JP7064751B2

JP7064751B2 - 酸化チタンのコーティング方法

Info

Publication number: JP7064751B2
Application number: JP2018031840A
Authority: JP
Inventors: 幸一島田
Original assignee: 株式会社イリス
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2022-05-11
Anticipated expiration: 2038-02-26
Also published as: JP2018140390A

Description

本発明は、織成繊維の表面に酸化チタンをコーティングする方法に関するものである。

従来より、脱臭や殺菌などを目的としてガラスやプラスチックなどの材料の表面に酸化チタンを膜状にコーティングすることが広く行われている。

この酸化チタンのコーティング方法としては、材料の表面に液状の酸化チタンを塗布したり材料を液状の酸化チタンに浸漬させるなどした後に乾燥させることで材料の表面に酸化チタンの被膜を形成している（たとえば、特許文献１参照。）。

特開２０１６－１２８１５４号公報

ところが、酸化チタンを織成繊維にコーティングする場合には、織成された繊維の表面と酸化チタンの結晶構造物との接触が良好ではなく、時間の経過や摩耗などによって織成繊維の表面から酸化チタンの膜が容易に剥離してしまうものであった。

特に、織成繊維として化学繊維を用い、酸化チタンとしてアナタース型結晶構造の酸化チタンを用いた場合には、化学繊維の表面にアナタース型結晶構造の酸化チタンを継続して付着させておくことができず、表面に酸化チタンをコーティングすることが困難であった。

そこで、請求項１に係る本発明では、酸化チタンのコーティング方法において、上端部と下端部とに治具を取付けて張設した織成繊維の裏面側を遮蔽することなく表面側から酸化チタンを裏面側に貫通するとともに織成繊維の繊維表面に酸化チタンの先端を食い込ませる高圧で噴射することで織成繊維に酸化チタンをコーティングすることにした。

また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記織成繊維として機械織成した化学繊維を用い、前記酸化チタンとしてアナタース型結晶を有する酸化チタンを用いることにした。

そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。

すなわち、本発明では、酸化チタンのコーティング方法において、張設した織成繊維の裏面側を遮蔽することなく表面側から酸化チタンを裏面側に貫通する高圧で噴射することで織成繊維に酸化チタンをコーティングすることにしているために、織成繊維に酸化チタンの結晶構造物を強固に付着させることができ、耐候性や耐摩耗性などに優れたコーティングを施すことができる。

特に、前記織成繊維として機械織成した化学繊維を用い、前記酸化チタンとしてアナタース型結晶を有する酸化チタンを用いた場合であっても、化学繊維に酸化チタンのアナターゼ型結晶構造物を強固に付着させることができ、耐候性や耐摩耗性などに優れたコーティングを施すことができる。

また、前記織成繊維の表面に前記酸化チタンの先端を噴射圧力で侵入させることにした場合には、織成繊維に酸化チタンの結晶構造物を強固に接着させることができ、より一層耐候性や耐摩耗性などに優れたコーティングを施すことができる。

本発明に係る酸化チタンのコーティング方法を示す説明図。酸化チタンをコーティングする前後の化学繊維の表面の顕微鏡写真。酸化チタンをコーティングする前後の化学繊維の表面のＥＤＸ分析結果。

以下に、本発明に係る酸化チタンのコーティング方法の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、酸化チタンのコーティング方法は、織成繊維１に液体状の酸化チタン２を噴射することで、織成繊維１に酸化チタンの結晶を付着させるものである。

織成繊維１は、繊維を織成してシート状にしたものであればよく、綿や絹などの天然繊維を織成したものであってもよく、また、ポリエステルやポリアミドなどの化学繊維を織成したものであってもよい。たとえば、下着・カッターシャツ・靴下・上着・スポーツウェア・制服（作業用や軍事用など）・防弾チョッキ・カツラ・剣道等の防具・柔道や空手等の胴衣・相撲用廻しなどが挙げられる。

この織成繊維１は、酸化チタン２を噴霧する際に、上端部と下端部とを治具３に取付けて、張設された状態にしておく。

酸化チタン２としては、各種の酸化チタンを用いることができ、結晶構造がアナタース型（アナターゼ型）であっても、ルチル型であっても、ブルッカイト型であってもよい。

酸化チタン２の噴射には、高圧噴射器４を使用することができる。たとえば、高圧ガス供給装置５に供給ホース６を介して接続した噴射ガン７から容器８の内部に収容した液体状の酸化チタン２を高圧で噴射することができる。

この酸化チタン２を噴射する場合には、治具３に張設した織成繊維１の表面側から裏面側へ向けて噴射する。

その際に、治具３に張設した織成繊維１の裏面側に障害物等を載置しないで、織成繊維１の裏面側が遮蔽された状態にならないようにする。そして、織成繊維１の表面側から噴射された酸化チタン２の一部が裏面側まで貫通する圧力で酸化チタン２を噴射する。

このように、織成繊維１の表面側から噴射された酸化チタン２の一部が裏面側まで貫通するような高圧で酸化チタン２を噴射した場合には、織成繊維１の表面及び裏面だけでなく、織成繊維１の織成された内部の繊維にまで酸化チタン２を付着させることができる。通常、織成繊維１の表面に酸化チタン２を低圧で噴霧した場合には、織成繊維１の表面にしか酸化チタン２を付着させることができず、しかも、織成繊維１の細い繊維と酸化チタン２の結晶とが平面的（二次元的）に接触しておりその接触面積（付着面積）が小さいために容易に剥離してしまう。ところが、織成繊維１の表面側から噴射された酸化チタン２の一部が裏面側まで貫通するような高圧で酸化チタン２を噴射した場合には、織成繊維１の織成された内部の繊維と酸化チタン２の結晶とを立体的（三次元的）に接触させることができ、織成繊維１の内部の繊維と酸化チタン２の結晶との接触面積が大きくなり、酸化チタン２の剥離を防止することができる。

特に、織成繊維１として機械織成した化学繊維に、酸化チタン２としてアモルファス酸化チタンのようにアナタース型結晶を有する酸化チタン２を通常の低圧で噴霧した場合には、織成繊維１の表面が規則正しく均等に織成されており、酸化チタン２の結晶が扁平状の結晶構造を有しているために、織成繊維１の繊維と酸化チタン２の結晶との接触が非常に悪く酸化チタン２をコーティングすることができなかったが、上記したように高圧で酸化チタン２を噴射した場合には、機械織成された化学繊維の内部にまで酸化チタン２を良好に付着させることができた。

しかも、高圧で酸化チタン２を噴射した場合には、織成繊維１の表面に酸化チタン２の先端を噴射圧力で侵入させる（食い込ませる）ことができ、織成繊維１に酸化チタン２の結晶構造物を強固に接着させることができた。これについては、酸化チタン２をコーティングする前後の織成繊維１（化学繊維）の表面の顕微鏡写真（図２（ａ）及び（ｂ））において確認することができ、また、酸化チタン２をコーティングする前後の織成繊維１（化学繊維）の表面のＥＤＸ分析（エネルギー分散型Ｘ線分析）（図３（ａ）及び（ｂ））において確認することができた。

以上に説明したように、上記酸化チタン２のコーティング方法は、張設した織成繊維１の裏面側を遮蔽することなく表面側から酸化チタン２を裏面側に貫通する高圧で噴射することで織成繊維１に酸化チタン２をコーティングする構成としている。

そのため、上記構成の酸化チタン２のコーティング方法では、織成繊維１に酸化チタン２の結晶構造物を強固に付着させることができ、耐候性や耐摩耗性などに優れたコーティングを施すことができる。

また、上記酸化チタン２のコーティング方法では、織成繊維１として機械織成した化学繊維を用い、酸化チタン２としてアナタース型結晶を有する酸化チタン２を用いた場合であっても、化学繊維に酸化チタン２のアナターセ型結晶構造物を強固に付着させることができ、耐候性や耐摩耗性などに優れたコーティングを施すことができる。特に、織成繊維１の表面に酸化チタン２の先端を噴射圧力で侵入させた（食い込ませた）場合には、織成繊維１に酸化チタン２の結晶構造物を強固に接着させることができ、より一層耐候性や耐摩耗性などに優れたコーティングを施すことができる。

これにより、従来は消臭や殺菌などの効果を長期間にわたって持続させることが困難であった柔道や剣道などの道着や防具などにも酸化チタン２を良好にコーティングすることができ、これにより、柔道や剣道などの道着や防具などを長期間にわたって消臭や殺菌などすることができる。

特に、織成繊維１の表面に酸化チタン２の先端を噴射圧力で侵入させた（食い込ませた）場合には、織成繊維１から酸化チタン２が容易に剥離することがなくなり、耐久性により一層優れたものとすることができるとともに、織成繊維１の表面が酸化チタン２によって凹凸面（粗面）となることで空気との接触面積が増大し、光触媒による抗菌や消臭などの効果を増大させることができる。
また、酸化チタン２として銅を担持させた光触媒を用いた場合には、織成繊維１として下着等の光が当たらない又は当たりにくいところで使用されても光触媒による抗菌等の効果を発揮させることができる。

１織成繊維
２酸化チタン
３治具
４高圧噴射器
５高圧ガス供給装置
６供給ホース
７噴射ガン
８容器

Claims

上端部と下端部とに治具を取付けて張設した織成繊維の裏面側を遮蔽することなく表面側から酸化チタンを裏面側に貫通するとともに織成繊維の繊維表面に酸化チタンの先端を食い込ませる高圧で噴射することで織成繊維に酸化チタンをコーティングすることを特徴とする酸化チタンのコーティング方法。
前記織成繊維として機械織成した化学繊維を用い、前記酸化チタンとしてアナタース型結晶を有する酸化チタンを用いることを特徴とする請求項１に記載の酸化チタンのコーティング方法。