JP2007177142A5

JP2007177142A5 -

Info

Publication number: JP2007177142A5
Application number: JP2005379066A
Authority: JP
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2009-02-19

Description

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の洗浄後に、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。

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、ペルオキソチタン酸水溶液に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、チタニア膜形成用液体の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処理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処理することで、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、疎水性基材の表面に対する濡れ性が改善されて、合成樹脂製の基材に塗布できるようになり、チタニア膜形成用液体の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処理することで、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から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処理することで、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。

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処理することで、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。