(57)【要約】  基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性を高めることが可能な光触媒被覆材料、その光触媒被覆材料を備えた物品、および、その光触媒被覆材料の製造方法を提供する。光触媒被覆材料は、アルミニウム材と、このアルミニウム材の表面上に形成された、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層と、アルミニウム材と光触媒体層との間に形成された、アルミニウムと炭素を含む介在層とを備える。光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層をアルミニウム材の表面上に形成し、炭化水素含有物質を含む空間に上記の光触媒体層が形成されたアルミニウム材を配置した状態で加熱することにより、光触媒被覆材料が製造される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム材と、
前記アルミニウム材の表面上に形成された、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層と、
前記アルミニウム材と前記光触媒体層との間に形成された、アルミニウムと炭素を含む介在層と、
を備えた、光触媒被覆材料。
【請求項２】
前記光触媒体層の厚みは、１ｎｍ以上１０μｍ以下である、請求項１に記載の光触媒被覆材料。
【請求項３】
前記介在層は、結晶化したアルミニウムの炭化物を含む、請求項１に記載の光触媒被覆材料。
【請求項４】
請求項１に記載の光触媒被覆材料を備えた、物品。
【請求項５】
光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層をアルミニウム材の表面上に形成する光触媒体層形成工程と、
炭化水素含有物質を含む空間に前記光触媒体層が形成された前記アルミニウム材を配置した状態で加熱する加熱工程と、
を備えた、光触媒被覆材料の製造方法。
【請求項６】
前記加熱工程は、４５０℃以上６６０℃未満の温度で行われる、請求項５に記載の光触媒被覆材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒被覆材料、光触媒被覆材料を備えた物品および光触媒被覆材料の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体にそのバンドギャップ以上のエネルギーを持つ光を照射すると、半導体の表面に接触した樹脂等の有機系の物質は強い酸化還元作用を受けて分解される。この半導体の光触媒活性作用を、大気中、水中等に含まれる有害物質の分解または無害化、生活空間の脱臭、生活空間における固体表面の汚染防止、生活空間の抗菌等の様々な環境浄化に利用する技術の開発が進められている。このような目的で使用される半導体光触媒には、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化タングステン等の金属酸化物が挙げられる。また、実際に環境浄化に利用される際には、半導体表面が活かされるため、光触媒活性を高める目的で、上記の金属酸化物の粒子を、基材の表面に膜状、層状等の形態で固定化して、光触媒反応する表面積を大きくして用いられることが多い。【０００３】
半導体光触媒として、最も多く使用される酸化チタンの粒子を固定化する方法として、たとえば、特開平６−２９３５１９号公報（以下、特許文献１という）には、酸化チタン粒子の懸濁液を支持体に塗布し、焼成して酸化チタン粒子を支持体の上に固着させることによって酸化チタン膜を製造する方法が記載されている。【０００４】
また、たとえば、特開平７−３１６３４２号公報（以下、特許文献２という）には、合成樹脂に光触媒としての酸化チタン粒子を含有させることによって得られた合成樹脂組成物層を含む積層体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２９３５１９号公報
【特許文献２】特開平７−３１６３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、光触媒反応する表面積を大きくするためには酸化チタン膜の厚みを大きくする必要がある。酸化チタン膜の厚みを大きくすると、酸化チタン粒子と支持体との間の密着性が低下する。また、酸化チタン粒子の支持体への固着を促進させるために焼成温度を高くすると、支持体の材料として、アルミニウム材のように比較的低い温度で軟化する材料を用いることが困難になる。【０００７】
また、特許文献２に記載された積層体のように、合成樹脂等の有機系材料をバインダーとして用いて、光触媒としての酸化チタン粒子を固定化しようとすると、有機系バインダー自身が酸化チタン粒子の光触媒作用により劣化する。このため、酸化チタン粒子間の密着性が低下するという問題がある。なお、特許文献２に記載されていないが、合成樹脂等の有機系材料をバインダーとして用いて、光触媒としての酸化チタン粒子を基材の上に固定化しようとすると、上記と同様にして、酸化チタン粒子と基材との間の密着性が低下するという問題がある。【０００８】
そこで、本発明の目的は、上述の問題を解決することであり、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性を高めることが可能な光触媒被覆材料、その光触媒被覆材料を備えた物品、および、その光触媒被覆材料の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、従来技術の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を備えたアルミニウム材を特定条件で加熱することによって上記の目的を達成することが可能な光触媒被覆材料を得ることができることを見出した。このような発明者の知見に基づいて本発明はなされたものである。【００１０】
本発明に従った光触媒被覆材料は、アルミニウム材と、このアルミニウム材の表面上に形成された、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層と、アルミニウム材と光触媒体層との間に形成された、アルミニウムと炭素を含む介在層とを備える。【００１１】
また、本発明の光触媒被覆材料においては、光触媒体層の厚みは、１ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。【００１２】
さらに、本発明の光触媒被覆材料においては、介在層は、結晶化したアルミニウムの炭化物を含むことが好ましい。【００１３】
本発明に従った物品は、上述した特徴を有する光触媒被覆材料を備える。【００１４】
本発明に従った光触媒被覆材料の製造方法は、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層をアルミニウム材の表面上に形成する光触媒体層形成工程と、炭化水素含有物質を含む空間に上記の光触媒体層が形成されたアルミニウム材を配置した状態で加熱する加熱工程とを備える。【００１５】
本発明の光触媒被覆材料の製造方法においては、加熱工程は、４５０℃以上６６０℃未満の温度で行われることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性を高めることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（アルミニウム材）
本発明の光触媒被覆材料は、光触媒体層が形成される基材としてアルミニウム材を備えている。基材としてのアルミニウム材は特に限定されない。本発明の一つの実施の形態では、アルミニウム材として、純アルミニウムまたはアルミニウム合金の箔または板を用いることができる。このようなアルミニウム材は、アルミニウム純度が「ＪＩＳ  Ｈ  ２１１１」に記載された方法に準じて測定された値で９８質量％以上のものが好ましい。本発明で用いられるアルミニウム材は、その組成として、鉛（Ｐｂ）、珪素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ガリウム（Ｇａ）、ニッケル（Ｎｉ）およびホウ素（Ｂ）の少なくとも１種の合金元素を必要範囲内において添加したアルミニウム合金、または、上記の不可避的不純物元素の含有量を限定したアルミニウムも含む。アルミニウム材の厚みは、特に限定されないが、一般的には、箔で５μｍ以上２００μｍ以下、板で０．２ｍｍ以上にすることが好ましい。
【００１８】
上記のアルミニウム材は、公知の方法によって製造されるものを使用することができる。たとえば、上記の所定の組成を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯を調製し、この溶湯を鋳造して得られた鋳塊を適切に均質化処理する。その後、この鋳塊に熱間圧延と冷間圧延を施すことにより、基材としてのアルミニウム材を得ることができる。なお、上記の冷間圧延工程の途中で、１５０℃以上４００℃以下の温度で中間焼鈍処理を施してもよい。
【００１９】
また、光触媒体層を形成する工程の前に、アルミニウム材に適宜前処理を施してもよい。
【００２０】
（光触媒体層）
本発明の光触媒被覆材料では、基材としてのアルミニウム材の表面上には、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層が形成されている。光触媒体層に含まれる光触媒活性を有する金属酸化物粒子は特に限定されない。本発明の一つの実施の形態では、金属酸化物粒子としては、チタン酸化物、亜鉛酸化物、ジルコニウム酸化物、タングステン酸化物等の粒子が挙げられるが、特に、アナターゼ型のチタン酸化物粒子が好適に使用される。
【００２１】
光触媒体層に含まれる光触媒活性を有する金属酸化物粒子の形状、大きさは特に限定されないが、分散粒子の大きさ（粒子径）としては、光触媒活性を高くするため、０．０１ｎｍ以上１０μｍ以下が好ましく、特に１ｎｍ以上１５０ｎｍ以下が好ましい。なお、粒子径は走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ：Scanning Transmission Electron Microscopy）により断面観察した写真から任意の粒子５０個を選び出して粒子径を算出し、その平均値により求められる。
【００２２】
光触媒体層は、たとえば、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を溶液中で撹拌機等を用いてエマルジョン化させた塗布液、光触媒活性を有する金属酸化物の前駆体物質を溶液中で加水分解、水熱処理等して粒子化させた塗布液、または、上記の二つの塗布液を混合した塗布液を、基材としてのアルミニウム材の表面上に塗布することにより、形成される。
【００２３】
光触媒体層の厚みは、基材と光触媒体層との間の密着性を確保する観点から、１ｎｍ以上１０μｍ以下であればよく、特に２μｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
後述するアルミニウムと炭素を含む介在層の存在により、アルミニウム材と光触媒体層との間の密着性は確保されるが、密着性をさらに向上させる方法として、光触媒体層を形成する際に、金属酸化物前駆体物質(ペルオキソチタン酸水溶液等)、または、樹脂等の有機系のバインダーを、上記の塗布液に加えることが挙げられる。たとえば、金属アルコキシドの有機化合物または金属塩の加水分解および重縮合の反応を利用して、金属酸化物前躯体物質を含む溶液（ゾル）からゲル化させた溶液に、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を分散させることによって調製された塗布液を、アルミニウム材の表面上に塗布すればよい。あるいは、金属酸化物粒子を溶液中でエマルジョン化させた塗布液に、樹脂等の有機系のバインダーとして炭素含有成分を含有させることによって調製された塗布液を、アルミニウム材の表面上に塗布すればよい。
【００２５】
（介在層）
本発明の光触媒被覆材料では、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間には、アルミニウムと炭素を含む介在層が形成されている。介在層は、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を、炭化水素含有物質を含む雰囲気中で加熱することにより得られる。
【００２６】
介在層は、光触媒体層に含まれる光触媒活性を有する金属酸化物粒子の表面を覆うことはないので光触媒活性作用に影響を与えずに、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性を高める働きをする。
【００２７】
上述したように、光触媒体層を形成する際に、金属酸化物前駆体物質またはバインダーを塗布液に加えることによって、アルミニウム材と光触媒体層との間の密着性をさらに向上させることができる。この場合、塗布液に加えられる金属酸化物前駆体物質、または、バインダー（炭素含有成分）が、光触媒活性を有する金属酸化物粒子の表面を覆うことにより、光触媒活性作用が低下する可能性がある。しかし、本発明の光触媒被覆材料では、アルミニウムと炭素を含む介在層自身によってアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性を確保することができるので、この密着性をさらに高めるために塗布液に加えられる金属酸化物前駆体物質またはバインダーの量は少なく、光触媒活性作用に与える影響を最小限に抑えることが可能である。また、この場合、金属酸化物前駆体物質またはバインダーの添加によって、金属酸化物前駆体物質または炭素含有成分が、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間に存在することによりアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性をさらに高めることができるだけでなく、光触媒体層に含まれる金属酸化物粒子の間に存在することにより金属酸化物粒子間の密着性も高めることができる。
【００２８】
なお、介在層は、結晶化したアルミニウムの炭化物を含むことが好ましい。
【００２９】
（光触媒機能を有する物品）
本発明の光触媒被覆材料は、種々の物品に適用することにより、光触媒機能を有する物品を構成することができる。光触媒機能を有する物品は特に限定されないが、たとえば、大気中、水中等に含まれる有害物質の分解または無害化、生活空間の脱臭、生活空間における固体表面の汚染防止、生活空間の抗菌等の様々な環境浄化に利用する物品が挙げられる。具体的には、上記の物品として、壁紙、ブラインド、カーテン、ガードレール等の建築材料、空気清浄機、エアコン、冷蔵庫等の工業用・家庭用の電化製品、熱交換器等のフィン材が挙げられる。
【００３０】
（光触媒被覆材料の製造方法）
本発明の光触媒被覆材料の製造方法は、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層をアルミニウム材の表面上に形成する工程（光触媒体層形成工程）と、その後、炭化水素含有物質を含む空間に上記の光触媒体層が形成されたアルミニウム材を配置した状態で加熱する工程（加熱工程）とを備える。
【００３１】
なお、光触媒体層形成工程において、上述したように、金属酸化物前駆体物質またはバインダーを塗布液に加えることによって、光触媒活性を有する金属酸化物粒子とともに、金属酸化物前躯体物質または炭素含有成分を含む光触媒体層を形成した後、炭化水素含有物質を含む空間に、光触媒体層が形成されたアルミニウム材を配置した状態で加熱すると、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層の密着性をさらに向上させることができる。
【００３２】
＜光触媒体層形成工程＞
本発明の光触媒被覆材料の製造方法では、まず、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層をアルミニウム材の表面上に形成する。基材としてのアルミニウム材の表面上に光触媒体層を形成する方法は特に限定されない。たとえば、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を溶液中で撹拌機等を用いてエマルジョン化させた塗布液、光触媒活性を有する金属酸化物の前駆体物質を溶液中で加水分解、水熱処理等して粒子化させた塗布液、または、上記の二つの塗布液を混合した塗布液を調製し、アルミニウム材の表面上に塗布すればよい。塗布の方法は特に限定されず、スピンコーティング法、バーコーティング法、フローコーティング法またはディップコーティング法が適宜採用される。塗布することによって光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を、必要であれば乾燥する。光触媒体層の厚みは、塗布の回数、塗布液の組成および濃度により制御することができる。塗布することによって形成された光触媒体層の厚みは特に限定されないが、基材と光触媒体層との間の密着性を確保する観点から、１ｎｍ以上１０μｍ以下であればよく、特に２μｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
また、上述したように、光触媒体層を形成する際に、金属酸化物前駆体物質(ペルオキソチタン酸水溶液等)、または、樹脂等の有機系のバインダーを塗布液に加えてもよい。この場合、光触媒体層中のバインダーの質量比率は、特に限定されないが、通常は塗布液の固形分を１００質量部として、バインダーを９０質量部以下にすることが好ましく、１０質量部以下にすることがより好ましい。
【００３４】
有機系のバインダーは特に限定されない。有機系のバインダーとして、たとえば、カルボキシ変性ポリオレフィン樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩酢ビ共重合樹脂、ビニルアルコール樹脂、フッ化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、アクリロニトリル樹脂、ニトロセルロース樹脂、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス等の合成樹脂のバインダー、さらには、ワックス、タール、にかわ、ウルシ、松脂、ミツロウ等の天然樹脂のバインダー等が挙げられる。光触媒体層形成工程後の加熱工程において、たとえば、炭化水素雰囲気中で４５０℃以上６６０℃未満の温度で１時間以上１００時間以下の加熱によって、完全に揮発しない樹脂のバインダーを使用することがより好ましい。炭化水素雰囲気中での加熱工程でバインダーが完全に揮発すると、完全に揮発しない樹脂をバインダーとして使用した場合に比べて、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性が低下することになる。
【００３５】
有機系のバインダーとともに適宜使用される溶剤は特に限定されない。溶剤は、バインダーの親溶剤（バインダーが溶解しやすい溶剤）であることが好ましい。溶剤として、たとえば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、酢酸エチル等のエステル系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン等の脂肪族系溶剤、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロペンタン等の脂環族系溶剤、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤、水等が挙げられる。
【００３６】
＜加熱工程＞
本発明の光触媒被覆材料の製造方法では、光触媒体層形成工程後、炭化水素含有物質を含む空間に光触媒体層が形成されたアルミニウム材を配置した状態で加熱する。上記の炭化水素含有物質の種類は特に限定されない。炭化水素含有物質の種類としては、たとえば、メタン、エタン、プロパン、ｎ‐ブタン、イソブタンおよびペンタン等のパラフィン系炭化水素、エチレン、プロピレン、ブテンおよびブタジエン等のオレフィン系炭化水素、アセチレン等のアセチレン系炭化水素等、またはこれらの炭化水素の誘導体が挙げられる。これらの炭化水素の中でも、メタン、エタン、プロパン等のパラフィン系炭化水素は、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を加熱する工程においてガス状になるので好ましい。さらに好ましいのは、メタン、エタンおよびプロパンのうち、いずれか一種の炭化水素である。最も好ましい炭化水素はメタンである。
【００３７】
また、炭化水素含有物質は、液体、気体等のいずれの状態で用いてもよい。炭化水素含有物質は、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材が存在する空間に存在するようにすればよく、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を配置する空間にどのような方法で導入してもよい。たとえば、炭化水素含有物質がガス状である場合（メタン、エタン、プロパン等）には、加熱工程が行なわれる密閉空間中に炭化水素含有物質を、単独で充填してもよく、不活性ガスとともに充填してもよく、または、水素ガス等の還元性ガスとともに充填してもよい。また、炭化水素含有物質が液体である場合には、その密閉空間中で気化するように炭化水素含有物質を、単独で充填してもよく、不活性ガスとともに充填してもよく、または、水素ガス等の還元性ガスとともに充填してもよい。
【００３８】
加熱工程において、加熱雰囲気の圧力は特に限定されず、常圧、減圧または加圧下であってもよい。また、圧力の調整は、ある一定の加熱温度に保持している間、ある一定の加熱温度までの昇温中、または、ある一定の加熱温度から降温中のいずれの時点で行なってもよい。
【００３９】
光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を配置する空間に導入される炭化水素含有物質の質量比率は、特に限定されないが、通常はアルミニウム材１００質量部に対して炭素換算値で０．１質量部以上５０質量部以下であることが好ましく、特に０．５質量部以上３０質量部以下であることが好ましい。
【００４０】
加熱工程において、加熱温度は、加熱対象物であるアルミニウム材の組成等に応じて適宜設定すればよいが、通常は４５０℃以上６６０℃未満が好ましく、５３０℃以上６２０℃以下がより好ましい。加熱温度を４５０℃以上にすることにより、アルミニウムと炭素を含む介在層中に結晶化したアルミニウムの炭化物を含有させることができる。ただし、本発明の製造方法において、４５０℃未満の温度で、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を加熱することを排除するものではなく、少なくとも３００℃を超える温度で、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を加熱すればよい。
【００４１】
加熱時間は、加熱温度等にもよるが、一般的には１時間以上１００時間以下である。
【００４２】
加熱温度が４００℃以上になる場合は、加熱雰囲気中の酸素濃度を１．０体積％以下にすることが好ましい。加熱温度が４００℃以上で加熱雰囲気中の酸素濃度が１．０体積％を超えると、アルミニウム材の表面の熱酸化被膜が肥大し、アルミニウムと炭素を含む介在層の形成を阻害し、密着性が低下するおそれがある。
【００４３】
＜酸化工程＞
上記の加熱工程において、光触媒体層に含まれる金属酸化物粒子は、その種類によっては還元されて、光触媒体層の光触媒活性が低下する恐れがあるため、加熱工程の後で、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を、酸化性雰囲気中で加熱する酸化加熱工程、陽極酸化する陽極酸化工程等の酸化工程を行ってもよい。これにより、光触媒体層の光触媒活性をよみがえらせることができる。
【００４４】
また、炭化水素含有物質を含む雰囲気が還元雰囲気であるために、アルミニウム材の表面に形成されている自然酸化被膜は、加熱工程中に還元されて完全に消失する、または、加熱工程前に比べて自然酸化被膜の厚みが減少する場合がある。この場合、自然酸化被膜が消失した部分、または、自然酸化被膜の厚みが減少した部分が使用環境の湿気等と触れることにより、アルミニウム材が腐食するおそれがある。しかし、加熱工程後に酸化工程を行った場合には、還元によってアルミ二ウム材の表面が露出した部分の酸化が促進される。これにより、本発明の光触媒被覆材料が使用環境に置かれる前から、基材としてのアルミニウム材の表面にアルミニウム酸化被膜が形成された状態であるので、使用環境の湿気等に触れることにより起こる金属腐食の進行が抑制されて、光触媒被覆材料の品質が経時的に劣化することを防ぐことができる。
【００４５】
なお、上記の酸化加熱工程において、酸化性雰囲気とは、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を配置する空間に酸素が存在すればよく、酸素を単独で充填してもよく、または、酸素を非還元性ガスとともに充填してもよい。酸化性雰囲気としては酸素を２体積％以上５０体積％以下含む空間であることが好ましい。加熱温度は、通常は２００℃以上６６０℃以下が好ましい。加熱時間は、加熱温度等にもよるが、一般的には１０秒以上５０時間以下であることが好ましい。
【００４６】
上記の陽極酸化工程は、特に限定されないが、たとえば、燐酸、硫酸等の溶液中で、１０００Ｖ以下の電圧を、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材に印加することによって行えばよい。
【実施例】
【００４７】
以下の実施例１〜５と比較例１〜３に従って光触媒被覆材料の試料を作製した。【００４８】
（実施例１）
厚みが５０μｍで純度が９９．３質量％のアルミニウム箔を、平均粒子径が６ｎｍのアナターゼ型のチタン酸化物粒子（光触媒活性を有する金属酸化物粒子）を１質量％分散させた水溶液に浸漬することにより、アルミニウム箔の両面に片面で厚みが０．１μｍの光触媒体層を形成した。【００４９】
その後、光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム箔を、メタンガス雰囲気中にて６１０℃の温度で１２時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。【００５０】
（実施例２）
上記の実施例１で作製された試料を、さらに空気中にて６００℃の温度で１２時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。【００５１】
（比較例１）
上記の実施例１において、アルミニウム箔を水溶液に浸漬することにより光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム箔を、空気中にて６１０℃の温度で１２時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。【００５２】
（実施例３）
Ｔｉ（ｎ−ＯＣ3Ｈ7）4：１モルとＣ3Ｈ7ＯＨ：１モルの混合液を、Ｈ2Ｏ2：１．５モルとＨ2Ｏ：１０モルの混合液中に、攪拌を行いながら、１時間かけて滴下を行って、錯体化することによって安定化処理を施した、金属酸化物前駆体物質としての水溶性チタン錯体を含む溶液を調製した。【００５３】
ステンレス鋼製の容器に上記の溶液を入れて、直径が０．３ｍｍのジルコニアビーズを用いて、ビーズミリングを２時間行うことによって、上記の溶液中に平均粒子径が１３０ｎｍのアナターゼ型のチタン酸化物粒子（光触媒活性を有する金属酸化物粒子）を分散させて塗布液を作製した。得られた塗布液において、全固形質量中の水溶性チタン錯体（金属酸化物前駆体物質）の質量比率は１質量％、チタン酸化物粒子（光触媒活性を有する金属酸化物粒子）の質量比率は９９質量％であった。【００５４】
厚みが５０μｍ、純度が９９．３質量％のアルミニウム箔の表面に、バーコーティング法を用いて、上記の塗布液を塗布した後、空気中にて１２０℃の温度で３分間加熱乾燥させた。得られた光触媒体層の厚みは０．５μｍ程度であった。【００５５】
光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を、メタンガス雰囲気中にて６１０℃の温度で１２時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。【００５６】
（実施例４）
上記の実施例３で作製された試料を、さらに空気中にて６１０℃の温度で１２時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。【００５７】
（比較例２）
上記の実施例３において、アルミニウム箔の表面への塗布により光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム箔を、空気中にて６１０℃の温度で１２時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。【００５８】
（実施例５）
ステンレス鋼製の容器に、バインダーとしてポリビニルアルコール系の樹脂を入れて、直径が０．３ｍｍのジルコニアビーズを用いて、ビーズミリングを２時間行うことによって、上記の樹脂中に平均粒子径が１６ｎｍのアナターゼ型のチタン酸化物粒子（光触媒活性を有する金属酸化物粒子）を分散させて塗布液を作製した。得られた塗布液において、全固形質量中の樹脂（バインダー：炭素含有成分）の質量比率は２５質量％、チタン酸化物粒子（光触媒活性を有する金属酸化物粒子）の質量比率は７５質量％であった。【００５９】
厚みが３０μｍ、純度が９９．３質量％のアルミニウム箔の表面に、バーコーティング法を用いて、上記の塗布液を塗布した後、空気中にて２００℃の温度で１分間加熱乾燥させた。得られた光触媒体層の厚みは２．５μｍ程度であった。【００６０】
光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム材を、メタンガス雰囲気中にて６１０℃の温度で１６時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。【００６１】
（比較例３）
上記の実施例５において、アルミニウム箔の表面への塗布により光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム箔を、空気中にて６１０℃の温度で１６時間保持することにより、光触媒被覆材料の試料を作製した。【００６２】
以上で得られた実施例１〜５と比較例１〜３の光触媒被覆材料について、光触媒体層とアルミ二ウム材との間の密着性の評価は、粘着テープを用いた引張試験機による剥離試験にて行った。幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍの光触媒被覆材料の試料において、光触媒体層の表面に、幅１８ｍｍ、長さ１２０ｍｍの接着面を有する粘着テープ（積水化学工業株式会社製、商品名「セロハンテープ」）を押し当て、１０ｍｍの幅に切断した。その後、粘着テープを引張試験機にて、剥離角度９０°、剥離速度２００ｍｍ／ｍｉｎで引き剥がすのに必要な剥離強度［Ｎ／ｃｍ］を測定した。剥離強度の値は、測定開始後、安定した値を採用した。各試料について３箇所で剥離強度を測定し、その平均値で密着性を評価した。各試料で測定された剥離強度の平均値を表１に示す。【００６３】
【表１】
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【００６４】
表１から、本発明の実施例１、２で得られた光触媒被覆材料は比較例１で得られた光触媒被覆材料に比べて、実施例３、４で得られた光触媒被覆材料は比較例２で得られた光触媒被覆材料に比べて、実施例５で得られた光触媒被覆材料は比較例３で得られた光触媒被覆材料に比べて、高い密着性を示すことがわかる。なお、実施例１〜５で得られた光触媒被覆材料の各試料を走査型電子顕微鏡で観察したところ、アルミニウム材と光触媒体層との間には、結晶化したアルミニウムの炭化物を含む介在層が形成されていることが確認された。【００６５】
（比較例４）
上記の実施例５において、アルミニウム箔表面への塗布により光触媒体層が表面に形成されたアルミニウム箔をそのまま光触媒被覆材料の試料とした。すなわち、比較例４では、実施例５においてメタンガス雰囲気中にて６１０℃の温度で１６時間保持すること以外は、実施例５と同様の方法により、光触媒被覆材料の試料を作製した。【００６６】
実施例２、４、５と比較例４で得られた光触媒被覆材料について、紫外線照射による耐候性試験機(岩崎電気株式会社製のアイスーパーＵＶテスター、形式:ＳＵＶ−Ｗ１５１)を用いて劣化試験を行った。具体的には、実施例２、４、５と比較例４の光触媒被覆材料を上記の耐候性試験機に配置し、下記の条件にて、これらの光触媒被覆材料に紫外線を照射した。【００６７】
紫外線照射条件：温度６０℃、湿度５０％、照度１００Ｗ／ｍ2で紫外線を光触媒被覆材料に９０時間照射した。【００６８】
上記の劣化試験において紫外線が照射される前の光触媒被覆材料と、紫外線が照射された後の光触媒被覆材料とについて、光触媒体層とアルミ二ウム材との間の密着性を評価した。密着性の評価は、上述の引張試験機を用いた剥離試験と同様の方法で行った。【００６９】
【表２】
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【００７０】
表２から、本発明の実施例２、４、５では、劣化試験において紫外線が照射される前と紫外線が照射された後との間で密着性（剥離強度）に変化が見られない。これに対して、比較例４では、劣化試験において紫外線が照射された後の密着性は、紫外線が照射される前に比べて大幅に低下していることがわかる。これらの結果から、比較例４のように、有機系材料をバインダーとして用いて、光触媒活性を有する金属酸化物粒子を含む光触媒体層を、基材であるアルミニウム材の上に固定化しようとすると、バインダー自身が該光触媒体層の光触媒作用により劣化し、該光触媒体層とアルミニウム材との間の密着性が低下することがわかる。一方、実施例２、４、５のように、本発明の方法でアルミニウム材の表面に光触媒体層を固定化すると、劣化試験において紫外線が照射された後の密着性は、紫外線が照射される前に比べて低下しないことがわかる。【００７１】
以上に開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態と実施例ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものと意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、基材としてのアルミニウム材と光触媒体層との間の密着性を高めることができるので、本発明の光触媒被覆材料を種々の物品に適用することによって様々な環境浄化に利用することが可能になる。
【国際調査報告】
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