[发明专利]亲水性薄膜以及使用该亲水性薄膜的构件和结构物

说明书

本发明专利申请是国际申请号为PCT/JP2009/004627，国际申请日为2009年09月16日，进入中国国家阶段的申请号为200980136969.9，名称为“亲水性薄膜以及使用该亲水性薄膜的构件和结构物”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及亲水性薄膜以及使用该亲水性薄膜的构件和结构物。

背景技术

表面赋予了亲水性的构件被用于防雾、防结露、防污、水性涂料的印刷等各种领域。人们开发出使用氧化钛类的光催化膜的亲水性构件，将其应用于外壁、窗玻璃、汽车的后视镜等。当太阳光中所含的紫外线照射时，氧化钛膜的表面状态发生变化而亲水性化，且具有光催化作用的膜可将附着于表面的有机物氧化分解而显示出高亲水性。对于采用光催化膜的建材或窗玻璃，利用雨水来除去附着于表面的污染物，藉此获得防污效果。

采用通过光来实现亲水性化的构件的情况下，没有光的照射的状态成为问题。氧化钛膜的亲水性在短时间内下降，因此例如应用于汽车用的后视镜的防雾剂的情况下，在夜间或保管于车库的状态下防雾效果不足。对于一部分的构件，进行了在氧化钛中混合氧化硅之类的亲水性氧化物来延长亲水性的持续时间的努力，但未能获得足够的性能。使用紫外线作为激发光的情况下，在阴天或室内激发光可能会不足。为了弥补激发光的不足，在氧化钛中添加氮或硫或者进行铂承载来实施可见光响应，但可使用的光的波长范围并不很大，因此在室内用途中无法获得足够的性能。亲水性效果的持续性也与现有的氧化钛相同，在暗处的亲水性在短时间内下降。

已知氧化钨可用作电子器件用电介质材料、光学元件用材料、电致变色材料、气体传感器材料，还可用作可见光响应型光催化材料。氧化钨的带隙为2.5～2.8eV；氧化钛只能利用380nm以下的紫外线，相对地，氧化钨可使用最大为450nm附近的可见光作为激发光。因此，氧化钨可在室内用的荧光灯或电灯泡的光的波长范围内用作光催化剂。还已知氧化钨通过光照而显示出亲水性，已报道了主要通过真空蒸镀法、溅射法、激光烧蚀法、溶胶－凝胶法等制成的膜。

专利文献1中记载的在基材上通过溅射形成氧化钨膜而得的光催化材料，主要使用具有三斜晶系的晶体结构的氧化钨。专利文献1中揭示了用可见光激发氧化钨膜来获得亲水性的技术方案。具体而言，据文中记载，通过溅射形成的氧化钨膜与水的接触角(初始值)在10～30°的范围内，对其照射紫外线约2分钟后与水的接触角变为5°以下。据非专利文献1中记载，通过热蒸镀法或溶胶－凝胶法成膜后于400℃进行热处理而得的氧化钨膜显示出亲水性。

现有的氧化钨膜在用光激发时显示出亲水性，因此光不足的状态下的性能成为问题。采用加热进行亲水性化的情况下，基材的耐热性成为问题，对于面积较大的构件，加热方法也成为问题。采用溅射法、热蒸镀法、溶胶－凝胶法等的情况下，形成氧化钨膜的基材也存在限制。通过光照或加热之类的后处理来进行亲水性化的情况下，存在持续时间缩短的倾向，需要在短时间内进行定期的光照或加热。而且，因为仅通过亲水性作用无法除去有机物，所以表面附着有油成分等有机物的情况下，必须用足量的雨水或水洗等来除去，使用环境存在限制。因此，需要通过光催化作用将有机物氧化分解的性能，但现有的氧化钨膜无法获得足够的光催化性能。

为了用氧化钨粉末形成均匀的膜，需要微细的粉末。专利文献2中，作为微细的氧化钨粉末的制造方法，记载了将仲钨酸铵(APT)在空气中加热而获得三氧化钨粉末的方法，获得了一次粒径为0.01μm(BET比表面积=82m²/g)的三氧化钨粉末。专利文献3中，作为高效地获得氧化钨微粉的方法，记载了热等离子体处理法，获得了粒径为1～200nm的微粉。但是，即使将采用这些方法制成的氧化钨微粉直接使用，采用光的亲水性化也不充分，无法长期维持亲水性。如上所述，现状是无法获得显示出可用于实际应用的亲水性的氧化钨膜。

专利文献1：日本专利特开2001-152130号公报

专利文献2：日本专利特开2002-293544号公报

专利文献3：日本专利特开2006-102737号公报

非专利文献1：J.Phys.D:Appl.Phys.40(2007)1134-1137

发明的揭示

本发明的目的在于提供无论有无光照都显示出良好的亲水性、并且可长时间维持该性能的亲水性薄膜以及使用该亲水性薄膜的构件和结构物。