JP5131638B2 - Production method of titanium oxide photocatalyst thin film - Google Patents

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本発明は酸化チタン系光触媒の製造法に関する。さらに詳しくは、触媒活性が高い酸化チタン系光触媒薄膜の製造法に関する。   The present invention relates to a method for producing a titanium oxide photocatalyst. More specifically, the present invention relates to a method for producing a titanium oxide photocatalytic thin film having high catalytic activity.

種々の基材の表面に形成された酸化チタン系薄膜コーティングは、その中に含まれる酸化チタンが光の照射により強い分解力及び親水性を発揮することから、基材表面の清浄化、脱臭、抗菌等の用途に活用されている。現在、酸化チタン系薄膜コーティングは、外装用タイル、ガラス、外壁塗装、空気清浄機内部のフイルター、無機系の基材(セラミック、金属等)への応用が主体であるが、プラスティック材料等の有機材料からなる基材への応用も検討されている(特許文献1及び2)。しかし、従来、有機材料からなる基材上に形成された酸化チタン系薄膜コーティングは、触媒活性が不十分であり、また、膜厚がナノレベル(1μ未満)である場合には不均一になることがある。
特開2006−116461号公報 特開2006−272757号公報
Titanium oxide-based thin film coatings formed on the surface of various base materials, because the titanium oxide contained therein exhibits strong decomposability and hydrophilicity by light irradiation, the surface of the base material is cleaned, deodorized, It is used for antibacterial applications. Currently, titanium oxide thin film coatings are mainly applied to exterior tiles, glass, exterior wall coating, filters inside air cleaners, inorganic base materials (ceramics, metals, etc.), but organic materials such as plastic materials. Application to a substrate made of a material has also been studied (Patent Documents 1 and 2). However, conventionally, a titanium oxide thin film coating formed on a substrate made of an organic material has insufficient catalytic activity, and becomes non-uniform when the film thickness is nano-level (less than 1 μ). Sometimes.
JP 2006-116461 A JP 2006-272757 A

本発明は上記問題点に鑑み、触媒活性の高い均一な酸化チタン系光触媒薄膜を製造する方法を提供することを課題とする。   This invention makes it a subject to provide the method of manufacturing a uniform titanium oxide type photocatalyst thin film with high catalytic activity in view of the said problem.

本発明は、上記の課題を解決する手段として、基材上にペルオキソチタンを含有する酸化チタン系薄膜を形成させ、次いで該酸化チタン系薄膜を熱処理することを特徴とする酸化チタン系光触媒薄膜の製造法を提供する。   The present invention provides a titanium oxide photocatalytic thin film characterized by forming a titanium oxide thin film containing peroxotitanium on a substrate and then heat-treating the titanium oxide thin film as a means for solving the above problems. Provide manufacturing method.

本発明により、触媒活性の高い均一な酸化チタン系光触媒薄膜を製造することができる。特に、本発明の好ましい実施形態では、インクジェット法またはロールと該ロールに巻いた微小径ワイヤーとを備えるワイヤーバーを用いたワイヤーバー法を用いることにより、触媒活性の高い均一な酸化チタン系光触媒薄膜をナノレベルの膜厚で製造することができる。   According to the present invention, a uniform titanium oxide photocatalyst thin film having high catalytic activity can be produced. In particular, in a preferred embodiment of the present invention, a uniform titanium oxide-based photocatalytic thin film having high catalytic activity is obtained by using an ink jet method or a wire bar method using a roll and a wire bar provided with a micro-diameter wire wound around the roll. Can be manufactured with a nano-level film thickness.

[基材]
酸化チタン系薄膜を形成する基材は、特に限定されない。特に本発明で効果が期待できる基材としては、例えば、有機材料からなるフィルム、その他の成型品、積層体、繊維製品等が挙げられる。その他、アルミニウム、ステンレス鋼、鉄などの金属からなる基材、及びガラス製品、セラミック材料からなるタイル等のセラミック製品も使用できる。具体的には、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアセタール、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、メラミン樹脂等の有機材料からなるフィルム、その他の成型品、積層体、繊維製品等の基材が挙げられる。
[Base material]
The base material which forms a titanium oxide type thin film is not specifically limited. In particular, examples of the substrate that can be expected to be effective in the present invention include films made of organic materials, other molded articles, laminates, and textile products. In addition, a base material made of a metal such as aluminum, stainless steel, or iron, and a ceramic product such as a glass product or a tile made of a ceramic material can also be used. Specifically, vinyl chloride resin, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, acrylic resin, polyacetal, fluororesin, silicone resin, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), polyethylene terephthalate (PET) , Ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyimide resin, polyphenylene sulfide (PPS), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, films made of organic materials such as melamine resin, other molded products, laminates, fibers Examples include base materials such as products.

[基材の表面活性化処理]
基材上に酸化チタン系薄膜を形成させる前に、該基材を表面活性化処理することが好ましい。この処理により、本発明で薄膜の形成に使用される酸化チタン系材料は、基材への濡れ性及び塗工性が効果的に向上する。表面活性化処理としては、例えば、コロナ処理、常圧(もしくは大気圧)プラズマ処理、又は低圧低温プラズマ処理を用いることができる。
[Surface activation treatment of substrate]
Before forming the titanium oxide thin film on the substrate, it is preferable to subject the substrate to a surface activation treatment. This treatment effectively improves the wettability and coatability of the titanium oxide-based material used for forming the thin film in the present invention. As the surface activation treatment, for example, corona treatment, normal pressure (or atmospheric pressure) plasma treatment, or low-pressure low-temperature plasma treatment can be used.

コロナ処理は、基材を支持するローラーと、これに対向して設置した電極間との間に高電圧をかけてコロナ放電させ、その間に基材を順次移動させて表面処理することにより行うことが好ましい。具体的なコロナ処理用装置としては、高周波発信機、高圧トランス、及び放電電極を備え、更に、その前後にそれぞれ基材の巻き出し機および巻き取り機を組み込んだ装置が挙げられる。高周波発信機は周波数1〜110Khz、最大出力0.5〜40kW程度のものが好ましい。処理スピードは1〜200m/min、好ましくは10〜100m/min程度である。   Corona treatment is performed by applying a high voltage between the roller that supports the base material and between the electrodes placed opposite to it to cause corona discharge, and sequentially moving the base material between the surfaces to perform surface treatment. Is preferred. Specific examples of the corona treatment apparatus include an apparatus including a high-frequency transmitter, a high-voltage transformer, and a discharge electrode, and further incorporating a substrate unwinder and a winder before and after that. The high frequency transmitter preferably has a frequency of 1-110 kHz and a maximum output of about 0.5-40 kW. The processing speed is 1 to 200 m / min, preferably about 10 to 100 m / min.

常圧プラズマ処理では、放電エネルギーをガスに印加し、常圧下で電離を行い、プラズマを発生させる。その特徴としては、常圧プロセスのため真空にする必要がなく、設備がシンプルで生産性が高いことが挙げられる。使用することができる常圧プラズマとしては、例えば、希ガス系常圧プラズマ、印加電圧を制御してグロー放電させることにより発生させることができるパルス方式常圧プラズマが挙げられる。装置の方式としては、基材をプラズマ処理部に導入する方式と、プラズマ状態になった活性ガスを基材に吹き付ける方式とがある。更に、基材の巻き出し部と巻き取り部との間にプラズマ処理ヘッドを設置し、連続処理できる方式が好ましい。   In the normal pressure plasma treatment, discharge energy is applied to the gas, and ionization is performed under normal pressure to generate plasma. The feature is that it is not necessary to use a vacuum because of the atmospheric pressure process, and the equipment is simple and the productivity is high. Examples of the atmospheric pressure plasma that can be used include a rare gas-based atmospheric pressure plasma and a pulsed atmospheric pressure plasma that can be generated by glow discharge by controlling an applied voltage. As a method of the apparatus, there are a method of introducing the base material into the plasma processing unit and a method of spraying the active gas in a plasma state onto the base material. Furthermore, a method in which a plasma processing head is installed between the unwinding portion and the winding portion of the substrate and continuous processing is preferable.

低圧低温プラズマ処理においては、減圧可能な低温プラズマ処理装置内の雰囲気を無機ガスに置換し、圧力を0.001〜10Torr、好ましくは0.01〜1Torrに保持した状態で電極間に周波数50Hz〜13.6MHzで0.1〜50kWの電力を印加する。これによってグロー放電させることにより、無機ガスの低温プラズマを発生させる。発生した低温プラズマ中に基材を設置してプラズマ処理を行う。基材を連続して処理する場合は、発生した低温プラズマ中に基材を順次移動させながら表面をプラズマ処理する。無機ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの希ガス、酸素、窒素、空気、炭酸ガス、アンモニア等が使用できる。これらのガスは1種単独で使用しても、2種以上を混合して使用してもよい。   In the low-pressure low-temperature plasma treatment, the atmosphere in the low-temperature plasma treatment apparatus capable of depressurization is replaced with inorganic gas, and the pressure is maintained at 0.001 to 10 Torr, preferably 0.01 to 1 Torr. Apply power of ~ 50kW. This causes glow discharge to generate low temperature plasma of inorganic gas. A substrate is placed in the generated low temperature plasma to perform plasma treatment. In the case of continuously treating the substrate, the surface is plasma treated while the substrate is sequentially moved into the generated low temperature plasma. As the inorganic gas, a rare gas such as helium, neon, or argon, oxygen, nitrogen, air, carbon dioxide, ammonia, or the like can be used. These gases may be used alone or in combination of two or more.

常圧プラズマ処理及び低圧低温プラズマ処理のいずれにおいても、プラズマ処理時間は通常0.1〜1,000秒、好ましくは1〜100秒である。   In both the normal pressure plasma treatment and the low pressure low temperature plasma treatment, the plasma treatment time is usually 0.1 to 1,000 seconds, preferably 1 to 100 seconds.

[酸化チタン系薄膜の形成]
酸化チタン系薄膜は、例えば、ペルオキソチタンを含有する酸化チタン系材料を含む塗工液を基材に塗布し乾燥させることによって形成させることができる。
[Formation of titanium oxide thin film]
The titanium oxide-based thin film can be formed, for example, by applying a coating liquid containing a titanium oxide-based material containing peroxotitanium to a substrate and drying it.

本発明で薄膜の形成に使用し得る酸化チタン系材料は、光触媒として従来知られている酸化チタン系材料の中で、ペルオキソチタンを含有する酸化チタン系材料である。特にアナターゼ型の結晶構造を持つペルオキソチタンを含有する酸化チタン系材料が好ましい。ペルオキソチタンは、下記構造式に示すような、Ti-O-Ti結合の一部がTi-O-O-Ti結合に転化した過酸化チタンである。   The titanium oxide-based material that can be used for forming a thin film in the present invention is a titanium oxide-based material containing peroxotitanium among titanium oxide-based materials conventionally known as a photocatalyst. In particular, a titanium oxide-based material containing peroxotitanium having an anatase type crystal structure is preferable. Peroxotitanium is titanium peroxide in which a part of Ti—O—Ti bond is converted to Ti—O—O—Ti bond as shown in the following structural formula.

Figure 0005131638
Figure 0005131638

ペルオキソチタンを含有する酸化チタン系材料を含む塗工液としては、ペルオキソチタン酸水溶液、ペルオキソ改質アナターゼゾル、それらの混合液、及び他の材料との複合液であるペルオキソチタン系コーティング剤が挙げられる。該塗工液の市販品としては、サガンコート(商品名TPXゾル、アナターゼ型ペルオキソチタン含有二酸化チタン水分散液、ペルオキソチタン固形分濃度1.7質量%、鯤コーポレーション社製)、ティオスカイコート(商品名TAK-A、ペルオキソチタン含有二酸化チタンの水分散液、ペルオキソチタン固形分濃度0.85質量%、ティオテクノ社製)等が挙げられる。これらの塗工液は1種単独で使用しても2種以上を混合して使用してもよい。
ペルオキソチタンは酸化チタン系材料中に0.1質量%以上、好ましくは0.5〜50質量%含まれるのが好ましい。
Examples of the coating liquid containing a titanium oxide-based material containing peroxotitanium include a peroxotitanic acid aqueous solution, a peroxo-modified anatase sol, a mixture thereof, and a peroxotitanium-based coating agent that is a composite liquid with other materials. It is done. Commercially available products of the coating liquid include sagan coat (trade name TPX sol, anatase-type peroxotitanium-containing titanium dioxide aqueous dispersion, peroxotitanium solid content concentration 1.7% by mass, manufactured by Sakai Corporation), Tio Sky Coat (trade name) TAK-A, an aqueous dispersion of peroxotitanium-containing titanium dioxide, a peroxotitanium solid content concentration of 0.85% by mass, manufactured by Tiotechno Co., Ltd.). These coating liquids may be used alone or in combination of two or more.
Peroxotitanium is contained in the titanium oxide-based material in an amount of 0.1% by mass or more, preferably 0.5 to 50% by mass.

上記塗工液は、公知の方法で基材に塗布することができる。具体的には、インクジェット法、ワイヤーバー法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、刷毛塗り法、含浸法、ダイコーティング法、グラビア印刷法等を利用することができる。特に、インクジェット法及びロールと該ロールに巻いた微小径ワイヤーとを備えるワイヤーバーを用いたワイヤーバー法は、厚さの調整が容易であり、ナノレベル(1μ未満)の膜厚を有する均一な薄膜を形成させるのに好適である。   The said coating liquid can be apply | coated to a base material by a well-known method. Specifically, an inkjet method, a wire bar method, a dip coating method, a spin coating method, a brush coating method, an impregnation method, a die coating method, a gravure printing method, or the like can be used. Particularly, the wire bar method using the inkjet method and the wire bar including the roll and the micro-diameter wire wound around the roll is easy to adjust the thickness, and has a uniform thickness having a nano level (less than 1 μm). It is suitable for forming a thin film.

インクジェット法による塗布は、例えば、公知のインクジェットヘッドを用いて行うことができる。インクジェットヘッドの方式は、特に限定されず、例えば、ピエゾ駆動方式、サーマル方式、または連続吐出型方式等が挙げられる。   Application | coating by the inkjet method can be performed using a well-known inkjet head, for example. The method of the inkjet head is not particularly limited, and examples thereof include a piezo drive method, a thermal method, and a continuous discharge method.

前記微小径ワイヤーの直径は、目的とする酸化チタン系薄膜の厚さに応じて適宜選択することができるが、好ましくは10〜1000μm、より好ましくは20〜500μmである。微小径ワイヤーの材質は特に限定されず、該微小径ワイヤーとしては、例えば、鉄線、銅線、ニッケル線、ステンレス線等の金属線等が挙げられる。前記微小径ワイヤーを巻いたロールの直径は、特に限定されないが、好ましくは5〜50mm、より好ましくは5〜30mmである。また、該ロールの材質も特に限定されないが、該ロールとしては、例えば、ステンレスロール、ハードクロムメッキした鉄ロール等が挙げられる。   The diameter of the fine-diameter wire can be appropriately selected according to the thickness of the target titanium oxide thin film, but is preferably 10 to 1000 μm, more preferably 20 to 500 μm. The material of a micro diameter wire is not specifically limited, As this micro diameter wire, metal wires, such as an iron wire, a copper wire, a nickel wire, a stainless steel wire, etc. are mentioned, for example. Although the diameter of the roll which wound the said micro diameter wire is not specifically limited, Preferably it is 5-50 mm, More preferably, it is 5-30 mm. The material of the roll is not particularly limited, and examples of the roll include a stainless steel roll and a hard chrome-plated iron roll.

ペルオキソチタンを含有する酸化チタン系材料を含む塗工液からなる塗膜は、公知の方法で乾燥させることができる。例えば、該塗膜は室温で乾燥させてもよいし、加熱下で乾燥させてもよい。加熱下で乾燥させる場合には、例えば、熱風乾燥機を用いることができる。熱風乾燥機は、熱風循環型のものでも、連続的な熱処理が可能なものでもよい。加熱下で乾燥させる場合の温度は、好ましくは40〜150℃、より好ましくは80〜120℃である。   A coating film made of a coating solution containing a titanium oxide-based material containing peroxotitanium can be dried by a known method. For example, the coating film may be dried at room temperature or may be dried under heating. In the case of drying under heating, for example, a hot air dryer can be used. The hot air dryer may be of a hot air circulation type or capable of continuous heat treatment. The temperature for drying under heating is preferably 40 to 150 ° C, more preferably 80 to 120 ° C.

酸化チタン系薄膜の厚さは、好ましくは0.01〜5μm、より好ましくは0.03〜1μmである。酸化チタン系薄膜の厚さが上記の範囲内であると、該酸化チタン系薄膜を熱処理することにより得られる酸化チタン系光触媒薄膜は、厚さが上記の範囲内となり、光触媒活性が優れたものとなりやすく、また、基材からの剥離、割れ、そり等が発生しにくい。   The thickness of the titanium oxide thin film is preferably 0.01 to 5 μm, more preferably 0.03 to 1 μm. When the thickness of the titanium oxide thin film is within the above range, the titanium oxide photocatalytic thin film obtained by heat-treating the titanium oxide thin film has a thickness within the above range and has excellent photocatalytic activity. In addition, peeling, cracking, warpage, etc. from the substrate are unlikely to occur.

[酸化チタン系薄膜の熱処理]
基材上に形成させた酸化チタン系薄膜を熱処理することにより、該酸化チタン系薄膜の触媒活性を向上させることができる。酸化チタン系薄膜面の熱処理としては、例えば、熱風乾燥機による熱処理、加熱ロールによる熱処理等が挙げられる。熱風乾燥機は、熱風循環型のものでも、連続的な熱処理が可能なものでもよい。連続的な熱処理は加熱ロールでも行うことができる。中でも、加熱ロールによる連続熱処理が好ましい。これにより、例えば、基材上に酸化チタン系薄膜を形成させた後、該酸化チタン系薄膜に加熱ロールを圧着して連続熱処理を行い、引き続き、基材上に酸化チタン系光触媒薄膜が形成された製品を巻き取ることを、一連の操作として実行することができる。
[Heat treatment of titanium oxide thin film]
By heat-treating the titanium oxide thin film formed on the substrate, the catalytic activity of the titanium oxide thin film can be improved. Examples of the heat treatment of the titanium oxide-based thin film surface include a heat treatment using a hot air dryer and a heat treatment using a heating roll. The hot air dryer may be of a hot air circulation type or capable of continuous heat treatment. Continuous heat treatment can also be performed with a heated roll. Among these, continuous heat treatment with a heating roll is preferable. Thus, for example, after a titanium oxide thin film is formed on a base material, a heating roll is pressure-bonded to the titanium oxide thin film and subjected to continuous heat treatment, and then a titanium oxide photocatalytic thin film is formed on the base material. Taking up the product can be performed as a series of operations.

上記の熱処理において、加熱温度は、好ましくは60〜200℃、より好ましくは80〜150℃、更により好ましくは100〜130℃である。   In the above heat treatment, the heating temperature is preferably 60 to 200 ° C, more preferably 80 to 150 ° C, and even more preferably 100 to 130 ° C.

以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention concretely, this invention is not limited to these Examples.

[酸化チタン系光触媒薄膜の評価法]
実施例及び比較例において、酸化チタン系光触媒薄膜を以下のとおりにして評価した。
・膜厚
光触媒薄膜の膜厚は、薄膜測定装置FILMETRICS F-20(商品名、松下テクノトレーディング社製)を用いて測定した。
・密着性
光触媒薄膜の基材への密着性はクロスカット法で評価した。即ち、JIS K 5400-1900の塗料一般試験方法に従い、接着テープによる碁盤目試験を実施した。100個の格子中、テープ剥離後に光触媒薄膜が残存した格子の数を表中に示す。
・光触媒活性
メチレンブルー水溶液(0.1質量%)をサンプルフィルムの光触媒薄膜上に塗布し、70℃で乾燥させた後に、光触媒評価チェッカーPCC-2(商品名、ULVAC社製)により、青色色素の吸光度(波長664nm)の減少を測定した。
・全光線透過率およびヘイズ
サンプルフィルムの全光線透過率およびヘイズは、日本電色工業社製のデジタルヘイズメーター NDH-20Dにより測定した。
・光触媒薄膜の外観
光触媒薄膜が均一であるかどうかを目視で確認した。
・光触媒薄膜の割れ
サンプルフィルムを直径2mmの金属棒に巻きつけ、光触媒薄膜に割れが発生したかどうかを目視で確認した。
[Evaluation method of titanium oxide photocatalyst thin film]
In Examples and Comparative Examples, titanium oxide photocatalyst thin films were evaluated as follows.
-Film thickness The film thickness of the photocatalyst thin film was measured using a thin film measuring apparatus FILMETRICS F-20 (trade name, manufactured by Matsushita Techno Trading Co., Ltd.).
-Adhesiveness Adhesiveness of the photocatalytic thin film to the substrate was evaluated by a cross-cut method. That is, a cross-cut test using an adhesive tape was performed according to the paint general test method of JIS K 5400-1900. In the 100 lattices, the number of lattices in which the photocatalytic thin film remained after tape peeling is shown in the table.
-Photocatalytic activity A methylene blue aqueous solution (0.1% by mass) was applied onto the photocatalytic thin film of the sample film, dried at 70 ° C, and then the absorbance of the blue dye was measured using the photocatalyst evaluation checker PCC-2 (trade name, manufactured by ULVAC). The decrease in wavelength (664 nm) was measured.
Total light transmittance and haze The total light transmittance and haze of the sample film were measured with a digital haze meter NDH-20D manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.
-Appearance of the photocatalytic thin film It was visually confirmed whether the photocatalytic thin film was uniform.
-Cracking of the photocatalytic thin film The sample film was wound around a metal rod having a diameter of 2 mm, and it was visually confirmed whether or not the photocatalytic thin film was cracked.

[実施例1〜5及び比較例1]
・基材のプラズマ処理
基材としてPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(厚さ25μm、幅520mm)またはPC(ポリカーボネート)フィルム(厚さ125μm、幅500mm)を用いた。これらの基材を連続プラズマ処理装置により連続的にプラズマ処理した。処理条件は次のとおりである。
圧力:0.1Torr、無機ガス:酸素、印加電力:10KW、周波数:100KHz、ラインスピード:30m/min
・酸化チタン系光触媒薄膜の形成
プラズマ処理した基材に酸化チタン系材料を含む塗工液を塗布するための塗工装置としては、幅500mmのフィルムを処理することができ、フィルム巻き出し機、塗工部として、
ロールと該ロールに巻いた微小径ワイヤーとを備えるワイヤーバー、塗工後の乾燥部として、3ゾーンからなるフローティングドライヤー(3m×3ゾーン)、酸化チタン系薄膜を加熱する加熱ラミネートロール(直径250mmの金属ロール)及びフィルム巻き取り機を備えたコーティング・ラミネート装置を使用した。上記の装置を使用して、プラズマ処理したフィルムに酸化チタン系材料を含む塗工液を塗布し、ドライヤーによる乾燥および加熱ロールによる熱処理を行って、酸化チタン系光触媒薄膜が上記基材上に形成されたサンプルフィルムを得た。ラインスピードは10m/minに設定した。得られたサンプルフィルムを上記の評価法にしたがって評価した。ドライヤー及び加熱ロールの温度条件ならびに評価の結果を表1に示す。
[Examples 1 to 5 and Comparative Example 1]
-Plasma treatment of base material A PET (polyethylene terephthalate) film (thickness 25 μm, width 520 mm) or a PC (polycarbonate) film (thickness 125 μm, width 500 mm) was used as the base material. These substrates were continuously plasma processed by a continuous plasma processing apparatus. The processing conditions are as follows.
Pressure: 0.1 Torr, Inorganic gas: Oxygen, Applied power: 10KW, Frequency: 100KHz, Line speed: 30m / min
・ Formation of titanium oxide-based photocatalytic thin film As a coating device for applying a coating liquid containing a titanium oxide-based material to a plasma-treated substrate, a film with a width of 500 mm can be processed, a film unwinding machine, As a coating department,
Wire bar equipped with a roll and a micro-diameter wire wound around the roll, as a drying section after coating, a floating dryer consisting of 3 zones (3m x 3 zones), a heating laminate roll (250mm in diameter) that heats the titanium oxide thin film And a laminating apparatus equipped with a film winder. Using the above equipment, apply a coating solution containing titanium oxide-based material to the plasma-treated film, dry with a dryer and heat-treat with a heated roll, and form a titanium oxide-based photocatalytic thin film on the substrate. A sample film was obtained. The line speed was set at 10m / min. The obtained sample film was evaluated according to the above evaluation method. Table 1 shows the temperature conditions of the dryer and the heating roll and the results of the evaluation.

上記ワイヤーバーとしては、下記の3種のワイヤーバーのうちの1種を用いた。いずれのワイヤーバーにおいても、ロールの直径は10mm、材質はSVSである。
ワイヤーバー1:
線径200μmの金属線をロールにすきまなく巻いて作製したワイヤーバー
ワイヤーバー2:
線径100μmの金属線をロールにすきまなく巻いて作製したワイヤーバー
ワイヤーバー3:
線径50μmの金属線をロールにすきまなく巻いて作製したワイヤーバー
As the wire bar, one of the following three types of wire bars was used. In any wire bar, the diameter of the roll is 10 mm and the material is SVS.
Wire bar 1:
Wire bar produced by winding a metal wire with a wire diameter of 200μm around a roll without gaps 2:
Wire bar manufactured by winding a metal wire with a wire diameter of 100μm around a roll without gaps 3:
A wire bar made by winding a metal wire with a wire diameter of 50μm around a roll without any gaps

酸化チタン系材料を含む塗工液としては、市販のサガンコート(商品名TPXゾル、アナターゼ型ペルオキソチタン含有二酸化チタン水分散液、ペルオキソチタン固形分濃度1.7質量%、鯤コーポレーション社製)を使用した。   As a coating solution containing a titanium oxide-based material, a commercially available sagan coat (trade name TPX sol, anatase type peroxotitanium-containing titanium dioxide aqueous dispersion, peroxotitanium solid content concentration 1.7% by mass, manufactured by Sakai Corporation) was used. .

Figure 0005131638

*1:光触媒活性は、測定開始10分後のメチレンブルー吸光度の変化量×103を表す。
Figure 0005131638

* 1: Photocatalytic activity represents the amount of change in methylene blue absorbance × 10 3 10 minutes after the start of measurement.

[実施例6〜8及び比較例2]
実施例1〜5及び比較例1で使用したコーティング・ラミネート機において、インクジェット法で酸化チタン系薄膜を形成させるために、塗工部を上記のワイヤーバーから下記のインクジェットヘッドに変更した。それ以外は実施例1〜5及び比較例と同様にして、酸化チタン系光触媒薄膜が基材上に形成されたサンプルフィルムを得、評価した。ドライヤー及び加熱ロールの温度条件ならびに評価の結果を表2に示す。


[Examples 6 to 8 and Comparative Example 2]
In the coating and laminating machine used in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, in order to form a titanium oxide-based thin film by an inkjet method, the coating part was changed from the wire bar to the following inkjet head. Other than that was carried out similarly to Examples 1-5 and the comparative example 1, and obtained and evaluated the sample film in which the titanium oxide type photocatalyst thin film was formed on the base material. Table 2 shows the temperature conditions of the dryer and the heating roll and the evaluation results.


塗工部として、基材フィルムの進行方向に対して垂直な方向に交互に40mm間隔で5基設置したピエゾ駆動方式のインクジェットヘッドを用いた。総塗工幅は200mmであった。   As the coating part, a piezo drive type inkjet head in which five units were alternately arranged at intervals of 40 mm in a direction perpendicular to the traveling direction of the base film was used. The total coating width was 200 mm.

Figure 0005131638

*1:光触媒活性は、測定開始10分後のメチレンブルー吸光度の変化量×103を表す。
Figure 0005131638

* 1: Photocatalytic activity represents the amount of change in methylene blue absorbance × 10 3 10 minutes after the start of measurement.

Claims (5)

有機材料よりなるフィルムを表面活性化処理した基材上に、ペルオキソチタンを含有する酸化チタン系薄膜を乾燥形成させ、次いで該酸化チタン系薄膜を加熱温度100〜140℃で加熱ロールにより連続熱処理することを特徴とする酸化チタン系光触媒薄膜の製造法。 A titanium oxide thin film containing peroxotitanium is dried and formed on a substrate obtained by surface activation treatment of a film made of an organic material , and then the titanium oxide thin film is subjected to continuous heat treatment with a heating roll at a heating temperature of 100 to 140 ° C. characterized that, preparation of the titanium oxide photocatalyst film that. 前記基材の表面活性化処理が常圧プラズマ処理又は低圧低温プラズマ処理であることを特徴とする請求項に係る製造法。 2. The manufacturing method according to claim 1 , wherein the surface activation treatment of the substrate is an atmospheric pressure plasma treatment or a low pressure low temperature plasma treatment. 前記酸化チタン系薄膜が、ロールと該ロールに巻いた微小径ワイヤーとを備えるワイヤーバーにより形成されたものであることを特徴とする請求項1又は2に係る製造法。 The titanium oxide thin film, fabrication methods according to claim 1 or 2, characterized in that one formed by a wire bar and a small diameter wire wound b Lumpur and the roll. 前記有機材料が塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアセタール、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、及びメラミン樹脂からなる群より選ばれる有機材料であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に係る製造法。 The organic material is vinyl chloride resin, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, acrylic resin, polyacetal, fluorine resin, silicone resin, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), polyethylene terephthalate (PET), The organic material selected from the group consisting of ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyimide resin, polyphenylene sulfide (PPS), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, and melamine resin. The manufacturing method which concerns on any one of 1-3 . 前記酸化チタン系薄膜が、直径5〜50mmのロールと該ロールに巻いた線径20〜500μmの微小径ワイヤーとを備えるワイヤーバーにより形成されたものであることを特徴とする請求項3又は4に係る製造法。5. The titanium oxide thin film is formed by a wire bar including a roll having a diameter of 5 to 50 mm and a minute diameter wire having a diameter of 20 to 500 μm wound around the roll. The manufacturing method concerning.
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