Microstructure and manufacturing method therefor |
| JP2013023407A (ja) * | 2011-07-20 | 2013-02-04 | Jsr Corp | 金属酸化物膜形成用組成物 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4880410B2 (ja) | 光触媒コーティング組成物が被覆された部材 | |
| JP4335446B2 (ja) | 酸化チタンゾル、薄膜およびそれらの製造法 | |
| JP4169163B1 (ja) | 光触媒酸化チタンゾル及びこれを用いたコーティング組成物 | |
| CN100531898C (zh) | 纳米二氧化钛/二氧化硅复合光催化溶胶的制备方法及透明光催化膜 | |
| CN102849962B (zh) | 一种二氧化硅超疏水薄膜的制备方法及一种超疏水材料 | |
| WO2000010921A1 (fr) | Substance a fines particules de titane, fluide de revetement contenant cette substance, procedes relatif a leur elaboration, et article moule comportant un film mince renfermant ladite substance | |
| JP5761346B2 (ja) | 無機親水性コート液、それから得られる親水性被膜及びこれを用いた部材 | |
| JP5441264B2 (ja) | ニオブ酸アンモニウムゾル及びその製造方法並びに薄膜形成用塗布液及び薄膜担持基材 | |
| CN104909404B (zh) | 一种稳定性纳米二氧化钛水溶胶及其制备方法 | |
| WO1999028393A1 (fr) | Composition d'oxyde photocatalytique, film mince et materiau composite | |
| WO2001023483A1 (en) | Photocatalytic coating composition and product having thin photocatalytic film | |
| WO2014119710A1 (ja) | コーティング液及び反射防止膜 | |
| JP2007177142A (ja) | チタニア膜形成用液体およびその製造方法 | |
| JP2003112923A (ja) | 改質酸化チタン粒子 | |
| CN106745227B (zh) | 可见光响应纳米TiO2及含其的自清洁陶瓷涂膜的制备方法 | |
| EP1689525B1 (en) | Transparent film-forming composition | |
| JP2013060646A (ja) | スプレー塗布表面処理用組成物、表面処理溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、および表面処理溶融亜鉛めっき鋼板 | |
| US20030205169A1 (en) | Inorganic film-forming coating composition, preparation method thereof and inorganic film-forming method | |
| JP2001058825A (ja) | 無機膜形成用塗布剤、その製造方法及びその無機膜形成方法 | |
| JP2007177142A5 (ja) | ||
| JP2005162554A (ja) | チタニア溶液の製造方法 | |
| JP3970375B2 (ja) | 金属酸化物ゾル用結合剤 | |
| CN107603316A (zh) | 一种防雾自洁纳米材料的制备方法 | |
| JP2015182929A (ja) | ジルコニアゾルの製造方法 | |
| JP2007199656A (ja) | 光学器材用コーティング剤 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081224 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081224 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111025 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120228 |