JPH0971418A - チタニア膜形成法 - Google Patents
チタニア膜形成法Info
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- JPH0971418A JPH0971418A JP24838495A JP24838495A JPH0971418A JP H0971418 A JPH0971418 A JP H0971418A JP 24838495 A JP24838495 A JP 24838495A JP 24838495 A JP24838495 A JP 24838495A JP H0971418 A JPH0971418 A JP H0971418A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 化学安定性が高く、乾燥あるいは加熱処理で
有毒物質を副生成しないチタニア膜用原料液体を作製
し、密着性が良く比較的密度の高い結晶性チタニア膜を
低温で合成する。 【構成】 チタン溶液と塩基性溶液から作製した水酸化
チタンゲルに過酸化水素水を作用させることにより合成
した液体の作製法、その液体を８０℃以上の加熱処理す
ることにより合成した酸化チタンを含む液体の合成法及
びそれらの液体を塗布乾燥あるいは塗布乾燥加熱処理を
してチタニア膜を作製することを特徴としたチタニア膜
形成法に関するものである。乾燥あるいは低温加熱処理
で比較的密度の高い結晶性チタニア薄膜の合成ができ、
乾燥焼成に於いて有害な物質が出ない。チタニア膜作製
用の液体は中性で種々の材料に適用でき、安定性が従来
のもに比べ格段に高い。耐酸性や光触媒活性等に優れる
チタニア膜が３００℃以下の低温でも作製できる。１回
の塗布で１μｍ以上の緻密な膜が形成できる。
有毒物質を副生成しないチタニア膜用原料液体を作製
し、密着性が良く比較的密度の高い結晶性チタニア膜を
低温で合成する。 【構成】 チタン溶液と塩基性溶液から作製した水酸化
チタンゲルに過酸化水素水を作用させることにより合成
した液体の作製法、その液体を８０℃以上の加熱処理す
ることにより合成した酸化チタンを含む液体の合成法及
びそれらの液体を塗布乾燥あるいは塗布乾燥加熱処理を
してチタニア膜を作製することを特徴としたチタニア膜
形成法に関するものである。乾燥あるいは低温加熱処理
で比較的密度の高い結晶性チタニア薄膜の合成ができ、
乾燥焼成に於いて有害な物質が出ない。チタニア膜作製
用の液体は中性で種々の材料に適用でき、安定性が従来
のもに比べ格段に高い。耐酸性や光触媒活性等に優れる
チタニア膜が３００℃以下の低温でも作製できる。１回
の塗布で１μｍ以上の緻密な膜が形成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チタン溶液と塩基性溶
液から作製した水酸化チタンゲルに過酸化水素水を作用
させ合成することを特徴とするチタニア膜形成用液体の
製法、その液体を８０℃以上の加熱処理することにより
合成した酸化チタンを含む液体の製法及びそれらの液体
を塗布乾燥あるいは加熱処理をして作製することを特徴
とするチタニア膜に関するものである。本発明のチタニ
ア膜は各種材料の保護被膜、光触媒、紫外線カット被
膜、着色コ−ティングなどの分野に利用され得る。
液から作製した水酸化チタンゲルに過酸化水素水を作用
させ合成することを特徴とするチタニア膜形成用液体の
製法、その液体を８０℃以上の加熱処理することにより
合成した酸化チタンを含む液体の製法及びそれらの液体
を塗布乾燥あるいは加熱処理をして作製することを特徴
とするチタニア膜に関するものである。本発明のチタニ
ア膜は各種材料の保護被膜、光触媒、紫外線カット被
膜、着色コ−ティングなどの分野に利用され得る。
【０００２】
【従来の技術】チタニア膜形成方法は、酸化チタン粉体
スラリ−あるいは塩化チタンや硫酸チタンの水溶液を基
体に塗布後焼成する塗布法、金属アルコキシドの加水分
解で作製したゾルを基体に塗布後焼成するゾルゲル法、
高真空中で酸化物のタ−ゲットをスパッタリングし基体
上に成膜するスパッタ法、有機金属やハロゲン化物を揮
発させ電気炉の中で分解して基体上に膜を作製するＣＶ
Ｄ法、固体粒子を大気中で発生させたプラズマ中で溶融
し基体表面にたたき付けるプラズマ溶射等がある。
スラリ−あるいは塩化チタンや硫酸チタンの水溶液を基
体に塗布後焼成する塗布法、金属アルコキシドの加水分
解で作製したゾルを基体に塗布後焼成するゾルゲル法、
高真空中で酸化物のタ−ゲットをスパッタリングし基体
上に成膜するスパッタ法、有機金属やハロゲン化物を揮
発させ電気炉の中で分解して基体上に膜を作製するＣＶ
Ｄ法、固体粒子を大気中で発生させたプラズマ中で溶融
し基体表面にたたき付けるプラズマ溶射等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】酸化チタン粉末の塗布
法は簡単であるが、緻密で密着性良好な膜は得られ難
く、合成温度が一般に高いため基体の種類にかなりの制
限がある。塩化チタンや硫酸チタン等の水溶液を塗布焼
成する方法は有害なハロゲン化合物を生成し、また、焼
成温度も数百度以上を必要とし、前記の産業上の利用分
野には利用されない。
法は簡単であるが、緻密で密着性良好な膜は得られ難
く、合成温度が一般に高いため基体の種類にかなりの制
限がある。塩化チタンや硫酸チタン等の水溶液を塗布焼
成する方法は有害なハロゲン化合物を生成し、また、焼
成温度も数百度以上を必要とし、前記の産業上の利用分
野には利用されない。
【０００４】プラズマ溶射は固体をプラズマ中で溶融し
基体表面にたたき付ける成膜法で成膜速度は速いが、緻
密な膜が得られ難く、均一で密着性に富んだ酸化物膜を
作製することができなかった。
基体表面にたたき付ける成膜法で成膜速度は速いが、緻
密な膜が得られ難く、均一で密着性に富んだ酸化物膜を
作製することができなかった。
【０００５】また、スパッタ法やＣＶＤ法などは減圧下
でなければ良好な膜が得られず、真空排気できる反応容
器が必要であり、一般に成膜速度が遅く、緻密な膜を得
るためには数百度以上に基体を加熱しなければならない
欠点がある。
でなければ良好な膜が得られず、真空排気できる反応容
器が必要であり、一般に成膜速度が遅く、緻密な膜を得
るためには数百度以上に基体を加熱しなければならない
欠点がある。
【０００６】ゾルゲル法で作製された市販のTiO2ゾルは
塗布や含浸処理が可能で、大面積コーティング、低温合
成が可能で工業的な利点が多いが、チタンテトライソプ
ロポキサイドやテトラブチルチタネイトなどの有機金属
を利用して合成しなければならなかったため、原料が高
価で、しかも原料が化学的に不安定で温度制御や雰囲気
に影響されやすく取り扱い難いという課題があった。ま
た、ゾルゲル法は原料ゾル中に酸や有機物質を含むので
焼成除去するのに４００℃以上の加熱が必要であり、酸
に侵されやすい材料には不向きで、低温焼成では多孔質
になりやすい。また、ゾルゲル法は工程が煩雑で、有害
な有機溶媒を使用しなければならない。また、ゾルゲル
法によって作製したTiO2ゾル中には酸やアルカリあるい
は有機物が加えられており、被コーティング材の腐蝕の
問題や有機物消却のための温度（４００℃以上）が必要
で、加熱焼成中に有害なハロゲン化物や窒素酸化物など
が副成する等の欠点があった。
塗布や含浸処理が可能で、大面積コーティング、低温合
成が可能で工業的な利点が多いが、チタンテトライソプ
ロポキサイドやテトラブチルチタネイトなどの有機金属
を利用して合成しなければならなかったため、原料が高
価で、しかも原料が化学的に不安定で温度制御や雰囲気
に影響されやすく取り扱い難いという課題があった。ま
た、ゾルゲル法は原料ゾル中に酸や有機物質を含むので
焼成除去するのに４００℃以上の加熱が必要であり、酸
に侵されやすい材料には不向きで、低温焼成では多孔質
になりやすい。また、ゾルゲル法は工程が煩雑で、有害
な有機溶媒を使用しなければならない。また、ゾルゲル
法によって作製したTiO2ゾル中には酸やアルカリあるい
は有機物が加えられており、被コーティング材の腐蝕の
問題や有機物消却のための温度（４００℃以上）が必要
で、加熱焼成中に有害なハロゲン化物や窒素酸化物など
が副成する等の欠点があった。
【０００７】以上のように、従来の方法では密度の高い
結晶性チタニア膜を低温で作製することが困難であり、
比較的低温で作製できるゾルゲル法では有機物質や酸等
を熱処理で分解消失させることが必要で、そのことが多
孔質化しやすくする原因にもなり、密度の高い膜を作製
するには熱処理温度を比較的高くしなければならなかっ
た。また、それらの助剤が熱処理によって窒素酸化物や
有機気体等の有害物質を生成する欠点もあった。比較的
低温合成ができるゾルゲル法でも、１回の塗布では０．
１から０．３μｍ程度の膜厚のものしか密着性良く形成
できなかった。
結晶性チタニア膜を低温で作製することが困難であり、
比較的低温で作製できるゾルゲル法では有機物質や酸等
を熱処理で分解消失させることが必要で、そのことが多
孔質化しやすくする原因にもなり、密度の高い膜を作製
するには熱処理温度を比較的高くしなければならなかっ
た。また、それらの助剤が熱処理によって窒素酸化物や
有機気体等の有害物質を生成する欠点もあった。比較的
低温合成ができるゾルゲル法でも、１回の塗布では０．
１から０．３μｍ程度の膜厚のものしか密着性良く形成
できなかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述のような問題点を解
決するために、本発明では以下のような全く新しい手段
によってチタニア膜形成用の塗布液体を合成した。ま
ず、塩化チタンや硫酸チタン水溶液とアンモニアや苛性
ソーダ等のアルカリ溶液からオルトチタン酸と呼ばれる
水酸化チタンゲルを沈殿させる。水を用いたデカンテー
ションによって水洗し、水酸化チタンゲルを分離する。
さらに過酸化水素水を加え、余分な過酸化水素を分解除
去することにより、請求項１の黄色の透明粘性液体を得
ることができる。この液体は、後述するように、過酸化
状態の水酸化チタンを含んでいると考えられ、市販のTi
O2ゾルとは本質的に異なるものである。一方、請求項２
の発明では、請求項１の液体を８０℃以上で加熱処理を
行うと結晶化した酸化チタンの超微粒子を含む液体が得
られる。この液体は中性で、チタン、酸素及び水素以外
の物質を含まないので、市販のTiO2ゾルとは本質的に異
なるものである。これらの２つの液体を基体上に塗布乾
燥、または低温で加熱処理することにより付着性に優れ
た緻密なチタニア膜を形成できる。また、１回の塗布で
１μｍ以上のチタニア膜を剥離することなく密着性よく
形成できる。
決するために、本発明では以下のような全く新しい手段
によってチタニア膜形成用の塗布液体を合成した。ま
ず、塩化チタンや硫酸チタン水溶液とアンモニアや苛性
ソーダ等のアルカリ溶液からオルトチタン酸と呼ばれる
水酸化チタンゲルを沈殿させる。水を用いたデカンテー
ションによって水洗し、水酸化チタンゲルを分離する。
さらに過酸化水素水を加え、余分な過酸化水素を分解除
去することにより、請求項１の黄色の透明粘性液体を得
ることができる。この液体は、後述するように、過酸化
状態の水酸化チタンを含んでいると考えられ、市販のTi
O2ゾルとは本質的に異なるものである。一方、請求項２
の発明では、請求項１の液体を８０℃以上で加熱処理を
行うと結晶化した酸化チタンの超微粒子を含む液体が得
られる。この液体は中性で、チタン、酸素及び水素以外
の物質を含まないので、市販のTiO2ゾルとは本質的に異
なるものである。これらの２つの液体を基体上に塗布乾
燥、または低温で加熱処理することにより付着性に優れ
た緻密なチタニア膜を形成できる。また、１回の塗布で
１μｍ以上のチタニア膜を剥離することなく密着性よく
形成できる。
【０００９】チタン原料は安価で取扱が容易な硫酸塩や
塩化物、しゅう酸塩等が望ましく、また、水酸化物の沈
殿を起こす塩基性物質はアンモニア水、苛性ソーダ等が
望ましい。反応によって副成する塩は安定で無害な塩化
ナトリウム、硫酸ナトリウムあるいは塩化アンモニウム
等になるような組み合わせが 望ましい。原料溶液の濃
度は特に制限はない。沈殿させるpHは２程度で行い、Fe
等の不純物が共沈しないようにすることが望ましい。
塩化物、しゅう酸塩等が望ましく、また、水酸化物の沈
殿を起こす塩基性物質はアンモニア水、苛性ソーダ等が
望ましい。反応によって副成する塩は安定で無害な塩化
ナトリウム、硫酸ナトリウムあるいは塩化アンモニウム
等になるような組み合わせが 望ましい。原料溶液の濃
度は特に制限はない。沈殿させるpHは２程度で行い、Fe
等の不純物が共沈しないようにすることが望ましい。
【００１０】沈殿した水酸化チタン（オルトチタン酸と
呼ばれる場合もある）はOH同志の重合や水素結合によっ
て高分子化したゲル状態にあり、このままではチタニア
膜の塗布液としては使用できない。このゲルに過酸化水
素水を添加するとOHの一部が過酸化状態になりペルオキ
ソチタン酸イオンとして溶解、あるいは高分子鎖が低分
子に分断された一種のゾル状態になり、余分な過酸化水
素は水と酸素になって分解し、チタニア膜形成用の粘性
液体として使用ができるようになる。このゾルは、チタ
ン以外に酸素と水素しか含まないので、乾燥や焼成によ
って酸化チタンに変化する場合に水と酸素しか発生しな
いため、ゾルゲル法や硫酸塩等の熱分解法に必要な炭素
成分やハロゲン成分の除去が必要でなく、従来より低温
でも比較的密度の高い結晶性のチタニア膜を作製するこ
とができる。また、pHは中性なので、使用における人体
への影響や基体の腐食などを考慮する必要がない。さら
に、過酸化水素はゾル化剤としてだけではなく安定化剤
として働き、ゾルの室温域で安定性が極めて高く長期の
保存に耐える。さらに、この液体を８０℃以上に加熱す
ると酸化チタンの超微粒子が生成した液体に変性させる
ことができる。８０℃以下では十分にチタニアの結晶化
が進まない。塗布乾燥あるいは加熱処理することによ
り、さらに低い温度で結晶性のチタニア膜を形成できる
が、密着性を良くするためには２００℃以上の処理温度
が必要である。
呼ばれる場合もある）はOH同志の重合や水素結合によっ
て高分子化したゲル状態にあり、このままではチタニア
膜の塗布液としては使用できない。このゲルに過酸化水
素水を添加するとOHの一部が過酸化状態になりペルオキ
ソチタン酸イオンとして溶解、あるいは高分子鎖が低分
子に分断された一種のゾル状態になり、余分な過酸化水
素は水と酸素になって分解し、チタニア膜形成用の粘性
液体として使用ができるようになる。このゾルは、チタ
ン以外に酸素と水素しか含まないので、乾燥や焼成によ
って酸化チタンに変化する場合に水と酸素しか発生しな
いため、ゾルゲル法や硫酸塩等の熱分解法に必要な炭素
成分やハロゲン成分の除去が必要でなく、従来より低温
でも比較的密度の高い結晶性のチタニア膜を作製するこ
とができる。また、pHは中性なので、使用における人体
への影響や基体の腐食などを考慮する必要がない。さら
に、過酸化水素はゾル化剤としてだけではなく安定化剤
として働き、ゾルの室温域で安定性が極めて高く長期の
保存に耐える。さらに、この液体を８０℃以上に加熱す
ると酸化チタンの超微粒子が生成した液体に変性させる
ことができる。８０℃以下では十分にチタニアの結晶化
が進まない。塗布乾燥あるいは加熱処理することによ
り、さらに低い温度で結晶性のチタニア膜を形成できる
が、密着性を良くするためには２００℃以上の処理温度
が必要である。
【００１１】チタニア膜形成用の液体を基体に塗布する
場合には、基体との濡れ性を向上させるために、適当な
界面活性剤を添加することができる。しかし、加熱処理
をしていないチタニア膜形成用液体は、他の遷移金属イ
オンやAgイオン等を含む溶液あるいは強い酸やアルカリ
を添加すると、ゾル状態にあったチタン溶液からチタン
酸を遊離し、ゲル化することがあるので注意を要する。
場合には、基体との濡れ性を向上させるために、適当な
界面活性剤を添加することができる。しかし、加熱処理
をしていないチタニア膜形成用液体は、他の遷移金属イ
オンやAgイオン等を含む溶液あるいは強い酸やアルカリ
を添加すると、ゾル状態にあったチタン溶液からチタン
酸を遊離し、ゲル化することがあるので注意を要する。
【００１２】請求項１のチタニア膜形成用液体は、２０
０℃未満でOH基を若干含む非晶質のチタニア膜、２００
℃以上では結晶性の緻密なチタニア膜を作製できる。こ
れらの膜は耐酸性に優れ、各種の防蝕コーティングに利
用できる。また、８０℃以上の加熱処理をしたチタニア
膜形成用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、加熱処理をできない材料のコーティング
材として有用である。このような方法において、保護被
膜や光触媒等種々の用途に利用可能であり、しかも比較
的密度が高く密着性の良いものを比較的低温で得ること
ができる。
０℃未満でOH基を若干含む非晶質のチタニア膜、２００
℃以上では結晶性の緻密なチタニア膜を作製できる。こ
れらの膜は耐酸性に優れ、各種の防蝕コーティングに利
用できる。また、８０℃以上の加熱処理をしたチタニア
膜形成用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、加熱処理をできない材料のコーティング
材として有用である。このような方法において、保護被
膜や光触媒等種々の用途に利用可能であり、しかも比較
的密度が高く密着性の良いものを比較的低温で得ること
ができる。
【００１３】乾燥しただけの膜は耐水性があるが含侵性
もあり、他の溶液を含侵させ焼成することにより、チタ
ニア膜の中に他の物質を担持あるいは分散した複合体を
作成することも可能である。
もあり、他の溶液を含侵させ焼成することにより、チタ
ニア膜の中に他の物質を担持あるいは分散した複合体を
作成することも可能である。
【００１４】基体はセラミックス、陶磁器、金属、プラ
スチックス、繊維、建材等、用途に応じた加熱処理に耐
え得る素材であればあらゆるものにコーティング可能で
あり、多孔体の内部や粉体の表面処理を行なうことも可
能である。特に中性であるために金属のチタニアコーテ
ィングを有効に行うことができる。
スチックス、繊維、建材等、用途に応じた加熱処理に耐
え得る素材であればあらゆるものにコーティング可能で
あり、多孔体の内部や粉体の表面処理を行なうことも可
能である。特に中性であるために金属のチタニアコーテ
ィングを有効に行うことができる。
【００１５】
【実施例１】原料として四塩化チタン６０％溶液５ｃｃ
を蒸留水で５００ｃｃとした溶液にアンモニア水（１：
９）を滴下し、水酸化チタンを沈殿させた。蒸留水で洗
浄後、過酸化水素水３０％溶液を１０ｃｃ加えかき混
ぜ、チタンを含む黄色粘性液体（ゾル溶液）７０ｃｃを
作製することができた。過酸化水素を加えた直後は酸素
が発生し発泡するが、余分な過酸化水素が分解した後は
発泡はおさまり、常温常圧の下で６カ月たっても変化が
なかった。ｐＨは６．４で中性であった。基板として研
磨したアルミナを用い、ゾル溶液に侵漬乾燥後、各種温
度で熱処理した。１回の塗布で得られた膜の厚みは１μ
ｍ程度であった。得られたチタニア膜の物性を次に示
す。 熱処理温度（℃） 生成相 密度（％） 乾燥のみ 無定型 １００ 無定型 ２００ アナターゼ ７１ ３００ アナターゼ ７２ ４００ アナターゼ ７４ ５００ アナターゼ ８５ ６００ アナターゼ ９２ ２００℃以上で緻密な結晶性のチタニア膜が密着性よく
得られた。
を蒸留水で５００ｃｃとした溶液にアンモニア水（１：
９）を滴下し、水酸化チタンを沈殿させた。蒸留水で洗
浄後、過酸化水素水３０％溶液を１０ｃｃ加えかき混
ぜ、チタンを含む黄色粘性液体（ゾル溶液）７０ｃｃを
作製することができた。過酸化水素を加えた直後は酸素
が発生し発泡するが、余分な過酸化水素が分解した後は
発泡はおさまり、常温常圧の下で６カ月たっても変化が
なかった。ｐＨは６．４で中性であった。基板として研
磨したアルミナを用い、ゾル溶液に侵漬乾燥後、各種温
度で熱処理した。１回の塗布で得られた膜の厚みは１μ
ｍ程度であった。得られたチタニア膜の物性を次に示
す。 熱処理温度（℃） 生成相 密度（％） 乾燥のみ 無定型 １００ 無定型 ２００ アナターゼ ７１ ３００ アナターゼ ７２ ４００ アナターゼ ７４ ５００ アナターゼ ８５ ６００ アナターゼ ９２ ２００℃以上で緻密な結晶性のチタニア膜が密着性よく
得られた。
【００１６】
【実施例２】実施例１の液体を８０℃、１００℃、１２
０℃、１６０℃及び２００℃で６時間加熱処理あるいは
オートクレーブ処理したゾル溶液の性状を次に示す。 熱処理温度（℃） 生成相 ８０ アナターゼ 薄黄色半透明の液体 １００ アナターゼ 薄黄色半透明の液体 １２０ アナターゼ 白色不透明の液体 １６０ アナターゼ 白色不透明の液体 ２００ アナターゼ 白色不透明の液体 いずれも中性で結晶化したチタニア（アナターゼ型）を
含んだ液体が得られた。１００℃で処理した液体に研磨
したアルミナを侵漬乾燥後、各種温度で熱処理した。得
られたチタニア膜の物性を次に示す。 熱処理温度（℃） 生成相 密度（％） 乾燥のみ アナターゼ ６９ １００ アナターゼ ７０ ２００ アナターゼ ７３ ３００ アナターゼ ７５ ４００ アナターゼ ７８ ５００ アナターゼ ８７ ６００ アナターゼ ９５ 室温乾燥でも結晶性のチタニア膜が作製でき密着性にも
優れていた。
０℃、１６０℃及び２００℃で６時間加熱処理あるいは
オートクレーブ処理したゾル溶液の性状を次に示す。 熱処理温度（℃） 生成相 ８０ アナターゼ 薄黄色半透明の液体 １００ アナターゼ 薄黄色半透明の液体 １２０ アナターゼ 白色不透明の液体 １６０ アナターゼ 白色不透明の液体 ２００ アナターゼ 白色不透明の液体 いずれも中性で結晶化したチタニア（アナターゼ型）を
含んだ液体が得られた。１００℃で処理した液体に研磨
したアルミナを侵漬乾燥後、各種温度で熱処理した。得
られたチタニア膜の物性を次に示す。 熱処理温度（℃） 生成相 密度（％） 乾燥のみ アナターゼ ６９ １００ アナターゼ ７０ ２００ アナターゼ ７３ ３００ アナターゼ ７５ ４００ アナターゼ ７８ ５００ アナターゼ ８７ ６００ アナターゼ ９５ 室温乾燥でも結晶性のチタニア膜が作製でき密着性にも
優れていた。
【０００１７】
【比較例１】原料として水酸化チタンを水に分散させた
液体（０．２Ｍ、白色不透明液、分散剤含有）を用い、
研磨したアルミナをこの液体に侵漬乾燥後、各種温度で
熱処理した。１回の塗布で得られた膜の厚みは０．２μ
ｍ程度であった。それ以上厚く塗布すると乾燥後、膜が
剥離しやすかった。得られたチタニア膜の物性を次に示
す。 熱処理温度（℃） 生成相 密度（％） 乾燥のみ 無定型 １００ 無定型 ２００ 無定型 ３００ 無定型 ４００ アナターゼ ４９ ５００ アナターゼ ６０ ６００ アナターゼ ８１ ４００℃以上で結晶性のチタニア膜が得られ、結晶化温
度や緻密化温度は本発明の方法に比べ高い温度が必要で
あった。
液体（０．２Ｍ、白色不透明液、分散剤含有）を用い、
研磨したアルミナをこの液体に侵漬乾燥後、各種温度で
熱処理した。１回の塗布で得られた膜の厚みは０．２μ
ｍ程度であった。それ以上厚く塗布すると乾燥後、膜が
剥離しやすかった。得られたチタニア膜の物性を次に示
す。 熱処理温度（℃） 生成相 密度（％） 乾燥のみ 無定型 １００ 無定型 ２００ 無定型 ３００ 無定型 ４００ アナターゼ ４９ ５００ アナターゼ ６０ ６００ アナターゼ ８１ ４００℃以上で結晶性のチタニア膜が得られ、結晶化温
度や緻密化温度は本発明の方法に比べ高い温度が必要で
あった。
【００１８】
【実施例３】実施例１のゾル溶液及び比較例１の水酸化
チタンを鉄板（９９．９％）に塗布し、各種温度で熱処
理し、０．１Ｎ硝酸水溶液に常温で１時間侵積し耐酸性
試験を行った。膜厚は約０．３μｍである。その結果を
以下に示す。 熱処理温度（℃） 実施例１の膜 実施例２の膜 水酸化チタンによる膜 乾燥のみ 腐蝕 腐蝕 腐蝕 １００ 一部腐蝕 一部腐蝕 腐蝕 ２００ 良好 良好 腐蝕 ３００ 良好 良好 腐蝕 ４００ 良好 良好 一部腐蝕 ５００ 良好 良好 良好 ６００ 良好 良好 良好 本発明の方がより低温の熱処理で耐酸性を示すチタニア
膜を生成できたことが示された。
チタンを鉄板（９９．９％）に塗布し、各種温度で熱処
理し、０．１Ｎ硝酸水溶液に常温で１時間侵積し耐酸性
試験を行った。膜厚は約０．３μｍである。その結果を
以下に示す。 熱処理温度（℃） 実施例１の膜 実施例２の膜 水酸化チタンによる膜 乾燥のみ 腐蝕 腐蝕 腐蝕 １００ 一部腐蝕 一部腐蝕 腐蝕 ２００ 良好 良好 腐蝕 ３００ 良好 良好 腐蝕 ４００ 良好 良好 一部腐蝕 ５００ 良好 良好 良好 ６００ 良好 良好 良好 本発明の方がより低温の熱処理で耐酸性を示すチタニア
膜を生成できたことが示された。
【００１９】
【実施例４】実施例１のゾル溶液をスライドガラスに塗
布乾燥し、０．０４Ｎ硝酸銀水溶液に１分間侵積し、水
洗後３００℃で焼成した。その結果、酸化銀約３ｗｔ％
含有の緻密なチタニア膜が得られた。この被膜は銀の抗
菌性被膜として使用可能である。
布乾燥し、０．０４Ｎ硝酸銀水溶液に１分間侵積し、水
洗後３００℃で焼成した。その結果、酸化銀約３ｗｔ％
含有の緻密なチタニア膜が得られた。この被膜は銀の抗
菌性被膜として使用可能である。
【００２０】
【実施例５】実施例１のゾル溶液及び比較例１の水酸化
チタンをスライドガラスに塗布し、各種温度で熱処理
し、１００ppmの酢酸溶液中に侵積し、６Ｗの紫外線ラ
ンプ照射下（１時間）で酢酸分解試験を行い光触媒活性
テストを行った。膜厚は約０．３μｍである。その結果
を以下に示す。 熱処理温度（℃） 実施例１の膜 実施例２の膜 水酸化チタンによる膜 乾燥のみ 不活性 活性 不活性 １００ 不活性 活性 不活性 ２００ 活性 活性 不活性 ３００ 活性 活性 不活性 ４００ 活性 活性 活性 ５００ 活性 活性 活性 ６００ 活性 活性 活性 本発明の方がより低温の熱処理で結晶性のチタニアを生
成するため、光触媒特性を示すチタニア膜がより低温で
生成できた。
チタンをスライドガラスに塗布し、各種温度で熱処理
し、１００ppmの酢酸溶液中に侵積し、６Ｗの紫外線ラ
ンプ照射下（１時間）で酢酸分解試験を行い光触媒活性
テストを行った。膜厚は約０．３μｍである。その結果
を以下に示す。 熱処理温度（℃） 実施例１の膜 実施例２の膜 水酸化チタンによる膜 乾燥のみ 不活性 活性 不活性 １００ 不活性 活性 不活性 ２００ 活性 活性 不活性 ３００ 活性 活性 不活性 ４００ 活性 活性 活性 ５００ 活性 活性 活性 ６００ 活性 活性 活性 本発明の方がより低温の熱処理で結晶性のチタニアを生
成するため、光触媒特性を示すチタニア膜がより低温で
生成できた。
【００２１】
【発明の効果】本発明の方法を使用することにより、安
定なチタニア膜形成用溶液が作成可能であり、従来より
も比較的密度の高い密着性に優れた結晶性チタニア膜が
低温で作成可能となる。また、本発明の液体は従来のTi
O2ゾルとは本質的に異なるものであり、焼成によって有
害な副生成物が出ず、中性なので取り扱いやすく、ま
た、１回の塗布で１μｍ以上の緻密な膜を形成できるな
ど膜の作製工程上の利点が多数ある。このような利点の
ために、塗布法により酸化物膜を作製する上でこれまで
問題になっていた原料液体の安定性やｐＨ、低温合成等
の課題を解決することができる。したがって、低温コー
ティングが要求される金属のチタニアコーティングや様
々な材料への低温チタニアコーティングによる光触媒活
性の付与など、産業上において与える効果も大きい。
定なチタニア膜形成用溶液が作成可能であり、従来より
も比較的密度の高い密着性に優れた結晶性チタニア膜が
低温で作成可能となる。また、本発明の液体は従来のTi
O2ゾルとは本質的に異なるものであり、焼成によって有
害な副生成物が出ず、中性なので取り扱いやすく、ま
た、１回の塗布で１μｍ以上の緻密な膜を形成できるな
ど膜の作製工程上の利点が多数ある。このような利点の
ために、塗布法により酸化物膜を作製する上でこれまで
問題になっていた原料液体の安定性やｐＨ、低温合成等
の課題を解決することができる。したがって、低温コー
ティングが要求される金属のチタニアコーティングや様
々な材料への低温チタニアコーティングによる光触媒活
性の付与など、産業上において与える効果も大きい。
Claims (3)
- 【請求項１】 チタンを含む水溶液と塩基性物質から作
製した水酸化チタンゲルに過酸化水素水を作用させ合成
することを特徴とするチタニア膜形成用液体。 - 【請求項２】 請求項１の液体を８０℃以上の加熱処理
あるいはオートクレーブ処理することにより酸化チタン
微粒子を生成させたチタニア膜形成用液体。 - 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２の液体を、基
体に塗布あるいは含浸させ、乾燥あるいは加熱処理して
作製することを特徴としたチタニア膜。
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|---|---|---|---|
| JP24838495A JP2938376B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | チタニア膜形成用液体およびチタニア膜およびその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24838495A JP2938376B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | チタニア膜形成用液体およびチタニア膜およびその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0971418A true JPH0971418A (ja) | 1997-03-18 |
| JP2938376B2 JP2938376B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=17177307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24838495A Expired - Lifetime JP2938376B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | チタニア膜形成用液体およびチタニア膜およびその製造方法 |
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-
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