WO2004026470A1 - 光触媒アパタイト含有膜、その形成方法、コーティング液、および、光触媒アパタイト含有膜で被覆された部位を有する電子機器 - Google Patents
光触媒アパタイト含有膜、その形成方法、コーティング液、および、光触媒アパタイト含有膜で被覆された部位を有する電子機器 Download PDFInfo
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
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-
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- B01J27/182—Phosphorus; Compounds thereof with silicon
Definitions
- the present invention relates to a photocatalytic apatite-containing film, a method for forming the same, a coating solution, and an electronic device having a portion covered with the photocatalytic apatite-containing film
- the present invention relates to a film containing a photocatalytic apatite having a photocatalytic function, a method for forming the film, a coating solution for forming the film, and an electronic device having a site covered with the film.
- the photocatalytic function of some semiconductor material such as titanium oxide (T i 0 2) has attracted attention, antibacterial and antifouling effect is known force to be exerted on the basis of the photocatalytic function.
- a semiconductor material having a photocatalytic function generally, electrons in the valence band transition to the conduction band by absorbing light having energy corresponding to the band gap between the valence band and the conduction band. Holes are generated in the electron band. Electrons in the conduction band have the property of transferring to a substance adsorbed on the surface of the photocatalytic semiconductor, and the adsorbed substance can be reduced.
- the holes in the valence band have the property of removing electrons from the substance adsorbed on the surface of the photocatalytic semiconductor, whereby the adsorbed substance can be oxidized.
- the titanium oxide Hida T io 2 having a photocatalytic 3 ⁇ 4 Minoruno one child electrodeposition a transition to the conduction band, to produce a super-O carboxymethyl door two ON ( ⁇ o 2 I) by reducing oxygen in the air You.
- the holes generated in the valence band oxidize the water adsorbed on the titanium oxide surface to generate hydroxy radicals ( ⁇ ⁇ ). Hydroxy radicals have a very strong acidity. Therefore, for example, when an organic substance is adsorbed on the photocatalytic titanium oxide, the organic substance may be decomposed into water and carbon dioxide by the action of a hydroxyl radical.
- Titanium oxide which can promote such oxidative decomposition reaction of organic substances based on photocatalytic function, is widely used in antibacterial agents, bactericides, antifouling agents, deodorants, environmental purification agents, etc. I have.
- titanium oxide itself has poor ability to adsorb some substances on its surface. Therefore, in order to fully enjoy the oxidative decomposition action of titanium oxide based on the photocatalytic function, and in addition, the antibacterial action and the antifouling action, the contact between the titanium oxide and the decomposition object to be oxidized and decomposed necessary force s Mel to improve the efficiency.
- a technique for improving the contact efficiency between a decomposition target and titanium oxide is disclosed in, for example, JP-A-2001-191458 and JP-A-2002-126451.
- a mixture of powdered titanium oxide and powdered predetermined hydroxyapatite (HAP) is used.
- HAP generally has high adsorption power.
- the contact efficiency between the decomposition target and titanium oxide is improved by allowing HAP having a high adsorptive power to be present near titanium oxide.
- titanium oxide and HAP are dispersed as particles independent from each other in a predetermined binder, so that the decomposition target
- titanium oxide particles whose contact efficiency with aluminum does not sufficiently improve exist.
- the separation and distance between the titanium oxide particles and the HAP particles are relatively large, the contact efficiency of the decomposition target with the titanium oxide particles does not sufficiently improve.
- the publication contains a photocatalyst machine A photocatalytic apatite in which titanium oxide, in particular, calcium hydroxyapatite (CaHAP), which is excellent in adsorbing organic substances such as proteins, is complexed at the atomic level.
- the photocatalytic apatite has a crystal structure in which a part of Ca constituting CaHAP (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ) is substituted by Ti,
- the site has a titanium oxide-like partial structure similar to the chemical structure of photocatalytic titanium oxide.
- the titanium oxide-like part structure capable of exhibiting photocatalytic function is inherent in the crystal structure of C a HAP, which has excellent organic substance adsorption properties, the contact efficiency between organic matter, that is, the decomposition target and the acid titanium-like part structure is effective. Has improved. As a result, the titanium oxide-like partial structure can efficiently oxidize and decompose organic substances such as hand fat and bacterial cell membranes based on the photocatalytic function.
- the color tone that the member should originally have may be affected due to the white color of the photocatalytic apatite. is there.
- photocatalytic apatite has a tendency for powder to agglomerate in a solvent, for example, and the agglomeration may affect the texture of the member.
- electronic devices such as notebook computers and mobile phones, there are many cases where it is necessary to avoid such problems, for example, in the case and the transparent cover for protecting the display screen.
- the present invention has been devised in view of such circumstances, and a photocatalytic apatite that is easily removed of dirt while sufficiently exhibiting an antibacterial action and an antifouling action, and has excellent transparency.
- An object of the present invention is to provide a film containing the same, a method for forming the film, a coating solution for forming a photocatalytic apatite-containing film, and an electronic device having a portion covered with the photocatalytic apatite-containing film.
- a photocatalytic apatite-containing film contains an inorganic coating main material, powdered photocatalytic apatite and powdered titanium oxide dispersed in the inorganic coating main material, and has a total content of photocatalytic apatite and titanium oxide of 0. 0 1 to 5 wt%.
- the photocatalytic apatite refers to an apatite in which a part of the metal atoms contained in the apatite crystal structure is a photocatalytic metal atom. It refers to a metal atom.
- the inorganic coating main material is substantially transparent and has a transmittance of 90% or more in a visible region. .
- the apatite constituting the basic skeleton can be represented by the following general formula.
- a x (BO y ) Z X A in the formula (1) represents various metal atoms such as Ca, Co, Ni, Cu, A1, La, Cr, Fe, and Mg.
- B represents an atom such as P and S.
- X is a hydroxyl group (-OH) or a halogen atom (eg, F, C1). More specifically, examples of apatite constituting the basic skeleton of photocatalytic apatite include hydroquinapatite, fluoroapatite, chloroapatite, tricalcium phosphate, calcium hydrogen phosphate and the like.
- the apatite that can be suitably used in the present invention is hydroxyapatite in which X in the above formula is a hydroxyl group (1OH). More preferably, A in the above formula is calcium (Ca), B is phosphorus (P), and X is a hydroxyl group (-OH), calcium hydroxyapatite (CaHAP), that is, C a 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 .
- C a HAP is rich in adsorptivity because it easily ion-exchanges with both cations and ayuons. Therefore, as described above, it has excellent ability to adsorb organic substances such as proteins.
- CaHAP can inhibit or suppress the growth of mold bacteria by strongly adsorbing them.
- photocatalytic metal atoms contained in photocatalytic apatite that is, metal atoms that can function as a photocatalytic center in an oxide state include, for example, titanium (Ti), zinc (Zn), tungsten (W), manganese ( Mn), tin (Sn), indium (In), iron (Fe) and the like.
- a photocatalytic metal atom is incorporated into the apatite crystal structure as a part of the metal atom constituting the apatite crystal structure represented by the above general formula, thereby exhibiting a photocatalytic function within the apatite crystal structure.
- a possible photocatalytic substructure is formed.
- the photocatalytic partial structure is composed of a photocatalytic metal atom incorporated in place of part of A in the formula (1) and an oxygen atom in the formula (1), and has a photocatalytic function. It is considered to correspond to the structure of the Eich object.
- photocatalytic apatite having such a chemical structure has a more efficient decomposition action and more efficient than a photocatalytic metal oxide having poor adsorption power due to a synergistic effect of high adsorption power and photocatalytic function. Shows antibacterial and antifouling effects You.
- it exhibits an antibacterial effect of strongly adsorbing mold bacteria and the like, and inhibiting or suppressing their growth by a high adsorption force.
- the titanium oxide used in the present invention is a photocatalytic titanium oxide (T i ⁇ 2 ), preferably an anatase type titanium oxide. It is known that photocatalytic titanium oxide becomes hydrophilic under light irradiation conditions. Particularly, anatase-type titanium oxide having a high function as a photocatalyst shows extremely high hydrophilicity under light irradiation conditions.
- titanium oxide is mixed with photocatalytic apatite having excellent adsorptivity. Therefore, the contact efficiency between the titanium oxide and the decomposition target is relatively high, and the titanium oxide can exert a catalytic decomposition effect relatively effectively.
- photocatalytic apatite-containing film according to the first aspect of the present invention as described above can sufficiently exhibit an antibacterial action, an antifouling action, and the like.
- photocatalytic apatite is composed of an apatite with excellent adsorptivity and a photocatalytic substance at the atomic level. Shows antifouling action, and in some places shows antibacterial action based on adsorption power.
- photocatalytic titanium oxide exhibits antibacterial and antifouling effects based on photocatalytic decomposition under light irradiation conditions.
- the photocatalytic apatite-containing film according to the first aspect of the present invention can sufficiently exhibit an antibacterial action, an antifouling action, and the like.
- the titanium oxide contained in the photocatalytic apatite-containing film exhibits excellent hydrophilicity under light irradiation conditions. Therefore, under light irradiation conditions, water easily adheres to the surface of the photocatalytic apatite-containing film, and dirt such as oil adhering to the film surface tends to float by the water. Therefore, the dirt attached to the photocatalytic apatite-containing film according to the first aspect can be easily removed by wiping with water or the like.
- the total content of photocatalytic apatite and titanium oxide is 0.00. Even if it is as low as l to 5 wt%, by properly dispersing the photocatalytic apatite powder and the titanium oxide powder in the inorganic coating main material, for example, the antibacterial property and antifouling property required for the electronic device surface can be reduced. It has been found that it can be applied sufficiently and that the removability of dirt is sufficiently improved.
- the photocatalytic abatite-containing film according to the first aspect of the present invention has excellent transparency. Specifically, since the content of white photocatalytic apatite and white titanium oxide appropriately dispersed in the substantially colorless and transparent inorganic coating main material is as low as 0.01 to 5 wt%, an appropriate film is formed. By forming the film with a large thickness, the photocatalytic apatite-containing film can be made substantially colorless and transparent.
- the photocatalytic apatite-containing film according to the first aspect of the present invention easily removes dirt while sufficiently exhibiting the acid-decomposition action of the photocatalytic apatite, and has excellent transparency. Because
- the 27 particle diameter of the photocatalytic apatite and the titanium oxide is 5 m or less.
- the ratio of the content of the photocatalytic anatite to the total content of the photocatalytic apatite and the titanium oxide is 20 to 80 wt%.
- Such a configuration is suitable for fully enjoying the functions of the photocatalytic apatite and titanium oxide.
- the photocatalytic apatite is titanium-modified calcium hydroxyapatite (Ti-CaHAP) having a chemical structure in which a part of Ca of CaHAP is substituted by Ti.
- Ti—CaHAP has both excellent adsorption power of CaHAP and excellent photocatalytic function of titanium oxide.
- the titanium oxide is an anatase type titanium oxide.
- Anatase-type titanium oxide shows extremely high hydrophilicity under light irradiation conditions. The higher the hydrophilicity of the membrane surface, the easier it is to remove dirt from the membrane with an aqueous medium such as water.
- a method for forming a film containing a catalyst apatite includes forming a powdery photocatalytic apatite, a powdery titanium oxide, and an inorganic coating main material. And a step of preparing a coating solution having a total content of photocatalytic apatite and titanium oxide of 0.01 to 5 wt%, and a step of applying the coating solution to the substrate.
- the photocatalytic apatite-containing film according to the first aspect of the present invention can be formed. Therefore, according to the second aspect of the present invention, the effect described above with respect to the first aspect is exerted on the formed photocatalytic apatite-containing film.
- the method before the preparation step, the method further comprises a pretreatment step of dispersing the powdery photocatalytic apatite and / or the powdered titanium oxide in an alcohol solution, and in the preparation step, adding the alcohol solution to the inorganic coating main material. I do.
- the alcohol solution containing the powdery photocatalytic apatite and / or the powdered titanium oxide is subjected to a pulverization treatment by a ball mill.
- the photocatalytic apatite powder and the titanium oxide powder in a suitable fine particle size with respect to the main inorganic coating material.
- the inorganic coating base is a heatless glass.
- heatless glass is used as a main component of the inorganic coating which is a dispersion medium of the photocatalyst apatite powder and the titanium oxide powder
- the coating liquid containing these powders can be dried and cured at room temperature after being applied.
- a coating liquid contains powdered photocatalytic apatite, powdered titanium oxide, and a main inorganic coating material, and the total content of the photocatalytic apatite and titanium oxide is 0.01 to 5 wt%.
- a coating liquid can be used in the method according to the second aspect of the present invention.
- an electronic device includes an inorganic coating main material, powdered photocatalytic apatite and powdered titanium oxide dispersed in the inorganic coating main material, and has a total content of photocatalytic apatite and titanium oxide of 0. It has a portion covered with a photocatalytic apatite-containing film of 0 to 5 wt%.
- An electronic device such as a notebook personal computer, a mobile phone, or a PDA having such a configuration forms a photocatalytic apatite-containing film on a predetermined portion of a member constituting the electronic device by the method according to the second aspect of the present invention. It is obtained by doing.
- members that constitute an electronic device include a housing, operation keys, and a transparent cover for protecting a display screen.
- the photocatalytic apatite-containing film according to the first aspect sufficiently exhibits an antibacterial action or an antifouling action, easily removes dirt, and has excellent transparency. Therefore, in the electronic device according to the fourth aspect, the photocatalytic apatite-containing film imparts sufficient antibacterial properties and antifouling properties, easily removes dirt, and does not affect the appearance by the film. Have a place.
- the secondary particle diameter of photocatalytic apatite and titanium oxide is 5 ⁇ m or less.
- the ratio of the content of the photocatalytic apatite to the total content of the photocatalytic apatite and the titanium oxide is 20 to 80 wt%.
- the photocatalytic apatite has a chemical structure in which part of Ca of calcium hydroxyapatite is replaced by Ti.
- the titanium oxide is an anatase type titanium oxide.
- FIG. 1 shows a model of the surface chemical structure of the photocatalytic apatite used in the present invention.
- FIG. 2 is a flowchart of a method for producing the photocatalytic apatite used in the present invention. is there.
- FIG. 3 is a flowchart of the method for forming a photocatalytic apatite-containing film according to the present invention.
- FIG. 4 shows the result of the transmittance measurement in the example.
- FIG. 5 schematically shows the shape of the water droplet on the photocatalytic apatite-containing film according to the example under the condition of no UV irradiation.
- FIG. 6 schematically shows the shape of the water droplet on the photocatalytic apatite-containing film according to the example under the condition of ultraviolet irradiation.
- the photocatalytic apatite-containing film according to the present invention includes an inorganic coating main material, and a powdery photocatalytic apatite and powdered titanium oxide dispersed in the inorganic coating main material.
- the total content of photocatalytic apatite and titanium oxide in the photocatalytic apatite-containing film is from 0.01 to 5 wt%.
- the main inorganic coating material is a medium for properly dispersing the photocatalytic apatite powder and the titanium oxide powder, and is substantially transparent.
- the transmittance of the inorganic coating main material in the visible region is 90% or more.
- the inorganic coating main material is made of heatless glass. Heatless glass can be dried and cured at room temperature. 70-85 wt% of alcohol-soluble inorganic resin, 5-1-2 wt% of isopropyl alcohol, 3-5 wt% of methanol, 2-5 wt% of dibutyltin diacetate for heatless glass Can be used.
- the main material of the inorganic coating is composed of an inorganic resin with a relatively high interatomic bond energy, it is composed of photocatalytic abatite and titanium oxide that can function as a catalyst for the decomposition reaction of organic substances with a relatively low interatomic bond energy. Even so, it does not function as a catalyst for the decomposition reaction of the main inorganic coating material.
- the photocatalytic apatite used in the present invention is a composite of a metal oxide having a photocatalytic function and so-called apatite at an atomic level.
- the metal for exhibiting the photocatalytic function in such photocatalytic apatite include titanium (Ti), zinc (Zn), tungsten (W), manganese (Mn), tin (Sn), and tin (Sn). Metal (In) and iron (Fe).
- Examples of the apatite constituting the basic structure in such a photocatalyst apatite include hydroxyapatite, fluoroapatite, and black apatite.
- FIG. 1 shows a model of the surface chemical structure of T i _C a HAP in which Ti is selected as the metal and calcium hydroxyapatite is selected as the apatite.
- Ti—CaHAP a photocatalytic partial structure having Ti as an active center is formed in the Ca HAP crystal structure by incorporating Ti as shown in FIG.
- a photocatalytic partial structure ie, a catalyst site, and an adsorption site having a high adsorptivity for a predetermined organic substance (not shown) to be decomposed are formed on the same crystal plane. Scattered on an atomic scale. Therefore, Ti-CaHAP has both high adsorption power and photocatalytic function, and can efficiently exhibit antibacterial action and antifouling action.
- hydroxyl radicals ( ⁇ ⁇ ) are generated from the adsorbed water similarly to titanium oxide, and Is adsorbed.
- the adsorbed organic substances move on the Ti—CaHAP surface by surface diffusion, and are oxidatively decomposed by hydroxyl radicals at and near the catalyst site.
- the microorganism is strongly adsorbed by the adsorption site of Ti—CaHAP, the growth of the microorganism is inhibited and suppressed. Therefore, since the Ti_CaHAP is not under light irradiation conditions, the catalytic site is not detected. Even if does not function as a photocatalyst, the Ti-CaHAP has antibacterial properties.
- the content ratio of the photocatalytic metal to all metal atoms contained in the apatite crystal structure of the photocatalytic apatite used in the present invention is 3 to 3 from the viewpoint of effectively improving both the adsorptivity and the photocatalytic function of the photocatalytic abatite.
- a range of 1 1 mo 1% is preferred. That is, for example, in Ti_CaHAP, the value of TiZ (Ti + Ca) is preferably from 0.03 to 0.11 (molar ratio).
- the ratio exceeds l lmol%, the crystal structure may be disordered. If the ratio is less than 3 mol%, the catalyst expression site may not be sufficiently treated at the catalyst expression site where the amount of the substance adsorbed on the excessive adsorption site is small, and the catalytic effect may not be sufficiently exerted.
- the titanium oxide used in the present invention is a photocatalytic titanium oxide (T i ⁇ 2 ), Preferred—Kuho-natase-type oxidized titazi : is. It is known that photocatalytic titanium oxide becomes hydrophilic under light irradiation conditions. In particular, anatase-type titanium oxide with a high function as a photocatalyst shows extremely high hydrophilicity under light irradiation conditions. In short, the titanium oxide used in the present invention can exhibit antibacterial action and antifouling action based on photocatalytic decomposition action.
- the secondary particle diameter of the photocatalytic apatite and titanium oxide is 5 m or less.
- the ratio of the photocatalytic apatite to the total of the photocatalytic apatite and titanium oxide is 20 to 80 wt%.
- FIG. 2 is a flowchart in the production of a photocatalytic apatite used in the method for forming a photocatalytic apatite-containing film of the present invention.
- a photocatalytic apatite used in the method for forming a photocatalytic apatite-containing film of the present invention.
- raw materials for composing the photocatalytic apatite are mixed.
- Keru Contact to supra Apataito general formula A, BO y a chemical species corresponding to X and photocatalytic metal ions, respectively, was added a predetermined amount, mixed.
- Ti—Ca HAP When forming Ti—Ca HAP as photocatalytic apatite, calcium nitrate or the like can be used as a Ca supply agent.
- the P 0 4 supplying agent, or the like can be used phosphoric acid.
- the hydroxyl group is supplied from an aqueous alkali solution such as an aqueous ammonia solution, an aqueous potassium hydroxide solution, or an aqueous sodium hydroxide solution used for pH adjustment described below.
- Ti As a supplier of Ti as a photocatalytic metal, titanium chloride or titanium sulfate can be used.
- the ratio of the photocatalytic metal to all the metal atoms contained in the apatite crystal structure is preferably in the range of 3 to 1 lmo 1%. Therefore, in the raw material mixing step S11, the supply amount of each raw material is determined so that the ratio of the photocatalytic metal in the formed photocatalytic apatite is 3 to 11mo1%, and the relative amount of the material to be supplied is determined. It is preferred to adjust the mass.
- the pH is adjusted to the value at which the target photocatalytic apatite generation reaction starts using the raw material solution prepared as described above.
- an aqueous ammonia solution, an aqueous solution of hydroxylating water, an aqueous solution of sodium hydroxide, or the like can be used.
- the pH of the raw material solution should be adjusted to a range of 8 to 10. --Is preferred.
- the crystallinity of the target photocatalytic apatite is increased by promoting the generation of photocatalytic apatite.
- the apatite component or a raw material solution in which a part of the photocatalytic metal is coprecipitated is aged at 100 ° C. for 6 hours and 5 hours to obtain a highly crystalline photocatalytic apatite. Is obtained.
- Ti_CaHAP in this step, Ti ions are incorporated into the Ca position in the apatite crystal structure during coprecipitation, and Ti-iCaHAP grows.
- the photocatalytic apatite generated in the previous step is dried.
- the separated precipitate is washed with pure water, and further dried.
- the drying temperature is preferably from 100 to 200 ° C.
- the liquid component in the raw material solution is removed from the photocatalytic apatite.
- the powdered photocatalytic abatite produced in this way can be sintered as needed.
- the photocatalytic apatite is sintered again by heating the photocatalytic apatite again.
- the sintering temperature is preferably in the range of 580-660 ° C.
- the photocatalytic activity tends to be improved through this step.
- FIG. 3 is a flowchart of the photocatalytic apatite-containing film forming method of the present invention.
- pretreatment step S21 pretreatment is performed on the powdery photocatalytic apatite and the powdered titanium oxide.
- the photocatalytic apatite powder obtained in the manner described above and titanium oxide powder which is generally commercially available are formed by agglomeration of primary particles to form relatively large secondary particles. To dissolve the coagulation state
- these powders Prior to processing, these powders are pre-treated. Specifically, first, photocatalytic apatite and oxidized titanium are added to alcohol, and these are mixed. The added weight ratio of photocatalytic apatite and titanium oxide is 2: 8 to 8: 2. As the alcohol, for example, isopropyl alcohol or ethanol can be used. Next, the photocatalytic apatite and titanium oxide were added to this alcohol solution. Pulverize with a ball mill until the secondary particle size is 5 ⁇ m or less. The grinding treatment by a ball mill is performed, for example, for 1 hour with a 10 mm diameter ball made of zirconium, 1 hour with a 5 mm diameter ball, 1 hour with a 3 mm diameter ball, and then 1 hour.
- the alcohol solution may be filtered so that the secondary particle diameter of the photocatalytic apatite and titanium oxide is 5 m or less.
- the secondary particle diameter of the photocatalytic apatite is reduced to a small extent by pulverization, followed by filtration, so that the secondary particle diameter of the photocatalytic apatite and titanium oxide in the alcohol solution can be reduced to 5 ⁇ m or less.
- an apatite-containing coating liquid is prepared. Specifically, the alcohol solution obtained as described above is added to the main inorganic coating material, and these are mixed. At this time, the alcohol solution is added to the inorganic coating main material such that the total content of the photocatalytic apatite and titanium oxide is 0.01 to 5 wt%. Since the photocatalytic apatite and titanium oxide in the present invention have a strong tendency to decompose organic substances, an inorganic coating main material which is not decomposed by the photocatalytic apatite is used as a main material of the coating solution. In this embodiment, a heatless glass is used as the main material of the inorganic coating.
- heatless glass examples include ceraZ (manufactured by Daiwa Co., Ltd.), H-1 HGS (manufactured by Ubel Ace), and a room temperature curing inorganic coating agent SO 0 (manufactured by Nihon Yamamura Glass Co., Ltd.) containing an alkylsiloxane as a main ingredient ) Can be used.
- a coating liquid is spray-coated on a predetermined portion of the electronic device housing.
- immersion in a coating solution, spin coating, or roll coating may be adopted as the application method.
- a drying and curing step S24 the coating liquid applied to a predetermined portion of the housing of the electronic device is dried and cured.
- heatless glass is used as the main material of the coating liquid, it is not necessary to perform excessive heating in this step.
- the photocatalytic apatite-containing film formed at a predetermined portion of the electronic device housing in this manner is composed of a photocatalytic apatite powder and a titanium oxide powder having a secondary particle diameter of 5 ⁇ m or less. It is contained at a content of 0 to 5 wt%, and the ratio of the content of the photocatalytic apatite to the total content of the photocatalytic apatite and titanium oxide is 20 to 80 wt%.
- an electronic device housing having a portion covered with the photocatalytic apatite-containing film in this way under light irradiation conditions, cell membranes such as mold bacteria attached to the coated portion, and toxins from these microorganisms, etc.
- microorganisms and the like are strongly adsorbed to the catalyst apatite-containing film by the action of the adsorption site of photocatalytic apatite.
- the growth of the microorganism is inhibited and suppressed, and the photocatalytic apatite-containing film-coated portion of the electronic device is antibacterial.
- the photocatalytic apatite-containing membrane is exposed to light irradiation conditions, the microorganisms whose growth has been inhibited or suppressed by the adsorption action are decomposed as described above.
- the photocatalytic titanium oxide contained in the photocatalytic apatite-containing film shows excellent hydrophilicity under light irradiation conditions. For this reason, under light irradiation conditions, water easily adheres to the surface of the photocatalytic apatite-containing film, and, for example, dirt such as oil tends to float up with water. Therefore, the dirt attached to the photocatalytic apatite-containing film-coated portion can be easily removed by wiping with water or the like. Since the dirt is easily removed, it is not necessary to perform the dirt wiping operation excessively. Therefore, it is possible to appropriately suppress the removal of the photocatalytic apatite from the film due to the honor work.
- the photocatalytic apatite-containing film formed as described above has excellent transparency.
- the content of white photocatalytic apatite and titanium oxide properly dispersed in the substantially colorless and transparent inorganic coating main material was as low as 0.0 l to 5 wt%.
- the film containing the catalyst and the apatite can be made substantially colorless and transparent.
- the photocatalytic apatite-containing film according to the present invention has sufficient antibacterial properties and antifouling properties required for an electronic device housing, and has excellent affinity, so that dirt is easily removed.
- the photocatalytic apatite-containing film of the present invention is substantially transparent and has no unduly large agglomerates of photocatalytic apatite particles, and thus does not cause external defects in an electronic device housing.
- Ti-CaHAP powder (average secondary particle diameter 5.7 ⁇ m, Ti ratio 1 Omol%) as photocatalyst apatite, and anatase type titanium oxide (T i ⁇ 2 ) powder (average 1
- the pre-treatment was performed for the secondary particle diameter of 7 nm (manufactured by Ishihara Sangyo).
- the Ti_CaHAP and titanium oxide are added to isopropyl alcohol (IPA), and the content of Ti-CaHAP is 20 w% and the titanium oxide
- IPA isopropyl alcohol
- An alcohol solution having a content of 5 wt% was prepared.
- the alcohol solution was subjected to a grinding treatment using a ball mill. Crushing by a ball mill is performed for 1 hour with a 1 Omm diameter ball made of zirconium, followed by 1 hour with a 5 mm diameter ball, 1 hour with a 3 mm diameter ball, and then with a 1.75 mm diameter ball. They went for 1 hour, followed by 1 hour with a 1 mm diameter ball.
- the average secondary particle diameter of T "i-CaHAP becomes 3.5 m
- the aggregation of titanium oxide is reduced
- the concentration of Ti_CaHAP and titanium oxide in an alcohol solution is reduced.
- the alcoholic solution was filtered to obtain an alcoholic solution containing T i _C a HAP and titanium oxide having a secondary particle size of 2. or less.
- Pretreatment was applied to the CaHAP powder and titanium oxide 0.2 g of this alcohol solution was added to a room temperature-curable inorganic coating agent (product name S00, manufactured by Yamamura Glass Japan, Ltd.) as the main inorganic coating material.
- the liquid material and the liquid material of the trade name UTE01 were mixed at a ratio of 10: 1), added to 2 g, and mixed. Spray coating was applied to the coating. By drying, curing, and curing the film, a photocatalyst abatite-containing film could be formed on the surface of the electronic device housing.
- the photocatalytic apatite-containing film of this example had sufficient transparency.
- no aggregate of Ti—CaHAP particles or titanium oxide which impaired the texture of the housing surface was observed. Evaluation of photocatalytic activity>
- the photocatalytic activity of the photocatalytic apatite-containing film of this example was examined by a methylene blue decomposition test. Specifically, first, the photocatalytic apatite-containing film of this example was formed at a predetermined position on a glass plate (100 ⁇ 100 mm) by the same method as described above, and the glass plate was placed on a glass plate (100 ⁇ m). In methylene blue aqueous solution for staining. Next, the thus dyed glass plates, the UV lamp and irradiated 1 0 mW / cm 2 ultraviolet (irradiation wavelength regions 2 0 0 ⁇ 4 0 0 nm) 1 2 hour.
- the portion where the photocatalytic apatite-containing film was formed faded, and the portion where the photocatalytic apatite-containing film was not formed did not fade, indicating that the photocatalytic apatite-containing film of this example had a function based on the photocatalytic function.
- the transmittance of the glass plate was measured before and after the UV irradiation, and the result shown in FIG. 4 was obtained.
- the transmittance curve A is obtained before irradiation with ultraviolet light
- the transmittance curve B is obtained after irradiation with ultraviolet light.
- the transmittance curve A an absorption derived from methylene blue is present at around 65 nm.
- the transmittance curve B the absorption derived from methylene blue disappeared. This suggests that methylene blue was degraded by the photocatalytic function of Ti-CaHAP and titanium oxide contained in the photocatalytic apatite-containing film.
- the transmittance in the visible region of only the glass plate on which the Ti-CaHAP-containing film was not formed was about 90%, and as shown in Fig.
- the hydrophilicity of the photocatalytic apatite-containing film of this example was examined by contact angle measurement. Specifically, first, the photocatalytic apatite-containing film of this example was formed at a predetermined location on a glass plate (100 ⁇ 10 Omm) by the same method as described above, and 2 m of water was dropped on the film-forming location. . Under the condition without UV irradiation, the water droplet maintained its shape as shown in Fig. 5. At this time, the contact angle of the water droplet 3 with respect to the glass plate 2 covered with the photocatalytic apatite-containing film 1 was 80 °.
- Drying from the pretreatment step for Ti—Ca HAP was performed in the same manner as in Example 1 except that the content of Ti-Ca HAP in the alcohol solution was changed to 50 wt% (Comparative Example 1) instead of 5 wt%.
- a photocatalytic apatite-containing film was formed on the glass plate.
- the transmittance in the visible region of these Ti—CaHAP-containing films was measured in the same manner as in Example 1.
- the transmittance of the photocatalytic abatite-containing film of Comparative Example 1 was 90% in a part of the visible region. The wavelength region below is surely i. (Comparative Examples 2 to 4)
- the secondary particle size is 8 ⁇ or less (Comparative Example 2), ll zm or less (Comparative Example 3) or 25 ⁇ or less (Comparative Example) instead of 2.5 // m or less.
- the dry hardening was performed in the pretreatment step for Ti—Ca HAP.
- a photocatalytic apatite-containing film was formed on the surface of the electronic device housing.
Description
明細書 光触媒アパタイト含有膜、 その形成方法、 コーティング液、 および、 光触媒ァ パタイト含有膜で被覆された部位を有する電子機器 技術分野
本発明は、光触媒機能を有する光触媒ァパタイトを含有する膜、その形成方法、 当該膜を形成するためのコーティング液、 および、 当該膜で被覆された部位を有 する電子機器に関する。 背景技術 '
ノートパソコンや携帯電話などの電子機器には、 使用態様に応じて、 手脂ゃタ バコタール、 および、 これらを介して埃などが付着してしまう。 また、 電子機器 に対する手脂の付着は、機器表面における雑菌などの繁殖を助長する傾向がある。 手脂、 タバコタール、 雑菌などによるこのような汚染を放置しておくと、 電子機 器の外観ひいては清潔感が損われる場合が多い。 一方、 生活環境における抗菌に 対する関心が高まるにつれて、 ノートバソコンゃ携帯電話などの電子機器におい ても、 その筐体や操作キーなどに対して抗菌性が強く要求されるようになってき た。 そのため、 電子機器の分野では、 手脂、 タバコタール、 雑菌などによる汚染 に適切に対応するための抗菌 ·防汚技術の導入が望まれている。
近年、 酸化チタン （T i 0 2 ) などの一部の半導体物質の光触媒機能が注目を 集めており、 この光触媒機能に基づいて抗菌作用や防汚作用が発揮され得ること 力知られている。 光触媒機能を有する半導体物質では、 一般に、 価電子帯と伝導 帯のバンドギヤップに相当するエネルギーを有する光を吸収することによって、 価電子帯の電子が伝導帯に遷移し、 この電子遷移により、 価電子帯には正孔が生 ずる。 伝導帯の電子は、 当該光触媒性半導体の表面に吸着している物質に移動す る性質を有し、 これにより当該吸着物質は還元され得る。 価電子帯の正孔は、 当 該光触媒性半導体の表面に吸着している物質から電子を奪い取る性質を有し、 こ れにより当該吸着物質は酸化され得る。
光触 ¾穰能一を有する酸化チタン飞 T i o2) においては、 伝導帯に遷移した電 子は、 空気中の酸素を還元してスーパーォキシドア二オン （·ο2一) を生成させ る。 これとともに、 価電子帯に生じた正孔は、 酸化チタン表面の吸着水を酸化し てヒドロキシラジカル（·ΟΗ) を生成させる。 ヒドロキシラジカルは、非常に強 い酸ィ匕カを有している。 そのため、 光触媒性酸化チタンに対して例えば有機物が 吸着すると、 ヒドロキシラジカルが作用することによって、 当該有機物は、 水と 二酸化炭素にまで分解される場合がある。
.有機物におけるこのような酸化分解反応を光触媒機能に基づいて促進すること が可能な酸化チタンは、 抗菌剤、 殺菌剤、 防汚剤、 脱臭剤、 環境浄化剤などにお いて、 広く利用されている。 しかしながら、 酸化チタン自体は、 その表面に何ら かの物質を吸着する能力に乏しい。 したがって、 光触媒機能に基づく酸化チタン の酸化分解作用ひレ、ては抗菌作用や防汚作用などを充分に享受するためには、 酸 化分解されることとなる分解対象物と酸化チタンとの接触効率を向上させる必要 力 sめる。
分解対象物と酸化チタンとの接触効率の向上を目的とする技術は、 例えば特開 2001 -1 91458号公報ゃ特開 2002— 1 26451号公報に開示され ている。 これらの技術においては、 粉末状の酸化チタンと粉末状の所定のハイド ロキシアパタイト （HAP) との混在物が利用される。 HAPは、 一般に、 吸着 カが高い。 上掲の公報に開示されている技術においては、 吸着力の高い HAPを 酸化チタンの近傍に存在させることによって、 分解対象物と酸化チタンとの接触 効率の向上が図られている。
しかしながら、 特開 2001— 1 91458号公報および特開 2002- 1 2 6451号公報によると、 酸化チタンおよび HAPは相互に独立した粒子として 所定のバインダ内に分散してレ、るため、 分解対象物との接触効率が充分に向上し ない酸化チタン粒子が存在する場合がある。 酸化チタン粒子と H A P粒子の離隔 、 距離が比較的大きい場合には、 当該酸ィヒチタン粒子に対する分解対象物の接触効 率は充分に向上しない。
分解対象物と酸化チタンとの接触効率の向上を目的とする他の技術は、 例えば 特開 2000— 327315号公報に開示されている。 当該公報には、 光触媒機
能を有する?列えば酸化チタン^、 特にタンパク質などの有機物を吸着する能力に 優れている例えばカルシウムハイドロキシアパタイト （C aHAP) とが原子レ ベルで複合化された光触媒ァパタイトが開示されている。 当該光触媒ァパタイト は、 具体的には、 CaHAP (C a 10(PO4)6(OH)2) を構成する C aの一部 が T iに置換された結晶構造を有し、 当該 T i導入部位には、 光触媒性酸化チタ ンの化学構造に近似する酸化チタン様部分構造が形成されている。 有機物吸着性 に優れた C a HAPの結晶構造中に、 光触媒機能を発揮し得る酸化チタン様部分 構造が内在しているため、 有機物すなわち分解対象物と酸ィヒチタン様部分構造と の接触効率は効果的に向上している。 その結果、 当該酸化チタン様部分構造は、 光触媒機能に基づいて、 例えば手脂や細菌細胞膜などの有機物を効率良く酸化分 解することが可能となっている。
電子機器における所定の部材に対してこのような光触媒ァパタイトを練り込ん だり付着させたりすることによって、 当該部材に対して、 優れた抗菌性や防汚性 を付与することができる。 抗菌性や防汚性を向上させるという観点からは、 部材 に対する光触媒アパタイトの練り込み量または付着量は多い方がよい。 しかしな がら、 上掲の特開 2000-32731 5号公報に開示されている光触媒ァパタ イト製造方法によると、 光触媒アパタイトは白色の粉体として得られる。 そのた め、 抗菌剤や防汚剤などとして当該光触媒アパタイトを使用すると、 光触媒ァパ タイトが白色であることに起因して、 部材が本来的に有すべき色調が影響を受け てしまう場合がある。 また、 光触媒アパタイトは、 例えば溶剤中にて粉体どうし が凝集する傾向を有し、 当該凝集に起因して部材の質感に影響を与えてしまう場 合もある。 ノートパソコンや携帯電話などの電子機器においては、 例えば筐体や 表示画面保護用の透明カバーについて、 これらのような不具合を回避する必要の ある場合は多い。
外観的不具合を回避することを目的として単に光触媒ァパタイトの使用量を低 減するのみでは、 部材表面における光触媒ァパタイトによる抗菌作用や防汚作用 は比例的に低下する傾向にある。 そのため、 抗菌剤や防汚剤などとして光触媒ァ パタイトを使用するにあたっては、 光触媒アバタイトの抗菌作用や防汚作用など を高く維持しつつ外観的不具合を回避するのには困難性がある。 したがって、 ノ
ートパソコンや携帯電話などの電 機器においては、 従来、 抗菌剤や防汚剤など として光触媒ァパタイトを使用するのは実用的でなかった。
一方、 ノートパソコンなどの電子機器に付着した汚れは、 拭き取り作業により 除去される場合がある。 上述のような光触媒ァパタイトを練りこんだり付着させ ることによって電子機器における所定の部材に対して防汚性を付与する場合であ つても、 特に光照射量が少ない条件下では、 光触媒アパタイトの触媒機能が低下 するため、 汚れの拭き取り作業の必要性は高い。 しかしながら、 拭き取り作業を 過乗 Uに行うと、 部材表面からの光触媒ァパタイト粒子が除去される傾向にあり、 部材表面における光触媒ァパタイトの光触媒酸化分解作用に基づく抗菌性や防汚 性が劣化してしまう。 発明の開示
本発明は、 このような事情のもとで考え出されたものであって、 抗菌作用や防 汚作用などを充分に発揮しつつ汚れが除去され易く、 且つ、 透明性に優れている 光触媒ァパタイト含有膜、 その形成方法、 光触媒ァパタイト含有膜を形成するた めのコーティング液、 および、 光触媒アパタイト含有膜で被覆された部位を有す る電子機器を提供することを目的とする。
本発明の第 1の側面によると、 光触媒アパタイト含有膜が提供される。 この光 触媒アパタイト含有膜は、 無機コーティング主材と、 当該無機コーティング主材 に分散する粉末状の光触媒アパタイトと粉末状の酸化チタンとを含み、 光触媒ァ パタイトおよび酸化チタンの総含有率が 0 . 0 1〜 5 w t %である。 ここで光触 ¾ァパタイトとは、 ァパタイト結晶構造に含まれる金属原子の一部が光触媒性金 属原子であるアパタイトをいい、 光触媒性金属原子とは、 酸化物の状態で光触媒 中心として機能し得る金属原子をいうものとする。 また、 無機コーティング主材 は、 実質的に透明であって可視領域における透過率が 9 0 %以上であるのが好ま しい。 .
本発明で用いられる光触媒ァパタイトにおいて、 その基本骨格を構成するァパ タイトは、 次のような一般式によって表すことができる。
Ax(BOy) ZX 式 （1) における Aは、 C a， C o， N i , Cu, A 1 , L a , C r , F e， Mgなどの各種の金属原子を表す。 Bは、 P, Sなどの原子を表す。 Xは、 水酸 基 （一 OH) やハロゲン原子 （例えば、 F， C 1) などである。 より具体的には、 光触媒ァパタイトの基本骨格を構成するァパタイトとしては、 例えば、 ハイドロ キンァパタイ ト、 フルォロアパタイト、 クロロアパタイ ト、 リン酸三カルシウム、 リン酸水素カルシウムなどが挙げられる。 本発明において好適に用いることので きるアパタイトは、 上式における Xが水酸基 （一 OH) であるハイドロキシァパ タイトである。 より好ましくは、 上式における Aがカルシウム （Ca) であって、 Bがリン （P) であって、 Xが水酸基 （一 OH) であるカルシウムハイドロキシ アパタイト （CaHAP)、 即ち C a 10(PO4)6(OH)2である。
C a HAPは、 カチオンともァユオンともイオン交換し易いため吸着性に富ん でいるので、 上述のように、 特にタンパク質などの有機物を吸着する能力に優れ ている。加えて、 C aHAPは、カビゃ細菌などを強力に吸着することによって、 それらの増殖を阻止ないし抑制し得ることが知られている。
光触媒アパタイトに含まれる光触媒性金属原子、 すなわち、 酸化物の状態で光 触媒中心として機能し得る金属原子としては、 例えば、 チタン （T i)、 亜鉛 (Z n)、 タングステン (W)、 マンガン (Mn)、 スズ （Sn)、 インジウム ( I n)、 鉄 （F e) などが挙げられる。 このような光触媒性金属原子が、 上掲の一般式で 表されるァパタイトの結晶構造を構成する金属原子の一部としてァパタイト結晶 構造中に取り込まれることによって、 ァパタイト結晶構造内において光触媒機能 を発揮し得る光触媒性部分構造が形成される。 光触媒性部分構造とは、 より具体 的には、式（1) における Aの一部に代わって取り込まれる光触媒性金属原子と、 式 （1) における酸素原子とからなり、 光触媒機能を有する金属酸ィヒ物の構造に 相当するものであると考えられる。 ， このような化学構造を有する光触媒ァパタイトは、 光照射条件下においては、 高い吸着力および光触媒機能の相乗効果により、 吸着力に乏しい光触媒性金属酸 化物よりも効率のよい分解作用ひいては効率のよい抗菌作用や防汚作用などを示
す。 また、 暗所においては、 高い吸着力により、 カビゃ細菌などを強力に吸着し てそれらの増殖を阻止ないし抑制するという抗菌作用を示す。
本発明で用いられる酸化チタンは、 光触媒性の酸化チタン （T i〇2) であり、 好ましくはアナターゼ型酸化チタンである。 光触媒性の酸化チタンは、 光照射条 件下で親水性を示すようになることが知られている。 特に光触媒としての機能が 高いアナターゼ型酸化チタンは、光照射条件下において極めて高レ、親水性を示す。 また、 本発明の第 1の側面においては、 酸化チタンは、 吸着性に優れた光触媒ァ パタイトと混在している。 そのため、 当該酸化チタンと分解対象物との接触効率 は比較的高く、 当該酸化チタンは比較的効果よく触媒分解作用を発揮することが できる。
上述のような本発明の第 1の側面に係る光触媒ァパタイト含有膜は、 抗菌作用 や防汚作用などを充分に発揮することができる。 光触媒アパタイ トは、 上述のよ うに、吸着性に優れたァパタイトと光触媒物質とが原子レベルで複合化しており、 ぞの結果、 光照射条件下では、 効率のよい光触媒分解作用に基づく抗菌作用や防 汚作用を示し、 且つ、 喑所では吸着力に基づく抗菌作用を示す。 加えて、 光触媒 性の酸化チタンは、 光照射条件下で光触媒分解作用に基づく抗菌作用や防汚作用 を示す。 したがって、 このように、 光照射条件下では、 光触媒アパタイトおよび 酸化チタンの重畳的な光触媒分解作用に基づく優れた抗菌作用や防汚作用を示し、 暗所では、 光触媒アパタイトの吸着力に基づく抗菌作用を示すため、 本発明の第 1の側面に係る光触媒ァパタイト含有膜は抗菌作用や防汚作用などを充分に発揮 することできるのである。
本発明の第 1の側面に係る光触媒アバタイト含有膜は、 付着した汚れが除去さ れ易い。 光触媒アパタイト含有膜に含まれる酸化チタンは、 上述のように、 光照 射条件下では優れた親水性を示す。 そのため、 光照射条件下においては、 光触媒 ァパタイト含有膜の表面に対して水がなじみ易く、 膜表面に付着した油分などの 汚れは、 水により浮きあがる傾向にある。 したがって、 第 1の側面に係る光触媒 ァパタイト含有膜に付着した汚れは、 水拭きなどにより容易に除去することが可 能なのである。
このような光触媒ァパタイトおよび酸化チタンの特性を有効活用すべく、 本発
^者らは、 無機コーティング主材と、 これに分散する光触媒アパタイト粉末およ ぴ酸化チタン粉末と、 を含む光触媒アパタイト含有膜において、 光触媒ァパタイ トおよび酸ィ匕チタンの総含有率が 0 . 0 l〜 5 w t %と低くとも、 無機コーティ ング主材内にて光触媒ァパタイト粉末および酸化チタン粉末を適切に分散させて おくことによって、 例えば電子機器表面に要求される抗菌性や防汚性などは充分 に付与することができ、且つ、汚れの除去性も充分に向上するという知見を得た。 また、 本発明の第 1の側面に係る光触媒アバタイト含有膜は、 透明性に優れて いる。 具体的には、 実質的に無色透明な無機コーティング主材に適切に分散され ている白色の光触媒ァパタイトおよび白色の酸化チタンの含有率は 0 . 0 1 〜 5 wt %と低いため、 適切な膜厚で形成することにより、 光触媒ァパタイト含有膜 は実質的に無色透明とすることができるのである。
このように、 本発明の第 1の側面に係る光触媒アパタイト含有膜は、 光触媒ァ パタイトの有する酸ィヒ分解作用を充分に発揮しつつ汚れが除去され易く、 且つ、 透明性に優れてレ、るのである。
本発明の第 1の側面において、 好ましくは、 光触媒アパタイトおよぴ酸ィ匕チタ ンの 2 7 粒子径は 5 m以下である。 光触媒アバタイト粉末および酸化チタン粉 末の粒径が小さい方が、 光触媒ァパタイトおよび酸化チタンにおける単位体積あ たりの光触媒機能は多大となり、 且つ、 膜形成後の外観的不具合は低減される傾 向にある。
好ましくは、 光触媒ァパタイトおよび酸化チタンの総含有量に対する光触媒ァ ノ タィトの含有量の比率は 2 0〜 8 0 w t %である。 このような構成は、 光触媒 ァパタイトおよび酸化チタンの機能を充分に享受するうえで好適である。
好ましくは、 光触媒アパタイトは、 C a HA Pの C aの一部が T iで置換され た化学構造を有するチタン修飾カルシウムハイドロキシァパタイト （T i一 C a HA P ) である。 T i— C a HA Pは、 C a H A Pの優れた吸着力と、 酸化チタ ンの優れた光触媒機能とを併有する。
好ましくは、 酸化チタンは、 アナターゼ型酸化チタンである。 アナターゼ型酸 化チタンは、 光照射条件下にて極めて高い親水性を示す。 膜表面の親水性が高い ほど、水などの水性媒体による当該膜からの汚れの除去は容易となる傾向にある。
本発明の第 2の側面によると、 ^"触媒ァパタイ ト含有膜の形成方法が提供され る。 この形成方法は、 粉末状の光触媒アパタイトと、 粉末状の酸ィヒチタンと、 無 機コーティング主材とを含み、 且つ、 光触媒アパタイトおよび酸ィヒチタンの総含 有率が 0 . 0 l〜5 w t %であるコーティング液を調製する工程と、 コーティン グ液を基材に対して塗布する工程とを含む。
このような方法によると、 本発明の第 1の側面に係る光触媒ァパタイト含有膜 を形成することができる。 したがって、 本発明の第 2の側面によると、 形成され る光触媒ァパタイト含有膜において第 1の側面に関して上述した効果が奏される。 好ましくは、 調製工程の前に、 粉末状の光触媒アパタイトおよび/または粉末 状の酸化チタンをアルコール液に分散させる前処理工程を更に含み、 調製工程で は、 当該アルコール液を無機コーティング主材に添加する。 この場合、 好ましく は、 前処理工程では、 粉末状の光触媒ァパタイトおよび/または粉末状の酸化チ タンを含むアルコール液に対して、 ボールミルによる粉碎処理を施す。 前処理工 程では、 更に、 粉砕処理を経たアルコール液に対してろ過を施すのが好ましい。 ボールミルによる粉碎処理およびろ過を経ることにより、 アルコール溶媒におけ る光触媒ァパタイ トおよび酸化チタンの凝集状態を解き、 各々が充分に小さな 2 次立子径を有するようにする。
このような手法により、 無機コーティング主材に対して、 光触媒アパタイ ト粉 末および酸化チタン粉末を好適な微粒径で適切に分散させることが可能となる。 光触媒ァパタイ ト粉末および酸化チタン粉末の粒径が小さい方が、 光触媒ァパタ ィトおよび酸化チタンにおける単位体積あたりの光触媒機能は多大となり、且つ、 膜形成後の外観的不具合は低減される傾向にある。
好ましくは、 無機コーティング主材はヒートレスグラスである。 光触媒ァパタ ィ ト粉末および酸化チタン粉末の分散媒である無機コーティング主材としてヒー トレスグラスを用いると、 これら粉末を含むコーティング液は、 塗布された後に 常温にて乾燥硬化することができる。 例えば、 ヒートレスグラスとしては、 アル コール可溶性無機系樹脂を 7 0〜 8 5 w t %、 イソプロピルアルコールを 5〜 1
2 w t %、メタノールを 3〜 5 w t %、ジブチルスズジァセテートを 2〜 5 w t % 含 ものを用いることができる。
発明の第 3の側面によると、 コーティング液が提供される。 このコーティン /液は、 粉末状の光触媒アパタイトと、 粉末状の酸化チタンと、 無機コーティン グ主材とを含み、 光触媒アパタイトおよび酸化チタンの総含有率は 0 . 0 1〜 5 w t %である。 このようなコーティング液は、 本発明の第 2の側面に係る方法に 使用することができる。
本発明の第 4の側面によると、 電子機器が提供される。 この電子機器は、 無機 コーティング主材と、 当該無機コーティング主材に分散する粉末状の光触媒アバ タイトと粉末状の酸化チタンとを含み、 且つ、 光触媒アパタイトおよび酸化チタ ンの総含有率が 0 . 0 1 〜 5 w t %である光触媒ァパタイト含有膜により被覆さ れた部位を有する。
このような構成を有するノートパソコン、携帯電話、 P D Aなどの電子機器は、 本発明の第 2の側面に係る方法により、 電子機器を構成する部材の所定箇所に対 して光触媒ァパタイト含有膜を形成することにより得られる。 電子機器を構成す る部材としては、 例えば、 筐体、 操作キー、 表示画面保護用透明カバーなどが挙 げられる。 第 1の側面に係る光触媒アパタイト含有膜は、 抗菌作用または防汚作 用を充分に発揮し且つ汚れが除去し易いとともに、 透明性に優れている。 したが つて、 第 4の側面に係る電子機器は、 光触媒アパタイト含有膜により充分な抗菌 性や防汚性が付与され且つ汚れを除去し易いとともに、 当該膜により外観への影 響を受けていない箇所を有する。
本発明の第 2から第 4の側面においても、 好ましくは、 光触媒ァパタイトおよ び酸化チタンの 2次粒子径は 5 μ m以下である。 好ましくは、 光触媒アバタイト および酸化チタンの総含有量に対する光触媒ァパタイトの含有量の比率は 2 0〜 8 0 w t %である。 好ましくは、 光触媒アパタイトは、 カルシウムハイドロキシ アパタイトの C aの一部が T iで置換された化学構造を有する。 また、 好ましく は、 酸化チタンは、 アナターゼ型酸化チタンである。 図面の簡単な説明
図 1は、本発明で用いられる光触媒ァパタイトの表面化学構造のモデルを表す。 図 2は、 本発明で用いられる光触媒ァパタイトの製造方法のフローチャートで
ある。
図 3は、 本発明に係る光触媒ァパタイト含有膜の形成方法のフローチャートで ある。
図 4は、 実施例における透過率測定の結果を表す。
図 5は、 実施例に係る光触媒アパタイト含有膜上の水滴について、 紫外線非照 射条件下での形状を模式的に表す。
図 6は、 実施例に係る光触媒アパタイト含有膜上の水滴について、 紫外線照射 条件下での形状を模式的に表す。 発明を実施するための最良の形態
本発明に係る光触媒アパタイト含有膜は、 無機コーティング主材と、 当該無機 コーティング主材に分散する粉末状の光触媒ァパタイトおよび粉末状の酸化チタ ンとを含む。 光触媒アバタイト含有膜における光触媒ァパタイトおよび酸化チタ ンの総含有率は 0 . 0 1〜5 w t %である。
無機コーティング主材は、 光触媒アパタイト粉末おょぴ酸化チタン粉末を適切 に分散させるための媒体であり、 実質的に透明である。 本実施形態では、 無機コ 一ティング主材の可視領域における透過率は 9 0 %以上である。本実施形態では、 無機コーティング主材は、 ヒートレスグラスよりなる。 ヒートレスグラスは、 常 温にて乾燥硬化させることができる。 ヒートレスグラスとしては、 アルコール可 溶性無機系樹脂を 7 0〜8 5 w t %、イソプロピルアルコールを 5〜 1 2 w t %、 メタノールを 3〜 5 w t %、 ジブチルスズジァセテートを 2〜 5 w t %含むもの を用いることができる。 無機コーティング主材は、 原子間結合エネルギの比較的 高い無機系樹脂などにより構成されるため、 原子間結合エネルギの比較的低い有 機物の分解反応の触媒として機能し得る光触媒アバタイトおよび酸化チタンであ つても、 無機コーティング主材の分解反応の触媒としては機能しない。
本発明で用いられる光触媒ァパタイトは、 光触媒機能を示す金属酸化物と、 い わゆるァパタイトとを原子レベルで複合化したものである。 そのような光触媒ァ パタイトにおいて光触媒機能を発現させるための金属としては、 例えば、 チタン (T i )、 亜鉛 （Z n )、 タングステン (W)、 マンガン (M n )、 スズ （S n )、 ィ
ンジゥム （I n)、 鉄 （F e) などが挙げられる。 また、 そのような光触媒ァパタ ィトにおいて基本構造を構成するァパタイトとしては、 例えば、 ハイドロキシァ パタイト、 フルォロアパタイト、 クロ口アパタイトなどが挙げられる。 図 1は、 当該金属として T iを選択し、 当該ァパタイトとしてカルシウムハイドロキシァ パタイトを選択してなる T i _C a HAPの表面化学構造のモデルを表す。
T i— C aHAPにおいては、 図 1に示すように T iが取り込まれることによ つ 、 C a HAP結晶構造中に T iを活性中心とした光触媒性部分構造が形成さ れている。 このような T i— C a HAPでは、 光触媒性部分構造すなわち触媒サ イトと、 分解対象物である所定の有機物 （図示せず） に対する吸着力が高い吸着 サイトとが、 同一結晶面上において、 原子レベルのスケールで散在している。 し たがって、 T i— C aHAPは、 高い吸着力と光触媒機能とを併有して、 抗菌作 用や防汚作用などを効率よく発揮することができる。
具体的には、 光照射条件下においては、 T i _C aHAPにおける酸化チタン 様の触媒サイトでは、酸化チタンと同様に吸着水からヒドロキシラジカル（·ΟΗ ) が生成しており、 吸着サイトには有機物が吸着される。 吸着した有機物は、 表 面拡散により T i—C aHAP表面を移動して、 触媒サイトおよびその近傍にて ヒドロキシラジカルによって酸化分解される。 また、 T i— C aHAPの吸着サ ィトにより微生物が強力に吸着されると、 当該微生物の増殖は阻止 ·抑制される ので、 T i _C a HAPが光照射条件下にないために触媒サイトが光触媒として 機能しない場合であっても、 当該 T i一 C aHAPは抗菌性を有する。
本発明で用いられる光触媒ァパタイトのァパタイト結晶構造に含まれる全金属 原子に対する光触媒性金属の存在比率は、 光触媒アバタイトの吸着性および光触 媒機能の両方を効果的に向上するという観点より、 3〜 1 1 m o 1 %の範囲が好 ましい。 すなわち、 例えば T i _C a HAPでは、 T iZ (T i +C a) の値が 0. 03〜0. 1 1 (モル比） であるのが好ましい。 当該比率が l lmo l %を 上回ると、 結晶構造が乱れてしまう場合がある。 当該比率が 3mo 1 %を下回る と、 過剰な吸着サイトに吸着した物質が少ない触媒発現サイトでは充分に処理さ れない状態となり、 触媒効果が充分に発揮されない場合がある。
本発明で用いられる酸化チタンは、 光触媒性の酸化チタン （T i〇2) であり、
好 し—くほァ―ナターゼ型酸化チタジで :ある—。 光触媒性の酸化チタンは、 光照射条 件下では親水性を示すようになることが知られている。 特に光触媒としての機能 力 S高いアナターゼ型酸化チタンは、 光照射条件下において極めて高い親水性を示 す。 カロえて、 本発明で用いられる酸化チタンは、 光触媒分解作用に基づく抗菌作 用や防汚作用を発揮し得る。
本実施形態においては、 光触媒ァパタイトおよび酸化チタンの 2次粒子径は 5 m以下である。 また、 光触媒アパタイトおよび酸化チタンの総和に対する光触 媒ァパタイトの比率は 2 0〜8 0 w t %である。
図 2は、 本発明の光触媒ァパタイト含有膜の形成方法に用いられる光触媒アバ タイトの製造におけるフローチャートである。 光触媒ァパタイトの製造において は、 まず、 原料混合工程 S 1 1において、 光触媒ァパタイトを構成するための原 料を混合する。 例えば、 一の水溶液系に対して、 上掲のァパタイトー般式にお ける A， B O y , Xおよび光触媒性金属イオンに相当する化学種を、 各々、 所定 の量を添加し、 混合する。 光触媒アパタイトとして T i—C a HA Pを形成する 場合には、 C a供給剤としては、 硝酸カルシウムなどを用いることができる。 P 04供給剤としては、 リン酸などを用いることができる。 水酸基は、 後述の p H 調節時に使用されるアンモニア水溶液、 水酸化カリウム水溶液、 または水酸化ナ トリゥム水溶液などのアルカリ水溶液から供給される。 光触媒性金属としての T iの供給剤としては、 塩化チタンや硫酸チタンを用いることができる。
ァパタイト結晶構造に含まれる全金属原子における光触媒性金属の比率は、 上 述のように、 3〜1 l m o 1 %の範囲が好ましい。 したがって、 原料混合工程 S 1 1では、 形成される光触媒ァパタイトにおける光触媒性金属の比率が 3〜1 1 m o 1 %となるように、 各原料について供給量を決定し、 供給すべき相対的な物 質量を調整するのが好ましい。
次に、 p H調節工程 S 1 2において、 上述のようにして用意された原料溶液に つ/ヽて、 目的とする光触媒アパタイトの生成反応が開始する p Hに調節する。 こ の p Hの調節には、 アンモニア水溶液、 水酸化力リゥム水溶液おょぴ水酸化ナト リゥム水溶液などを用いることができる。 光触媒ァパタイトとして例えば T i - C a HA Pを形成する場合には、 原料溶液の p Hは 8〜1 0の範囲に調節するの
― ― が好ましい。
次に、 生成工程 S 1 3において、 光触媒ァパタイトの生成を促進することによ つて、 目的とする光触媒アパタイトの結晶性を高める。 具体的には、 例えば、 ァ パタイト成分おょぴ光触媒性金属の一部を共沈させた原料液を、 1 0 0 °Cで 6時 5 間にわたってエージングすることによって、 結晶性の高い光触媒アパタイトが得 られる。 例えば T i _ C a H A Pを製造する場合には、 本工程では、 共沈に際し てァパタイト結晶構造における C a位置に T iイオンが取り込まれ、 T i一 C a HA Pが成長する。
次に、 乾燥工程 S 1 4において、 前の工程で生成した光触媒ァパタイトを乾燥
10 する。 具体的には、 生成工程 S 1 3にて析出した光触媒アバタイト粉末をろ過し た後、 ろ別した沈殿を純水で洗浄し、 更に、 乾燥する。 乾燥温度は、 1 0 0〜2 0 0 °Cが好ましい。 本工程によって、 原料溶液における液体成分が、 光触媒ァパ タイトから除去される。
このようにして製造された粉末状の光触媒アバタイトは、 必要に応じて焼結ェ
15 程 S 1 5に付される。 焼結工程 S 1 5では、 乾燥工程 S 1 4とは別に、 光触媒ァ パタイトを再び加熱することによって、 光触媒アパタイトを焼結する。 焼結温度 は、 5 8 0〜6 6 0 °Cの範囲が好ましい。 例えば T i—C a HA Pにあっては、 本工程を経ることによって、 光触媒活性は向上する傾向にある。
図 3は、 本発明の光触媒ァパタイト含有膜形成方法のフローチャートである。
20 光触媒ァパタイト含有膜の形成においては、 まず、 前処理工程 S 2 1にて、 粉末 状の光触媒ァパタイトおよび粉末状の酸化チタンに対して、 前処理を施す。 上述 の-ようにして得られた光触媒ァパタイト粉末や、 一般に市販されている酸化チタ ン粉末は、 その 1次粒子どうしが凝集して比較的大きな 2次粒子を形成している ので、 そのような凝集状態を解くために、 後述の無機コーティング主材と混合す
25 る前に、 これら粉末に対して前処理を施す。 具体的には、 まず、 アルコールに対 して光触媒アパタイトおよび酸ィ匕チタンを添カ卩して、 これらを混合する。 光触媒 ァパタイトおよび酸化チタンの添加重量比は、 2 ： 8〜8 ： 2である。 アルコー ルとしては、 例えば、 イソプロピルアルコールやエタノールを用いることができ る。 次に、 このアルコール溶液に対して、 光触媒アパタイトおよび酸ィヒチタンの
2次粒子径が 5 μ m以下となるまで、 ボールミルによる粉砕処理を施す。 ボール ミルによる粉砕処理は、例えば、 ジルコ二ゥム製の 1 0 mm径のボールで 1時間、 続いて 5 mm径のボールで 1時間、続いて 3 mm径のボールで 1時間、続いて 1 . 7 5 mm径のボールで 1時間、 続いて 1 mm径のボールで 1時間行う。 このよう な粉碎処理に代えて、 光触媒ァパタイトおよび酸化チタンの 2次粒子径が 5 m 以下となるように、 アルコール溶液をろ過してもよい。 或は、 粉砕処理により光 触媒ァパタイトの 2次粒子径をあさ程度小さくした後にろ過を行うことにより、 アルコール溶液における光触媒ァパタイ トおよび酸化チタンの 2次粒子径を 5 μ m以下としてもよレ、。
次に、 コーティング液調製工程 S 2 2にて、 ァパタイト含有コーティング液を 調製する。 具体的には、 上述のようにして得られたアルコール溶液を無機コーテ イング主材に添加し、 これらを混合する。 このとき、 光触媒アパタイ トおよぴ酸 化チタンの総含有率が 0 . 0 1〜 5 w t %となるように、 アルコール溶液を無機 コーティング主材に添加する。 本発明における光触媒ァパタイトおよび酸化チタ ンは、 有機物に対する分解作用が強い傾向にあるので、 コーティング液の主材と しては、光触媒ァパタイ トにより分解されない無機コーティング主材を使用する。 無機コーティング主材としては、 本実施形態においてはヒートレスグラスを使用 ずる。 ヒートレスグラスとしては、 例えば、 ceraZ ( (株） ダイワ製）、 ュ一^ レ H G S (ユーベルエース製）、および、 主剤としてアルキルシロキサンを含む常温硬 化型無機コーティング剤 S O 0 (日本山村硝子製） などを用いることができる。 次に、 塗布工程 S 2 3にて、 電子機器筐体の所定箇所に対してコーティング液 をスプレー塗布する。 塗布の手法としては、 塗布対象によっては、 スプレー塗布 に代えて、 コーティング液への浸漬、 スピンコート、 またはロールコートを採用 することもできる。
次に、 乾燥硬化工程 S 2 4にて、 電子機器筐体の所定箇所に塗布されたコーテ イング液を乾燥硬化させる。 本実施形態では、 コーティング液の主材としてヒー トレスグラスを用いているため、 本工程では過大な加熱を行う必要はない。
このようにして電子機器筐体の所定箇所に形成された光触媒アバタイト含有膜 は ^ 2次粒子径が 5 μ m以下の光触媒ァパタイト粉末および酸化チタン粉末を 0 .
0 1〜 5 w t %の含有率で含んでおり、 光触媒ァパタイトおよび酸化チタンの総 含有量に対する光触媒ァパタイトの含有量の比率は 2 0〜8 0 w t %である。 このようして光触媒ァパタイト含有膜により被覆された箇所を有する電子機器 筐体においては、 光照射条件下では、 当該被覆箇所に付着したカビゃ細菌などの 細胞膜やこれら微生物からの毒素などは、 光触媒アパタイトおよび酸ィヒチタンの 光触媒分解作用によって、 効率よく分解される。 その結果、 微生物が殺菌された り、 或は、 その増殖が阻止 '抑制されたりして、 電子機器における光触媒ァパタ イト含有膜被覆箇所は抗菌される。 また、 当該被覆箇所に手脂やタバコタールな どが付着しても、 これら有機物も、 光触媒アパタイトおよび酸化チタンの光触媒 分解作用によって、 効率よく分解される。 その結果、 被覆箇所に対する有機物の 付着性が低下したり、 或は、 当該有機物を介して付着していた埃などが除去され たりして、 電子機器における光触媒アパタイト含有膜被覆箇所は防汚される。 ま た、 暗所においては、 微生物などは、 光触媒ァパタイトの吸着サイトの作用によ り 触媒アバタイト含有膜に強力に吸着される。 その結果、 当該微生物の増殖は 阻止 ·抑制されて、 電子機器における光触媒ァパタイト含有膜被覆箇所は抗菌さ れる。 光触媒アパタイト含有膜が一旦光照射条件下に曝露されると、 吸着作用に より増殖が阻止 ·抑制されていた微生物は上述のようにして分解される。
また、 電子機器において光触媒アバタイト含有膜被覆箇所に付着した汚れは、 除去され易い。 光触媒アパタイト含有膜に含まれる光触媒性の酸化チタンは、 光 照射条件下では優れた親水性を示す。 そのため、 光照射条件下においては、 光触 媒アパタイト含有膜表面に対して水がなじみ易く、 例えば、 油分などの汚れは水 により浮きあがる傾向にある。 したがって、 光触媒アパタイト含有膜被覆箇所に 付着した汚れは、 水拭きなどにより容易に除去することができるのである。 汚れ が除去されやすいので、 汚れの拭き取り作業を過剰に行う必要はなく、 従って、 仗き取り作業に起因して光触媒ァパタイトが当該膜から除去されることを適切に 抑制することができる。
加えて、 上述のようにして形成された光触媒アパタイト含有膜は、 透明性に優 れている。 実質的に無色透明な無機コーティング主材に適切に分散されている白 色の光触媒ァパタイトおよび酸化チタンの含有率は 0 . 0 l〜5 w t %と低いた
¾ίΐ厚—で¥成" こ り—、— ¾媒—ァパタ—イト含有膜は実質的に無色 透明とすることができる。
このように、 本発明に係る光触媒アパタイト含有膜は、 電子機器筐体に必要な 充分な抗菌性や防汚性を有するとともに、 優れた親和性を有するために汚れが除 去しやすい。 併せて、 本発明の光触媒ァパタイト含有膜は、 実質的に透明であり 且つ光触媒ァパタイト粒子の不当に大きな凝集体を有さないので、 電子機器筐体 において外観的不具合を生じない。
〔実施例 1〕
<光触媒ァパタイト含有膜の形成 >
光触媒ァパタイ'トとしての T i—C aHAP粉末（平均 2次粒子径 5. 7 μ m、 T i比率 1 Omol%) 、 および、 アナターゼ型の酸化チタン （T i〇2) 粉末 （平 均 1次粒子径 7 n m、 石原産業製） に対して前処理を施した。
具体的には、 まず、 当該 T i _C aHAPおよぴ酸ィ匕チタンをイソプロピルァ ルコール （I PA) に添加し、 T i一 C aHAPの含有率が 20 w ΐ%であって 酸化チタンの含有率が 5 w t%のアルコール溶液を調製した。 次に、 このアルコ ール溶液に対して、 ボールミルによる粉碎処理を施した。 ボールミルによる粉碎 処理は、 ジルコニウム製の 1 Omm径のボールで 1時間、 続いて 5mm径のボー ルで 1時間、 続いて 3 mm径のボールで 1時間、 続いて 1. 75 mm径のボール で 1時間、続いて 1 mm径のボールで 1時間行つた。 このような粉砕処理により、 T"i—C aHAPの平均 2次粒子径は 3. 5 mとなるとともに酸ィ匕チタンの凝 集も低減され、 アルコール溶液における T i _C a HAPおよび酸化チタンの分 散性が高まった。 次に、 アルコール溶液をろ過して、 2次粒子径 2. 以下 の T i _C a HAPおよび酸化チタンを含有するアルコール溶液を得た。 このよ うにして、 T i—C aHAP粉末および酸化チタンに対して前処理を施した。 このアルコール溶液 0. 2 gを、 無機コーティング主材としての常温硬化型無 機コーティング剤 （日本山村硝子製の、 商品名 S 00の液材と商品名 UTE 01 の液材を、 10 ： 1で混合したもの） 2 gに添カΠし、 混合した。 次に、 このよう にして調製したコーティング液を所定の電子機器筐体に対してスプレー塗布した。
これを乾燥—硬化さ—せる-ごとによつ— て、—電子機器筐体表 に光触媒アバタイ—ト含有 膜を形成することができた。
本実施例の光触媒ァパタイト含有膜は充分な透明性を有していた。 また、 本実 施例の光触媒ァパタイト含有膜においては、 筐体表面の質感を損うような T i— C a HA P粒子や酸ィ匕チタンの凝集体は観察されなかった。 . ぐ光触媒活性の評価 >
本実施例の光触媒ァパタイト含有膜の光触媒活性を、 メチレンブルー分解試験 により調べた。 具体的には、 まず、 上述と同様の手法によりガラスプレート （1 0 0 X 1 0 0 mm) の所定箇所に本実施例の光触媒ァパタイト含有膜を形成し、 当該ガラスプレートを、 1 0 μ Μのメチレンブルー水溶液に浸漬して染色した。 次に、 このようにして染色されたガラスプレートに対して、紫外線ランプにより、 1 0 mW/ c m 2の紫外線 （照射波長領域 2 0 0〜 4 0 0 n m) を 1 2時間照射 した。 すると、 光触媒ァパタイト含有膜が形成されている箇所は退色し、 形成さ れていない箇所は退色せず、 本実施例の光触媒アバタイト含有膜は光触媒機能に 基づく分 作用を有していることが判った。 また、 紫外線照射の前後において、 ガラスプレートの透過率を測定したところ、 図 4の結果を得た。
図 4において、 透過率曲線 Aは、 紫外線照射前に得られたものであり、 透過率 曲線 Bは、 紫外線照射後に得られたものである。 透過率曲線 Aにおいては、 6 5 0 n m付近にメチレンブルー由来の吸収が存在する。 一方、 透過率曲線 Bにおい ては、 メチレンブルー由来の吸収が消失している。 これは、 光触媒アパタイト含 有膜に含まれる T i—C a HA Pおよび酸化チタンの光触媒機能によってメチレ ンブルーが分解されたことを示唆するものである。 また、 T i一 C a HA P含有 膜を形成していないガラスプレートのみの可視領域における透過率は 9 0 %程度 であり、 図 4に示すように、 光触媒アパタイト含有膜が形成されている同一のガ ラスプレートの可視領域における透過率は 8 5 %程度であるので、 本実施例に係 る光触媒ァパタイト含有膜は実質的に透明であることが理解できょう。
く 生—の評¾>
本実施例の光触媒ァパタイト含有膜の親水性について、 接触角測定により調べ た。 具体的には、 まず、 上述と同様の手法によりガラスプレート （100X 10 Omm) の所定箇所に本実施例の光触媒アパタイト含有膜を形成し、 当該膜形成 箇所に対して 2 mの水を滴下した。 紫外線を照射しない条件下では、 水滴は、 図 5に示すような形状を維持した。 このとき、 光触媒アパタイト含有膜 1により 被覆されているガラスプレート 2に対する水滴 3の接触角は 80° であった。 ま た、 紫外線ランプにより、 l OmW/cm2の紫外線 （照射波長領域 200〜4 00 nm) を照射すると、水滴は、 図 6に示すような形状へと変形した。 これは、 光触媒アパタイト含有膜 1の親水性が高くなつたことを意味する。 このとき、 光 触媒ァパタイト含有膜 1により被覆されているガラスプレート 2に対する水滴 3 の接触角は、 60° であった。 このように、 紫外線照射条件下では、 本実施例の 光虫媒アパタイト含有膜は親水性を示すことが判った。 親水性が高いことは、 油 分などの汚れを水に浮かして除去するのに好適である。
〔比較例 1〕
アルコール溶液における T i一 C a HAP含有率を 5 w t%に代えて 50 w t % (比較例 1 ) とした以外は実施例 1と同様にして、 T i— C a H A Pに対する 前処理工程から乾燥硬化工程までを行うことによって、 ガラスプレート上に光触 媒ァパタイト含有膜を形成した。 これらの T i— C aHAP含有膜について、 実 施例 1と同様にして可視領域の透過率を測定したところ、 比較例 1の光触媒アバ タイト含有膜では、 可視領域の一部において透過率 90%を下回る波長領域が確 i に。 〔比較例 2〜 4〕
ボールミルによる粉碎処理工程の後に行うろ過工程において、 2次粒子径 2. 5 //m以下に代えて 8 μπι以下 （比較例 2) 、 l l zm以下 （比較例 3 ) または 25 μπι以下 （比較例 4) の T i—C a HAPを含有するアルコール溶液を得た 以外は実施例 1と同様にして、 T i一 C a H A Pに対する前処理工程から乾燥硬
化工程までを行うことによって、 電子機器筐体表面に光触媒ァパタイト含有膜を 形成した。 その結果、 比較例 2の光触媒ァパタイト含有膜においては T i - C a HA P粒子凝集体が散見され、 筐体表面の質感は損われていた。 比較例 3および 4の光触媒ァパタイト含有膜においては、 比較例 2よりも多数の T i - C a HA P粒子凝集体が観察され、 筐体表面の質感は著しく損われていた。
Claims
1 . 無機コーティング主材と、 当該無機コーティング主材に分散する粉末状の光 触媒ァパタイトと粉末状の酸化チタンとを含み、 前記光触媒ァパタイトおよび前 記酸化チタンの総含有率は 0 . 0 1〜5 w t %である、光触媒ァパタイト含有膜。
2 . 前記光触媒ァパタイトおよび前記酸化チタンの 2次粒子径は 5 m以下であ る、 請求項 1に記載の光触媒ァパタイト含有膜。
3 . 前記光触媒アバタイトおよび前記酸化チタンの総含有量に対する前記光触媒 ァパタイトの含有量の比率は 2 0〜8 0 w t %である、 請求項 1に記載の光触媒 ァパタイト含有膜。
4 . 前記光触媒アパタイ トは、 カルシウムハイドロキシアパタイトの C aの一部 が T iで置換された化学構造を有する、 請求項 1に記載の光触媒ァパタイト含有
5 . 前記酸化チタンは、 アナターゼ型酸化チタンである、 請求項 1に記載の光触 媒ァパタイト含有膜。
6 . 粉末状の光触媒アバタイトと、 粉末状の酸化チタンと、 無機コ
材とを含み、且つ、前記光触媒アバタイトおよび前記酸化チタンの総含有率が 0 . 0：!〜 5 w t %であるコーティング液を調製する調製工程と、
前記コーティング液を基材に対して塗布する塗布工程と、 を含む、 光触媒ァ パタイト含有膜の形成方法。
7 . 前記調製工程の前に、 粉末状の光触媒ァパタイトおよび または粉末状の酸 化チタンをアルコール液に分散させる前処理工程を更に含み、前記調製工程では、 該アルコール液を無機コーティング主材に添加する、 請求項 6に記載の光触媒 ァパタイト含有膜の形成方法。
8 . 前記前処理工程では、 前記粉末状の光触媒ァパタイトおよび/または前記粉 末状の酸ィヒチタンを含む前記アルコール液に対して、 ボールミルによる粉砕処理 を施す、 請求項 7に記載の光触媒アバタイト含有膜の形成方法。
9 . 前記前処理工程では、 前記粉砕処理を経た前記アルコール液に対してろ過を 施す、 請求項 8に記載の光触媒ァパタイト含有膜の形成方法。
10. 前記光触媒ァパタイトおよび前記酸化チタンの 2次粒子径は 5 μ m以下であ る 請求項 6に記載の光触媒アバタイト含有膜の形成方法。
11. 前記光触媒ァパタイトおよび前記酸化チタンの総含有量に対する前記光触媒 ァパタイトの含有量の比率は 2 0〜 8 0 w t %である、 請求項 6に記載の光触媒 ァパタイト含有膜の形成方法。
12. 前記光触媒アパタイトは、 カルシウムハイドロキシアパタイ トの C aの一部 が T iで置換された化学構造を有する、 請求項 6に記載の光触媒ァパタイト含有 膜の形成方法。
13. 前記酸化チタンは、 アナターゼ型酸化チタンである、 請求項 6に記載の光触 媒ァパタイト含有膜の形成方法。
14. 前記無機コーティング主材はヒートレスグラスである、 請求項 6に記載の光 触媒ァパタイト含有膜の形成方法。
Ί5 粉一未 の光触媒アパタイトと、 粉末 の酸化チタンと、 無機コー
材とを含み、 前記光触媒アパタイトおよび前記酸ィヒチタンの総含有率は 0 . 0 1 〜 5 w t %である、 コーティング液。
16. 前記光触媒ァパタイトおよび前記酸化チタンの 2次粒子径は 5 μ m以下であ る、 請求項 1 5に記載のコーティング液。
17. 前記光触媒ァパタイトおよび前記酸化チタンの総含有量に対する前記光触媒 ァパタイトの含有量の比率は 2 0〜 8 0 w t %である、 請求項 1 5に記載のコー ティング液。
18. 無機コーティング主材と、 当該無機コーティング主材に分散する粉末状の光 触媒ァパタイトと粉末状の酸化チタンとを含み、 且つ、 前記光触媒アバタイトぉ ょぴ前記酸化チタンの総含有率が 0 . 0 1〜 5 w t %である光触媒ァパタイト含 有膜により被覆された部位を有する、 電子機器。
19. 前記光触媒ァパタイトおよび前記酸化チタンの 2次粒子径は 5 μ m以下であ る、 請求項 1 8に記載の電子機器。
20. 前記光触媒ァパタイトおよび前記酸化チタンの総含有量に対する前記光触媒 ァパタイトの含有量の比率は 2 0〜 8 0 w t %である、 請求項 1 8に記載の電子 機器。
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