WO2024252508A1 - 樹脂部材 - Google Patents

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titanium oxide
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佳典 伊澤
透 小瀬村
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Nissan Motor Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/03—Powdery paints

Definitions

  • the present invention relates to a resin member, and more specifically, to a resin member that has self-cleaning properties.
  • Titanium oxide has a photocatalytic effect that causes oxidation when exposed to light energy, and can oxidize and decompose organic matter such as pollutants and odorous substances. In addition, it also exhibits antibacterial and antiviral effects, so by coating the surface of a component with it, it can impart self-cleaning properties that keep the surface clean.
  • the photocatalytic effect of titanium oxide is higher when the crystal structure is anatase than when it is rutile, and the anatase titanium oxide transforms to rutile at temperatures above 700°C, reducing the photocatalytic effect.
  • Patent Document 1 discloses that by enlarging the particle size of titanium oxide particles through granulation, it is possible to suppress the transition of titanium oxide from anatase to rutile due to heat during thermal spraying, and to improve the remaining ratio of anatase titanium oxide.
  • the photocatalytic coating material described in Patent Document 1 does not sufficiently suppress the transition of titanium oxide to the rutile type, resulting in low photocatalytic effect and deterioration of the resin substrate due to the oxidizing action of titanium oxide.
  • the present invention was made in consideration of the problems associated with the conventional technology, and its purpose is to provide a resin component with a photocatalytic coating that has a high photocatalytic effect on the surface and can prevent deterioration of the resin substrate.
  • the inventors discovered that the above objective could be achieved by forming a photocatalytic coating with a sea-island structure in which anatase-type titanium oxide particles are dispersed like islands in a sea of metal material, and thus completed the present invention.
  • the resin workpiece of the present invention has a photocatalytic coating on the surface of a resin substrate.
  • the photocatalytic coating is characterized in that it has a sea-island structure in which anatase type titanium oxide particles are dispersed like islands in a sea of metal material.
  • the method for producing a resin member of the present invention is a method for producing the above-mentioned resin member. and a coating step of spraying the raw material particles in a non-molten state onto the surface of the resin substrate to form a photocatalytic film,
  • the raw material particles include metal-plated anatase titanium oxide particles and metal particles
  • the coating step includes a process of lowering the temperature of the raw material particles colliding with the resin substrate to 100 to 150° C.
  • the method further comprises a step of polishing and/or grinding the surface of the formed photocatalytic coating to expose the anatase type titanium oxide particles.
  • the photocatalytic coating has a sea-island structure in which anatase-type titanium oxide particles are dispersed in the form of islands in a sea of metal material, making it possible to provide a resin part with a photocatalytic coating that achieves both a high photocatalytic effect and prevention of deterioration of the resin substrate.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the resin member of the present invention.
  • the resin member of the present invention is provided on the surface of a resin substrate with a photocatalytic coating having a sea-island structure in which anatase type titanium oxide particles are dispersed like islands in a sea of metal material.
  • the photocatalytic coating of the present invention has anatase-type titanium oxide particles dispersed like islands in a sea of metal material, and the anatase-type titanium oxide particles are surrounded by the metal material.
  • the light that enters the photocatalytic coating is reflected by the sea of metal material and does not penetrate to the vicinity of the resin substrate, so even if the titanium oxide particles are present near the resin substrate, deterioration of the resin substrate due to the oxidizing action of the titanium oxide particles can be prevented.
  • a sea of metallic material means that metallic materials are joined together and are continuous, and the joining may be not only metallurgical but also mechanical, and does not mean that there are no interfaces or voids in the metallic material.
  • the photocatalytic coating can be formed by cold spraying raw material particles containing metal-plated anatase titanium oxide particles and metal particles onto a resin substrate.
  • the cold spray method is a method of forming a coating by colliding raw material particles in a solid phase with a substrate using a supersonic flow of working gas without melting or gasifying the raw material particles.
  • This cold spray method allows the photocatalytic coating to be formed at low temperatures, and there is no need to heat the anatase-type titanium oxide particles above their transition temperature, as is the case with other thermal spray methods. This prevents the titanium oxide particles from transitioning from anatase to rutile, and provides a high photocatalytic effect.
  • the Vickers hardness of the above metal material is preferably 700 (Hv) or less, more preferably 500 (Hv) or less, and even more preferably 400 (Hv) or less.
  • the above metal material also plays a role as a binder that forms the photocatalytic coating, and by having a Vickers hardness of the metal material of 700 (Hv) or less, the metal particles that make up the sea of the above metal material undergo significant plastic deformation upon collision, improving the strength of the coating.
  • the above metal materials are ductile and malleable, and can be plastically deformed, so the metal particles that form the sea of metal material sprayed onto the resin substrate by the cold spray method sink into the resin substrate, plastically deform and adhere, forming irregular irregularities at the interface with the resin substrate and bonding through an anchor effect.
  • the metal particles that penetrate into these irregularities and adhere closely to the resin substrate not only bond to the resin substrate, but also undergo plastic deformation due to subsequent collisions with metal particles and metal-plated titanium oxide particles, receiving and holding these subsequently colliding raw material particles and preventing them from bouncing back.
  • metal particles collide with the metal particles that are bonded to the resin substrate by the anchor effect described above, and these are metallurgically bonded to each other, forming a sea of metal material.
  • the metal-plated anatase-type titanium oxide particles in the raw material particles are metallurgically bonded to the metal material through the metal plating on their surfaces, forming a photocatalytic coating in which the anatase-type titanium oxide particles are dispersed like islands in a sea of metal material.
  • the above photocatalytic coating preferably has a cross-sectional area percentage of the sea of metal material of more than 50% and not more than 95%, more preferably 55-90%, and even more preferably 60-80%, although this depends on the thickness.
  • the area percentage of the sea of the metal particle material is 50 area % or more, a photocatalytic coating with high adhesion strength can be formed, and when it is 95 area % or less, the content of anatase type titanium oxide particles is increased, resulting in a high photocatalytic effect. That is, if the area percentage of the metal particles exceeds 95%, the titanium oxide particles are reduced and the photocatalytic effect is reduced. Also, if it is 50% or less, as described below, the metal particles also play a role as a binder, and the coating strength may decrease.
  • the metallic material particles of a single metal or an alloy can be used.
  • the metal element include copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), chromium (Cr), iron (Fe), silver (Ag), titanium (Ti), zinc (Zn), and magnesium (Mg).
  • the above alloy may be an alloy containing 50 mass% or more of one metal selected from the group consisting of copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), chromium (Cr), iron (Fe), silver (Ag), titanium (Ti), zinc (Zn), and magnesium (Mg).
  • one metal selected from the group consisting of copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), chromium (Cr), iron (Fe), silver (Ag), titanium (Ti), zinc (Zn), and magnesium (Mg).
  • copper and silver have antibacterial properties, so it is preferable to use copper or silver alone or an alloy containing 50% or more by mass of these metals.
  • the use of elemental copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), chromium (Cr), and silver (Ag) can impart luster and shine to the photocatalytic coating, while the use of elemental iron (Fe) and titanium (Ti) can form a matte photocatalytic coating.
  • the tactile feel can be improved, while a surface roughness (Ra) in the range of 5 to 25 ⁇ m can create a luxurious feel with a grained texture, and by making the surface roughness (Ra) less than 5 ⁇ m, the metallic luster can be improved.
  • the average particle size of the metal particles is preferably 10 to 50 ⁇ m, and more preferably 20 to 40 ⁇ m. This increases the kinetic energy of the motion during cold spraying, improving the efficiency of film formation. Furthermore, when the thickness of the photocatalytic coating is about 100 ⁇ m, if the particle size of the metal particles exceeds 50 ⁇ m, the metal particles will be more likely to fall off during polishing and grinding, and in addition, the metal particles will become larger, reducing the uniform dispersion of the titanium oxide particles on the surface of the photocatalytic coating.
  • the metal-plated titanium oxide particles can be anatase-type titanium oxide particles with an average particle size of 0.01 ⁇ m to 2 ⁇ m that are plated with a metal or alloy that can be used for the metal material.
  • the above metal-plated titanium oxide particles can be formed by supporting a palladium (Pd) catalyst on the surface of titanium oxide particles and then performing electroless plating.
  • anatase-type titanium oxide particles that support copper within the particles exhibit a photocatalytic effect not only with ultraviolet light but also with visible light, making them suitable for use indoors where there is little ultraviolet light, as they can provide self-cleaning properties.
  • titanium oxide particles is TKP-103 manufactured by Teika.
  • the resin member of the present invention has self-cleaning properties, so it can be used favorably for automobile resin parts such as handles and door knobs that are prone to adhesion of sebum stains, as well as for transport equipment resin parts, electronic equipment resin parts, home appliance resin parts, office resin parts, housing resin parts, and medical and hygiene resin parts.
  • the method for producing a resin part of the present invention includes a coating step in which raw material particles containing metal-plated anatase-type titanium oxide particles and metal particles are sprayed onto the surface of a resin substrate by a cold spray method to form a photocatalytic coating, and a step in which the surface of the photocatalytic coating formed in the coating step is polished and/or ground to expose the anatase-type titanium oxide particles.
  • the cold spray method uses a working gas at about 500 to 600°C, which does not melt the raw material particles, and forms a coating by colliding the raw material particles in a solid state with a substrate using a supersonic flow of the working gas in an unmolten state without melting or gasifying the raw material particles.
  • this cold spray method the metal particles in the raw material particles collide at supersonic speed and undergo plastic deformation to form a coating. Unlike other thermal spray methods, this method can minimize changes in the properties of the raw material particles due to heat, preventing the titanium oxide particles from transitioning from anatase to rutile.
  • the nozzle spraying the raw material particles is placed close to the metal substrate to prevent a drop in the temperature and kinetic energy of the raw material particles, causing the raw material particles to collide with the metal substrate.
  • a coating is formed on a resin substrate, so the distance between the nozzle that sprays the raw material particles and the resin substrate is increased to lower the temperature of the working gas below the heat resistance temperature of the resin substrate.
  • the working gas is sprayed at 500-600°C, and the temperature is lowered to 100-150°C before the raw material particles collide with the resin substrate. This makes it possible to prevent deformation and deterioration of the resin substrate due to the working gas.
  • the working gas expands and its temperature drops when it is sprayed from the nozzle. If the distance between the nozzle and the resin substrate is too close, the temperature of the working gas will not drop sufficiently and the resin substrate will melt. Conversely, if the distance is too far, not only will the working gas become too cold, but the speed of the raw material particles will decrease and adhesion to the resin substrate will decrease, so it is preferable that the distance between the nozzle and the resin substrate is about 150 mm.
  • the resin substrate is a thermoplastic resin
  • the kinetic energy of the raw material particles is converted into thermal energy by the collision, and the thermoplastic resin at the site of collision with the raw material particles melts locally and fuses to the colliding raw material particles, which, combined with the bonding due to the anchor effect described above, improves the bonding strength between the resin substrate and the photocatalytic coating.
  • the speed at which the raw material particles can be embedded into the resin substrate by the cold spray method and bonded by the anchor effect is preferably 200 to 500 m/s, although this depends on factors such as the hardness of the resin substrate.
  • the method for manufacturing a resin member of the present invention includes a step of polishing and grinding the surface of the formed photocatalytic coating after the above-mentioned coating step.
  • the titanium oxide particles in the raw material particles have a metal-plated surface, so by polishing and grinding the surface of the photocatalytic coating, the metal plating comes off and the anatase-type titanium oxide is exposed on the surface of the photocatalytic coating, thereby exerting the photocatalytic effect.
  • Example 1 A palladium (Pd) catalyst was supported on the surface of anatase type titanium oxide particles (JA-1 manufactured by Teika Co., Ltd.), and electroless plating was performed to obtain anatase type titanium oxide particles having a copper-plated surface.
  • anatase type titanium oxide particles JA-1 manufactured by Teika Co., Ltd.
  • Cold spray conditions Apparatus: PCS-1000 (manufactured by Plasma Giken Kogyo)
  • the cross section of the resin member produced in Example 1 was observed using energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDX) and elemental analysis of the photocatalytic coating was performed. As a result, it was confirmed that anatase-type titanium oxide particles were dispersed in islands in a sea of metal material, forming an island structure, and that deterioration of the resin substrate by titanium oxide could be prevented.
  • SEM-EDX energy dispersive X-ray spectroscopy

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Abstract

本発明の樹脂部材は、樹脂基材表面に光触媒被膜を備える。　そして、上記光触媒被膜が、金属材料の海にアナターゼ型酸化チタン粒子が島状に分散した海島構造であることしたため、高い光触媒効果と樹脂基材の劣化防止とを両立させた、光触媒被膜を備えた樹脂部材を提供することができる。

Description

樹脂部材
　本発明は、樹脂部材に係り、更に詳細には、セルフクリーニング性を有する樹脂部材に関する。
　酸化チタンは、光エネルギーによって酸化作用を発現する光触媒効果を有し、汚染物質や臭い物質などの有機物を酸化分解することができるのに加えて、抗菌・抗ウイルス効果をも示すので、部材の表面を被覆することで、部材の表面をきれいに保つセルフクリーニング性を付与することができる。
　この酸化チタンの光触媒効果は、結晶構造がアナターゼ型の方がルチル型よりも高く、上記アナターゼ型の酸化チタンは、７００℃を超える温度でルチル型に転移し、光触媒効果が低下してしまう。
　特許文献１には、酸化チタン粒子を造粒により大粒径化することで、溶射時の熱による酸化チタンのアナターゼ型からルチル型への転移を抑制でき、アナターゼ型酸化チタンの残存比率を向上できる旨が開示されている。
日本国特許３９４４５５１号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の光触媒被覆材にあっては、酸化チタンのルチル型への転移抑制が充分でなく、光触媒効果が低いのに加えて、酸化チタンの酸化作用よって樹脂基材が劣化しまう。
　本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表面の光触媒効果が高く、かつ樹脂基材の劣化を防止できる、光触媒被膜を備えた樹脂部材を提供することにある。
　本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、光触媒被膜を金属材料の海にアナターゼ型酸化チタン粒子が島状に分散した海島構造とすることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　即ち、本発明の樹脂部材は、樹脂基材表面に光触媒被膜を備える。
　そして、上記光触媒被膜が、金属材料の海にアナターゼ型酸化チタン粒子が島状に分散した海島構造であることを特徴とする。
　また、本発明の樹脂部材の製造方法は、上記樹脂部材を製造する方法である。
　そして、非溶融状態の原料粒子を上記樹脂基材表面に吹き付けて光触媒被膜を形成する被覆工程を備え、
　上記原料粒子が、金属メッキされたアナターゼ型酸化チタン粒子と金属粒子とを含み、
　上記被覆工程が、上記樹脂基材に衝突する上記原料粒子の温度を１００～１５０℃に低下させる処理を含み、
　さらに、形成した光触媒被膜光触媒被膜の表面を研磨及び／又は研削し、上記アナターゼ型酸化チタン粒子を露出させる工程を有することを特徴とする。
　本発明によれば光触媒被膜を金属材料の海にアナターゼ型酸化チタン粒子が島状に分散した海島構造とすることしたため、高い光触媒効果と樹脂基材の劣化防止とを両立させた、光触媒被膜を備えた樹脂部材を提供することができる。
本発明の樹脂部材の構造の一例を示す断面図である。
＜樹脂部材＞
　本発明の樹脂部材について詳細に説明する。
　本発明の樹脂部材は、樹脂基材の表面に、金属材料の海にアナターゼ型酸化チタン粒子が島状に分散した海島構造の光触媒被膜を備える。
　本発明の光触媒被膜は、図１に示すように、アナターゼ型酸化チタン粒子が金属材料の海に島状に分散しており、アナターゼ型酸化チタン粒子は周囲を金属材料に取り囲まれている。
　したがって、光触媒被膜に入射した光は、金属材料の海で反射され、樹脂基材近傍まで透過することがないので、樹脂基材の近傍に上記酸化チタン粒子が存在しても、上記酸化チタン粒子の酸化作用による樹脂基材の劣化を防止できる。
　本発明において、金属材料の海とは、金属材料が接合して連続していることをいい、上記接合は、冶金的な接合だけでなく、機械的に接合していてもよく、金属材料中に界面や空隙が一切存在しないことを意味しない。
　上記光触媒被膜は、金属メッキされたアナターゼ型酸化チタン粒子と、金属粒子と、を含有する原料粒子をコールドスプレーで樹脂基材に吹き付けることで成膜できる。
　上記コールドスプレー法は、原料粒子を溶融またはガス化させることなく非溶融状態で、作動ガスの超音速流によって固相状態の原料粒子を基材に衝突させて被膜を形成する方法である。
　このような、コールドスプレー法によれば、光触媒被膜を低温下で成膜することができ、他の溶射法のように、アナターゼ型酸化チタン粒子をその転移温度以上に加熱する必要がないため、酸化チタン粒子がアナターゼ型からルチル型に転移することが防止され、高い光触媒効果を得ることができる。
　上記金属材料のビッカース硬度は、７００（Ｈｖ）以下であることが好ましく、さらに５００（Ｈｖ）以下であることが好ましく、４００（Ｈｖ）以下であることがより好ましい。
　上記金属材料は、光触媒被膜を形成するバインダーとしての役割をも担っており、金属材料のビッカース硬度が７００（Ｈｖ）以下であることで、上記金属材料の海を構成する金属粒子が衝突によって大きく塑性変形し被膜強度を向上させることができる。
　つまり、上記金属材料は、延性・展性を有し、塑性変形可能であるので、コールドスプレー法によって樹脂基材に吹き付けられた、金属材料の海を形成する金属粒子は、樹脂基材中にめり込み、塑性変形して密着し、樹脂基材との界面に不規則な凹凸を形成してアンカー効果により接合する。
　この凹凸内に入り込み樹脂基材と密着した上記金属粒子は、樹脂基材と接合するだけでなく、後から衝突した金属粒子や金属メッキされた酸化チタン粒子によっても塑性変形し、これらの後から衝突した原料粒子を受け止めて保持し、跳ね返りを抑制する。
　したがって、コールドスプレー法で形成された光触媒被膜は、上記アンカー効果により樹脂基材と接合した金属粒子にさらに金属粒子が衝突し、これらが冶金的に接合することで金属材料の海が形成される。
　そして、原料粒子中の金属メッキされたアナターゼ型酸化チタン粒子は、その表面の金属メッキが上記金属材料と冶金的に接合するので、金属材料の海にアナターゼ型酸化チタン粒子が島状に分散した光触媒被膜が形成される。
　上記光触媒被膜は、その厚さにもよるが、断面の金属材料の海の面積％が５０％を超え９５％以下であることが好ましく、さらに、５５～９０％であることが好ましく、６０％～８０％であることがより好ましい。
　金属粒材料の海の面積％が５０面積％以上であることで、密着強度が高い光触媒被膜を形成することができ、９５面積％以下であることで、アナターゼ型酸化チタン粒子の含有量が増加して高い光触媒効果を得ることができる。
　すなわち、金属粒子の面積％が９５％を超えると酸化チタン粒子が減少して光触媒作用が低下してしまう。また、５０％以下のであると、後述するように、金属粒子はバインダーとしての役割をも担っているので、被膜強度が低下することがある。
　上記金属材料としては、金属単体や合金の粒子を使用することができる。
　上記金属単体としては、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）を挙げることができる。
　また、上記合金としては、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）から成る群から選ばれた１種の金属を５０質量％以上含有する合金を挙げることができる。
　中でも、銅や銀は、殺菌作用を有するので、銅や銀の単体やこれらを５０質量％以上含有する合金を好ましく使用することができる。
　また、意匠性の観点からは、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）の単体を用いることで、光触媒被膜に光沢や艶を付与することができ、鉄（Ｆｅ）やチタン（Ｔｉ）の単体を用いることで、艶消しの光触媒被膜を形成することができる。
　さらに、上記合金、例えば、Ｃｕ－ＺｎやＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎは、その成分比を変えることで光触媒被膜の硬さや耐久性を向上できるだけでなく、光触媒被膜の色を変えることも可能である。
　加えて、表面粗さ（Ｒａ）を、２５μｍ以下にすることで触感を向上させることができ、表面粗さ（Ｒａ）が５～２５μｍの範囲であればシボ感による高級感を演出でき、表面粗さ（Ｒａ）を５μｍ未満にすることで金属光沢を向上させることができる。
　上記金属粒子の平均粒径は、１０～５０μｍであることが好ましく、２０～４０μｍがより好ましい。
　これにより、コールドスプレー時の運動の運動エネルギーが大きくなって被膜形成効率を向上させることができる。
　また、光触媒被膜の厚さが１００μｍ程度である場合、金属粒子の粒径が５０μｍ超えると研磨研削時に金属粒子が脱落し易くなり、加えて、金属粒子が大きくなるため光触媒被膜表面の酸化チタン粒子の均一分散性が低下してしまう。
　上記金属メッキされた酸化チタン粒子としては、上記金属材料に使用できる金属単体や合金でメッキされた平均粒径が０．０１μｍ～２μｍのアナターゼ型酸化チタン粒子を使用することができる。
　上記金属メッキされた酸化チタン粒子は、酸化チタン粒子の表面にパラジウム（Ｐｄ）触媒を担持させ、無電解メッキすることで形成できる。
　また、粒子中に銅を担持したアナターゼ型酸化チタン粒子は、紫外光だけでなく可視光によっても光触媒効果を発現するため、紫外光の少ない屋内においてもセルフクリーニング性を付与することができるため好ましく使用でできる。
　このような酸化チタン粒子としては、例えば、テイカ製のＴＫＰ－１０３などを挙げることができる。
　本発明の樹脂部材は、セルフクリーニング性を有するので、皮脂汚れなどが付着し易いハンドルやドアの取っ手などの自動車用樹脂部品の他、輸送機器用樹脂部品、電子機器用樹脂部品、家電用樹脂部品、事務用樹脂部品、住宅用樹脂部品、医療衛生用樹脂部品などに好ましく使用できる。
＜樹脂部材の製造方法＞
　次に、上記樹脂部材を製造する方法について詳細に説明する。
　本発明の樹脂部材の製造方法は、コールドスプレー法により、金属メッキされたアナターゼ型酸化チタン粒子と金属粒子とを含む原料粒子を樹脂基材表面に吹き付け、光触媒被膜を形成する被覆工程と、上記被覆工程で形成した光触媒被膜光触媒被膜の表面を研磨及び／又は研削し、上記アナターゼ型酸化チタン粒子を露出させる工程を有する。
　上記コールドスプレー法は、上記のように、原料粒子が溶融することのない、５００～６００℃程度の作動ガスを用いて、原料粒子を溶融またはガス化させることなく非溶融状態で、作動ガスの超音速流によって固相状態の原料粒子を基材に衝突させて被膜を形成する方法である。
　このような、コールドスプレー法によれば、超音速で衝突した原料粒子中の金属粒子が塑性変型して被膜を形成するので、他の溶射方法と異なり、熱による原料粒子の特性変化を最小限にすることができるため、酸化チタン粒子がアナターゼ型からルチル型に転移することを防止できる。
　金属基材に対して被膜を形成する一般的なコールドスプレー法においては、原料粒子の温度や運動エネルギーの低下を抑制するため、原料粒子を噴射するノズルと金属基材とを近接させて原料粒子を金属基材に衝突させる。
　本発明においては、樹脂基材に被膜を形成するので、原料粒子を噴射するノズルと樹脂基材との間隔を拡げて、作動ガスの温度を樹脂基材の耐熱温度未満に低下させる。
　具体的には、５００～６００℃で噴射した作動ガスを、１００～１５０℃まで低下させて樹脂基材に原料粒子を衝突させる。これにより、作動ガスによる樹脂基材の変形や劣化を防止することができる。
　上記作動ガスは、ノズルから噴射されることで膨張して温度が低下する。ノズル樹脂基材との間隔が近すぎると十分に作動ガスの温度が下がらず樹脂基材が溶けてしまい、逆に遠すぎると作動ガスが冷えすぎるだけでなく、原料粒子の速度が低下して樹脂基材との付着性が低下するので、ノズルと樹脂基材間の距離は１５０ｍｍ程度であることが好ましい。
　上記樹脂基材を構成する樹脂としては、特に制限はなく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれも使用することができる。
　なかでも、樹脂基材が熱可塑性樹脂であると、原料粒子の運動エネルギーが衝突によって熱エネルギーに変換されて、原料粒子が衝突した部位の熱可塑性樹脂が局所的に溶融し、衝突した原料粒子と溶着するので、上記アンカー効果による接合と相俟って樹脂基材と光触媒被膜との接合強度を向上させることができる。
　コールドスプレー法により、原料粒子を樹脂基材中にめり込ませ、アンカー効果によって接合できる原料粒子の速度は、樹脂基材の硬さなどにもよるが、２００～５００ｍ／ｓであることが好ましい。
　本発明の樹脂部材の製造方法は、上記被覆工程の後に、形成した光触媒被膜の表面を研磨・研削する工程を備える。
　上記のように、原料粒子中の酸化チタン粒子は、表面が金属メッキされているので、光触媒被膜の表面を研磨・研削することで、金属メッキが剥がれアナターゼ型酸化チタンが光触媒被膜の表面に露出して光触媒効果を発現する。
　また、研磨・研削によって光触媒被膜の表面粗さを調節することで、上記のように、触感を向上させると共に、艶あり、艶消し、シボ感などの意匠性を付与することができる。
　以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
　アナターゼ型酸化チタン粒子（テイカ製ＪＡ－１）の表面にパラジウム（Ｐｄ）触媒を担持させて無電解メッキし、表面が銅でメッキされたアナターゼ型酸化チタン粒子を得た。
　銅粒子（福田金属箔粉工業製Ｃｕ－ＨＷＱ－３５０）と上記メッキされたアナターゼ型酸化チタン粒子とを質量比４：１で混合した原料粒子を下記条件のコールドスプレー法によりポリプロピレン樹脂基材の表面に吹き付け、光触媒被膜を形成し、表面をブラシで研削して図１示す構造の樹脂部材を作製した。

　コールドスプレー条件
　装置：ＰＣＳ－１０００（プラズマ技研工業製）

　作動ガス　：　Ｎ２ガス、噴射圧３ＭＰａ、噴射温度６００℃
　ノズル～基材間距離　：　１５０ｍｍ
（樹脂基材に衝突時の原料粒子の温度１００℃、原料粒子の衝突速度３００ｍ／ｓ）
　実施例１で作製した樹脂部材の断面をエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＳＥＭ－ＥＤＸ）で観察し、光触媒被膜の元素分析を行った結果、金属材料の海にアナターゼ型酸化チタン粒子が島状に分散した海島構造をしており、酸化チタンによる樹脂基材の劣化を防止できることが確認された。
　　１　　樹脂部材
　　２　　光触媒被膜
　２１　　アナターゼ型酸化チタン粒子
　２２　　金属材料
　　３　　樹脂基材

Claims (8)

  1. 　樹脂基材表面に光触媒被膜を備える樹脂部材であって、
    　上記光触媒被膜が、金属材料の海にアナターゼ型酸化チタン粒子が島状に分散した海島構造であることを特徴とする樹脂部材。
  2. 　上記光触媒被膜は、その断面の金属材料の海の面積％が５０％を超え９５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂部材。
  3. 　上記金属材料のビッカース硬度が、７００（Ｈｖ）以下であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂部材。
  4. 　上記樹脂基材と光触媒被膜とが、少なくともアンカー効果により接合していることを特徴とする請求項１に記載の樹脂部材。
  5. 　表面粗さ（Ｒａ）が、２５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂部材。
  6. 　自動車用樹脂部品、輸送機器用樹脂部品、電子機器用樹脂部品、家電用樹脂部品、事務用樹脂部品、住宅用樹脂部品及び医療衛生用樹脂部品から成る群から選ばれた樹脂部品を構成していることを特徴とする請求項１～５のいずれか１つの項に記載の樹脂部材。
  7. 　上記請求項１～５のいずれか１つの項に記載の樹脂部材を製造する方法であって、
    　非溶融状態の原料粒子を上記樹脂基材表面に吹き付けて光触媒被膜を形成する被覆工程を備え、
    　上記原料粒子が、金属メッキされたアナターゼ型酸化チタン粒子を含み、
    　上記被覆工程が、上記樹脂基材に衝突する上記原料粒子の温度を１００～１５０℃に低下させる処理を含み、
    　さらに、形成した光触媒被膜光触媒被膜の表面を研磨及び／又は研削し、上記アナターゼ型酸化チタン粒子を露出させる工程を有することを特徴とする樹脂部材の製造方法。
  8. 　上記被覆工程が、上記原料粒子を２００～５００ｍ／ｓで上記樹脂基材に衝突させる処置を含むことを特徴とする請求項７に記載の樹脂部材の製造方法。
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