JPH09187721A

JPH09187721A - 光触媒機能を有する表層構造とその形成方法

Info

Publication number: JPH09187721A
Application number: JP8293145A
Authority: JP
Inventors: Shiro Ogata; 四郎緒方
Original assignee: Tao Corp
Current assignee: Tao Corp
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】無機、有機体の基材表面に、高い光触媒機能
（脱臭、殺菌など）を有し、この機能の持続期間が長い
表層構造を形成する。【解決手段】担体粒子と、これに対して１５〜２１重
量％の光触媒半導体微粉材を混合し、この混合物を基材
１の表面に付着させて乾燥し、これを担体粒子２の表面
がガラス溶融を開始する屈伏点温度から、基材と担体粒
子間及び担体粒子２と光触媒半導体微粉粒子３間に溶着
が生じ得るが担体粒子２の形状が維持される温度の、温
度と時間で、かつ、溶融を補助する添加材を加えずに、
熱処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】道路、トンネル内外の壁、天
井面、及び、表示板等、設備類の内外装材、水道水をは
じめ、飲料水を貯蔵する設備機器の貯蔵体内部の構成部
材、建築内外装材、建築物内外部の設備配管、衛生機器
本体および内部配管の内外部材、建築金物や公共運送車
両などの不特定多数が接触する個所の部材、および電気
機器の構造部材などとしての使用が可能で、脱臭、殺
菌、空気浄化、汚れ防止機能を備え、これらの分解効率
をより向上したものと、このような部材の製造技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】紫外線の照射を受けて反応する光触媒半
導体、例えば酸化チタンは、その照射を受けるため表面
が露出している必要がある。また、触媒効果は表面積の
広さに比例すると言われている。

【０００３】現在開発されているものは、基材（前記の
ような光触媒機能を有する表層構造を採用しようとする
物体をいう、以下同じ）の上に光触媒機能を有する酸化
チタンのゾル材を吹付コーティングするか、シート上に
付着させた酸化チタン粉体を基材にあらかじめ設けてお
いたガラス質層の表面に転写し、加熱によりガラス質層
を溶融して酸化チタン粉体を基材の表面に固着する方法
である。しかし、吹付コーティングによる方法では、基
材と酸化チタンゾル材との付着性能が悪く、接触によっ
て剥離したり、風化で消耗したりするので、長期間にわ
たり光触媒機能を保存することが困難である。

【０００４】無機バインダー（ガラス質層や陶器質層）
を利用するものでは、無機バインダーが酸化分解されな
いので長期にわたり固着状態を維持させることができる
が、例えば、ガラス質層の溶融時に酸化チタンの粒子
（微粉粒子）がガラス質層の内部に沈殿したり、酸化チ
タン粒子が表面積の一部にしか露出せず、光触媒機能が
十分に発揮されないという問題がある。そのうえ、無機
バインダーを利用するものでは溶融し固化されたバイン
ダーに靭性がほとんど無いので、わずかの屈曲や衝撃で
ひび割れが生じ、剥落や基材が腐食する原因になる。こ
のため、薄板など屈曲しやすいものや衝撃を受けるもの
には利用しにくい面があった。

【０００５】さらに、いずれの方法においても、酸化チ
タンの粒子は基材の表面に平面状に付着ないし固着され
るだけなので、酸化チタンが光触媒機能を発揮できる反
応表面積は基材の投影表面積とほぼ同等でしかなかっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、基材の表
面積当りの光触媒半導体の固着表面積を飛躍的に増して
光触媒反応効率が高く、また、屈曲や衝撃に対しても強
化されている光触媒機能を有する表層構造の提供、およ
びこのような表層構造を形成する方法の提供を課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

〔表層構造〕基材表面に担体粒子が粒形状を維持して固
定される。担体粒子はフリットの粒子やガラスビーズ等
である。なお、この他に金属、木材、あるいは合成樹脂
のを素材とした粒子を使用することもある。粒子の形態
は球に限らず、また、中空のこともある。さらに、基材
の表面を粗雑面にするなど、基材の表面そのものを加工
して、基材の表面積を増やしてもよい。基材表面および
担体粒子の表面に光触媒半導体の微粉粒子が付着され、
固定される。

【０００８】基材は、無機体又は有機体からなる。無機
体とは、セメント材、セラミック材、陶器材、ガラス
材、ガラス繊維材、および金属材（鉄、アルミ、ステン
レス、銅等）であり、有機体とは、アクリル樹脂、フッ
ソ樹脂等耐熱性のある合成樹脂等である。

【０００９】フリットは、シリカ等を主原料とし、粉材
の粒径が２０μｍ〜３０μｍ程度、溶融屈状点が４００
℃以上、目的焼成停止温度が８００℃以下のものを使用
する。フリットは例えば日本フェロー（株）のフリット
＃01-4202 等として市販されている。ガラスビーズは、
フリットと同様にシリカ等を主原料とし、市販のビーズ
〔例：東芝バロティーニ（株）ＪＩＳシリーズ）で粒径
が３０μｍ〜５ｍｍ程度、溶融屈状点が４００〜７００
℃のものを使用する。なお、ガラスビーズは苛性ソーダ
等のアルカリ分を含まないのが望ましい。なお、溶融屈
状点とは、粒子の表面がガラス溶融を開始する温度上の
位置であり、市販のフリット及びガラスビーズはほぼ４
００Ｃ°以上であるが、具体的な温度は担体粒子の粒径
等で異なる。

【００１０】光触媒半導体は、ＴｉＯ2 、ＺｎＯ、Ｓｒ
ＴｉＯ3 、ＣｄＳ、ＣｄＯ、ＣａＰ、ＩｎＰ、Ｉｎ2 Ｏ
3 、ＣａＡｓ、ＢａＴｉＯ3 、Ｋ2 ＮｂＯ3 、Ｆｅ2 Ｏ
3 、Ｔａ2 Ｏ5 、ＷＯ3 ＳａＯ2 Ｂｉ2 Ｏ3 、ＮｉＯ、
Ｃｕ2 Ｏ、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、ＭｏＳ2 、ＭｏＳ3 、Ｉ
ｎＰｂ、ＲｕＯ2 、ＣｅＯ2 などがある。以上の光触媒
半導体のうち、ＴｉＯ2 は市販されていて、人体に無害
である上、安価で利用しやすい。市販の光触媒半導体の
粉材としては、「ST-01 」「ST-31 」（商品名石原
産業株式会社）等がある。粉材の粒径は０．０１〜０．
０７μｍである。防黴、殺菌などの機能を補完するため
に、光触媒半導体の微粉粒子にＰｔ、Ａｇ、Ｃｕ等の金
属の微粉粒子を混入することがある。

【００１１】次の構成を採用することがある。基材表面
に担体粒子が粒形状を維持し、かつ、積層構造で固定さ
れている構成。基材表面が溶融の後固化された担体粒子
の層で形成された構成。基材の表面が粗面とされている
構成。また、基材が有機高分子樹脂を素材とする場合
は、光触媒機能によって基材自体が分解されないよう
に、その表面にシリカゾル、アモルファス型酸化チタン
ゾル、過酸化チタンゾル等を塗布して保護層を形成す
る。さらに、有機高分子を素材とする基材にフリットと
やビーズ（プラスチック、ガラス）を固定する方法とし
て有機接着剤を使用することがあるが、このような場合
には不活性膜である保護層をコーティングした上で酸化
チタンなど、光触媒に関して活性を呈する膜をコーティ
ングする。

【００１２】この保護層はまた、基材が金属の場合に
は、表面の酸化チタン粒子と基材間の電気的な結合を遮
断する機能を発揮し、酸化チタンの光触媒機能が阻害さ
れてしまうことがない。さらに、基材がガラスなどの場
合に、ガラス表面からカリウムイオンやナトリウムイオ
ンが浸出してきて、光触媒機能層で酸化還元作用を司る
電子と結合し、光触媒機能を劣化してしまうことを防止
できる。なお、基材に形成した表層構造は、担体粒子又
は光触媒半導体に無機顔料〔例：エクセル（株）セラ
ミック絵具〕を添加して着色することができる。前段階
として基材表面に無機顔料、化粧釉薬等で模様や着色を
施しておくと、表層構造を透かしてこれらを現すことが
できる。

【００１３】〔形成方法〕光触媒半導体の粉材を担体粒
子の重量に対して１５％〜２１％の重量％で混合し加水
して均一に攪拌し混合物を得る。混合物を基材表面に付
着させて乾燥し、混合物の層を基材の表面に形成する。
基材と共に混合物を、担体粒子の表面がガラス溶融を開
始する屈伏点温度から、基材と担体粒子間および担体粒
子と光触媒半導体粒子間に溶着が生じ得るが担体粒子の
形状が維持される温度の、温度と時間で熱処理する。温
度と時間の具体的な数値は実施形態において例示する。
溶融を促進するための珪酸カリウムなどの溶融補助添加
剤は使用しない。

【００１４】混合物を基材表面に付着させる手段には、
スプレーガンによる吹き付け、ブラシによる塗布、ある
いはいわゆるどぶ漬け等がある。仕上げ厚を大きくする
には乾燥の後、あるいは半乾燥の後に付着工程を繰り返
す。必要な厚さは基材の用途により異なり、消耗が大き
い個所や強化された光触媒機能が要求される個所に使用
されるものには厚くする。

【００１５】熱処理の実質温度は、担体粒子表面がガラ
ス溶融を開始する屈伏点温度であるほぼ４００Ｃ°以上
から、担体粒子が基材、及び、光触媒半導体の微粉粒子
と接着し得る温度すなわち屈伏点温度＋２００℃前後で
ある。なお、光触媒半導体として酸化チタンを用いたと
きは、熱処理の上限温度は必ず８００℃以下とし、８０
０℃以上で酸化チタンの分子型が、光触媒機能を有する
アナターゼ型からルチル型に変化して光触媒機能が消失
するのを防止する。

【００１６】光触媒半導体の粉末と担体粒子を混合せず
に、表面構造を２工程で形成する場合がある。すなわ
ち、まず、基材表面に担体粒子を付着させて担体粒子の
層を形成し、この層を基材と共に、担体粒子の表面がガ
ラス溶融を開始する屈伏点温度から、基材と担体粒子間
に溶着が生じ得るが担体粒子の形状が維持される温度
の、温度と時間で、かつ、溶融を補助する添加材を加え
ずに、熱処理する。

【００１７】ついで、このようにして形成された担体粒
子の層に光触媒半導体のゾル材を、その水素イオン活性
度（ｐＨ）を使用基材および担体粒子に対して適正な値
に調整してから吹き付けて付着させ、これを基材と共に
担体粒子の表面がガラス溶融を開始する屈伏点以下の温
度と時間で熱処理する。

【００１８】光触媒半導体のゾル材としては、「TOゾ
ル」（商品名株式会社田中転写）、「STS-02」（商品
名石原産業株式会社）等が市販されている。「TOゾ
ル」は中性であり、基材の素材を選ばずにそのままほと
んどのものに使用できるが、「STS-02」は強酸性（ｐＨ
２程度）なので、基材を選ぶか、使用に際して基材表面
の腐食などの不都合を避けるために、アンモニアなどで
中和してから使用する。すなわち、「適正な値」は、使
用基材および担体粒子に障害を起こさない値のことで通
常はｐＨ７の前後である。

【００１９】さらに、次の構成を採用することがある。
基材表面を粗面に処理する前加工が付加された構成。基
材表面を粗面に処理した後、光触媒半導体のゾル材を、
その水素イオン活性度（ｐＨ）を使用基材に対して適正
な値に調整してから吹き付けて付着させ、これを担体粒
子の表面がガラス溶融を開始する屈伏点以下の温度と時
間で熱処理する構成。基材表面に担体粒子を付着させて
溶融し、基材表面を担体粒子が溶融の後固化した層に形
成する前工程を付加した構成。担体粒子を付着する前
に、基材に基材表面の保護層を形成する構成。

【００２０】

【発明の実施の形態】

〔形成方法〕〔担体粒子と粉材よりなる光触媒半導体を同時に基材表
面へ担持させる場合〕３００mm×３００mm厚さ１．５mm
のアルミ板からなる基材の表面に、良好な付着を得るた
めにあらかじめ脱脂処理などの清浄化処理を行う。

【００２１】担体粒子として、溶融屈状点が４５０℃の
日本フェロー（株）製フリットを用いる。光触媒半導体
として、市販の酸化チタンの微粉材〔石原産業（株）の
ST-01 ］を用いる。このフリットと酸化チタンの粉材
を、担体粒子の重量に対し酸化チタンを１５〜２１重量
％混入して加水の上、常温、常圧下で撹拌する。攪拌時
間はフリットと酸化チタンが均一に混合されるまでであ
り、量と粒径等によって異なる。なお、着色のために
は、これに顔料を混合しても良い。

【００２２】以上から得られた混合物を、基材上に仕上
厚２０μｍ〜４０μｍ程度に付着させ、含水率０．１〜
０．５％程度まで乾燥させる。ついで、基材と共に混合
物を炉（開放型、密閉型）内で熱処理する。炉内温度は
フリットの特性、酸化チタン微粉材の特性および基材の
特性を考慮して適切なウォームアップ、クールダウンな
どの温度と時間の管理が必要である。図７に、炉内温度
の経時変化を示す。

【００２３】炉から出した製品はひびや剥離が生じない
ように、十分に時間をかけて自然冷却する。冷却に必要
な時間は製品の大きさや厚さによる。この結果、基材の
表面に担体粒子であるフリットと光触媒半導体である酸
化チタンからなる膜状の表層構造が形成される。

【００２４】表層構造は、図１（イ〜ハ）に示すよう
に、担体粒子２が基材１の表面に均一に配置され、基材
表面および担体粒子の表面に光触媒半導体の微粉粒子３
が均一に付着して固定されている。担体粒子２は前記の
熱処理条件によって、その粒形状を維持して固定されて
いる。

【００２５】なお、基材をアルミ板として前記の表層構
造を基材表面に形成したところ、アルミ板をかなりの程
度（３０cm×３０cm、厚さ１．５cmの板体の中央を両端
を結ぶ線に対して５０mm持ち上げた）に湾曲させても担
体粒子と光触媒半導体からなる表層構造にひび割れや剥
離が生じず、表層構造が高い靱性を示すことが発見され
た。このことは、本発明による表層構造が衝撃に対して
も高い耐性を有することを意味する。

【００２６】このような靱性が発揮される明確な理由は
今のところ不明であるが、熱処理に際して、担体粒子の
溶融を促進する溶融補助添加材を使用すると、この靱性
を引き出す処理が極めて困難になるところから、本願発
明のように熱処理の際に溶融補助添加剤を使用しない構
成とすることが重要である。そして、熱処理の際に溶融
補助添加剤を使用しない構成では、担体粒子の粒形状が
崩れにくく、かつ、基材と担体粒子は確実に溶着する
が、担体粒子間の結合は弱く、表層構造自体に可撓性
（フレキシビリティ）があるためと考えられる。

【００２７】図１では担体粒子２の形状を球体としてい
るが、便宜上のことであって、担体粒子２がフリットの
場合は球体に近い種々の形態となっている。担体粒子２
がガラスビーズの場合は、ほぼ完全な球形を成している
と考えて良い。この表層構造によって、光触媒半導体の
微粉粒子３はほとんどが露出していて、すぐれた光触媒
機能を発揮することができる。しかも、この場合に、最
も表層となる光触媒半導体層の表面積は、図２（イ〜
ハ）から明らかなように担体粒子２の粒径をｒとした場
合、一辺を２ｒとした正方形（対応する基材部分の投影
面積）の３〜４倍となる。

【００２８】一辺２ｒの正方形の面積Ａ1 Ａ1 ＝４ｒ2 半径ｒの担体粒子の表面積Ａ2 Ａ2 ＝４πｒ2 上記の正方形に担体粒子が乗っている場合の全表面積Ａ3 Ａ3 ＝４ｒ2 （１＋π）Ａ2 ：Ａ1 ＝π Ａ3 ：Ａ1 ＝１＋π すなわち、光触媒機能を有する表層構造の表面積を基材
１の表面積より約３〜４倍に増加させた構成によって、
光触媒反応効率を約３倍以上に向上させることができ
る。

【００２９】担体粒子による層は基材の表面に１層では
なく、図３のように、基材１の面へ担体粒子２が積層す
るように、付着させ熱処理して表層構造を形成すると、
原則的に一つの層ごとに、基材表面積の約３倍づつ、表
面積が増加することになり、光触媒機能を有する表面積
が、基材表面積×３×積層の数、にふくらむ。これによ
って光触媒機能が強化され、小さな基材で大きな反応分
解効果を得られる。

【００３０】酸化チタンの微粉材に、銅（Ｃu ）、銀
（Ａg ）、プラチナ等の微粒子を混合して、担体粒子と
共に基材表面に付着させ、ついで、前記と同様に熱処理
することがある。銅、銀あるいはプラチナの微粒子は酸
化チタンと共に表層構造の表面に位置して殺菌性能を向
上する。

【００３１】また、前記の形成方法において、基材の表
面にフリットと酸化チタンの混合物を付着させる前に、
基材表面の全体にフリットやシリカゾル材を薄く付着さ
せて熱処理し、基材の表面に溶融の後固化した薄い保護
層４（陶器質あるいはガラス質…図１ハ）をあらかじめ
形成しておくことがある。この前工程を採用すると、基
材の表面はフリットと同質なので、次の工程でのフリッ
トの付着や熱処理工程での、光触媒半導体の粒子２と基
材１との溶着をより良好に行うことができる。基材とし
てＦＲＰ等の有機高分子樹脂を使用した場合には、その
表面にシリカゾルなどで保護層４を形成しておくと、基
材自体が光触媒機能によって分解されることがない。

【００３２】保護層４は「ＰＴＡ」（過酸化チタンゾル
剤、商品名田中転写株式会社）を塗布し、乾燥させる
ことによっても形成することができる。「ＰＴＡ」が作
る皮膜はアモルサス型非結晶質で、加熱して結晶化させ
ない限り、光触媒機能は発揮しない。なお、この皮膜は
基材表面の酸化チタンの層が基材から受ける影響を阻止
することにも機能し、例えば、基材にソーダガラスを用
いる場合、厚さを１μｍ以上にすると、ガラスから苛性
ソーダ成分が浸透して、光触媒機能を阻害することを防
止することができる。

【００３３】〔担体粒子の層にゾル材よりなる光触媒半
導体を担持させる場合〕基材として３００mm×３００mm
厚さ１．５mmのステンレス板を用い、その表面を脱脂処
理の後、親水性を増すために表面活性剤（花王株式会社
製クリンスルー７１０Ｍ）をコーティングする。

【００３４】次いで、日本フェロー製のステンレス用フ
リット（粒径２０μｍ，軟化点４５０℃）に、６０重量
％の水と沈殿防止のために氷酢酸及び少量の表面活性剤
を加えて撹拌したものを、基材の表面にエアースプレー
で塗布し、３０℃の乾燥機で２０分程度乾燥させる。こ
れを６７０℃で１０分間焼いて固定し、フリットの層
（図４イ）を形成する。また、このとき、溶融のための
添加剤は使用しない。

【００３５】なお、このステンレス板を着色した化粧材
とするには、セラミック絵具［エクセル（株）製］にそ
の１０重量％のケイ酸カリと５８．８重量％の水と数滴
のメタノール系表面活性剤を加えて撹拌したものを基材
表面に塗布して３０℃の乾燥機で２０分乾燥する前工程
を加える。溶融添加材である珪酸カリを加えるのは、焼
成後のコーティング層表面を滑らかにするためである。

【００３６】ついで、エアースプレーで埃等の付着物を
除去した後、光触媒半導体として市販の酸化チタンゾル
〔石原産業（株） STS-01,STS-02 ）をＮＨ３溶液等
で中性化したもの（ｐＨの調整）、又は中性化製品〔田
中転写（株） TOゾル、PTAゾル〕を基材表面にスプレ
ーコーティングする。（図４ロ）。さらに空気のみエア
ースプレーして余分な水分を飛ばし、乾燥機で乾燥する
（図４ハ）。これらゾル材の酸化チタン微粉粒子は粒径
０．０１μｍ〜０．０４μｍである。これを、４００℃
で３０分加熱の上、固着させる。温度の上限は、フリッ
トの粒形が完全変形する前にすることが重要である。

【００３７】なお、基材１が有機高分子樹脂製の場合
は、フリットを付着させる前に、その表面にフリットや
シリカゾル材を薄く付着させて熱処理し、溶融の後固化
した薄い保護層４をあらかじめ形成しておく。このよう
にして、基材１の表面に形成された表面構造は、前記と
同様に、酸化チタンが露出し、これで覆われた部分の表
面積が基材の表面積より３〜４倍に増加している。すな
わち、光触媒反応効率が３〜４倍増に強化されている。

【００３８】〔担体粒子としてガラスビーズを使用する
場合〕３００mm×３００mm、厚さ１．５mmのフロートガ
ラスからなる基材の表面を脱脂処理した上で、表面活性
剤（花王株式会社製クリンスルー７１０Ｍ）の１０％
溶液を塗布する。担体粒子として平均粒径１００μｍの
ガラスビーズ（早川商事株式会社ＴＩＳ粒度シリーズ
Ｊ−１２０）を用い、このガラスビーズに浮遊性を持
たせるために１００重量％のスクイズオイル（Ｎo.５９
５デグサジャパン製）及び揮発性を持たせるために５
０重量％のメチル・イソ・ブチル・ケトンを加えて撹拌
する。これを基材の表面にスプレーガンで付着した後、
４０℃の乾燥機で１０分間乾燥させ、さらに７００℃で
３０分間焼成して固着し、担体粒子の層を形成する。

【００３９】光触媒半導体として、「ＰＴＡ」ゾル（田
中転写株式会社製）にその１〜２％のST-01 （石原産業
株式会社製）を混合したものか、又は、PTA ゾルのみを
用い、これを担体粒子の層にエアガンで吹き付け、さら
に空気を吹き付けて余分な水分を飛ばし、３０℃の乾燥
機で乾燥する。次いで、これを４００℃で３０分加熱し
て、光触媒半導体を固着させる。「ＰＴＡ」は加熱によ
ってアナターゼ型酸化チタンとなり、光触媒機能を発揮
する。また、「ＰＴＡ」は展延性や造膜性が強く、接着
材のような特性があり、これを「ST-01」と混合してし
ようすることにより、「ST-01」のみでは達成できな
い、均一で滑らかなコーティング層を作ることができ
る。

【００４０】〔基材表面を粗面とする場合〕基材表面に
化学的エッチング処理、あるいは機械的なサンドブラス
トによって凹凸を形成し、粗面とする。凹凸の凹部は開
口幅が５０〜２００μm で深さは５０〜１００μm 程度
とされる。凹部の平面形状は不定形痕、円あるいは楕円
を基本とした単独痕か重合痕、又は、直線あるいは曲線
の溝とされる。

【００４１】これを前処理として付加し、前記の形成方
法を実行する。基材１の表面にガラス質あるいは陶器質
の保護層４が形成されている場合には、この層の表面が
基材の表面となり、この面が粗面とされる。基材表面を
粗面とした後に粗面の凹凸を損なわない程度にガラス質
あるいは陶器質の保護層４を形成することも可能であ
る。

【００４２】このようにして基材１の表面に形成された
表層構造は、図５のように粗面化によって表面積が増大
しており、その分、この面に固着された光触媒半導体に
よる光触媒機能が強化されている。また、粗面の凹部
が、付着固定されている光触媒半導体の磨耗剥離を抑制
し、光触媒機能の耐久性を向上する。

【００４３】さらに、図６のように、凹凸の寸法を大き
くすると、周囲に光触媒半導体の微粉粒子３を固定した
多数の担体粒子２を凹部に確実に捕捉することができ、
光触媒機能が高く、また、持続期間の長い表層構造を得
ることができる。以上、実施の形態について説明した。

【００４４】なお、表層構造の形成に当たって、実際に
は、光触媒機能を有する表層構造を採用しようとする物
体（冒頭に記載の道路、トンネル内外の壁、天井面…
等）に応じて、色彩、層の厚さなど、それぞれに特有の
具体的条件が付加される。

【００４５】

【発明の効果】基材投影面積当りの光触媒半導体の反応
表面積が飛躍的に拡大し、光触媒機能が向上する。この
結果、同じ機能であれば、必要とする基材面積は従来よ
りも小さくて良いから、光触媒機能を付与するための施
工費用や加工費用を低減することができる。

【００４６】担体粒子と光触媒半導体を混合して基材に
付着させ、ついで、熱処理するものでは、担体粒子を基
材面に固着するための熱処理と光触媒半導体を固着する
ための熱処理を分けて行う必要がなく、製造工程が短縮
される。

【００４７】担体粒子が積層状態に形成されるもので
は、光触媒機能がより強化され、また、触媒機能の持続
期間が長い。基材表面が粗面とされたものでは、光触媒
半導体の消耗が少なく光触媒機能が長く持続する。有機
高分子樹脂からなる基材の表面に保護層を形成すれば、
基材自体が光触媒機能によって分解されることがない。

【００４８】熱処理の際に、溶融補助添加材を使用しな
いので、基材表面の表層構造にしなやかさがあり、振動
や衝撃、あるいは、ある程度の柔軟性を要求される個所
に適用しても、ひび割れや剥離が生じないので、適用範
囲が広い。

【図面の簡単な説明】

【図１】イは、平面図、ロは、端面からの側面図、ハ
は、端面からの側面図（他の例）

【図２】イは、平面図、ロは、平面図、ハは、断面図

【図３】断面図

【図４】イ〜ハは、断面図で工程の推移を示す

【図５】断面図

【図６】断面図

【図７】炉内温度を示す図

【符号の説明】

１基材２担体粒子３光触媒半導体の微粉粒子４保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材表面に担体粒子が粒形状を維持して
固定され、基材表面およびフリット粒子の表面に光触媒
半導体の微粉粒子が付着され固定されていることを特徴
とした光触媒機能を有する表層構造。
【請求項２】基材表面に担体粒子が粒形状を維持して
固定され、基材表面および担体粒子の表面に光触媒半導
体の微粉粒子およびこれに混入された金属の微粉粒子が
付着され固定されていることを特徴とした光触媒機能を
有する表層構造。
【請求項３】基材表面に担体粒子が粒形状を維持し、
かつ、積層構造で固定されていることを特徴とした請求
項１又は請求項２に記載の光触媒機能を有する表層構
造。
【請求項４】基材表面が粗面とされていることを特徴
とした請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の光触
媒機能を有する表層構造。
【請求項５】担体粒子がフリットまたはガラスビーズ
であることを特徴とした請求項１〜請求項４のいずれか
１つに記載の光触媒機能を有する表層構造。
【請求項６】基材が有機高分子樹脂を素材とし基材の
表面に酸化・還元作用に対する保護層を形成してあるこ
とを特徴とした請求項１〜請求項５のいずれか一つに記
載の光触媒機能を有する表層構造。
【請求項７】基材表面が溶融の後固化したフリットの
層で構成されていることを特徴とした請求項１〜請求項
５のいずれか一つに光触媒機能を有する表層構造。
【請求項８】フリット、ガラスビーズ等の担体粒子に
光触媒半導体の粉材を、担体粒子の重量に対して１５％
〜２１％の重量％で混合し加水して均一に攪拌した後、
混合物を基材表面に付着させて乾燥することにより、前
記混合物の層を基材の表面に形成し、ついで、これを基
材と共に担体粒子の表面がガラス溶融を開始する屈伏点
温度から、基材と担体粒子間および担体粒子と光触媒半
導体の微粉粒子間に溶着が生じ得るが担体粒子の形状が
維持される温度の、温度と時間で、かつ、溶融を補助す
る添加材を加えずに、熱処理することを特徴とした光触
媒機能を有する表層構造の形成方法。
【請求項９】基材表面にフリット、ガラスビーズ等の
担体粒子を付着させて担体粒子の層を形成し、この層を
基材と共に担体粒子の表面がガラス溶融を開始する屈伏
点温度から、基材と担体粒子間に溶着が生じ得るが担体
粒子の形状が維持される温度の、温度と時間で、かつ、
溶融を補助する添加材を加えずに、熱処理し、このよう
にして形成された担体粒子の層に光触媒半導体のゾル材
を、その水素イオン活性度（ｐＨ）を使用基材および担
体粒子に対して適正な値に調整してから吹き付けて付着
させ、これを基材と共に担体粒子の表面がガラス溶融を
開始する屈伏点以下の温度と時間で熱処理することを特
徴とした光触媒機能を有する表層構造の形成方法。
【請求項１０】基材表面を粗面に処理する前加工が付
加されていることを特徴とした請求項８または請求項９
に記載の光触媒機能を有する表層構造の形成方法。
【請求項１１】基材表面を粗面に処理した後、アナタ
ーゼ型酸化チタンのゾル材を、その水素イオン活性度
（ｐＨ）を使用基材に対して適正な値に調整してから吹
きつけて付着させ、これを担体粒子の表面がガラス溶融
を開始する屈服点以下の温度と時間で熱処理することを
特徴とした光触媒機能を有する表層構造の形成方法。
【請求項１２】基材表面にフリットを付着させて溶融
し、基材表面をフリットが溶融の後固化した層に形成す
る前行程がさらに付加されていることを特徴とした請求
項８〜請求項１１のいずれか１つに記載の光触媒機能を
有する表層構造の形成方法。