(57)【要約】      （修正有）【課題】基板に連続して表面処理を行った場合であっても、均一な状態に基板の表面を処理することが可能な表面処理方法を提供する。【解決手段】基材、および基材上に形成され、光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板の前記光触媒含有層と、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により表面が処理される被表面処理面を有する処理用基板の前記被表面処理面とを対向させて配置し、前記光触媒含有層にエネルギーを照射することにより、前記被表面処理面の処理を行う表面処理工程を複数回行って、複数の前記処理用基板の表面を処理する表面処理方法であって、  前記複数回行われる表面処理工程の間に、前記光触媒含有層側基板と前記処理用基板とを対向させない状態で、前記表面処理工程に用いられる光源と同一の光源により前記光触媒含有層にエネルギーを照射し、前記光触媒含有層に付着した付着物を除去するエネルギー照射工程を有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材、および前記基材上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板の前記光触媒含有層と、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により表面が処理される被表面処理面を有する処理用基板の前記被表面処理面とを対向させて配置し、前記光触媒含有層にエネルギーを照射することにより、前記被表面処理面の処理を行う表面処理工程を複数回行って、複数の前記処理用基板の表面を処理する表面処理方法であって、
前記複数回行われる表面処理工程の間に、前記光触媒含有層側基板と前記処理用基板とを対向させない状態で、前記表面処理工程に用いられる光源と同一の光源により前記光触媒含有層にエネルギーを照射し、前記光触媒含有層に付着した付着物を除去するエネルギー照射工程を有することを特徴とする表面処理方法。
【請求項２】
前記エネルギー照射工程が、前記光触媒含有層と、前記光源からのエネルギーを反射させる反射板とを対向させて、エネルギー照射が行われることを特徴とする請求項１に記載の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー照射に伴う光触媒の作用を利用した表面処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、樹脂製のフィルム等の基板の表面改質や洗浄等、基板の表面を処理する方法としては、例えば紫外線照射等の方法を挙げることができる。しかしながら、紫外線照射のみでは表面処理が効果的に進まず、効率的でないといった問題が生じる可能性があった。
【０００３】
そこで、本発明者等によって、例えば特許文献１に示されるように、基板と、光触媒を含有する光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板とを対向させて配置し、水銀ランプやメタルハライドランプ等によって露光を行うことにより、基板の表面を処理する方法が提案されている。この方法によれば、エネルギー照射に伴う光触媒の作用を利用して、短時間で効率的に表面処理を行うことができるという利点を有する。このような光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、エネルギーの照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物と直接反応する、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。
【０００４】
しかしながら、上記光触媒含有層側基板を用いて連続的に表面処理を行った場合、基板上で生じた分解物等が、光触媒含有層上に付着してしまい、この付着物が上記活性酸素種の働きを阻害したり、また逆に付着物がラジカルとなって表面処理に寄与してしまうこと等があり、表面処理速度が安定せず、各基板の表面を均一に処理することが難しいという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１０３２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、基板に連続して表面処理を行った場合であっても、均一な状態に基板の表面を処理することが可能な表面処理方法の提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、基材、および上記基材上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板の上記光触媒含有層と、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により表面が処理される被表面処理面を有する処理用基板の上記被表面処理面とを対向させて配置し、上記光触媒含有層にエネルギーを照射することにより、上記被表面処理面の処理を行う表面処理工程を複数回行って、複数の上記処理用基板の表面を処理する表面処理方法であって、上記複数回行われる表面処理工程の間に、上記光触媒含有層側基板と上記処理用基板とを対向させない状態で、上記表面処理工程に用いられる光源と同一の光源により上記光触媒含有層にエネルギーを照射し、上記光触媒含有層に付着した付着物を除去するエネルギー照射工程を有することを特徴とする表面処理方法を提供する。
【０００８】
本発明によれば、上記表面処理工程と表面処理工程との間に、上記エネルギー照射工程によって、上記光触媒含有層表面に付着した付着物を除去することから、光触媒含有層に付着した付着物によって光触媒含有層の感度が変化してしまうことを防ぐことができる。したがって本発明によれば、上記表面処理工程を繰り返し行った場合であっても、各処理用基板の表面を均一な状態に処理することが可能となる。また本発明においては、上記エネルギー照射工程におけるエネルギー照射に、上記表面処理工程に用いられる光源と同一の光源が用いられることから、上記光触媒含有層側基板を、処理用基板の表面処理を行う装置から取り外すことなく、かつ特別な部材を用いることなく、上記エネルギー照射工程を行うことができ、効率よく処理用基板の表面処理を行うことができるという利点も有している。
【０００９】
上記発明においては、上記エネルギー照射工程が、上記光触媒含有層と、上記光源からのエネルギーを反射させる反射板とを対向させて、エネルギー照射が行われるものであってもよい。これにより、上記エネルギー照射工程において、照射されたエネルギーだけでなく、反射板によって反射されたエネルギーによっても光触媒含有層中の光触媒を励起させることが可能となる。したがって、より効率よく上記付着物を除去することが可能となるからである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、表面に付着した付着物が除去された光触媒含有層側基板を用いて表面処理を行うことができ、複数の処理用基板の表面を均一な状態に処理することができるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、エネルギー照射に伴う光触媒の作用を利用した表面処理方法に関するものである。
本発明の表面処理方法は、基材、および上記基材上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板の上記光触媒含有層と、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により表面が処理される被表面処理面を有する処理用基板の上記被表面処理面とを対向させて配置し、上記光触媒含有層にエネルギーを照射することにより、上記被表面処理面の処理を行う表面処理工程を複数回行って、複数の上記処理用基板の表面を処理する表面処理方法であって、上記複数回行われる表面処理工程の間に、上記光触媒含有層側基板と上記処理用基板とを対向させない状態で、上記表面処理工程に用いられる光源と同一の光源により上記光触媒含有層にエネルギーを照射し、上記光触媒含有層に付着した付着物を除去するエネルギー照射工程を有することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の表面処理方法は、例えば図１に示すように、基材１、およびその基材１上に形成された光触媒含有層２を有する光触媒含有層側基板３の光触媒含有層２と、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により表面が処理される被表面処理面５を有する処理用基板４の被表面処理面５とを対向させて配置し、所定の方向からエネルギー６を照射して、処理用基板４の被表面処理面５の処理を行う表面処理工程が行われるものである。本発明においては、上記表面処理工程が複数回行われ、その表面処理工程と表面処理工程との間に、例えば図２に示すように、上記光触媒含有層２にエネルギー６を照射し、上記光触媒含有層２に付着した付着物を除去するエネルギー照射工程が行われることとなる。
【００１３】
ここで、上記光触媒含有層側基板を用いて、処理用基板の表面処理を行った場合、処理用基板上で生じた分解物等が気化し、対向して配置されている上記光触媒含有層に付着してしまう場合がある。これにより、続けて他の処理用基板に対して表面処理を行った際、この光触媒含有層に付着した付着物がラジカルとなって処理用基板の表面処理に寄与してしまったり、また上記付着物が光触媒により発生した活性酸素種の働きを阻害する場合がある。そのため、複数回連続して複数の処理用基板の表面処理を行った場合、各処理用基板の表面を目的とする均一な表面状態となるように処理することが難しい、という問題があった。
【００１４】
しかしながら、本発明においては、表面処理工程と表面処理工程との間に、上記光触媒含有層に付着した付着物を除去するエネルギー照射工程が行われることから、上記光触媒含有層側基板を用いて表面処理工程を行った際、光触媒含有層に付着した付着物によって受ける影響を防ぐことができる。したがって、連続して処理用基板の表面処理を行う場合であっても、各処理用基板の表面を目的とする均一な表面状態に処理することができるのである。
【００１５】
また、本発明においては、上記エネルギー照射工程において、上記表面処理工程に用いられる光源と同一の光源が用いられることから、光触媒含有層側基板を、処理用基板の表面処理を行う装置から取り外すことなくエネルギー照射工程を行うことができ、処理用基板の表面処理を効率よく行うことができる。またこの際、上記表面処理を行う装置に、特別な部材を設ける必要がない、という利点も有している。
以下、本発明の表面処理方法の各工程について説明する。
【００１６】
１．エネルギー照射工程
まず、本発明におけるエネルギー照射工程について説明する。本発明におけるエネルギー照射工程は、複数回行われる表面処理工程の間に、上記光触媒含有層側基板と上記処理用基板とを対向させない状態で、上記表面処理工程に用いられる光源と同一の光源により上記光触媒含有層にエネルギーを照射し、上記光触媒含有層に付着した付着物を除去する工程である。
【００１７】
ここで、複数回行われる表面処理工程の間とは、表面処理工程と表面処理工程との間のことをいい、本発明においては例えば表面処理工程を１回行うごとに本工程が行われてもよく、また表面処理工程を複数回行うごとに本工程が行われてもよい。また、上記光触媒含有層側基板と上記処理用基板とを対向させない状態とは、上記光触媒含有層側基板における光触媒含有層の光触媒の作用が届く範囲に、上記処理用基板を配置していない状態をいうこととする。
【００１８】
また、本工程におけるエネルギー照射に用いられる光源は、後述する表面処理工程に用いられる光源と同一のものとされ、光触媒含有層中の光触媒を励起可能な波長を照射可能な光源とされる。
【００１９】
このような光源から照射される光の波長は、通常、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、後述するように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。上記光源として具体的には水銀ランプ、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、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザを光源として用いることも可能である。なお、上記エネルギーの照射時間や照射強度等は、上記光源の種類や付着物の種類等によって適宜選択される。
【００２０】
またエネルギー照射の際、光触媒含有層を加熱しながらエネルギー照射することにより、感度を上昇させることが可能となり、効率的に付着物を除去できる点で好ましい。具体的には３０℃〜８０℃の範囲内で加熱することが好ましい。
【００２１】
ここで、本発明においては、上記エネルギー照射を、上記光触媒含有層と、上記光源からのエネルギーを反射させることが可能な反射板とを対向させた状態で行ってもよい。これにより、光源からのエネルギーだけでなく、上記反射板によって反射されたエネルギーによっても光触媒含有層中の光触媒を励起させることが可能となり、より効率よく付着物を除去することが可能となるからである。
【００２２】
上記反射板は、例えば後述する表面処理工程において処理用基板が配置される位置に、処理用基板の代わりに配置されるものであってもよく、また例えば表面処理を行う装置内に、予め形成されているものであってもよい。このような反射板としては、自己支持性を有し、かつエネルギーを反射可能な反射層１層からなるものであってもよく、また基板上に、エネルギーを反射可能な反射層が形成されたものであってもよい。このような反射層に用いられる材料としては、特に限定されるものではないが、金属材料が好適に用いられ、具体的には、アルミニウム、銀、鉄等が挙げられる。
【００２３】
上記反射板の形成方法としては、基板上に反射層が形成される場合には、通常、上述した金属を真空蒸着法等により基板表面に蒸着する方法等が用いられる。また、反射層が自己支持性を有する場合には、上記金属からなる金属板の一方の表面を鏡面仕上げする方法等が用いられる。また、上記基板としては、上記反射層を支持可能なものであれば特に限定されるものではなく、有機材料からなるものであってもよく、また無機材料からなるものであってもよい。
【００２４】
（光触媒含有層側基板）
次に、本工程によって付着物が除去される光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板について説明する。本工程に用いられる光触媒含有層側基板は、光触媒を含有する光触媒含有層および基材を有するものであり、通常、基材と、その基材上に光触媒含有層が形成されているものである。以下、本工程に用いられる光触媒含有層側基板の各構成について説明する。
【００２５】
（１）光触媒含有層
まず、光触媒含有層側基板に用いられる光触媒含有層について説明する。本工程に用いられる光触媒含有層は、光触媒含有層中の光触媒が、対向して配置される処理用基板の表面を処理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く、光触媒とバインダとから構成されているものであってもよく、光触媒単体で製膜されたものであってもよい。また、その表面の特性は特に親液性であっても撥液性であってもよい。
【００２６】
本発明で使用される光触媒としては、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る。また半導体以外としては、金属錯体や銀なども用いることができる。本発明においては、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】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
また光触媒含有層中の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。
【００３３】
本発明における光触媒含有層は、上述したように光触媒単独で形成されたものであってもよく、またバインダと混合して形成されたものであってもよい。
【００３４】
光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法等の真空製膜法を用いる方法を挙げることができる。真空製膜法により光触媒含有層を形成することにより、均一な膜でかつ光触媒のみを含有する光触媒含有層とすることが可能であり、これにより処理用基板を効率よく表面処理することが可能となる。
【００３５】
また、光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法の他の例としては、例えば光触媒が二酸化チタンの場合は、基材上に無定形チタニアを形成し、次いで焼成により結晶性チタニアに相変化させる方法等が挙げられる。ここで用いられる無定形チタニアとしては、例えば四塩化チタン、硫酸チタン等のチタンの無機塩の加水分解、脱水縮合、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−ｎ−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタン等の有機チタン化合物を酸存在下において加水分解、脱水縮合によって得ることができる。次いで、４００℃〜５００℃における焼成によってアナターゼ型チタニアに変性し、６００℃〜７００℃の焼成によってルチル型チタニアに変性することができる。
【００３６】
また、バインダを用いる場合は、バインダの主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましく、例えばオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
【００３７】
このようにオルガノポリシロキサンをバインダとして用いた場合は、上記光触媒含有層は、光触媒とバインダであるオルガノポリシロキサンとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を基材上に塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。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。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成することができる。
【００３８】
また、バインダとして無定形シリカ前駆体を用いることができる。この無定形シリカ前駆体は、一般式ＳｉＸ４で表され、Ｘはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量３０００以下のポリシロキサンが好ましい。
【００３９】
具体的には、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン等が挙げられる。また、この場合には、無定形シリカの前駆体と光触媒の粒子とを非水性溶媒中に均一に分散させ、基材上に空気中の水分により加水分解させてシラノールを形成させた後、常温で脱水縮重合することにより光触媒含有層を形成できる。シラノールの脱水縮重合を１００℃以上で行えば、シラノールの重合度が増し、膜表面の強度を向上できる。また、これらの結着剤は、単独あるいは２種以上を混合して用いることができる。
【００４０】
バインダを用いた場合の光触媒含有層中の光触媒の含有量は、５〜６０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の範囲で設定することができる。また、光触媒含有層の厚みは、０．０５〜１０μｍの範囲内が好ましい。
【００４１】
また、光触媒含有層には上記の光触媒、バインダの他に、界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ（株）製ＮＩＫＫＯＬ  ＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ＺＯＮＹＬ  ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子（株）製サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ化学工業（株）製メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス（株）製フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業（株）製ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム（株）製フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることができ、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。
【００４２】
さらに、光触媒含有層には上記の界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。
【００４３】
（２）基材
次に、光触媒含有層側基板に用いられる基材について説明する。本発明においては、図１に示すように、光触媒含有層側基板３は、少なくとも基材１とこの基材１上に形成された光触媒含有層２とを有するものである。
【００４４】
本発明に用いられる基材は、上記光触媒含有層を形成可能なものであれば、特に限定されるものではなく、例えば可撓性を有する樹脂製フィルム等であってもよいし、可撓性を有さないもの、例えばガラス基板等であってもよい。
【００４５】
なお、基材表面と上記光触媒含有層との密着性を向上させるため、また光触媒の作用による基材の劣化を防ぐために基材上に中間層を形成するようにしてもよい。このような中間層としては、シラン系、チタン系のカップリング剤や、反応性スパッタ法やＣＶＤ法等により作製したシリカ膜等が挙げられる。
【００４６】
２．表面処理工程
次に、本発明における表面処理工程について説明する。本発明における表面処理工程は、基材、および上記基材上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板の上記光触媒含有層と、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により表面が処理される被表面処理面を有する処理用基板の上記被表面処理面とを対向させて配置し、上記光触媒含有層にエネルギーを照射することにより、上記被表面処理面を処理し、上記処理用基板の表面の処理を行う工程である。なお、本発明において上記表面処理工程は、少なくとも２回以上行われればよく、その回数は特に限定されるものではない。
【００４７】
本発明においては、上記エネルギー照射工程が、上記表面処理工程と表面処理工程との間に行われることから、連続して複数の処理用基板の表面処理を行った場合であっても、上記表面処理工程に用いられる光触媒含有層側基板の光触媒の感度が変化してしまうことを防ぐことができ、各処理用基板の表面を均一な状態に処理することが可能となるのである。
以下、本工程に用いられる処理用基板、およびエネルギーの照射方法についてそれぞれ説明する。
【００４８】
（処理用基板）
まず本発明に用いられる処理用基板について説明する。本発明に用いられる処理用基板は、上述した光触媒含有層側基板と対向させてエネルギーを照射した際に、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により表面処理される被表面処理面を有するものであれば、特に限定されるものではない。
【００４９】
上記被表面処理面としては、例えば上記光触媒の作用により表面の不純物等が分解等され、表面が洗浄される面であってもよく、また上記光触媒の作用により表面の有機基が分解または変性等して濡れ性が変化する面等であってもよい。また例えば表面の帯電性が改良される面や、表面の密着性が改良される面等であってもよい。
【００５０】
本発明に用いられる処理用基板は、上記被表面処理面を有するものであれば、１層からなるものであってもよく、また２層以上の層が積層されたもの等であってもよい。例えばシリコン、ガラス、セラミックス等の無機材料や、金、銀、銅、鉄等の金属材料からなるもの等であってもよく、またポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリビニルフロライド、アセタール樹脂、ナイロン、ＡＢＳ、ＰＴＦＥ、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、シリコーン等の樹脂等からなるものであってもよいが、本発明においては、特に有機物からなるものであることが好ましい。処理用基板が有機物からなるものである場合、上記光触媒含有層側基板を用いて上記処理用基板の表面処理を行った際、付着物が光触媒含有層に付着しやすいため、本発明の利点を特に活かすことが可能となるからである。また、上記処理用基板の形状としても特に限定されるものではなく、例えばフィルム状であってもよく、また板状等であってもよい。
【００５１】
（エネルギーの照射方法）
次に、本工程におけるエネルギーの照射方法について説明する。本工程においては、処理用基板と、上記光触媒含有層側基板の光触媒含有層とを、所定の間隙をおいて配置し、所定の方向から光触媒含有層にエネルギーが照射される。
【００５２】
ここで、上記の配置とは、実質的に光触媒の作用が処理用基板に及ぶような状態で配置された状態をいうこととし、上記光触媒含有層と上記処理用基板とが密着している状態の他、所定の間隔を隔てて上記光触媒含有層と処理用基板とが配置された状態とする。この間隙は、２００μｍ以下であることが好ましい。
【００５３】
本発明において上記間隙は、光触媒の感度が高く、処理用基板の表面の処理効率が良好である点を考慮すると特に０．２μｍ〜５０μｍの範囲内、好ましくは１μｍ〜１０μｍの範囲内とすることが好ましい。このような間隙の範囲は、特に間隙を高い精度で制御することが可能である小面積の処理用基板に対して特に有効である。
【００５４】
一方、例えば３００ｍｍ×３００ｍｍ以上といった大面積の処理用基板に対して処理を行う場合は、上述したような微細な間隙を光触媒含有層側基板と上記処理用基板との間に形成することは極めて困難である。したがって、処理用基板が比較的大面積である場合は、上記間隙は、１０〜１００μｍの範囲内、特に５０〜７５μｍの範囲内とすることが好ましい。間隙をこのような範囲内とすることにより、処理用基板が比較的大面積であったとしても、間隙を均一に保つことが可能となるからである。また、間隙を上記範囲内とすることにより、光触媒の作用により間隙内で生じた活性酸素種が被表面処理面に作用しやすく、かつ上記活性酸素種が消滅や拡散等することを抑制できるため、処理用基板の表面を処理する効率が低下する等の問題が生じることなく、表面状態にムラが発生しないといった効果を有するからである。
【００５５】
このように比較的大面積の処理用基板にエネルギー照射する際には、エネルギー照射装置内の光触媒含有層側基板と処理用基板との位置決め装置における間隙の設定を、１０μｍ〜２００μｍの範囲内、特に２５μｍ〜７５μｍの範囲内に設定することが好ましい。設定値をこのような範囲内とすることにより、処理用基板表面を処理する効率の大幅な低下を招くことのないものとすることができるからである。
【００５６】
このように光触媒含有層と、処理用基板表面すなわち被表面処理面とを所定の間隔で離して配置することにより、酸素と水および光触媒作用により生じた活性酸素種が被表面処理面に作用しやすくなる。すなわち、上記範囲より光触媒含有層と処理用基板との間隔を狭くした場合は、上記活性酸素種が被表面処理面に作用しにくくなり、結果的に処理用基板の表面を処理する速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくない。また、上記範囲より間隔を離して配置した場合は、生じた活性酸素種が消滅や拡散等してしまい、この場合も処理用基板の表面を処理する速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくない。
【００５７】
このような極めて狭い間隙を均一に形成して光触媒含有層と処理用基板とを配置する方法としては、例えばスペーサを用いる方法を挙げることができる。そして、このようにスペーサを用いることにより、均一な間隙を形成することができるからである。また、このようなスペーサを用いることにより、光触媒の作用により生じた活性酸素種が拡散することなく、効率よく処理用基板の表面処理を行うことができる。
【００５８】
なお、上記光触媒含有層が可撓性を有する樹脂フィルム等の可撓性を有する基材上に形成された光触媒含有層側基板を用いる場合においては、上述したような間隙を設けることが難しく、製造効率等の面から、上記光触媒含有層と処理用基板とが接触するように配置されていることが好ましい。
【００５９】
本発明においては、このような光触媒含有層側基板の配置状態は、少なくともエネルギー照射の間だけ維持されればよい。
【００６０】
なお、本発明でいうエネルギー照射（露光）とは、処理用基板の表面を処理することが可能ないかなるエネルギー線の照射をも含む概念であり、可視光の照射に限定されるものではない。
【００６１】
このようなエネルギー照射に用いられる光源としては、上述したエネルギー照射工程において用いられる光源と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００６２】
ここで、エネルギー照射に際してのエネルギーの照射量は、処理用基板の表面が処理されるのに必要な照射量とする。またこの際、光触媒含有層を加熱しながらエネルギー照射することにより、感度を上昇させることが可能となり、効率的に処理用基板の表面を処理できる点で好ましい。具体的には３０℃〜８０℃の範囲内で加熱することが好ましい。
【００６３】
３．その他
本発明の表面処理方法は、上記エネルギー照射工程および上記表面処理工程を有するものであれば特に限定されるものではなく、上記工程以外に、例えば処理用基板を製造する工程等を有していてもよい。
【００６４】
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】
【００６５】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
【００６６】
[実施例１]
（光触媒含有層側基板の作製）
石英ガラス基板（基材）上に、二酸化チタンの水分散液（石原産業（株）製、品名：「ST-K03」）をスピンコーティングし、加熱乾燥することにより透明な光触媒含有層を形成し、光触媒含有層側基板とした。
（処理用基板の作製）
デシルトリメトキシシラン（信越シリコーン製  LS5258）０．５ｍｌを入れたガラス容器とガラス基板とを蓋付きの耐熱容器に入れ密閉した。上記耐熱容器を１６５℃に加熱したオーブンに投入し１時間保持することで、上記耐熱容器内をデシルトリメトキシシラン雰囲気にし、ガラス基板表面にデシルトリメトキシシランを蒸着させ、透明で均一な被表面処理面を有する処理用基板を得た。
（表面処理工程）
上記処理用基板の被表面処理面と光触媒含有層側基板とをギャップを設けて対向させ、光触媒含有層側基板の基材側から超高圧水銀ランプにて、波長が３６５ｎｍの紫外線を３８ｍＷ／ｃｍ２の照度で照射することにより露光し、被表面処理面の処理を行い、表面処理基板を得た。処理用基板の被表面処理面は、未露光時における水との接触角が１０２°、および表面張力が４０ｍＮ／ｍの液体との接触角は７１°であった。また、露光後の表面処理基板の水との接触角が２５°、および表面張力が４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°になるのに、露光時間を１１０ｓ要した。
【００６７】
（エネルギー照射工程および表面処理工程）
続いてエネルギー照射工程として、上記露光後の光触媒含有層側基板における光触媒含有層に、上記表面処理工程で用いたものと同一の超高圧水銀ランプにて、波長が３６５ｎｍの紫外線を、３８ｍＷ／ｃｍ２の照度で９０ｓ間照射し、上記光触媒含有層表面に付着した付着物を除去した。その後表面処理工程として、上述した処理用基板と同様の処理用基板に対して、エネルギー照射工程後の光触媒含有層を用いて、上記と同様に１１０ｓ間露光を行った。上記エネルギー照射工程および表面処理工程を、それぞれ５０回繰返し、５０枚の表面処理基板を作製した。５０枚目の表面処理基板においては、未露光時における水との接触角が１００°、および表面張力が４０ｍＮ／ｍの液体との接触角は７０°であったが、露光後の水との接触角が２４°、および表面張力が４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が９°であった。
【００６８】
[実施例２]
（エネルギー照射工程および表面処理工程）
実施例１と同様の処理用基板と光触媒含有層側基板とを用いて、表面処理工程を１回行った。続いてエネルギー照射工程として、上記露光後の光触媒含有層側基板における光触媒含有層と上記光源からのエネルギーを反射させる反射板とを対向させ、上記表面処理工程で用いたものと同一の超高圧水銀ランプにて、波長が３６５ｎｍの紫外線を、３８ｍＷ／ｃｍ２の照度で５０ｓ間照射し、上記光触媒含有層表面に付着した付着物を除去した。その後表面処理工程として、上述した処理用基板と同様の処理用基板に対して、エネルギー照射工程後の光触媒含有層を用いて、上記と同様に１１０ｓ間露光を行った。上記エネルギー照射工程および表面処理工程を、それぞれ５０回繰返し、５０枚の表面処理基板を作製した。５０枚目の表面処理基板においては、未露光時における水との接触角が１０３°、および表面張力が４０ｍＮ/ｍの液体との接触角は７２°であったが、露光後の水との接触角が２６°、および表面張力が４０ｍＮ/ｍの液体との接触角が１１°であった。
【００６９】
[比較例]
（表面処理工程）
実施例１と同様の処理用基板と光触媒含有層側基板とを用いて表面処理工程１回行った。処理用基板の被表面処理面は、未露光時における水との接触角が１０２°、および表面張力が４０ｍＮ/ｍの液体との接触角は７１°であった。また、露光後の表面処理基板の水との接触角が２５°、および表面張力が４０ｍＮ/ｍの液体との接触角が１０°になるのに、露光時間を１１０ｓ要した。
上記表面処理工程を、エネルギー照射工程を経ずに３回繰返し、３枚の表面処理基板を作製した。３枚目の表面処理基板においては、未露光時における水との接触角が１００°、および表面張力が４０ｍＮ/ｍの液体との接触角は７０°であったが、露光後の接触角は水、表面張力が４０ｍＮ/ｍの液体共に濡れ広がり、測定不能であった。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の表面処理方法を説明するための説明図である。
【図２】本発明の表面処理方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  …基材
２  …光触媒含有層
３  …光触媒含有層側基板
４  …処理用基板
５  …被表面処理面
【図１】
2007061745.tif 000002
【図２】
2007061745.tif 000003