JP3384930B2 - 光触媒被覆金属板の製造方法 - Google Patents
光触媒被覆金属板の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機物や水の分解に有
効な光触媒作用を呈する光触媒被覆金属板の製造方法に
関する。 【０００２】 【従来の技術】光触媒粒子に、バンドギャップ以上のエ
ネルギーをもつ波長の光を照射すると、光励起によって
伝導帯に電子が、価電子帯に正孔が生じる。この光励起
により発生した正孔の持つ強い酸化力は、有機物や水の
分解等に利用されている。しかし、光触媒を粒子状態の
ままで使用することは、その取扱いや回収を困難にし、
流出や飛散が避けられない。そのため、光触媒は、金属
等の基板に固定して使用されている。このような金属板
としては、金属板に光触媒を直接被覆したものが特開平
３−８４４８号公報に、高反射率表面をもつ担体上に光
透過性のよい電価分離層を設けた後で光触媒粒子を担持
させたものが特開平７−８８３６７号公報に紹介されて
いる。基板に対する光触媒の固定には、基板上で光触媒
粒子を４００℃以上の温度で焼結して焼き付ける方法，
加熱分解で光触媒となる物質を４００℃程度の温度に加
熱した基板上に吹き付ける方法等が採用されている。ま
た、基板に光触媒粒子とフッ素系ポリマーとの混合物を
積層，圧着する方法，光触媒粒子を懸濁させた樹脂塗料
を付着させる方法等も知られている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】従来の方法で光触媒層
を設けようとすると、十分な光触媒活性を呈する光触媒
被覆金属板を得ることができなかった。たとえば、樹脂
等に混合して光触媒粒子を塗布すると、光触媒表面の一
部が樹脂等で覆われるため、光触媒粒子の全表面を触媒
作用面として使用できない。他方、加熱焼付けにより光
触媒のみで金属板を被覆することもできるが、この方法
では、形成された光触媒被覆層の触媒活性が著しく低下
する。また、特開平７−８８３６７号公報のように鏡面
仕上げした金属板等の高反射率金属板を基板に使用する
ものでは、エチレン分解等の特殊な用途に使用可能に過
ぎず、金属板を鏡面仕上げするにはかなりコスト高とな
るため、建材等に使用される通常の金属板には適用でき
ない。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、ＳｉＯ2質の下
地層を形成することにより、鏡面仕上げを必要とするこ
となく、通常の金属板を基板として使用し、十分な触媒
活性を呈する光触媒被覆金属板を得ることを目的とす
る。 【０００５】本発明の製造方法は、その目的を達成する
ため、Ｘ−Ｓｉ(ＯＲ)3 （ただし、Ｘはビニル基，エポ
キシ基，アミノ基又はメルカプト基を有する基もしくは
メチル基を示し、Ｒはアルキル基を示す）の構造をもつ
シランカップリング剤又はＳｉＯ2ゾルを金属板表面に
塗布し熱処理によってＳｉＯ2前駆体又はＳｉＯ2からな
る下地層を形成した後、有機チタン化合物又はチタニア
ゾルを塗布し、４００〜８５０℃で熱処理し、金属板か
らの金属拡散をＳｉＯ2下地層で抑制しながらＴｉＯ2を
金属板に焼き付けることを特徴とする。有機チタン化合
物には、チタンアルコキシド又はチタンβジケトネート
が使用される。 【０００６】シラン化合物又はＳｉＯ2ゾルを金属板表
面に塗布した後、好ましくは１５０〜８５０℃で熱処理
するとき、Ｓｉ−Ｏの網目構造をもつ親水性又は親油性
の被覆層が金属板の表面に形成される。このＳｉＯ2系
被覆層を下地としてＴｉＯ2層を形成するとき、触媒活
性を低下させることなく光触媒被覆層が形成される。シ
ラン化合物，ＳｉＯ2ゾル，有機チタン化合物，ＴｉＯ2
ゾル等は、浸漬，スプレー，泳動電着等の方法で基体の
金属板表面に施される。 【０００７】 【作用】本発明者等は、金属板にＴｉＯ2層を直接形成
する場合に触媒活性が低下する原因を種々調査した。そ
の結果、ＴｉＯ2層を形成する加熱処理時に、金属板か
ら金属が拡散することによって電子，正孔の再結合中心
がＴｉＯ2層中に形成されることに原因があるとの結論
を得た。すなわち、ＴｉＯ2系の光触媒では、光による
励起が不純物によって大きな影響を受ける。不純物によ
る悪影響は、金属の種類によっても異なるが、０.１モ
ル％以下でも現れる。そこで、本発明においては、金属
板からの金属拡散を抑制するために金属板表面にＳｉＯ
2層を形成している。ＳｉＯ2層は、加熱処理時に基板か
ら拡散する金属の拡散速度を遅くし、その上に形成され
る光触媒層が本来もつ光触媒作用を良好に維持する。 【０００８】 【実施の形態】下地層のシラン化合物中の反応基として
親水基をもつものを使用し、１５０〜４００℃で加熱処
理することにより金属板表面に親水性のあるＳｉＯ2皮
膜を形成する。水系ＴｉＯ2ゾルを用いてＳｉＯ2質下地
層の上にＴｉＯ2コーティングを施すと、濡れ性が良く
均一なコーティングを施すことができる。６００〜８５
０℃で加熱処理すると、ＴｉＯ2系皮膜の密着性が向上
すると共に、下地層に含まれる有機物が消失し、ＳｉＯ
2からなる均質な下地層が形成される。他方、反応基と
して親油基をもつシラン化合物を使用すると、１５０〜
４００℃の加熱処理で表面に親油基をもつ皮膜が形成さ
れる。チタンアルコキシド等の有機チタン化合物を有機
溶媒に溶解させた溶液を用いて下地層の上にＴｉＯ2コ
ーティングを施すと、濡れ性が良好で均一なコーティン
グが施される。コーティング後、４００〜８５０℃で加
熱処理すると、ＴｉＯ2系皮膜の密着性が向上すると共
に、下地層に含まれる有機物が消失し、ＳｉＯ2からな
る均質な下地層が形成される。 【０００９】下地層形成時に８５０℃を超える温度で熱
処理すると、形成されたＳｉＯ2層にクラックが生じ易
い。ＳｉＯ2層にクラックが生成すると、皮膜が剥離し
易くなり、長期間にわたって安定した油分解特性が持続
しない。また、１５０℃に達しない熱処理温度では、金
属板に対する密着性が劣り、衝撃や異物等との接触によ
って被覆層が金属板から容易に剥離する。表層形成時に
８５０℃を超える温度で熱処理すると、ＴｉＯ2層がア
ナターゼ構造からルチル構造に変化し、光触媒としての
機能が損なわれる。しかし、４００℃に達しない熱処理
温度では、密着性が劣り、衝撃や異物等との接触によっ
て被覆層が金属板から容易に剥離する。この点、特開平
７−８８３６７号公報で開示されている方法では、シリ
カ層形成時には１５０℃で３時間乾燥させ、ＴｉＯ2層
形成時にはＴｉＯ2単独ではなくシリカバインダーを２
０％含有させ、１５０℃で３〜６時間乾燥させ、場合に
よっては５００℃で１時間の焼成を行っている。この方
法では、長時間の処理が必要であると共に、ＴｉＯ2層
の密着性を上げるためのシリカバインダーを必要とする
ため、触媒活性がＴｉＯ2単独より低下する。 【００１０】 【実施例１】板厚０.６ｍｍのＳＵＳ４３０ステンレス
鋼板を基板としシランカップリング液に浸漬し、０.１
ｍ／秒の速度で引き上げ、１００〜９００℃で１０分間
加熱した。これにより、基板表面に膜厚０.１５μｍの
ＳｉＯ2層が形成された。なお、シランカップリング液
としては、親水基をもつシランカップリング剤としてN-
β-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピ
ルトリメトキシシラン塩酸塩を使用し、エタノールを用
いて濃度２０％に調製したものを使用した。次いで、水
系ＴｉＯ2ゾルに浸漬し、０.５ｍ／秒の速度で引き上
げ、乾燥後に６００〜９００℃で２分間焼成した。形成
されたＴｉＯ2層は、１.２μｍの厚みをもっていた。 【００１１】処理された各試料について、膜の密着性及
び油分解特性を調査した。密着性は、碁盤目テープ剥離
試験で調査し、全く剥離しないものを○，僅かでも剥離
したものを×として評価した。油分解特性試験では、２
ｍｇ／ｃｍ2のサラダ油を塗布した後、ブラックライト
を照射し、８ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ強度で油分解し、重量
変化を測定した。そして、ガラス基板上のＴｉＯ2膜と
同じ油分解特性を示し、ＴｉＯ2膜がアナターゼ構造を
もつものを○，ガラス基板上のＴｉＯ2膜と同じ油分解
特性を示すものの、ＴｉＯ2膜がルチル構造をもつもの
を△，ガラス基板上のＴｉＯ2膜よりも油分解特性が低
下したものを×として評価した。例として、試験番号４
の試験片にサラダ油を２ｍｇ／ｃｍ2塗布した後、紫外
線強度８ｍＷ／ｃｍ2のブラックライトを照射し、照射
時間と油分解率との関係を調査した。その結果、試験番
号４では、図１に示すようにガラス基板上にＴｉＯ2を
１.２μｍの膜厚で形成したものとほぼ同じ油分解特性
を示した。 【００１２】 【００１３】 【実施例２】板厚０.６ｍｍのＳＵＳ４３０ステンレス
鋼板を基板とし、シランカップリング浴に浸漬し、０.
１ｍ／秒の速度で引き上げ、１００〜９００℃で１０分
間加熱した。カップリング浴としては、親油基をもつシ
ランカップリング剤としてビニルトリメトキシシランを
使用し、イソプロパノールで濃度２０％に調製したもの
を使用した。次いで、１Ｍチタンテトライソプロポキシ
ド−０.２Ｍ ＨＣｌ−０.５Ｍ Ｈ2Ｏ−１５Ｍエタノー
ル溶液に浸漬し、０.２ｍ／分の速度で引き上げ、３０
０〜９００℃で１分間焼成した。焼成後の試験片表面を
観察すると、膜厚０.１５μｍのＳｉＯ2層，膜厚０.３
μｍのＴｉＯ2層が形成されていた。得られた皮膜の密
着性及び油分解特性を、処理条件との関係で表２に示
す。なお、表２における油分解特性は、表１と同様に評
価した。 【００１４】【００１５】 【実施例３】板厚０.４ｍｍのＳＵＳ４３０ステンレス
鋼板を基板として、ＳｉＯ2ゾルをスプレーコーティン
グした後、５００℃で５分間焼成しＳｉＯ2層を形成し
た。次いで、水系ＴｉＯ2ゾルをスプレーコーティング
して乾燥した後、７００℃で２分間焼成した。得られた
被覆材は、ＳｉＯ2層が０.３μｍの膜厚，ＴｉＯ2層が
４μｍの膜厚をもっていた。この被覆金属板を使用して
実施例１と同様な条件下で油分解特性を調査した結果、
ガラス基板上に膜厚４μｍのＴｉＯ2層を被覆したもの
と同じ油分解特性を示した。 【００１６】 【実施例４】板厚０.５ｍｍの溶融アルミニウムめっき
鋼板を金属基体とし、メチルトリメトキシシランのシラ
ンカップリング剤に浸漬した。カップリング液から０.
１ｍ／秒の速度で引き上げ、２００℃で２０分間乾燥さ
せた。その後、１Ｍチタンアセチルアセトネート−０.
２Ｍ ＨＣｌ−０.５Ｍ Ｈ2Ｏ−１５Ｍ エタノール溶液
に浸漬し、０.２ｍ／分の速度で引き上げ、５００℃で
１分間焼成した。得られた被覆材は、０.１５μｍのＳ
ｉＯ2層及び０.３μｍのＴｉＯ2層をもっていた。この
被覆金属板を使用して実施例１と同様な条件下で油分解
特性を調査した結果、ガラス基板上に膜厚０.３μｍの
ＴｉＯ2層を被覆したものと同じ油分解特性を示した。 【００１７】比較例１： 水系ＴｉＯ2ゾルにＳＵＳ４３０ステンレス鋼を浸漬
し、０.５ｍ／秒の速度で引き上げることによりＴｉＯ2
コーティングを施した。そして、乾燥後、７００℃で２
分間焼成し、光触媒被覆金属板を作成した。この光触媒
被覆金属板の触媒活性を調査するため、サラダ油２ｍｇ
／ｃｍ2を塗布した状態でブラックライトを照射する油
分解実験に供した。その結果、図１に示すように、ガラ
ス基板上に被覆された同一膜厚のＴｉＯ2層に比較して
油分解特性が著しく低下した。 比較例２： １Ｍ チタンテトライソプロポキシド−０.２Ｍ ＨＣｌ
−０.５Ｍ Ｈ2Ｏ−１５Ｍ エタノールの組成をもつゾル
ゲル浴にＳＵＳ４３０ステンレス鋼を浸漬し、０.２ｍ
／秒の速度で引き上げることによりＴｉＯ2コーティン
グを施した。そして、乾燥後、７００℃で２分間焼成し
て光触媒被覆金属板を作成した。この光触媒被覆金属板
の触媒活性を調査するため、サラダ油２ｍｇ／ｃｍ2を
塗布した状態でブラックライトを照射する油分解実験に
供した。その結果、図１に示すように、ガラス基板上に
被覆された同一膜厚のＴｉＯ2層に比較して油分解特性
が著しく低下した。 【００１８】 【発明の効果】以上に説明したように、本発明では、Ｓ
ｉＯ2層を介してＴｉＯ2層を形成しているので、ＴｉＯ
2層形成時に高温加熱されても素地金属板からＴｉＯ2層
への金属拡散がＳｉＯ2層で抑制され、触媒活性の低下
がないＴｉＯ2層が金属板表面に形成される。このよう
にして得られた光触媒被覆金属板は、高位に安定した触
媒活性を長期間持続し、厨房用器具，多数の人が出入り
する建築物用の建材等として衛生面に関する要求が高い
用途に使用される。
効な光触媒作用を呈する光触媒被覆金属板の製造方法に
関する。 【０００２】 【従来の技術】光触媒粒子に、バンドギャップ以上のエ
ネルギーをもつ波長の光を照射すると、光励起によって
伝導帯に電子が、価電子帯に正孔が生じる。この光励起
により発生した正孔の持つ強い酸化力は、有機物や水の
分解等に利用されている。しかし、光触媒を粒子状態の
ままで使用することは、その取扱いや回収を困難にし、
流出や飛散が避けられない。そのため、光触媒は、金属
等の基板に固定して使用されている。このような金属板
としては、金属板に光触媒を直接被覆したものが特開平
３−８４４８号公報に、高反射率表面をもつ担体上に光
透過性のよい電価分離層を設けた後で光触媒粒子を担持
させたものが特開平７−８８３６７号公報に紹介されて
いる。基板に対する光触媒の固定には、基板上で光触媒
粒子を４００℃以上の温度で焼結して焼き付ける方法，
加熱分解で光触媒となる物質を４００℃程度の温度に加
熱した基板上に吹き付ける方法等が採用されている。ま
た、基板に光触媒粒子とフッ素系ポリマーとの混合物を
積層，圧着する方法，光触媒粒子を懸濁させた樹脂塗料
を付着させる方法等も知られている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】従来の方法で光触媒層
を設けようとすると、十分な光触媒活性を呈する光触媒
被覆金属板を得ることができなかった。たとえば、樹脂
等に混合して光触媒粒子を塗布すると、光触媒表面の一
部が樹脂等で覆われるため、光触媒粒子の全表面を触媒
作用面として使用できない。他方、加熱焼付けにより光
触媒のみで金属板を被覆することもできるが、この方法
では、形成された光触媒被覆層の触媒活性が著しく低下
する。また、特開平７−８８３６７号公報のように鏡面
仕上げした金属板等の高反射率金属板を基板に使用する
ものでは、エチレン分解等の特殊な用途に使用可能に過
ぎず、金属板を鏡面仕上げするにはかなりコスト高とな
るため、建材等に使用される通常の金属板には適用でき
ない。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、ＳｉＯ2質の下
地層を形成することにより、鏡面仕上げを必要とするこ
となく、通常の金属板を基板として使用し、十分な触媒
活性を呈する光触媒被覆金属板を得ることを目的とす
る。 【０００５】本発明の製造方法は、その目的を達成する
ため、Ｘ−Ｓｉ(ＯＲ)3 （ただし、Ｘはビニル基，エポ
キシ基，アミノ基又はメルカプト基を有する基もしくは
メチル基を示し、Ｒはアルキル基を示す）の構造をもつ
シランカップリング剤又はＳｉＯ2ゾルを金属板表面に
塗布し熱処理によってＳｉＯ2前駆体又はＳｉＯ2からな
る下地層を形成した後、有機チタン化合物又はチタニア
ゾルを塗布し、４００〜８５０℃で熱処理し、金属板か
らの金属拡散をＳｉＯ2下地層で抑制しながらＴｉＯ2を
金属板に焼き付けることを特徴とする。有機チタン化合
物には、チタンアルコキシド又はチタンβジケトネート
が使用される。 【０００６】シラン化合物又はＳｉＯ2ゾルを金属板表
面に塗布した後、好ましくは１５０〜８５０℃で熱処理
するとき、Ｓｉ−Ｏの網目構造をもつ親水性又は親油性
の被覆層が金属板の表面に形成される。このＳｉＯ2系
被覆層を下地としてＴｉＯ2層を形成するとき、触媒活
性を低下させることなく光触媒被覆層が形成される。シ
ラン化合物，ＳｉＯ2ゾル，有機チタン化合物，ＴｉＯ2
ゾル等は、浸漬，スプレー，泳動電着等の方法で基体の
金属板表面に施される。 【０００７】 【作用】本発明者等は、金属板にＴｉＯ2層を直接形成
する場合に触媒活性が低下する原因を種々調査した。そ
の結果、ＴｉＯ2層を形成する加熱処理時に、金属板か
ら金属が拡散することによって電子，正孔の再結合中心
がＴｉＯ2層中に形成されることに原因があるとの結論
を得た。すなわち、ＴｉＯ2系の光触媒では、光による
励起が不純物によって大きな影響を受ける。不純物によ
る悪影響は、金属の種類によっても異なるが、０.１モ
ル％以下でも現れる。そこで、本発明においては、金属
板からの金属拡散を抑制するために金属板表面にＳｉＯ
2層を形成している。ＳｉＯ2層は、加熱処理時に基板か
ら拡散する金属の拡散速度を遅くし、その上に形成され
る光触媒層が本来もつ光触媒作用を良好に維持する。 【０００８】 【実施の形態】下地層のシラン化合物中の反応基として
親水基をもつものを使用し、１５０〜４００℃で加熱処
理することにより金属板表面に親水性のあるＳｉＯ2皮
膜を形成する。水系ＴｉＯ2ゾルを用いてＳｉＯ2質下地
層の上にＴｉＯ2コーティングを施すと、濡れ性が良く
均一なコーティングを施すことができる。６００〜８５
０℃で加熱処理すると、ＴｉＯ2系皮膜の密着性が向上
すると共に、下地層に含まれる有機物が消失し、ＳｉＯ
2からなる均質な下地層が形成される。他方、反応基と
して親油基をもつシラン化合物を使用すると、１５０〜
４００℃の加熱処理で表面に親油基をもつ皮膜が形成さ
れる。チタンアルコキシド等の有機チタン化合物を有機
溶媒に溶解させた溶液を用いて下地層の上にＴｉＯ2コ
ーティングを施すと、濡れ性が良好で均一なコーティン
グが施される。コーティング後、４００〜８５０℃で加
熱処理すると、ＴｉＯ2系皮膜の密着性が向上すると共
に、下地層に含まれる有機物が消失し、ＳｉＯ2からな
る均質な下地層が形成される。 【０００９】下地層形成時に８５０℃を超える温度で熱
処理すると、形成されたＳｉＯ2層にクラックが生じ易
い。ＳｉＯ2層にクラックが生成すると、皮膜が剥離し
易くなり、長期間にわたって安定した油分解特性が持続
しない。また、１５０℃に達しない熱処理温度では、金
属板に対する密着性が劣り、衝撃や異物等との接触によ
って被覆層が金属板から容易に剥離する。表層形成時に
８５０℃を超える温度で熱処理すると、ＴｉＯ2層がア
ナターゼ構造からルチル構造に変化し、光触媒としての
機能が損なわれる。しかし、４００℃に達しない熱処理
温度では、密着性が劣り、衝撃や異物等との接触によっ
て被覆層が金属板から容易に剥離する。この点、特開平
７−８８３６７号公報で開示されている方法では、シリ
カ層形成時には１５０℃で３時間乾燥させ、ＴｉＯ2層
形成時にはＴｉＯ2単独ではなくシリカバインダーを２
０％含有させ、１５０℃で３〜６時間乾燥させ、場合に
よっては５００℃で１時間の焼成を行っている。この方
法では、長時間の処理が必要であると共に、ＴｉＯ2層
の密着性を上げるためのシリカバインダーを必要とする
ため、触媒活性がＴｉＯ2単独より低下する。 【００１０】 【実施例１】板厚０.６ｍｍのＳＵＳ４３０ステンレス
鋼板を基板としシランカップリング液に浸漬し、０.１
ｍ／秒の速度で引き上げ、１００〜９００℃で１０分間
加熱した。これにより、基板表面に膜厚０.１５μｍの
ＳｉＯ2層が形成された。なお、シランカップリング液
としては、親水基をもつシランカップリング剤としてN-
β-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピ
ルトリメトキシシラン塩酸塩を使用し、エタノールを用
いて濃度２０％に調製したものを使用した。次いで、水
系ＴｉＯ2ゾルに浸漬し、０.５ｍ／秒の速度で引き上
げ、乾燥後に６００〜９００℃で２分間焼成した。形成
されたＴｉＯ2層は、１.２μｍの厚みをもっていた。 【００１１】処理された各試料について、膜の密着性及
び油分解特性を調査した。密着性は、碁盤目テープ剥離
試験で調査し、全く剥離しないものを○，僅かでも剥離
したものを×として評価した。油分解特性試験では、２
ｍｇ／ｃｍ2のサラダ油を塗布した後、ブラックライト
を照射し、８ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ強度で油分解し、重量
変化を測定した。そして、ガラス基板上のＴｉＯ2膜と
同じ油分解特性を示し、ＴｉＯ2膜がアナターゼ構造を
もつものを○，ガラス基板上のＴｉＯ2膜と同じ油分解
特性を示すものの、ＴｉＯ2膜がルチル構造をもつもの
を△，ガラス基板上のＴｉＯ2膜よりも油分解特性が低
下したものを×として評価した。例として、試験番号４
の試験片にサラダ油を２ｍｇ／ｃｍ2塗布した後、紫外
線強度８ｍＷ／ｃｍ2のブラックライトを照射し、照射
時間と油分解率との関係を調査した。その結果、試験番
号４では、図１に示すようにガラス基板上にＴｉＯ2を
１.２μｍの膜厚で形成したものとほぼ同じ油分解特性
を示した。 【００１２】 【００１３】 【実施例２】板厚０.６ｍｍのＳＵＳ４３０ステンレス
鋼板を基板とし、シランカップリング浴に浸漬し、０.
１ｍ／秒の速度で引き上げ、１００〜９００℃で１０分
間加熱した。カップリング浴としては、親油基をもつシ
ランカップリング剤としてビニルトリメトキシシランを
使用し、イソプロパノールで濃度２０％に調製したもの
を使用した。次いで、１Ｍチタンテトライソプロポキシ
ド−０.２Ｍ ＨＣｌ−０.５Ｍ Ｈ2Ｏ−１５Ｍエタノー
ル溶液に浸漬し、０.２ｍ／分の速度で引き上げ、３０
０〜９００℃で１分間焼成した。焼成後の試験片表面を
観察すると、膜厚０.１５μｍのＳｉＯ2層，膜厚０.３
μｍのＴｉＯ2層が形成されていた。得られた皮膜の密
着性及び油分解特性を、処理条件との関係で表２に示
す。なお、表２における油分解特性は、表１と同様に評
価した。 【００１４】【００１５】 【実施例３】板厚０.４ｍｍのＳＵＳ４３０ステンレス
鋼板を基板として、ＳｉＯ2ゾルをスプレーコーティン
グした後、５００℃で５分間焼成しＳｉＯ2層を形成し
た。次いで、水系ＴｉＯ2ゾルをスプレーコーティング
して乾燥した後、７００℃で２分間焼成した。得られた
被覆材は、ＳｉＯ2層が０.３μｍの膜厚，ＴｉＯ2層が
４μｍの膜厚をもっていた。この被覆金属板を使用して
実施例１と同様な条件下で油分解特性を調査した結果、
ガラス基板上に膜厚４μｍのＴｉＯ2層を被覆したもの
と同じ油分解特性を示した。 【００１６】 【実施例４】板厚０.５ｍｍの溶融アルミニウムめっき
鋼板を金属基体とし、メチルトリメトキシシランのシラ
ンカップリング剤に浸漬した。カップリング液から０.
１ｍ／秒の速度で引き上げ、２００℃で２０分間乾燥さ
せた。その後、１Ｍチタンアセチルアセトネート−０.
２Ｍ ＨＣｌ−０.５Ｍ Ｈ2Ｏ−１５Ｍ エタノール溶液
に浸漬し、０.２ｍ／分の速度で引き上げ、５００℃で
１分間焼成した。得られた被覆材は、０.１５μｍのＳ
ｉＯ2層及び０.３μｍのＴｉＯ2層をもっていた。この
被覆金属板を使用して実施例１と同様な条件下で油分解
特性を調査した結果、ガラス基板上に膜厚０.３μｍの
ＴｉＯ2層を被覆したものと同じ油分解特性を示した。 【００１７】比較例１： 水系ＴｉＯ2ゾルにＳＵＳ４３０ステンレス鋼を浸漬
し、０.５ｍ／秒の速度で引き上げることによりＴｉＯ2
コーティングを施した。そして、乾燥後、７００℃で２
分間焼成し、光触媒被覆金属板を作成した。この光触媒
被覆金属板の触媒活性を調査するため、サラダ油２ｍｇ
／ｃｍ2を塗布した状態でブラックライトを照射する油
分解実験に供した。その結果、図１に示すように、ガラ
ス基板上に被覆された同一膜厚のＴｉＯ2層に比較して
油分解特性が著しく低下した。 比較例２： １Ｍ チタンテトライソプロポキシド−０.２Ｍ ＨＣｌ
−０.５Ｍ Ｈ2Ｏ−１５Ｍ エタノールの組成をもつゾル
ゲル浴にＳＵＳ４３０ステンレス鋼を浸漬し、０.２ｍ
／秒の速度で引き上げることによりＴｉＯ2コーティン
グを施した。そして、乾燥後、７００℃で２分間焼成し
て光触媒被覆金属板を作成した。この光触媒被覆金属板
の触媒活性を調査するため、サラダ油２ｍｇ／ｃｍ2を
塗布した状態でブラックライトを照射する油分解実験に
供した。その結果、図１に示すように、ガラス基板上に
被覆された同一膜厚のＴｉＯ2層に比較して油分解特性
が著しく低下した。 【００１８】 【発明の効果】以上に説明したように、本発明では、Ｓ
ｉＯ2層を介してＴｉＯ2層を形成しているので、ＴｉＯ
2層形成時に高温加熱されても素地金属板からＴｉＯ2層
への金属拡散がＳｉＯ2層で抑制され、触媒活性の低下
がないＴｉＯ2層が金属板表面に形成される。このよう
にして得られた光触媒被覆金属板は、高位に安定した触
媒活性を長期間持続し、厨房用器具，多数の人が出入り
する建築物用の建材等として衛生面に関する要求が高い
用途に使用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 金属板表面にＳｉＯ2層を介してＴｉＯ2層を
被覆したものの油分解特性を、直接ＴｉＯ2層を形成し
た金属板及びガラス基板の油分解特性と比較したグラフ
被覆したものの油分解特性を、直接ＴｉＯ2層を形成し
た金属板及びガラス基板の油分解特性と比較したグラフ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小浦 節子
千葉県市川市高谷新町７番１号 日新製
鋼株式会社技術研究所内
(56)参考文献 特開 平７−171408（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−278241（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B32B 1/00 - 35/00
C09D 1/00 - 201/10
B01J 21/00 - 35/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 Ｘ−Ｓｉ(ＯＲ)3 （ただし、Ｘはビニル
基，エポキシ基，アミノ基又はメルカプト基を有する基
もしくはメチル基を示し、Ｒはアルキル基を示す）の構
造をもつシランカップリング剤又はＳｉＯ2ゾルを金属
板表面に塗布し熱処理によってＳｉＯ2前駆体又はＳｉ
Ｏ2からなる下地層を形成した後、有機チタン化合物又
はチタニアゾルを塗布し、４００〜８５０℃で熱処理
し、金属板からの金属拡散をＳｉＯ2下地層で抑制しな
がらＴｉＯ2を金属板に焼き付けることを特徴とする光
触媒被覆金属板の製造方法。
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| JP14658796A JP3384930B2 (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | 光触媒被覆金属板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14658796A JP3384930B2 (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | 光触媒被覆金属板の製造方法 |
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| JP14658796A Expired - Fee Related JP3384930B2 (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | 光触媒被覆金属板の製造方法 |
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1996
- 1996-05-16 JP JP14658796A patent/JP3384930B2/ja not_active Expired - Fee Related
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