(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）から成る群から選択された１種または２種以上の光触媒と、銀コロイドとして添加された酸化銀とが混合された光触媒含有組成物であって、
前記光触媒含有組成物中に含有される前記光触媒の金属の原子数を１とした場合に、前記酸化銀の銀の原子数が０．００１〜０．５の範囲内であることを特徴とする光触媒含有組成物。
【請求項２】
前記光触媒が酸化チタンであることを特徴とする請求項１に記載の光触媒含有組成物。
【請求項３】
前記光触媒含有組成物の安定状態で含有される前記酸化銀の重量％を１とした場合、前記銀の含有量が０．９５以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光触媒含有組成物。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の光触媒含有組成物を含有することを特徴とする光触媒含有微粒子。
【請求項５】
請求項４に記載の光触媒含有微粒子を含有することを特徴とするフィルタ。
【請求項６】
請求項５に記載の光触媒含有微粒子を含有することを特徴とする抗菌剤。
【請求項７】
請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の光触媒含有組成物を含有することを特徴とする光触媒含有層。
【請求項８】
請求項７に記載の光触媒含有層を有することを特徴とするパターニング用基板。
【請求項９】
請求項１に記載の光触媒含有組成物を製造する、光触媒含有組成物の製造方法であって、
前記光触媒含有組成物中に含有される前記光触媒の金属の原子数を１とした場合に、前記酸化銀の銀の原子数が０．００１〜０．５の範囲内となるように、
光触媒分散用溶媒に前記光触媒が分散された光触媒分散溶液に、前記光触媒分散用溶媒と相溶性のある溶媒に銀コロイドが分散された銀コロイドスラリーを添加し、前記光触媒および酸化銀を含有する光触媒含有組成物を製造することを特徴とする光触媒含有組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ等をはじめとして各種の用途に使用可能な、光触媒含有組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、酸化チタン等の光触媒は、その抗菌作用や、防汚作用、防臭作用等から、様々な用途に用いられている（例えば特許文献１等）。これらの用途においては、光触媒が紫外光等のエネルギーによって励起され、近接する有機物に影響を及ぼすことによって、種々の機能が発揮されている。そのため、紫外光の少ない場所等では、このような光触媒の機能を十分に発揮させることができない場合等があった。
【特許文献１】特開２００３−２６１３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、光触媒の感度が良好であり、種々の用途に用いることが可能な光触媒含有組成物の提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、光触媒と、銀コロイドとして添加された酸化銀とが混合された光触媒含有組成物であって、上記光触媒含有組成物中に含有される上記光触媒の金属の原子数を１とした場合に、上記酸化銀の銀の原子数が０．００１〜０．５の範囲内であることを特徴とする光触媒含有組成物を提供する。
【０００５】
本発明によれば、上記光触媒含有組成物中に酸化銀が含有されることにより、光触媒の感度を向上させることができ、弱いエネルギーであっても光触媒の効果を発揮させることができるため、種々の用途に用いることが可能な光触媒含有組成物とすることができる。また、本発明においては、上記光触媒含有組成物にエネルギーを照射することにより、光触媒含有組成物の色を変化させることができ、この色が変化した光触媒含有組成物は、加熱したり、一定時間放置すること等により、色を元に戻すことが可能である。したがって、この色の変化も利用して、種々の用途に用いることができるのである。
【０００６】
上記光触媒含有組成物中に含有される上記光触媒の金属の原子数を１とした場合に、上記酸化銀の銀の原子数が０．００１〜０．５の範囲内であることが好ましい。このような範囲内、上記酸化銀が含有されることによって、光触媒を活性化させたり、色を変化させたりすることが可能となるからである。
【０００７】
また、上記発明においては、上記光触媒が酸化チタンであることが好ましい。一般的に用いられている光触媒の中でも酸化チタンが容易に入手可能であり、かつ安定で毒性もないからである。
【０００８】
また、本発明は、上記光触媒含有組成物を含有することを特徴とする光触媒含有微粒子を提供する。本発明によれば、上記光触媒含有組成物が、微粒子の中に含有されていることから、他の物質と容易に混合して用い、上記光触媒含有組成物の効果を発揮させること等ができる。また光触媒の表面積を大きなものとすることができることから、光触媒の効果を大きなものとすることができる、という利点も有する。
【０００９】
本発明はまた、この光触媒含有微粒子を含有することを特徴とするフィルタや、抗菌剤を提供する。本発明によれば、上記光触媒の感度が良好なものとされていることから、例えば紫外光等のエネルギーが少ない場所等でも、十分に効果を発揮することが可能となる。
【００１０】
また本発明は、上記光触媒含有組成物を含有することを特徴とする光触媒含有層を提供する。本発明によれば、上記光触媒含有組成物を含有することから、光触媒含有層に紫外線等のエネルギーを照射することにより、層の色を変化させたり、有機物を分解させたりすること等が可能となり、様々な用途に用いることが可能な光触媒含有層とすることができる。
【００１１】
また本発明は、この光触媒含有層を有することを特徴とするパターニング用基板を提供する。本発明によれば、例えばエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される特性変化層を光触媒含有層上に形成し、エネルギー照射された部分のみの特性変化層の特性が変化したパターンが形成されるパターニング用基板等とすることができる。
【００１２】
また、本発明は、光触媒に、銀コロイドを添加し、上記光触媒および酸化銀を含有する光触媒含有組成物を製造することを特徴とする光触媒含有組成物の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明によれば、上記光触媒と銀コロイドとを混合することによって、銀粒子が光触媒の作用により酸化銀に変化され、安定状態とすることができ、上記光触媒含有組成物とすることができるのである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、弱いエネルギーであっても光触媒の効果を発揮させることができるため、種々の用途に用いることが可能な光触媒含有組成物とすることができる。また、本発明においては、色の変化も利用して、種々の用途に用いることができる光触媒含有組成物とすることができる、という利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、フィルタ等をはじめとして各種の用途に使用可能な、光触媒含有組成物、およびその光触媒含有組成物を含有する光触媒含有微粒子や光触媒含有層等、また光触媒含有組成物の製造方法等に関するものである。
以下、それぞれについてわけて説明する。
【００１６】
Ａ．光触媒含有組成物
まず、本発明の光触媒含有組成物について説明する。本発明の光触媒含有組成物は、光触媒および酸化銀を含有することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明によれば、上記光触媒とともに、上記酸化銀が含有されていることから、この酸化銀の作用により、光触媒を励起させるエネルギーに対して、光触媒の感度を向上させることができ、例えば弱いエネルギーが照射された場合であっても、例えば抗菌作用や防汚作用等、種々の光触媒の作用を発揮することができるのである。
【００１８】
また、本発明の光触媒含有組成物に、例えば紫外光等のエネルギーを照射した場合、光触媒の作用によって酸化銀が還元されて銀となり、色が変化する。したがって、本発明によれば、この光触媒含有組成物の色の変化を利用して、アライメントを容易にとることが可能なパターニング用基板等とすることができる。
【００１９】
なお、上述した光触媒の感度に酸化銀が寄与する作用機構は、必ずしも明確なものではないが、エネルギー照射されて光触媒が励起した際、銀イオンが電子のアクセプターとして作用し、光触媒による反応が促進される、と考えられる。
【００２０】
本発明における光触媒含有組成物中に含有される、上記光触媒と、酸化銀との含有比は、上記光触媒の金属の原子数を１とした場合に、上記酸化銀の銀が原子数０．００１〜０．５の範囲内、中でも０．００５〜０．２の範囲内、特に０．０１〜０．１の範囲内含有されることが好ましい。これにより、酸化銀が、光触媒の感度を向上させたり、光触媒含有組成物の色を変化させたりすること等が可能となるからである。また、本発明においては、上記光触媒含有組成物が、上記光触媒および酸化銀以外の材料を含有していてもよい。
以下、本発明の光触媒含有組成物に用いられる各材料ごとに詳しく説明する。
【００２１】
（酸化銀）
まず、本発明に用いられる酸化銀について説明する。本発明に用いられる酸化銀は、一般的に用いられている酸化銀を用いることができ、光触媒含有組成物中に含有される量としては、光触媒含有組成物の目的等によって適宜選択されるものであるが、通常光触媒含有組成物の固形分中に０．１重量％〜５０重量％の範囲内、中でも１重量％〜３５重量％の範囲内含有されるものとすることができる。
【００２２】
また、酸化銀は通常、微粒子の状態で存在しており、光触媒含有組成物の状態や種類等により適宜選択されるものであるが、その平均粒径は１μｍ〜１００μｍ程度、中でも１μｍ〜５０μｍ程度であることが好ましい。
【００２３】
ここで本発明においては、上記酸化銀は、後述する光触媒等に、酸化銀の状態で混合されたものであってもよいが、本発明においては、特に銀の状態で光触媒と混合されたものであることが好ましい。通常、酸化銀は光や熱等によって分解等されやすく、安定性が低いため、光触媒の作用によって酸化銀とされる方が、光触媒含有組成物の製造が容易となるからである。
【００２４】
このような銀の添加方法としては、後述する光触媒等と均一に分散されて光触媒の作用により酸化銀とされるものであれば、特に限定されるものではないが、中でも銀コロイドとして添加されたものであることが好ましい。これにより、光触媒含有組成物中において、酸化銀の分散安定性を良好なものとすることができるからである。なお、上記銀コロイドとして銀が添加される場合、銀の表面に有機成分が付着しているものであってもよく、また表面を有機成分で被覆されているもの等であってもよい。
【００２５】
（光触媒）
次に、本発明に用いられる光触媒について説明する。本発明に用いられる光触媒としては、エネルギー照射されることにより励起されて、例えば抗菌作用や防汚作用等、種々の機能を発揮することが可能なものであれば、特に限定されるものではない。後述するような二酸化チタンに代表される光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、光の照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。本発明においては、このキャリアが例えば菌や汚れ等の有機物に作用を及ぼすものであると考えられる。
【００２６】
本発明に用いられる光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を挙げることができ、これらから選択して１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００２７】
本発明においては、特に二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。
【００２８】
このようなアナターゼ型二酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）製ＳＴＳ−０２（平均粒径７ｎｍ）、石原産業（株）製ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製ＴＡ−１５（平均粒径１２ｎｍ））等を挙げることができる。
【００２９】
光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径が５０ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。
【００３０】
また、上記酸化チタンとして可視光応答型のものを用いてもよい。可視光応答型の酸化チタンとは、可視光のエネルギーによっても励起されるものであり、このような可視光応答化の方法としては、酸化チタンを窒化処理する方法等が挙げられる。
【００３１】
酸化チタン（ＴｉＯ２）は、窒化処理をすることにより、酸化チタン（ＴｉＯ２）のバンドギャップの内側に新しいエネルギー準位が形成され、バンドギャップが狭くなる。その結果、通常酸化チタン（ＴｉＯ２）の励起波長は３８０ｎｍであるが、その励起波長より長波長の可視光によっても、励起されることが可能となるのである。これにより、種々の光源によるエネルギー照射の可視光領域の波長も酸化チタン（ＴｉＯ２）の励起に寄与させることが可能となることから、さらに酸化チタンを高感度化させることが可能となるのである。
【００３２】
ここで、本発明でいう酸化チタンの窒化処理とは、酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶の酸素サイトの一部を窒素原子での置換する処理や、酸化チタン（ＴｉＯ２）結晶の格子間に窒素原子をドーピングする処理、または酸化チタン（ＴｉＯ２）結晶の多結晶集合体の粒界に窒素原子を配する処理等をいう。
【００３３】
酸化チタン（ＴｉＯ２）の窒化処理方法は、特に限定されるものではなく、例えば、結晶性酸化チタンの微粒子をアンモニア雰囲気下で７００℃の熱処理により、窒素をドーピングし、この窒素のドーピングされた微粒子と、無機バインダや溶媒等を用いて、分散液とする方法等が挙げられる。
【００３４】
このような光触媒は、本発明の光触媒含有組成物における固形分中に、１０重量％〜９９．９重量％、中でも５０重量％〜９９重量％含有されることが好ましい。これにより、光触媒含有組成物が、種々の機能を発揮することが可能となるからである。
【００３５】
（光触媒含有組成物）
本発明の光触媒含有組成物は、上記光触媒および酸化銀を含有するものであれば、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜バインダや溶媒、添加剤等を含有するもの等であってもよい。また、上述したように酸化銀を銀コロイド等、銀の状態で光触媒に添加する場合等には、光触媒含有組成物中に銀が含有されていてもよい。
【００３６】
光触媒含有組成物中に銀が含有されている場合には、光触媒含有組成物の安定状態で含有される酸化銀の重量％を１とした場合、銀の含有量が０．９５以下、中でも０．５以下となることが好ましい。これにより、光触媒含有組成物にエネルギーが照射されて酸化銀が還元された際に、光触媒含有組成物の色が変化するもの等とすることができるからである。
【００３７】
ここで、本発明における光触媒含有組成物は、光触媒および酸化銀を含有するものであればその形状等は特に限定されるものではなく、例えば光触媒および酸化銀が分散された溶液等であってもよく、また粉体であってもよく、またさらに、層状とされたもの等であってもよい。
【００３８】
なお、本発明の光触媒含有組成物の製造方法については、後述する「Ｇ．光触媒含有組成物の製造方法」の項で説明するので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００３９】
Ｂ．光触媒含有微粒子
次に、本発明の光触媒含有微粒子について説明する。本発明の光触媒含有微粒子は、上述した光触媒含有組成物を含有することを特徴とするものである。
【００４０】
本発明によれば、上記光触媒含有組成物を含有し、微粒子の状態であることから、例えば他の物質と容易に光触媒含有微粒子を混合させることもでき、様々な用途に用いることができる。またこの場合、光触媒の表面積を大きなものとすることができるので光触媒の効果をより発揮することができる、という利点も有する。このような光触媒含有微粒子の用途としては、例えば抗菌剤や、フィルタ等が挙げられる。
【００４１】
ここで、本発明における光触媒含有微粒子の粒径は、光触媒含有微粒子の用途等により適宜選択されるものであるが、通常、５μｍ〜２００μｍ程度、中でも２０μｍ〜１００μｍ程度とされる。これにより、種々の用途に用いることが可能となるからである。
【００４２】
本発明においては、上記光触媒含有微粒子が、上記光触媒含有組成物のみからなるものであってもよく、また必要に応じて適宜他の添加剤等を含有するものであってもよい。上記光触媒含有微粒子が他の添加剤等と混合して用いられる場合には、光触媒含有微粒子中に含有される上記光触媒含有組成物の量は、０．０１重量％〜５０重量％、中でも０．１重量％〜１０重量％程度とされることが好ましい。これにより、上記光触媒含有組成物の効果を、発揮することが可能となるからである。なお、用いられる添加剤等は目的により適宜選択されることとなる。
【００４３】
Ｃ．フィルタ
次に、本発明のフィルタについて説明する。本発明のフィルタは、上記光触媒含有微粒子を含有することを特徴とするものであれば、特に限定されるものではなく、例えば悪臭物質を除去する空気清浄機に用いられるフィルタや、大腸菌を補足する水処理フィルタ、農薬などの有害物質を除去する農業廃液処理フィルターや、農産物類が自ら発するエチレンガスをＣＯ２やＯ２に分解する鮮度保持フィルター等とすることができる。
【００４４】
このようなフィルタに、上記光触媒含有微粒子を含有させる方法としては、例えば一般的に用いられるフィルタに上記光触媒含有微粒子をバインダ等を用いて固定化させる方法や、フィルタに用いられる材料に、上記光触媒含有微粒子を練りこみ、成型する方法、金属、セラミックス、アパタイト中に含有させる方法等が挙げられる。いずれの場合においても、上記光触媒含有組成物中の光触媒を励起させることが可能な程度のエネルギーが存在する状態で用いられることとなる。
【００４５】
Ｄ．抗菌剤
次に、本発明の抗菌剤について説明する。本発明の抗菌剤としては、上記光触媒含有微粒子を含有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、上記光触媒含有微粒子のまま配置して用いられるものであってもよく、またこの光触媒含有微粒子を樹脂等に練りこんだり、繊維中に含有させたりすること等によって用いられるものであってもよい。また、溶媒等に分散させて塗料として用いられるもの等であってもよい。
【００４６】
本発明においては、上記光触媒含有微粒子が含有されていることから、弱い紫外光等であっても、光触媒が容易に励起されて、その抗菌作用を発揮することができるため、例えば室内で用いられるもの等に用いられた場合であっても、高い効果を発揮することができる、という利点を有する。
【００４７】
このような光触媒含有微粒子を含有する抗菌剤の用途としては、例えば壁紙、壁面材、窓ガラス、サッシ、窓枠類等の建築物の内外装材、ブラインド、カーテン、カーペット、ショーケース等の各種インテリア製品、眼鏡、ガラスレンズ、フロントガラス、ドアミラー、鏡等の各種ガラス製品、照明器具、照明灯、ブラックライト、テレビ、冷蔵庫、オーディオ機器、コンピュータ、パソコン、プリンタ、ファクシミリ等の電気機器、テント、傘、テーブルクロス等の日用品、箪笥、本棚、机、テーブル等の家具類、自動車、電車、飛行機、船舶等の車両の内外装材、農業用フィルム、防草シート、育苗シート等の農園芸用シート類や食品包装材料等が挙げられる。
【００４８】
また、プラスチックフィルム等に上記光触媒含有微粒子を練りこむことにより、様々なものに貼り付けることが可能な抗菌フィルム等とすることもできる。
【００４９】
なお、上記のいずれの場合においても、上記光触媒含有組成物中の光触媒を励起させることが可能な程度のエネルギーが存在する状態で用いられることとなる。
【００５０】
Ｅ．光触媒含有層
次に、本発明の光触媒含有層について説明する。本発明の光触媒含有層は、上記光触媒含有組成物を含有する層であれば、特に限定されるものではなく、その用途等に応じて、例えばバインダ等、適宜他の材料を含有しているものであってもよい。
【００５１】
本発明によれば、光触媒含有層中に、上記光触媒含有組成物が含有されていることから、上記酸化銀の作用によって、容易に光触媒を励起させることができる。したがって、例えばエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される特性変化層を光触媒含有層上に形成し、エネルギー照射された部分のみの特性変化層の特性が変化するパターニング用基板等とすることもできる。また、光触媒含有層上に付着した有機物等を分解等させることができることから、各種用途に使用可能な防汚層等としても用いることができる。
【００５２】
ここで、本発明における光触媒含有層は、上記光触媒含有組成物を含有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば光触媒含有組成物のみからなる層であってもよく、また光触媒含有層の用途等に応じて、適宜他の材料等が含有された層等であってもよい。
【００５３】
このような光触媒含有層は、上述した光触媒含有組成物に必要な材料を添加した光触媒含有層形成用組成物を塗布して、焼成等すること等により、形成することができる。この際の塗布はスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。また、焼成等により光触媒含有層形成用組成物を乾燥させる方法としては、例えばホットプレート、赤外線ヒーターやオーブン等を用いて行うこと等ができる。
【００５４】
なお、上記光触媒含有層の膜厚としては、その用途や目的等に合わせて適宜選択されるものであるが、通常０．０１μｍ〜５μｍ程度、中でも０．０５μｍ〜１μｍ程度とされることが好ましい。
【００５５】
Ｆ．パターニング用基板
次に、本発明のパターニング用基板について説明する。本発明のパターニング用基板は、上記光触媒含有層を有することを特徴とするものであり、表面に特性の異なるパターンを形成することが可能なものであれば特に限定されるものではない。このようなパターニング用基板としては、例えば上記光触媒含有層中に、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する特性変化材料を含有させたものであってもよく、また例えばエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される特性変化材料を含有する特性変化層を光触媒含有層上に形成したもの等であってもよい。どちらの場合においても、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、光触媒含有層中、または特性変化層中の特性変化材料が分解または変性されて、エネルギー照射された部分のみの特性が変化するものとすることができるからである。
【００５６】
本発明においては、このようなエネルギー照射に伴う光触媒の作用により変化する特性としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンなどのポリマー材料等を特性変化材料として用いることにより、エネルギー照射された部分が光触媒の作用により、極性基が導入されたり、表面の状態が粗い状態となったりして種々の物質との接着性が向上するようにするパターニング用基板としてもよい。このように特性が変化するパターニング用基板とすることによって、接着性の良好なパターンを形成することが可能となり、この接着性の差を利用して、容易に機能性部を形成可能なものとすることができるからである。
【００５７】
またさらに、例えば、特開２００３−１９５０２９号公報に記載されているような、ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサンや、撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等のオルガノポリシロキサンを特性変化材料として用いて、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により表面の濡れ性が変化するパターニング用基板としてもよい。この場合、エネルギー照射された領域を濡れ性が良好な領域とすることができ、機能性部を濡れ性の差を利用して容易に形成することが可能なものとすることができるからである。
【００５８】
また、例えば特開２００３−１９５０２９号公報に記載されているような、自己組織化単分子膜や、ラングミュア−ブロジェット膜、交互吸着膜等を用いて、光触媒含有層上に分解除去層を形成し、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、表面の有機基が分解等されて分解除去されて凹凸が形成されるパターニング用基板としてもよい。
【００５９】
ここで、本発明のパターニング用基板は、基材上に、光触媒含有層や、その光触媒含有層上に必要に応じて特性変化層を形成することにより、形成することができる。このような光触媒含有層や、特性変化層の形成方法としては、乾式法、すなわち真空蒸着法等や、湿式法、すなわちスピンコート法やディップコート法等の方法を挙げることができる。
【００６０】
なお、上記特性変化材料の特性を変化させる際に用いられるエネルギーとしては、４００ｎｍ以下の範囲、好ましくは１５０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲から設定される。これは、上記光触媒含有層に用いられる、好ましい光触媒が二酸化チタンであり、この二酸化チタンにより光触媒作用を活性化させるエネルギーとして、上述した波長の光が好ましいからである。
【００６１】
このようなエネルギー照射に用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、その他種々の光源を挙げることができる。また、上述したような光源を用い、フォトマスクを介したパターン照射により行う方法の他、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザを用いてパターン状に描画照射する方法を用いることも可能である。また照射されるエネルギー量としては、光触媒含有層中の光触媒の作用により特性変化材料の特性の変化が行われるのに必要な照射量とする。
【００６２】
Ｇ．光触媒含有組成物の製造方法
次に、本発明の光触媒含有組成物の製造方法について説明する。
本発明の光触媒含有組成物の製造方法は、光触媒に、銀コロイドを添加し、光触媒および酸化銀を含有する光触媒含有組成物を製造することを特徴とするものである。
【００６３】
一般的に、酸化銀は光や熱に弱く分解等されやすい、という性質を有するが、本発明によれば、光触媒に、銀コロイドを添加して分散させることにより、光触媒の作用によって、分散された銀コロイドが、酸化されて酸化銀と変化し、安定に光触媒および酸化銀を含有する光触媒含有組成物とすることができるのである。また、銀コロイドを用いて製造することにより、酸化銀が光触媒含有組成物中で凝集等することなく、安定して分散されたものとすることができる。
【００６４】
本発明の光触媒含有組成物の製造方法としては、光触媒および酸化銀が安定に存在し得るように光触媒および銀コロイドを分散させて光触媒含有組成物とすることが可能であれば特に限定されるものではなく、例えば酸化チタンコーティング剤と、酸化チタンコーティング剤に使われている溶媒と相溶性のある溶媒に分散させた銀コロイドスラリーとを、混合させること等により分散させて光触媒含有組成物とすることができる。
【００６５】
ここで、本発明に用いられる銀コロイドとしては、銀成分と有機成分とからなる粒子を主成分とする固形分と、溶媒となからなるものであることが好ましい。これにより、溶液中での粒子の分散安定性が高く、銀コロイド粒子が凝集しにくいものとすることができるからである。
【００６６】
また、本発明においては上記光触媒についても、上述した酸化チタンのゾル液等のように、ゾル液の状態で用いられることが好ましい。これにより、光触媒も光触媒含有組成物中で安定して分散されたものとすることができるからである。
【００６７】
また、層状の光触媒含有組成物を製造する場合には、上記光触媒および銀コロイドが分散された溶液を、目的とする支持体上に塗布し、焼成等することにより、製造することができる。この際の塗布はスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。また、焼成等により光触媒含有層形成用組成物を乾燥させる方法としては、例えばホットプレート、赤外線ヒーターやオーブン等を用いて行うこと等ができる。
【００６８】
また、粒子状の光触媒含有組成物を製造する場合には、銀コロイドと酸化チタンを、有機溶媒に混合し、攪拌・分散してスラリーをつくる。スラリーをアトマイザーに送り霧化状とし、瞬時に溶媒を飛ばし乾燥させ、酸化チタン微粒子上に銀コロイドを担持させる。銀コロイドを担持した酸化チタンを高温で加熱、焼成して有機物を分解し、金属超微粒子を担持した光触媒を生成することにより、製造することができる。
【００６９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００７０】
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
【００７１】
[実施例１]
＜パターン形成体用塗工液調製方法＞
フルオロアルキルシラン(ＴＳＬ８２３３  ＧＥ東芝シリコーン製)１．５ｇ、テトラメトキシシラン（ＴＳＬ８１１４  ＧＥ東芝シリコーン製）５．０ｇ、及び０．０１Ｎ塩酸２．５ｇを２４時間常温にて攪拌して撥液付与剤を作製した。
次に、チタニアゾル（ＳＴＳ‐０１  石原産業製）を水とイソプロパノールとの混合液（重量比＝１：１）にてＴｉＯ２濃度が０．５ｗｔ％となるように希釈した。この希釈液４５ｇに銀コロイド水分散液（平均粒径が２０ｎｍ、銀固形分０．５ｗｔ％）を５ｇ添加し、１０分間攪拌した。
この液に撥液性付与剤を２ｇ添加して、１０分間攪拌しパターン形成体用塗工液とした。
【００７２】
＜パターン形成体作製方法＞
パターン形成体塗工液をガラス基板上に塗布後、２００℃で乾燥し、厚さ０．１５μｍの特性変化層を形成した。
この特性変化層の水との接触角を測定したところ、１０２°であった。次に、超高圧水銀ランプ（３６５ｎｍ  ３７ｍＷ/ｃｍ２）を用いて露光すると２０秒で水の接触角が１０°以下になった。
【００７３】
[比較例１]
実施例１と同様に撥液性付与剤を作製した。
次に、チタニアゾル（ＳＴＳ‐０１  石原産業製）を水とイソプロパノールとの混合液（重量比＝１：１）にてＴｉＯ２濃度が０．５ｗｔ％となるように希釈した。
この液に撥液性付与剤を２ｇと水５ｇとを添加して、１０分間攪拌しパターン形成体用塗工液とした。
実施例１と同様にガラス基板上に特性変化層を形成し、この特性変化層と水の接触角を測定したところ１０５°であった。次に、超高圧水銀ランプ（３６５ｎｍ、３７ｍＷ/ｃｍ２）を用いて露光すると２０秒で水の接触角が７０°であり、５０秒で水との接触角が１０°以下になった。
【００７４】
[実施例２]
＜防汚層形成用塗工液の調製方法＞
チタニアゾル(ＳＴＳ-01  石原産業製)を水とイソプロパノールとの混合溶液（重量比＝１：１）にてＴｉＯ２濃度が１ｗｔ％となるように希釈した。この希釈液４５ｇに銀コロイド水分散液（平均粒径が２０ｎｍ、銀固形分０．５ｗｔ％）を５ｇ添加し、１０分攪拌して防汚層形成用塗工液を得た。
【００７５】
＜防汚層の調製方法＞
得られた防汚層形成用塗工液を、ガラス基板上に塗布後、２００℃で乾燥し、厚さ０．２μｍの防汚層を調製した。この防汚層の水との接触角を測定したところ、５°以下であった。
【００７６】
＜親水化活性の回復性（防汚効果）の評価＞
得られた防汚層に、汚れ成分を付着させて、親水化活性の回復性を調べた。
まず、防汚層に０．００５％のリノール酸トリグリセリドのキシレン溶液を塗布し、１００℃の温度で１０分間乾燥させた。この防汚層の光照射前の水との接触角は１５°であった。その後紫外線光量１ｍＷ／ｃｍ2のブラックライトを５分間照射したところ、水との接触角５°以下となった。
【００７７】
[比較例２]
＜防汚層形成用塗工液の調製方法＞
チタニアゾル(ＳＴＳ-01  石原産業製)を水とイソプロパノールとの混合溶液（重量比＝１：１）にてＴｉＯ２濃度が1ｗｔ％となるように希釈した。この希釈液４５ｇに水を５ｇ添加し、１０分攪拌して防汚層形成用塗工液とした。
【００７８】
＜防汚層の調製方法＞
得られた防汚層形成用塗工液を、ガラス基板上に塗布後、２００℃で乾燥し、厚さ０．２μｍの防汚層を形成した。この防汚層の水との接触角を測定したところ、５°以下であった。
【００７９】
＜親水化活性の回復性（防汚効果）の評価＞
次に、実施例２と同様に汚れ成分を付着させて親水化活性の回復性を調べたところ、光照射前の水との接触角は１５°であり、紫外線光量１ｍＷ／ｃｍ2のブラックライトを５分間照射した後の水との接触角は１１°であり、１５分間照射後に５°以下となった。