JPH08296060A

JPH08296060A - 抗菌・抗黴性のアルミニウム建築材及びそれを用いた建具

Info

Publication number: JPH08296060A
Application number: JP7119063A
Authority: JP
Inventors: Hideo Fukui; 英夫福井; Masashi Yamaguchi; 正志山口; Masayuki Kobayashi; 正幸小林
Original assignee: YKK Corp; Yoshida Kogyo KK
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 1995-04-21
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 1996-11-12
Anticipated expiration: 2016-09-17
Also published as: JP3210544B2

Abstract

(57)【要約】【目的】抗菌・抗黴性の膜がアルミ合金基材表面を腐
食することなくかつ高い密着強度でコーティングされた
抗菌・抗黴性のアルミ建築材、及び自己浄化機能を有
し、細菌や黴の繁殖を防いで室内環境を清浄化する機能
を有する建具ユニットを提供する。【構成】アルミ合金基材１の表面に陽極酸化皮膜２を
形成し、さらに該陽極酸化皮膜上に光触媒作用を有する
半導体を含む薄膜１０ｄをコーティングしてなるアルミ
建築材が提供される。さらに、このようなアルミ建築材
から作製した框材もしくは枠材と、表面に光触媒作用を
有する半導体を含む薄膜をコーティングしてなるパネル
材と、光触媒作用を有する半導体微粒子を含有する水密
気密材とから構成される建具が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抗菌・抗黴性のアルミ
ニウム又はアルミニウム合金製の建築材（以下、アルミ
建築材と略称する。）に関し、さらに詳しくは、その表
面に形成した陽極酸化皮膜上に光触媒作用を有する半導
体あるいはさらに抗菌性金属をコーティングしてなる抗
菌・抗黴性に優れたアルミ建築材、及びそれを用いた建
具に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＭＲＳＡ（メチシリン耐性黄色ブ
ドウ球菌）等の院内感染が問題視されるようになってき
ている。院内感染の多くは日和見感染症であり、ウィル
ス、細菌、原虫、黴等が、抵抗力や免疫力が低下した人
体の中で急に活発化して発症する感染症である。例えば
ＭＲＳＡの感染に関して言えば、その菌は主に患者や院
内従事者の体、スリッパ、医療器具等を介して病院内に
広がるようだが、空気中の塵埃に菌が付着して空気感染
を起こすこともある。そのため、院内感染を防ぐには室
内空気全体を殺菌、浄化処理する必要があり、従来、薬
品による消毒や空気清浄器に頼ってきた。しかしながら
消毒においては、薬品を用いるため人体への影響も無視
できず、薬品の臭いも不快感を与えるといった問題があ
り、また、作業が容易でない等の理由から頻繁に行うわ
けにもいかなかった。一方、空気清浄器による院内の浄
化は比較的容易ではあるが、空気中の塵埃等を静電気に
より除去する原理であるため、細菌、黴、及びそれに付
随する臭気等は除去しにくいといった問題があった。ま
た、煙草のヤニがサッシ、パネル材等の建築部材表面に
付着し汚れた場合、美観を損ねるだけでなく、その部分
に細菌が付着し繁殖し易いという問題もあった。

【０００３】ところで、ＴｉＯ₂ に代表される光触媒作
用を有する半導体微粒子が抗菌・抗黴作用を有すること
は従来から知られており、最近ではそれらを利用して、
細菌や黴が繁殖しにくい様々な材料が研究、開発されて
いる。例えば、特開平２−６３３３号公報には酸化チタ
ンの粒子表面に銅、亜鉛等の抗菌性金属を担持させた抗
菌性粉末について開示されており、この粉末を樹脂、ゴ
ム、ガラス等に配合することによって抗菌性組成物が得
られ、また、公知の方法により、電機機器、家具調度
品、室内装飾材、食品等の包装資材等の抗菌性処理のほ
か、環境衛生施設、機器類の抗菌剤等として上記粉末を
利用できると教示している。特開平６−６５０１２号公
報には、銀、銅、亜鉛、白金等の金属を含有した酸化チ
タン膜をコンクリート、ガラス、プラスチック、セラミ
ックス、金属等の材質からなる基板にコーティングする
ことによって、該基板において雑菌及び黴の繁殖を防止
できる旨が開示されている。さらに特開平４−３０７０
６６号公報には、パネルの裏面に光触媒を付設し、該パ
ネルの裏側に短波長光ランプを配置し、このランプから
光触媒へ紫外線照射することによって、光触媒を活性化
し、パネルが設置された室内の脱臭を図るという、光触
媒による室内空気のリフレッシュ法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−３０７０６６号公報に記載の室内の脱臭を目的とし
た脱臭パネル機構は、前述した通り紫外線ランプを設置
する必要があり、この様に特別な光源を用いた場合、光
源のメンテナンスをしなければならない点や電気代など
のランニングコストがかかるという欠点がある。また、
紫外線ランプを室内に配置するのは危険であり、周りに
ある内装材や家具の色褪せを招くことにもなる。また、
アルミニウム又はアルミニウム合金（以下、アルミ合金
という）製の建築部材、例えばパネル材上に酸化チタン
等の光触媒をコーティングすると、光触媒の強い酸化還
元作用によってパネル表面が腐食（酸化）され易いとい
う問題がある。また、アルミ合金基材と光触媒の充分な
密着性が得られず、コーティングした光触媒の膜が剥離
し易いという問題がある。

【０００５】従って、本発明の目的は、特別の装置を要
することなくメンテナンスフリーであり、しかも抗菌・
抗黴性の膜がアルミ合金基材表面を腐食することなくか
つ高い密着強度でコーティングされた抗菌・抗黴性のア
ルミ建築材を提供することにある。さらに本発明の目的
は、空気清浄器など特別な装置を必要とせず、しかも薬
品による消毒などを行わなくても、自己浄化機能を有
し、細菌や黴の繁殖を防いで室内環境を清浄化する機能
を有する建具ユニットを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の一側面によれば、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金からなる基材の表面に陽極酸化皮膜を形成
し、さらに該陽極酸化皮膜上に光触媒作用を有する半導
体を含む薄膜をコーティングしてなるアルミ建築材が提
供される。好適な態様においては、前記光触媒作用を有
する半導体を含む薄膜の上にさらにＡｇ、Ｃｕ等の抗菌
性の金属をコーティングすることにより、より一層抗菌
・抗黴性に優れたアルミ建築材が提供される。

【０００７】さらに本発明の他の側面によれば、このよ
うなアルミ建築材を用いた建具ユニットも提供される。
その一態様によれば、アルミニウム又はアルミニウム合
金からなる基材の表面に陽極酸化皮膜を形成し、さらに
該陽極酸化皮膜上に光触媒作用を有する半導体を含む薄
膜をコーティングしてなる框材もしくは枠材と、表面に
光触媒作用を有する半導体を含む薄膜をコーティングし
てなるパネル材と、光触媒作用を有する半導体微粒子を
含有する水密気密材とから構成される建具が提供され
る。好適な態様においては、上記パネル材が窓ガラスパ
ネル材である建具が提供される。

【０００８】

【発明の作用及び態様】前記したように、アルミ合金地
金に直接、光触媒作用を有する半導体膜（以下、光触媒
膜という）をコーティングすると、光触媒膜の強い酸化
還元作用によってアルミ合金地金表面が腐食（酸化）さ
れてしまい、また、光触媒膜とアルミ合金地金との密着
性が悪く、衝撃を受けた場合に光触媒膜が剥離してしま
うという問題がある。このような問題を解決するために
は、光触媒膜とアルミ合金地金の間に、光触媒膜の有す
る強い酸化還元作用をバリヤーし、しかも光触媒膜とア
ルミ合金地金との密着性を強めるアンカー効果を有する
膜を介在させる必要がある。このような中間膜として、
本発明のアルミ建築材は、アルミ合金表面に一体的に形
成された微多孔質の陽極酸化皮膜を利用するものであ
る。すなわち、本発明のアルミ建築材は、アルミ合金か
らなる基材の表面に陽極酸化皮膜を形成し、さらに該陽
極酸化皮膜上に光触媒膜をコーティングしたものであ
る。陽極酸化皮膜は絶縁膜であり、しかも表面に直径約
５ｎｍ〜２５０ｎｍの細孔が無数に開いた微多孔質で、
しかも凹凸のある構造を有している。従って、その絶縁
効果によってアルミ合金地金に対する光触媒膜の酸化還
元作用がバリヤーされ、しかも、微多孔質構造によるア
ンカー効果によって、コーティングされる光触媒膜のア
ルミ合金地金に対する密着性を向上させることができ
る。

【０００９】このように、本発明のアルミ建築材は、光
触媒膜の有する強い酸化還元作用をバリヤーし、しかも
光触媒膜とアルミ合金地金との密着性を強めるアンカー
効果を有する微多孔質の陽極酸化皮膜の上に光触媒膜を
コーティングしたものであるため、アルミ合金地金表面
の腐食（酸化）や光触媒膜の剥離といった問題もなく、
また、光が当たる材料表面の光触媒膜には充分な量の半
導体が存在するため、優れた抗菌・抗黴作用を示す。す
なわち、材料表面に露出している半導体微粒子、例えば
ＴｉＯ₂ に太陽光線や蛍光灯の光が照射されると、Ｔｉ
Ｏ₂ 表面に正孔（ｈ⁺ ）及び励起電子（ｅ^- ）が生じ、
光触媒作用を示す。すなわち、この正孔の作用により空
気中の酸素が還元され、酸素ラジカルを生ずる。この酸
素ラジカルは優れた殺菌作用を有し、その結果、黴等が
発生しにくくなる。

【００１０】また、上記のように抗菌・抗黴性に優れる
アルミ建築材から框材もしくは枠材を作製し、これを、
同様に抗菌・抗黴性を付与した他の部材、例えば、表面
に光触媒作用を有する半導体を含む薄膜をコーティング
してなるパネル材や、光触媒作用を有する半導体微粒子
を含有する水密気密材と組み合わせて建具ユニットを構
成することにより、抗菌・抗黴効果が一層高まり、これ
らの部材の表面に限らず、このような建築部材で構成さ
れる室内空間全体を衛生的に保つことができる。すなわ
ち、建具内面全体に光触媒膜をコーティングすることに
より、日中は太陽光線が照射されるし、夜間でも蛍光灯
の光が照射されるため、コーティング面は常に光触媒機
能を発揮することになり、前記した原理によって抗菌・
抗黴作用を示す面となる。また、室内空気は、常に対流
しているため建具内面に接しており、このようにして建
具内面に触れることにより清浄化される。

【００１１】アルミ合金表面に形成する陽極酸化皮膜の
膜厚としては、０．００１〜３０μｍが好ましい。膜厚
が０．００１μｍより薄いと充分なアンカー効果を発揮
できず、逆に、３０μｍより厚くなると、衝撃を受けた
ときに陽極酸化皮膜がアルミ合金地金から剥がれてしま
う恐れがある。陽極酸化処理は、硫酸、クロム酸、リン
酸等の無機酸やシュウ酸、スルホサリチル酸、マロン酸
等の有機酸、あるいはこれらの混酸からなる電解液を用
いて従来公知の方法に従って行うことができ、微多孔質
の陽極酸化皮膜を形成できればよく、特に限定されるも
のではない。

【００１２】上記アルミ合金表面に形成した陽極酸化皮
膜上にコーティングされる半導体としては、電子−正孔
移動度比が比較的大きく、上記のような光触媒作用を有
する半導体であればいずれも使用可能であり、例えばＴ
ｉＯ₂ 、ＲｕＯ₂ 、Ｃｓ₃ Ｓｂ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、
ＧａＡｓ等が挙げられるが、これらの中でも特にＴｉＯ
₂ が好ましい。このような光触媒作用を有する半導体の
コーティング方法としては、スパッタ法、溶射法、レー
ザーアブレーション法、ゾル−ゲル法、メッキ法など種
々の方法を用いることができる。このような方法によっ
て、アルミ合金表面の陽極酸化皮膜上に光触媒膜がコー
ティングされると共に、半導体微粒子の一部が陽極酸化
皮膜の微細孔内に析着・充填され、あるいは陽極酸化皮
膜の微細孔が封止され、極めて密着強度の高い光触媒膜
が形成される。

【００１３】陽極酸化皮膜上への光触媒膜のコーティン
グ態様の幾つかの例を図１乃至図５に示す。図５に示す
ように、アルミ合金地金１表面に形成された陽極酸化皮
膜２は六角柱状のセル４の集合体である。セル４の中央
にはアルミ合金地金１に垂直な細孔３が形成されてお
り、細孔３の底部にはアルミ合金地金１と接して略椀状
のバリヤー層５が形成されている。このような構造の陽
極酸化皮膜上に光触媒膜をコーティングする場合、コー
ティング方法やコーティングする半導体微粒子の粒径等
により、図１乃至図５に示すような種々の態様のコーテ
ィング膜が得られる。図１は、陽極酸化皮膜２の細孔３
内に半導体微粒子が析着・充填されると共にその表面に
膜状にコーティングされ、このようにコーティングされ
た光触媒膜１０ａによって陽極酸化皮膜２の細孔３が封
止された態様を示している。図２及び図３は、陽極酸化
皮膜２の細孔３内に一部が入り込んでいるが、実質的に
陽極酸化皮膜２上にその細孔３を塞ぐように光触媒膜１
０ｂ、１０ｃがコーティングされた態様を示しており、
図２の場合は光触媒膜１０ｂの表面が平滑に、図３の場
合は光触媒膜１０ｃの表面が凹凸状に形成されている。

【００１４】一方、図４及び図５は、陽極酸化皮膜２の
細孔３底部に半導体微粒子１０ｅが析着していると共
に、その表面に細孔３を完全に塞ぐことなく析着して、
多孔質の光触媒膜１０ｄがコーティングされている態様
を示している。このようなコーティング態様は、特にス
パッタ法を用いた場合に形成され易い。すなわち、陽極
酸化皮膜のセル壁は細孔に対して全ゆる方向から飛来す
るスパッタ粒子に対するバリヤーとして働き、細孔内へ
の粒子の堆積は少なくなる。逆に、陽極酸化皮膜２のセ
ル壁頂部に選択的に堆積し、図４及び図５に示すような
多孔質のコーティング膜が得られる。本発明による陽極
酸化皮膜上への光触媒膜のコーティング態様は前記した
例に限定されるものではなく、本発明の目的とする効果
が得られる限り、種々のコーティング態様を採用でき
る。

【００１５】陽極酸化皮膜を形成したアルミ合金基材上
にコーティングされる光触媒膜の膜厚は、数ｎｍ〜１μ
ｍが適当である。膜厚が厚いほど光触媒作用が高く、従
って抗菌・抗黴性が高くなるが、１μｍ以上の膜厚にな
ると基材表面から剥離し易くなるので好ましくない。特
に光触媒膜をコーティングした建築材に穴を開けたり、
切断したりする加工時や、施工時に剥離が起きやすくな
る。一方、膜厚が薄くなれば光触媒作用も弱まり、充分
な抗菌・抗黴作用を発揮できなくなるため、数ｎｍ以
上、好ましくは１０ｎｍ以上が望ましい。

【００１６】さらに本発明によれば、前記のようにアル
ミ合金基材表面の陽極酸化皮膜上に上記光触媒膜をコー
ティングした後、さらにＡｇ、Ｃｕ等の抗菌作用を有す
る金属をコーティングすることにより、より一層抗菌・
抗黴効果に優れたアルミ建築材が提供される。それによ
って、夜間、蛍光灯の明りが消えても抗菌性が維持さ
れ、室内空間全体を常に衛生的に保つことができる。上
記抗菌作用を有する金属のコーティング方法としても、
前記光触媒膜のコーティング方法と同様に、スパッタ
法、溶射法、レーザーアブレーション法、ゾル−ゲル
法、メッキ法等種々の方法を用いることができる。

【００１７】コーティングされる抗菌性金属膜の膜厚
は、１μｍ以下とする必要がある。前記した光触媒膜の
場合と同様に、抗菌性金属膜の場合もその膜厚が厚いほ
ど抗菌作用は強くなるが、１μｍを超えると建築材表面
に金属色が付き始め、美観上の問題が生じるほか、光の
透過を遮断し、下地にある光触媒膜の抗菌・抗黴作用を
低下させることにもなる。従って、抗菌性金属膜の膜厚
は、１μｍ以下とする必要があり、好ましくは１〜１０
０ｎｍ、特に好ましくは１〜１０ｎｍである。また、こ
のような抗菌性金属は、必ずしも建築材表面に膜状に付
着させる必要はなく、下地の光触媒膜への光の透過性を
考慮した場合、島状に分散して付着させる方が好まし
い。

【００１８】さらに本発明の他の態様によれば、このよ
うなアルミ建築材から作製した框材もしくは枠材と、表
面に光触媒作用を有する半導体を含む薄膜をコーティン
グしてなるパネル材と、光触媒作用を有する半導体微粒
子を含有する水密気密材とから構成される建具ユニット
が提供される。このような建築部材を組み合わせて建具
ユニットを構成することにより、抗菌・抗黴効果が一層
高まり、これらの部材の表面に限らず、このような建築
部材で構成される室内空間全体を衛生的に保つことがで
きる。上記パネル材としては種々の材質のものを用いる
ことができるが、前記したアルミ建築材と同様に、アル
ミ合金からなる基材の表面に陽極酸化皮膜を形成し、さ
らに該陽極酸化皮膜上に光触媒膜をコーティングしてな
るパネル材、あるいはまた、上記光触媒膜の上にさらに
Ａｇ、Ｃｕ等の抗菌性の金属膜をコーティングしてなる
金属パネル材、合成樹脂からなる基材の表面に光触媒膜
又は光触媒膜と上記抗菌性金属膜をコーティングした樹
脂パネル材、ガラスからなる基材の表面に光触媒膜又は
光触媒膜と上記抗菌性金属膜をコーティングしたガラス
パネル材などを用いることが好ましい。

【００１９】特に窓ガラスパネル材に光触媒膜をコーテ
ィングする方法としては、前記したようなスパッタ法等
の蒸着法や、ゾル−ゲル法、メッキ法などを用いること
ができ、その膜厚は数ｎｍ〜１μｍが適当である。膜厚
が厚いほど光触媒作用が高く、従って抗菌・抗黴性が高
くなるが、１μｍ以上の膜厚になるとガラス表面から剥
離し易くなるので好ましくない。一方、膜厚が薄くなれ
ば光触媒作用も弱まるため、数ｎｍ以上、好ましくは１
０ｎｍ以上が望ましい。また、このように光触媒膜がコ
ーティングされた窓ガラスパネル材の表面に、さらに
銅、銀、白金等の抗菌性を有する金属を、上記光触媒膜
のコーティングと同様の方法によりコーティングするこ
ともできる。それによって、夜間、蛍光灯の明りが消え
ても抗菌性が維持される。抗菌性金属膜の膜厚は、１〜
１０ｎｍが適当である。抗菌性金属膜の膜厚が厚いほど
抗菌作用は強くなるが、１０ｎｍを超えると光の透過性
が減少し、窓として機能しなくなる。また、下地にある
光触媒膜の抗菌・抗黴作用を低下させることにもなる。
従って、抗菌性金属膜の膜厚は、１〜１０ｎｍが適当で
ある。また、このような抗菌性金属は、必ずしも窓ガラ
スパネル材表面に膜状に付着させる必要はなく、光の透
過性を考慮した場合、島状に分散して付着させる方が好
ましい。

【００２０】前記水密気密材は、ゴムや樹脂等の高分子
材料基材中に半導体微粒子を分散させ、抗菌・抗黴性を
付与したものである。特に、窓ガラスパネル材の固定部
として用いられているガスケット部は、結露水や汚れ等
が溜り易く、それにより黴が生えて黒ずんでしまい、衛
生的でないだけでなく、美観的にも悪くなってしまうと
いう問題があったが、本発明の水密気密材を用いること
により、このような問題を解消できる。高分子基材中に
半導体微粒子を混在させる態様としては、光触媒作用を
有する半導体微粒子を基材の少なくとも一方の表面に向
かって多くなるように混在させたり、あるいは、光触媒
作用を有する半導体微粒子が混在した高分子材料からな
る層と上記半導体微粒子が混在していない高分子材料か
らなる層の二層構造とするなど、種々の態様を採用でき
る。このように、材料の表層部には充分な量の半導体微
粒子が存在するが、内部にはできるだけ存在しないよう
にすることにより、半導体微粒子の配合量を減らし、半
導体微粒子を多量に配合した時の材料の伸びや強度等の
機械的特性の低下といった問題を解決することができ
る。また、光が当たる材料の表層部には充分な量の半導
体微粒子が存在するため、優れた抗菌・抗黴作用を発揮
させることができる。

【００２１】混合される半導体微粒子の割合は、高分子
基材に対し０．０１〜１０００重量％の範囲にあること
が好ましい。０．０１重量％より少なくなると光触媒特
性を発揮する半導体微粒子の量が不足し、ひいては水密
気密材の充分な抗菌・抗黴性が得られず、一方、１００
０重量％を超えると抗菌・抗黴性の発揮に関しては問題
ないが、水密気密材の機械的特性が著しく低下する。使
用する半導体微粉末の粒径は、１ｎｍ〜１００μｍ、好
ましくは５ｎｍ〜１０μｍが適当である。粒径が１ｎｍ
より小さくなると量子サイズ効果によりバンドキャップ
が大きくなり、紫外線などのエネルギーの大きな光の照
射下でないと光触媒性能が得られないといった問題があ
る。また、粒径があまりに小さ過ぎると取り扱いが困難
であったり、分散性が悪くなるという問題も生じてく
る。取扱性の点からは５ｎｍ以上の粒径が好ましい。一
方、粒径が１００μｍを超えると、材料表面に比較的大
きな半導体微粒子が存在することになるため、表面の滑
らかさが乏しくなり、また材料表面に露出した粒子が脱
落し易くもなる。材料表面の平滑さ等を考慮すると１０
μｍ以下の粒径が好ましい。

【００２２】水密気密材の基材となる高分子材料として
は、塩化ビニル樹脂、アクリルゴム、ニトリルゴム（Ｎ
ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレン・ブタジエン
ゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンターポリマー（Ｅ
ＰＤＭ）等の適度の柔軟性と強度を有するものであれば
特に限定されず、用途に応じて適宜選定することができ
る。本発明の水密気密材をガスケット部材として用いる
場合、上記高分子材料としてもガスケットに従来用いら
れている各種樹脂やゴムを好適に用いることができる。

【００２３】本発明の水密気密材には、さらに抗菌性を
向上させる材料として前記半導体微粒子以外に銅、銀、
白金等の抗菌性を有する金属微粒子を含有させてもよ
い。これらの金属は、光の照射がなくても抗菌性を発揮
するので、これらの抗菌性金属が表層部に存在する建築
用水密気密材は、夜間、蛍光灯の明りが消えても抗菌・
抗黴性が維持されることになる。尚、これらの抗菌性金
属の大きさ、形状や高分子材料への添加方法も前述した
光触媒作用を示す半導体微粒子の場合と同様であり、ま
た、その含有量は、一緒に混在する半導体微粒子との合
計量で、高分子材料に対し０．０１〜１０００重量％の
範囲にあることが望ましい。

【００２４】

【実施例】以下、実施例及び比較例を示して本発明につ
いて具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定さ
れるものでないことはもとよりである。

【００２５】実施例１硫酸電解浴中で膜厚１０μｍの陽極酸化皮膜を形成した
Ａｌ板上に、光触媒であるＴｉＯ₂ の膜を膜厚が０．１
μｍとなるようにコーティングした。コーティングに際
してはＲＦマグネトロンスパッタ装置を使用し、以下の
条件でコーティングを行った。ターゲット：Ｔｉスパッタガス：Ａｒ＋Ｏ₂ ガス圧（全圧）：０．５Ｐａ（Ｏ₂ 分圧：５×１０^-3Ｐ
ａ）スパッタ時間：３０分

【００２６】実施例２硫酸電解浴中で膜厚１５μｍの陽極酸化皮膜を形成した
Ａｌ板上に、光触媒であるＴｉＯ₂ の膜を膜厚が０．１
μｍとなるようにコーティングした。コーティングは、
実施例１で用いたものと同じＲＦマグネトロンスパッタ
装置を使用し、スパッタ時間を２０分間とした以外は実
施例１と同じ条件で行った。

【００２７】比較例陽極酸化皮膜を形成していないＡｌ板上に、光触媒であ
るＴｉＯ₂ の膜を膜厚が０．１μｍとなるようにコーテ
ィングした。コーティングは、実施例１で用いたものと
同じＲＦマグネトロンスパッタ装置を使用し、同じ条件
でコーティングを行った。

【００２８】抗黴性評価：実施例１、２及び比較例で得
られたＴｉＯ₂ 膜をコーティングしたＡｌ板の抗黴効果
を調べるため、温度２５℃、湿度９０％に保った大気雰
囲気に５０日間暴露した。ＴｉＯ₂ コーティング面上の
黴の占有面積の経時変化を図６に示す。

【００２９】密着性評価：実施例１、２及び比較例で得
られたＴｉＯ₂ 膜をコーティングしたＡｌ板に対し、Ｊ
ＩＳＨ８６０２の５．８項に記載のセロハン粘着テ
ープを用いた塗膜の付着性試験（粘着テープ試験）を行
い、またＪＩＳＨ８５０４に規定する方法に従って
スクラッチ試験を行い、それぞれＴｉＯ₂ 膜の密着性を
テストした。その結果を表１に示す。

【表１】

【００３０】図６から分かるように、ＴｉＯ₂ 膜でコー
ティングされたＡｌ板はいずれも抗黴効果が有り、Ｔｉ
Ｏ₂ 膜がコーティングされるＡｌ板に陽極酸化皮膜が形
成されたかどうかは抗黴効果に影響していない。しかし
ながら、表１に示す密着性試験の結果から明らかなよう
に、陽極酸化皮膜が形成されていないＡｌ板に直接Ｔｉ
Ｏ₂ 膜が形成された場合には、その密着性が弱く、密着
性試験においてＴｉＯ₂ 膜の剥離が生じた。これに対し
て、実施例１及び２のように、Ａｌ板上に形成された陽
極酸化皮膜上にＴｉＯ₂ 膜をコーティングした場合、Ｔ
ｉＯ₂ 膜の密着強度が向上し、密着性試験においても全
く剥離を生ずることはなかった。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明のアルミ建築材
は、アルミ合金からなる基材の表面に、光触媒膜の強い
酸化還元作用に対するバリヤーとして機能し、しかも光
触媒膜とアルミ合金地金との密着性を強めるアンカー効
果を有する微多孔質の陽極酸化皮膜を形成し、さらに該
陽極酸化皮膜上に光触媒膜をコーティングしたものであ
るため、アルミ合金地金表面の腐食（酸化）や光触媒膜
の剥離といった問題もなく、また、光が当たる材料表面
の光触媒膜には充分な量の半導体が存在するため、優れ
た抗菌・抗黴作用を示す。従って、本発明によれば、特
別の装置を要することなくメンテナンスフリーであり、
しかも抗菌・抗黴性の膜がアルミ合金基材表面を腐食す
ることなくかつ高い密着強度でコーティングされた自己
浄化性のアルミ建築材が提供される。また、上記のよう
に抗菌・抗黴性に優れるアルミ建築材から框材もしくは
枠材を作製し、これを、同様に抗菌・抗黴性を付与した
他のパネル材や水密気密材と組み合わせて建具ユニット
を構成することにより、抗菌・抗黴効果が一層高まり、
これらの部材の表面に限らず、このような建築部材で構
成される室内空間全体を清浄化でき、長期間に亘って衛
生的に保つことができる。さらに本発明によれば、前記
框材もしくは枠材や、パネル材及び水密気密材上に上記
光触媒膜をコーティングした後、さらにＡｇ、Ｃｕ等の
抗菌作用を有する金属をコーティングすることにより、
夜間、蛍光灯の明りが消えても抗菌性が維持され、室内
空間全体を常時衛生的に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】陽極酸化皮膜上への光触媒膜のコーティング態
様の一例を示す部分断面図である。

【図２】陽極酸化皮膜上への光触媒膜のコーティング態
様の他の例を示す部分断面図である。

【図３】陽極酸化皮膜上への光触媒膜のコーティング態
様のさらに他の例を示す部分断面図である。

【図４】陽極酸化皮膜上への光触媒膜のコーティング態
様の別の例を示す部分断面図である。

【図５】図４に示す態様の陽極酸化皮膜上に光触媒膜が
コーティングされた状態を示す部分断面斜視図である。

【図６】実施例１、２及び比較例で得られたＴｉＯ₂ 膜
コーティングＡｌ板上の黴占有面積の経時変化を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１アルミ合金地金２陽極酸化皮膜３細孔４セル５バリヤー層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ光触媒膜

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【手続補正書】

【提出日】平成８年７月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−３０７０６６号公報に記載の室内の脱臭を目的とし
た脱臭パネル機構は、前述した通り紫外線ランプを設置
する必要があり、この様に特別な光源を用いた場合、光
源のメンテナンスをしなければならない点や電気代など
のランニングコストがかかるという欠点がある。また、
紫外線ランプを室内に配置するのは危険であり、周りに
ある内装材や家具の色褪せを招くことにもなる。また、
アルミニウム又はアルミニウム合金（以下、アルミ合金
という）製の建築部材、例えばパネル材上に酸化チタン
等の光触媒をコーティングすると、アルミ合金基材と光
触媒の充分な密着性が得られず、コーティングした光触
媒の膜が剥離し易いという問題がある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】従って、本発明の目的は、特別の装置を要
することなくメンテナンスフリーであり、しかも抗菌・
抗黴性の膜が高い密着強度でコーティングされた抗菌・
抗黴性のアルミ建築材を提供することにある。さらに本
発明の目的は、空気清浄器など特別な装置を必要とせ
ず、しかも薬品による消毒などを行わなくても、自己浄
化機能を有し、細菌や黴の繁殖を防いで室内環境を清浄
化する機能を有する建具ユニットを提供することにあ
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】

【発明の作用及び態様】前記したように、アルミ合金地
金に直接、光触媒作用を有する半導体を含む膜（以下、
光触媒膜という）をコーティングすると、光触媒膜とア
ルミ合金地金との密着性が悪く、衝撃を受けた場合に光
触媒膜が剥離してしまうという問題がある。このような
問題を解決するためには、光触媒膜とアルミ合金地金の
間に、光触媒膜とアルミ合金地金との密着性を強めるア
ンカー効果を有する膜を介在させる必要がある。このよ
うな中間膜として、本発明のアルミ建築材は、アルミ合
金表面に一体的に形成された微多孔質の陽極酸化皮膜を
利用するものである。すなわち、本発明のアルミ建築材
は、アルミ合金からなる基材の表面に陽極酸化皮膜を形
成し、さらに該陽極酸化皮膜上に光触媒膜をコーティン
グしたものである。陽極酸化皮膜は絶縁膜であり、しか
も表面に直径約５ｎｍ〜２５０ｎｍの細孔が無数に開い
た微多孔質で、しかも凹凸のある構造を有している。従
って、微多孔質構造によるアンカー効果によって、コー
ティングされる光触媒膜のアルミ合金地金に対する密着
性を向上させることができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】このように、本発明のアルミ建築材は、光
触媒膜とアルミ合金地金との密着性を強めるアンカー効
果を有する微多孔質の陽極酸化皮膜の上に光触媒膜をコ
ーティングしたものであるため、光触媒膜の剥離といっ
た問題もなく、また、光が当たる材料表面の光触媒膜に
は充分な量の半導体が存在するため、優れた抗菌・抗黴
作用を示す。すなわち、材料表面に露出している半導体
微粒子、例えばＴｉＯ_２に太陽光線や蛍光灯の光が照射
されると、ＴｉＯ_２表面に正孔（ｈ^＋）及び励起電子
（ｅ⁻）が生じ、光触媒作用を示す。すなわち、この電
子の作用により空気中の酸素が還元され、酸素ラジカル
を生じ、また正孔の作用によって水が酸化され、ＯＨラ
ジカルを生ずる。これらの活酸素は優れた殺菌作用を有
し、その結果、黴等が発生しにくくなる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】アルミ合金表面に形成する陽極酸化皮膜の
膜厚としては、０．００１〜３０μｍが好ましい。膜厚
が０．００１μｍより薄いと充分なアンカー効果を発揮
できず、逆に、３０μｍより厚くなると、衝撃を受けた
ときに陽極酸化皮膜がアルミ合金地金から剥がれてしま
う恐れがある。陽極酸化処理は、硫酸、クロム酸、リン
酸等の無機酸やシュウ酸、スルホサリチル酸、マロン酸
等の有機酸、あるいはこれらの混酸からなる電解液を用
いて従来公知の方法に従って行うことができ、微細孔の
陽極酸化皮膜を形成できればよく、特に限定されるもの
ではない。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】上記アルミ合金表面に形成した陽極酸化皮
膜上にコーティングされる半導体としては、電子及び正
孔の移動度が比較的大きく、上記のような光触媒作用を
有する半導体であればいずれも使用可能であり、例えば
特開平６−１７０３６０号等に開示されているような従
来公知のＴｉＯ_２、ＳｒＴｉＯ_３、ＺｎＯ、ＣｄＳ、Ｓ
ｎＯ_２、ＲｕＯ_２、Ｃｓ_３Ｓｂ、ＩｎＡｓ．ＩｎＳｂ、
ＧａＡｓ等が挙げられるが、これらの中でも特にＴｉＯ
_２が好ましい。このような光触媒作用を有する半導体の
コーティング方法としては、スパッタ法、溶射法、レー
ザーアブレーション法、ゾルーゲル法、メッキ法など種
々の方法を用いることができる。このような方法によっ
て、アルミ合金表面の陽極酸化皮膜上に光触媒膜がコー
ティングされると共に、光触媒膜の一部が陽極酸化皮膜
の微細孔内に析着・充填され、あるいは陽極酸化皮膜の
微細孔が封止され、極めて密着強度の高い光触媒膜が形
成される。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】さらに本発明によれば、前記のようにアル
ミ合金基材表面の陽極酸化皮膜上に上記光触媒膜をコー
ティングした後、さらにＡｇ、Ｃｕ、Ｐｔ等の抗菌作用
を有する金属をコーティングすることにより、より一層
抗菌・抗黴効果に優れたアルミ建築材が提供される。そ
れによって、夜間、蛍光灯の明りが消えても抗菌性が維
持され、室内空間全体を常に衛生的に保つことができ
る。上記抗菌作用を有する金属のコーティング方法とし
ても、前記光触媒膜のコーティング方法と同様に、スパ
ッタ法、溶射法、レーザーアブレーション法、ゾルーゲ
ル法、メッキ法等種々の方法を用いることができる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】さらに本発明の他の態様によれば、このよ
うなアルミ建築材から作製した框材もしくは枠材と、表
面に光触媒作用を有する半導体を含む薄膜をコーティン
グしてなるパネル材と、光触媒作用を有する半導体微粒
子を含有する水密気密材とから構成される建具ユニット
が提供される。このような建築部材を組み合わせて建具
ユニットを構成することにより、抗菌・抗黴効果が一層
高まり、これらの部材の表面に限らず、このような建築
部材で構成される室内空間全体を衛生的に保つことがで
きる。上記パネル材としては種々の材質のものを用いる
ことができるが、前記したアルミ建築材と同様に、アル
ミ合金からなる基材の表面に陽極酸化皮膜を形成し、さ
らに該陽極酸化皮膜上に光触媒膜をコーティングしてな
るパネル材、あるいはまた、上記光触媒膜の上にさらに
Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ等の抗菌性の金属をコーティングして
なる金属パネル材、合成樹脂からなる基材の表面に光触
媒膜又は光触媒膜と上記抗菌性金属をコーティングした
樹脂パネル材、ガラスからなる基材の表面に光触媒膜又
は光触媒膜と上記抗菌性金属をコーティングしたガラス
パネル材などを用いることが好ましい。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】混合される半導体微粒子の割合は、高分子
基材に対し０．０１〜１０００重量％の範囲にあること
が好ましい。０．０１重量％より少なくなると光触媒特
性を発揮する半導体微粒子の量が不足し、ひいては水密
気密材の充分な抗菌・抗黴性が得られず、一方、１００
０重量％を超えると抗菌・抗黴性の発揮に関しては問題
ないが、水密気密材の機械的特性が著しく低下する。使
用する半導体微粉末の粒径は、１ｎｍ〜１００μｍ、好
ましくは５ｎｍ〜１０μｍが適当である。粒径が１ｎｍ
より小さくなると量子サイズ効果によりバンドキャップ
が大きくなり、低圧水銀ランプ等の短波長光を発生する
照明下でないと光触媒性能が得られないといった問題が
ある。また、粒径があまりに小さ過ぎると取り扱いが困
難であったり、分散性が悪くなるという問題も生じてく
る。取扱性の点からは５ｎｍ以上の粒径が好ましい。一
方、粒径が１００μｍを超えると、材料表面に比較的大
きな半導体微粒子が存在することになるため、表面の滑
らかさが乏しくなり、また材料表面に露出した粒子が脱
落し易くもなる。材料表面の平滑さ等を考慮すると１０
μｍ以下の粒径が好ましい。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】水密気密材の基材と、なる高分子材料とし
ては、塩化ビニル樹脂、アクリルゴム、ニトリルゴム
（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレン・ブタジ
エンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンターポリマー
（ＥＰＤＭ）等の適度の柔軟性と強度を有し、さらに光
触媒作用に対して安定なものであれば特に限定されず、
用途に応じて適宜選定することができる。本発明の水密
気密材をガスケット部材として用いる場合、上記高分子
材料としてもガスケットに従来用いられている各種樹脂
やゴムを好適に用いることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム又はアルミニウム合金から
なる基材の表面に陽極酸化皮膜を形成し、さらに該陽極
酸化皮膜上に光触媒作用を有する半導体を含む薄膜をコ
ーティングしてなるアルミニウム建築材。
【請求項２】前記陽極酸化皮膜の膜厚が０．００１〜
３０μｍ、細孔径が５〜２５０ｎｍである請求項１記載
のアルミニウム建築材。
【請求項３】前記光触媒作用を有する半導体を含む薄
膜の膜厚が１μｍ以下である請求項１又は２に記載のア
ルミニウム建築材。
【請求項４】前記光触媒作用を有する半導体を含む薄
膜の上にさらに抗菌性の金属がコーティングされている
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアルミニウム建
築材。
【請求項５】アルミニウム又はアルミニウム合金から
なる基材の表面に陽極酸化皮膜を形成し、さらに該陽極
酸化皮膜上に光触媒作用を有する半導体を含む薄膜をコ
ーティングしてなる框材もしくは枠材と、表面に光触媒
作用を有する半導体を含む薄膜をコーティングしてなる
パネル材と、光触媒作用を有する半導体微粒子を含有す
る水密気密材とから構成される建具。
【請求項６】表面に光触媒作用を有する半導体を含む
薄膜をコーティングしてなるパネル材が窓ガラスパネル
材である請求項５に記載の建具。