JP3781065B2

JP3781065B2 - Photocatalyst

Info

Publication number: JP3781065B2
Application number: JP24730796A
Authority: JP
Inventors: 智子野口; 雅人吉川; 信子加藤; 壽夫内藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2016-08-29
Also published as: JPH1066878A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水浄化、空気浄化、消臭、油分の分解等に有効に用いられる光触媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、ＴｉＯ₂，ＺｎＯ，ＷＯ₃，Ｆｅ₂Ｏ₃，ＳｒＴｉＯ₃等の金属酸化物が光触媒として水浄化、空気浄化、消臭、油分の分解などに広く使用されている。このような光触媒は、通常粉末状で用いられている。この粉末状の光触媒を固定化するためには、例えば粉末にバインダーとして樹脂やゴムなどを混ぜて練り、それを基材に塗って数百℃で焼結させるバインダー固定法がある。また、光触媒を基材に膜状に密着させる方法として金属アルコキシド溶液を用いてゲルコーティング膜を作成し、それを数百℃で加熱するゾル−ゲル法で得た金属酸化物膜を光触媒に用いることも知られている。しかし、バインダー固定法もゾル−ゲル法も、上述したように金属酸化物膜の作成時に高温で加熱するため、耐熱性の基材しか用いることができない。一方、スパッタリング法により得られる金属酸化物膜を光触媒膜として用いれば、基材の種類を選ばないで光触媒膜がコーティングされた光触媒体を得ることができるが、この場合であっても、例えば有機物質の基材を用いると、基材と光触媒膜が直接接触するために、基材自身が光触媒作用を受けて劣化したり、また、基材に例えばガラスなどのアモルファス（無定形、非晶質）な材料を用いた場合、光触媒膜が薄い程、基材の影響を受けてその結晶性や配向性が悪くなり、光触媒膜の触媒活性が低下する可能性が生じる。
【０００３】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、担持する基材の種類を選ばず、取扱性及び耐久性に優れるのみならず、触媒効率も良好な光触媒体を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、基材と光触媒膜との間に金属薄膜や金属酸化物薄膜などの下地膜を設けることにより、基材の種類によらず、その劣化を防止することができると共に、光触媒膜の結晶性や配向性などを高めることができ、これによって光触媒活性を向上させることができることを知見すると共に、この場合、特に下地膜及び光触媒膜として、スパッタリング法により得られる薄膜を使用すれば、基材の耐熱性も問題とならず、上記目的をより有効に達成できることを見出し、本発明をなすに至った。
【０００５】
従って、本発明は、以下の光触媒体及びその製造方法を提供する。
請求項１：
基材上に下地膜を介在して光触媒膜が積層された光触媒体であって、前記下地膜が、Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｓｎ，若しくはＺｎよりなる金属薄膜、又は、ＳｉＯ，ＢｅＯ，若しくはＳｎＯ ₂ よりなる金属酸化物薄膜であることを特徴とする光触媒体。
請求項２：
基材が有機系材料からなる請求項１記載の光触媒体。
請求項３：
下地膜が、金属ターゲットを用いてスパッタリングを行うことによって得られる金属薄膜、又は酸素分子を有するガスを含有する不活性ガス中で金属ターゲットを用いてリアクティブスパッタリングを行うことによって得られる金属酸化物薄膜であると共に、光触媒膜が、酸素分子を有するガスを含有する不活性ガス中で金属ターゲットを用いてリアクティブスパッタリングを行うことによって得られる金属酸化物膜である請求項１又は２記載の光触媒体。
請求項４：
有機系材料からなる基材がプラスチックフィルムであり、該プラスチックフィルムの表面に下地膜を介在して光触媒膜が積層されると共に、このプラスチックフィルムの裏面に粘着加工が施された請求項２又は３記載の光触媒体。
請求項５：
基材上に、Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｓｎ，若しくはＺｎよりなる金属薄膜、又は、ＳｉＯ，ＢｅＯ，若しくはＳｎＯ ₂ よりなる金属酸化物薄膜を下地膜として積層した後、更に光触媒膜を積層する光触媒体の製造方法であって、前記下地膜を、金属ターゲットを用いて行うスパッタリング法、又は酸素分子を有するガスを含有する不活性ガス中で金属ターゲットを用いて行うリアクティブスパッタリング法により形成すると共に、前記光触媒膜を、酸素分子を有するガスを含有する不活性ガス中で金属ターゲットを用いて行うリアクティブスパッタリング法により形成することを特徴とする光触媒体の製造方法。
【０００６】
以下、本発明につき図面を参照して更に詳しく説明する。
図１は、本発明の光触媒体の構成を説明する光触媒体１の断面図である。この光触媒体１は、基材２上に下地膜３を介在させて光触媒膜４を形成したものである。ここで、該基材としては、その材質や形状は特に限定されず、通常光触媒体の基材として用いられているものであればいずれのものでもよく、例えばポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、シリコーン、ポリスチレン等のプラスチック材、ポリエステル系，ポリアミド系，ポリビニルアルコール系などの合成繊維、天然繊維、半合成繊維等からなる織布又は不織布などの有機系材料やガラス、石英、セラミックス、シリカ等の無機質材料及びアルミ、ステンレス等の金属材料などの無機系材料を使用することができるが、本発明は、基材が有機系材料（有機物質）からなる場合に、特に効果的である。
【０００７】
下地膜としては、上記基材と光触媒膜との間に介在させることができ、基材を劣化させることなく、光触媒膜の触媒活性を損わないものであれば、その種類は特に限定されず、例えばＴｉ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｓｎ，Ｚｎ等の金属薄膜やＳｉＯ，ＳｉＯ₂，ＢｅＯ，ＭｇＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂，ＺｒＯ₂等の金属酸化物薄膜などを挙げることができるが、本発明の目的を鑑みれば、金属薄膜の場合、これらの中でも特にＡｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｐｔ，Ｐｄ等が好適に使用され、金属酸化物薄膜の場合、光触媒活性を有さないＳｉＯ，ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂等が好適に使用される。この下地膜の厚さは特に制限されるものではないが、本発明の目的を達成するには、通常数十〜数千Åの範囲とすることが好ましい。下地膜は、公知の湿式めっき、無電解めっき、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、ゾル−ゲル法等によって上記基材上に膜形成することもできるが、後述するスパッタリング法により成膜すれば、成膜に際して基材の耐熱性が問題とならず、基材の材質の選択の余地が広がるので好適である。
【０００８】
光触媒膜としては、ＴｉＯ₂，ＺｎＯ，ＷＯ₃，Ｆｅ₂Ｏ₃，ＳｒＴｉＯ₃等の金属酸化物膜が用いられる。ここで、光触媒膜の厚さは特に制限されるものではなく、光触媒体の用途等により種々選定することできるが、本発明の場合、上記下地膜の存在によって光触媒膜の触媒活性を良好に発揮するものであるので、数百〜数千Åの比較的薄い光触媒膜の場合、特に触媒活性の向上という点において効果的である。なお、下地膜と光触媒膜との膜厚比は、特に制限されるものではないが、通常下地膜／光触媒膜＝０．１〜１０程度とすると好適である。光触媒膜も上記下地膜と同様に、公知のバインダー固定法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、ゾル−ゲル法等の方法によって成膜することができるが、スパッタリング法が好適に採用される。
【０００９】
以下、本発明の下地膜及び光触媒膜を成膜する方法として好適に採用されるスパッタリング法について述べる。
【００１０】
金属薄膜からなる下地膜を形成するスパッタリング法は、真空又は不活性ガス中で金属ターゲットを用いてスパッタリングを行うものであるが、ここで用いる金属ターゲットとしては、上述した金属薄膜の中で所望する金属薄膜を形成する金属である。
【００１１】
また、金属酸化物からなる下地膜を形成する（リアクティブ）スパッタリング法は、酸素分子を含むガスを含有する不活性ガス中で金属ターゲットを用いて、これらを酸化させながらスパッタリングを行うものであるが、ここで用いる金属ターゲットとしては、上述した金属酸化物薄膜の中で所望する金属酸化物ＭｅＯ_x（ＭｅはＳｉ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｂｅ，Ｚｒ等の金属を示し、ｘは金属の種類によって異なるが、０〜１０、好ましくは０〜５の範囲の正数であり、ｘは必ずしも金属の価数に相当していなくともよい）に対応したＳｉ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｂｅ，Ｚｒ等の金属である。
【００１２】
また、光触媒膜の場合、金属ターゲットとしては、所望する金属酸化物ＭｅＯ_x（ＭｅはＦｅ，Ｗ，ＳｒＴｉ，Ｔｉ，Ｚｎ等の金属を示し、ｘは金属の種類によって異なるが、０〜１０、好ましくは０〜５の範囲の正数であり、ｘは必ずしも金属の価数に相当していなくともよい）に対応した金属であり、特には光触媒として優れたＴｉＯ₂，ＺｎＯ，ＷＯ₃，Ｆｅ₂Ｏ₃，ＳｒＴｉＯ₃等に対応した金属であり、このような金属ターゲットを酸素分子を含むガスを含有する不活性ガス中で酸化させながらスパッタリングを行って、光触媒作用を有する金属酸化物膜からなる光触媒膜を形成する。
【００１３】
ここで、スパッタリング用の不活性ガスとしては、ヘリウム、アルゴン等が用いられ、特に工業的に安価なアルゴンが好ましい。また、リアクティブスパッタリング法の場合、酸素分子を有するガス（酸化性ガス）を含有する不活性ガスの存在下で上記金属ターゲットより金属をスパッタさせ、所望の基材（下地膜の場合）又は下地膜（光触媒膜の場合）上にこのスパッタされた金属の酸化物膜を形成するものであるが、上記酸化性ガスとしては、酸素、オゾン、空気、水等が挙げられ、通常は酸素が用いられる。なお、上記不活性ガスと酸化性ガスとの流量比（容量比）は適宜選定されるが、不活性ガス：酸化性ガス＝１００：０．１〜１００：１０００の範囲とすることが好ましい。
【００１４】
本発明において、スパッタリング装置、リアクティブスパッタリング装置、スパッタリング圧力等のスパッタリング条件などは特に制限されず、公知の装置、条件を採用することができる。例えば、ＤＣマグネトロンスパッタリング、対向スパッタリングなどの装置を用いることができ、またスパッタリング時の圧力は高真空下から大気圧下とすることができるが、通常１ｍＴｏｒｒ〜１Ｔｏｒｒの真空下で行われる。
【００１５】
なお、本発明の光触媒体は、基材としてプラスチックフィルムを使用し、その表面に上記下地膜を成膜し、さらにその上に上記光触媒膜を形成した後に、プラスチックフィルムの裏面に粘着加工を施したものとすることもできる。このような光触媒体によれば、例えば蛍光灯の反射板の表面に貼着することによって、既存の蛍光灯にでも貼り替え可能に使用することができる。この場合、プラスチックフィルムとしては、特に制限されないが、上記のような使用方法を考慮すれば、通常ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル等のプラスチックを厚さ数十〜数百μｍ程度のフィルム状に成形したものが好適に使用される。また、粘着加工としては、例えば室内用品のような種々の対象物に上記プラスチックフィルムを貼り付けることができる限りその手段は特に制限されるものではない。
【００１６】
本発明の光触媒体は、公知の光触媒体と同様にして使用することができ、例えばこの光触媒体の表面に光を照射することによって表面に形成された光触媒膜が励起し、殺菌、脱臭等の作用を発揮するもので、水浄化、空気浄化、消臭、油分の分解などに用いることができるものである。この際、基材と光触媒膜との間に下地膜が介在していることにより、基材が例えば有機系材料からなる場合であっても基材が劣化することもなく長時間使用することができ、また、例えば基材がアモルファスな材料からなる場合であっても光触媒膜の光触媒活性を良好に発揮させることができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の光触媒体は、基材を劣化させることなく長時間使用することが可能であると共に、光触媒膜の光触媒活性を良好に発揮させることができ、光触媒膜が薄い場合であっても高い光触媒活性が得られる。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００１９】
〔実施例１，比較例１〕
４×５（ｃｍ²）のポリエステル不織布を基材として使用し、この基材に対し、対向スパッタリング法（ターゲットＴｉ）で、不活性ガスとしてアルゴンガス５ｍｌ／分をスパッタ装置内に流し、ガス圧５ｍＴｏｒｒ、ターゲット投入パワー１．２ｋＷで基材表面全体に５分成膜を行って、基材上に３０００ÅのＴｉ薄膜からなる下地膜を形成した後、対向スパッタリング法（ターゲットＴｉ）で、酸化用ガスとして酸素５ｍｌ／分をアルゴンガス５ｍｌ／分とともにスパッタ装置内に流し、ガス圧５ｍＴｏｒｒ、ターゲット投入パワー１．２ｋＷで基材表面に形成された下地膜表面全体に６０分成膜を行って、３０００ÅのＴｉＯ₂薄膜からなる光触媒膜を形成して実施例１の光触媒体を得た。一方、実施例１において、下地膜を介在させない以外は実施例１と同様にして基材表面全体に光触媒膜を形成して比較例１の光触媒体を得た。
【００２０】
これらの光触媒体について、サンシャインウェザーメーターに５００時間暴露する前後の光触媒体の破壊強度を測定し、その破壊強度の変化を調べた。結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】

表１によれば、本発明の光触媒体は光暴露による基材の劣化を防止することが認められる。
【００２２】
〔実施例２，比較例２〕
実施例１において、基材として４×５（ｃｍ²）のパイレックスガラスを使用した以外は実施例１と同様にして実施例２の光触媒体を得た。一方、比較例１において、基材として４×５（ｃｍ²）のパイレックスガラスを使用した以外は比較例１と同様にして比較例２の光触媒体を得た。
【００２３】
これらの光触媒体を２２ｍｌのアマランス（赤色顔料）溶液（３ｍｇ／リットル）中に浸し、２５０Ｗ超高圧水銀灯（３００ｎｍ以下をカット）を照射して、その濃度変化を紫外−可視分光光度計で測定し、アマランスの分解率を求めた。結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】

表２によれば、本発明の光触媒体は光触媒活性を良好に発揮することが認められる。
【００２５】
〔実施例３，比較例３〕
４×５（ｃｍ²）のポリエステルフィルムを基材として使用し、この基材に対し、対向スパッタリング法（ターゲットＡｌ）で、不活性ガスとしてアルゴンガス５ｍｌ／分をスパッタ装置内に流し、ガス圧５ｍＴｏｒｒ、ターゲット投入パワー１．０ｋＷで基材表面全体に１分間成膜を行って、基材上に５００ÅのＡｌ薄膜からなる下地膜を形成した後、対向スパッタリング法（ターゲットＴｉ）で、酸化用ガスとして酸素５ｍｌ／分をアルゴンガス５ｍｌ／分とともにスパッタ装置内に流し、ガス圧５ｍＴｏｒｒ、ターゲット投入パワー１．２ｋＷで基材表面に形成された下地膜表面全体に６０分間成膜を行って、３０００ÅのＴｉＯ₂薄膜からなる光触媒膜を形成して実施例３の光触媒体を得た。一方、実施例３において、下地膜を介在させない以外は実施例３と同様にして基材表面全体に光触媒膜を形成して比較例３の光触媒体を得た。
【００２６】
これらの光触媒体を２２ｍｌのアマランス溶液（３ｍｇ／リットル）中に浸し、２５０Ｗ超高圧水銀灯（３００ｎｍ以下をカット）を照射して、その濃度変化を紫外−可視分光光度計で測定し、アマランスの分解率を求めた。なお、基材のみについても同様の測定を行った。結果を表３に示す。
【００２７】
【表３】

表３によれば、本発明の光触媒体は光触媒活性を良好に発揮することが認められる。
【００２８】
〔実施例４，比較例４〕
４×５（ｃｍ²）のポリエステルフィルムを基材として使用し、この基材に対し、対向スパッタリング法（ターゲットＳｎＯ₂）で、不活性ガスとしてアルゴンガス５ｍｌ／分をスパッタ装置内に流し、ガス圧５ｍＴｏｒｒ、ターゲット投入パワー１．２ｋＷで基材表面全体に５分成膜を行って、基材上に３０００ÅのＳｎＯ₂薄膜からなる下地膜を形成した後、対向スパッタリング法（ターゲットＴｉ）で、酸化用ガスとして酸素５ｍｌ／分をアルゴンガス５ｍｌ／分とともにスパッタ装置内に流し、ガス圧５ｍＴｏｒｒ、ターゲット投入パワー１．２ｋＷで基材表面に形成された下地膜表面全体に６０分成膜を行って、３０００ÅのＴｉＯ₂薄膜からなる光触媒膜を形成して実施例４の光触媒体を得た。一方、実施例４において、下地膜を介在させない以外は実施例４と同様にして基材表面全体に光触媒膜を形成して比較例４の光触媒体を得た。
【００２９】
これらの光触媒体について、サンシャインウェザーメーターに５００時間暴露する前後の光触媒体の破壊強度を測定し、その破壊強度の変化を調べた。結果を表４に示す。
【００３０】
【表４】

表４によれば、本発明の光触媒体は光暴露による基材の劣化を防止することが認められる。
【００３１】
〔実施例５，比較例５〕
実施例４において、基材として４×５（ｃｍ²）のパイレックスガラスを使用した以外は実施例４と同様にして実施例５の光触媒体を得た。一方、比較例４において、基材として４×５（ｃｍ²）のパイレックスガラスを使用した以外は比較例４と同様にして比較例５の光触媒体を得た。
【００３２】
これらの光触媒体を２２ｍｌのアマランス溶液（３ｍｇ／リットル）中に浸し、２５０Ｗ超高圧水銀灯（３００ｎｍ以下をカット）を照射して、その濃度変化を紫外−可視分光光度計で測定し、アマランスの分解率を求めた。結果を表５に示す。
【００３３】
【表５】

表５によれば、本発明の光触媒体は光触媒活性を良好に発揮することが認められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を説明する断面図である。
【符号の説明】
１光触媒体
２基材
３下地膜
４光触媒膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photocatalyst that is effectively used for water purification, air purification, deodorization, oil decomposition, and the like.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
Conventionally, metal oxides such as TiO ₂ , ZnO, WO ₃ , Fe ₂ O ₃ , and SrTiO ₃ have been widely used as photocatalysts for water purification, air purification, deodorization, oil decomposition, and the like. Such a photocatalyst is usually used in powder form. In order to immobilize this powdery photocatalyst, for example, there is a binder immobilization method in which a powder is mixed with a resin or rubber as a binder, kneaded, applied to a base material, and sintered at several hundred degrees Celsius. In addition, as a method for closely attaching the photocatalyst to the substrate, a metal coating film is prepared using a metal alkoxide solution, and a metal oxide film obtained by a sol-gel method in which the gel coating film is heated at several hundred degrees Celsius is used as the photocatalyst. It is also known. However, since both the binder fixing method and the sol-gel method are heated at a high temperature when forming the metal oxide film as described above, only a heat-resistant substrate can be used. On the other hand, if a metal oxide film obtained by a sputtering method is used as a photocatalyst film, a photocatalyst body coated with the photocatalyst film can be obtained regardless of the type of the base material. When a base material is used, the base material and the photocatalyst film are in direct contact with each other, so that the base material itself is subject to photocatalytic action, and the base material is amorphous such as glass (amorphous, amorphous ), The thinner the photocatalyst film, the lower the crystallinity and orientation of the photocatalyst film due to the influence of the substrate, and the possibility that the catalytic activity of the photocatalyst film will decrease.
[0003]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a photocatalyst having not only excellent handling properties and durability, but also good catalytic efficiency, regardless of the type of substrate to be supported.
[0004]
Means for Solving the Problem and Embodiment of the Invention
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have provided a base film such as a metal thin film or a metal oxide thin film between the base material and the photocatalyst film, thereby depending on the type of the base material. In addition, it has been found that the deterioration can be prevented and the crystallinity and orientation of the photocatalyst film can be improved, thereby improving the photocatalytic activity. When a thin film obtained by a sputtering method is used as the film, the heat resistance of the substrate does not become a problem, and the above object can be achieved more effectively, and the present invention has been made.
[0005]
Accordingly, the present invention provides the following photocatalyst and a method for producing the same.
Claim 1:
A photocatalyst body in which a photocatalyst film is laminated on a base material with a base film interposed therebetween, wherein the base film is Ti, Al, Co, Cr, Cu, Fe, Au, Ag, Pt, Pd, In, Mg A photocatalyst that is a metal thin film made of Sn, Sn, or Zn, or a metal oxide thin film made of SiO, BeO, or SnO ₂ .
Claim 2:
The photocatalyst body according to claim 1, wherein the substrate is made of an organic material.
Claim 3:
Metal oxide obtained by performing reactive sputtering using a metal target in a metal thin film obtained by performing sputtering using a metal target, or an inert gas containing a gas having oxygen molecules The photocatalyst according to claim 1 or 2, wherein the photocatalyst film is a metal oxide film obtained by performing reactive sputtering using a metal target in an inert gas containing a gas having oxygen molecules. body.
Claim 4:
The base material made of an organic material is a plastic film, a photocatalyst film is laminated on the surface of the plastic film with a base film interposed therebetween, and adhesive processing is applied to the back surface of the plastic film. The photocatalyst described.
Claim 5:
A metal thin film made of Ti, Al, Co, Cr, Cu, Fe, Au, Ag, Pt, Pd, In, Mg, Sn, or Zn, or a metal made of SiO, BeO, or SnO ₂ on the substrate. A method of manufacturing a photocatalyst body in which an oxide thin film is stacked as a base film and then a photocatalyst film is further stacked, wherein the base film is formed by a sputtering method using a metal target or a gas containing oxygen molecules. The photocatalytic film is formed by a reactive sputtering method performed using a metal target in an inert gas containing a gas having oxygen molecules while being formed by a reactive sputtering method performed using a metal target in an active gas. A method for producing a photocatalyst body.
[0006]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a photocatalyst body 1 illustrating the configuration of the photocatalyst body of the present invention. This photocatalyst body 1 is obtained by forming a photocatalyst film 4 on a base material 2 with a base film 3 interposed therebetween. Here, the material and shape of the substrate are not particularly limited, and any material can be used as long as it is usually used as a substrate of a photocatalyst, for example, polymethyl methacrylate, polycarbonate, silicone, polystyrene. Such as plastic materials, polyester-based, polyamide-based, polyvinyl alcohol-based synthetic fibers, organic materials such as woven fabrics and non-woven fabrics made of natural fibers, semi-synthetic fibers, etc., and inorganic materials such as glass, quartz, ceramics, silica, etc. Inorganic materials such as metal materials such as aluminum and stainless steel can be used, but the present invention is particularly effective when the substrate is made of an organic material (organic substance).
[0007]
The base film is not particularly limited as long as it can be interposed between the base material and the photocatalyst film and does not deteriorate the base material and does not impair the catalytic activity of the photocatalyst film. , for example Ti, Al, Co, Cr, Cu, Fe, Au, Ag, Pt, Pd, in, Mg, Sn, metal thin film and SiO such as _{Zn, SiO 2, BeO, MgO,} Al 2 O 3, SnO 2 , there may be mentioned a metal oxide thin film such as ZrO _2, in view of the purposes of the present invention, when the metal thin film, in particular Ag of these, Ni, Cu, Au, Ti , Al, Pt, Pd , etc. In the case of a metal oxide thin film, SiO, SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , SnO ₂ or the like having no photocatalytic activity is preferably used. The thickness of the undercoat film is not particularly limited, but it is usually preferably in the range of several tens to several thousand to achieve the object of the present invention. The undercoat film can be formed on the substrate by a known wet plating, electroless plating, vacuum deposition method, ion plating method, CVD method, sol-gel method or the like. When the film is formed, the heat resistance of the base material does not become a problem at the time of film formation, and the room for selection of the material of the base material is widened.
[0008]
As the photocatalytic film, a metal oxide film such as TiO ₂ , ZnO, WO ₃ , Fe ₂ O ₃ , and SrTiO ₃ is used. Here, the thickness of the photocatalyst film is not particularly limited and can be variously selected depending on the use of the photocatalyst body. In the case of the present invention, the photocatalyst film exhibits good catalytic activity due to the presence of the base film. Therefore, in the case of a relatively thin photocatalyst film of several hundred to several thousand liters, it is particularly effective in improving the catalytic activity. The film thickness ratio between the base film and the photocatalyst film is not particularly limited, but it is usually preferable to set the base film / photocatalyst film to about 0.1 to 10. The photocatalyst film can be formed by a known binder fixing method, vacuum deposition method, ion plating method, CVD method, sol-gel method, etc., as well as the above base film, but the sputtering method is preferably employed. Is done.
[0009]
Hereinafter, a sputtering method suitably employed as a method for forming the base film and the photocatalytic film of the present invention will be described.
[0010]
The sputtering method for forming a base film made of a metal thin film is a method in which sputtering is performed using a metal target in a vacuum or an inert gas. The metal target used here is desired in the above-described metal thin film. It is a metal that forms a metal thin film.
[0011]
In addition, the (reactive) sputtering method for forming a base film made of a metal oxide is a method in which sputtering is performed while oxidizing a metal target in an inert gas containing a gas containing oxygen molecules. However, as the metal target used here, the desired metal oxide MeO _x (Me represents a metal such as Si, Al, Mg, Be, Zr, etc.) in the above-described metal oxide thin film, and x represents the metal type. A metal such as Si, Al, Mg, Be, Zr corresponding to a positive number in the range of 0 to 10, preferably 0 to 5, and x does not necessarily correspond to the valence of the metal. It is.
[0012]
In the case of a photocatalytic film, the metal target is a desired metal oxide MeO _x (Me represents a metal such as Fe, W, SrTi, Ti, Zn, etc., and x varies depending on the type of metal, but 0 to 10, Preferably, it is a positive number in the range of 0 to 5, and x does not necessarily correspond to the valence of the metal), and particularly TiO ₂ , ZnO, WO ₃ , Fe excellent as a photocatalyst. It is a metal corresponding to ₂ O ₃ , SrTiO _3, etc., and is sputtered while oxidizing such a metal target in an inert gas containing a gas containing oxygen molecules, and from a metal oxide film having a photocatalytic action A photocatalytic film is formed.
[0013]
Here, as the inert gas for sputtering, helium, argon or the like is used, and industrially inexpensive argon is particularly preferable. In the case of reactive sputtering, a metal is sputtered from the metal target in the presence of an inert gas containing oxygen molecule-containing gas (oxidizing gas), and a desired substrate (in the case of a base film) or below The sputtered metal oxide film is formed on the base film (in the case of a photocatalyst film). Examples of the oxidizing gas include oxygen, ozone, air, and water. Usually, oxygen is used. It is done. In addition, although the flow rate ratio (capacity ratio) of the said inert gas and oxidizing gas is selected suitably, it is preferable to set it as the range of inert gas: oxidizing gas = 100: 0.1-100: 1000.
[0014]
In the present invention, sputtering conditions such as sputtering apparatus, reactive sputtering apparatus, and sputtering pressure are not particularly limited, and known apparatuses and conditions can be employed. For example, an apparatus such as DC magnetron sputtering or counter sputtering can be used, and the pressure during sputtering can be from high vacuum to atmospheric pressure, but it is usually performed under a vacuum of 1 mTorr to 1 Torr.
[0015]
In the photocatalyst of the present invention, a plastic film is used as a base material, the base film is formed on the surface, the photocatalyst film is further formed thereon, and then the back surface of the plastic film is subjected to adhesive processing. It can also be made. According to such a photocatalyst body, it can be used so that it can be pasted on an existing fluorescent lamp, for example, by sticking to the surface of a reflector of the fluorescent lamp. In this case, the plastic film is not particularly limited, but in consideration of the above-described usage, plastics such as polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, and polyvinyl chloride are usually several tens to several hundreds of micrometers in thickness. Those formed into a film are preferably used. Moreover, as an adhesive process, the means in particular is not restrict | limited as long as the said plastic film can be affixed on various objects, such as indoor goods, for example.
[0016]
The photocatalyst of the present invention can be used in the same manner as known photocatalysts. For example, by irradiating the surface of the photocatalyst with light, the photocatalyst film formed on the surface is excited, and sterilization, deodorization, etc. It exerts its action and can be used for water purification, air purification, deodorization, oil decomposition, and the like. At this time, since the base film is interposed between the base material and the photocatalyst film, the base material can be used for a long time without deterioration even if the base material is made of an organic material, for example. In addition, for example, even when the substrate is made of an amorphous material, the photocatalytic activity of the photocatalytic film can be exhibited well.
[0017]
【The invention's effect】
The photocatalyst of the present invention can be used for a long time without deteriorating the base material, can exhibit the photocatalytic activity of the photocatalyst film well, and has a high photocatalyst even when the photocatalyst film is thin. Activity is obtained.
[0018]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example.
[0019]
[Example 1, Comparative Example 1]
A polyester nonwoven fabric of 4 × 5 (cm ² ) is used as a base material, and an argon gas of 5 ml / min as an inert gas is caused to flow into the sputtering apparatus by an opposing sputtering method (target Ti), and the gas pressure is increased. A film was formed on the entire surface of the substrate for 5 minutes at 5 mTorr and a target input power of 1.2 kW to form a base film made of a 3000 Ｔｉ Ti thin film on the substrate, and then subjected to oxidation by a counter sputtering method (target Ti). Oxygen 5 ml / min as argon gas was allowed to flow into the sputtering apparatus together with argon gas 5 ml / min, and film formation was performed for 60 minutes on the entire base film surface formed on the substrate surface with a gas pressure of 5 mTorr and a target input power of 1.2 kW. A photocatalyst film composed of a 3000 TiO ₂ thin film was formed to obtain the photocatalyst of Example 1. On the other hand, in Example 1, a photocatalyst film was formed on the entire surface of the substrate in the same manner as in Example 1 except that no base film was interposed, so that a photocatalyst of Comparative Example 1 was obtained.
[0020]
For these photocatalysts, the breaking strength of the photocatalyst before and after exposure to a sunshine weather meter for 500 hours was measured, and the change in the breaking strength was examined. The results are shown in Table 1.
[0021]
[Table 1]

According to Table 1, it is recognized that the photocatalyst of the present invention prevents the deterioration of the substrate due to light exposure.
[0022]
[Example 2, Comparative Example 2]
In Example 1, the photocatalyst of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 4 × 5 (cm ² ) Pyrex glass was used as the base material. On the other hand, in Comparative Example 1, a photocatalyst of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as Comparative Example 1 except that 4 × 5 (cm ² ) Pyrex glass was used as the substrate.
[0023]
These photocatalysts are immersed in 22 ml of amaranth (red pigment) solution (3 mg / liter), irradiated with a 250 W ultra-high pressure mercury lamp (cut below 300 nm), and the concentration change is measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer. The decomposition ratio of amaranth was obtained. The results are shown in Table 2.
[0024]
[Table 2]

According to Table 2, it is recognized that the photocatalyst of the present invention exhibits a good photocatalytic activity.
[0025]
Example 3 and Comparative Example 3
A polyester film of 4 × 5 (cm ² ) is used as a base material, and an argon gas of 5 ml / min as an inert gas is allowed to flow into the sputtering apparatus by an opposing sputtering method (target Al). After forming a film on the entire surface of the substrate for 1 minute at 5 mTorr and target input power of 1.0 kW to form a base film made of a 500 Å Al thin film on the substrate, the surface is oxidized by a counter sputtering method (target Ti). Oxygen 5 ml / min as argon gas was allowed to flow into the sputtering apparatus together with argon gas 5 ml / min, and a film was formed for 60 minutes on the entire surface of the base film formed on the substrate surface with a gas pressure of 5 mTorr and a target input power of 1.2 kW. A photocatalyst film composed of a 3000 TiO ₂ thin film was formed to obtain a photocatalyst of Example 3. On the other hand, in Example 3, a photocatalyst film of Comparative Example 3 was obtained by forming a photocatalyst film on the entire substrate surface in the same manner as in Example 3 except that no base film was interposed.
[0026]
These photocatalysts are immersed in 22 ml of amaranth solution (3 mg / liter), irradiated with a 250 W ultra-high pressure mercury lamp (300 nm or less cut), the concentration change is measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer, and amaranth is decomposed. The rate was determined. In addition, the same measurement was performed only on the base material. The results are shown in Table 3.
[0027]
[Table 3]

According to Table 3, it is recognized that the photocatalyst of the present invention exhibits a good photocatalytic activity.
[0028]
[Example 4, Comparative Example 4]
A polyester film of 4 × 5 (cm ² ) is used as a base material, and an argon gas of 5 ml / min as an inert gas is allowed to flow in the sputtering apparatus by an opposing sputtering method (target SnO ₂ ) to form a gas. A film was formed on the entire surface of the substrate at a pressure of 5 mTorr and a target input power of 1.2 kW for 5 minutes to form a base film made of a 3000 Ｓ SnO ₂ thin film on the substrate, and then a counter sputtering method (target Ti). Oxygen 5 ml / min as an oxidizing gas is flowed into the sputtering apparatus together with argon gas 5 ml / min, and film formation is performed for 60 minutes on the entire surface of the base film formed on the substrate surface with a gas pressure of 5 mTorr and a target input power of 1.2 kW. A photocatalyst film made of 3000 TiO ₂ thin film was formed to obtain a photocatalyst of Example 4. On the other hand, in Example 4, the photocatalyst film of Comparative Example 4 was obtained by forming a photocatalyst film on the entire substrate surface in the same manner as in Example 4 except that no base film was interposed.
[0029]
For these photocatalysts, the breaking strength of the photocatalyst before and after exposure to a sunshine weather meter for 500 hours was measured, and the change in the breaking strength was examined. The results are shown in Table 4.
[0030]
[Table 4]

According to Table 4, it is recognized that the photocatalyst of the present invention prevents the deterioration of the substrate due to light exposure.
[0031]
[Example 5, Comparative Example 5]
In Example 4, the photocatalyst of Example 5 was obtained in the same manner as in Example 4 except that 4 × 5 (cm ² ) Pyrex glass was used as the base material. On the other hand, in Comparative Example 4, a photocatalyst of Comparative Example 5 was obtained in the same manner as Comparative Example 4 except that 4 × 5 (cm ² ) Pyrex glass was used as the substrate.
[0032]
These photocatalysts are immersed in 22 ml of amaranth solution (3 mg / liter), irradiated with a 250 W ultra-high pressure mercury lamp (300 nm or less cut), the concentration change is measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer, and amaranth is decomposed. The rate was determined. The results are shown in Table 5.
[0033]
[Table 5]

According to Table 5, it is recognized that the photocatalyst of the present invention exhibits a good photocatalytic activity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Photocatalyst body 2 Base material 3 Base film 4 Photocatalyst film

Claims

A photocatalyst in which a photocatalyst film is laminated on a base material with a base film interposed therebetween , wherein the base film is Ti, Al, Co, Cr, Cu, Fe, Au, Ag, Pt, Pd, In, Mg A photocatalyst that is a metal thin film made of Sn, Sn, or Zn, or a metal oxide thin film made of SiO, BeO, or SnO ₂ .

The photocatalyst body according to claim 1, wherein the substrate is made of an organic material.

Metal oxide obtained by performing reactive sputtering using a metal target in a metal thin film obtained by performing sputtering using a metal target, or an inert gas containing a gas having oxygen molecules The photocatalyst according to claim 1 or 2, wherein the photocatalyst film is a metal oxide film obtained by performing reactive sputtering using a metal target in an inert gas containing a gas having oxygen molecules. body.

The substrate made of an organic material is a plastic film , a photocatalyst film is laminated on the surface of the plastic film with a base film interposed therebetween, and an adhesion process is applied to the back surface of the plastic film. The photocatalyst described.

A metal thin film made of Ti, Al, Co, Cr, Cu, Fe, Au, Ag, Pt, Pd, In, Mg, Sn, or Zn, or a metal made of SiO, BeO, or SnO ₂ on the substrate. A method of manufacturing a photocatalyst body in which an oxide thin film is stacked as a base film and then a photocatalyst film is further stacked, wherein the base film is formed by sputtering using a metal target, or a gas containing oxygen molecules. The photocatalytic film is formed by a reactive sputtering method performed using a metal target in an inert gas containing a gas having oxygen molecules while being formed by a reactive sputtering method performed using a metal target in an active gas. A method for producing a photocatalyst body.