JPH10114545A - 光触媒性親水性部材及びその製造方法、並びに光触媒性親水性コーティング組成物 - Google Patents
光触媒性親水性部材及びその製造方法、並びに光触媒性親水性コーティング組成物Info
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面を恒久的に高度の親水性に維持できるよ
うになると共に、遮光時の親水性もある程度長期にわた
り維持される部材の提供。 【解決手段】 光触媒性酸化チタンと酸化タングステン
からなる層が形成されている、或いは光触媒性酸化チタ
ン含有層が形成され、さらにその上に酸化タングステン
からなる層が形成されている光触媒性親水性部材。
うになると共に、遮光時の親水性もある程度長期にわた
り維持される部材の提供。 【解決手段】 光触媒性酸化チタンと酸化タングステン
からなる層が形成されている、或いは光触媒性酸化チタ
ン含有層が形成され、さらにその上に酸化タングステン
からなる層が形成されている光触媒性親水性部材。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、部材表面を高度の
親水性になし、かつ維持する技術に関する。より詳しく
は、本発明は、鏡、レンズ、ガラス、プリズムその他の
透明部材の表面を高度に親水化することにより、部材の
曇りや水滴形成を防止する防曇技術に関する。本発明
は、また、建物や窓ガラスや機械装置や物品の表面を高
度に親水化することにより、表面が汚れるのを防止し、
又は表面を自己浄化(セルフクリーニング)し若しくは
容易に清掃する技術に関する。
親水性になし、かつ維持する技術に関する。より詳しく
は、本発明は、鏡、レンズ、ガラス、プリズムその他の
透明部材の表面を高度に親水化することにより、部材の
曇りや水滴形成を防止する防曇技術に関する。本発明
は、また、建物や窓ガラスや機械装置や物品の表面を高
度に親水化することにより、表面が汚れるのを防止し、
又は表面を自己浄化(セルフクリーニング)し若しくは
容易に清掃する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】寒冷時に自動車その他の乗物の風防ガラ
スや窓ガラス、建物の窓ガラス、眼鏡のレンズ、および
各種計器盤のカバーガラスが凝縮湿分で曇るのはしばし
ば経験されることである。また、浴室や洗面所の鏡や眼
鏡のレンズが湯気で曇ることも良く遭遇される。更に、
車両の風防ガラスや窓ガラス、建物の窓ガラス、車両の
バックミラー、眼鏡のレンズ、マスクやヘルメットのシ
ールドが降雨や水しぶきを受け、離散した多数の水滴が
表面に付着すると、それらの表面は翳り、ぼやけ、斑模
様になり、或いは曇り、やはり可視性が失われる。言う
までもなく、上記“曇り”は安全性や種々の作業の能率
に深い影響を与える。例えば、車両の風防ガラスや窓ガ
ラス、車両のバックミラーが、寒冷時や雨天に翳り或い
は曇ると、視界の確保が困難となり、交通の安全性が損
なわれる。内視鏡レンズや歯科用歯鏡が曇ると、的確な
診断、手術、処置の障害となる。計器盤のカバーガラス
が曇るとデータの読みが困難となる。
スや窓ガラス、建物の窓ガラス、眼鏡のレンズ、および
各種計器盤のカバーガラスが凝縮湿分で曇るのはしばし
ば経験されることである。また、浴室や洗面所の鏡や眼
鏡のレンズが湯気で曇ることも良く遭遇される。更に、
車両の風防ガラスや窓ガラス、建物の窓ガラス、車両の
バックミラー、眼鏡のレンズ、マスクやヘルメットのシ
ールドが降雨や水しぶきを受け、離散した多数の水滴が
表面に付着すると、それらの表面は翳り、ぼやけ、斑模
様になり、或いは曇り、やはり可視性が失われる。言う
までもなく、上記“曇り”は安全性や種々の作業の能率
に深い影響を与える。例えば、車両の風防ガラスや窓ガ
ラス、車両のバックミラーが、寒冷時や雨天に翳り或い
は曇ると、視界の確保が困難となり、交通の安全性が損
なわれる。内視鏡レンズや歯科用歯鏡が曇ると、的確な
診断、手術、処置の障害となる。計器盤のカバーガラス
が曇るとデータの読みが困難となる。
【0003】上記“曇り”の解消のために、表面を親水
性にすることが提案されている。例えば、実開平3−1
29357号には、基材の表面にポリマー層を設け、こ
の層に紫外線を照射した後アルカリ水溶液により処理す
ることにより高密度の酸性基を生成し、これによりポリ
マー層の表面を親水性にすることからなる鏡の防曇方法
が開示されている。しかし、この方法で得られる程度の
酸性基では、表面極性が充分でなく、表面に付着する汚
染物質により時間が経つにつれて表面は親水性を失い、
防曇性能が次第に失われるものと考えられる。
性にすることが提案されている。例えば、実開平3−1
29357号には、基材の表面にポリマー層を設け、こ
の層に紫外線を照射した後アルカリ水溶液により処理す
ることにより高密度の酸性基を生成し、これによりポリ
マー層の表面を親水性にすることからなる鏡の防曇方法
が開示されている。しかし、この方法で得られる程度の
酸性基では、表面極性が充分でなく、表面に付着する汚
染物質により時間が経つにつれて表面は親水性を失い、
防曇性能が次第に失われるものと考えられる。
【0004】他方、建築及び塗料の分野においては、環
境汚染に伴い、建築外装材料や屋外建造物やその塗膜の
汚れが問題となっている。大気中に浮遊する煤塵や粒子
は晴天には建物の屋根や外壁に堆積する。堆積物は降雨
に伴い雨水により流され、建物の外壁を流下する。更
に、雨天には浮遊煤塵は雨によって持ち運ばれ、建物の
外壁や屋外建造物の表面を流下する。その結果、表面に
は、雨水の道筋に沿って汚染物質が付着する。表面が乾
燥すると、表面には縞状の汚れが現れる。建築外装材料
や塗膜の汚れは、カーボンブラックのような燃焼生成物
や、都市煤塵や、粘土粒子のような無機質物質の汚染物
質からなる。このような汚染物質の多様性が防汚対策を
複雑にしているものと考えられている(橘高義典著“外
壁仕上材料の汚染の促進試験方法”、日本建築学会構造
系論文報告集、第404号、1989年10月、p.1
5−24)。
境汚染に伴い、建築外装材料や屋外建造物やその塗膜の
汚れが問題となっている。大気中に浮遊する煤塵や粒子
は晴天には建物の屋根や外壁に堆積する。堆積物は降雨
に伴い雨水により流され、建物の外壁を流下する。更
に、雨天には浮遊煤塵は雨によって持ち運ばれ、建物の
外壁や屋外建造物の表面を流下する。その結果、表面に
は、雨水の道筋に沿って汚染物質が付着する。表面が乾
燥すると、表面には縞状の汚れが現れる。建築外装材料
や塗膜の汚れは、カーボンブラックのような燃焼生成物
や、都市煤塵や、粘土粒子のような無機質物質の汚染物
質からなる。このような汚染物質の多様性が防汚対策を
複雑にしているものと考えられている(橘高義典著“外
壁仕上材料の汚染の促進試験方法”、日本建築学会構造
系論文報告集、第404号、1989年10月、p.1
5−24)。
【0005】従来の通念では、上記建築外装などの汚れ
を防止するためにはポリテトラフルオロエチレン(PT
FE)のような撥水性の塗料が好ましいと考えられてい
たが、最近では、疎水性成分を多く含む都市煤塵に対し
ては、塗膜の表面を出来るだけ親水性にするのが望まし
いと考えられている(高分子、44巻、1995年5月
号、p.307)。そこで、親水性のグラフトポリマー
で建物を塗装することが提案されている(新聞“化学工
業日報”、1995年1月30日)。報告によれば、こ
の塗膜は水との接触角に換算して30〜40゜の親水性
を呈する。しかしながら、粘土鉱物で代表される無機質
塵埃の水との接触角は20゜から50゜であり、水との
接触角が30〜40゜のグラフトポリマーに対して親和
性を有しその表面に付着しやすいので、このグラフトポ
リマーの塗膜は無機質塵埃による汚れを防止することが
できないと考えられる。
を防止するためにはポリテトラフルオロエチレン(PT
FE)のような撥水性の塗料が好ましいと考えられてい
たが、最近では、疎水性成分を多く含む都市煤塵に対し
ては、塗膜の表面を出来るだけ親水性にするのが望まし
いと考えられている(高分子、44巻、1995年5月
号、p.307)。そこで、親水性のグラフトポリマー
で建物を塗装することが提案されている(新聞“化学工
業日報”、1995年1月30日)。報告によれば、こ
の塗膜は水との接触角に換算して30〜40゜の親水性
を呈する。しかしながら、粘土鉱物で代表される無機質
塵埃の水との接触角は20゜から50゜であり、水との
接触角が30〜40゜のグラフトポリマーに対して親和
性を有しその表面に付着しやすいので、このグラフトポ
リマーの塗膜は無機質塵埃による汚れを防止することが
できないと考えられる。
【0006】
【発明の解決すべき課題】上記の如く、部材表面を親水
性にすることにより、部材の曇りや水滴形成を防止した
り、また、建物や窓ガラスや機械装置や物品の表面が汚
れるのを防止し、又は表面を自己浄化(セルフクリーニ
ング)し若しくは容易に清掃することができる提案は存
在するものの、表面を高度の親水性に長期にわたり維持
できないため、その効果は充分でなかった。そこで、本
発明では、上記事情に鑑み、表面を長期にわたり高度の
親水性に維持できる部材を提供することを目的とする。
性にすることにより、部材の曇りや水滴形成を防止した
り、また、建物や窓ガラスや機械装置や物品の表面が汚
れるのを防止し、又は表面を自己浄化(セルフクリーニ
ング)し若しくは容易に清掃することができる提案は存
在するものの、表面を高度の親水性に長期にわたり維持
できないため、その効果は充分でなかった。そこで、本
発明では、上記事情に鑑み、表面を長期にわたり高度の
親水性に維持できる部材を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段、及び作用】本発明は、光
触媒を含有する表面層を形成した部材において、光触媒
を光励起すると、部材の表面が高度に親水化されるとい
う発見に基づく。この現象は以下に示す機構により進行
すると考えられる。すなわち、光触媒の価電子帯上端と
伝導電子帯下端とのエネルギーギャップ以上のエネルギ
ーを有する光が光触媒性酸化物に照射されると、光触媒
の価電子帯中の電子が励起されて伝導電子と正孔が生成
し、そのいずれかまたは双方の作用により、おそらく表
面に極性が付与され、水や水酸基等の極性成分が集めら
れる。そして伝導電子と正孔のいずれかまたは双方と、
上記極性成分の協調的な作用により、吸着表面と表面に
化学的に吸着した汚染物質との化学結合を切断すると共
に、表面に化学吸着水が吸着し、さらに物理吸着水層が
その上に形成されるのである。
触媒を含有する表面層を形成した部材において、光触媒
を光励起すると、部材の表面が高度に親水化されるとい
う発見に基づく。この現象は以下に示す機構により進行
すると考えられる。すなわち、光触媒の価電子帯上端と
伝導電子帯下端とのエネルギーギャップ以上のエネルギ
ーを有する光が光触媒性酸化物に照射されると、光触媒
の価電子帯中の電子が励起されて伝導電子と正孔が生成
し、そのいずれかまたは双方の作用により、おそらく表
面に極性が付与され、水や水酸基等の極性成分が集めら
れる。そして伝導電子と正孔のいずれかまたは双方と、
上記極性成分の協調的な作用により、吸着表面と表面に
化学的に吸着した汚染物質との化学結合を切断すると共
に、表面に化学吸着水が吸着し、さらに物理吸着水層が
その上に形成されるのである。
【0008】本発明では、光触媒性酸化チタンと、酸化
タングステンからなる表面層が形成されている、或いは
光触媒性酸化チタン含有層が形成され、さらにその上に
酸化タングステンからなる表面層が形成されていること
を特徴とする光触媒性親水性部材を提供する。表面層に
光触媒性酸化チタン以外に酸化タングステンが含有され
ていると、一旦親水化された表面の遮光時の親水維持性
が向上する。これは、酸化タングステンが含有されてい
ると、表面の極性が、光の有無にかかわらず大きな状態
になるために、疎水性分子よりも極性分子である水分子
を選択的に吸着させやすく、そのために安定な物理吸着
水層が形成されやすいためと考えられる。従って、表面
層に酸化物超強酸と光触媒性酸化物の双方が含有される
ようにすることにより、暗所において長期にわたり高度
の親水性を維持できるようになるとともに、親水性が失
われてきても光触媒性酸化物の光励起により高度な親水
状態を回復できる。
タングステンからなる表面層が形成されている、或いは
光触媒性酸化チタン含有層が形成され、さらにその上に
酸化タングステンからなる表面層が形成されていること
を特徴とする光触媒性親水性部材を提供する。表面層に
光触媒性酸化チタン以外に酸化タングステンが含有され
ていると、一旦親水化された表面の遮光時の親水維持性
が向上する。これは、酸化タングステンが含有されてい
ると、表面の極性が、光の有無にかかわらず大きな状態
になるために、疎水性分子よりも極性分子である水分子
を選択的に吸着させやすく、そのために安定な物理吸着
水層が形成されやすいためと考えられる。従って、表面
層に酸化物超強酸と光触媒性酸化物の双方が含有される
ようにすることにより、暗所において長期にわたり高度
の親水性を維持できるようになるとともに、親水性が失
われてきても光触媒性酸化物の光励起により高度な親水
状態を回復できる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の第一実施態様において
は、図1に示すように、基材表面に、光触媒性酸化チタ
ンと、酸化タングステンからなる表面層が形成されてい
るようにする。本発明の第二実施態様においては、図2
に示すように、基材表面に、光触媒性酸化チタン含有層
が形成され、さらにその上に酸化タングステンからなる
表面層が形成されているようにする。
は、図1に示すように、基材表面に、光触媒性酸化チタ
ンと、酸化タングステンからなる表面層が形成されてい
るようにする。本発明の第二実施態様においては、図2
に示すように、基材表面に、光触媒性酸化チタン含有層
が形成され、さらにその上に酸化タングステンからなる
表面層が形成されているようにする。
【0010】本発明における高度の親水性とは、水との
接触角に換算して10゜以下、好ましくは5゜以下の水
濡れ性を呈する状態をいう。PCT/JP96/007
33号に示したように、部材表面が水との接触角に換算
して10゜以下の状態であれば、空気中の湿分や湯気が
結露しても、凝縮水が個々の水滴を形成せずに一様な水
膜になる傾向が顕著になる。従って、表面に光散乱性の
曇りを生じない傾向が顕著になる。同様に、窓ガラスや
車両用バックミラーや車両用風防ガラスや眼鏡レンズや
ヘルメットのシールドが降雨や水しぶきを浴びた場合
に、離散した目障りな水滴が形成されずに、高度の視界
と可視性を確保し、車両や交通の安全性を保証し、種々
の作業や活動の能率を向上させる効果が飛躍的に向上す
る。また、同様にPCT/JP96/00733号に示
したように、部材表面が水との接触角に換算して10゜
以下、好ましくは5゜以下の状態であれば、都市煤塵、
自動車等の排気ガスに含有されるカーボンブラック等の
燃焼生成物、油脂、シーラント溶出成分等の疎水性汚染
物質、及び無機粘土質汚染物質双方が付着しにくく、付
着しても降雨や水洗により簡単に落せる状態になる。
接触角に換算して10゜以下、好ましくは5゜以下の水
濡れ性を呈する状態をいう。PCT/JP96/007
33号に示したように、部材表面が水との接触角に換算
して10゜以下の状態であれば、空気中の湿分や湯気が
結露しても、凝縮水が個々の水滴を形成せずに一様な水
膜になる傾向が顕著になる。従って、表面に光散乱性の
曇りを生じない傾向が顕著になる。同様に、窓ガラスや
車両用バックミラーや車両用風防ガラスや眼鏡レンズや
ヘルメットのシールドが降雨や水しぶきを浴びた場合
に、離散した目障りな水滴が形成されずに、高度の視界
と可視性を確保し、車両や交通の安全性を保証し、種々
の作業や活動の能率を向上させる効果が飛躍的に向上す
る。また、同様にPCT/JP96/00733号に示
したように、部材表面が水との接触角に換算して10゜
以下、好ましくは5゜以下の状態であれば、都市煤塵、
自動車等の排気ガスに含有されるカーボンブラック等の
燃焼生成物、油脂、シーラント溶出成分等の疎水性汚染
物質、及び無機粘土質汚染物質双方が付着しにくく、付
着しても降雨や水洗により簡単に落せる状態になる。
【0011】部材表面が上記高度の親水性を維持できれ
ば、上記防曇効果、表面清浄化効果の他、帯電防止効果
(ほこり付着防止効果)、断熱効果、水中での気泡付着
防止効果、熱交換器における効率向上効果、生体親和性
効果等が発揮されるようになる。
ば、上記防曇効果、表面清浄化効果の他、帯電防止効果
(ほこり付着防止効果)、断熱効果、水中での気泡付着
防止効果、熱交換器における効率向上効果、生体親和性
効果等が発揮されるようになる。
【0012】本発明が適用可能な基材としては、上記防
曇効果を期待する場合には透明な部材であり、その材質
はガラス、プラスチック等が好適に利用できる。適用可
能な基材を用途でいえば、車両用バックミラー、浴室用
鏡、洗面所用鏡、歯科用鏡、道路鏡のような鏡;眼鏡レ
ンズ、光学レンズ、写真機レンズ、内視鏡レンズ、照明
用レンズ、半導体用レンズ、複写機用レンズのようなレ
ンズ;プリズム;建物や監視塔の窓ガラス;自動車、鉄
道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、ロープウエイ
のゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船のような乗物の
窓ガラス;自動車、鉄道車両、航空機、船舶、潜水艇、
雪上車、スノーモービル、オートバイ、ロープウエイの
ゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船のような乗物の風
防ガラス;防護用ゴーグル、スポーツ用ゴーグル、防護
用マスクのシールド、スポーツ用マスクのシールド、ヘ
ルメットのシールド、冷凍食品陳列ケースのガラス;計
測機器のカバーガラス、及び上記物品表面に貼付させる
ためのフィルムを含む。本発明が適用可能な基材として
は、上記表面清浄化効果を期待する場合にはその材質
は、例えば、金属、セラミックス、ガラス、プラスチッ
ク、木、石、セメント、コンクリート、繊維、布帛、そ
れらの組合せ、それらの積層体が好適に利用できる。適
用可能な基材を用途でいえば、建材、建物外装、建物内
装、窓枠、窓ガラス、構造部材、乗物の外装及び塗装、
機械装置や物品の外装、防塵カバー及び塗装、交通標
識、各種表示装置、広告塔、道路用防音壁、鉄道用防音
壁、橋梁、ガードレールの外装及び塗装、トンネル内装
及び塗装、碍子、太陽電池カバー、太陽熱温水器集熱カ
バー、ビニールハウス、車両用照明灯のカバー、住宅設
備、便器、浴槽、洗面台、照明器具、照明カバー、台所
用品、食器、食器洗浄器、食器乾燥器、流し、調理レン
ジ、キッチンフード、換気扇、及び上記物品表面に貼付
させるためのフィルムを含む。本発明が適用可能な基材
としては、上記帯電防止効果を期待する場合にはその材
質は、例えば、金属、セラミックス、ガラス、プラスチ
ック、木、石、セメント、コンクリート、繊維、布帛、
それらの組合せ、それらの積層体が好適に利用できる。
適用可能な基材を用途でいえば、ブラウン管、磁気記録
メディア、光記録メディア、光磁気記録メディア、オー
ディオテープ、ビデオテープ、アナログレコード、家庭
用電気製品のハウジングや部品や外装及び塗装、OA機
器製品のハウジングや部品や外装及び塗装、建材、建物
外装、建物内装、窓枠、窓ガラス、構造部材、乗物の外
装及び塗装、機械装置や物品の外装、防塵カバー及び塗
装、及び上記物品表面に貼付させるためのフィルムを含
む。
曇効果を期待する場合には透明な部材であり、その材質
はガラス、プラスチック等が好適に利用できる。適用可
能な基材を用途でいえば、車両用バックミラー、浴室用
鏡、洗面所用鏡、歯科用鏡、道路鏡のような鏡;眼鏡レ
ンズ、光学レンズ、写真機レンズ、内視鏡レンズ、照明
用レンズ、半導体用レンズ、複写機用レンズのようなレ
ンズ;プリズム;建物や監視塔の窓ガラス;自動車、鉄
道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、ロープウエイ
のゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船のような乗物の
窓ガラス;自動車、鉄道車両、航空機、船舶、潜水艇、
雪上車、スノーモービル、オートバイ、ロープウエイの
ゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船のような乗物の風
防ガラス;防護用ゴーグル、スポーツ用ゴーグル、防護
用マスクのシールド、スポーツ用マスクのシールド、ヘ
ルメットのシールド、冷凍食品陳列ケースのガラス;計
測機器のカバーガラス、及び上記物品表面に貼付させる
ためのフィルムを含む。本発明が適用可能な基材として
は、上記表面清浄化効果を期待する場合にはその材質
は、例えば、金属、セラミックス、ガラス、プラスチッ
ク、木、石、セメント、コンクリート、繊維、布帛、そ
れらの組合せ、それらの積層体が好適に利用できる。適
用可能な基材を用途でいえば、建材、建物外装、建物内
装、窓枠、窓ガラス、構造部材、乗物の外装及び塗装、
機械装置や物品の外装、防塵カバー及び塗装、交通標
識、各種表示装置、広告塔、道路用防音壁、鉄道用防音
壁、橋梁、ガードレールの外装及び塗装、トンネル内装
及び塗装、碍子、太陽電池カバー、太陽熱温水器集熱カ
バー、ビニールハウス、車両用照明灯のカバー、住宅設
備、便器、浴槽、洗面台、照明器具、照明カバー、台所
用品、食器、食器洗浄器、食器乾燥器、流し、調理レン
ジ、キッチンフード、換気扇、及び上記物品表面に貼付
させるためのフィルムを含む。本発明が適用可能な基材
としては、上記帯電防止効果を期待する場合にはその材
質は、例えば、金属、セラミックス、ガラス、プラスチ
ック、木、石、セメント、コンクリート、繊維、布帛、
それらの組合せ、それらの積層体が好適に利用できる。
適用可能な基材を用途でいえば、ブラウン管、磁気記録
メディア、光記録メディア、光磁気記録メディア、オー
ディオテープ、ビデオテープ、アナログレコード、家庭
用電気製品のハウジングや部品や外装及び塗装、OA機
器製品のハウジングや部品や外装及び塗装、建材、建物
外装、建物内装、窓枠、窓ガラス、構造部材、乗物の外
装及び塗装、機械装置や物品の外装、防塵カバー及び塗
装、及び上記物品表面に貼付させるためのフィルムを含
む。
【0013】光触媒性酸化物とは、酸化物結晶の伝導電
子帯と価電子帯との間のエネルギーギャップよりも大き
なエネルギー(すなわち短い波長)の光(励起光)を照
射したときに、価電子帯中の電子の励起(光励起)によ
って、伝導電子と正孔を生成しうる酸化物をいい、アナ
ターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化錫、酸
化亜鉛、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、酸化
第二鉄、チタン酸ストロンチウム等が好適に利用でき
る。ここで光触媒性酸化物の光励起に用いる光源として
は、蛍光灯、白熱電灯、メタルハライドランプ、水銀ラ
ンプのような室内照明、太陽、それらの光源からの光を
低損失のファイバーで誘導した光源等が好適に利用でき
る。光触媒性酸化物の光励起により、基材表面が高度に
親水化されるためには、励起光の照度は、0.001m
W/cm2以上あればよいが、0.01mW/cm2以
上だと好ましく、0.1mW/cm2以上だとより好ま
しい。
子帯と価電子帯との間のエネルギーギャップよりも大き
なエネルギー(すなわち短い波長)の光(励起光)を照
射したときに、価電子帯中の電子の励起(光励起)によ
って、伝導電子と正孔を生成しうる酸化物をいい、アナ
ターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化錫、酸
化亜鉛、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、酸化
第二鉄、チタン酸ストロンチウム等が好適に利用でき
る。ここで光触媒性酸化物の光励起に用いる光源として
は、蛍光灯、白熱電灯、メタルハライドランプ、水銀ラ
ンプのような室内照明、太陽、それらの光源からの光を
低損失のファイバーで誘導した光源等が好適に利用でき
る。光触媒性酸化物の光励起により、基材表面が高度に
親水化されるためには、励起光の照度は、0.001m
W/cm2以上あればよいが、0.01mW/cm2以
上だと好ましく、0.1mW/cm2以上だとより好ま
しい。
【0014】上記表面層の膜厚は0.2μm以下にする
のが好ましい。そうすれば、光の干渉による表面層の発
色を防止することができる。また表面層が薄ければ薄い
ほど部材の透明度を確保することができる。更に、膜厚
を薄くすれば表面層の耐摩耗性が向上する。上記表面層
の表面に、更に、親水化可能な耐摩耗性又は耐食性の保
護層や他の機能膜を設けてもよい。上記表面層は、基材
と比較して屈折率があまり高くないのが好ましい。好ま
しくは表面層の屈折率は2以下であるのがよい。そうす
れば、基材と表面層との界面における光の反射を抑制で
きる。基材がナトリウムのようなアルカリ網目修飾イオ
ンを含むガラスや施釉タイルの場合には、基材と上記表
面層との間にシリカ等の中間層を形成してもよい。そう
すれば、焼成中にアルカリ網目修飾イオンが基材から表
面層へ拡散するのが防止され、光触媒機能がよりよく発
揮される。上記表面層にはAg、Cu、Znのような金
属を添加することができる。前記金属を添加した表面層
は、表面に付着した細菌を死滅させることができる。更
に、この表面層は、黴、藻、苔のような微生物の成長を
抑制する。従って、微生物起因の部材表面の汚れ付着が
より有効に抑制されるようになる。上記表面層にはP
t、Pd、Rh、Ru、Os、Irのような白金族金属
を添加することができる。前記金属を添加した表面層
は、光触媒による酸化活性を増強させることができ、部
材表面に付着した汚染物質の分解を促進する。
のが好ましい。そうすれば、光の干渉による表面層の発
色を防止することができる。また表面層が薄ければ薄い
ほど部材の透明度を確保することができる。更に、膜厚
を薄くすれば表面層の耐摩耗性が向上する。上記表面層
の表面に、更に、親水化可能な耐摩耗性又は耐食性の保
護層や他の機能膜を設けてもよい。上記表面層は、基材
と比較して屈折率があまり高くないのが好ましい。好ま
しくは表面層の屈折率は2以下であるのがよい。そうす
れば、基材と表面層との界面における光の反射を抑制で
きる。基材がナトリウムのようなアルカリ網目修飾イオ
ンを含むガラスや施釉タイルの場合には、基材と上記表
面層との間にシリカ等の中間層を形成してもよい。そう
すれば、焼成中にアルカリ網目修飾イオンが基材から表
面層へ拡散するのが防止され、光触媒機能がよりよく発
揮される。上記表面層にはAg、Cu、Znのような金
属を添加することができる。前記金属を添加した表面層
は、表面に付着した細菌を死滅させることができる。更
に、この表面層は、黴、藻、苔のような微生物の成長を
抑制する。従って、微生物起因の部材表面の汚れ付着が
より有効に抑制されるようになる。上記表面層にはP
t、Pd、Rh、Ru、Os、Irのような白金族金属
を添加することができる。前記金属を添加した表面層
は、光触媒による酸化活性を増強させることができ、部
材表面に付着した汚染物質の分解を促進する。
【0015】図1の親水性部材の形成方法は、例えば光
触媒性酸化チタン粒子と、タングステン酸を混合して塗
布液を調製し、前記塗布液を基材表面上に、スプレーコ
ーティング、フローコーティング、スピンコーティン
グ、ディップコーティング、ロールコーティング等の方
法で塗布後、焼成等の方法で表面層を基材に固定する。
触媒性酸化チタン粒子と、タングステン酸を混合して塗
布液を調製し、前記塗布液を基材表面上に、スプレーコ
ーティング、フローコーティング、スピンコーティン
グ、ディップコーティング、ロールコーティング等の方
法で塗布後、焼成等の方法で表面層を基材に固定する。
【0016】図2の親水性部材の形成方法は、例えば光
触媒性酸化チタン粒子を懸濁したゾルを基材表面上に、
スプレーコーティング、フローコーティング、スピンコ
ーティング、ディップコーティング、ロールコーティン
グ等の方法で塗布、乾燥後、タングステン酸を塗布し、
焼成等の方法で表面層を基材に固定する。図2の親水性
部材を形成する他の方法においては、例えばテトラエト
キシチタン、テトラメトキシチタン、テトラプロポキシ
チタン、テトラブトキシチタン等のテトラアルコキシチ
タン;チタンキレート、アセテートチタン;硫酸チタ
ン、四塩化チタン等の溶解性無機チタン化合物;水酸化
チタン;無定型酸化チタンなどの結晶性酸化チタンの前
駆体を基材表面上に、スプレーコーティング、フローコ
ーティング、スピンコーティング、ディップコーティン
グ、ロールコーティング、電子ビーム蒸着等の方法で塗
布、乾燥後、タングステン酸をさらにその上に上記いず
れかの方法で塗布し、さらに光触媒性酸化チタンの上記
前駆体が、光触媒性酸化物に変化する温度(アナターゼ
型酸化チタンの結晶化温度)以上の温度で焼成し、表面
層を基材に固定する。図2の親水性部材においては、光
触媒性酸化チタン層の膜厚が10nm以上だと特に光触
媒の光励起による親水化性能に優れ、好ましい。
触媒性酸化チタン粒子を懸濁したゾルを基材表面上に、
スプレーコーティング、フローコーティング、スピンコ
ーティング、ディップコーティング、ロールコーティン
グ等の方法で塗布、乾燥後、タングステン酸を塗布し、
焼成等の方法で表面層を基材に固定する。図2の親水性
部材を形成する他の方法においては、例えばテトラエト
キシチタン、テトラメトキシチタン、テトラプロポキシ
チタン、テトラブトキシチタン等のテトラアルコキシチ
タン;チタンキレート、アセテートチタン;硫酸チタ
ン、四塩化チタン等の溶解性無機チタン化合物;水酸化
チタン;無定型酸化チタンなどの結晶性酸化チタンの前
駆体を基材表面上に、スプレーコーティング、フローコ
ーティング、スピンコーティング、ディップコーティン
グ、ロールコーティング、電子ビーム蒸着等の方法で塗
布、乾燥後、タングステン酸をさらにその上に上記いず
れかの方法で塗布し、さらに光触媒性酸化チタンの上記
前駆体が、光触媒性酸化物に変化する温度(アナターゼ
型酸化チタンの結晶化温度)以上の温度で焼成し、表面
層を基材に固定する。図2の親水性部材においては、光
触媒性酸化チタン層の膜厚が10nm以上だと特に光触
媒の光励起による親水化性能に優れ、好ましい。
【0017】
実施例1.(TiO2、WO3からなる表面層、ゾル塗
布法、700℃) アンモニア解膠アナターゼ型酸化チタンゾル(石原産
業、STS−11)1gと、2gの25%アンモニア水
に溶解させたタングステン酸を混合し、さらに2gの蒸
留水を加えてコーティング液を得た。ここでコーティン
グ液中の酸化チタン粒子とタングステン酸のモル比は1
0:1となるようにした。次いで5×10cm四角の施
釉タイル(東陶機器、AB02E11)に、上記コーテ
ィング液を塗布し、700℃の温度で30分焼成して、
#1試料を得た。なお、表面層による発色は認められな
かった。比較のため、5×10cm四角の施釉タイル
(東陶機器、AB02E11)に、アンモニア解膠アナ
ターゼ型酸化チタンゾル(石原産業、STS−11)を
塗布し、700℃の温度で30分焼成して#2試料を得
た。焼成直後の各々の試料表面の水との接触角は、#2
試料では9゜であったのに対し、#1試料では1゜と低
い値を示した。ここで水との接触角は、接触角測定器
(協和界面科学、CA−X150)により、マイクロシ
リンジから試料表面に水滴を滴下した後30秒後に測定
した。次に、暗所に1日放置し、試料表面の水との接触
角の変化を測定した。その結果、#2試料では40゜ま
で上昇したのに対し、#1試料では5゜未満と低い値に
維持された。さらに#1試料を暗所に4日放置したが、
水との接触角は5゜程度に維持された。次に、紫外線光
源(三共電気、ブラックライトブルー(BLB)蛍光
灯)を用い、照度0.5mW/cm2の紫外線を約2時
間#1試料表面に照射した。その結果、水との接触角は
0゜まで超親水化された。次に、#1試料表面にオレイ
ン酸を塗布し、中性洗剤(ママレモン)でこすり、水道
水及び蒸留水で濯いだ後、乾燥器により50℃で30分
乾燥されることにより、表面を故意に汚染させた。その
結果、水との接触角は30〜40゜まで上昇した。次
に、BLB蛍光灯を用い、照度0.3mW/cm2の紫
外線を約2時間#1試料表面に照射した。その結果、水
との接触角は0゜まで超親水化された。
布法、700℃) アンモニア解膠アナターゼ型酸化チタンゾル(石原産
業、STS−11)1gと、2gの25%アンモニア水
に溶解させたタングステン酸を混合し、さらに2gの蒸
留水を加えてコーティング液を得た。ここでコーティン
グ液中の酸化チタン粒子とタングステン酸のモル比は1
0:1となるようにした。次いで5×10cm四角の施
釉タイル(東陶機器、AB02E11)に、上記コーテ
ィング液を塗布し、700℃の温度で30分焼成して、
#1試料を得た。なお、表面層による発色は認められな
かった。比較のため、5×10cm四角の施釉タイル
(東陶機器、AB02E11)に、アンモニア解膠アナ
ターゼ型酸化チタンゾル(石原産業、STS−11)を
塗布し、700℃の温度で30分焼成して#2試料を得
た。焼成直後の各々の試料表面の水との接触角は、#2
試料では9゜であったのに対し、#1試料では1゜と低
い値を示した。ここで水との接触角は、接触角測定器
(協和界面科学、CA−X150)により、マイクロシ
リンジから試料表面に水滴を滴下した後30秒後に測定
した。次に、暗所に1日放置し、試料表面の水との接触
角の変化を測定した。その結果、#2試料では40゜ま
で上昇したのに対し、#1試料では5゜未満と低い値に
維持された。さらに#1試料を暗所に4日放置したが、
水との接触角は5゜程度に維持された。次に、紫外線光
源(三共電気、ブラックライトブルー(BLB)蛍光
灯)を用い、照度0.5mW/cm2の紫外線を約2時
間#1試料表面に照射した。その結果、水との接触角は
0゜まで超親水化された。次に、#1試料表面にオレイ
ン酸を塗布し、中性洗剤(ママレモン)でこすり、水道
水及び蒸留水で濯いだ後、乾燥器により50℃で30分
乾燥されることにより、表面を故意に汚染させた。その
結果、水との接触角は30〜40゜まで上昇した。次
に、BLB蛍光灯を用い、照度0.3mW/cm2の紫
外線を約2時間#1試料表面に照射した。その結果、水
との接触角は0゜まで超親水化された。
【0018】実施例2.(TiO2、WO3からなる表
面層、ゾル塗布法、600℃) アンモニア解膠アナターゼ型酸化チタンゾル(石原産
業、STS−11)1gと、2gの25%アンモニア水
に溶解させたタングステン酸を混合し、さらに2gの蒸
留水を加えてコーティング液を得た。ここでコーティン
グ液中の酸化チタン粒子とタングステン酸のモル比は1
0:1となるようにした。次いで5×10cm四角の施
釉タイル(東陶機器、AB02E11)に、上記コーテ
ィング液を塗布し、600℃の温度で30分焼成して、
#3試料を得た。なお、表面層による発色は認められな
かった。焼成直後の試料表面の水との接触角は、実施例
1の#2試料では9゜であったのに対し、#1試料では
1゜と低い値を示した。次に、暗所に1日放置し、試料
表面の水との接触角の変化を測定した。その結果、#2
試料では40゜まで上昇したのに対し、#1試料では5
゜未満と低い値に維持された。次に、#1試料表面にオ
レイン酸を塗布し、中性洗剤でこすり、水道水及び蒸留
水で濯いだ後、乾燥器により50℃で30分乾燥される
ことにより、表面を故意に汚染させた。その結果、水と
の接触角は50゜まで上昇した。次に、BLB蛍光灯を
用い、照度0.3mW/cm2の紫外線を約2時間#3
試料表面に照射した。その結果、水との接触角は0゜ま
で超親水化された。
面層、ゾル塗布法、600℃) アンモニア解膠アナターゼ型酸化チタンゾル(石原産
業、STS−11)1gと、2gの25%アンモニア水
に溶解させたタングステン酸を混合し、さらに2gの蒸
留水を加えてコーティング液を得た。ここでコーティン
グ液中の酸化チタン粒子とタングステン酸のモル比は1
0:1となるようにした。次いで5×10cm四角の施
釉タイル(東陶機器、AB02E11)に、上記コーテ
ィング液を塗布し、600℃の温度で30分焼成して、
#3試料を得た。なお、表面層による発色は認められな
かった。焼成直後の試料表面の水との接触角は、実施例
1の#2試料では9゜であったのに対し、#1試料では
1゜と低い値を示した。次に、暗所に1日放置し、試料
表面の水との接触角の変化を測定した。その結果、#2
試料では40゜まで上昇したのに対し、#1試料では5
゜未満と低い値に維持された。次に、#1試料表面にオ
レイン酸を塗布し、中性洗剤でこすり、水道水及び蒸留
水で濯いだ後、乾燥器により50℃で30分乾燥される
ことにより、表面を故意に汚染させた。その結果、水と
の接触角は50゜まで上昇した。次に、BLB蛍光灯を
用い、照度0.3mW/cm2の紫外線を約2時間#3
試料表面に照射した。その結果、水との接触角は0゜ま
で超親水化された。
【0019】実施例3.(TiO2、WO3からなる表
面層、ゾル塗布法、750℃) アンモニア解膠アナターゼ型酸化チタンゾル(石原産
業、STS−11)1gと、2gの25%アンモニア水
に溶解させたタングステン酸を混合し、さらに2gの蒸
留水を加えてコーティング液を得た。ここでコーティン
グ液中の酸化チタン粒子とタングステン酸のモル比は1
0:1となるようにした。次いで5×10cm四角の施
釉タイル(東陶機器、AB02E11)に、上記コーテ
ィング液を塗布し、750℃の温度で30分焼成して、
#4試料を得た。なお、表面層による発色は認められな
かった。焼成直後の試料表面の水との接触角は、実施例
1の#2試料では9゜であったのに対し、#4試料では
1゜と低い値を示した。次に、暗所に1日放置し、試料
表面の水との接触角の変化を測定した。その結果、#2
試料では40゜まで上昇したのに対し、#4試料では5
゜未満と低い値に維持された。次に、#4試料表面にオ
レイン酸を塗布し、中性洗剤でこすり、水道水及び蒸留
水で濯いだ後、乾燥器により50℃で30分乾燥される
ことにより、表面を故意に汚染させた。その結果、水と
の接触角は60゜まで上昇した。次に、BLB蛍光灯を
用い、照度0.3mW/cm2の紫外線を約2時間#4
試料表面に照射した。その結果、水との接触角は0゜ま
で超親水化された。
面層、ゾル塗布法、750℃) アンモニア解膠アナターゼ型酸化チタンゾル(石原産
業、STS−11)1gと、2gの25%アンモニア水
に溶解させたタングステン酸を混合し、さらに2gの蒸
留水を加えてコーティング液を得た。ここでコーティン
グ液中の酸化チタン粒子とタングステン酸のモル比は1
0:1となるようにした。次いで5×10cm四角の施
釉タイル(東陶機器、AB02E11)に、上記コーテ
ィング液を塗布し、750℃の温度で30分焼成して、
#4試料を得た。なお、表面層による発色は認められな
かった。焼成直後の試料表面の水との接触角は、実施例
1の#2試料では9゜であったのに対し、#4試料では
1゜と低い値を示した。次に、暗所に1日放置し、試料
表面の水との接触角の変化を測定した。その結果、#2
試料では40゜まで上昇したのに対し、#4試料では5
゜未満と低い値に維持された。次に、#4試料表面にオ
レイン酸を塗布し、中性洗剤でこすり、水道水及び蒸留
水で濯いだ後、乾燥器により50℃で30分乾燥される
ことにより、表面を故意に汚染させた。その結果、水と
の接触角は60゜まで上昇した。次に、BLB蛍光灯を
用い、照度0.3mW/cm2の紫外線を約2時間#4
試料表面に照射した。その結果、水との接触角は0゜ま
で超親水化された。
【0020】実施例4.(TiO2、WO3からなる表
面層、ゾル塗布法、100:1) アンモニア解膠アナターゼ型酸化チタンゾル(石原産
業、STS−11)1gと、2gの25%アンモニア水
に溶解させたタングステン酸を混合し、さらに2gの蒸
留水を加えてコーティング液を得た。ここでコーティン
グ液中の酸化チタン粒子とタングステン酸のモル比は1
00:1となるようにした。次いで5×10cm四角の
施釉タイル(東陶機器、AB02E11)に、上記コー
ティング液を塗布し、700℃の温度で30分焼成し
て、#5試料を得た。なお、表面層による発色は認めら
れなかった。焼成直後の#5試料表面にオレイン酸を塗
布し、中性洗剤でこすり、水道水及び蒸留水で濯いだ
後、乾燥器により50℃で30分乾燥されることによ
り、表面を故意に汚染させた後、1日照度0.3mW/
cm2の紫外線を照射した。その結果、試料表面の水と
の接触角は、実施例1の#2試料では9゜であったのに
対し、#5試料では1゜と低い値を示した。次に、暗所
に1日放置し、試料表面の水との接触角の変化を測定し
た。その結果、#2試料では40゜まで上昇したのに対
し、#5試料では10゜未満と低い値に維持された。
面層、ゾル塗布法、100:1) アンモニア解膠アナターゼ型酸化チタンゾル(石原産
業、STS−11)1gと、2gの25%アンモニア水
に溶解させたタングステン酸を混合し、さらに2gの蒸
留水を加えてコーティング液を得た。ここでコーティン
グ液中の酸化チタン粒子とタングステン酸のモル比は1
00:1となるようにした。次いで5×10cm四角の
施釉タイル(東陶機器、AB02E11)に、上記コー
ティング液を塗布し、700℃の温度で30分焼成し
て、#5試料を得た。なお、表面層による発色は認めら
れなかった。焼成直後の#5試料表面にオレイン酸を塗
布し、中性洗剤でこすり、水道水及び蒸留水で濯いだ
後、乾燥器により50℃で30分乾燥されることによ
り、表面を故意に汚染させた後、1日照度0.3mW/
cm2の紫外線を照射した。その結果、試料表面の水と
の接触角は、実施例1の#2試料では9゜であったのに
対し、#5試料では1゜と低い値を示した。次に、暗所
に1日放置し、試料表面の水との接触角の変化を測定し
た。その結果、#2試料では40゜まで上昇したのに対
し、#5試料では10゜未満と低い値に維持された。
【0021】実施例5.(TiO2、WO3からなる表
面層、ゾル塗布法、20:1) アンモニア解膠アナターゼ型酸化チタンゾル(石原産
業、STS−11)1gと、2gの25%アンモニア水
に溶解させたタングステン酸を混合し、さらに2gの蒸
留水を加えてコーティング液を得た。ここでコーティン
グ液中の酸化チタン粒子とタングステン酸のモル比は2
0:1となるようにした。次いで5×10cm四角の施
釉タイル(東陶機器、AB02E11)に、上記コーテ
ィング液を塗布し、700℃の温度で30分焼成して、
#6試料を得た。なお、表面層による発色は認められな
かった。焼成直後の#6試料表面にオレイン酸を塗布
し、中性洗剤でこすり、水道水及び蒸留水で濯いだ後、
乾燥器により50℃で30分乾燥されることにより、表
面を故意に汚染させた後、1日照度0.3mW/cm2
の紫外線を照射した。その結果、試料表面の水との接触
角は、実施例1の#2試料では9゜であったのに対し、
#6試料では1゜と低い値を示した。次に、暗所に1日
放置し、試料表面の水との接触角の変化を測定した。そ
の結果、#2試料では40゜まで上昇したのに対し、#
6試料では10゜未満と低い値に維持された。
面層、ゾル塗布法、20:1) アンモニア解膠アナターゼ型酸化チタンゾル(石原産
業、STS−11)1gと、2gの25%アンモニア水
に溶解させたタングステン酸を混合し、さらに2gの蒸
留水を加えてコーティング液を得た。ここでコーティン
グ液中の酸化チタン粒子とタングステン酸のモル比は2
0:1となるようにした。次いで5×10cm四角の施
釉タイル(東陶機器、AB02E11)に、上記コーテ
ィング液を塗布し、700℃の温度で30分焼成して、
#6試料を得た。なお、表面層による発色は認められな
かった。焼成直後の#6試料表面にオレイン酸を塗布
し、中性洗剤でこすり、水道水及び蒸留水で濯いだ後、
乾燥器により50℃で30分乾燥されることにより、表
面を故意に汚染させた後、1日照度0.3mW/cm2
の紫外線を照射した。その結果、試料表面の水との接触
角は、実施例1の#2試料では9゜であったのに対し、
#6試料では1゜と低い値を示した。次に、暗所に1日
放置し、試料表面の水との接触角の変化を測定した。そ
の結果、#2試料では40゜まで上昇したのに対し、#
6試料では10゜未満と低い値に維持された。
【0022】実施例6.(TiO2、WO3からなる表
面層、ゾル塗布法、1000:1) アンモニア解膠アナターゼ型酸化チタンゾル(石原産
業、STS−11)1gと、2gの25%アンモニア水
に溶解させたタングステン酸を混合し、さらに2gの蒸
留水を加えてコーティング液を得た。ここでコーティン
グ液中の酸化チタン粒子とタングステン酸のモル比は1
000:1となるようにした。次いで5×10cm四角
の施釉タイル(東陶機器、AB02E11)に、上記コ
ーティング液を塗布し、700℃の温度で30分焼成し
て、#7試料を得た。なお、表面層による発色は認めら
れなかった。焼成直後の#7試料表面にオレイン酸を塗
布し、中性洗剤でこすり、水道水及び蒸留水で濯いだ
後、乾燥器により50℃で30分乾燥されることによ
り、表面を故意に汚染させた後、1日照度0.3mW/
cm2の紫外線を照射した。その結果、試料表面の水と
の接触角は、実施例1の#2試料では9゜であったのに
対し、#7試料では1゜と低い値を示した。次に、暗所
に3日放置し、試料表面の水との接触角の変化を測定し
た。その結果、#2試料では45゜まで上昇したのに対
し、#7試料では9゜と低い値に維持された。
面層、ゾル塗布法、1000:1) アンモニア解膠アナターゼ型酸化チタンゾル(石原産
業、STS−11)1gと、2gの25%アンモニア水
に溶解させたタングステン酸を混合し、さらに2gの蒸
留水を加えてコーティング液を得た。ここでコーティン
グ液中の酸化チタン粒子とタングステン酸のモル比は1
000:1となるようにした。次いで5×10cm四角
の施釉タイル(東陶機器、AB02E11)に、上記コ
ーティング液を塗布し、700℃の温度で30分焼成し
て、#7試料を得た。なお、表面層による発色は認めら
れなかった。焼成直後の#7試料表面にオレイン酸を塗
布し、中性洗剤でこすり、水道水及び蒸留水で濯いだ
後、乾燥器により50℃で30分乾燥されることによ
り、表面を故意に汚染させた後、1日照度0.3mW/
cm2の紫外線を照射した。その結果、試料表面の水と
の接触角は、実施例1の#2試料では9゜であったのに
対し、#7試料では1゜と低い値を示した。次に、暗所
に3日放置し、試料表面の水との接触角の変化を測定し
た。その結果、#2試料では45゜まで上昇したのに対
し、#7試料では9゜と低い値に維持された。
【0023】実施例7.(TiO2、WO3からなる表
面層、ゾル塗布法、200:1) アンモニア解膠アナターゼ型酸化チタンゾル(石原産
業、STS−11)1gと、2gの25%アンモニア水
に溶解させたタングステン酸を混合し、さらに2gの蒸
留水を加えてコーティング液を得た。ここでコーティン
グ液中の酸化チタン粒子とタングステン酸のモル比は2
00:1となるようにした。次いで5×10cm四角の
施釉タイル(東陶機器、AB02E11)に、上記コー
ティング液を塗布し、700℃の温度で30分焼成し
て、#8試料を得た。なお、表面層による発色は認めら
れなかった。焼成直後の#8試料表面にオレイン酸を塗
布し、中性洗剤でこすり、水道水及び蒸留水で濯いだ
後、乾燥器により50℃で30分乾燥されることによ
り、表面を故意に汚染させた後、1日照度0.3mW/
cm2の紫外線を照射した。その結果、試料表面の水と
の接触角は、実施例1の#2試料では9゜であったのに
対し、#8試料では1゜と低い値を示した。次に、暗所
に3日放置し、試料表面の水との接触角の変化を測定し
た。その結果、#2試料では45゜まで上昇したのに対
し、#8試料では8゜と低い値に維持された。
面層、ゾル塗布法、200:1) アンモニア解膠アナターゼ型酸化チタンゾル(石原産
業、STS−11)1gと、2gの25%アンモニア水
に溶解させたタングステン酸を混合し、さらに2gの蒸
留水を加えてコーティング液を得た。ここでコーティン
グ液中の酸化チタン粒子とタングステン酸のモル比は2
00:1となるようにした。次いで5×10cm四角の
施釉タイル(東陶機器、AB02E11)に、上記コー
ティング液を塗布し、700℃の温度で30分焼成し
て、#8試料を得た。なお、表面層による発色は認めら
れなかった。焼成直後の#8試料表面にオレイン酸を塗
布し、中性洗剤でこすり、水道水及び蒸留水で濯いだ
後、乾燥器により50℃で30分乾燥されることによ
り、表面を故意に汚染させた後、1日照度0.3mW/
cm2の紫外線を照射した。その結果、試料表面の水と
の接触角は、実施例1の#2試料では9゜であったのに
対し、#8試料では1゜と低い値を示した。次に、暗所
に3日放置し、試料表面の水との接触角の変化を測定し
た。その結果、#2試料では45゜まで上昇したのに対
し、#8試料では8゜と低い値に維持された。
【0024】実施例8.(TiO2、WO3からなる表
面層、電子ビーム蒸着膜) 10cm角のソーダライムガラス板の表面に電子ビーム
蒸着法により無定型酸化チタン膜を被着し、その後50
0℃の温度で焼成することにより、無定型酸化チタンを
結晶化させてアナターゼ型酸化チタンを生成させた。ア
ナターゼ型酸化チタン被膜の膜厚は100nmであっ
た。さらに、その上に25%アンモニア水に溶解させた
タングステン酸を、タングステン酸重量に換算して0.
6μg/cm2を塗布後、500℃で焼成し、#9試料
を得た。焼成直後の試料表面の水との接触角は、#2試
料では9゜であったのに対し、#9試料では2゜と低い
値を示した。次に、暗所に1日放置し、試料表面の水と
の接触角の変化を測定した。その結果、#2試料では4
0゜まで上昇したのに対し、#9試料では9゜と低い値
に維持された。 次に、紫外線光源を用い、照度0.3
mW/cm2の紫外線を1日#9試料表面に照射した。
その結果、水との接触角は0゜まで超親水化された。
面層、電子ビーム蒸着膜) 10cm角のソーダライムガラス板の表面に電子ビーム
蒸着法により無定型酸化チタン膜を被着し、その後50
0℃の温度で焼成することにより、無定型酸化チタンを
結晶化させてアナターゼ型酸化チタンを生成させた。ア
ナターゼ型酸化チタン被膜の膜厚は100nmであっ
た。さらに、その上に25%アンモニア水に溶解させた
タングステン酸を、タングステン酸重量に換算して0.
6μg/cm2を塗布後、500℃で焼成し、#9試料
を得た。焼成直後の試料表面の水との接触角は、#2試
料では9゜であったのに対し、#9試料では2゜と低い
値を示した。次に、暗所に1日放置し、試料表面の水と
の接触角の変化を測定した。その結果、#2試料では4
0゜まで上昇したのに対し、#9試料では9゜と低い値
に維持された。 次に、紫外線光源を用い、照度0.3
mW/cm2の紫外線を1日#9試料表面に照射した。
その結果、水との接触角は0゜まで超親水化された。
【0025】実施例9.(TiO2、WO3からなる表
面層、アルコキシド膜) 10cm角のソーダライムガラス板を濃度3.5重量%
のテトラエトキシシラン溶液(希釈剤:エタノール、加
水分解抑制剤:エタノールアミン)に浸漬後、毎分24
cmの速度で引き上げて、溶液をディップコーティング
法により、ガラス板の表面に塗布し、乾燥させた。ここ
までの工程により、テトラエトキシシランは加水分解を
受けてまずシラノールになり、続いてシラノールの脱水
縮重合により無定型シリカの薄膜がガラス板の表面に形
成された。次に、3.5重量%のテトラエトキシチタン
溶液(希釈剤:エタノール、加水分解抑制剤:エタノー
ルアミン)に浸漬後、毎分24cmの速度で引き上げ
て、溶液をディップコーティング法により、表面に塗布
し、乾燥させて、#10試料を得た。ここまでの工程に
より、テトラエトキシチタンは加水分解を受けてまず水
酸化チタンになり、続いて水酸化チタンの脱水縮重合に
より無定型酸化チタンの薄膜(膜厚50nm程度)が表
面に形成された。次に、0.25重量%のタングステン
酸溶液(溶媒:25%アンモニア水)に浸漬後、毎分2
4cmの速度で引き上げて、溶液をディップコーティン
グ法により、表面に塗布し、500℃で焼成して、#1
1試料を得た。焼成により無定型酸化チタンが結晶化し
てアナターゼ型酸化チタンが生成した。比較のため、#
10試料を500℃で焼成して、#12試料を得た。焼
成により無定型酸化チタンが結晶化してアナターゼ型酸
化チタンが生成した。焼成直後の#11試料及び#12
試料の表面にオレイン酸を塗布し、中性洗剤でこすり、
水道水及び蒸留水で濯いだ後、乾燥器により50℃で3
0分乾燥されることにより、表面を故意に汚染させた
後、1日照度0.3mW/cm2の紫外線を照射した。
その結果、試料表面の水との接触角は共に1゜と低い値
を示した。次に、暗所に6時間放置し、試料表面の水と
の接触角の変化を測定した。その結果、#12試料では
22゜まで上昇したのに対し、#11試料では7゜と低
い値に維持された。
面層、アルコキシド膜) 10cm角のソーダライムガラス板を濃度3.5重量%
のテトラエトキシシラン溶液(希釈剤:エタノール、加
水分解抑制剤:エタノールアミン)に浸漬後、毎分24
cmの速度で引き上げて、溶液をディップコーティング
法により、ガラス板の表面に塗布し、乾燥させた。ここ
までの工程により、テトラエトキシシランは加水分解を
受けてまずシラノールになり、続いてシラノールの脱水
縮重合により無定型シリカの薄膜がガラス板の表面に形
成された。次に、3.5重量%のテトラエトキシチタン
溶液(希釈剤:エタノール、加水分解抑制剤:エタノー
ルアミン)に浸漬後、毎分24cmの速度で引き上げ
て、溶液をディップコーティング法により、表面に塗布
し、乾燥させて、#10試料を得た。ここまでの工程に
より、テトラエトキシチタンは加水分解を受けてまず水
酸化チタンになり、続いて水酸化チタンの脱水縮重合に
より無定型酸化チタンの薄膜(膜厚50nm程度)が表
面に形成された。次に、0.25重量%のタングステン
酸溶液(溶媒:25%アンモニア水)に浸漬後、毎分2
4cmの速度で引き上げて、溶液をディップコーティン
グ法により、表面に塗布し、500℃で焼成して、#1
1試料を得た。焼成により無定型酸化チタンが結晶化し
てアナターゼ型酸化チタンが生成した。比較のため、#
10試料を500℃で焼成して、#12試料を得た。焼
成により無定型酸化チタンが結晶化してアナターゼ型酸
化チタンが生成した。焼成直後の#11試料及び#12
試料の表面にオレイン酸を塗布し、中性洗剤でこすり、
水道水及び蒸留水で濯いだ後、乾燥器により50℃で3
0分乾燥されることにより、表面を故意に汚染させた
後、1日照度0.3mW/cm2の紫外線を照射した。
その結果、試料表面の水との接触角は共に1゜と低い値
を示した。次に、暗所に6時間放置し、試料表面の水と
の接触角の変化を測定した。その結果、#12試料では
22゜まで上昇したのに対し、#11試料では7゜と低
い値に維持された。
【0026】
【発明の効果】光触媒性酸化チタンと酸化タングステン
からなる層が形成されている、或いは光触媒性酸化チタ
ン含有層が形成され、さらにその上に酸化タングステン
からなる層が形成されているようにすることにより、光
触媒性酸化チタンの光励起に応じて表面が高度に親水化
されるようになるので、表面を恒久的に高度の親水性に
維持できるようになると共に、酸化タングステンの作用
により、おそらく表面の極性が増加して、一旦高度の親
水性を呈するようになった表面の遮光時の親水性が長期
にわたり維持されるようになる。
からなる層が形成されている、或いは光触媒性酸化チタ
ン含有層が形成され、さらにその上に酸化タングステン
からなる層が形成されているようにすることにより、光
触媒性酸化チタンの光励起に応じて表面が高度に親水化
されるようになるので、表面を恒久的に高度の親水性に
維持できるようになると共に、酸化タングステンの作用
により、おそらく表面の極性が増加して、一旦高度の親
水性を呈するようになった表面の遮光時の親水性が長期
にわたり維持されるようになる。
【図1】 本発明における第一実施態様を示す図。
【図2】 本発明における第二実施態様を示す図。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年12月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図3
【補正方法】追加
【補正内容】
【図3】 本発明における第三実施形態を示す図。
Claims (9)
- 【請求項1】 基材表面に、光触媒性酸化チタンと、酸
化タングステンを含有する表面層が形成されており、前
記光触媒性酸化チタンの光励起に応じて前記表面層が親
水性を呈することを特徴とする光触媒性親水性部材。 - 【請求項2】 基材表面に、光触媒性酸化物含有層が形
成され、さらにその上に酸化タングステンを含有する表
面層が形成されており、前記光触媒性酸化チタンの光励
起に応じて前記表面層が親水性を呈することを特徴とす
る光触媒性親水性部材。 - 【請求項3】 前記光触媒性酸化物含有層の膜厚は10
nm以上であることを特徴とする請求項2に記載の光触
媒性親水性部材。 - 【請求項4】 前記光触媒性酸化チタンの光励起に応じ
た前記表面層の呈する親水性は水との接触角に換算して
10゜以下であることを特徴とする請求項1〜3に記載
の光触媒性親水性部材。 - 【請求項5】 基材表面を、結晶性酸化チタン粒子とタ
ングステン酸を含有する溶液で被覆する工程と、前記被
覆物を固化する工程を含む光触媒性親水性部材の製造方
法。 - 【請求項6】 基材表面を、酸化チタン粒子とタングス
テン酸を含む塩基性溶液で被覆する工程と、500〜8
00℃の温度で焼成する工程を含む請求項5に記載の光
触媒性親水性部材の製造方法。 - 【請求項7】 基材表面に、結晶性酸化チタン粒子を含
有する被覆物を形成する工程と、次いでその上にタング
ステン酸含有溶液を塗布し、固化する工程を含む光触媒
性親水性部材の製造方法。 - 【請求項8】 前記結晶性酸化チタン粒子を含有する被
覆物を形成する工程は、基材表面を無定型酸化チタンで
被覆し、次いで前記無定型酸化チタンを結晶化させる工
程である請求項7に記載の光触媒性親水性部材の製造方
法。 - 【請求項9】 結晶性酸化チタン粒子とタングステン酸
を含む塩基性溶液からなり;基材に塗布し、固化させる
ことによって、基材表面を前記結晶性酸化チタンの光励
起に応じて親水化し、且つ遮光時の親水性喪失が抑制さ
れるようになる光触媒性親水性コーティング組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8275192A JPH10114545A (ja) | 1996-08-22 | 1996-09-10 | 光触媒性親水性部材及びその製造方法、並びに光触媒性親水性コーティング組成物 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25730496 | 1996-08-22 | ||
JP8-257304 | 1996-08-22 | ||
JP8275192A JPH10114545A (ja) | 1996-08-22 | 1996-09-10 | 光触媒性親水性部材及びその製造方法、並びに光触媒性親水性コーティング組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10114545A true JPH10114545A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=26543145
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8275194A Pending JPH10114546A (ja) | 1996-08-22 | 1996-09-10 | 光触媒性親水性部材、及びその製造方法 |
JP8275192A Pending JPH10114545A (ja) | 1996-08-22 | 1996-09-10 | 光触媒性親水性部材及びその製造方法、並びに光触媒性親水性コーティング組成物 |
JP8275191A Pending JPH10114544A (ja) | 1996-08-22 | 1996-09-10 | 光触媒性親水性部材、その製造方法、及び光触媒性親水性コーティング組成物 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8275194A Pending JPH10114546A (ja) | 1996-08-22 | 1996-09-10 | 光触媒性親水性部材、及びその製造方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8275191A Pending JPH10114544A (ja) | 1996-08-22 | 1996-09-10 | 光触媒性親水性部材、その製造方法、及び光触媒性親水性コーティング組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (3) | JPH10114546A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030048696A (ko) * | 2001-12-12 | 2003-06-25 | 현대자동차주식회사 | 광기능 친수코팅유리의 제조방법 |
KR100406814B1 (ko) * | 2000-08-02 | 2003-11-21 | (주)메이 | 광여기적 친수성막과 그 제조방법 |
US6938546B2 (en) | 2002-04-26 | 2005-09-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Printing press, layered formation and making method thereof, and printing plate and making method thereof |
JP2010115635A (ja) * | 2008-06-05 | 2010-05-27 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 光触媒体分散液、その製造方法およびその用途 |
JP2010180303A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 親水化剤、その製造方法およびその用途 |
WO2010104146A1 (ja) | 2009-03-11 | 2010-09-16 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | コーティング組成物、塗膜、積層体、及び積層体の製造方法 |
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US6882459B2 (en) | 2000-09-01 | 2005-04-19 | Akira Fujishima | Photoreactive devices, translucent members, ornaments, anticorrosive devices, devices for reducing oxygen and devices for controlling growth of microorganisms |
KR100409185B1 (ko) * | 2001-01-13 | 2003-12-18 | 주식회사 성원인더스트리 | 광촉매 활성을 가지는 다기능성 소재 |
JP5472182B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2014-04-16 | Toto株式会社 | 衛生陶器 |
EP2730334A4 (en) * | 2011-07-08 | 2015-02-11 | Nissan Motor | HYDROPHILIC ELEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
JP6028495B2 (ja) * | 2012-09-27 | 2016-11-16 | Toto株式会社 | 光触媒部材 |
JP7089785B2 (ja) * | 2019-12-06 | 2022-06-23 | 株式会社イリス | 親水性材料の製造方法 |
-
1996
- 1996-09-10 JP JP8275194A patent/JPH10114546A/ja active Pending
- 1996-09-10 JP JP8275192A patent/JPH10114545A/ja active Pending
- 1996-09-10 JP JP8275191A patent/JPH10114544A/ja active Pending
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EP2223896A1 (en) | 2009-02-04 | 2010-09-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Hydrophilizing agent, method of producing hydrophilizing agent and hydrophilic product |
WO2010104146A1 (ja) | 2009-03-11 | 2010-09-16 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | コーティング組成物、塗膜、積層体、及び積層体の製造方法 |
US8916266B2 (en) | 2009-03-11 | 2014-12-23 | Asahi Kasei E-Materials Corporation | Coating composition, coating film, laminate, and process for production of laminate |
US9630208B2 (en) | 2009-03-11 | 2017-04-25 | Asahi Kasei E-Materials Corporation | Coating composition, coating film, laminate, and process for manufacturing the laminate |
US9833811B2 (en) | 2009-03-11 | 2017-12-05 | Asahi Kasei E-Materials Corporation | Coating composition, coating film, laminate and process for manufacturing the laminate |
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Publication number | Publication date |
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JPH10114544A (ja) | 1998-05-06 |
JPH10114546A (ja) | 1998-05-06 |
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