[发明专利]光催化剂材料、光电转换元件用材料、耐磨性构件和食用油防劣化构件的制造方法，以及光催化剂材料、光电转换元件用材料、耐磨性构件和食用油防劣化构件

说明书

本发明的目的在于制造表面形成有结晶性氧化钛覆膜的钛材料。在该表面形成有结晶性氧化钛覆膜的钛材料，作为发挥高功能的光催化剂材料、光电转换元件用材料、耐磨性构件、食用油防劣化构件等是有用的材料。一种在表面形成有结晶性氧化钛覆膜的钛材料的制造方法，其特征在于，包括：(1)对钛材料的表面进行粗面化处理，形成粗面化材料的工序；(2)在该粗面化材料的表面形成钛化合物的工序；(3)对在该表面形成有钛化合物的材料进行阳极氧化处理，形成非晶态氧化钛覆膜的工序；以及(4)在大气气氛中，在300℃以上的温度对在该表面形成有非晶态氧化钛覆膜的材料进行加热处理，形成结晶性氧化钛覆膜的工序。

技术领域

本发明涉及表面形成有结晶性氧化钛覆膜的金属钛材料或钛合金材料的制造方法、以及通过该制造方法得到的表面形成有结晶性氧化钛覆膜的金属钛材料或钛合金材料。

背景技术

由于氧化钛为分解各种有害物质的光催化剂材料、可通过简便方法制作，因此期待应用于作为下一代太阳能电池而受到关注的染料敏化太阳能电池。作为氧化钛的晶体结构，存在金红石型、板钛矿型和锐钛矿型这3种。上述3种晶体结构中，已知锐钛矿型氧化钛在光催化剂特性、染料敏化太阳能电池的光电转换特性方面优异。

专利文献1为在金属钛材料或钛合金材料中(i)在钛或钛合金的表面形成钛氮化物，接着(ii)在对金属钛具有蚀刻作用的含有酸等的电解液中，通过进行基于施加火花放电产生电压以上的电压的阳极氧化处理，从而在金属钛或钛合金上形成锐钛矿型氧化钛的技术。通过该方法形成的构件可优选用作光催化剂材料和光电转换元件材料。

在专利文献1的技术中，在对耐腐蚀性极高的金属钛进行蚀刻时，使用硫酸等强酸。另外，在该方法中，由于以火花放电产生电压以上的电压进行阳极氧化处理，因此需要可输出高电压和高电流的高额的电源。而且，在该方法中，为了抑制伴随发生火花放电的电解液的发热，需要高额的冷却装置。

专利文献2是将使用专利文献1的技术制作的部件利用于食用油防劣化构件的技术。

专利文献3为在金属钛或钛合金中，(i)在钛或钛合金的表面形成钛氮化物，接着(ii)在对金属钛不具有蚀刻性的含有酸等的电解液中进行阳极氧化，形成钛氧化覆膜，进而(iii)通过在大气氧化气氛等中进行加热处理，从而在金属钛或钛合金上形成锐钛矿型氧化钛的技术。通过该方法形成的构件可优选用作光催化剂、光电转换元件用材料和耐磨性构件。

在专利文献3的技术中，由于进行使用对钛不具有蚀刻性的电解液的阳极氧化处理，因此不使用硫酸等强酸，因此是作业的危险性非常低的技术。另外，在该方法中，由于不进行产生火花放电的阳极氧化处理，因此为没有产生有害的雾、气体等，也几乎没有电解液的自身发热，适于量产性的技术。

由于专利文献3的技术在对钛不具有蚀刻性的电解液中进行阳极氧化处理，因此与在对钛具有蚀刻性的电解液中产生火花放电的激烈的阳极氧化处理(专利文献1)相比，得到的构件的表面不粗糙。

专利文献4是将使用专利文献3的技术制作的构件利用于食用油防劣化构件的技术。

专利文献5公开了不经过钛化合物的形成工序而制作的材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3858058号

专利文献2：日本特开2011-200406号公报

专利文献3：日本专利第5452744号

专利文献4：日本专利第5490303号

专利文献5：日本特开2008-184652号公报

发明内容

(发明要解决的课题)