JPH11197516A

JPH11197516A - 光触媒材料及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11197516A
Application number: JP10003078A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Ogawa; 孝寿小川; Atsumichi Kushibe; 淳道櫛部; Toshio Saito; 俊夫斉藤; Sadatoshi Ono; 定俊大野; Kan Hasegawa; 完長谷川
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1998-01-09
Filing date: 1998-01-09
Publication date: 1999-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】材料として強度と耐久性に優れ、且つ、
光触媒活性の高い光触媒最材料及びその効率のよい製造
方法を提供する。【解決手段】チタン母相１２中に光触媒の局部電極
として機能する金属を析出相１６として含むチタン含有
金属材料において、チタン母相１２の表層から該酸化チ
タン相１４が連続かつ配向性を有して分散され、酸化チ
タン相１４の配向方向に直角に切断した断面において、
酸化チタン１４相と析出相１６とが海島状に分散してな
る構造を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高い光触媒活性効率
を有する光触媒材料及びその効率のよい製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の排気ガス中に含まれる窒
素酸化物（ＮＯ_X）、硫黄酸化物（ＳＯ_X）等の処理や
汚水処理などの分野で、処理による二次汚染や処理材料
の再生処理を必要としない光触媒材料が注目されてい
る。

【０００３】従来、光触媒として、半導体機能を有する
酸化チタン、酸化鉄、酸化タングステン、酸化ケイ素等
若しくはそれらに触媒機能を向上させる目的で白金の如
き金属を担持させたものを用いており、防臭、防黴機能
を利用するために、それを微粒子化して表面に固定膜を
形成させたり、該微粒子を処理しようとする目的物に分
散させたりして用いていた。

【０００４】該光触媒機能を利用して、金属材料に防
臭、防黴機能を付与するために、微粒子化した光触媒を
基体に塗布する方法として、スプレーコーティング法、
ディップコーティング法、スピンコーティング法が知ら
れている。しかしながら、微粒子分散物を塗布した被膜
は、ミクロ的にみると均一性に欠けており、このため、
光触媒機能の効率が悪く、膜強度も不足しており、基体
に対する付着強度も充分ではないため耐剥離性に乏し
く、経時により傷ついたり、剥がれたりする問題があっ
た。

【０００５】この光触媒活性を有する薄膜の強度を達成
するために、チタン或いはチタン合金からなる金属材料
基材を陽極酸化処理し、表面に酸化チタン層を形成する
ことも提案されている。このチタンを含有する金属材料
に形成された陽極酸化膜を所定の温度に加熱することに
より、光触媒活性が発現され、この熱処理条件によって
光触媒特性を制御し得ることが知られている。しかしな
がら、陽極酸化膜による光触媒材料は、微粒子化した光
触媒を基体に塗布する方法に比較して、表面に露出する
活性材料の面積が小さく、光触媒効率が低下するという
問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
考慮してなされたものであり、本発明の目的は、材料と
しての強度と耐久性に優れ、且つ、光触媒活性の高い光
触媒材料を提供することにある。また、本発明の第２の
目的は、材料としての強度と耐久性に優れ、且つ、光触
媒活性作用に優れた光触媒材料の効率のよい製造方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の陽
極酸化により得られる光触媒材料のミクロ構造を検討し
た結果、光触媒活性を有する酸化チタン相がチタン母相
中において、すべての方向にランダムに存在することを
確認し、この酸化チタン相に配向性をもたせて分散状態
を制御することにより、高い光触媒活性を有する材料を
得られることを見いだし、本発明を完成した。即ち、本
発明の請求項１記載の光触媒材料は、チタン母相表面の
酸化チタン相が配向性を有して分散され、酸化チタン相
の配向方向に直角に切断した断面において、光触媒の局
部電極として機能する金属の析出相中に酸化チタン相が
海島状に分散してなる構造を有することを特徴とする、
ここで、析出相と酸化チタン相との比率が０．０１：９
９．９９〜１０：９０であることが好ましい。また、前
記酸化チタン相は配向方向に少なくとも０．１μｍ以上
連続して形成されていることが好ましい。ここで、配向
方向とは酸化チタン相の結晶成長方向を指す。また、こ
の相における連続性とは不純物の影響や温度勾配等の影
響によって部分的に不連続となっていることを許容する
ものである。また、本発明の請求項４に記載の光触媒材
料の製造方法は、チタンを含有する金属材料を酸化し
て、アモルファス状酸化チタン相をチタンを含有する金
属材料母相表面に析出させ、アモルファス酸化チタン相
の面側を冷却しながら反対側の金属材料基板面を好まし
くは徐々に加熱し、基板板厚方向の温度勾配を発生・保
持することにより、アモルファス酸化チタン相とチタン
母相の界面から、チタン母相と連続しかつ配向性を有す
る酸化チタン相を核形成、成長させることを特徴とす
る。

【０００８】本発明の光触媒材料においては、酸化チタ
ン相の光反応面が上方に揃って配向性を有して連続的に
存在するため、その配向方向に垂直に切断することによ
り、切断面にミクロの酸化チタン相の光反応面と局部電
極として機能する金属析出面とがチタン母相中に均一に
海島状に分散され、その表面において均一で効率の高い
光触媒活性が得られるものと推定される。しかも、この
酸化チタン相は連続相であり、チタン母相中にリジッド
に存在すること、および共存した硬い析出相の作用によ
り材料表面の耐摩耗性がさらに高まることから、高い強
度と耐久性を有し、さらに、表面が磨耗したり、傷付い
たりしても、光触媒材料層自体が存在する限り、その光
触媒活性が損なわれることはない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明についてさらに詳し
く説明する。本発明の光触媒材料を構成するアナターゼ
型酸化チタン相は正方晶の結晶構造を有し、結晶の優先
成長面（００１）を有することが知られている。このこ
とは、例えば、陽極酸化法やゾル−ゲル法などにより、
材料のチタン母相表面にアモルファス状態の酸化チタン
相を一端形成させたのち、材料の板厚方向に温度勾配を
付与しながら結晶化させると、まずチタン母相とアモル
ファス酸化チタン相との界面で酸化チタン結晶の核が発
生し、次いでそれらを起点にして、酸化チタン結晶の優
先成長面（００１）が、温度勾配の方向に配向した形で
成長する。すなわち、光活性を有すると考えられている
結晶面（００１）が、表面側に揃って露出したミクロ組
織が得られる。

【００１０】図１は、本発明に係る光触媒材料の構造を
示す概念図である図１に示すように、本発明の光触媒材
料１０においては、チタン母相１２表面に酸化チタン相
１４が光反応面が表面に揃って露出するように結晶の成
長方向に連続的に配向して形成されている。また、局部
電極として機能する金属はチタン母相１２中にランダム
に微細な析出相１６を形成する。図２は、この光触媒材
料１０の表面近傍を酸化チタン相１４の配向方向に直角
に切断した断面図を示す。図２のように、断面におい
て、光反応面が表面に揃って露出するように配向した酸
化チタン相１４中に析出相１６がランダムに形成され、
両者が海島構造を形成していることがわかる。図３は従
来の陽極酸化により形成された光触媒材料の断面図であ
るが、チタン母相１２の表面近傍に酸化チタン相１４が
ランダムな方向に形成され、どの方向の断面図を観察し
ても図３と同様の状態が見られることが確認されてい
る。図３の如く酸化チタン相１４が形成されている場
合、ミクロ的には光活性面が表面に配向した酸化チタン
相１４ａの存在する光触媒活性が高いところと光活性面
が表面に配向しない酸化チタン相１４ｂが存在するため
に光触媒活性が低いところが存在することがわかる。

【００１１】一方、本発明の光触媒材料１０は、酸化チ
タン相１４の結晶成長方向に垂直に切断した場合、その
切断面においては、図２に明らかなように酸化チタン相
１４と微細な金属析出相１６とが海島状に分散してお
り、どの部分においても酸化チタン相１４に起因する均
一な光触媒活性を発現する表面を有する光触媒材料が得
られることがわかる。このような分散状態を得るために
は、析出相と酸化チタン相との比率が０．０１：９９．
９９以上１０：９０以下であることが好ましく、この比
率は合金組成あるいは熱処理の条件によって調整するこ
とができる。また、この時の析出相の切断面の形状は不
定形であるが、その大きさとしては、断面を円又は楕円
に近似した場合の長径が１〜２０μｍ程度であることが
好ましく、この析出相の断面方向の分散径は圧延加工お
よび熱処理の条件によって調整することができる。ま
た、図１で示されるように酸化チタン相１４はこの材料
の厚み方向には、好ましくは少なくとも０．１μｍ以上
にわたって連続して形成されていることから、表面を多
少研磨しても均一な光触媒活性を発現する材料が得ら
れ、さらに、表面が磨耗したり、傷ついたりしても、光
触媒活性を有する酸化チタン相１４が連続相を形成し、
新たに表面に露出することになるため、材料自体の厚み
の範囲においては、光触媒活性が前記のような要因で低
下することはない。

【００１２】次に、これらの光触媒材料を製造する方法
について説明する。本発明において光触媒材料としては
酸化チタン相を含有する材料が最も好ましい。酸化チタ
ン相を含有する材料を得る方法としては、チタン含有金
属材料からなる基材を陽極酸化処理する方法が挙げられ
る。この処理により基材上に酸化チタンを含む陽極酸化
膜が形成され、この酸化チタンが優れた光触媒活性を有
する。ここで基材として用いられるチタン含有金属材料
とは、純チタン及びチタンを含有する合金を包含するも
のである。

【００１３】チタン含有金属材料のチタン母相は、実質
的に１００％チタンからなる純チタンであってもよく、
またチタンを含有する合金であってもよいが、得られる
金属材料の光触媒性能の観点から、得られる材料の光触
媒活性の観点から、チタン母相に使用される合金全体に
おけるチタン含有量が９０％以上であるものが好まし
い。本発明において、実質的とは、本発明の効果を損な
わない程度の不純物、混合物の存在を包含する意味を有
するものである。

【００１４】また、チタンと共に合金を構成する金属
は、チタンとの相溶性が良好であれば特に制限はなく、
目的に応じて、例えば、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ合
金、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金、Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ
−３Ａｌ合金等の如き汎用のチタン合金も使用すること
ができる。

【００１５】このチタン母相には、酸化チタンと併用す
ることにより局部電極として機能し、光触媒活性を向上
させる働きを有する析出相を形成する金属を配合する
が、この金属としては、５族〜１１族元素及び１４族元
素からなる群より選択される元素が挙げられる。なかで
も、光触媒活性向上の顕著な元素、例えば、白金、金、
パラジウム、ルテニウム、ニッケル、コバルト、クロ
ム、モリブデンがより好ましい。また、酸化物を形成す
ることによってさらに光触媒活性を発現するという観点
から、鉄、タングステン、亜鉛などの金属も好ましい。

【００１６】また上記の光触媒活性を向上させる働きを
する元素について、陽極酸化に用いる電解水溶液である
１容量％（２５℃）リン酸水溶液中でアノード分極測定
した結果、特に光触媒活性の向上が大きい元素は、不働
態域においてアノード電流が５×１０^-2ｍＡ／ｃｍ²以
上となる電位が対Ａｇ／ＡｇＣｌ（銀・塩化銀参照電極
基準）で３Ｖ以下となることがあきらかになった。この
ような効果を有する元素として、特にニッケル、ルテニ
ウム、クロムが挙げられる。

【００１７】これらの併用元素の好ましい添加量は、各
々の元素が金属基材全体に対して０．００５〜２．０重
量％の範囲である。添加量が０．００５重量％未満では
好ましい光触媒活性向上効果が得難く、２．０重量％を
超える添加は、チタン含有金属材料の加工性や靱性が低
下する虞があるため、いずれも好ましくない。

【００１８】このような陽極酸化処理を行うと、得られ
る酸化チタン〔ＴｉＯ₂〕はアモルファス性状を有する
ことが知られており、このアモルファス性状を有する材
料を、図４に記載の如き一方向加熱装置に適用すること
により、結晶成長方向を優先成長面に制御することがで
き、基板表面において、光触媒反応に関与する結晶面が
表面に配向した酸化チタン相が優先成長面方向に形成さ
れる。

【００１９】ここで、配向性加熱装置について説明す
る。配向性加熱装置２０は、チタン含有金属を加熱する
表面が平板状の加熱部材２２の上部に、加熱される金属
基板（試料）１０を配置する部材２４、金属基板表面に
密着して表面を冷却する冷却部材２６が順次配置されて
構成されている。加熱部材２２は温度制御装置とヒータ
ーを備えた所謂ホットプレート状のものが好ましいが、
表面が平面であり、所定の温度制御が可能であれば、公
知の加熱手段を適宜選択して用いることができる。冷却
部材２６は、試料１０表面を一定温度に保持しうる冷却
能を有すればどのようなものでもよいが、図に示すよう
に一定温度の冷却流体を循環させる方式のものが構造や
取り扱いが簡単で好ましい。

【００２０】この配向性加熱装置２０を用いた光触媒材
料の製造方法について詳細に説明する。チタン母相に析
出相を形成しうる金属を含有させたチタン含有金属材料
の表面を陽極酸化して得られた金属基板１０を、前記配
向性加熱装置２０の試料を配置する部材である容器２４
中に配置し、加熱部材２２を駆動させて温度を徐々に上
昇させ、好適な温度範囲に保持する。加熱（保持）温度
はアモルファス酸化チタンの結晶化温度以上、即ち、２
００〜５００℃の範囲が好ましく、常温から好ましい温
度範囲に達するまでの加熱は１〜２０℃／ｍｉｎ．程度
に徐々に行うことが効果の観点から好ましい。急激な加
熱では好ましい結晶の配向状態は得られない。この加熱
を行いながら、試料１０の表面を冷却部材２６により冷
却する。冷却温度は５〜２５℃が好ましい。このように
して、試料１０の底面を酸化チタンの結晶化温度以上に
保持しながら、試料１０の表面との間の厚み方向に温度
勾配を設けることにより、酸化チタン相１４は加熱部材
２２に接する面から徐々にアモルファス状酸化チタンか
らアナターゼ型酸化チタンに変化していき、最終的には
一方向に配列した（配向性の）アナターゼ型酸化チタン
相が形成される。

【００２１】本発明の光触媒材料の別の製造方法につい
て説明する。図５は本発明の製造方法に用いる配向性凝
固装置の概略構成図である。配向性凝固装置２８は、温
度制御装置３０を備えた加熱炉３２と、可動式であり、
前記加熱炉３２に挿入、取り出し可能な冷却部材３４を
備えた試料ホルダー３６とで構成されている。まず、析
出相を形成する金属をチタン母相中に配合したチタン含
有金属材料を準備し、それを坩堝に入れて真空中で１６
００〜１８００℃で加熱溶解し、それ試料ホルダー（坩
堝）３６の所定位置３６ａに入れる。該試料ホルダー３
６は、水冷銅底などの冷却部材３４により下端が冷却さ
れている。この溶解した材料を、試料ホルダー３６中
で、下端側を絶えず冷却しながら、金属材料の融点以上
（少なくとも中心部温度が１６００℃）の温度に保持し
た加熱炉３２に挿入する。この加熱炉３２内において試
料ホルダー３６内に入れた材料は再溶解する。その後、
試料ホルダー３６をゆっくりと一定の速さで下方に移動
させ、加熱炉３２から取り出す。このとき、加熱炉３２
より露出した部分、即ち、下端部側の試料温度は凝固点
以下となり、下端部側から凝固がはじまる。さらに、引
き下げるにともない、試料ホルダー３６内の金属材料は
下端部から上方に徐々に凝固し、この徐冷により試料中
に形成される温度勾配により、酸化チタン層が一方向に
配向する。

【００２２】これらの方法によれば、酸化チタン相１４
は基板表面に光触媒活性を有する面を配向させて均一に
形成され、その相中に局所電極として機能する析出相１
６が海島状に分散されるため、効率よい光触媒活性を示
すと共に、陽極酸化により得られた酸化チタン相１４が
母相であるチタン含有金属材料１２と一体化されて形成
されるため、強度、耐久性に優れた光触媒活性層が形成
される。また、配向性凝固装置２８によれば、図６に概
略断面図で示されるように、析出相１６も配向して凝固
され、連続的に形成されるため、先に述べた配向性加熱
装置２０で得られたのと同様の光触媒活性面の配向性が
得られるのみならず、連続的に形成された金属析出相１
６により励起電子を反対面に放電させる効果や、該析出
相１６による表面の耐磨耗性の向上効果等を併せて得る
ことができる。

【００２３】また、この陽極酸化の他、チタン含有金属
材料で形成された基材上に微粒子化した酸化チタンをス
プレーコーティング法、ディップコーティング法、スピ
ンコーティング法などにより塗布した場合でも、好適な
温度制御装置を有する電気炉などを用いて、材料に温度
勾配を付与することにより、塗布溶媒を加熱除去する過
程において、微粒子酸化チタンの構造変化を利用して、
結晶に配向性をもたせた材料を得ることもできる。

【００２４】この方法で用いられる酸化チタン粉体は、
光触媒機能を向上させる機能を有する元素で修飾された
ものを用いることもできる。これらの元素は、酸化チタ
ンと共存して、光触媒反応において還元反応サイトにな
りうる元素で、周期律表５族〜１１族元素及び１４族元
素などが代表的に挙げられるが、特に効果の高い白金、
金、パラジウム、銀、銅、ルテニウム、ニッケル、コバ
ルト、クロム、モリブデンからなる群から選択されるこ
とが好ましく、これらのうち、防臭、防黴効果の点から
白金、金、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、クロ
ム、銀がより好ましく、加工の容易さ、価格の点からパ
ラジウム、ルテニウム、ニッケル、クロムが特に好まし
い。

【００２５】コーティングする酸化チタンは市販の酸化
チタン粉を用いることもできるが、例えば、チタンの高
温焼成、電気酸化、化学的蒸着法、真空蒸着法、共沈
法、金属ハロゲン化法、無機金属塩の中和や加水分解、
金属アルコキシドの加水分解、ゾルゲル法等の常法によ
り調製することもできる。また、酸化チタンの前記元素
による修飾は、含浸法、沈澱法、イオン交換法、光電析
法、練成法等の公知の方法により行うことができる。

【００２６】本発明においては、光触媒機能を発現する
物質として、酸化チタンを用いているが、通常、光触媒
機能を発現する半導体としては、特公平２−９８５０号
の記載の如き物質が挙げられ、特に、酸化チタン、酸化
鉄、酸化タングステン、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチ
ウム等が広く知られている。本発明の光触媒活性を有す
る金属材料には、主として光触媒効果に特に優れた酸化
チタンの原料であるチタン含有金属材料を使用している
が、前記の各半導体材料やそれらを構成する金属材料、
例えば、アルミニウム、ステンレス及び亜鉛等も好適に
適用しうる。

【００２７】図７は、陽極酸化処理装置の概略図であ
る。所望の形状に成形され、前処理を施されたチタン含
有金属材料からなる成形体（図７においては板状をな
す）４０は、アノード４２に接続され、カソード４４に
は純チタン板４６が接続される。セル４８中には、適当
な電解質を含有する水溶液（本態様においては２５℃１
容量％リン酸水溶液）５０が満たされ、前記成形体４０
と純チタン板４６が浸漬されている。電圧計５２、電流
計５４を観察して、直流電流を調整しながら、直流電力
供給装置５５により電力を供給して、電圧数Ｖ〜数百Ｖ
程度で、陽極酸化処理を行うものである。すなわち、得
られた金属材料成形体４０を、図７に示す陽極酸化処理
装置のアノード４２に取り付けて、１重量％リン酸水溶
液中で、電圧１０〜２５０Ｖで陽極酸化処理を行って、
金属材料、特にそこに含まれるチタンを酸化し、表面に
数百Å〜数千Åの厚さのアモルファス状酸化チタン膜
（陽極酸化膜）１４を形成させるものであり、このアモ
ルファス状酸化チタン膜を結晶化し、配向させることに
より、高効率な光触媒活性層の機能を果たすものであ
る。

【００２８】金属材料基体の表面に形成された陽極酸化
膜を固定化し、強度、密着性を向上させ、且つ、光触媒
特性を向上させるために、この陽極酸化膜を形成した
後、引続き大気酸化処理を行うのが有効である。これ
は、大気中において加熱処理を施すものであり。処理条
件は温度が２００〜６００℃の範囲で、１０〜３００分
間行われることが好ましく、より好ましくは、温度が２
３０〜３００℃の範囲、処理時間３０〜１５０分間の範
囲である。温度が低すぎる場合又は処理時間が短すぎる
場合には、酸化被膜の強度、密着性の向上効果が不十分
であり、温度が高すぎる場合には、被膜の色調が灰色に
変化してしまい意匠性が低下する。また、被膜の強度、
密着性の向上は処理時間１５０〜３００分で飽和し、そ
れ以上の処理を続けても効果の向上は見られないので、
経済的な観点からこの時間を超える処理は好ましくな
い。

【００２９】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこの実施例に制限されるものではな
い。なお、実施例中の「％」は「重量％」を示す。

【００３０】（実施例１）チタン及び不可避適不純物か
らなる工業用級の純チタン９９％とニッケル１％からな
る金属材料を溶製し、鋳塊を９００℃において１１０ｍ
ｍ幅、１ｍｍ厚の板状に熱間圧延した。得られた板材
を、５重量％フッ素水溶液中で酸洗いして表面の酸化膜
を除去し、金属板とした。

【００３１】得られた金属板を、図７に示した陽極酸化
処理装置のアノードに取り付けて、１重量％リン酸水溶
液中で、電圧１１０Ｖで陽極酸化処理を行って、金属材
料に含まれるチタンを酸化し、表面に約２０００Åの厚
さのアモルファス酸化チタン膜（陽極酸化膜）を形成さ
せた。この金属板はピンクの色相と光沢を有していた。

【００３２】この金属板１０を、前記図４で説明した配
向性加熱装置２０の試料を配置する部材である容器２４
中に配置し、加熱部材２２を駆動させて温度を１０℃／
ｍｉｎ．程度で徐々に上昇させ、３５０℃付近の温度範
囲に保持する。この加熱を行いながら、試料（金属板）
１０の表面を冷却部材２６により冷却温度１５℃で冷却
する。このようにして、試料１０の底面を酸化チタンの
結晶化温度以上である３５０℃前後に保持しながら、試
料１０の表面との間の厚み方向に温度勾配を設けること
により、酸化チタン相１６は加熱部材２２に接する面か
ら徐々にアモルファス状酸化チタンからアナターゼ型酸
化チタンに変化していき、配向した酸化チタン相１４を
有する光触媒材料が得られた。

【００３３】光触媒活性はヨウ化カリウム分解法によっ
て測定した。即ち、ヨウ化カリウム水溶液（０．１ｍｏ
ｌ／ｃｍ³）に試験片を光触媒活性を有する面が受光面
となるように浸漬し、ブラックライト（紫外線強度：
２．６ｍＷ／ｃｍ²）を照射した。光触媒活性によって
ヨウ化カリウムが分解するときに発生するヨウ素の生成
量を測定して光触媒活性を評価する。ヨウ素生成量（×
１０^-5ｍｏｌ／３０ｍｉｎ）が多い程、光触媒活性が高
いと評価する。測定の結果、ヨウ素生成量は２２．６×
１０^-5ｍｏｌ／３０ｍｉｎであり、十分な光触媒活性を
示すことがわかった。

【００３４】この厚さ１ｍｍの金属板をコンクリートパ
ネル表面に取り付けて内装材として、建造物内の通路に
配置した。６カ月経過後、金属板を目視にて観察したと
ころ、表面に微細な擦り傷、磨耗が多数確認された。こ
の金属板をコンクリートパネルから取り外し、前記と同
様にヨウ化カリウム分解法によって光触媒活性を測定し
た。結果は、２２．１×１０^-5ｍｏｌ／３０ｍｉｎであ
り、６カ月の実使用後も光触媒活性の低下が殆どないこ
とがわかった。

【００３５】（実施例２）パラジウムを０．１重量％含
有し、残部がチタン及び不可避適不純物からなるチタン
合金に対して実施例１と同様の条件で金属板を作成し
た。この金属板を用いて実施例１と同様にして効果を測
定したところ光触媒活性能は実用レベルに達しており、
パラジウムを担持させた実施例２の金属板（光触媒材
料）の方が純チタンとニッケルとを基材とした実施例１
に比較して優れた特性を示した。

【発明の効果】本発明の光触媒材料は、材料としての強
度と耐久性に優れ、且つ、光触媒活性が高く、その効果
が均一であった。また、本発明の製造方法によれば、材
料としての強度と耐久性に優れ、且つ、光触媒活性作用
に優れた光触媒材料を効率よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光触媒材料の内部構造を示す概
念図である。

【図２】図１の光触媒材料の酸化チタン相配向方向に
直角に切断した断面構造を示す概念図である。

【図３】通常の陽極酸化法により得られた光触媒材料
の内部構造を示す概念図である。

【図４】本発明の光触媒材料の製造に使用する配向性
加熱装置を示す概略構成図である。

【図５】本発明の光触媒材料の製造に使用する配向性
凝固装置を示す概略構成図である。

【図６】一方向凝固装置で製造した光触媒材料の内部
構造を示す概念図である。

【図７】陽極酸化処理装置の概略図である。

【符号の説明】

１０光触媒材料１２チタン母相１４酸化チタン相１６析出相２０配向性加熱装置２８配向性凝固装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大野定俊千葉県印西市大塚１丁目５番地１株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者長谷川完千葉県印西市大塚１丁目５番地１株式会社竹中工務店技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チタン母相中に光触媒の局部電極として
機能する金属を析出相として含むチタン含有金属材料に
おいて、チタン母相の表層から該酸化チタン相が連続か
つ配向性を有して分散され、酸化チタン相の配向方向に
直角に切断した断面において、酸化チタン相と析出相と
が海島状に分散してなる構造を有することを特徴とする
光触媒材料。
【請求項２】前記断面における析出相と酸化チタン相
との比率が０．０１：９９．９９〜１０：９０であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光触媒材料。
【請求項３】前記酸化チタン相が配向方向に少なくと
も０．１μｍ以上連続して形成されていることを特徴と
する請求項１に記載の光触媒材料。
【請求項４】チタンを含有する金属材料基板表面を酸
化して、アモルファス状の酸化チタン相をチタンを含有
する金属材料母相表面に析出させ、アモルファス酸化チタンが析出した表面側を冷却し、且
つ、反対側の金属材料基板面を加熱し、金属材料基板板
厚方向の温度勾配を発生・保持することにより、アモル
ファス酸化チタン相とチタン母相の界面から、チタン母
相と連続した、配向性を有する酸化チタン相を核発生・
成長させることを特徴とする光触媒材料の製造方法。