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超親水性

技術分類

1-B 酸化チタン光触媒の基礎反応

技術の名称

1-B-2 超親水性

技術内容

光触媒の機能の中、超親水性化に基づく防曇処理は既に反射鏡、窓ガラスなどで実用化段階にあるが、その機能の一層の向上、処理工程の合理化など、改良すべき項目はなお多い。TiO2単独で超親水性を高度に発現させるには、担持表面の光透過性、平滑性とともに、微視的には多数のナノサイズ突起を持つ粗構造を持たせることが有効であることが判明している。ここではさらに添加SiO2成分によるコーティングで一層の親水性をもたせることに成功した例を紹介する。TiO2多層膜表面にSiO2成分の薄い(10-20nm)被覆層を形成することにより、達成される。

高性能超親水性膜の製造:真空析出装置(1x10-5Torr, BMC1000 (Shincron Ltd))を用いてガラス基板表面に120nmのSiO2膜を真空析出させた。O2分圧 2x10-4TorrでTiO2を気化析出させ、240nmの膜厚とした。SiO2被覆層は酸素なしに気化析出させて形成した。この間、基板温度は330℃に維持した。

図1 AFMによるSiO2被覆TiO2膜の観察

AFMによるSiO2被覆TiO2膜の観察

出典:「Enhanced effect of vacuum-deposited SiO2 overlayer on photo-induced hydrophilicity of TiO2 film.」、「J Mater Sci VOL.36 NO.16」、(2001年)、MIYASHITA K、KURODA S、KUBOTA H、UBUKATA T、OZAWA T著、Kluwer Academic Publishers発行、3880頁 Fig.2 AFM images of (a) the TiO2 film and (b) the SiO2(20nm in thickness)/TiO2 multilayer film prepared by the vapor deposition.

図1の説明:真空析出法による、ナノサイズ突起構造に加えて表面SiO2被覆層を有する超親水性コーティング膜を製造できた。SiO2膜厚を0-80nmの範囲で変化して最適化検討を行ったところ、10-20nmで最適であった。水の接触角はUV照射下で10゜を達成した。

応用分野

高性能防曇ミラーの製造

出典/参考資料

「J Mater Sci VOL.36 NO.16」、(2001年)、MIYASHITA K、KURODA S、KUBOTA H、UBUKATA T、OZAWA T著、Kluwer Academic Publishers発行、3877頁~3884頁

「Nature VOL.388 NO.6641」、(1997年)、WANG R、HASHIMOTO K、FUJISHIMA A、CHIKUNI M、KOJIMA E、KITAMURA A、SHIMOFUKIGOE M、WATANABE T著、Macmillan Magazines Ltd発行、431頁~432頁

[更新日 2003年3月28日]