JP2000296332A

JP2000296332A - 光触媒膜の形成方法

Info

Publication number: JP2000296332A
Application number: JP11104914A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Matsuoka; 憲弘松岡; Soichi Ogawa; 倉一小川; Toshinori Nosaka; 俊紀野坂; Akio Okamoto; 昭夫岡本; Akira Motoki; 詮元木; Shinobu Chiba; 忍千葉; Mikio Takahashi; 三樹夫高橋
Original assignee: CBC INGUSU KK; Osaka Municipal Government; Sharp Corp
Current assignee: CBC INGUSU KK; Osaka Municipal Government; Sharp Corp
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2000-10-24
Anticipated expiration: 2019-04-13
Also published as: JP4521644B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高活性、強い膜強度の光触媒膜を低温で形成
する。【解決手段】プラスチック等からなる基板８を基板ホ
ルダ７に固定し、るつぼに金属材料からなる蒸着原料５
を入れ、励起線源６から酸素イオン、酸素ラジカル、酸
素プラズマの混合励起線を基板８に照射する。これと同
時に蒸着原料５に電子線４を当てて加熱することにより
蒸発させ、基板８上に付着させて金属酸化物を成膜し
て、光触媒膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高活性で強い膜強
度の光触媒膜を低温で形成するための方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光触媒にそのバンドギャップ以上のエネ
ルギーを持つ波長の光を照射すると、光励起により伝導
帯に電子を、価電子帯に正孔を生じる。この光励起によ
り生じた電子の持つ強い還元力や正孔の持つ強い酸化力
は、有機物の分解・浄化、水の分解、窒素酸化物の除去
などへの利用が検討されており、抗菌、浄化の分野では
一部で実用化が進められている。

【０００３】光触媒は強い分解活性が得られる触媒とし
て、防汚、抗菌、脱臭、ＮＯｘ等の有害ガスの浄化へと
応用検討されてきた。また、光触媒の超親水性効果を利
用し、雨滴による洗浄を応用する検討がなされてきた。
既に、空気清浄機のフィルタ、道路照明や蛍光灯の防
汚、鏡やレンズの防曇や撥水、自動車塗装面の防汚、建
材やタイルの防汚にと実用化が大いに図られている。

【０００４】光触媒として、例えば高活性で化学的な安
定性に優れた酸化チタンは、微粒子または膜状に形成さ
れる。微粒子光触媒は、一般的には接着剤を介して基板
上に接着することにより膜状とされる。接着性能を有す
るバインダーとしては、シリカ系の材料を用いたりフッ
素樹脂の材料を用いる。バインダーで光触媒粒子を固定
する方法では、バインダー中に光触媒が埋もれて触媒活
性が損なわれるのを防ぐため、多孔質な材料を使用する
必要がある。さらに、高活性な膜を得るためには、バイ
ンダーをできるだけ多孔質にする必要があり、密着性や
膜強度が損なわれるという問題があった。

【０００５】一方、バインダーによる光触媒固定方法で
も、光触媒活性を犠牲にすることによって密着性の強い
膜を作ることができる。比較的弱い光触媒活性でも超親
水性が得られるため、雨滴による大きな洗浄効果で防汚
することができる。これは、自動車の防汚に実用化され
ている。しかし、雨滴による洗浄効果を期待できない室
内においては、光触媒活性が弱いため防汚効果がほとん
ど得られないという問題があり、実用的でない。このよ
うに、バインダーで光触媒を固定する方法は、原理的に
膜強度と活性の両立が困難で、大きな改善が見込めな
い。

【０００６】そこで、バインダーを使用せずに光触媒材
料を直接膜状に形成する一般的な方法として、ゾルゲル
法を利用して酸化チタン膜を形成する方法があり、チタ
ンアルコキシドやチタンキレート等の原料液を基板に塗
布、乾燥後、５００℃以上の高温で焼成を行うことによ
り光触媒膜を成膜して、光触媒膜を形成する。

【０００７】ゾルゲル法で光触媒膜を直接形成する方法
は、バインダーを使用する必要がないため、バインダー
中に光触媒が埋もれるといった問題がなく、膜強度が強
く高活性な膜を得ることができる。しかも、透明な膜を
得ることができるため、下地の色を変えることにより必
要に応じて種々の色彩にすることができ、インテリアを
重視した用途へも使用できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ゾルゲル法に
よって活性のある光触媒膜を得るためには、結晶化する
温度まで加熱する必要があり、５００℃以上の高温焼成
が必要となっている。このため、耐熱性の優れた基板上
にのみ形成可能な技術であり、応用できる分野が極めて
限られているという問題がある。

【０００９】すなわち、従来のゾルゲル法による光触媒
膜の形成方法では、高活性であると同時に密着性、透明
性の優れた膜を低温で形成するのが困難であり、プラス
チック上に強固に密着するとともに透明性に優れた高活
性な光触媒膜を形成することができない。そのため、光
触媒の優れた機能を発揮させることができる分野が限ら
れてしまう。

【００１０】本発明は、上記に鑑み、高活性で強い膜強
度の光触媒膜を耐熱性の低いプラスチック上に設けるこ
とができるように、低温で光触媒膜を形成することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段では、耐熱性の低い基板に強固に高活性な光触媒膜を
形成するために、一般的な薄膜の形成方法である蒸着法
またはスパッタ法を採用するとともに、基板を加熱する
ことなく、しかも基板の温度上昇を抑制しながら成膜で
きるように、光触媒となる金属原料または金属酸化物原
料が置かれた空間内に存在する電子、イオン、活性粒子
のエネルギーを利用することにより低温で光触媒膜を形
成するものである。活性粒子とは、例えば分子や原子の
イオンや電子が存在する空間であるプラズマ中における
ラジカル（遊離原子）、励起された原子や分子であり、
化学的に極めて活性な粒子である。そして、これらを利
用するためには、低エネルギー励起線の形で基板に照射
すればよい。

【００１２】すなわち、蒸着法またはスパッタ法によっ
て金属原料または金属酸化物原料を分子レベルあるいは
原子レベルまで一旦分解し、基板上に成膜を行って光触
媒膜を形成するが、成膜時に励起線を照射することによ
って原料分子あるいは原料原子が高エネルギー状態にな
るため、形成される光触媒膜の結晶化を低温で促進する
ことができ、光触媒膜の結晶性がよくなって高活性化を
達成できる。また、励起線を基板に照射することによ
り、基板の表面が電子やイオンによりきれいになって表
面改質され、膜強度が高まる。

【００１３】このように、イオン線、電子線、ラジカル
線、プラズマのいずれか１つだけあるいはこれらを複数
組み合わせて使用した低エネルギー励起線を耐熱性の低
いプラスチック、ゴム、セラミックス等の基板に照射し
ながら、金属原料または金属酸化物原料を蒸着法または
スパッタ法によって基板に成膜するので、バインダーを
用いずに光触媒膜を直接形成でき、バインダー中に光触
媒が埋もれるといった問題がなく、高活性な光触媒膜が
形成される。また、従来のゾルゲル法では、光触媒膜を
結晶化させるために約５００℃以上の高温加熱が必要で
あるが、成膜時に励起線の照射によって原料が高エネル
ギー状態になるため、基板の加熱が不要となり、低温で
も良好に結晶化した膜を形成することができる。また、
原料としてチタンあるいは酸化チタンを用いて酸化チタ
ン光触媒膜を形成すると、透明な膜を容易に得ることが
できる。

【００１４】ここで、励起線における荷電粒子の運動エ
ネルギーを２００ｅＶ以下にしておくと、発明者らの検
討の結果、低温で高活性な光触媒膜を形成できることが
明らかになった。運動エネルギーが２００ｅＶを超える
と、成膜された膜がスパッタされるため、成膜速度が低
下して効率的な膜形成ができなくなる。また、高エネル
ギーの励起線照射になると、基板の表面温度が高くな
り、耐熱性の低い基板には適用できないという問題が生
じる。

【００１５】基板としてプラスチックを用いる場合、プ
ラスチック製基板の上に光触媒作用を受けない緩衝膜を
形成しておくとよい。そして、緩衝膜の上に光触媒膜を
形成する。なぜならば光触媒膜は高活性であるので、プ
ラスチックの上に光触媒膜を直接形成すると、光触媒作
用によってプラスチックが分解され、変質したり密着性
が低下するという問題がある。ところが、プラスチック
の上に蒸着法あるいはスパッタ法により一旦緩衝膜を形
成しておくと、その上に光触媒膜を形成しても緩衝膜は
光触媒によって分解されることはないため、光触媒の活
性によってプラスチックが分解されることを防ぐことが
できる。緩衝膜としては、例えばシリカ、アルミナ、金
属等の無機質材料を用いればよく、膜状に形成する。

【００１６】また、無機質材料の代わりに、光触媒作用
を受けないフッ素樹脂膜あるいはシリコーン樹脂膜を形
成してもよい。フッ素樹脂またはシリコーン樹脂は光触
媒によって分解されないので、この緩衝膜上に光触媒膜
を形成してもプラスチックはフッ素樹脂あるいはシリコ
ーン樹脂によって保護され、光触媒の活性によってプラ
スチックが分解されるのを防止することができる。

【００１７】使用するプラスチックとしては、ポリイミ
ド樹脂、ポリエステル樹脂、炭化水素系樹脂、ポリエー
テル樹脂、アクリル系樹脂とする。なお、ポリエステル
樹脂にはポリカーボネー卜樹脂を含む。炭化水素系樹脂
としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポ
リスチレン樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエ
ン・スチレン）樹脂がある。ポリエーテル樹脂として
は、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹
脂がある。アクリル系樹脂としてはメチルメタアクリレ
ート樹脂がある。さらに形状としては、板状の成型品あ
るいはフィルム状とされる。特に、フィルム状であると
フレキシビリティーに優れているので、そのフィルムに
光触媒膜を形成した光触媒シートを器具、機器、電化製
品、建材等の工業製品の任意の形状をした表面上に合わ
せて貼り付けることができ、容易に防汚、抗菌、浄化機
能を付与することができ、光触媒膜の活用を図れる。

【００１８】ところで、蒸着法やスパッタ法では、膜形
成時に基板を薄膜形成装置の真空室内に設置する必要が
ある。特に、光触媒形成面の表面積が大きい場合、真空
室に基板が収容できないことがある。また、真空室に収
容できる寸法であっても、真空室に収容できる基板の個
数が限られ、生産効率が悪いという問題がある。そこ
で、フィルム状の基板にすることにより、ロール状に巻
くことができるので、巻き付けたフィルムを引き出し
て、ロールツーロールに巻き取りながら光触媒膜を連続
して形成することが可能となる。そのため、生産効率が
向上して、生産コストを極めて安くすることができる。
しかも、このように作製したフィルムを所定の形状のシ
ートにして工業製品の表面に貼り付けるだけで光触媒膜
として使用できるので、光触媒の機能を必要とする工業
製品の材質にかかわらず、光触媒膜の形成に適したフィ
ルムを自由に選択することができるという利点がある。

【００１９】また、フッ素樹脂あるいはシリコーン樹脂
を基板として用いてもよく、この上に直接光触媒膜を形
成することができる。そして、これらの樹脂は比較的柔
軟性に優れているので、フィルム状とすることにより、
上記の如く生産効率が向上するとともに、基板と光触媒
膜との間に緩衝膜を形成する必要がなくなるので、膜形
成時間を短縮でき、生産コストを大幅に低減できる。

【００２０】そして、ポリイミド樹脂は、耐熱温度が約
３００℃と高く、耐熱性が要求される電化製品等の機器
の表面に貼り付けるのに適している。また、光触媒膜を
フィルム上に形成する際に、ポリイミド樹脂の耐熱温度
までフィルムを加熱することができるので、膜強度が高
くなり、特に光触媒膜とフィルムとの密着性が優れた信
頼性の高い光触媒シートを得ることができる。また、光
触媒膜形成時、励起線照射を行うのでフィルムの温度が
上昇するが、ポリイミド樹脂は耐熱温度が高いため励起
線を充分照射することができ、高活性な光触媒膜が比較
的容易に得られる。また、製造時の工程ばらつきによっ
てフィルムの温度が高くなっても、熱によってフィルム
が伸びたり劣化するといった問題が発生しにくく、品質
のよい光触媒膜が得られる。

【００２１】また、ポリエステル樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリプロピレン樹脂は、安価であると同時に透
明性の優れたフィルムを得られる。このため、透明な光
触媒シートを形成することができ、インテリア性に配慮
した光触媒膜を容易に作製できるという利点がある。ま
た、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂は、安価
であるが比較的耐熱性に優れており、製造時の工程ばら
つきによってフィルムの温度が上昇してもフィルムが変
形しにくく、また比較的高温の使用環境に耐えるという
特長があり、高品質な汎用性のある光触媒シートが得ら
れる。ＡＢＳ樹脂は、安価で家庭用電化製品の外装等に
大量に使用されているので、光触媒膜を形成したＡＢＳ
樹脂フィルムは、ＡＢＳ樹脂を使用した各種機器等に容
易に熱圧着をすることができ、同色にすると見栄えがよ
くなる。

【００２２】そして、本発明の光触媒膜はバインダーを
用いていないため透明な膜を形成可能であり、プラスチ
ック上に緩衝膜としてシリカなどの透明な膜を形成する
ことにより、透明な光触媒膜となる。このため、下地の
色を変えることにより、必要に応じて種々の色にするこ
とができ、インテリアを重視した用途に使用する場合に
最適である。特に、透明な樹脂フィルムを用いることで
透明な光触媒シートを容易に作製することができる。家
庭用の機器においてはインテリア性が求められるため、
必要に応じ種々の色にする必要があるが、透明な光触媒
シートを貼り付けると、各種機器等の色を損なうことな
くインテリア性に配慮でき、使用範囲が広がる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る光触媒膜
の形成に用いる薄膜形成装置を図１に示す。この装置は
電子ビーム蒸着装置であり、１は真空室、２は真空排気
口、３は電子線４を発生する電子線源、５は蒸着原料、
６は励起線源、７は基板ホルダ、８は基板、９は蒸発原
料、１０はバイアス電源である。

【００２４】そして、板状あるいはフィルム状のプラス
チック、ゴム、セラミックス等からなる基板８を基板ホ
ルダ７に固定し、るつぼに無機質材料からなる蒸着原料
５を入れ、真空排気して、励起線源６から酸素イオン、
酸素ラジカル、酸素プラズマの混合励起線を基板８に照
射する。これと同時に蒸着原料５に電子線４を当てて加
熱することにより蒸発させ、基板８上に付着させて緩衝
膜１１を形成する。ここで、無機質材料としては、光触
媒作用を受けない材料とされ、具体的にはシリカ、アル
ミナ、あるいはアルミニウム、銀、銅、亜鉛等の金属で
ある。

【００２５】なお、無機質材料の代わりにフッ素樹脂あ
るいはシリコーン樹脂を用いると、フッ素樹脂あるいは
シリコーン樹脂からなる緩衝膜１１が形成される。すな
わち、これらの樹脂は光触媒作用を受けず、基板８を光
触媒作用から保護する。

【００２６】次に、金属原料または金属酸化物原料から
なる蒸着材料５をるつぼに入れ、上記と同様の励起線を
基板８に向けて照射しながら、電子線４によって蒸着原
料５を蒸発させて分子あるいは原子に分解し、緩衝膜１
１の上に付着させて金属酸化物からなる光触媒の成膜を
行う。これによって、図２に示すような光触媒膜１２が
形成される。このとき、励起線によって基板８の上に付
着した原料が高エネルギー状態になり、基板８を加熱し
なくても成膜される光触媒膜１２の結晶化が進行する。
ここで、金属原料または金属酸化物原料としては、酸化
チタン、酸化タングステン、酸化バナジウム、酸化ジル
コニウム、またはチタン、タングステン等である。

【００２７】また、基板８として、光触媒によって分解
されないフッ素樹脂あるいはシリコーン樹脂を用いる場
合には、金属原料または金属酸化物原料からなる蒸着材
料５をるつぼに入れ、酸素、イオン、酸素ラジカル、酸
素プラズマの混合励起線を基板８に向けて照射しなが
ら、電子線４によって蒸着原料５を蒸発させて分子ある
いは原子に分解し、基板８上に直接付着させて金属酸化
物からなる光触媒の成膜を行う。これによって、図３に
示すような光触媒膜１２が形成される。

【００２８】このように、励起線を基板に照射しながら
成膜を行うことにより、低温で光触媒膜を形成すること
ができるので、耐熱性の低いプラスチック等の基板にも
光触媒膜を形成できる。そして、光触媒膜の結晶化が促
進され、単結晶に近くなって、欠陥が少なくなる。した
がって、結晶性の高い光触媒膜が得られ、活性が高くな
る。また、励起線によって基板の表面あるいは基板上に
形成された緩衝膜の表面がきれいにされるとともに凹凸
になるので、この表面上に形成される光触媒膜は強固に
付着することになり、膜強度が強くなる。なお、蒸着時
に導入ガスを必要としないので、形成装置の構造が簡単
となり、形成時間も短縮できる。

【００２９】そして、上記のようにプラスチック等の基
板上に光触媒膜を形成できるが、実際の使用に際して光
触媒作用を発揮させるには、電化製品等の工業製品の表
面に形成しなくてはならない。蒸着装置の真空室内に収
容できる小型の製品であれば、上記の形成方法によって
直接製品の表面に光触媒膜を形成すればよい。製品を真
空室内に収容できない場合には、基板をフィルム状とし
て、これに光触媒膜を形成して、製品の形状に応じた光
触媒シートにすると、製品の表面に貼り付けることが可
能となる。

【００３０】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多く
の修正および変更を加え得ることは勿論である。すなわ
ち、蒸着法に代わってスパッタ法を用いても、同様に励
起線を照射しながらスパッタリングを行って、光触媒膜
を形成することができる。

【００３１】

【実施例】（実施例１）ＳｉＯを蒸着材料として用い、
酸素イオン、酸素ラジカル、酸素プラズマの混合励起線
を６ｃｍ×３ｃｍのポリエステル樹脂の基板に照射しな
がら、ＥＢ（電子ビーム）蒸着法により酸化珪素（シリ
カ）からなる緩衝膜の成膜を行った。次に、ＴｉＯを蒸
着材料として用い、酸素イオン、酸素ラジカル、酸素プ
ラズマの混合励起線を基板に照射しながら、ＥＢ蒸着法
により酸化チタン光触媒の成膜を行った。このとき、基
板を保持している基板ホルダにＤＣ電圧を印可し、励起
線における荷電粒子の運動エネルギーが８０ｅＶになる
よう電圧調整を行った。励起線照射は、クライオバック
製の励起線源ＥＢＳ−２３を用いた。また、膜厚は３０
００Åとなるよう成膜時間を調整した。

【００３２】（実施例２）ＴｉＯを蒸着材料として用
い、酸素イオン、酸素ラジカル、酸素プラズマの混合励
起線を基板に照射しながら、ＥＢ蒸着法により酸化チタ
ン光触媒の成膜を行った。なお、基板は６ｃｍ×３ｃｍ
のシリコーン樹脂の基板を用い、励起線照射は、クライ
オバック製の励起線源ＥＢＳ−２３を用いた。成膜時基
板ホルダにＤＣ電圧を印可し、励起線における荷電粒子
の運動エネルギーが８０ｅＶになるよう調整した。ま
た、膜厚は３０００Åとなるよう成膜時間を調整した。

【００３３】（実施例３）ＴｉＯを蒸着材料として用
い、酸素イオン、酸素ラジカル、酸素プラズマの混合励
起線を基板に照射しながら、ＥＢ蒸着法により酸化チタ
ン光触媒の成膜を行った。なお、基板は６ｃｍ×３ｃｍ
のフッ素樹脂の基板を用い、励起線照射は、クライオバ
ック製の励起線源ＥＢＳ−２３を用いた。成膜時基板ホ
ルダにＤＣ電圧を印可し、励起線における荷電粒子の運
動エネルギーが８０ｅＶになるよう調整した。また、膜
厚は３０００Åとなるよう成膜時間を調整した。

【００３４】（比較例１）ＴｉＯを蒸着材料として用
い、ＥＢ蒸着法により酸化チタン光触媒の成膜を行なっ
た。この際、酸素ガス圧が５×１０^-5Ｔｏｒｒになるよ
うに酸素ガスを導入した。なお、基板は６ｃｍ×３ｃｍ
のシリコーン樹脂の基板を用いた。また、膜厚は３００
０Åとなるよう成膜時間を調整した。

【００３５】（比較例２）ＴｉＯを蒸着材料として用
い、酸素イオン、酸索ラジカル、酸素プラズマの混合励
起線を６ｃｍ×３ｃｍのポリエステル樹脂の基板に照射
しながら、ＥＢ蒸着法により酸化チタン光触媒の成膜を
行った。このとき、基板ホルダにＤＣ電圧を印可し、励
起線における荷電粒子の運動エネルギーが８０ｅＶにな
るよう電圧調整を行った。励起線照射は、クライオバッ
ク製の励起線源ＥＢＳ−２３を用いた。また、膜厚は３
０００Åとなるよう成膜時間を調整した。

【００３６】（比較例３）ＴｉＯを蒸着材料として用
い、酸素イオン、酸素ラジカル、酸索プラズマの混合励
起線を基板に照射しながら、ＥＢ蒸着法により酸化チタ
ン光触媒の成膜を行つた。なお、基板は６ｃｍ×３ｃｍ
のシリコーン樹脂の基板を用い、励起線照射は、クライ
オバック製の励起線源ＥＢＳ−２３を用いた。成膜時基
板ホルダにＤＣ電圧を印可し、励起線における荷電粒子
の運動エネルギーが２２０ｅＶになるよう調整した。ま
た、膜厚は３０００Åとなるよう成膜時間を調整した。

【００３７】５リットルの容器に実施例１〜３および比
較例１〜３で得たサンプルを別個に入れ、悪臭物質の１
つであるアセトアルデヒドを１００ｐｐｍの濃度となる
よう注入した。次に、６Ｗのブラックライトを用い、サ
ンプル表面の光触媒膜を紫外線で照射し、アセトアルデ
ヒド濃度が１ｐｐｍまで減少する時間を測定した。

【００３８】アセトアルデヒド分解速度測定後、ブラッ
クライトをサンプルに照射して、照射時間の合計が２４
０時間になるまで照射を続けた。その後、サンプルの変
色有無および指で擦って光触媒膜の剥離が発生しないか
どうかを調べた。その結果を表１に示す。また、各実施
例および比較例におけるサンプル作製後の基板変形の有
無および成膜速度も表１に示す。

【００３９】

【表１】ポリエステルフィルムにシリカの緩衝膜を形成した後、
荷電粒子の運動エネルギーを８０ｅＶに設定した励起線
を照射しながら、酸化チタン光触媒をＥＢ蒸着で形成し
た実施例１のサンプルでは、アセトアルデヒドが２．３
時間で分解した。基板としてシリコーン樹脂、フッ素樹
脂を用いた実施例２および３のサンプルでも、同レベル
のアセトアルデヒド分解速度が得られた。一方、酸化チ
タン成膜時、励起線を照射しなかった比較例１のサンプ
ルでは、アセトアルデヒド分解速度が１／１０以下と極
めて遅くなっている。また、ポリエステルフィルムの上
に緩衝膜を設けず、酸化チタン光触媒膜を直接成膜した
比較例２のサンプルでは、アセトアルデヒド分解速度は
実施例１〜３のサンプルと同レベルであるが、２４０時
間ブラックライト照射後に、基板の変色が見られた。ま
た、密着強度が低下し、膜の剥離が見られた。シリコー
ン樹脂やフッ素樹脂およびシリカは、光触媒による分解
作用をほとんど受けないが、ポリエステルは光触媒によ
る分解作用を受けるため、基板の変色や密着強度の低下
が発生したものと考えられる。

【００４０】酸化チタン光触媒膜形成時の励起線強度を
２００ｅＶ以上に大きくした比較例３のサンプルでは、
アセトアルデヒド分解速度は実施例１〜３のサンプルと
同レベルとなったが、成膜速度が実施例１〜３のサンプ
ルの半分以下となった。また、成膜後、基板が変形して
いた。すなわち、励起線強度が強すぎるため、基板上に
形成された膜が励起線によってスパッタされ、成膜速度
が小さくなっていると考えられる。また、励起線の照射
強度が強いため、基板の温度が高くなり、基板の熱変形
が生じたと考えられる。

【００４１】（実施例４）６ｃｍ×３ｃｍの白色ＡＢＳ
樹脂の基板表面に、実施例１によって作製した光触媒膜
のサンプルをエポキシ樹脂で接着した。

【００４２】（比較例４）６ｃｍ×３ｃｍの白色ＡＢＳ
樹脂の基板を比較例４として使用した。

【００４３】実施例４および比較例４のサンプルを１ｍ
³のアクリル製のボックスに入れ、たばこを１０本燃焼
させた。各サンプルをボックスから取り出した後、サン
プルの色を確認した。次に、サンプルから１０ｃｍの距
離をおいて６Ｗ白色蛍光灯を２４０時間照射した。その
後、各サンプルの色を調べた。結果を表２に示す。

【００４４】

【表２】実施例４および比較例４のサンプルはいずれも、蛍光灯
照射前はたばこの煙によって汚れて黄色の着色が見られ
た。しかし、実施例４のサンプルでは、蛍光灯照射後た
ばこによる黄色の着色が消えて白色になっており、光触
媒の作用による浄化作用が見られた。一方、光触媒膜を
形成していない比較例４のサンプルでは、蛍光灯照射後
もたばこ汚れが残ったままであり、着色が見られた。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よる光触媒膜形成方法では、励起線を照射をしながら成
膜を行うことにより、膜強度の高い高活性な光触媒膜を
低温で形成することができる。このため、耐熱温度の低
いＡＢＳ樹脂等のプラスチックにも高活性な光触媒膜を
形成することができる。

【００４６】ここで、基板として、無機質材料やフッ素
樹脂、シリコーン樹脂によって緩衝膜を形成したフィル
ム状基板、またはフッ素樹脂やシリコーン樹脂のフィル
ム自身を基板として用いると、膜強度の劣化が起きない
高信頼性の光触媒シートが得られる。このような光触媒
シートは柔軟性があるので、各種工業製品の表面に応じ
て容易に貼り付けることができ、防汚や脱臭といった光
触媒による機能をあらゆるところで発揮させることがで
きる。

【００４７】また、高活性であると同時に透明性の優れ
た光触媒膜を得ることができるため、ポリエステル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂などの
透明なフィルム上に光触媒膜を形成すると、透明な光触
媒シートを作製することができる。したがって、下地の
色調を変えることによって、光触媒シートは必要に応じ
て各種の色にすることができるので、インテリア性に配
慮した工業製品、特に電化製品等の家庭用機器に光触媒
の機能を付加する場合に適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光触媒膜を形成するための成膜装置の
概略構成図

【図２】緩衝膜を形成した光触媒シートの断面図

【図３】光触媒シートの断面図

【符号の説明】

１真空室２真空排気口３電子線源４電子線５蒸着原料６励起線源７基板ホルダ８基板９蒸発原料１０バイアス電源１１緩衝膜１２光触媒膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｊ 21/06 Ｂ０１Ｊ 37/02 ３０１Ｐ 35/02 ３０１Ｑ 37/02 ３０１Ｃ２３Ｃ 14/08 Ｅ 14/10 Ｃ２３Ｃ 14/08 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｊ 14/10 Ｇ１０２Ｄ１０４Ｚ (72)発明者松岡憲弘大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者小川倉一大阪府和泉市あゆみ野２丁目７番１号大阪府立産業技術総合研究所内 (72)発明者野坂俊紀大阪府和泉市あゆみ野２丁目７番１号大阪府立産業技術総合研究所内 (72)発明者岡本昭夫大阪府和泉市あゆみ野２丁目７番１号大阪府立産業技術総合研究所内 (72)発明者元木詮神奈川県横浜市都筑区池辺町3372 ＣＢＣイングス株式会社内 (72)発明者千葉忍神奈川県横浜市都筑区池辺町3372 ＣＢＣイングス株式会社内 (72)発明者高橋三樹夫神奈川県横浜市都筑区池辺町3372 ＣＢＣイングス株式会社内Ｆターム(参考） 4D048 AA06 AA17 AA22 AB01 AB02 AB03 BA06X BA07X BB03 BB20 4G069 AA03 AA08 AA11 BA03B BA04B BA22A BA22B BA48A BB06B CA01 CA02 CA08 CA10 CA11 CA13 CA17 DA06 EA08 FA03 FB02 4K029 AA11 AA25 BA46 BA48 BB02 BC00 BC07 CA01 CA05 CA08 CA09 DB05 DB21 FA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イオン、電子あるいは活性粒子の存在下
で、金属原料または金属酸化物原料を用いて蒸着法また
はスパッタ法によって基板上に成膜して光触媒膜を形成
することを特徴とする光触媒膜の形成方法。
【請求項２】イオン、電子、ラジカル、プラズマのう
ちいずれか１つあるいは複数を使用した低エネルギー励
起線を基板に照射しながら、金属原料または金属酸化物
を蒸着法またはスパッタ法によって基板上に成膜して金
属酸化物からなる光触媒膜を形成することを特徴とする
光触媒膜の形成方法。
【請求項３】励起線における荷電粒子の運動エネルギ
ーが２００ｅＶ以下であることを特徴とする請求項２記
載の光触媒膜の形成方法。
【請求項４】基板がプラスチックであることを特徴と
する請求項１、２または３記載の光触媒膜の形成方法。
【請求項５】プラスチックとして、フッ素樹脂あるい
はシリコーン樹脂を用いたことを特徴とする請求項４記
載の光触媒膜の形成方法。
【請求項６】基板上に光触媒作用を受けない材料から
なる緩衝膜を形成して、この上に光触媒膜を形成するこ
とを特徴とする請求項４記載の光触媒膜の形成方法。
【請求項７】緩衝膜が無機質膜、フッ素樹脂膜あるい
はシリコーン樹脂膜のいずれかであることを特徴とする
請求項６記載の光触媒膜の形成方法。
【請求項８】緩衝膜が透明であることを特徴とする請
求項６または７記載の光触媒膜の形成方法。
【請求項９】基板がフィルム状であることを特徴とす
る請求項４〜８のいずれかに記載の光触媒膜の形成方
法。
【請求項１０】基板がポリイミド樹脂、ポリエステル
樹脂、炭化水素系樹脂のいずれかであることを特徴とす
る請求項６〜８のいずれかに記載の光触媒膜の形成方
法。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかに記載され
た方法で光触媒膜をフィルム状の基板に形成してなるこ
とを特徴とする光触媒シート。