JPH1119520A - Production of functional material having photocatalytic activity - Google Patents

Production of functional material having photocatalytic activity

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JPH1119520A
JPH1119520A JP9175792A JP17579297A JPH1119520A JP H1119520 A JPH1119520 A JP H1119520A JP 9175792 A JP9175792 A JP 9175792A JP 17579297 A JP17579297 A JP 17579297A JP H1119520 A JPH1119520 A JP H1119520A
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JP
Japan
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substance
synthetic resin
resin
photoactive layer
photo
Prior art date
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JP9175792A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Tamaki
聡史 玉木
Takashi Osugi
高志 大杉
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To expose a photo-semiconductive material to the surface of a base material by forming a photoactive layer containing a synthetic resin, the photo- semiconductive material and a sensitizer on the surface of the base material and irradiating the photoactive layer with excimer laser having an oscillation wavelength with a specific value or less to evaporate the synthetic resin. SOLUTION: A photoactive layer is a layer wherein a photo-semiconductive material is exposed to a base material such as glass, ceramics or the like and, for example, formed by irradiating a coating film of a resin compsn. consisting of the photo-semiconductive material, a sensitizer and a synthetic resin (matrix) or a resin molded product obtained from the resin compsn. with excimer laser having an oscillation wavelength of 400 nm or less to generate obrasion to evaporate the syntyhetic resin. Herein, as the photo-semiconductive material, anatase type titanium coated with a porous material such as silica or the like is pref. used. As the sensitizer, benzoyl, bonzoin, pyrene or the like are used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒活性を有す
る機能材料の製造方法に関する。
[0001] The present invention relates to a method for producing a functional material having photocatalytic activity.

【0002】[0002]

【従来の技術】光触媒作用を利用して、基材表面に、抗
菌性、防汚性及び脱臭性等の機能を付与する手段とし
て、従来より、基材表面にアナターゼ型酸化チタン等の
光触媒粒子の薄膜を形成する方法が提案されている。そ
の一つの方法として、アナターゼ型酸化チタンをバイン
ダーに混練し、これを基材表面に塗布して熱硬化する方
法が知られている。また、他の方法として、基材表面に
バインダー層を形成し、そのバインダー層に下層の一部
が埋没するように光触媒層を形成後、特定波長の光を照
射して光触媒層を表面に露出させる方法が提案されてい
る(特開平8−131842号公報)。
2. Description of the Related Art Conventionally, photocatalytic particles such as anatase-type titanium oxide have been used on the surface of a substrate to impart functions such as antibacterial property, antifouling property and deodorizing property to the surface of the substrate by utilizing photocatalytic action. There has been proposed a method of forming a thin film. As one of the methods, there is known a method in which anatase-type titanium oxide is kneaded with a binder, applied to the surface of a base material, and thermally cured. As another method, a binder layer is formed on the surface of the base material, and a photocatalyst layer is formed so that a part of the lower layer is buried in the binder layer, and then the photocatalyst layer is exposed to the surface by irradiating light of a specific wavelength. A method has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 8-131842).

【0003】しかしながら、前者の方法では、混練され
た酸化チタン等の光触媒粒子の極一部しか表面に露出し
ないため、十分な光触媒作用が発現させることができな
いという問題点があった。また、後者の方法では、光触
媒層を形成後に光照射を行い、不要となる樹脂等を光触
媒作用で分解することによって、光触媒層を露出させて
いる。そのため、光が光触媒層を覆う樹脂等に吸収され
て、光触媒作用が起こり難くなり、光触媒層が十分表面
に露出しないことがあった。
[0003] However, in the former method, only a very small portion of the kneaded photocatalyst particles such as titanium oxide is exposed on the surface, so that there is a problem that a sufficient photocatalysis cannot be exhibited. In the latter method, the photocatalyst layer is exposed by irradiating light after forming the photocatalyst layer and decomposing unnecessary resin and the like by a photocatalytic action. For this reason, light is absorbed by the resin or the like covering the photocatalyst layer, so that the photocatalysis becomes difficult to occur, and the photocatalyst layer may not be sufficiently exposed to the surface.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光半
導性物質を確実に表面に露出させることによって、光触
媒活性を有する機能材料を製造する方法を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for producing a functional material having photocatalytic activity by reliably exposing a photoconductive substance to a surface.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の光触媒活性を有
する機能材料の製造方法は、基材表面に合成樹脂、光半
導性物質及び増感剤を含有する光活性層を形成し、該光
活性層に400nm以下の発振波長を有するエキシマレ
ーザを照射して合成樹脂を蒸散させることにより、光半
導性物質を基材表面に露出することを特徴とする。
According to the method of the present invention for producing a functional material having photocatalytic activity, a photoactive layer containing a synthetic resin, a photoconductive substance and a sensitizer is formed on the surface of a substrate. By exposing the photoactive layer to an excimer laser having an oscillation wavelength of 400 nm or less to evaporate the synthetic resin, the photoconductive material is exposed on the substrate surface.

【0006】本発明で用いられる光活性層は、合成樹
脂、光半導性物質及び増感剤からなる樹脂組成物より形
成される。
[0006] The photoactive layer used in the present invention is formed of a resin composition comprising a synthetic resin, a photoconductive substance and a sensitizer.

【0007】上記光半導性物質としては、光触媒活性を
有するものであれば、特に制限はなく、例えば、酸化亜
鉛、二酸化チタン(以下、酸化チタンという)、酸化タ
ングステン、チタン酸ストロンチウム、酸化第二鉄等の
金属酸化物;硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化鉛、セレ
ン化亜鉛、セレン化カドミウム等の金属カルコゲナイ
ト;シリコン、ゲルマニウム等の第IV属元素;ガリウム
−リン、ガリウム−ヒ素、インジウム−リン等のIII-V
属化合物;ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフ
ェン、ポリアニリン、ポリビニルカルバゾール等の有機
半導体などが挙げられる。上記光半導性物質は、単独で
用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。
The photoconductive material is not particularly limited as long as it has photocatalytic activity, and examples thereof include zinc oxide, titanium dioxide (hereinafter, referred to as titanium oxide), tungsten oxide, strontium titanate, and strontium oxide. Metal oxides such as diiron; metal chalcogenites such as zinc sulfide, cadmium sulfide, lead sulfide, zinc selenide, cadmium selenide; Group IV elements such as silicon and germanium; gallium-phosphorus, gallium-arsenic, indium-phosphorus III-V such as
Genus compounds; organic semiconductors such as polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, polyaniline, and polyvinylcarbazole. The above-mentioned light semiconductive substance may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

【0008】上記光半導性物質のうち、実用的な面から
は酸化チタン、酸化タングステン等の金属酸化物が好ま
しく、とりわけ、酸化チタンは入手が容易なことからよ
り好ましい。酸化チタンの種類としては、アモルファ
ス、ルチル型、アナターゼ型のいずれもが使用可能であ
るが、抗菌性や窒素酸化物の除去を目的として使用する
場合は、アナターゼ型酸化チタンの活性が最も優れてい
る。
[0008] Of the above photoconductive materials, metal oxides such as titanium oxide and tungsten oxide are preferable from a practical viewpoint, and titanium oxide is more preferable because it is easily available. As the type of titanium oxide, any of amorphous, rutile type and anatase type can be used, but when used for the purpose of removing antibacterial properties and nitrogen oxides, the activity of anatase type titanium oxide is most excellent. I have.

【0009】また、一般に白色顔料として使用される酸
化チタンは、多くの場合表面がアルミナやシリカで完全
にコーティングされているため、光触媒作用が低くなる
ので、好ましくない。
[0009] Titanium oxide, which is generally used as a white pigment, is not preferred because the surface is often completely coated with alumina or silica, which lowers the photocatalytic action.

【0010】上記光半導性物質として、レーザーの加工
分解能よりメディアン径の大きいものを用いると、加工
作業性が向上するので、より好ましい。また、上記光活
性層の物性低下がある程度許容される場合は、その許容
範囲内で光半導性物質を凝集状態として、光活性層中に
分散させることによって、加工作業性が向上するので好
ましい。
It is more preferable to use a material having a median diameter larger than the laser processing resolution as the above-mentioned light semiconductive substance because the processing workability is improved. In addition, when a decrease in the physical properties of the photoactive layer is allowed to some extent, the photoconductive material is preferably aggregated within the allowable range and dispersed in the photoactive layer, so that workability is improved, which is preferable. .

【0011】上記光半導性物質では、多孔性物質によっ
て被覆されたものを用いることが好ましく、上記多孔性
物質としては、次の要件を満たすものが好ましい。 (1)光半導体と直接接触しても容易に劣化しない。 (2)光触媒反応に必要な光を透過する。 (3)エキシマレーザ光を照射する際に合成樹脂と一緒
に蒸散しない。
As the above-mentioned light semiconductive substance, it is preferable to use one coated with a porous substance, and as the above porous substance, a substance satisfying the following requirements is preferable. (1) Deterioration does not occur easily even when it comes into direct contact with an optical semiconductor. (2) Transmit the light required for the photocatalytic reaction. (3) It does not evaporate together with the synthetic resin when excimer laser light is irradiated.

【0012】このような多孔性物質としては、例えば、
シリカ、アルミナ等の無機物;ポリ四フッ化エチレン等
のフッ素系樹脂が挙げられる。しかし、光の透過率等を
考慮すると、シリカ等のガラス状物質がより好ましい。
As such a porous substance, for example,
Inorganic substances such as silica and alumina; and fluorine-based resins such as polytetrafluoroethylene. However, in consideration of light transmittance and the like, a glassy substance such as silica is more preferable.

【0013】上記多孔性物質は、従来公知の製造方法に
よって製造される。また、多孔質シリカにより被覆され
た光触媒体の製造方法は、公知の方法が使用できるが、
例えば、ゾル−ゲル法によると、光半導性物質の表面に
多孔質ガラスを被覆することができる。また、多孔性物
質がマイクロカプセル状の粉体であれば、その中に光半
導性物質を含有させることにより、マイクロカプセル状
の光半導性物質を得ることができる。マイクロカプセル
の種類や製造方法については、従来公知の方法が使用可
能である。
The above-mentioned porous substance is manufactured by a conventionally known manufacturing method. Further, as a method for producing a photocatalyst coated with porous silica, a known method can be used,
For example, according to the sol-gel method, the surface of the photoconductive material can be coated with porous glass. If the porous substance is a microcapsule-like powder, a microcapsule-like photoconductive substance can be obtained by incorporating the photoconductive substance therein. A conventionally known method can be used for the type and manufacturing method of the microcapsules.

【0014】上記多孔質マイクロカプセルの成形方法と
しては、例えば、特公昭54−6251号公報に開示さ
れている方法が採用でき、この方法によってマイクロカ
プセルの粒径や多孔性等を制御することができる。ま
た、公知の方法に多相乳濁液の調製方法を組み合わせる
ことも可能である。
As a method for molding the above-mentioned porous microcapsules, for example, a method disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-6251 can be adopted, and the particle size and porosity of the microcapsules can be controlled by this method. it can. It is also possible to combine a known method with a method for preparing a multiphase emulsion.

【0015】上記多孔性物質の多孔性については、特に
限定されない。しかし、多孔性でないもので光半導性物
質をコーティングすると、触媒作用が低下する。マイク
ロカプセルを多孔質にする方法としては、公知の方法が
使用でき、例えば、多孔質壁構成成分として、有機物が
混入された無機材料を用いてマイクロカプセルの形成後
に、有機物のみを焼成又は溶剤で溶解する方法;多孔質
壁構成成分中に水溶性又は油溶性の塩等を導入してお
き、後でこれを溶解させる方法などが挙げられる。
[0015] The porosity of the porous material is not particularly limited. However, coating the photoconductive material with a non-porous material reduces the catalytic activity. As a method for making the microcapsules porous, a known method can be used.For example, as a porous wall constituent component, after forming microcapsules using an inorganic material mixed with an organic substance, only the organic substance is calcined or dissolved with a solvent. Dissolving method: a method in which a water-soluble or oil-soluble salt or the like is introduced into the constituent components of the porous wall and then dissolved later.

【0016】上記多孔性物質による光半導性物質の被覆
状態については、特に限定されないが、光半導性物質が
多孔性物質によって完全に被覆される方が、光半導性物
質が付着する部分の耐候性劣化を抑制するのでより好ま
しい。
The coating state of the photoconductive substance with the above-mentioned porous substance is not particularly limited, but the photoconductive substance adheres when the photoconductive substance is completely covered with the porous substance. It is more preferable because deterioration of the weather resistance of the portion is suppressed.

【0017】上記多孔性物質あるいは多孔質マイクロカ
プセルの形状については、特に限定されない。透明性を
付与する場合は膜状のものであれば厚さが、粉体状であ
れば直径(長径)が0.4μm以下であることが好まし
いが、使用する壁材や光半導性物質の屈折率が、支持基
材あるいはバインダーの屈折率に近い場合は、0.4μ
mを超えても透明性を付与することができる。また、多
孔性物質により被覆された光半導性物質のメディアン径
を、レーザの加工分解能より大きくすることは、加工性
向上のために好ましい。
The shape of the porous substance or the porous microcapsule is not particularly limited. When imparting transparency, the thickness is preferably in the form of a film, and the diameter (major axis) is preferably 0.4 μm or less in the case of a powder. 0.4μ if the refractive index is close to the refractive index of the supporting substrate or binder
Even if it exceeds m, transparency can be imparted. In addition, it is preferable to make the median diameter of the photoconductive substance covered with the porous substance larger than the processing resolution of the laser for improving the processability.

【0018】上記光半導性物質には、導電性物質を併用
することによって、その触媒効果を向上させることがで
きる。導電性物質の添加方法としては、例えば、酸化チ
タンの製造工程において、構造中に酸化鉄成分を光半導
性物質の一部として含有させる方法;光半導性物質に化
学的又は物理的に導電性物質を担持させる方法等が挙げ
られる。さらに、簡便な方法として、例えば、光半導性
物質と同時に導電性物質を添加する方法を採用すること
ができ、特に上記多孔性物質中に、これらの成分を同時
に存在させることにより、担持させる場合と同等の効果
を得ることができる。
The catalytic effect can be improved by using a conductive substance together with the above-mentioned photoconductive substance. As a method of adding the conductive substance, for example, in the production process of titanium oxide, a method of including an iron oxide component in the structure as a part of the photoconductive substance; A method of supporting a conductive substance is exemplified. Further, as a simple method, for example, a method of adding a conductive substance simultaneously with the photo-semiconductor substance can be adopted. In particular, in the porous substance, by allowing these components to be present at the same time, the carrier is supported. The same effect as in the case can be obtained.

【0019】上記導電性物質としては、一般に導電性を
付与するために用いられる、カーボン、金属等の粉末ま
たは繊維などが挙げられ、例えば、カーボンブラック、
銀、銅、金、鉄、アルミニウム、ニッケル、白金、パラ
ジウム、酸化錫、酸化インジウム等が好適に用いられ
る。また、導電性物質としては、核材である非導電体表
面に導電性物質をコーティングしたものも使用可能であ
り、例えば、銀メッキ微粒子;アルミニウムが表面にコ
ーティングされた微粒子;酸化錫が表面にコーティング
された硫酸バリウム微粒子などが挙げられる。上記導電
性物質のうち、実用的な面からは、入手が容易で比較的
安価な酸化錫微粒子や、酸化錫で表面にコーティングさ
れた硫酸バリウム微粒子が好ましい。
Examples of the conductive substance include powders or fibers of carbon, metal, etc., which are generally used for imparting conductivity. For example, carbon black,
Silver, copper, gold, iron, aluminum, nickel, platinum, palladium, tin oxide, indium oxide and the like are preferably used. Further, as the conductive material, those obtained by coating a conductive material on the surface of a non-conductive material which is a core material can be used. For example, silver-plated fine particles; fine particles coated with aluminum; Coated barium sulfate fine particles are exemplified. Among the above conductive materials, tin oxide fine particles which are easily available and relatively inexpensive and barium sulfate fine particles whose surface is coated with tin oxide are preferable from a practical viewpoint.

【0020】また、上記酸化錫としては、酸化アンチモ
ンを0.1〜20重量%を含有するものが、特に高い導
電性を示すため好ましい。
As the tin oxide, those containing 0.1 to 20% by weight of antimony oxide are preferable because they exhibit particularly high conductivity.

【0021】上記光半導性物質における導電性物質の添
加量は、少なくなると導電性物質添加の効果が発現せ
ず、一定量以上多くなると導電性物質添加の効果が飽和
状態となるので、光半導性物質100重量部に対して
0.01〜100重量部が好ましい。また、導電性物質
を光半導性物質に含有させたり、表面に担持させる等特
別の工程を必要とせずに添加する場合は、光半導性物質
100重量部に対して1〜100重量部が好ましい。さ
らに、導電性物質が光触媒効果を阻害するものではな
く、光半導性物質の担体として用いられる場合は、添加
量が多くなってもよい。
When the amount of the conductive substance added to the photoconductive substance is small, the effect of the addition of the conductive substance is not exhibited. When the amount is more than a certain amount, the effect of the addition of the conductive substance is saturated. The amount is preferably 0.01 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the semiconductive substance. When the conductive substance is added to the light semiconductive substance without adding a special process such as supporting the light semiconductive substance on the surface, 1 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the light semiconductive substance is used. Is preferred. Furthermore, when the conductive substance does not inhibit the photocatalytic effect and is used as a carrier for the photoconductive substance, the amount of addition may be large.

【0022】本発明で用いられる合成樹脂は、紫外光領
域に吸収をもち、後述の増感剤が併用された状態で、エ
キシマレーザの照射によって、アブレーションが起こる
ものであれば、特に制限はなく、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ
イミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネー
ト、ポリエーテルスルホン、ポリエステル等が挙げられ
る。
The synthetic resin used in the present invention is not particularly limited as long as it has absorption in the ultraviolet region and ablation occurs by irradiation with an excimer laser in a state in which a sensitizer described later is used in combination. Examples thereof include polyethylene, polypropylene, polymethyl methacrylate, polyimide, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyether sulfone, and polyester.

【0023】本発明で用いられる増感剤としては、紫外
光領域で強い吸収を示す化合物が好ましく、例えば、ベ
ンゾイン、ビレン、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾー
ル等が挙げられる。これらを用いると、レーザの発振波
長における吸光係数が低い樹脂でも、アブレーションさ
せることが容易になる。
The sensitizer used in the present invention is preferably a compound exhibiting strong absorption in the ultraviolet region, and examples thereof include benzoin, bilen, benzophenone and benzotriazole. When these are used, ablation becomes easy even with a resin having a low absorption coefficient at the laser oscillation wavelength.

【0024】ここで、アブレーションとは、有機・無機
化合物に強いエネルギーの光を照射することにより、こ
れらの化合物の結合の分解反応を爆発的に起こし、分解
片をプラズマ状態で飛散させる現象のことをいう。
Here, ablation is a phenomenon in which an organic / inorganic compound is irradiated with high-energy light, thereby explosively decomposing a bond between these compounds and dispersing the decomposed fragments in a plasma state. Say.

【0025】本発明で用いられる基材は、その表面に光
活性層を形成できるものであれば、特に制限はなく、例
えば、ガラス、セラミックス等の無機材料;プラスチッ
クス、木材等の有機材料;金属等が用いられる。基材の
形状、大きさについては、特に限定されない。
The substrate used in the present invention is not particularly limited as long as a photoactive layer can be formed on the surface thereof. For example, inorganic materials such as glass and ceramics; organic materials such as plastics and wood; Metal or the like is used. The shape and size of the substrate are not particularly limited.

【0026】上記光活性層は、光半導性物質が基材上で
露出している層をいい、例えば、光半導性物質、増感剤
及び合成樹脂(マトリックス)からなる樹脂組成物の塗
膜や、該樹脂組成物から得られる樹脂成形品に、400
nm以下の発振波長を有するエキシマレーザを照射し
て、アブレーションを起こし、合成樹脂を蒸散させるこ
とにより形成することができる。
The photoactive layer is a layer in which the photoconductive substance is exposed on the substrate, and is, for example, a resin composition comprising a photoconductive substance, a sensitizer and a synthetic resin (matrix). 400 to a coating film or a resin molded product obtained from the resin composition.
It can be formed by irradiating an excimer laser having an oscillation wavelength of not more than nm to cause ablation and evaporating a synthetic resin.

【0027】上記エキシマレーザの単一パルス・単位面
積当たりのエネルギー強度と、合成樹脂のアブレーショ
ンにより蒸散する深さとの間には、ある程度相関があ
る。そのため、より少ないパルス数で、光半導性物質を
露出させるためには、上記樹脂組成物層の厚みは、余り
厚くなると光半導性物質を露出させることが困難となる
ので、3mm以下が好ましく、より好ましくは200μ
m以下である。
There is a certain correlation between the energy intensity per unit pulse and unit area of the excimer laser and the depth of evaporation of the synthetic resin due to ablation. Therefore, in order to expose the photoconductive substance with a smaller number of pulses, the thickness of the resin composition layer is preferably 3 mm or less because it becomes difficult to expose the photoconductive substance if it is too thick. Preferably, more preferably 200μ
m or less.

【0028】また、上記合成樹脂のアブレーションを効
率よく起こすためには、上記合成樹脂の400nm以下
の発振波長を有するエキシマレーザの吸光係数は、1×
10 2 cm-1以上が好ましい。吸光係数が、1×102
cm-1未満では、アブレーションが起こる深さが非常に
浅くなったり、アブレーションそのものが起こらないこ
とがある。
Further, the ablation of the above synthetic resin is effective.
In order to raise it efficiently, 400 nm or less of the above synthetic resin
The extinction coefficient of an excimer laser having an oscillation wavelength of 1 ×
10 Twocm-1The above is preferred. The extinction coefficient is 1 × 10Two
cm-1Below, the depth at which ablation occurs is very
It does not become shallow or ablation itself
There is.

【0029】上記エキシマレーザの種類は、上記合成樹
脂及び増感剤に作用して、アブレーションが起こるもの
であれば、特に制限はないが、(イ)エキシマレーザの
発振波長における合成樹脂の吸光係数を参考として、パ
ルス1回あたりにアブレーションの起こる深さの深い発
振波長のレーザを用いる、(ロ)パルス1回・単位面積
当たりのエネルギー量を大きくする、ことが作業時間の
短縮を図るために好ましい。
The type of the excimer laser is not particularly limited as long as it acts on the synthetic resin and the sensitizer to cause ablation. (A) Absorption coefficient of the synthetic resin at the oscillation wavelength of the excimer laser In order to shorten the working time, it is necessary to use a laser with an oscillation wavelength with a deep ablation depth per pulse, and (b) increase the amount of energy per unit area per pulse. preferable.

【0030】上記エキシマレーザの種類としては、公知
のものが使用でき、例えば、F2 (発振波長157n
m)、ArCl(発振波長175nm)、ArF(発振
波長193nm)、KrCl(発振波長222nm)、
KrF(発振波長248nm)、XeBr(発振波長2
82nm)、XeCl(発振波長308nm)、XeF
(発振波長351nm)が挙げられる。
As the type of the excimer laser, known types can be used. For example, F 2 (oscillation wavelength: 157 n
m), ArCl (oscillation wavelength 175 nm), ArF (oscillation wavelength 193 nm), KrCl (oscillation wavelength 222 nm),
KrF (oscillation wavelength 248 nm), XeBr (oscillation wavelength 2
82 nm), XeCl (oscillation wavelength 308 nm), XeF
(An oscillation wavelength of 351 nm).

【0031】本発明で用いられるレーザ加工装置は、特
殊なものではなく、市販品をそのまま用いることができ
る。
The laser processing apparatus used in the present invention is not special, and a commercial product can be used as it is.

【0032】[0032]

【作用】本発明の製造方法では、光活性層が、光半導性
物質、増感剤及び合成樹脂を含有する樹脂組成物から形
成されており、400nm以下の発振波長を有するエキ
シマレーザーの照射によって、アブレーションが起こる
ので、合成樹脂を蒸散させることができる。これに対し
て、光半導性物質は、アブレーションに必要なエネルギ
ーが合成樹脂より非常に大きくなるため、エキシマレー
ザーのエネルギー量を適度に調節することにより、光活
性層から合成樹脂を選択的に除去することが可能とな
る。さらに、エキシマレーザーによるアブレーションを
利用しているので、合成樹脂はプラズマ状態で除去され
る。
According to the production method of the present invention, the photoactive layer is formed of a resin composition containing a photoconductive substance, a sensitizer and a synthetic resin, and is irradiated with an excimer laser having an oscillation wavelength of 400 nm or less. This causes ablation, so that the synthetic resin can be evaporated. On the other hand, since the energy required for ablation of a photoconductive substance is much larger than that of the synthetic resin, the synthetic resin can be selectively removed from the photoactive layer by appropriately adjusting the energy amount of the excimer laser. It can be removed. Further, since the ablation by the excimer laser is used, the synthetic resin is removed in a plasma state.

【0033】そのため、従来の炭酸ガスやYAGレーザ
での熱加工に比べて、エキシマレーザの照射部位近傍の
合成樹脂は、熱による変質を受け難い。また、エキシマ
レーザーを使用するため、合成樹脂の除去深さの制御が
容易になる。そのため、光半導性物質を確実に表面に露
出させることができる。
Therefore, compared with the conventional thermal processing using carbon dioxide gas or YAG laser, the synthetic resin in the vicinity of the excimer laser irradiation site is less likely to be deteriorated by heat. In addition, since the excimer laser is used, it is easy to control the removal depth of the synthetic resin. Therefore, the photoconductive substance can be reliably exposed to the surface.

【0034】上記光活性層が、増感剤を含有することに
よってアブレーションが起こり易くなり、400nm以
下の発振波長における吸光係数が低い合成樹脂でも容易
に蒸散させることができる。また、400nm以下の発
振波長における吸光係数が高い合成樹脂の場合でも、エ
キシマレーザーの照射によって、アブレーションが起こ
り易くなる。
Ablation is liable to occur when the photoactive layer contains a sensitizer, and even a synthetic resin having a low absorption coefficient at an oscillation wavelength of 400 nm or less can be easily evaporated. Further, even in the case of a synthetic resin having a high absorption coefficient at an oscillation wavelength of 400 nm or less, ablation is easily caused by irradiation with an excimer laser.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下に実施例を掲げて本発明を更
に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定
されるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0036】(実施例1)酸化チタン(和光純薬社製、
アナターゼ型、一次粒径0.3μm)及び酸化アンチモ
ン含有酸化錫(三菱マテリアル社製「T−1」、粒径
0.02μm)を重量比9:1 の割合で混合した混合物
(粉体)4gを珪酸ナトリウム水溶液(二酸化珪素換算
で4mol/l)を50mlに添加し、10分間攪拌し
均一な懸濁液を調製した。上記懸濁液をソルビタンモノ
ステアレートのベンゼン溶液(1重量%)110ml中
に添加し、振とう機を用いて3分間振とうを行い、W/
O型(油中水滴型)の乳濁液を調製した。次いで、上記
乳濁液を硫酸アンモニウム水溶液(1mol/l)50
0ml中に攪拌しながら添加し、30分間反応させた。
反応終了後、濾過、水洗して、110℃で24時間乾燥
させ、酸化チタンがシリカ壁で被覆された、平均粒径1
3μmの、マイクロカプセル状の光半導性物質を得た。
Example 1 Titanium oxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
4 g of a mixture (powder) obtained by mixing anatase type, primary particle diameter 0.3 μm) and tin oxide containing antimony oxide (“T-1” manufactured by Mitsubishi Materials Corporation, particle diameter 0.02 μm) at a weight ratio of 9: 1. Was added to 50 ml of an aqueous sodium silicate solution (4 mol / l in terms of silicon dioxide) and stirred for 10 minutes to prepare a uniform suspension. The above suspension was added to 110 ml of a benzene solution of sorbitan monostearate (1% by weight), and shaken for 3 minutes using a shaker.
An O-type (water-in-oil type) emulsion was prepared. Then, the above emulsion was treated with an aqueous solution of ammonium sulfate (1 mol / l) 50
The solution was added to 0 ml with stirring, and reacted for 30 minutes.
After completion of the reaction, the reaction mixture was filtered, washed with water, and dried at 110 ° C. for 24 hours.
A 3 μm microcapsule-shaped photoconductive substance was obtained.

【0037】上記マイクロカプセル状の光半導性物質
0.3g、トルエン7ml及び一液乾燥型アクリル塗料
(大日本インキ化学社製「アクリディックA−16
6」、波長193nmでのアクルリ樹脂の吸光係数2×
103 )5gを混練して、光半導性物質含有塗料を得
た。上記塗料を平滑なアルミ亜鉛合金鋼板基材(サイ
ズ:0.4mm厚×2cm×2cm)に、スプレーコー
ティングによって、乾燥後の塗膜厚みが20μmとなる
ように塗布した後、ArF(発振波長193nm)レー
ザ照射装置により、上記塗膜のアブレーションを行い、
表面に光半導性物質を露出させた機能材料サンプルを得
た。
The above microcapsule-shaped photoconductive substance (0.3 g), toluene (7 ml) and one-part dry acrylic paint ("Acrydic A-16" manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)
6 ", extinction coefficient 2 × of Acurly resin at wavelength 193 nm
10 3 ) 5 g were kneaded to obtain a coating material containing a light semiconductive substance. The above coating material was applied to a smooth aluminum-zinc alloy steel plate base material (size: 0.4 mm thick x 2 cm x 2 cm) by spray coating so that the coating thickness after drying became 20 m, and then ArF (oscillation wavelength 193 nm) A) Ablation of the coating film by a laser irradiation device,
A functional material sample having a photoconductive material exposed on the surface was obtained.

【0038】(実施例2)実施例1と同様にして得られ
たマイクロカプセル状の光半導性物質15重量部と、熱
可塑性ポリイミド樹脂(三井東圧化学社製、波長248
nmでのポリイミド樹脂の吸光係数2.8×105 )1
00重量部とを混練した後プレス成形し、成形体(サイ
ズ:2mm厚×10cm×2cm)を得た。この成形体
をKrF(発振波長248nm)レーザ照射装置によ
り、上記成形体のアブレーションを行い、表面に光半導
性物質を露出させた機能材料サンプルを得た。
(Example 2) 15 parts by weight of a microcapsule-shaped light semiconductive substance obtained in the same manner as in Example 1 and a thermoplastic polyimide resin (manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, wavelength 248)
extinction coefficient of polyimide resin in nm 2.8 × 10 5 ) 1
Then, the mixture was kneaded with 100 parts by weight, followed by press molding to obtain a molded body (size: 2 mm thick × 10 cm × 2 cm). The molded body was subjected to ablation of the molded body by a KrF (oscillation wavelength: 248 nm) laser irradiation device to obtain a functional material sample having a surface exposed to a photoconductive substance.

【0039】(比較例1)実施例1と同様にして得られ
た光半導性物質含有塗料を、平滑なアルミ亜鉛合金鋼板
基材(サイズ:0.4mm厚×2cm×2cm)に、ス
プレーコーティングによって、乾燥後の塗膜厚みが20
μmとなるように塗布したサンプルを得た。尚、塗膜形
成後にレーザ照射は行わなかった。
(Comparative Example 1) A coating material containing a photoconductive substance obtained in the same manner as in Example 1 was sprayed onto a smooth aluminum-zinc alloy steel sheet substrate (size: 0.4 mm thick x 2 cm x 2 cm). By coating, the film thickness after drying is 20
A sample coated to a thickness of μm was obtained. No laser irradiation was performed after the coating film was formed.

【0040】(比較例2)実施例2で得られた成形体サ
ンプルを、レーザ照射せずにそのまま使用した。
(Comparative Example 2) The molded body sample obtained in Example 2 was used without laser irradiation.

【0041】上記実施例及び比較例で得られたサンプル
につき、以下の抗菌性評価を行い、その結果を表1に示
した。 (1)抗細菌性能評価法 滅菌シャーレ中にサンプルを入れ、この上に試験菌液
〔Difco 社製、Heart Infusion Broth培地(以下、BH
I培地という)25g/lを生理食塩水で100倍に希
釈したものの中に、試験菌が1×107 CFU/mlと
なるように調製したもの〕を分注して蓋をした。シャー
レを密封して、蛍光灯点灯下、30℃で1日間培養した
後、培養後の試験菌の生菌数を通常のコロニーカウント
法により測定した。尚、試験菌は、E.coli及びMicrococ
cus sp. を用いた。
The samples obtained in the above Examples and Comparative Examples were evaluated for the following antibacterial properties, and the results are shown in Table 1. (1) Antibacterial performance evaluation method A sample was placed in a sterile petri dish, and a test bacterial solution [Difco's Heart Infusion Broth medium (hereinafter referred to as BH
A solution prepared by diluting 25 g / l with physiological saline 100-fold in a saline solution (prepared at 1 × 10 7 CFU / ml) was dispensed. After the petri dish was sealed and cultured at 30 ° C. for 1 day under a fluorescent lamp, the viable cell count of the test bacteria after the culture was measured by a usual colony counting method. The test bacteria were E. coli and Micrococ.
cus sp.

【0042】(2)抗真菌性能評価法 予めポテトデキストロース寒天培地(日水製薬社製、以
下PDA培地という)上で培養したカビ、酵母について
白金耳を用いて菌体をかきとり、0.05%Tween
80添加生理食塩水中に入れて分散及び攪拌後、ガラス
フィルターを用いて濾過を行った。得られた濾液を1
0,000rpmの回転数で15分間遠心操作して、上
澄み液を除去して沈殿物(胞子)を得た。これにポテト
デキストロース液体培地(Difco 社製、以下PDB培地
という)を適量加えて胞子懸濁液を調製した。PDA培
地をオートクレーブ滅菌後、寒天が固まらないように4
5℃にてインキュベートし、これに上記の胞子懸濁液を
PDA培地の1/10量加えて攪拌した。滅菌シャーレ
に、実施例及び比較例で得られたサンプルを入れ、これ
に上記胞子懸濁液入PDA培地を50μlずつ滴下し、
半球状に固化させた。次いで、シャーレを密封して、蛍
光灯下、30℃にて3〜5日間培養した後、目視にて菌
の生育を、次の基準で目視判定した。 ○:試験菌の生育が全く認められない ×:試験菌の生育が認められる
(2) Antifungal Performance Evaluation Method Molds and yeasts previously cultured on a potato dextrose agar medium (manufactured by Nissui Pharmaceutical Co., Ltd .; hereinafter referred to as PDA medium) were scraped with a platinum loop to obtain 0.05% of fungi. Tween
After dispersing and stirring in a saline solution to which 80 had been added, filtration was performed using a glass filter. The obtained filtrate is
The mixture was centrifuged at 000 rpm for 15 minutes, and the supernatant was removed to obtain a precipitate (spore). To this was added an appropriate amount of potato dextrose liquid medium (Difco, hereinafter referred to as PDB medium) to prepare a spore suspension. After autoclaving the PDA medium, keep the agar
The mixture was incubated at 5 ° C., and the above-mentioned spore suspension was added to 1/10 volume of PDA medium and stirred. The samples obtained in Examples and Comparative Examples were placed in a sterile Petri dish, and the spore suspension-containing PDA medium was dropped by 50 μl on each,
It was solidified into a hemisphere. Next, the petri dish was sealed and cultured at 30 ° C. for 3 to 5 days under a fluorescent lamp, and then the growth of the bacteria was visually determined according to the following criteria. :: No growth of test bacteria was observed ×: Growth of test bacteria was observed

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明の光触媒活性を有する機能材料の
製造方法は、上述の構成であり、光半導性物質を確実に
表面に露出させることができるので、従来と同量の光半
導性物質を含有する場合でも、従来のものより強い光触
媒活性を発現する。従って、本製造方法で得られる機能
材料は、従来の方法で得られるものに比べて、強力な抗
菌作用、防汚作用、脱臭作用及び窒素酸化物の除去作用
を有する。
The method for producing a functional material having photocatalytic activity according to the present invention has the above-described structure, and the photoconductive substance can be reliably exposed to the surface. Even if it contains an acidic substance, it exhibits stronger photocatalytic activity than conventional ones. Therefore, the functional material obtained by this production method has stronger antibacterial action, antifouling action, deodorizing action and nitrogen oxide removing action than those obtained by the conventional method.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09D 7/12 C09D 7/12 Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C09D 7/12 C09D 7/12 Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材表面に合成樹脂、光半導性物質及び
増感剤を含有する光活性層を形成し、該光活性層に40
0nm以下の発振波長を有するエキシマレーザを照射し
て合成樹脂を蒸散させることにより、光半導性物質を基
材表面に露出することを特徴とする光触媒活性を有する
機能材料の製造方法。
1. A photoactive layer containing a synthetic resin, a photoconductive substance and a sensitizer is formed on the surface of a substrate, and a photoactive layer is formed on the photoactive layer.
A method for producing a photocatalytically active functional material, comprising exposing a photoconductive substance to a substrate surface by irradiating an excimer laser having an oscillation wavelength of 0 nm or less to evaporate a synthetic resin.
【請求項2】 前記光半導性物質として、多孔性物質に
よって被覆されたアナターゼ型酸化チタンが用いられる
ことを特徴とする請求項1記載の光触媒活性を有する機
能材料の製造方法。
2. The method for producing a photocatalytically active functional material according to claim 1, wherein an anatase type titanium oxide coated with a porous material is used as said photoconductive material.
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