JPH11158694A - 親水性メッキを施した物品及びメッキ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 汚れなどの分解作用や親水性を持ったメッキ
を施した物品及びそのメッキ方法を提供する。 【解決手段】 光触媒粒子３をメッキ層の金属に共析さ
せ、共析させた光触媒粒子の光励起により汚れなどの分
解作用や高度な親水性による水洗浄性効果を持ったメッ
キを施した物品及びそのメッキ方法を得ることが出来
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば水栓金具な
どのメッキ技術に関する。より詳しくは、メッキの表面
を高度に親水化することにより、メッキ表面が汚れるの
を防止し、又は表面を自己浄化（セルフクリ−ニング）
し若しくは容易に清掃し易くしたメッキ技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より種々の物品にニッケル・クロム
メッキが施されているが、メッキ表面は何も手入れをし
ないと汚れたり錆びたりする。そのためメッキ表面の耐
食性を向上させ錆びにくくするメッキ方法として最表面
に金などの耐食性金属のメッキ層を施したり最表面のメ
ッキ層に無数のポアー（マイクロポーラス）を設けるメ
ッキ技術（特公昭４３−４０５号公報や特公昭４６−３
８８８７号公報参照）が知られている。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】確かに耐食性メッキ技術の向
上によりメッキ自体は錆びにくくなったものの、水栓金
具においてみられるように水や湯がかかる状態を長期間
続けているとメッキ表面に水垢が付着し、定期的に清掃
しないとメッキ表面に硬くこびりついてしまう。

【０００４】一方、従来より光触媒粒子の酸化還元反応
によって汚れや悪臭成分が分解されることが知られてい
るが、弊社技術者らは、ＰＣＴ／ＪＰ９６／００７３３
号において、基材表面に光触媒粒子を含有する層を形成
すると、光触媒粒子の光励起に応じて基材表面が水との
接触角に換算して１０゜以下という高度の親水性を呈す
ることを見出し、さらにそれにより、物品表面の水洗浄
性向上等の効果が得られることを見出した。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、光触媒粒子をメッキを形成する金属に含ませる
ことにより汚れなどの分解作用や親水性を持ったメッキ
を施した物品及びそのメッキ方法を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決すべく、メッキ層を形成する金属に光触媒粒子を共
析させることによって、表面に露出した光触媒粒子の光
励起に応じてメッキ層表面に酸化還元反応や高度に親水
性を呈するようにしてメッキ層に汚れの分解効果や水洗
浄性効果を発揮させるものである。

【０００７】更には、光触媒粒子を共析させた第１のメ
ッキ層の表面に第２のメッキ層を施し、この第２のメッ
キ層に前記第１のメッキ層表面に露出した光触媒粒子を
基点とする無数のポアーを形成させ、耐食性及び水洗浄
性効果の両方を発揮させるものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明について説明する。親
水性とは、表面に水を滴下したときになじみやすい性質
をいい、一般的に水濡れ角が９０゜未満の状態をいう。
本発明における高度な親水性とは、表面が水を滴下した
ときに非常になじみやすく、水滴を形成せずにむしろ水
膜化してしまう性質をいい、より具体的には、水濡れ角
が１０゜以下、好ましくは５゜以下となる状態をいう。

【０００９】光触媒粒子には、酸化還元反応によって汚
れや悪臭成分を分解する作用が有ることは従来から知ら
れている。この光触媒粒子による物質の分解作用は、そ
の光触媒粒子の結晶の伝導電子帯と価電子帯との間のエ
ネルギ−ギャップよりも大きなエネルギ−（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）が生じて、伝導電子と正孔対が
発生し、このうち電子は表面酸素を還元してスーパーオ
キサイドイオン（Ｏ2-）を生成し、正孔は表面水酸基を
酸化して水酸ラジカル（・ＯＨ）を生成し、これらの極
めて反応性に富む活性種（Ｏ2-や・ＯＨ）の酸化還元反
応によって表面に付着した物質を分解すると言うもので
ある。

【００１０】一方、光触媒粒子の親水作用は、今まで知
られていなかったが、弊社技術者らの実験により最近新
たに知見されたものであり、その理論的根拠は解明はさ
れていないが、光触媒効果によって水酸基（ＯＨ-）が
光触媒粒子の表面に化学吸着し、或いは水酸基（ＯＨ
-）が有機基と置換し、更にこの水酸基（ＯＨ-）に空気
中の水分子が物理吸着し、物理吸着水が増加することに
よって表面の親水性が増し、水との接触角が０°に近い
高度な親水性の表面が実現すると考えられている。

【００１１】この光触媒粒子としては、アナタ−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、光触媒の光
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−で誘導した
光源等が好適に利用できるが、その照度は、０．００１
ｍＷ／ｃｍ２以上あればよいが更に０．０１ｍＷ／ｃｍ
２以上だと好ましく、０．１ｍＷ／ｃｍ２以上だとより
好ましい。

【００１２】本発明は、このような光触媒粒子をメッキ
層の金属に共析させ、汚れなどの分解作用や高度な親水
性効果を持たせるものである。

【００１３】メッキを施す素材としては、銅合金、鉄な
どの金属、ＡＢＳなどの樹脂等、メッキが施せる素材で
あれば何でも良い。

【００１４】この素材表面を前処理（脱脂、酸活性）
し、次いで０．０１〜数μｍの光触媒粒子例えば酸化チ
タン粒子を分散させたメッキ液に浸漬してメッキ金属に
酸化チタン粒子が共析した数μｍ〜数十μｍの厚さのメ
ッキ層を形成させる。

【００１５】メッキとしてはニッケルメッキが一般的だ
が、光触媒粒子を溶解しないメッキ液であれば金、銀、
亜鉛、銅、錫等の金属や各種合金メッキにも適用でき
る。

【００１６】この光触媒粒子が共析したメッキ層表面に
は光触媒粒子が分散した状態で露出しているので、光励
起により汚れなどの分解作用や高度な親水性による水洗
浄性効果を得ることが出来る。

【００１７】また、光触媒粒子例えば酸化チタン粒子を
共析させたメッキ層表面に更に仕上げメッキとして０．
１〜数μｍの厚さのクロムメッキ、金メッキ、錫コバル
トメッキ等を行うと、光触媒粒子は非電導性なので光触
媒粒子が露出した部分には仕上げメッキ金属が付かず、
露出した光触媒粒子を基点とする無数のポアー（マイク
ロポーラス）が生じたメッキとなる。この無数のポアー
（マイクロポーラス）が存在すると腐食電流が無限に分
散されるため、メッキの腐食速度が著しく緩慢になる。

【００１８】従って、光励起により汚れなどの分解作用
や高度な親水性による水洗浄性効果と共に、メッキの耐
食性向上が図れる。しかも光触媒粒子が表面の仕上げメ
ッキから奥まったマイクロポーラスの底に存在し、仕上
げメッキ表面に露出していないので、メッキ層表面を磨
いても光触媒粒子が剥がれることが防げ長期にわたって
分解作用や高度な親水性による水洗浄性効果が維持出来
る。尚、ポアー数は１万個／ｃｍ２以上形成すると良
い。

【００１９】光触媒粒子には、シリカ、固体超強酸、シ
リコ−ンのうちの１種以上が含有されていることが望ま
しい。

【００２０】シリカ、固体超強酸が含有されていると、
より低い励起光照度で高度の親水性を呈しやすく、かつ
その状態をかなり長期にわたり維持できる。

【００２１】シリコ−ンが含有されていても、光触媒粒
子の光励起によりシリコ−ン中のシリコン原子に結合す
る有機基の少なくとも一部が水酸基に置換される。そし
て一旦水酸基に置換されると、シリカ添加の場合と同様
に低い励起光照度で高度の親水性を呈しやすく、かつそ
の状態をかなり長期にわたり維持できる。

【００２２】ここで超強酸とは、ハメットの酸度関数Ｈ
ｏ≦−１１．９３なる固体酸化物を構成要素に含む強酸
をいい、具体的には、硫酸担持Ａｌ２Ｏ３、硫酸担持Ｔ
ｉＯ２、硫酸担持ＺｒＯ２、硫酸担持Ｆｅ２Ｏ３、硫酸
担持ＳｉＯ３、硫酸担持ＨｆＯ２、ＴｉＯ２／ＷＯ３、
ＷＯ３／ＳｎＯ３、ＷＯ３／ＺｒＯ３、ＷＯ３／Ｆｅ２
Ｏ３、ＳｉＯ３・Ａｌ３Ｏ３等が好適に利用できる。

【００２３】また、シリコ−ンとしては、ポリオルガノ
シロキサンなら全般的に利用できるが、例えば、メチル
トリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチ
ルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、
エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラ
ン、エチルトリプロポキシシラン、エチルトリブトキシ
シラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエ
トキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、フェニ
ルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジ
メチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラ
ン、ジメチルジブトキシシラン、ジエチルジメトキシシ
ラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジプロポキ
シシラン、ジエチルジブトキシシラン、フェニルメチル
ジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、
フェニルメチルジプロポキシシラン、フェニルメチルジ
ブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン、及びそれらの加水分解物、加水分解後部分縮
重合した物、それらの混合物等を前駆体として、必要に
応じて加水分解し、脱水縮重合した物などが好適に利用
できる。

【００２４】上記光触媒粒子を共析させたメッキ層、或
いは仕上げメッキ層には、Ａｇを添加することができ
る。銀を添加したメッキ層は、暗所においても表面に付
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、微生物起因による汚れ付着が抑制される。

【００２５】上記光触媒粒子を共析させたメッキ層、或
いは仕上げメッキ層には、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏ
ｓ、Ｉｒのような白金族金属を添加することができる。
これらの金属を添加したメッキ層は、光触媒作粒子の酸
化反応活性を増強させることができ、屋内空気の脱臭浄
化作用、屋外空気中に含有される汚染物質の分解浄化作
用等が向上する。

【００２６】

【実施例】本実施例では物品Ａは青銅或いは黄銅製水栓
金具であってその表面に３層メッキを施している。即ち
その素材１には第２図に示すように５〜２０μｍ厚さの
光沢ニッケルメッキ層２、光触媒粒子３として酸化チタ
ンが共析した０．５〜３μｍ厚さのニッケルメッキ層
４、０．１〜１μｍ厚さのクロムメッキ層５の順でメッ
キされてている。そしてクロムメッキ層５にはニッケル
メッキ層４表面に露出した酸化チタン粒子３を基点とし
て無数のポアー６が形成されている。

【００２７】その手順は第３図に示すように、前処理工
程１０、光沢ニッケルメッキ工程１１、酸化チタン共析
ニッケルメッキ工程１２、クロムメッキ工程１３の順で
メッキが施される。それらのメッキ内容を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】以上本発明の実施例に付いて説明したが、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で
実施し得ることは勿論であり、例えば物品Ａとして石鹸
入れ、タオル掛けなどの水廻り商品、手摺、自動車部
品、屋外ポール、トタンなど種々の物に適用できる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。

【００３１】（１）本発明によれば、メッキ層の金属に
光触媒粒子を共析させるといった極めて簡単な方法で光
触媒粒子の光励起による親水化作用により物品表面の水
洗浄性等の効果が充分に発揮されるようになる。

【００３２】（２）光触媒粒子を共析させた第１のメッ
キ層の表面に第２のメッキ層を施し、この第２のメッキ
層に前記第１のメッキ層表面に露出した光触媒粒子を基
点とする無数のポアーを形成させたため、光励起により
汚れなどの分解作用や高度な親水性による水洗浄性効果
と共に、メッキの耐食性向上が図れる。しかも光触媒粒
子が表面の仕上げメッキから奥まったマイクロポーラス
の底に存在し、仕上げメッキ表面に露出していないの
で、メッキ層表面を磨いても光触媒粒子が剥がれること
が防げ長期にわたって分解作用や高度な親水性による水
洗浄性効果が維持出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】親水性メッキを施した物品を示す外観図。

【図２】（ａ）は親水性メッキを施した物品の要部を示
す断面図。（ｂ）はその一部の拡大図。

【図３】メッキ手順を示す加工工程図。

【符号の説明】

Ａ…物品 １…素材 ２…光沢ニッケルメッキ層 ３…光触媒粒子 ４…光触媒粒子が共析したニッケルメッキ層（第１のメ
ッキ層） ５…クロムメッキ層（第２のメッキ層） ６…ポアー

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メッキ層を形成する金属に光触媒粒子を
   共析させたことを特徴とする親水性メッキを施した物
   品。
2. 【請求項２】 メッキ層を形成する金属がニッケルであ
   ることを特徴とする請求項１記載の親水性メッキを施し
   た物品。
3. 【請求項３】 光触媒粒子を共析させた第１のメッキ層
   の表面に第２のメッキ層を施し、この第２のメッキ層に
   前記第１のメッキ層表面に露出した光触媒粒子を基点と
   する無数のポアーを形成させたことを特徴とする親水性
   メッキを施した物品。
4. 【請求項４】 第１のメッキ層を形成する金属がニッケ
   ルであることを特徴とする請求項３記載の親水性メッキ
   を施した物品。
5. 【請求項５】 第２のメッキ層を形成する金属がクロム
   であることを特徴とする請求項３及び請求項４記載の親
   水性メッキを施した物品。
6. 【請求項６】 光触媒粒子の成分が酸化チタンであるこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項５記載の親水性メッキ
   を施した物品。
7. 【請求項７】 請求項１に記載した親水性メッキを施し
   た物品を製造する方法であって、メッキ液に光触媒粒子
   を添加し、メッキ層を形成する金属に光触媒粒子を共析
   させることを特徴とする親水性メッキ方法。
8. 【請求項８】 請求項１に記載した親水性メッキを施し
   た物品を製造する方法であって、第１のメッキ液に光触
   媒粒子を添加し、このメッキ液に基材を浸漬して基材表
   面に光触媒粒子を共析させた第１のメッキ層を施し、次
   いで第２のメッキ液に浸漬して第２のメッキ層に前記第
   １のメッキ層表面に露出した光触媒粒子を基点とする無
   数のポアーを形成させるを特徴とする親水性メッキ方
   法。