(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒活性を有する金属酸化物微粒子を、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂よりなる群から選択された有機系バインダー樹脂に分散させてなる塗料を基材表面に塗布した後、この塗膜表面に放電処理を施して、塗膜表面のバインダー樹脂を除去し、上記金属酸化物微粒子を露出させる光触媒膜の作製方法であって、
上記金属酸化物微粒子の平均粒径が１０〜１０００ｎｍであり、上記塗料が上記バインダー樹脂１００重量部当り１０〜１００重量部の上記金属酸化物微粒子が配合されてなると共に、上記放電処理がコロナ放電処理又は低圧プラズマ処理であることを特徴とする光触媒膜の作製方法。
【請求項２】
低圧プラズマ処理が酸素プラズマ処理である請求項１記載の方法。
【請求項３】
酸素プラズマ処理が、０．０００１〜１００Ｔｏｒｒの減圧下、酸素ガスを０．１〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ供給し、パワー１〜１０００Ｗ、３０秒〜３０分間の処理を行うという条件を採用する請求項２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水浄化、空気浄化、消臭、油分の分解等に有効に用いられる光触媒膜の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、ＴｉＯ2，ＺｎＯ，ＷＯ3，Ｆｅ2Ｏ3，ＳｒＴｉＯ3等の金属酸化物は光触媒として水浄化、空気浄化、消臭、油分の分解等に広く使用されている。このような光触媒は、通常粉末状で用いられ、例えば浄化、脱臭すべき水などの液体中に撹拌分散させて使用されているが、かかる粉末状の光触媒では使用後に回収することに手間を要し、回収が困難な場合もある。粉末状の光触媒を固定化するために、粉末にバインダーとして樹脂やゴムなどを混ぜて練り、それを基材に塗って数百℃で焼結させる方法もある。しかし、このバインダー固定法の場合、金属酸化物を基材に密着よく担持することが難しく、密着性を上げるためにバインダー量を多くすると触媒効果が弱まり、少ないと密着できない。
【０００３】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、基材との密着性を損なわず、かつ良好な触媒効果を与える光触媒膜の作製方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、酸化チタン等の光触媒活性を有する金属酸化物微粒子をバインダー樹脂に分散させてなる塗料を基材表面に塗布した後、この塗膜表面に放電処理を施して、塗膜表面のバインダー樹脂をエッチング、除去し、金属酸化物微粒子を表面に露出させることにより、バインダー量を多くして基材との密着性を保持する一方、表面部において、バインダーにより被覆された光触媒微粒子を顕出させることでその触媒効果を有効に発揮させることができることを知見し、本発明をなすに至った。
【０００５】
以下、本発明につき更に詳しく説明すると、本発明の光触媒膜の作製方法は、光触媒活性を有する金属酸化物微粒子を、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂よりなる群から選択された有機系バインダー樹脂に分散させてなる塗料を基材表面に塗布した後、この塗膜表面に放電処理を施して、塗膜表面のバインダー樹脂を除去し、上記金属酸化物微粒子を露出させる光触媒膜の作製方法であって、上記金属酸化物微粒子の平均粒径が１０〜１０００ｎｍであり、上記塗料が上記バインダー樹脂１００重量部当り１０〜１００重量部の上記金属酸化物微粒子が配合されてなると共に、上記放電処理がコロナ放電処理又は低圧プラズマ処理であるものである。
【０００６】
ここで、金属酸化物微粒子としては、ＴｉＯ2，ＺｎＯ，ＷＯ3，Ｆｅ2Ｏ3，ＳｒＴｉＯ3等が挙げられ、中でもＴｉＯ2が好ましい。これら金属酸化物微粒子の平均粒径は適宜選定されるが、１０００ｎｍ以下、特に１０〜５００ｎｍとすることが好ましい。
【０００７】
一方、バインダー樹脂としては、珪素化合物のような無機系バインダー、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂のような有機系バインダー等を用いることができる。
【０００８】
このバインダー樹脂に対する上記金属酸化物微粒子の配合量は、バインダー樹脂１００重量部当り１０〜１０００重量部、特に５０〜５００重量部とすることが好ましい。１０重量部より少ないと光触媒活性が低く、また１０００重量部より多いと基材との密着性を損なう場合が生じる。
【０００９】
上記金属酸化物微粒子及びバインダー樹脂を主成分とする塗料中には、更に必要に応じて補強剤、架橋剤、架橋補助剤、安定剤等を添加することができる。
【００１０】
なお、この塗料は、上記バインダー樹脂を溶解可能な溶剤、例えばアルコール系、ケトン系、トルエン、キシレン等の芳香族系有機溶媒等に該バインダー樹脂を溶解又はエマルジョン化して用いることができる。
【００１１】
基材は特に限定されないが、金属板、ガラス板等の無機系板材、プラスチック板、プラスチックフィルム等を用いることができ、この基材に上記塗料を塗布して上記バインダー樹脂中に金属酸化物微粒子が分散した塗膜を形成する。この場合、塗膜厚さは適宜選定されるが、通常０．１〜１０００μｍ、より好ましくは１〜５０μｍである。
【００１２】
上記塗膜は、乾燥後、或いはバインダー樹脂が硬化を必要とする場合は硬化前又は硬化後、これに放電処理を施して、塗膜表面のバインダー樹脂をエッチング、除去すると共に、上記金属酸化物微粒子を表面に露出させる。
【００１３】
この場合、放電処理としては、コロナ放電処理、低圧プラズマ処理、エキシマ光照射、レーザー加工等、表面部のバインダー樹脂をエッチング、除去可能ないずれの処理であってもよく、その条件も公知の樹脂エッチング条件とすることができるが、特には酸素プラズマ処理が好適に採用される。酸素プラズマ処理の条件としては、特に制限されるものではないが、０．０００１〜１００Ｔｏｒｒ、特に０．０１〜１０Ｔｏｒｒの真空もしくは減圧下、酸素ガスを０．１〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ、特に１０〜３００ｃｃ／ｍｉｎ供給し、パワー１〜１０００Ｗ、特に１０〜５００Ｗ、３０秒〜３０分間程度の処理を行うという条件を採用し得る。
【００１４】
以上のようにして得られる光触媒膜は、公知の光触媒膜と同様にして使用することができ、例えばこの光触媒膜に光を照射することによって光触媒が励起し、殺菌、脱臭等の作用を発揮するもので、水浄化、空気浄化、消臭、油分の分解などに用いることができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、高い触媒活性を有する光触媒膜を基材との密着性を損なうことなく作製することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００１７】
〔実施例、比較例〕
下記組成の塗料を調製した。
バインダー樹脂（アクリル系）                    １００重量部
酸化チタン（平均粒径１００ｎｍ）                １００重量部
溶剤（メチルイソブチルエーテル）                １００重量部
次に、上記塗料をガラス板上に塗膜の厚みが２０μｍになるように塗布し、乾燥後、得られた塗膜を酸素プラズマエッチング処理した。この場合、酸素プラズマエッチング処理は、１Ｔｏｒｒの真空下、酸素ガス１００ｃｃ／ｍｉｎを供給し、１００Ｗで５分間処理することによって行った。
【００１８】
比較例は酸素プラズマエッチング処理を行わないものとした。
次に、上記光触媒膜の表面に機械油を０．１ｍｇ／ｃｍ2塗布した後、４００Ｗ低圧水銀ランプ下１５ｃｍの位置に置き、３時間照射した後の機械油の重量減少量を測定し、光触媒硬化を評価した。
【００１９】
結果は、プラズマ処理を施した実施例の光触媒膜は９９％の分解率であり、プラズマ処理を施さなかった比較例の光触媒膜は３０％の分解率であり、本発明の効果が立証された。