(57)【要約】【課題】繊維材などの非耐熱性物質に対しても、その性状を変化させることなく、酸化チタンを良好に定着させることができる酸化チタンの成膜方法を提供する。【解決手段】酸化チタン溶液２が付着した非耐熱性物質１を乾燥させて非耐熱性物質１に酸化チタンを成膜させる乾燥工程において、過熱蒸気を乾燥熱源として使用する。この方法により、乾燥工程において過熱蒸気を乾燥熱源として使用したので、高温で乾燥しても、非耐熱性物質１の性状が変化し難くなり、酸化チタンを安定して定着させることが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化チタン溶液が付着した非耐熱性物質を乾燥させて非耐熱性物質に酸化チタンを成膜させる乾燥工程において、過熱蒸気を乾燥熱源として使用することを特徴とする酸化チタンの成膜方法。
【請求項２】
過熱蒸気を乾燥熱源として使用して乾燥する際に、低酸素状態で乾燥することを特徴とする請求項１記載の酸化チタンの成膜方法。
【請求項３】
過熱蒸気を乾燥熱源として使用して乾燥した後に、低酸素状態で冷却することを特徴とする請求項２記載の酸化チタンの成膜方法。
【請求項４】
非耐熱性物質が繊維材であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の酸化チタンの成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維材などの非耐熱性物質に酸化チタンを成膜させる酸化チタンの成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化チタンは、人体に対して無害でかつ白色であるので、従来より白色顔料として歯磨き粉や化粧品、塗料、食品添加物などの様々な用途で使用されてきた。
また近年においては、酸化チタンが強力な分解作用と超親水作用とを有することも知られてきている。前記分解作用としては、汚れの原因である有機物を分解して汚れを落としたり、非常に強い酸化力で消毒や抗菌などを行ったりする性質を有し、この分解作用の主な作用としては、抗菌作用、脱臭作用、大気・水質・土壌などの環境浄化作用、防汚作用があり、例えば、ガーゼなどの繊維製品に含ませることで、外傷や皮膚疾患等の治療・改善効果がある（特許文献１等）。
【０００３】
また、前記超親水作用としては、表面張力による水滴の発生を抑制して、水滴による汚れを軽減させる性質を有するため、防滴用に車のバックミラーなどに被膜させて雨天時の視認性を向上させたり、車や家の外壁材に成膜させて雨水で表面を洗浄する、いわゆるセルフクリーニング作用を付加させたりしたものも知られている（特許文献２等）。
【０００４】
なお、工業用の酸化チタンには、結晶構造が異なるルチル型とアナターゼ型との２種類があり、白色顔料に用いられるものはルチル型であり、抗菌作用や脱臭作用を含む分解作用、並びに超親水作用を有するものはアナターゼ型である。
【０００５】
外壁をなすタイルやガラスなどの耐熱性を有する素材に酸化チタンを成膜させる方法としては、高温焼付け（４５０℃〜８００℃）で焼成して、アモルファス状態の酸化チタンをアナターゼ結晶に変えながら被着対象物に定着させるいわゆる高温焼成法を用いることが一般的である。
【０００６】
これに対して、ガーゼなどの繊維材の非耐熱性の物質（上述の焼付けのための高温に対する耐熱性を有しない物質）に酸化チタンを成膜する方法としては、予めアナターゼ結晶化した酸化チタンをバインダーを含有させた溶液に含ませ、この溶液（以下、酸化チタン溶液と称す）内に非耐熱性物質を浸漬し、その後、繊維に焦げや変形などを生じない温度（室温から１２０℃程度）で空気乾燥させる、いわゆる低温焼成法が用いられる。
【特許文献１】特開２００３−９５９５８号公報
【特許文献２】特開２００１−８１９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、繊維材などの非耐熱性物質を低温焼成法を用いて酸化チタンを成膜した場合には、酸化チタンの非耐熱性物質に対する密着力が不十分であり、前記ガーゼを水洗いした際などに酸化チタンが流れ落ちてしまう欠点があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するもので、繊維材などの非耐熱性物質に対しても、その性状を変化させることなく、酸化チタンを良好に定着させることができる酸化チタンの成膜方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の酸化チタンの成膜方法は、酸化チタン溶液が付着した非耐熱性物質を乾燥させて非耐熱性物質に酸化チタンを成膜させる乾燥工程において、過熱蒸気を乾燥熱源として使用することを特徴とする。
【００１０】
この方法により、乾燥工程において、過熱蒸気を乾燥熱源として使用したので、高温で乾燥を実施しても、非耐熱性物質の性状が変化し難くなり（例えば、非耐熱性物質が繊維材である場合にはこの繊維材に焦げや変形などを生じなくなり）、酸化チタンを安定して定着させることが可能になる。
【００１１】
また、本発明は、過熱蒸気を乾燥熱源として使用して乾燥する際に、低酸素状態で乾燥させることを特徴とし、さらには、過熱蒸気を乾燥熱源として使用して乾燥した後に、低酸素状態で冷却させることを特徴とする。なお、ここで、低酸素状態とは、少なくとも、空気の酸素含有量よりも酸素濃度が低い状態をいう。
【００１２】
この方法により、乾燥時やその後の冷却時においても、低酸素状態であるので、非耐熱性物質が焦げて性状が変化することを防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、乾燥工程において過熱蒸気を乾燥熱源として使用することにより、高温での乾燥を実施しても、非耐熱性物質の性状を変化させることなく、例えば、非耐熱性物質が繊維材である場合にはこの繊維材に焦げや変形などを生じることなく、酸化チタンを安定して定着させることができる。また、乾燥時やその後の冷却時に、低酸素状態を維持することにより、非耐熱性物質が焦げて性状が変化することを防止できる。したがって、非耐熱性物質として例えばガーゼなどの繊維材を用いた場合でも、繊維材を焦がしたり変形させたりすることなく酸化チタンを安定して定着させることができ、水洗いしても酸化チタンが流れ落ちてしまうことがなくなり、抗菌効果などの酸化チタンによる作用効果を良好に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１に簡略的に示すように、本発明の酸化チタンの成膜方法は、非耐熱性物質の一例としてのガーゼなどからなる繊維材（繊維片）１に、酸化チタンを含む溶液（酸化チタン溶液２と称す）を付着させる付着工程（図１参照）と、酸化チタン溶液２を付着させた繊維材１を、１００℃以上に加熱した過熱蒸気を乾燥熱源として使用して乾燥し、酸化チタンを繊維材１に成膜する乾燥工程とを有する。なお、この実施の形態では、付着工程として、酸化チタン溶液２中に非耐熱性物質としての繊維材１を浸漬させて酸化チタン溶液２を付着させているが、これに代えて、酸化チタン溶液２を繊維材１に塗布するなどしてもよい。また、乾燥工程においては、繊維材１を入れた乾燥室内を過熱蒸気で満たして、殆ど乾燥室３内に空気がない状態（すなわち酸素も殆どない低酸素状態）としており、乾燥後においても、過熱蒸気の供給を停止して自然冷却するだけであり、乾燥室３内に空気を導入することはない。なお、繊維材１は、その温度が十分下がってから乾燥室３から取り出す。また、非耐熱性物質がガーゼである場合には、過熱蒸気の温度としては、例えば１４０℃〜１８０℃、また、加熱時間としては３分〜１０分が好ましいがこれに限るものではない。
【００１５】
ここで、酸化チタン溶液としては、例えば、ペルオキソチタン酸溶液と、このペルオキソチタン酸溶液を加熱加工することで得られる酸化チタン溶液とを混合させてなる例えば、酸化チタンの質量濃度が約１％のものを用いると好適であるが、これに限るものではない。
【００１６】
この方法によれば、繊維材１などの非耐熱性物質に酸化チタンを成膜させる際に、過熱蒸気を乾燥熱源として使用したので、高温で乾燥を実施しても、繊維材１などの非耐熱性物質の性状が変化し難いため、酸化チタンを安定して定着させることが可能になる。
【００１７】
つまり、空気を含まない過熱蒸気のみで乾燥した場合には、加熱空気で乾燥する場合と異なり、低酸素雰囲気での加熱であるため、繊維材１などの非耐熱性物質が焦げにくい状態で乾燥される。また、加熱空気で乾燥する場合には、対流伝熱のみで表面から加熱されることとなるため、繊維材１などの非耐熱性物質の表面温度が中心部温度よりも極めて高温となる場合が多く、また、対流状態によって加熱空気のあたり具合にもむらを生じ易いため、焦げ易い。これに対して、過熱蒸気で乾燥する場合には、対流伝熱だけでなく、輻射伝熱、および加熱初期には蒸気の凝縮伝熱によっても加熱されるため、繊維材１などの非耐熱性物質に対して表面温度が中心部温度との差が比較的少ない状態で均質に加熱され、しかも、加熱初期には、凝縮により水滴が付着するので、焦げ難い状態が良好に維持される。
【００１８】
このように、繊維材１などの非耐熱性物質に酸化チタンを成膜させる際に、過熱蒸気を乾燥熱源として使用することで、高温で乾燥を実施しても、繊維材１などの非耐熱性物質の性状が変化し難いため、酸化チタンを安定して定着させることできる。また、乾燥時やその後の冷却時に、低酸素状態を維持することにより、繊維材１などの非耐熱性物質が焦げて性状が変化することを一層良好に防止できる。したがって、非耐熱性物質として例えばガーゼなどの繊維材１を用いた場合でも、繊維材１を焦がしたり変形させたりすることなく酸化チタンを安定して定着させることができ、水洗いしても酸化チタンが流れ落ちてしまうことがなくなって、抗菌効果などの酸化チタンによる作用効果を良好に維持することができる。なお、乾燥時やこの後の自然冷却の際においては、酸素が殆どない状態に維持することが望ましいが、これに限ることは無く、空気の酸素含有量よりも酸素濃度が低い低酸素状態であれば、加熱空気で乾燥したり、空気を導入して冷却したりした場合と比較すると、繊維材１の炭化の発生を低減することができる。
【００１９】
なお、図２は、過熱蒸気によって乾燥した後に、繊維材１を蒸留水に浸けて、繊維材１から酸化チタンが流れ出さないかどうかを確認した状態を示す図である。この図の一番上の欄は、繊維材１を浸漬する酸化チタン溶液２のみの状態、すなわち浸漬原液を示したものであり、攪拌することなく、そのまま載置した状態では、濃い乳黄色の析出物が発生し、水と２層に完全分離している。
【００２０】
また、比較例および試験１〜４は、処理後の繊維材１を蒸留水に浸漬した状態で所定時間攪拌した後、繊維材１を取り出した場合の析出液の状態を示す。
最下段に示す比較例は、繊維材１を酸化チタン溶液２に浸漬した後、加熱せずに単に乾燥したもので、この場合、繊維材１を蒸留水に浸漬し、この後、取り出した際の析出液には白色の浮遊物が存在した。この浮遊物が酸化チタンであると考えられ、酸化チタンが繊維材１に定着できていないことを確認できた。
【００２１】
これに対して、試験片１〜試験片４は、過熱蒸気を導入した乾燥室（乾燥装置）内の温度と、加熱時間とを異ならせて成膜処理し、この成膜処理した繊維材１を、蒸留水に浸漬して取り出したものであり、これらの試験片１〜４については析出液は全く無色透明であった。これらの結果から、本発明の実施の形態に係る試験片１〜４については、繊維材１に酸化チタンが良好に定着した状態で成膜できたことを確認できた。
【００２２】
なお、上記の実施の形態では、非耐熱性物質が繊維材１の一例としてのガーゼである場合を述べ、この場合には、ガーゼを水洗いしても、酸化チタンが良好に定着しているため、その抗菌作用、あるいは治療・改善効果が良好に維持される利点があるが、これに限るものではなく、ガーゼ以外の綿や、羊毛材、合成繊維材等にも良好に適用可能であり、衣類や寝具等にも適用可能である。また、さらには繊維材以外の、高温（例えば２００℃以上）での耐熱性を有しない合成樹脂等のフィルム、その他の非耐熱性物質にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態にかかる酸化チタンの成膜方法を簡略的に示した図である。
【図２】乾燥処理後の析出液（繊維材を蒸留水に浸けた後、繊維材を取り出した前記蒸留水）の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１      繊維材（非耐熱性物質）
２      酸化チタン溶液
３      乾燥室
【図１】
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【図２】
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