JP2000246114A

Organic-inorganic hybrid material and its production

Abstract

[Task] To provide an organic-inorganic hybrid material having a material exhibiting a photocatalytic action as a surface layer but not deteriorating the base material supporting the material, and a method for producing the same.

Solution.In an organic-inorganic hybrid material having a substrate and an intermediate layer and a photocatalytic layer sequentially formed on the surface of the substrate, the intermediate layer is formed by covalently bonding an organic polymer component and a metal oxide component. A material that is an organic-inorganic hybrid polymer material that has a component gradient structure in which the concentration of metal oxide components increases in the surface direction, and the photocatalytic layer contains a metal oxide that exhibits photocatalytic action. Consists of an organic-inorganic hybrid material.

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21 claims: 6 independent, 15 dependent

  1. 1
    【特許請求の範囲】 【請求項1】 基材と基材の表面上に順次形成された中間層と光触媒作用層とを有する有機-無機ハイブリッド材料において、 この中間層が、有機重合体成分と金属酸化物成分とが共有結合して形成された有機-無機ハイブリッド高分子材料であって、表面方向に金属酸化物成分の濃度が増加する成分傾斜構造を有するもので成り、 この光触媒作用層が、光触媒作用を有する金属酸化物を含む材料で成る、有機-無機ハイブリッド材料 【請求項2】 基材と基材の表面上に順次形成された第1中間層と第2中間層と光触媒作用層とを有する有機-無機ハイブリッド材料において、 この第1中間層が、有機重合体成分と金属酸化物成分とが共有結合して形成された有機-無機ハイブリッド高分子材料であって、表面方向に金属酸化物成分の濃度が増加する成分傾斜構造を有するもので成り、 この第2中間層が、金属酸化物が架橋して形成された無機材料で成り、 この光触媒作用層が、光触媒作用を有する金属酸化物を含む材料で成る、有機-無機ハイブリッド材料。
  2. 3
    【請求項3】 前記有機重合体の主骨格が熱硬化性樹脂である請求項1又は2記載の有機-無機ハイブリッド材料。
  3. 4
    【請求項4】 前記有機重合体の主骨格が熱可塑性樹脂である請求項1又は2記載の有機-無機ハイブリッド材料。
  4. 5
    【請求項5】 前記有機重合体の主骨格がポリカーボネート、ポリアリレートまたはポリサルホンである請求項1または2記載の有機-無機ハイブリッド材料。
  5. 6
    【請求項6】 前記有機重合体が金属アルコキシ基、水酸基、アミノ基またはカルボキシル基からなる群から選択される官能基を少なくともひとつ有する請求項1または2記載の有機-無機ハイブリッド材料。
  6. 7
    【請求項7】 前記有機重合体が官能基として金属アルコキシ基を少なくともひとつ有する請求項1または2記載の有機-無機ハイブリッド材料。
  7. 8
    【請求項8】 前記中間層の金属酸化物が、光触媒作用を示さないものである請求項1または2記載の有機-無機ハイブリッド材料 【請求項9】 前記中間層の金属酸化物が、酸化物となった場合に光触媒作用を示さない金属の金属アルコキシド化合物またはそれを含む金属アルコキシド混合物を加水分解および重縮合させて得られたものである請求項1または2記載の有機-無機ハイブリッド材料。
  8. 10
    【請求項10】 前記中間層の金属酸化物の金属元素が、SiおよびZrからなる群から選択される少なくとも1種である請求項1または2記載の有機-無機ハイブリッド材料。
  9. 11
    【請求項11】 前記中間層の金属酸化物が、シリコンアルコキシドまたはジルコニウムアルコキシドまたは少なくともそれらのいずれかを含む混合物を加水分解および重縮合させて得られたものである請求項1または2記載の有機-無機ハイブリッド材料 【請求項12】 前記中間層の金属酸化物の金属元素が、Siである請求項1または2記載の有機-無機ハイブリッド材料。
  10. 13
    【請求項13】 前記中間層の金属酸化物が、シリコンアルコキシドまたはそれを含むシリコンアルコキシド混合物を加水分解および重縮合させて得られたものである請求項1または2記載の有機-無機ハイブリッド材料。
  11. 14
    【請求項14】 前記光触媒作用層中、光触媒作用を示す金属酸化物の含有量が10から100重量%である請求項1または2記載の有機-無機ハイブリッド材料。
  12. 15
    【請求項15】 前記光触媒作用を示す金属酸化物が、酸化チタンおよび酸化銅(I)からなる群から選択される少なくとも1種である請求項1または2記載の有機-無機ハイブリッド材料。
  13. 16
    【請求項16】 前記光触媒作用層が、光触媒作用を示す金属酸化物の粒子を含む材料でなる請求項1または2記載の有機-無機ハイブリッド材料。
  14. 17
    【請求項17】 前記光触媒作用層が、酸化物とされた場合に光触媒作用を示す金属の金属アルコキシド化合物またはそれを含む金属アルコキシド混合物を加水分解および重縮合させて得られる材料で成る請求項1または2記載の有機-無機ハイブリッド材料。
  15. 18
    【請求項18】 前記基材が有機材料である請求項1または2記載の有機-無機ハイブリッド材料。
  16. 19
    【請求項19】 前記光触媒作用が消臭、脱色、防汚、抗菌および除菌作用である請求項1または2記載の有機-無機ハイブリッド材料。
  17. 20
    【請求項20】 (i)表面を有する基材を提供する工程;(ii)基材の表面上に、官能基として金属アルコキシド基を有する有機重合体、又は金属アルコキシド化合物と反応可能な官能基を有する有機重合体と金属アルコキシド化合物との混合物を含む溶液あるいは湿潤ゲルを塗布して塗布層を形成する工程;(iii)金属アルコキシド化合物の濃度が増加するように組成比を変化させた溶液あるいは湿潤ゲルを調製し、上記塗布層の表面上にこれを塗布することを少なくとも1回繰り返して、中間層を形成する工程;及び (iv)中間層の表面上に、光触媒作用を示す金属酸化物を含む材料で成る光触媒作用層を形成する工程;を包含する、有機-無機ハイブリッド材料の製造方法。
  18. 21
    【請求項21】 (i)表面を有する基材を提供する工程;(ii)基材の表面上に、官能基として金属アルコキシド基を有する有機重合体、又は金属アルコキシド化合物と反応可能な官能基を有する有機重合体と金属アルコキシド化合物との混合物を含む溶液あるいは湿潤ゲルを塗布して塗布層を形成する工程;(iii)金属アルコキシド化合物の濃度が増加するように組成比を変化させた溶液あるいは湿潤ゲルを調製し、上記塗布層の表面上にこれを塗布することを少なくとも1回繰り返して、第1中間層を形成する工程;(iv)第1中間層の表面上に、金属アルコキシド化合物を含む溶液あるいは湿潤ゲルを塗布して第2中間層を形成する工程;(v)第2中間層の表面上に、光触媒作用を示す金属酸化物を含む材料で成る光触媒作用層を形成する工程;を包含する、有機-無機ハイブリッド材料の製造方法。
  19. 22
    【請求項22】 前記光触媒作用層が、光触媒作用を示す金属酸化物の粒子を含む材料を直接、中間層の表面に塗布して形成される請求項20または21記載の有機-無機ハイブリッド材料の製造方法。
  20. 23
    【請求項23】 前記光触媒作用層が、光触媒作用を示す金属酸化物の粒子を含む材料を揮発性溶媒に分散させ、得られる分散体を中間層の表面に塗布して形成される請求項20または21記載の有機-無機ハイブリッド材料の製造方法。
  21. 24
    【請求項24】 前記光触媒作用層が、中間層の表面上に光触媒作用を示す金属アルコキシド化合物またはその低縮合物を含む金属アルコキシド混合物の溶液あるいは湿潤ゲルを塗布して形成される請求項20または21記載の有機-無機ハイブリッド材料の製造方法。
Independent claims21