(57)【要約】【課題】大量生産が可能な光触媒フィルムシートを提供する。【解決手段】基材１２の表面にチャンバーグラビア式塗工装置３８によってプライマー層１４を積層し、リバース式塗工装置３４によって保護層１６を積層し、チャンバーグラビア式塗工装置３８によって光触媒層１８を積層する。【選択図】      図１
2008062117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の基材の表面に保護層、光触媒層を順番に湿式の塗工装置によって積層した
ことを特徴とする光触媒フィルムシート。
【請求項２】
前記基材の表面にプライマー層を積層して前記保護層を湿式の塗工装置によって積層した
ことを特徴とする請求項１記載の光触媒フィルムシート。
【請求項３】
前記基材に耐光処理を施した
ことを特徴とする請求項１記載の光触媒フィルムシート。
【請求項４】
前記保護層が酸化チタンを主成分としている
ことを特徴とする請求項１記載の光触媒フィルムシート。
【請求項５】
前記保護層の厚みが、１〜２μｍである
ことを特徴とする請求項１記載の光触媒フィルムシート。
【請求項６】
前記光触媒層の厚みが、０．１〜０．２μｍである
ことを特徴とする請求項１記載の光触媒フィルムシート。
【請求項７】
前記プライマー層の厚みが、０．１〜０．２μｍである
ことを特徴とする請求項１記載の光触媒フィルムシート。
【請求項８】
請求項１または２記載の前記保護層は、リバース式塗工装置によって前記基材または前記プライマー層に塗工する
ことを特徴とする光触媒フィルムシートの製造方法。
【請求項９】
請求項１記載の前記光触媒層は、チャンバーグラビア式塗工装置によって前記保護層が積層された前記基材に塗工する
ことを特徴とする光触媒フィルムシートの製造方法。
【請求項１０】
請求項２記載の前記プライマー層は、リバース式塗工装置によって前記基材に塗工する
ことを特徴とする光触媒フィルムシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒フィルムシート及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、チタニア（ＴｉＯ２  ）等の光触媒材料を含有する光触媒作用が注目されている。光触媒作用のメカニズムとしては、チタニアが紫外線光を捉えた際の大気中の水または酸素からの活性酸素の形成される。この活性には、チタニアでコーティングされた材料の表面付近に存在する有機物質及び微生物を分解する能力がある。その結果、光触媒粒子によって覆われる表面は抗菌特性または殺菌特性を有する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
活性酸素は有機物質を分解するための親和力を備えるため、脱臭剤に用いることもできる。光触媒粒子及び結合剤を含有する水性分散液を原紙にコーティングすることにより、空気清浄機内または他のガス流での使用に好適な脱臭紙を製造することができる（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−４７６１０号公報
【特許文献２】特開平１１−２７９４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような光触媒層は、従来、１枚のシート状に形成されたものである。そのため、大量生産による製品価格の低下が困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、大量生産が可能な光触媒フィルムシートを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、長尺状の基材の表面に保護層、光触媒層を順番に湿式の塗工装置によって積層したことを特徴とする光触媒フィルムシートである。
【０００７】
また、本発明は、前記基材の表面にプライマー層を積層して前記保護層を湿式の塗工装置によって積層したことを特徴とする請求項１記載の光触媒フィルムシートである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、長尺状の基材の表面に保護層、光触媒層を順番に湿式の塗工装置によって積層するため、大量生産を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態の光触媒フィルムシート１０と、そのシート製造装置２０について図面に基づいて説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の光触媒フィルムシート１０とそのシート製造装置２０について図１〜図７に基づいて説明する。
【００１１】
（１）光触媒フィルムシート１０の構成
図１に基づいて光触媒フィルムシート１０の構成について説明する。
【００１２】
光触媒フィルムシート１０は、基材１２の上にプライマー層１４が積層され、このプライマー層１４の上に保護層１６が積層され、この保護層１６の上に光触媒層１８が積層されている。
【００１３】
基材１２は、例えば２軸延伸ポリプロピレンより形成されている。
【００１４】
１層目のプライマー層１４は、２軸延伸ポリプロピレン等の基材１２の表面平滑性が悪い基材に対して表面平滑性を向上させることを目的として積層する。但し、ポリエチレンテレフタレート等の表面平滑性の良い基材１２に関しては、図２に示すようにプライマー層１４を省いてもよい。このプライマー層１４は、シリカ系溶液を用いる。
【００１５】
２層目の保護層１６は、有機物であるプライマー層１４または基材１２の表面と無機物である光触媒層１８の密着性を向上させ、光触媒機能による基材１２側の分解保護の役目を担っている。この保護層１６としては、Ｓｉ系または光触媒機能を持たないＴｉ系を成分とし、無機系のバインダーを使用する。
【００１６】
３層目の光触媒層は、酸化チタンよりなる。
【００１７】
（２）シート製造装置２０の構造
上記のような光触媒フィルムシート１０を製造するためのシート製造装置２０について図３〜図７を用いて説明する。
【００１８】
シート製造装置２０は、湿式の塗工装置２２、第１乾燥装置２４、第２乾燥装置２６、第３乾燥装置２８、巻き取り装置３０によって構成されている。
【００１９】
湿式の塗工装置２２は、巻回された基材１２を巻き出しロール３２から巻き出し、塗工を行う。この塗工は、図４〜図７に示すように、４種類の湿式の塗工装置が好適である。第１は、リバース式塗工装置３４であり、第２はダイ式塗工装置３６であり、第３はチャンバーグラビア式塗工装置３８であり、第４は毛細管式塗工装置４０である。これら各塗工装置３４〜４０については後から詳しく説明する。
【００２０】
第１乾燥装置２４は、第１加熱室４３内部の水平な搬送路の下方にノズル４４が所定間隔毎に複数配され、これらノズル４４から、上方を走行する基材１２に熱風を当て乾燥を行う。このようにカウンターフロー方式で熱風を基材１２に当てるのは、塗工直後においてゆっくりと乾燥させるためであり、熱風の風速は１〜３ｍ／秒である。
【００２１】
第２乾燥装置２６は、第２加熱室４５内部の水平な搬送路の上方と下方に上ノズル４６と下ノズル４８が所定間隔毎に複数それぞれ配され、上下ノズル４６，４８が千鳥状に配されている。そのため、搬送路を走行する基材１２には上と下から熱風が交互に当てられるフローティング方式となる。このようにフローティング方式にするのは、基材１２に対し高高率な乾燥を行うためである。
【００２２】
第３乾燥装置２８も、第２乾燥装置２６と同様に、加熱室４９内部の搬送路に複数の上ノズル５０と複数の下ノズル５２がそれぞれ配され、フローティング方式で基材１２を高高率で乾燥させる。
【００２３】
（３）リバース式塗工装置３４の構成
リバース式塗工装置３４について図４に基づいて説明する。
【００２４】
リバース式塗工装置３４は、バックアップロール５４の下方にダイ５６を設け、バックアップロール５４の側方にロール５８を設ける。
【００２５】
基材１２をバックアップロール５４によって走行させ、ダイ５６から保護層１６を形成する塗工液を塗工し、ロール５８によって不要な塗工液を掻き落とし、ロール５８の表面上の塗工液をさらに掻き落とし片６０によって回収皿６１に掻き落とす。この場合に、膜厚は、ロール５８とバックアップロール５４との間隙によって決定される。
【００２６】
（４）ダイ式塗工装置３６の構成
次に、ダイ式塗工装置３６について図５に基づいて説明する。
【００２７】
基材１２は４本の案内ロール６２〜６８を走行し、ダイ７０が案内ロール６４，６６の間に設置されている。基材１２が案内ロール６４と案内ロール６６との間を通るときに、ダイ７０によってプライマー層１４または光触媒層１８を形成する塗工液が塗工される。
【００２８】
（５）チャンバーグラビア式塗工装置３８の構成
次に、チャンバーグラビア式塗工装置３８について図６に基づいて説明する。
【００２９】
（５−１）構成
チャンバーグラビア式塗工装置３８の構成について説明する。
【００３０】
チャンバーグラビア式塗工装置３８は、グラビアロール７２の上流と下流にそれぞれ案内ロール７４，７６が配され、グラビアロール７２の下方に塗工液を溜めるための液溜め部７８がある。
【００３１】
液溜め部７８の底面には塗工液の注入口８０と注出口８２があり、注入口８０と注出口８２の間には隔壁８４があり、この隔壁８４によって液溜め部７８は、第１液溜め部８６と第２液溜め部８８に分割されている。この隔壁８４の上端部とグラビアロール７２の間には若干の隙間がある。
【００３２】
第１液溜め部８６の上流側には、第１閉塞片９０が設けられ、外部とほぼ閉塞されている。即ち、第１閉塞片９０の先端部がグラビアロール７２に当たり、この第１液溜め部８６をほぼ閉塞している。
【００３３】
第２液溜め部８８の下流側にも同様に、第２閉塞片９２が設けられ、その第２閉塞片９２の先端部がグラビアロール７２に当たり第２液溜め部８８を閉塞している。
【００３４】
グラビアロール７２の直径としては、４０〜１００ｍｍであり、好適には６２ｍｍである。このグラビアロール７２は、１インチ当たり１００本〜２００本の溝、好適には１５０本の溝を有し、その溝の深さは２０〜６０μｍ、好適には４５μｍである。これによって、厚みが０．１〜０．２μｍの光触媒層１８を平滑に塗工できる。
【００３５】
第１液溜め部８６と第２液溜め部８８の内部は鏡面加工またはフッ素加工が施され、光触媒層１８を塗工するための塗工液がその内部に付着しないようになっている。
【００３６】
（５−２）塗工方法
上記のチャンバーグラビア式塗工装置３８によって塗工液を塗工について説明する。
【００３７】
塗工する場合は、注入口８０から一定の圧力で塗工液を注入し、グラビアロール７２を図６において時計回りの方向に回転させる。一方、基材１２を２０ｍ／分で走行させる。すると、隔壁８４の先端部とグラビアロール７２の間隙の部分によって、グラビアロール７２の溝及び表面に塗工液が塗工され、第２閉塞片９２を通って基材１２に塗工される。そして、余った塗工液は第２液溜め部８８に至り、注出口８２から外部に搬出される。
【００３８】
（６）毛細管式塗工装置４０の構成
次に、毛細管式塗工装置４０について図７に基づいて説明する。
【００３９】
この毛細管式塗工装置４０は、バックアップロール９４とその下方に配されたノズル９６と、塗工液供給部９８とより構成されている。ノズル９６は、バックアップロール９４の下方に配され、基材１２の幅方向に沿って毛細管現象が起こるほど細いスリット１００を有する。このスリット１００の下方にある液溜め部１０２に、塗工液供給部９８から塗工液が供給される。
【００４０】
塗工を行う場合は、塗工液タンク９８を上下動させてその高さを調整し、その液高さの圧力と毛細管現象によって、スリット１００の上端から吐出する塗工液の量を調整し、バックアップロール９４を走行する基材１２に塗工液を塗工する。
【００４１】
（９）各層の塗工方法
上記のような各塗工装置３４〜４０をシート製造装置２０に交互に取り付けて、それぞれプライマー層１４、保護層１６、光触媒層１８を順番に積層する。
【００４２】
すなわち、第１の工程としては、基材１２が巻き出しロール３２に巻き取られており、これを１０〜３０ｍ／分（好適には２０ｍ／分）の走行速度で引き出して湿式の塗工装置２２によってプライマー層１４を塗工する。次に、第１乾燥装置２４、第２乾燥装置２６、第３乾燥装置２８によって１００℃〜１５０℃（好適には１２０℃）で１０〜４０秒間（好適には２０〜２５秒間）それぞれの乾燥装置２４、２６、２８で熱処理して乾燥させ、巻き取り装置３０の巻き取りロール３１に巻き取らす。
【００４３】
第２の工程としては、プライマー層１４が積層された基材１２が巻き出しロール３２に巻き取られており、これを引き出して湿式の塗工装置２２によって保護層１６を塗工して、第１乾燥装置２４、第２乾燥装置２６、第３乾燥装置２８によって４０℃〜８０℃（好適には６０℃）で合計３〜８時間（好適には５時間）熱処理して乾燥させ、巻き取り装置３０の巻き取りロール３１に巻き取らす。
【００４４】
第３の工程としては、プライマー層１４と保護層１６が積層された基材１２が巻き出しロール３２に巻き取られており、これを１０〜３０ｍ／分（好適には２０ｍ／分）の走行速度で引き出して湿式の塗工装置２２によって光触媒層１８を塗工して、第１乾燥装置２４、第２乾燥装置２６、第３乾燥装置２８によって１００℃〜１５０℃（好適には１２０℃）で１０〜４０秒間（好適には２０〜２５秒間）それぞれの乾燥装置２４、２６、２８で熱処理して乾燥させ、巻き取り装置３０の巻き取りロール３１に巻き取らして、光触媒フィルムシート１０が完成する。
【００４５】
なお、１層目のプライマー層１４は、０．１〜０．２μｍで±２％の誤差で塗工する必要があるため高精度な塗工を行う必要がある。そのため、湿式の塗工装置２２としては、上記で説明したチャンバーグラビア式塗工装置３８や毛細管方式の塗工装置４０を用いて塗工する。
【００４６】
２層目の保護層１６は、１〜２μｍで±２％の誤差で塗工するため、湿式の塗工装置２２としては、リバース式塗工装置３４、または、従来からあるリップコータ式塗工装置を用いて塗工する。
【００４７】
３層目の光触媒層１８は、０．１〜０．２μｍで±２％の誤差で塗工する必要があるため、湿式の塗工装置２２としては、チャンバーグラビア式塗工装置３８やダイ式塗工装置３６や、毛細管式塗工装置４０を用いて塗工する。
【００４８】
（１０）効果
上記のように本実施形態の光触媒フィルムシート１０の製造方法であると、湿式の塗工装置２２を有するシート製造装置２０を用いて製造するため、連続生産することでイニシャルコスト及びランニングコストの大幅な低減が計れ、低価格で製品の販売が可能となる。そのため、光触媒機能である汚れの防止、抗菌、消臭効果を食品包装や壁紙、台所の水回り用といった様々な分野で発揮することができる。
【００４９】
（第２の実施形態）
本実施形態と第１の実施形態の異なる点は、基材１２に耐光性を持たせる点である。
【００５０】
即ち、ＰＥＴフィルム等の基材１２においては、価格性能面で優れており扱い易いフィルムであるが、紫外線に当たると経時変化により黄ばんでくるという欠点がある。
【００５１】
そのため、基材１２の片面または両面に耐光性の処理を施す。片面処理の場合、光触媒層１８は紫外線に当たる面と光触媒機能を発揮させる面を考慮して、例えば、窓ガラスの外側に光触媒フィルムシート１０を貼り付ける場合には耐光性処理を施した面に光触媒層１８等を塗工し、消臭等を目的として窓ガラスの内側に光触媒フィルムシート１０を貼り付ける場合は、耐光性処理を施した面と反対側に光触媒層１８等を塗工する。
【００５２】
（第３の実施形態）
第３の実施形態と第１の実施形態の異なる点は、紫外線カット機能を持たせる点にある。
【００５３】
光触媒フィルムシート１０には、基材１２である有機物と酸化チタン膜である無機物の密着性の向上、有機物分解という光触媒機能からのフィルム保護の目的で保護層１６は必ず必要である。この保護層１６に、紫外線カット機能を持たせる。
【００５４】
具体的には、光触媒機能がないルチル型構造の酸化チタンを主成分とした薄膜を用いる。これにより、光触媒機能がない紫外線カット機能を有することができる。そして、光触媒フィルムシート１０全体としては、光触媒機能と紫外線カット機能の両方の機能を備えることができる。
【００５５】
このような紫外線カット機能を有する光触媒フィルムシート１０であると、野菜等から発生するエチレンを光触媒機能で分解できることから食品賞味期限の延長、紫外線による変色防止、室内の日焼け防止と汚れ防止、消臭等に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態を示す光触媒フィルムシートの縦断面図である。
【図２】同じく変形例の光触媒フィルムシートの縦断面図である。
【図３】シート製造装置の側面図である。
【図４】リバース式塗工装置の説明図である。
【図５】ダイ式塗工装置の説明図である。
【図６】チャンバーグラビア式塗工装置の説明図である。
【図７】毛細管方式の塗工装置の説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  光触媒フィルムシート
１２  基材
１４  プライマー層
１６  保護層
１８  光触媒層
２０  シート製造装置
２２  塗工装置
２４  第１乾燥装置
２６  第２乾燥装置
２８  第３乾燥装置
【図１】
2008062117.tif 000003
【図２】
2008062117.tif 000004
【図３】
2008062117.tif 000005
【図４】
2008062117.tif 000006
【図５】
2008062117.tif 000007
【図６】
2008062117.tif 000008
【図７】
2008062117.tif 000009