光催化膜擔載部件的製作方法

2023-12-02 08:18:46

專利名稱：光催化膜擔載部件的製作方法
技術領域：
本發明涉及對於以往未曾嘗試賦予光催化性等的各種部件製品(金屬部件製品、樹脂部件製品)，即使採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法僅是形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，也談不上實質上表現光催化作用、表現由此產生的效果的部件，提供充分地賦予了光催化性的方法、及充分地賦予了光催化性的部件等。
背景技術：
近年來，非常盛行有關光催化膜的研究(例如由本申請申請人的特開2000-53449號公報或特開2004-2104號公報)，申請件數也多，在各申請中的認識也是形形色色的狀況，處於魚龍混雜的狀態。另外，光催化劑的大多申請傾向於意圖廣泛記載，因此多數是把發明範圍公開至根據條件等並不能說是本領域常識的範圍(例如作為實驗結果得到的數值範圍等會因條件等而大不相同，因此很多情況是並不能一般化至條件等不同的場合(得不到作用效果))，即使相互比較有某種程度妥當性的類似申請之間(例如數值範圍之間等)，也有很多矛盾之處。

發明內容
在野外等使用的攝像機透鏡(或者罩玻璃)，如果其表面附著有水滴或汙物，視野就會變差，因此不好。尤其，在野外等作為監視攝像機等而設置在高處等維修麻煩的場所的攝像機透鏡等，如果其表面附著有水滴或汙物，視野就會變差，維修也不容易，因此不好。這樣，近年來，人們嘗試在攝像機透鏡等的表面設置親水性膜或者兼具親水性和光催化性的親水性膜兼光催化膜。於是，本申請申請人，為了消除在攝像機透鏡等的表面附加親水性膜等的情況下，配置在攝像機透鏡等的外周的攝像機透鏡等的保持部件(稱為護圈的外周材料)與攝像機透鏡等的邊界部積存水滴而視野變窄的問題(參照圖5)，提出了在所述保持部件的表面形成親水性膜的技術，並已經申請(特願2004-274741)。這裡，在所述保持部件的表面形成親水性膜時，雖然能夠期待相當的效果，但由於汙物等附著的原因，從維持長期親水性的觀點來看，還有改進的餘地，因此試製了採用蒸鍍法等在所述保持部件的表面形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜(保持部件/光催化膜/親水性膜)的物體。
但是，和預想的相反，得不到期待的效果。詳細地說，如果在進行黑色陽極氧化鋁處理的鋁製護圈現有流通品表面，用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法僅是成膜光催化膜/親水性膜，也和預想的相反，得不到期待的效果。
關於其原因，首先考慮到光催化膜/親水性膜是否沒有適當地附著在護圈表面，但根據調查，膜的附著狀態沒有特別的問題。因此，接著考慮到是不是黑色陽極氧化鋁處理的原因，所以對黑色陽極氧化鋁處理條件進行各種變更(具體地說，是變更氧化鋁、氧化鈰等研磨劑條件，或者對拋光研磨條件或電解研磨條件等進行各種變更)而製作護圈，採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法在該護圈表面成膜光催化膜/親水性膜的結果，發現有時可以得到期待的效果。於是，進一步追溯原因的結果，意外地闡明，根據護圈表面微妙的表面粗糙度的不同情況，或是充分地表現光催化性，或是不能夠充分地表現光催化性。具體地說，如果在黑色陽極氧化鋁處理後的護圈現有流通品的表面(Ra大約0.8μm)，採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法僅是成膜光催化膜/親水性膜，則表現不出期待的光催化性(並不能說實質上表現出由光催化性產生的作用)，但是如果在變更黑色陽極氧化鋁處理條件而製成的護圈的表面(例如Ra為0.6μm)，採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法成膜光催化膜/親水性膜，就能夠充分地表現期待的光催化性。進而對黑色陽極氧化鋁處理條件進行微妙的(各種)變更，而對護圈表面的表面粗糙度進行微妙的(各種)改變來製作護圈的結果，闡明了圖1所示的關係。即闡明了，如圖1所示，根據護圈表面微妙的表面粗糙度的不同情況，在光催化性的性能上有著很大差異。
從上述試驗可知，相對於黑色陽極氧化鋁處理後的護圈現有流通品的表面粗糙度(Ra大約0.8μm)，通過變更黑色陽極氧化鋁處理的條件而製成護圈表面粗糙度(Ra)在0.60μm左右(0.60μm±0.05μm＝0.55μm～0.65μm)的護圈，進而在其表面上採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法成膜光催化膜/親水性膜，可以充分地表現期待的光催化性，其結果能夠長時間持續維持在實用上達到充分水平的親水性(在後述的實施例1記載的規定的試驗(以下在說明書中稱為規定的試驗)中是15°)。進而可以知道，通過變更黑色陽極氧化鋁處理的條件而製成護圈表面粗糙度(Ra)在0.25μm左右(0.25μm±0.05μm＝0.20μm～0.30μm)的護圈，進而在其表面上採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法成膜光催化膜/親水性膜，可以顯著地表現光催化性(在規定的試驗中是5°)，其結果能夠長時間持續維持在實用上達到充分水平的親水性。也可以知道，通過變更黑色陽極氧化鋁處理的條件而製成護圈表面粗糙度(Ra)在0.10μm左右(0.10μm±0.05μm＝0.095μm～0.15μm)的護圈，進而在其表面上採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法成膜光催化膜/親水性膜，可以更加顯著地表現光催化性，其結果能夠長時間持續維持在實用上幾乎達到完全水平的親水性(在規定的試驗中是1°)。另外知道，要想變更黑色陽極氧化鋁處理的條件而製作出護圈表面粗糙度(Ra)在0.10μm左右(0.10μm±0.05μm＝0.095μm～0.15μm)的護圈，在勞動力方面與成本方面、批量生產方面與品質管理方面就存在問題。即知道，在勞動力方面與成本方面，要是追求表面粗糙度，就有過於花費勞動力、成本而不現實的問題，另外，在批量生產方面與品質管理方面，有成品率差、批量生產性差的問題，在品質管理方面也有過於花費勞動力、成本而不現實的問題。另外還知道，如果黑色陽極氧化鋁處理後的護圈的算術平均表面粗糙度Ra小於或等於0.10μm，就會產生光澤，在護圈反射的光入射到透鏡中而產生光暈，因此是不好的。與此相反，如果黑色陽極氧化鋁處理後的護圈的算術平均表面粗糙度Ra超過0.10μm，則沒有光澤，能夠避免光暈，因此是優選的。可以知道，如果考慮以上情況，黑色陽極氧化鋁處理後的護圈的算術平均表面粗糙度Ra優選超過0.10μm，如果考慮光催化性能和勞動力方面與成本方面、批量生產方面與品質管理方面，Ra則優選大於或等於0.15μm，更優選大於或等於0.20μm，為了充分地表現光催化性、得到期待的效果，Ra優選小於或等於0.65μm，為了顯著地表現光催化性，Ra優選小於或等於0.30μm。
出於測定汽車等的車間距離等而進行速度控制這種目的等而使用的雷射雷達，為了實現汽車等的更安全的行駛而正被實用化到部分高級車輛上。在搭載到這種車輛等上的雷射雷達的罩上如果附著有水滴或汙物，雷射就會發生散射，使靈敏度降低，因而從消除該雷射雷達的靈敏度降低的問題的觀點考慮，有進一步改良的餘地。
因此，本申請發明人，與上述相同，試製了在出於測定汽車的車間距離等而進行速度控制這種目的等而使用的雷射雷達罩的表面，形成結構為順次層積光催化膜/親水性膜的膜(罩部件/光催化膜/親水性膜)的物體。
具體地說，首先，試製了在玻璃制的雷射雷達罩的表面，採用溼式法(塗布、燒成等)或者蒸鍍法等形成所述光催化膜/親水性膜的物體，可以知道，關於光催化性的充分表現雖然能夠得到期待的效果，但如果是玻璃制，在行駛中彈回的石子等接觸罩表面而導致破裂的可能性就高。接著，作為樹脂制的雷射雷達罩，試製了在一般的丙烯酸樹脂(基板)的表面，採用溼式法(塗布、燒成等)形成所述光催化膜/親水性膜的物體，但是可以知道此時膜的密合性等存在問題。這樣，作為雷射雷達罩，試製了在一般的丙烯酸樹脂(基板)的表面採用蒸鍍法形成所述光催化膜/親水性膜的物體，但是可以知道，對於採用蒸鍍法得到充分光催化性的成膜溫度的丙烯酸樹脂的耐熱性存在問題。這樣，試製了在聚醯亞胺樹脂(基板)的表面採用蒸鍍法形成所述光催化膜/親水性膜的物體，但是可以知道，與上述相同，根據聚醯亞胺樹脂基板表面微妙的表面粗糙度的不同，在光催化性的性能上存在很大差異。另外，這種現象並不只限於蒸鍍法，在濺射法、CVD法中也是同樣的。具體地說，如圖2所示，可以知道，即使採用蒸鍍法或者濺射法或者CVD法在聚醯亞胺樹脂基板的表面(Ra為0.20μm)成膜光催化膜/親水性膜，也不能夠充分地表現出作為雷射雷達罩所希望的光催化性(在規定的試驗中水滴接觸角是4°)，進而從確保雷射雷達的靈敏度的觀點來看，也是不充分的；如果製作微妙地調整了金屬模表面粗糙度的金屬模，並採用蒸鍍法或者濺射法或者CVD法在使用該金屬模成形的聚醯亞胺樹脂基板的表面(Ra為0.10μm)成膜光催化膜/親水性膜，則能夠顯著地表現出作為雷射雷達罩所希望的光催化性(在規定的試驗中水滴接觸角是1°)，進而從確保雷射雷達的靈敏度的觀點來看，是充分的；進而，如果製作微妙地調整了金屬模表面粗糙度的金屬模，並採用蒸鍍法或者濺射法或者CVD法在使用該金屬模成形的聚醯亞胺樹脂基板的表面(Ra為0.09μm)成膜光催化膜/親水性膜，則能夠更加充分地表現出作為雷射雷達罩所希望的光催化性(在規定的試驗中水滴接觸角是0°)，進而從確保雷射雷達的靈敏度的觀點來看，是更加充分的。
另外，聚醯亞胺樹脂制的雷射雷達罩，基於上述認識，通過製作微妙地調整了金屬模表面粗糙度的金屬模並使用該金屬模，可以得到對應於金屬模表面粗糙度的成形品，具體地說，能夠以高成品率且穩定地批量生產出顯著地表現光催化性的Ra為60～100nm的成形品，膜的密合性也極其優異，並且對於採用蒸鍍法或者濺射法或者CVD法得到充分光催化性能的成膜溫度的耐熱性也是充分的。再者，闡明了對於以測定汽車的車間距離而進行速度控制這種目的等使用的雷射雷達罩來說，最優選賦予由顯著的親水性(防霧性)以及顯著的光催化性(防汙性)產生的維持長時間持續的親水性(防霧性)的性能，因此優選表面粗糙度Ra在60～100nm，更優選表面粗糙度Ra在60～90nm。
在自行車的齒輪、盤式制動器轉子、輪轂和輪轂附近的輪輻等容易附著油汙的部件上附著了油汙的情況下，擦去油汙會費事。如果盤式制動器轉子(特別是背面部分容易附著油汙)上附著了油汙，其性能就有可能會降低，但是要想擦去輪轂和輪轂附近的輪輻、螺紋接頭部分(特別是這些的背面部分)的油汙是困難的。
因此，本申請發明人，與上述相同，試製了在自行車的齒輪表面形成結構為順次層積光催化膜/親水性膜的親水性膜兼光催化膜(齒輪部件/光催化膜/親水性膜)的物體。
具體地說，首先，試製了在不鏽鋼(SUS304)制的自行車的齒輪表面，採用溼式法(塗布、燒成等)形成上述光催化膜/親水性膜的物體，但明白了此時膜的密合性存在問題。這樣，採用蒸鍍法或者濺射法或者CVD法，試製了在不鏽鋼(SUS304)制的自行車的齒輪表面形成上述光催化膜/親水性膜的物體，其結果，與上述相同，根據自行車的齒輪表面微妙的表面粗糙度的不同，在光催化性的性能上存在著很大差異。具體地說，知道了如果在兩種現有流通品的自行車的齒輪表面(Ra為1.0μm)，只是使用蒸鍍法或者濺射法或者CVD法成膜，也幾乎表現不出光催化性；如果在進行拋光研磨處理製成的自行車的齒輪表面(例如Ra為0.60μm)，採用蒸鍍法或者濺射法或者CVD法成膜光催化膜/親水性膜，就能夠充分地表現光催化性。
再者，自行車的齒輪等部件具有複雜的表面形狀(齒輪曲線與曲面等)，要想追求齒輪部件表面全體的表面粗糙度的均勻性，成本就會過高，對於現狀來說是不現實的。例如，要想製造通過表面處理使齒輪部件表面全體的表面粗糙度(Ra)處於小於或等於0.01μm範圍的齒輪部件，知道了在勞動力與成本方面、批量生產方面與品質管理方面不現實而存在很大問題。如果考慮以上情況，例如在重視勞動力與成本方面、批量生產方面與品質管理方面(高成品率且穩定地批量生產具有Ra大於0.30μm且小於或等於0.65μm的表面粗糙度的齒輪部件，在品質管理方面也輕鬆)的情況下，優選通過陽極氧化鋁處理等對齒輪部件表面全體進行均勻的一次處理，來製作齒輪部件表面全體的表面粗糙度(Ra)的範圍處於大於0.30μm且小於或等於0.65μm範圍的齒輪部件。另外，例如在重視光催化性能方面的情況下，優選通過拋光研磨處理等對齒輪部件表面全體進行均勻的二次處理，來製作齒輪部件表面全體的表面粗糙度(Ra)的範圍處於大於0.10μm且小於或等於0.30μm範圍的齒輪部件。
本發明人，將通過上述一系列試製而得到的數據在一張圖中繪製成曲線，其結果驚奇地得到了與材料無關的回歸式，並且回歸式的可靠性極高，發現實用上的有用性極高(參照圖4)。而且發現，為了得到該回歸式，需要用μm級這種刻度大並且測定區域也是能夠大到100μm×100μm的雷射顯微鏡測定表面粗糙度。這是基於，闡明了表面粗糙度會因測定方法(測定裝置)與所測定區域的大小不同而其數值會發生大的變化這樣的事實。具體地說，在汽車的外反光鏡等的光催化膜的領域，一般用原子力顯微鏡測定表面粗糙度，但為了得到上述回歸式，關於作為部件自身的要求特性不追求小於或等於100nm、進而小於或等於50nm的表面粗糙度的部件，要是用nm級這種刻度小並且測定區域也小的原子力顯微鏡測定表面粗糙度，則難以得到上述回歸式，即使是用雷射顯微鏡測定表面粗糙度，在區域小到10μm×10μm的情況下，也難以得到上述回歸式，是基於這樣的事實。而且，關於作為部件自身的要求特性不追求小於或等於100nm、進而小於或等於50nm的表面粗糙度的部件，發現為了得到上述回歸式，需要使用雷射顯微鏡，以100μm×100μm作為測定區域，測定算術平均表面粗糙度Ra，是基於這樣的事實。即發現，使用雷射顯微鏡在100μm×100μm的區域測定的算術平均表面粗糙度Ra的測定值與光催化性能之間，與材料無關地存在可靠性極高的相關性。再者，測定區域小的情況下難以得到上述回歸式的理由是，關於作為部件自身的要求特性不追求小於或等於100nm、進而小於或等於50nm的表面粗糙度的部件，測定區域小於或等於10μm×10μm這種小的情況與測定區域小於或等於100μm×100μm這種大的情況相比，測定值要大1位數的數量級，而且測定值和光催化性能之間沒有相關性。
上述本發明的見解的有用性與專利性在於，與材料(金屬部件、樹脂部件、陶瓷部件等)無關地，通過將各種材料的表面粗糙度，根據對應於各種材料的材質的方法，並且考慮所希望的光催化性能或成本增加等，而把各種材料的表面粗糙度控制在本申請規定的範圍內，能夠精確地實現所希望的光催化性能(在成膜之前能夠精確地預見光催化性能的表現及其水平)。
在沒有上述見解的情況下，即使僅進行成膜，也往往得不到充分的效果，如上所述，根據微妙的表面粗糙度的不同，在光催化性能上容易產生大的差異。因此，由於製作波動或品質波動，或得到或得不到充分的光催化作用。尤其關於作為部件自身的要求特性不追求表面粗糙度的部件，即使僅進行成膜，也得不到效果，假如以某種理由即使偶爾得到，由於作為部件自身的要求特性不追求表面粗糙度的部件，通常是不會嚴格地管理表面粗糙度，因而根據製造波動或品質波動，或得到或得不到(混合存在得到所希望的效果的情況和得不到充分的效果的情況)。
另外，在沒有上述見解的情況下，需要試行錯誤。假如，在試行錯誤中即使得到，陷入無謂地追求表面粗糙度(例如把算術平均表面粗糙度Ra規定為數nm級(小於或等於10nm)等)的危險也會高，而成為無謂地增加成本的原因。尤其關於作為部件自身的要求特性不追求表面粗糙度的部件，無謂地追求表面粗糙度(例如把算術平均表面粗糙度Ra規定為數nm級(小於或等於10nm)等)會成為相當地增加成本的原因，在成本方面將難以實施。
按照本發明，通過把部件的表面粗糙度，採用適合於各種材料的方法，並且考慮所希望的光催化性能和成本增加等，而在本申請規定的範圍內微妙地調整部件的表面粗糙度，能夠得到精確地實現發揮所希望水平的光催化性能的部件。


圖1是成膜前的護圈的算術平均表面粗糙度Ra與成膜後而且塗布機油後照射24小時紫外線1.0mW/cm2後的水滴接觸角的關係示意圖。
圖2是成膜前的雷射雷達罩部件(聚醯亞胺基板)的算術平均表面粗糙度Ra與成膜後而且塗布機油後照射24小時紫外線1.0mW/cm2後的水滴接觸角的關係示意圖。
圖3是成膜前的各種基材的算術平均表面粗糙度Ra與成膜後而且塗布機油後照射24小時紫外線1.0mW/cm2後的水滴接觸角的關係示意圖。
圖4是把成膜前的各種基材的算術平均表面粗糙度Ra與成膜後而且塗布機油後照射24小時紫外線1.0mW/cm2後的水滴接觸角的關係繪製成曲線而得到的圖。
圖5是表示有關本發明的一種實施方式的攝像機的示意圖。
圖中，1是透鏡、2是護圈、3是外殼、10是攝像機。
具體實施例方式
本發明具有以下的構成。
(構成1)一種部件，其是關於即使在部件的表面，採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法僅是形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，也談不上實質上表現光催化作用並表現由此產生的效果的部件，其特徵在於，是具有和所述部件相同的形狀和用途的部件，並且在製作成用雷射顯微鏡在100μm×100μm範圍測定的算術平均表面粗糙度Ra小於或等於0.78μm的部件表面上，形成採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法分別形成的結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，具有這樣的結構。
如果這樣構成，關於即使採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法在部件的表面形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，也談不上實質上表現光催化作用並表現由此產生的效果的部件，採用使部件的表面粗糙度適合各種材料的方法，並且考慮所希望的光催化性能或成本增加等，通過在本申請規定的範圍內微妙地調整部件的表面粗糙度，就能夠得到精確地實現發揮所希望水平的光催化性能的部件。
用雷射顯微鏡在100μm×100μm範圍測定的算術平均表面粗糙度Ra的下限是雷射顯微鏡的高度方向的最小解析度即0.01μm，但需要高的光催化性能時可以是0.09μm，需要高的光催化性能及其穩定性時，根據情況可以是0.08μm、0.07μm、0.06μm、0.05μm中的任一個，需要高的光催化性能且同時要避免成本增加時，根據情況可以是0.11μm、0.12μm、0.15μm、0.20μm中的任一個。
在上述構成1中，「具有和所述部件相同的形狀和用途的部件」的材料，如果是低成本且能夠將基材表面的全面處理成大致均勻的表面粗糙度，則可以是與即使採用蒸鍍法在部件的表面僅是形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，也談不上實質上表現光催化作用並表現由此產生的效果的部件相同的材料，但在並不是這樣的情況下，最好使用低成本且能夠將基材表面的全面處理成大致均勻的表面粗糙度的材料。
(構成2)一種攝像機，其是具有具有露出到外部環境的面的攝像機透鏡或罩玻璃和配置在所述攝像機透鏡或罩玻璃的外周的所述攝像機透鏡或罩玻璃的保持部件的攝像機，其特徵在於，在具有露出到外部環境的面的攝像機透鏡或者遮光玻璃的表面上，形成採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法分別形成的結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，同時，在製作成用雷射顯微鏡在100μm×100μm的範圍測定的算術平均表面粗糙度Ra小於或等於0.78μm的所述保持部件表面、也就是至少和所述攝像機透鏡或罩玻璃接觸的部分的面上，形成採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法分別形成的結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，具有這樣的結構。
如果這樣構成，通過把攝像機透鏡或罩玻璃的保持部件的表面粗糙度根據適合於各種材料的方法，並且考慮所希望的光催化性能或成本增加等，在本申請規定的範圍內微妙地調整部件的表面粗糙度，就能夠得到精確地實現發揮所希望水平的光催化性能的部件。
在上述構成2中，通過對保持部件賦予精確地實現實用上水平充分或者顯著的光催化性能，特別是根據在雙方形成的長期維持相同性能的膜(在同等條件成膜的具有同等性能的膜)的相互作用，可以長期地消除在保持部件和攝像機透鏡等的邊界積存水滴使視野變狹的問題。
再者，用雷射顯微鏡在100μm×100μm的範圍測定攝像機透鏡或罩玻璃的表面的算術平均表面粗糙度Ra是小於或等於0.05μm。
在上述構成2中，在所述攝像機透鏡或者罩玻璃的保持部件表面中露出到外部環境的面的全面(例如圖5中的護圈2的透鏡1保持面2a和側面2b)上，也能夠形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜。從而，能夠避免積存在保持部件的側面3b的水滴流下併到達透鏡而暫時發生視野變差的情況。同樣地，本發明中，在具有露出到外部環境的面的攝像機的外殼部件表面(例如圖5中的攝像機10的外殼3的側面3a和背面3b)上也能夠形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜。從而，能夠避免積存在外殼部件表面的水滴流下併到達透鏡而暫時發生視野變差的情況。
(構成3)一種自行車部件，其是關於在自行車部件的表面上，即使採用蒸鍍法或者濺射法、或者CVD法僅是形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，也談不上實質上表現光催化作用、表現由此產生的效果的部件，其特徵在於，是具有和所述自行車部件相同的形狀和用途的部件，並且在製作成用雷射顯微鏡在100μm×100μm範圍測定的算術平均表面粗糙度Ra小於或等於0.78μm的所述自行車部件表面上，形成採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法分別形成的結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，具有這樣的結構。
如果這樣構成，關於在自行車部件的表面上，即使採用蒸鍍法或者濺射法、或者CVD法僅是形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，也談不上實質上表現光催化作用、表現由此產生的效果的自行車部件，通過把該自行車部件的表面粗糙度根據適合各種材料的方法，並且考慮所希望的光催化性能和成本增加等，在本申請規定的範圍內微妙地調整自行車部件的表面粗糙度，就能夠得到精確地實現發揮所希望水平的光催化性能的自行車部件。
有關上述構成3的發明，能夠適宜地用於油汙容易附著的自行車部件的齒輪、盤式制動器轉子、輪轂和輪轂附近的輪輻、螺紋接頭等。
有關上述構成3的發明，不限於自行車部件，也能夠適宜地用於附著有油汙等的汽車用輪胎的鋁車輪等。
(構成4)一種雷射雷達裝置，其是具備雷射雷達單元和具有露出到外部環境的面的雷射雷達罩部件的雷射雷達裝置，其特徵在於，所述雷射雷達罩部件是聚醯亞胺樹脂成形品，並且在製作成用雷射顯微鏡在100μm×100μm的範圍測定的算術平均表面粗糙度Ra小於或等於0.78μm的所述雷射雷達罩部件的表面上，形成採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法分別形成的結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，具有這樣的雷射雷達罩部件。
如果這樣構成，通過把雷射雷達罩部件的表面粗糙度根據適合各種材料的方法，並且考慮所希望的光催化性能和成本增加等，在本申請規定的範圍內微妙地調整雷射雷達罩部件的表面粗糙度，就能夠得到精確地實現發揮所希望水平的光催化性能的雷射雷達罩部件。
有關上述構成4的發明中，在和雷射雷達罩部件接觸或者接近的部件表面，也能夠形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜。從而，能夠避免積存在這些部件表面的水滴流下併到達雷射雷達罩部件而暫時發生靈敏度變差的情況。
作為搭載在車輛等上的雷射雷達罩，從平滑性和耐熱性等觀點考慮，最優選聚醯亞胺樹脂，其次優選丙烯酸樹脂。
有關上述構成4的發明，對於搭載在列車或各種移動體上的雷射雷達罩部件也能夠適用。
(構成5)一種部件的製造方法，其是關於在部件的表面上，即使採用蒸鍍法或者濺射法、或者CVD法僅是形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，也談不上實質上表現光催化作用、表現由此產生的效果的部件，對於具有和所述部件相同的形狀和用途的部件，製作出能夠稱得上實質上表現光催化作用、表現由此產生的效果的部件的方法，其特徵在於，準備製作成用雷射顯微鏡在100μm×100μm的範圍測定的算術平均表面粗糙度Ra小於或等於0.78μm的部件，在該部件表面上，採用蒸鍍法或者濺射法、或者CVD法形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜。
按照有關上述構成5的發明，關於在部件的表面即使採用蒸鍍法或者濺射法、或者CVD法僅是形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，也談不上實質上表現光催化作用、表現由此產生的效果的部件，通過把部件的表面粗糙度根據適合各種材料的方法，並且考慮所希望的光催化性能和成本增加等，在本申請規定的範圍內微妙地調整部件的表面粗糙度，就能夠得到精確地實現發揮所希望水平的光催化性能的部件。另外，通過預先製作在本申請規定的範圍內微妙地調整部件的表面粗糙度的部件，能夠精確地預見發揮所希望水平的光催化性能。
(構成6)一種部件的製造方法，其是關於在部件的表面上，即使採用蒸鍍法或者濺射法、或者CVD法僅是形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，也談不上實質上表現光催化作用、表現由此產生的效果的部件，對於具有和所述部件相同的形狀和用途的部件，製作出能夠稱得上實質上表現光催化作用、表現由此產生的效果的部件的方法，其特徵在於，通過以下步驟來製造精確地實現發揮所希望的光催化性能的部件對於變化了表面粗糙度(例如在小於或等於2μm左右的範圍變化)的由相同或者不同材料構成的各種基材的100μm×100μm範圍，用雷射顯微鏡測定算術平均表面粗糙度Ra後，在所述各種基材的表面，採用蒸鍍法或者濺射法、或者CVD法(在蒸鍍法或者CVD法中，基材的加熱溫度是300℃～450℃，在濺射法中是150℃～450℃)順次成膜光催化膜、親水性膜(TiO2、多孔狀SiO2)，來製作試樣；然後，在上述製作的各試樣上塗布機油，在20℃、相對溼度50％的氛圍中放置1小時後，用棉布擦拭，調整水滴接觸角成為60°～70°程度；然後，照射24小時強度為1.0mW/cm2的黑光，測定水滴接觸角；基於用雷射顯微鏡在100μm×100μm範圍測定的各基材自身的算術平均表面粗糙度Ra與照射24小時強度為1.0mW/cm2的黑光後的各試樣的水滴接觸角的測定值之間的關係，求出回歸直線和/或回歸式(該回歸式的確定係數R2最好比0.9900還要接近1.0000)的雙方或者任一方；基於所述回歸直線和回歸式的雙方或者任一方，確定所述部件的表面粗糙度範圍；把所述部件的表面粗糙度根據所述部件的材質，製作出處於在上述中確定的表面粗糙度範圍(本申請規定的範圍內)的部件；在該部件表面上，採用蒸鍍法或者濺射法、或者CVD法形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜。
按照有關上述構成6的發明，能夠提供製造精確地實現發揮所希望的光催化性能的部件的製造方法。
(構成7)根據上述構成6記載的部件的製造方法，其特徵在於，基於所述回歸直線和回歸式的雙方或者任一方，考慮所希望的光催化性能和成本增加而確定的所述部件的表面粗糙度範圍，按算術平均表面粗糙度Ra是小於或等於0.78μm。
按照有關上述構成7的發明，通過控制在本申請規定的範圍內，能夠精確地製作可稱得上實質上充分地或者顯著地表現光催化作用的部件。
(構成8)根據上述構成6或7記載的部件的製造方法，其特徵在於，對於成膜前的所述部件的全部或者一部分，用雷射顯微鏡在100μm×100μm範圍測定成膜前的所述部件的表面粗糙度，只對處於考慮所希望的光催化性能和成本增加而預先確定的表面粗糙度範圍(本申請規定的範圍內)的部件(本申請規定的範圍外的部件除外)成膜結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜。
按照有關上述構成8的發明，對成膜前的所述部件的全部進行預先檢查，只對處於預先確定的表面粗糙度範圍(本申請規定的範圍內)的部件(本申請規定的範圍外的部件除外)成膜，因此全部能夠精確地實現所希望的光催化性能，批量生產性優良且成品率高。
另外，在進行成膜前的所述部件的一部分檢查(抽查)時，也通過預先發現能夠預先全部納入到規定範圍內的方法(處理方法)(此時抽查就足以)或者能夠使全部中可確保批量生產性的數量(此時優選成膜後全部檢查)納入到規定範圍內的方法(處理方法)，來保證所希望的光催化性能以及有助於發現製造過程的異常，同時也有助於批量生產性和高成品率方面。
再者，用在上述各發明中應用的雷射顯微鏡測定的方法，能夠非破壞和非接觸地檢查成膜前的部件，因此能夠檢查生產線製品的全部或者進行抽查，極其實用。相對於此，原子力顯微鏡需要製作測定用的切取試樣，並接觸針來進行測定，因此測定複雜，並且用於測定的試樣是破壞和接觸檢查，因此不能作為製品使用，全部檢查當然就不可能，生產線製品的管理不容易。
在上述各發明中，用雷射顯微鏡在100μm×100μm範圍測定的成膜前的部件的算術平均粗糙度Ra，優選在所述部件的全面或者在需要光催化性能的部分的全面達到上述規定的表面粗糙度。
另外，在上述各發明中，用雷射顯微鏡在100μm×100μm範圍測定的成膜前的部件的算術平均粗糙度Ra，最好是在所述部件表面的至少3處、優選在表面的5處、更優選在表面的10處、表面的全面20處達到上述規定的表面粗糙度。這是因為，在所述部件表面的10處或其以上達到上述規定的表面粗糙度時，有望在所述部件的全面或者在需要光催化性能的部分的全面能夠表現出所希望的光催化性能。
本發明尤其實用於部件的形狀為非平板狀、具有曲面形狀的部件(特別是具有難以進行為了得到均勻的表面粗糙度的處理的曲面形狀的部件)、具有複雜形狀的部件等難以得到均勻的表面粗糙度的部件。
本發明尤其實用於難以追求表面粗糙度的部件。這是因為，對於這樣的部件來說，表面粗糙度的追求會導致成品率降低，成為阻礙生產性的原因，同時在品質管理方面也變得複雜。對於這樣的部件來說，從成本方面考慮，在上限值附近實施是有意義的。
本發明尤其實用於作為部件自身的要求特性不要求追求表面粗糙度，從技術方面不易嚴格追求表面粗糙度的部件。對於這樣的部件來說，從成本方面考慮追求表面粗糙度受限制，從成本方面考慮，在表面粗糙度的下限值0.09μm附近實施是有意義的。從成本方面考慮追求表面粗糙度受限制時，在更重視成本方面的情況下，在成膜前的部件表面的表面粗糙度的下限值0.10μm附近實施是有意義的，在下限值0.15μm附近實施更有意義，在下限值0.20μm附近實施進一步有意義。
在上述各發明中，優選所述親水性膜由SiO2膜構成，所述光催化膜由TiO2膜構成。其理由可以舉出，SiO2膜是氧化膜，容易形成是親水基OH基，因此可以得到良好的親水性，再有，SiO2膜的折射率一般比玻璃基板的折射率低，接近水和空氣，因此表面反射低，不易生成雙重像，因此即使附著雨滴，亂反射也少，目視性良好，而且SiO2膜是無機材料，因此耐擦傷性、耐熱性高，耐久性、耐候性良好。另外，所述親水性膜，可以用Al3O3膜、TiO2膜等氧化膜來代替SiO2膜。
在上述各發明中，光催化膜、親水性膜可以分別使用蒸鍍法、濺射法、CVD法中的相同的方法成膜，也可以使用上述方法中不同的方法成膜，哪一種都可以。
在上述各發明中，所述親水性膜的表面優選構成為多孔狀。其理由是，如果由SiO2膜構成的親水性膜的表面是多孔狀，根據毛細管現象的潤溼性就良好，親水性更加提高，水滴去除效果得以提高，進而，通過SiO2膜的多孔狀部分(間隙)，根據下層的光催化層的對汙物等的分解作用得以提高。
在上述各發明中，為了抑制TiO2的幹涉色，在TiO2和基材之間設置具有TiO2和基材中間的折射率的材料，例如ITO、SnO2、Ta2O5、ZiO2、WO3、Al2O3等，進而製成順次層積SiO2這種結構的膜(基材/TiO2/具有中間的折射率的材料層/SiO2)，這對於需要抑制幹涉色的部件來說是優選的。作為這樣的部件，可以舉出如配置在攝像機透鏡等的外周的攝像機透鏡等的保持部件(稱為護圈的外周材料)、或雷射雷達罩部件等。
在上述各發明中，作為部件的材料，可舉出(1)不鏽鋼、冷軋鋼板、鋁、陽極氧化鋁、鐵、鎳、鈦、黃銅等金屬；(2)聚醯亞胺、ABS(聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂)、PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚苯乙烯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PPE(聚苯醚)、PA(尼龍/聚醯胺)、PC(聚碳酸酯)、POM(聚縮醛)、PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)、PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)、LCP(液晶聚合物)、氟樹脂、聚氨酯樹脂、彈性體等樹脂；(3)玻璃、陶瓷、ゼオネツクス(商標名)(日本ゼオン公司制)。
以上，關於本發明的實施方式進行了說明，但本發明的技術範圍並不限於上述實施方式中記載的範圍。對於本領域技術人員來說很顯然可以在上述的實施方式中加入各種各樣的變更或者改進。從權利要求範圍的記載可以清楚地知道加入了這種變更或者改進的方式也可以包括在本發明的技術範圍內。
以下，說明本發明的實施例。
實施例1如圖3所示，用雷射顯微鏡(株式會社キ—エンス制的超深度形狀測定顯微鏡VK-8510)對變化了表面粗糙度的各種試樣的100μm×100μm範圍測定算術平均表面粗糙度Ra後，採用蒸鍍法在其表面順次成膜200nm的TiO2、20nm的SiO2。基材的加熱控制在300℃～450℃。
然後，為了判斷試樣的光催化性和親水性(防霧性)，在製作的試樣上塗布機油，在20℃、相對溼度50％的氛圍中放置1小時後，用棉布擦拭油，調整水滴接觸角成為60°～70°程度。然後，照射24小時強度1.0mW/cm2的黑光(相當於1天的平均紫外線照射量)，測定水滴接觸角。再用株式會社トプコン制的紫外線強度計測定紫外線強度，使用協和界面科學株式會社制的接觸角測定裝置測定水滴接觸角。黑光則是使用松下電器產業株式會社制黑光FL20S·BL-B。
在圖3和圖4中表示了成膜前的基材的算術平均表面粗糙度Ra與照射24小時1.0mW/cm2紫外線後的水滴接觸角之間的關係。對於它們的關係求出了回歸直線和回歸式。該回歸式的確定係數R2為0.9988(極其接近1.0000)，可以說可靠性高。
如果從圖4求出的回歸式y＝27.773x-1.7543求出大致可以認為是親水性的水滴接觸角成為20°的算術平均表面粗糙度Ra的話，則成為約0.78μm，因此如果使Ra小於或等於0.78μm，就能夠得到優良的光催化性和親水性(防霧性)。
再者，在上述實施例1中，代替蒸鍍法，對濺射法、CVD法(在CVD法中，基材的加熱溫度是300℃～450℃，在濺射法中是150℃～450℃)進行相同的試驗，得到了同樣的結果。
另外，基於從所述回歸直線和回歸式得到的見解，在製作成用雷射顯微鏡在100μm×100μm範圍測定的算術平均表面粗糙度Ra小於或等於0.78μm的護圈(攝像機透鏡的保持部件)、樹脂制雷射雷達罩部件、自行車的齒輪部件的各面上，採用蒸鍍法或者濺射法、CVD法順次層積光催化膜、親水性膜，進行和上述實施例1相同的試驗的結果，水滴接觸角為小於或等於20°，已證實可以發揮優良的光催化性和親水性(防霧性)。
實施例2密合性的確認為了確認在實施例1中製成的試樣的密合性，進行了帶剝離檢測。
帶使用ニチバン株式會社制工業用セロテ-プ(註冊商標)No.405，貼附在基材上，使帶的端部對試驗片保持直角，進行拉伸，通過判斷膜是否發生剝離，來確認密合性。
其結果，全部試樣都沒有看到膜剝離，密合性良好。
實施例3本申請發明已證實，對於基材表面的算術平均表面粗糙度Ra小於或等於0.78μm，且在該基材表面上設置了防霧膜的防霧元件等部件也有效。
此時，所述防霧膜，對於TiO2單層，順次層積TiO2和SiO2的物體，混合了TiO2和SiO2的物體，或者為了抑制TiO2的幹涉色，在TiO2和基材之間設置具有TiO2和基材的中間的折射率的材料，例如ITO、SnO2、Ta2O5、ZiO2、WO3、Al2O3等，進而順次層積SiO2的物體的各個而言，與基材表面的算術平均表面粗糙度Ra超過0.78μm相比，已證實在實用水平的防霧效果這點上是優良的。
產業上的應用可能性本發明，尤其適用於在野外等作為監視攝像機等的，尤其是設置在高處等維修困難場所的攝像機的攝像機透鏡或者罩玻璃的保持部件。
另外，本發明尤其適用於油汙容易附著的自行車部件的齒輪、盤式制動器轉子。
再者，本發明尤其適用於測定汽車的車間距離以進行車速控制為目的等而使用的雷射雷達罩部件。
權利要求
1.一種部件，其是關於即使在部件的表面上，採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法僅是形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，也談不上實質上表現光催化作用並表現由此產生的效果的部件，其特徵在於，是具有和所述部件相同的形狀和用途的部件，並且在製作成用雷射顯微鏡在100μm×100μm範圍測定的算術平均表面粗糙度Ra小於或等於0.78μm的部件表面上，形成採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法分別形成的結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，具有這樣的結構。
2.一種攝像機，其是具有具有露出到外部環境的面的攝像機透鏡或罩玻璃和配置在所述攝像機透鏡或罩玻璃的外周的所述攝像機透鏡或罩玻璃的保持部件的攝像機，其特徵在於，在具有露出到外部環境的面的攝像機透鏡或者罩玻璃的表面上，形成採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法分別形成的結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，同時，在製作成用雷射顯微鏡在100μm×100μm的範圍測定的算術平均表面粗糙度Ra小於或等於0.78μm的所述保持部件表面、也就是至少和所述攝像機透鏡或罩玻璃接觸的部分的面上，形成採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法分別形成的結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，具有這樣的結構。
3.一種自行車部件，其是關於在自行車部件的表面上，即使採用蒸鍍法或者濺射法、或者CVD法僅是形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，也談不上實質上表現光催化作用、表現由此產生的效果的部件，其特徵在於，是具有和所述自行車部件相同的形狀和用途的部件，並且在製作成用雷射顯微鏡在100μm×100μm範圍測定的算術平均表面粗糙度Ra小於或等於0.78μm的所述自行車部件表面上，形成採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法分別形成的結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，具有這樣的結構。
4.一種雷射雷達裝置，其是具備雷射雷達單元和具有露出到外部環境的面的雷射雷達罩部件的雷射雷達裝置，其特徵在於，所述雷射雷達罩部件是聚醯亞胺樹脂成形品，並且在製作成用雷射顯微鏡在100μm×100μm的範圍測定的算術平均表面粗糙度Ra小於或等於0.78μm的所述雷射雷達罩部件的表面上，形成採用蒸鍍法或濺射法、或者CVD法分別形成的結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，具有這樣的雷射雷達罩部件。
5.一種部件的製造方法，其是關於在部件的表面上，即使採用蒸鍍法或者濺射法、或者CVD法僅是形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，也談不上實質上表現光催化作用、表現由此產生的效果的部件，對於具有和所述部件相同的形狀和用途的部件，製作出能夠稱得上實質上表現光催化作用、表現由此產生的效果的部件的方法，其特徵在於，準備製作成用雷射顯微鏡在100μm×100μm的範圍測定的算術平均表面粗糙度Ra小於或等於0.78μm的部件，在該部件表面上，採用蒸鍍法或者濺射法、或者CVD法形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜。
6.一種部件的製造方法，其是關於在部件的表面上，即使採用蒸鍍法或者濺射法、或者CVD法僅是形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，也談不上實質上表現光催化作用、表現由此產生的效果的部件，對於具有和所述部件相同的形狀和用途的部件，製作出能夠稱得上實質上表現光催化作用、表現由此產生的效果的部件的方法，其特徵在於，通過以下步驟來製造精確地實現發揮所希望的光催化性能的部件對於變化了表面粗糙度的由相同或者不同材料構成的各種基材的100μm×100μm範圍，用雷射顯微鏡測定算術平均表面粗糙度Ra後，在所述各種基材的表面，採用蒸鍍法或者濺射法、或者CVD法(在蒸鍍法或者CVD法中，基材的加熱溫度是300℃～450℃，在濺射法中是150℃～450℃)順次成膜光催化膜、親水性膜，來製作試樣；然後，在上述製作的各試樣上塗布機油，在20℃、相對溼度50％的氛圍中放置1小時後，用棉布擦拭，調整水滴接觸角成為60°～70°程度；然後，照射24小時強度為1.0mW/cm2的黑光，測定水滴接觸角；基於用雷射顯微鏡在100μm×100μm範圍測定的各基材自身的算術平均表面粗糙度Ra與照射24小時強度為1.0mW/cm2的黑光後的各試樣的水滴接觸角的測定值之間的關係，求出回歸直線和/或回歸式的雙方或者任一方；基於所述回歸直線和回歸式的雙方或者任一方，確定所述部件的表面粗糙度範圍；把所述部件的表面粗糙度根據所述部件的材質，製作出處於在上述中確定的表面粗糙度範圍的部件；在該部件表面上，採用蒸鍍法或者濺射法、或者CVD法形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜。
7.根據權利要求6記載的部件的製造方法，其特徵在於，基於所述回歸直線和回歸式的雙方或者任一方，考慮所希望的光催化性能和成本增加而確定的所述部件的表面粗糙度範圍，按算術平均表面粗糙度Ra是小於或等於0.78μm。
8.根據權利要求6或7記載的部件的製造方法，其特徵在於，對於成膜前的所述部件的全部或者一部分，用雷射顯微鏡在100μm×100μm範圍測定成膜前的所述部件的表面粗糙度，只對處於考慮所希望的光催化性能和成本增加而預先確定的表面粗糙度範圍的部件，成膜結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜。
全文摘要
得到能夠精確地實現發揮所希望水平的光催化性能的部件。關於在部件的表面上，即使採用蒸鍍法僅是形成結構為順次層積光催化膜、親水性膜的膜，也談不上實質上表現光催化作用、表現由此產生的效果的部件，通過把部件的表面粗糙度，採用適合於各種材料的方法，並且考慮所希望的光催化性能和成本增加等，而在本申請規定的範圍內(算術平均表面粗糙度Ra小於或等於0.78μm)微妙地調整部件的表面粗糙度，就能夠得到精確地實現發揮所希望水平的光催化性能的部件。
文檔編號G02B1/10GK1776016SQ20051008918
公開日2006年5月24日 申請日期2005年8月5日 優先權日2004年11月19日
發明者菊池英幸, 小林正樹 申請人:株式會社村上開明堂