DE10235803A1 - Substrate used as self-cleaning substrate for protecting objects in medicine and where hygiene is important comprises photocatalytic layer comprising photocatalytically active titanium dioxide and matrix material - Google Patents

Substrate used as self-cleaning substrate for protecting objects in medicine and where hygiene is important comprises photocatalytic layer comprising photocatalytically active titanium dioxide and matrix material Download PDF

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Abstract

A substrate comprises a photocatalytic layer comprising photocatalytically active titanium dioxide and a matrix material. The titanium dioxide is contained in a concentration gradient that it is enriched on the surface of the photocatalytic layer. Independent claims are also included for the following: (1) the production of the substrate; and (2) the production of the photocatalytically active titanium dioxide.

Description

Die Erfindung betrifft Substrate mit einer photokatalytischen, TiO2 enthaltenden Schicht, die eine verbesserte photokatalytische Aktivität aufweisen, und Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention relates to substrates with a photocatalytic layer containing TiO 2 , which have improved photocatalytic activity, and to processes for their production.

Die photokatalytischen Eigenschaften von TiO2-Partikeln sind in der Literatur seit langem bekannt und intensiv untersucht worden. Der photokatalytische Effekt beruht auf einer Halbleitereigenschaft des TiO2, wobei durch ein Lichtquant ein Loch-Elektron-Paar gebildet wird, das eine relativ lange Rekombinationszeit aufweist. Durch Diffusion von Löchern und Elektronen an die Oberfläche werden Prozesse in Gang gesetzt, die unmittelbar oder mittelbar über Wasser mit anschließender Wasserstoffperoxidbildung eine stark oxidative Wirkung entwickeln. Dabei ist das Oxidationspotenzial mit über 3 eV so hoch, dass praktisch alle organischen Substanzen, die in Berührung mit solchen TiO2-Partikeln kommen, oxidiert werden. Dieser Prozess läuft jedoch nur ab, wenn ein merklicher UV-Lichtanteil im aufgestrahlten Licht enthalten ist. Da der Anteil des UV-Lichtes am sichtbaren Licht relativ klein ist, ist die photokatalytische Wirkung durch die einfallenden Lichtquanten begrenzt. Durch die Rekombination der Elektronen mit den Löchern wird die Effizienz weiterhin erniedrigt.The photocatalytic properties of TiO 2 particles have long been known in the literature and have been intensively investigated. The photocatalytic effect is based on a semiconductor property of TiO 2 , whereby a hole-electron pair is formed by a light quantum, which has a relatively long recombination time. The diffusion of holes and electrons to the surface starts processes that develop a strong oxidative effect directly or indirectly above water with subsequent hydrogen peroxide formation. The oxidation potential of over 3 eV is so high that practically all organic substances that come into contact with such TiO 2 particles are oxidized. However, this process only takes place if a noticeable proportion of UV light is contained in the incident light. Since the proportion of UV light in visible light is relatively small, the photocatalytic effect is limited by the incident light quanta. The efficiency is further reduced by the recombination of the electrons with the holes.

Ferner hat sich gezeigt, dass es schwierig ist, auf Substraten oder Oberflächenschichten, die selbst oxidierbar sind, wie z. B. bei Substraten oder Schichten aus organischen Polymeren, eine Oxidation durch eine darauf aufgebrachte photokatalytische Schicht und damit die Schädigung des Substrates oder der Schicht zu verhindern. Auch bei Substraten oder Oberflächenschichten aus Glas hat eine unmittelbare Aufbringung der photokatalytischen Schicht den Nachteil, dass im Glas befindliche Natriumionen in die photokatalytische Schicht diffundieren können, wodurch das Glas geschädigt und/oder der photokatalytische Prozess gestört werden.It has also been shown that it is difficult on substrates or surface layers that are themselves oxidizable are, such as B. in substrates or layers of organic polymers, an oxidation by a photocatalytic applied thereon Layer and thus the damage to prevent the substrate or layer. Even with substrates or surface layers made of glass has an immediate application of photocatalytic Layer the disadvantage that sodium ions in the glass in the Diffuse photocatalytic layer, causing damage to the glass and / or the photocatalytic process can be disturbed.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand deshalb darin, eine gesteigerte photokatalytische Aktivität zu erreichen und/oder für Substrate oder Oberflächen schichten, die gegenüber der photokatalytischen Schicht empfindlich sind, einen Schutz bereitzustellen.The object of the present invention therefore consisted of achieving increased photocatalytic activity and / or for Layer substrates or surfaces, the opposite the photocatalytic layer are sensitive to provide protection.

Nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats mit einer photokatalytischen Schicht bereitgestellt, das folgende Schritte umfasst:

  • a) Herstellen einer Mischung umfassend mindestens eine hydrolysierbare Titanverbindung, ein organisches Lösungsmittel und Wasser in einer unterstöchiometrischen Menge, bezogen auf die hydrolysierbaren Gruppen der Titanverbindung,
  • b) Behandeln der sich ergebenden Mischung bei einer Temperatur von mindestens 60°C unter Bildung einer Dispersion oder eines Niederschlags von dotierten TiO2-Teilchen,
  • c) gegebenenfalls Lösungsmittelaustausch durch Entfernen des Lösungsmittels unter Bildung eines Pulvers von TiO2-Teilchen und Zugabe eines anderen Lösungsmittels unter Bildung einer Dispersion von TiO2-Teilchen,
  • d) Auftragen der Dispersion auf das Substrat und
  • e) Wärmebehandlung der aufgetragenen Dispersion unter Bildung einer photokatalytischen Schicht.
According to a first embodiment of the present invention, a method for producing a substrate with a photocatalytic layer is provided, which comprises the following steps:
  • a) preparing a mixture comprising at least one hydrolyzable titanium compound, an organic solvent and water in a substoichiometric amount, based on the hydrolyzable groups of the titanium compound,
  • b) treating the resulting mixture at a temperature of at least 60 ° C to form a dispersion or a precipitate of doped TiO 2 particles,
  • c) optionally solvent exchange by removing the solvent to form a powder of TiO 2 particles and adding another solvent to form a dispersion of TiO 2 particles,
  • d) applying the dispersion to the substrate and
  • e) heat treatment of the applied dispersion to form a photocatalytic layer.

In bevorzugten Ausführungsformen werden bei den Verfahren zur Herstellung der TiO2-Teilchen bzw. zur Herstellung des Substrats mit photokatalytischer Schicht in Schritt a) zusätzlich mindestens eine Metallverbindung als Dotiermittel zur Mischung gegeben und/oder in Schritt b) hydrothermal oder durch Erwärmen unter Rückfluss behandelt, wobei eine hydrothermale Behandlung bevorzugt ist.In preferred embodiments, in the process for producing the TiO 2 particles or for producing the substrate with a photocatalytic layer, at least one metal compound is additionally added to the mixture as a dopant in step a) and / or treated in step b) hydrothermally or by heating under reflux , with hydrothermal treatment being preferred.

Das Substrat, das mit der photokatalytischen Schicht zu versehen ist, kann aus jedem für diesen Zweck geeigneten Material sein. Beispiele für geeignete Materialien sind Metalle oder Metalllegierungen, Glas, Keramik, einschließlich Oxidkeramik, Glaskeramik oder Kunststoffe. Selbstverständlich sind auch Substrate verwendbar, die eine Oberflächenschicht aus den vorstehend genannten Materialien aufweisen. Bei der Oberflächenschicht kann es sich z.B. um eine Metallisierung, eine Emaillierung, eine Glas- oder Keramikschicht oder eine Lackierung handeln.The substrate that with the photocatalytic Layer to be provided can be made of any material suitable for this purpose his. examples for suitable materials are metals or metal alloys, glass, ceramics, including Oxide ceramics, glass ceramics or plastics. Of course substrates can also be used which have a surface layer from the above have mentioned materials. The surface layer can e.g. a metallization, an enamelling, a glass or ceramic layer or trade a paint job.

Beispiele für Metalle oder Metalllegierungen sind Stahl, einschließlich Edelstahl, Chrom, Kupfer, Titan, Zinn, Zink, Messing und Aluminium. Beispiele für Glas sind Natronkalkglas, Borosilicatglas, Bleikristall und Kieselglas. Es kann sich z.B. um Flachglas, Hohlglas wie Behälterglas, oder um Laborgeräteglas handeln. Bei der Keramik handelt es sich z.B. um eine Keramik auf Basis der Oxide SiO2, Al2O3, ZrO2 oder MgO oder der entsprechenden Mischoxide. Beispiele für den Kunststoff, der, wie auch das Metall, als Folie vorliegen kann, sind Polyethylen, z.B. HDPE oder LDPE, Polypropylen, Polyisobutylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylbutyral, Polytetrafluorethylen, Polychlortrifluorethylen, Polyacrylate, Polymethacrylate wie Polymethylmethacrylat, Polyamid, Polyethylenterephthalat, Polycarbonat, regenerierte Cellulose, Cellulosenitrat, Celluloseacetat, Cellulosetriacetat (TAC), Celluloseacetatbutyrat oder Kautschuk-Hydrochlorid. Eine lackierte Oberfläche kann aus üblichen Grundanstrichen oder Lacken gebildet sein.Examples of metals or metal alloys are steel, including stainless steel, chrome, copper, titanium, tin, zinc, brass and aluminum. Examples of glass are soda-lime glass, borosilicate glass, lead crystal and silica glass. It can be, for example, flat glass, hollow glass such as container glass, or laboratory equipment glass. The ceramic is, for example, a ceramic based on the oxides SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 or MgO or the corresponding mixed oxides. Examples of the plastic, which, like the metal, can be in the form of a film, are polyethylene, for example HDPE or LDPE, polypropylene, polyisobutylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl butyral, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyacrylates, polymethacrylates such as polymethyl methacrylate, polyamide, polyethylene , Polycarbonate, regenerated cellulose, cellulose nitrate, cellulose acetate, cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate butyrate or rubber hydrochloride. A lacquered surface can be formed from conventional primers or lacquers.

Zur Herstellung einer photokatalytischen Schicht auf dem Substrat wird nach der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform entsprechend dem später erläuterten Sol-Gel-Verfahren eine TiO2-Teilchen enthaltende Dispersion hergestellt. Die TiO2-Teilchen können auch unter Bildung eines Niederschlags ausfallen. Durch Entfernung des Lösungsmittels wird ein Pulver erhalten.To produce a photocatalytic layer on the substrate, a dispersion containing TiO 2 particles is prepared according to the first embodiment of the invention in accordance with the sol-gel process explained later. The TiO 2 particles can also precipitate out with the formation of a precipitate. Removal of the solvent gives a powder.

Nach den Verfahren der ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsform wird zunächst gemäß Schritt a) eine Mischung umfassend mindestens eine hydrolysierbare Titanverbindung, ein organisches Lösungsmittel und Wasser in einer unterstöchiometrischen Menge, bezogen auf die hydrolysierbaren Gruppen der Titanverbindung, hergestellt, wobei die Mischung auch gegebenenfalls mindestens eine Metallverbindung als Dotiermittel umfassen kann.According to the method of the first embodiment according to the invention will first according to step a) a mixture comprising at least one hydrolyzable titanium compound, an organic solvent and Water in a substoichiometric Amount, based on the hydrolyzable groups of the titanium compound, prepared, the mixture optionally also at least one Can include metal compound as a dopant.

Bei der hydrolysierbaren Titanverbindung handelt es sich insbesondere um eine Verbindung der Formel TiX4, wobei die hydrolysierbaren Gruppen X, die verschieden voneinander oder vorzugsweise gleich sind, beispielsweise Wasserstoff, Halogen (F, Cl, Br oder I, insbesondere Cl und Br), Alkoxy (vorzugsweise C1–6-Alkoxy, insbesondere C1–4-Alkoxy, wie z.B. Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy, Butoxy, i-Butoxy, sek.-Butoxy und tert.-Butoxy), Aryloxy (vorzugsweise C6–10-Aryloxy, wie z.B.The hydrolyzable titanium compound is in particular a compound of the formula TiX 4 , the hydrolyzable groups X, which are different from one another or preferably the same, for example hydrogen, halogen (F, Cl, Br or I, in particular Cl and Br), alkoxy (preferably C 1-6 alkoxy, in particular C 1-4 alkoxy, such as methoxy, ethoxy, n-propoxy, i-propoxy, butoxy, i-butoxy, sec-butoxy and tert-butoxy), aryloxy ( preferably C 6-10 aryloxy, such as

Phenoxy), Acyloxy (vorzugsweise C1–6-Acyloxy, wie z.B. Acetoxy oder Propionyloxy) oder Alkylcarbonyl (vorzugsweise C2–7-Alkylcarbonyl, wie z.B. Acetyl) sind. Ein Beispiel für ein Halogenid ist TiCl4. Bevorzugte hydrolysierbare Reste X sind Alkoxygruppen, insbesondere C1–4-Alkoxy. Konkrete und bevorzugt eingesetzte Titanate sind Ti(OCH3)4, Ti(OC2H5)4 und Ti(n- oder i-OC3H7)4.Phenoxy), acyloxy (preferably C 1-6 acyloxy, such as acetoxy or propionyloxy) or alkylcarbonyl (preferably C 2-7 alkylcarbonyl, such as acetyl). An example of a halide is TiCl 4 . Preferred hydrolyzable radicals X are alkoxy groups, in particular C 1-4 alkoxy. Specific and preferably used titanates are Ti (OCH 3 ) 4 , Ti (OC 2 H 5 ) 4 and Ti (n- or i-OC 3 H 7 ) 4 .

Die Mischung enthält auch Wasser in einer unterstöchiometrischen Menge, bezogen auf die hydrolysierbaren Gruppen der Titanverbindung, d.h. bezogen auf 1 Mol hydrolysierbarer Gruppen in der Titanverbindung sind weniger als ein Mol Wasser vorhanden. Anders ausgedrückt werden bei einer hydrolysierbaren Titanverbindung mit 4 hydrolysierbaren Gruppen, bezogen auf 1 Mol Titanverbindung, weniger als 4 Mol Wasser zugegeben. Bevorzugt werden nicht mehr als 0,7 Mol, bevorzugter nicht mehr als 0,6 Mol und insbesondere nicht mehr als 0,5 Mol oder 0,4 Mol, und nicht weniger als 0,35 Mol, bevorzugter nicht weniger als 0,30 Mol Wasser, bezogen auf 1 Mol hydrolysierbarer Gruppen in der Titanverbindung, verwendet.The mixture also contains water in a substoichiometric Amount, based on the hydrolyzable groups of the titanium compound, i.e. based on 1 mole of hydrolyzable groups in the titanium compound there is less than one mole of water. In other words with a hydrolyzable titanium compound with 4 hydrolyzable Groups, based on 1 mol of titanium compound, less than 4 mol of water added. Not more than 0.7 moles are preferred, more preferably not more than 0.6 mol and in particular not more than 0.5 mol or 0.4 mol, and not less than 0.35 mole, more preferably not less than 0.30 Moles of water, based on 1 mole of hydrolyzable groups in the titanium compound, used.

Bei den bevorzugten Ausführungsformen zur Herstellung dotierter Teilchen kann als Metallverbindung zur Dotierung jede geeignete Metallverbindung eingesetzt werden, z.B. ein Oxid, ein Salz oder eine Komplexverbindung, z.B. Halogenide, Nitrate, Sulfate, Carboxylate (z.B. Acetate) oder Acetylacetonate. Die Verbindung sollte in dem für die Mischung verwendeten Lösungsmittel zweckmäßigerweise löslich sein. Als Metall eignet sich jedes Metall, insbesondere ein Metall ausgewählt aus der 5. bis 14. Gruppe des Periodensystems der Elemente und der Lanthanoiden und Actiniden. Die Gruppen werden hier entsprechend dem neuen IUPAC-System aufgeführt, wie es in Römpp Chemie Lexikon, 9. Auflage, wiedergegeben ist. Das Metall kann in der Verbindung in jeder geeigneten Oxidationsvorstufe vorkommen.In the preferred embodiments for the production of doped particles can be used as a metal compound for Any suitable metal compound can be used, e.g. an oxide, a salt or a complex, e.g. halides, Nitrates, sulfates, carboxylates (e.g. acetates) or acetylacetonates. The connection should be in the for the mixture used solvent expediently soluble his. Any metal, in particular a metal, is suitable as the metal selected from the 5th to 14th group of the Periodic Table of the Elements and the Lanthanoids and actinides. The groups are here accordingly the new IUPAC system, as in Römpp Chemistry Lexicon, 9th edition, is reproduced. The metal can be in of the compound occur in any suitable oxidation precursor.

Nach dem neuen IUPAC System entsprechen die Gruppen 1, 2 und 13 bis 18 den 8 Hauptgruppen (IA bis VIIIA nach CAS), die Gruppen 3 bis 7 den Nebengruppen 3 bis 7 (IIIB bis VIIB nach CAS), die Gruppen 8 bis 10 der Nebengruppe 8 (VIII nach CAS) und die Gruppen 11 und 12 den Nebengruppen 1 und 2 (Cu- und Zn-Gruppe, IB und IIB nach CAS).According to the new IUPAC system groups 1, 2 and 13 to 18 the 8 main groups (IA to VIIIA according to CAS), groups 3 to 7 subgroups 3 to 7 (IIIB to VIIB according to CAS), groups 8 to 10 of subgroup 8 (VIII according to CAS) and groups 11 and 12 subgroups 1 and 2 (Cu and Zn groups, IB and IIB according to CAS).

Beispiele für geeignete Metalle für die Metallverbindung sind W, Mo, Zn, Cu, Ag, Au, Sn, In, Fe, Co, Ni, Mn, Ru, V, Nb, Ir, Rh, Os, Pd und Pt. Metallverbindungen von W(VI), Mo(VI), Zn(II), Cu(II), Au(III), Sn(IV), In(III), Fe(III), Co(II), V(V) und Pt(IV) werden bevorzugt verwendet. Sehr gute Ergebnisse werden insbesondere mit W(VI), Mo(VI), Zn(II), Cu(II), Sn(IV), In(III) und Fe(III) erreicht. Konkrete Beispiele für bevorzugte Metallverbindungen sind WO3, MoO3, FeCl3, Silberacetat, Zinkchlorid, Kupfer(II)-chlorid, Indium(III)-oxid und Zinn(IV)-acetat.Examples of suitable metals for the metal compound are W, Mo, Zn, Cu, Ag, Au, Sn, In, Fe, Co, Ni, Mn, Ru, V, Nb, Ir, Rh, Os, Pd and Pt. Metal compounds of W (VI), Mo (VI), Zn (II), Cu (II), Au (III), Sn (IV), In (III), Fe (III), Co (II), V (V ) and Pt (IV) are preferably used. Very good results are achieved in particular with W (VI), Mo (VI), Zn (II), Cu (II), Sn (IV), In (III) and Fe (III). Specific examples of preferred metal compounds are WO 3 , MoO 3 , FeCl 3 , silver acetate, zinc chloride, copper (II) chloride, indium (III) oxide and tin (IV) acetate.

Das Mengenverhältnis zwischen der Metallverbindung und der Titanverbindung hängt auch von dem eingesetzten Metall und dessen Oxidationsstufe ab. Im allgemeinen werden z.B. solche Mengenverhältnisse eingesetzt, dass sich ein Molverhältnis von Metall der Metallverbindung zu Titan der Titanverbindung (Me/Ti) von 0,0005:1 bis 0,2:1, bevorzugt 0,001:1 bis 0,1:1 und bevorzugter 0,005:1 bis 0,1:1 ergibt.The quantitative ratio between the metal compound and the titanium compound hangs also on the metal used and its oxidation state. In general, e.g. such proportions used that a molar ratio from metal of metal compound to titanium of titanium compound (Me / Ti) from 0.0005: 1 to 0.2: 1, preferably 0.001: 1 to 0.1: 1 and more preferred 0.005: 1 to 0.1: 1 results.

Als Lösungsmittel wird ein organisches Lösungsmittel verwendet, in dem die hydrolysierbare Titanverbindung vorzugsweise löslich ist. Das Lösungsmittel ist ferner vorzugsweise mit Wasser mischbar. Beispiele für geeignete organische Lösungsmittel sind unter anderem Alkohole, Ketone, Ether, Amide und deren Gemische. Bevorzugt werden Alkohole verwendet, vorzugsweise niedere aliphatische Alkohole (C1-C4-Alkohole), wie Ethanol, 1-Propanol, i-Propanol, sek.-Butanol, tert.-Butanol, Isobutylalkohol, n-Butanol und die Pentanol-Isomeren, insbesondere 1-Pentanol, wobei 1-Propanol und 1-Pentanol besonders bevorzugt sind.An organic solvent in which the hydrolyzable titanium compound is preferably soluble is used as the solvent. The solvent is also preferably miscible with water. Examples of suitable organic solvents include alcohols, ketones, ethers, amides and mixtures thereof. Alcohols are preferably used, preferably lower aliphatic alcohols (C 1 -C 4 alcohols), such as ethanol, 1-propanol, i-propanol, sec-butanol, tert-butanol, isobutyl alcohol, n-butanol and the pentanol isomers , in particular 1-pentanol, 1-propanol and 1-pentanol being particularly preferred.

Die Mischung enthält bevorzugt einen Katalysator für die Hydrolyse und Kondensation unter Sol-Gel-Bedingungen, insbesondere einen sauren Kondensationskatalysator, z.B. Salzsäure, Phosphorsäure oder Ameisensäure.The mixture preferably contains a catalyst for the Hydrolysis and condensation under sol-gel conditions, in particular an acidic condensation catalyst, e.g. Hydrochloric acid, phosphoric acid or Formic acid.

Die sich ergebenden Mischung wird dann bei einer Temperatur von mindestens 60°C unter Bildung einer Dispersion oder eines Niederschlags von dotierten oder undotierten TiO2-Teilchen behandelt. Diese Wärmebehandlung erfolgt vorzugsweise hydrothermal oder durch Erwärmen unter Rückfluss. Zweckmäßigerweise wird bei der Wärmebehandlung eine relativ hohe Verdünnung angewandt, insbesondere beim Erwärmen unter Rückfluss.The resulting mixture is then treated at a temperature of at least 60 ° C to form a dispersion or a precipitate of doped or undoped TiO 2 particles. This heat treatment is preferably carried out hydrothermally or by heating under reflux. A relatively high dilution is expediently used in the heat treatment, in particular when heating under reflux.

Die Wärmebehandlung erfolgt vorzugsweise über einen Zeitraum von mindestens 1 h bis 30 h, bevorzugt mindestens 4 h bis 24 h, wobei die Dauer von der Temperatur und einem gegebenenfalls angelegten Druck abhängt.The heat treatment is preferably carried out using a Period of at least 1 h to 30 h, preferably at least 4 h to 24 h, the duration depending on the temperature and one if necessary applied pressure depends.

Das Erwärmen unter Rückfluss erfolgt geeigneterweise über einen Zeitraum von mindestens 16 h, z.B. wenn 1-Pentanol als Lösungsmittel verwendet wird. Unter einer Hydrothermal-Behandlung versteht man im allgemeinen eine Wärmebehandlung einer wässrigen Lösung oder Suspension unter Überdruck, z.B bei einer Temperatur über dem Siedepunkt des Lösungsmittels und einem Druck über 1 bar. In der vorliegenden Erfindung wird auch eine Wärmebehandlung in einem überwiegend organischen Lösungsmittel, das wenn überhaupt nur wenig Wasser enthält, unter Überdruck als hydrothermale Behandlung verstanden.Heating under reflux suitably takes place via a period of at least 16 hours, e.g. if 1-pentanol as solvent is used. Hydrothermal treatment means generally a heat treatment an aqueous solution or suspension under pressure, e.g. at a temperature above the boiling point of the solvent and a pressure over 1 bar. In the present invention, heat treatment is also performed predominantly in one organic solvents, that if anything contains little water, under pressure understood as a hydrothermal treatment.

Bei der hydrothermalen Behandlung wird die Mischung in einem geschlossenen Behälter oder einem geschlossenen Autoklaven wärmebehandelt. Die Behandlung erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 75°C bis 300°C, vorzugsweise über 200°C, bevorzugter 225 bis 275°C, z.B. etwa 250°C. Durch die Erwärmung, insbesondere über den Siedepunkt des Lösungsmittels, wird in dem geschlossenen Behälter oder Autoklaven ein Druck aufgebaut (autogener Druck). Der erhaltene Druck kann z.B. über 1 bar, insbesondere 50 bis 500 bar oder mehr, vorzugsweise 100 bis 300 bar, z.B. 200 bar, betragen. In der Regel erfolgt die Hydrothermalbehandlung mindestens 1 h und bevorzugt mindestens 6 h bis 7 h.In hydrothermal treatment the mixture is placed in a closed container or in a closed Autoclaves heat treated. The treatment is preferably carried out at a temperature in the range of 75 ° C up to 300 ° C, preferably about 200 ° C, more preferred 225 to 275 ° C, e.g. about 250 ° C. Because of the warming, especially about the boiling point of the solvent, is in the closed container or Autoclave built up a pressure (autogenous pressure). The received one Pressure can e.g. about 1 bar, especially 50 to 500 bar or more, preferably 100 to 300 bar, e.g. 200 bar. As a rule, the hydrothermal treatment takes place at least 1 h and preferably at least 6 h to 7 h.

Die Wärmebehandlung gemäß Schritt b) wird solange durchgeführt, bis die gewünschten dotierten oder undotierten TiO2-Teilchen gebildet sind. Die Dispersion oder der Niederschlag kann direkt oder nach Lösungsmittelaustausch für die Beschichtung des Substrats verwendet werden. Um das Pulver von TiO2-Teilchen zu erhalten, wird wie auch beim Lösungsmittelaustausch das Lösungsmittel entfernt. Verfahren zur Entfernung des Lösungsmittels sind unten beschrieben.The heat treatment according to step b) is carried out until the desired doped or undoped TiO 2 particles are formed. The dispersion or the precipitate can be used directly or after solvent exchange for the coating of the substrate. In order to obtain the powder of TiO 2 particles, the solvent is removed as in the solvent exchange. Solvent removal procedures are described below.

Die erhaltenen dotierten oder undotierten TiO2-Teilchen der Dispersion, des Niederschlags oder des Pulvers liegen überwiegend kristallin in der Anatas-Form vor. Vorzugsweise macht der kristalline Anteil der erhaltenen dotierten TiO2-Teilchen mehr als 90%, bevorzugt mehr als 95% und insbesondere mehr als 97% aus, d.h. der amorphe Anteil liegt insbesondere unter 3%, z.B. bei 2%. Die mittlere Teilchengröße (röntgenographisch ermitteltes Volumenmittel) beträgt vorzugsweise nicht mehr als 20 nm, bevorzugter nicht mehr als 10 nm. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden Teilchen mit einer mittlere Teilchengröße von etwa 2 bis 10 nm erhalten. Bei der Dotierung der TiO2-Teilchen wird eine besonders homogene Verteilung der Dotierungsmetalle erhalten.The obtained doped or undoped TiO 2 particles of the dispersion, the precipitate or the powder are predominantly crystalline in the anatase form. The crystalline fraction of the doped TiO 2 particles obtained preferably makes up more than 90%, preferably more than 95% and in particular more than 97%, ie the amorphous fraction is in particular below 3%, for example 2%. The average particle size (volume average determined by X-ray diffraction) is preferably not more than 20 nm, more preferably not more than 10 nm. In a particularly preferred embodiment, particles with an average particle size of about 2 to 10 nm are obtained. When doping the TiO 2 particles, a particularly homogeneous distribution of the doping metals is obtained.

Die erhaltene Dispersion kann als solches zur Beschichtung des Substrats verwendet werden. Zweckmäßigerweise erfolgt vorher ein Lösungsmittelaustausch. Dabei ist es bevorzugt, dass aus der in Schritt b) erhaltenen Dispersion die Teilchen vom Lösungsmittel abgetrennt werden. Hierfür können alle dem Fachmann bekannten Verfahren verwendet werden. Eine Zentrifugation ist besonders geeignet. Die abgetrennten TiO2-Teilchen werden dann getrocknet (z.B. bei 40°C und 10 mbar). In dieser Form können die Teilchen auch gut gelagert werden.The dispersion obtained can be used as such for coating the substrate. A solvent exchange is expediently carried out beforehand. It is preferred that the particles are separated from the solvent from the dispersion obtained in step b). All methods known to the person skilled in the art can be used for this. Centrifugation is particularly suitable. The separated TiO 2 particles are then dried (for example at 40 ° C. and 10 mbar). The particles can also be stored well in this form.

Für die Aufbringung auf das Substrat werden die TiO2-Teilchen erneut in einem Lösungsmittel dispergiert. Hierfür eignen sich z.B. die oben aufgeführten Lösungsmittel oder Wasser. Bevorzugt wird eine Wasser/Alkohol-Mischung und besonders bevorzugt Wasser allein als Lösungsmittel verwendet.For application to the substrate, the TiO 2 particles are dispersed again in a solvent. The solvents or water listed above are suitable for this, for example. A water / alcohol mixture and particularly preferably water alone is preferably used as the solvent.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird zu der nach Schritt b) oder c) erhaltenen Dispersion ein anorganisches oder organisch modifiziertes anorganisches matrixbildendes Material gegeben. Hierbei kann es sich insbesondere um anorganische Sole oder organisch modifizierte anorganische Hybridmaterialien oder Nanokomposite handeln. Beispiele hierfür sind gegebenenfalls organisch modifizierte Oxide, Hydrolysate und (Poly)Kondensate von mindestens einem glas- oder keramikbildenden Element M, insbesondere einem Element M aus den Gruppen 3 bis 5 und/oder 12 bis 15 des Periodensystems der Elemente, bevorzugt von Si, Al, B, Ge, Pb, Sn, Ti, Zr, V und Zn, insbesondere solche von Si und Al, am meisten bevorzugt Si, oder Mischungen davon. Es können auch anteilig Elemente der Gruppen 1 und 2 des Periodensystems (z.B. Na, K, Ca und Mg) und der Gruppen 5 bis 10 des Periodensystems (z.B. Mn, Cr, Fe und Ni) oder Lanthanoiden im Oxid, Hydrolysat oder (Poly)Kondensat vorhanden sein. Ein bevorzugtes organisch modifiziertes anorganisches Hybridmaterial sind Polyorganosiloxane. Besonders bevorzugt werden hierfür Hydrolysate von glas- oder keramikbildenden Elementen, insbesondere von Silicium verwendet.In a preferred embodiment becomes an inorganic to the dispersion obtained after step b) or c) or organically modified inorganic matrix-forming material given. In particular, this can be inorganic brine or organically modified inorganic hybrid materials or nanocomposites act. Examples of this are optionally organically modified oxides, hydrolysates and (poly) condensates of at least one glass or ceramic-forming element M, in particular an element M from groups 3 to 5 and / or 12 to 15 of the periodic table of the elements, preferably of Si, Al, B, Ge, Pb, Sn, Ti, Zr, V and Zn, especially those of Si and Al, most preferably Si, or mixtures thereof. It can also pro rata elements of groups 1 and 2 of the periodic table (e.g. Na, K, Ca and Mg) and groups 5 to 10 of the periodic table (e.g. Mn, Cr, Fe and Ni) or lanthanoids in the oxide, hydrolyzate or (poly) condensate to be available. A preferred organically modified inorganic Hybrid materials are polyorganosiloxanes. Be particularly preferred therefor Hydrolysates of glass or ceramic-forming elements, in particular of silicon used.

Das anorganische oder organisch-modifizierte anorganische matrixbildende Material wird bevorzugt in einer solchen Menge zugegeben, dass das Molverhältnis von Titan der Titanverbindung zu glas- oder keramikbildendem Element M 100:0,01 bis 0,01:100, vorzugsweise 300:1 bis 1:300 beträgt. Sehr gute Ergebnisse werden bei einem Molverhältnis Ti/M von etwa 10:3 bis 1:30 erhalten. Durch diese Zugabe wird eine Verbesserung der Haftung erreicht. Sofern ein organisch-modifiziertes anorganisches matrixbildendes Material verwendet wird, können alle oder nur ein Teil der enthaltenen glas- oder keramikbildenden Elemente M eine oder mehrere organische Gruppen als nicht hydrolysierbare Gruppen aufweisen.The inorganic or organic modified inorganic matrix-forming material is preferred in such Amount added that the molar ratio of titanium to the titanium compound for glass or ceramic-forming element M 100: 0.01 to 0.01: 100, is preferably 300: 1 to 1: 300. Very good results will be at a molar ratio Obtain Ti / M from about 10: 3 to 1:30. By adding this one Improved liability. If an organically modified inorganic matrix-forming material is used, all or only part of the glass or ceramic-forming elements contained M one or more organic groups as non-hydrolyzable Have groups.

Die anorganischen oder organisch modifizierten anorganischen matrixbildenden Materialien können nach bekannten Verfahren hergestellt werden, z.B. durch Flammpyrolyse, Plasmaverfahren, Gasphasenkondensationsverfahren, Kolloidtechniken, Präzipitationsverfahren, Sol-Gel-Verfahren, kontrollierte Nukleations- und Wachstumsprozesse, MOCVD-Verfahren und (Mikro)emulsionsverfahren. Sofern aus dem Verfahren lösungsmittelfreie Teilchen erhalten werden, werden diese geeigneterweise in einem Lösungsmittel dispergiert.The inorganic or organic modified inorganic matrix-forming materials can according to known methods, e.g. by flame pyrolysis, Plasma processes, gas phase condensation processes, colloid techniques, precipitation, Sol-gel process, controlled nucleation and growth processes, MOCVD process and (micro) emulsion process. If from the procedure solventless Particles are obtained, these are suitably in one solvent dispersed.

Vorzugsweise werden die anorganischen Sole und insbesondere die organischmodifizierten Hybridmaterialien nach dem Sol-Gel-Verfahren erhalten. Beim Sol-Gel-Verfahren, das auch zur gesonderten Herstellung der Teilchen verwendet werden kann, werden gewöhnlich hydrolysierbare Verbindungen mit Wasser, gegebenenfalls unter saurer oder basischer Katalyse, hydrolysiert und gegebenenfalls zumindest teilweise kondensiert. Die Hydrolyse- und/oder Kondensationsreaktionen führen zur Bildung von Verbindungen oder Kondensaten mit Hydroxy-, Oxogruppen und/oder Oxobrücken, die als Vorstufen dienen. Es können stöchiometrische Wassermengen, aber auch geringere oder größere Mengen verwendet werden. Das sich bildende Sol kann durch geeignete Parameter, z.B. Kondensationsgrad, Lösungsmittel oder pH-Wert, auf die für die Beschichtungszusammensetzung gewünschte Viskosität eingestellt werden. Weitere Einzelheiten des Sol-Gel-Verfahrens sind z.B. bei C.J. Brinker, G.W. Scherer: "Sol-Gel Science – The Physics and Chemistry of Sol-Gel-Processing", Academic Press, Boston, San Diego, New York, Sydney (1990) beschrieben.The inorganic sols and in particular the organically modified hybrid are preferred materials obtained using the sol-gel process. In the sol-gel process, which can also be used for the separate production of the particles, hydrolyzable compounds are usually hydrolyzed with water, optionally with acidic or basic catalysis, and optionally at least partially condensed. The hydrolysis and / or condensation reactions lead to the formation of compounds or condensates with hydroxyl, oxo groups and / or oxo bridges, which serve as precursors. Stoichiometric amounts of water, but also smaller or larger amounts can be used. The sol which forms can be adjusted to the viscosity desired for the coating composition by means of suitable parameters, for example degree of condensation, solvent or pH. Further details of the sol-gel process are available, for example, from CJ Brinker, GW Scherer: "Sol-Gel Science - The Physics and Chemistry of Sol-Gel-Processing", Academic Press, Boston, San Diego, New York, Sydney (1990) described.

Nach dem bevorzugten Sol-Gel-Verfahren werden die Oxide, Hydrolysate oder (Poly)Kondensate durch Hydrolyse und/oder Kondensation aus hydrolysierbaren Verbindungen der oben genannten glas- oder keramikbildenden Elemente erhalten, die gegebenenfalls zur Herstellung des organisch-modifizierten anorganischen Hybridmaterials zusätzlich nicht hydrolysierbare organische Substituenten tragen.According to the preferred sol-gel process the oxides, hydrolysates or (poly) condensates by hydrolysis and / or condensation from hydrolyzable compounds of the above receive the glass or ceramic-forming elements mentioned, if appropriate for the production of the organically modified inorganic hybrid material additionally wear non-hydrolyzable organic substituents.

Anorganische Sole werden dabei nach dem Sol-Gel-Verfahren insbesondere aus hydrolysierbaren Verbindungen der allgemeine Formeln MXn gebildet, worin M das vorstehend definierte glas- oder keramikbildende Element ist, X wie in nachstehender Formel (I) definiert ist, wobei zwei Gruppen X durch eine Oxogruppe ersetzt sein können, und n der Wertigkeit des Elements entspricht und meist 3 oder 4 ist. Bevorzugt handelt es sich um hydrolysierbare Si-Verbindungen, insbesondere der nachstehenden Formel (I).Inorganic sols are formed by the sol-gel process, in particular from hydrolyzable compounds of the general formulas MX n , where M is the glass or ceramic-forming element defined above, X is as defined in formula (I) below, two groups X being by an oxo group can be replaced, and n corresponds to the valence of the element and is usually 3 or 4. They are preferably hydrolyzable Si compounds, in particular of the formula (I) below.

Beispiele für einsetzbare hydrolysierbare Verbindungen von Elementen M, die von Si verschieden sind, sind Al(OCH3)3, Al(OC2H5)3, Al(O-n-C3H7)3, Al(O-i-C3H7)3, Al(O-n-CaH9)3, Al(O-sek.-C4H9)3, AlCl3, AlCl(OH)2, Al(OC2H4OCaH9)3, TiCl4, Ti(OC2H5)4, Ti(O-n-C3H7)4, Ti(O-i-C3H7)4, Ti(OC4H9)4, Ti(2-ethylhexoxy)4, ZrCl4, Zr(OCZH5)4, Zr(O-n-C3H7)4, Zr(O-i-C3H7)4, Zr(OC4H9)4, ZrOCl2, Zr(2-ethylhexoxy)4, sowie Zr-Verbindungen, die komplexierende Reste aufweisen, wie z.B. β-Diketon- und (Meth)acrylreste, Natriummethylat, Kaliumacetat, Borsäure, BCl3, B(OCH3)3, B(OC2H5)3, SnCl4, Sn(OCH3)4, Sn(OC2H5)4, VOCl3 und VO(OCH3)3.Examples of usable hydrolyzable compounds of elements M which are different from Si are Al (OCH 3 ) 3 , Al (OC 2 H 5 ) 3 , Al (OnC 3 H 7 ) 3 , Al (OiC 3 H 7 ) 3, Al (On-CaH 9 ) 3 , Al (O-sec.-C 4 H 9 ) 3 , AlCl 3 , AlCl (OH) 2 , Al (OC 2 H 4 OCaH 9 ) 3 , TiCl 4 , Ti (OC 2 H 5 ) 4 , Ti (OnC 3 H 7 ) 4 , Ti (OiC 3 H 7 ) 4 , Ti (OC 4 H 9 ) 4 , Ti (2-ethylhexoxy) 4 , ZrCl 4 , Zr (OC Z H 5 ) 4 , Zr (OnC 3 H 7 ) 4 , Zr (OiC 3 H 7 ) 4 , Zr (OC 4 H 9 ) 4 , ZrOCl 2 , Zr (2-ethylhexoxy) 4 , and Zr compounds which have complexing radicals, such as, for example, β-diketone and (meth) acrylic residues, sodium methylate, potassium acetate, boric acid, BCl 3 , B (OCH 3 ) 3 , B (OC 2 H 5 ) 3 , SnCl 4 , Sn (OCH 3 ) 4 , Sn (OC 2 H 5 ) 4 , VOCl 3 and VO (OCH 3 ) 3 .

Die nachstehenden Ausführungen zum bevorzugten Silicium gelten auch sinngemäß für die anderen Elemente M. Besonders bevorzugt wird das Sol oder das organischmodifizierte anorganische Hybridmaterial aus einem oder mehreren hydrolysierbaren und kondensierbaren Silanen erhalten, wobei gegebenenfalls mindestens ein Silan einen nicht hydrolysierbaren organischen Rest aufweist. Besonders bevorzugt werden ein oder mehrere Silane mit den folgenden allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) verwendet: SiX4 (I) worin die Reste X gleich oder verschieden sind und hydrolysierbare Gruppen oder Hydroxygruppen bedeuten, RaSiX(4–a) (II) worin R gleich oder verschieden ist und einen nicht hydrolysierbaren Rest darstellt, der gegebenenfalls eine funktionelle Gruppe aufweist, X die vorstehende Bedeutung hat und a den Wert 1, 2 oder 3, vorzugsweise 1 oder 2, hat.The explanations given below for the preferred silicon also apply mutatis mutandis to the other elements M. The sol or the organically modified inorganic hybrid material is particularly preferably obtained from one or more hydrolyzable and condensable silanes, at least one silane optionally having a non-hydrolyzable organic radical. One or more silanes with the following general formulas (I) and / or (II) are particularly preferably used: SiX 4 (I) in which the radicals X are identical or different and denote hydrolyzable groups or hydroxyl groups, RaSiX (4 – a) (II) wherein R is the same or different and represents a non-hydrolyzable radical which optionally has a functional group, X has the above meaning and a has the value 1, 2 or 3, preferably 1 or 2.

In den obigen Formeln sind die hydrolysierbaren Gruppen X beispielsweise Wasserstoff oder Halogen (F, Cl, Br oder I), Alkoxy (vorzugsweise C1–6-Alkoxy, wie z.B. Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy und Butoxy), Aryloxy (vorzugsweise C6–10-Aryloxy, wie z.B. Phenoxy), Acyloxy (vorzugsweise C1–6-Acyloxy, wie z.B. Acetoxy oder Propionyloxy), Alkylcarbonyl (vorzugsweise C2–7-Alkylcarbonyl, wie z.B. Acetyl), Amino, Monoalkylamino oder Dialkylamino mit vorzugsweise 1 bis 12, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in der bzw. den Alkylgruppe(n).In the above formulas, the hydrolyzable groups X are, for example, hydrogen or halogen (F, Cl, Br or I), alkoxy (preferably C 1-6 alkoxy, such as methoxy, ethoxy, n-propoxy, i-propoxy and butoxy), Aryloxy (preferably C 6-10 aryloxy such as phenoxy), acyloxy (preferably C 1-6 acyloxy such as acetoxy or propionyloxy), alkylcarbonyl (preferably C 2-7 alkylcarbonyl such as acetyl), amino, monoalkylamino or dialkylamino with preferably 1 to 12, in particular 1 to 6, carbon atoms in the alkyl group (s).

Der nicht hydrolysierbare Rest R ist beispielsweise Alkyl (vorzugsweise C1–6-Alkyl, wie z.B. Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, s-Butyl und t-Butyl, Pentyl, Hexyl oder Cyclohexyl), Alkenyl (vorzugsweise C2–6-Alkenyl, wie z.B. Vinyl, 1-Propenyl, 2-Propenyl und Butenyl), Alkinyl (vorzugsweise C2–6-Alkinyl, wie z.B. Acetylenyl und Propargyl) und Aryl (vorzugsweise C6–10-Aryl, wie z.B. Phenyl und Naphthyl).The non-hydrolyzable radical R is, for example, alkyl (preferably C 1-6 -alkyl, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, s-butyl and t-butyl, pentyl, hexyl or cyclohexyl), alkenyl ( preferably C 2-6 alkenyl, such as vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl and butenyl), alkynyl (preferably C 2-6 alkynyl, such as acetylenyl and propargyl) and aryl (preferably C 6-10 aryl, such as phenyl and naphthyl).

Die genannten Reste R und X können gegebenenfalls einen oder mehrere übliche Substituenten, wie z.B. Halogen, Ether-, Phosphorsäure-, Sulfonsäure-, Cyano-, Amid-Mercapto-, Thioether- oder Alkoxygruppen, als funktionelle Gruppen aufweisen.The radicals R and X mentioned can, if appropriate one or more common ones Substituents, e.g. Halogen, ether, phosphoric acid, sulfonic acid, cyano, Amide mercapto, Thioether or alkoxy groups, as functional groups.

Der Rest R kann eine funktionelle Gruppe enthalten, über die eine Vernetzung möglich ist. Konkrete Beispiele für die funktionellen Gruppen des Restes R sind Epoxy-, Hydroxy-, Amino-, Monoalkylamino-, Dialkylamino-, Carboxy-, Allyl-, Vinyl-, Acryl-, Acryloxy-, Methacryl-, Methacryloxy-, Cyano-, Aldehyd- und Alkylcarbonylgruppen. Diese Gruppen sind vorzugsweise über Alkylen-, Alkenylen- oder Arylen-Brückengruppen, die durch Sauerstoff- oder Schwefelatome oder -NH-Gruppen unterbrochen sein können, an das Siliciumatom gebunden. Die genannten Brückengruppen leiten sich zum Beispiel von den oben genannten Alkyl-, Alkenyl- oder Arylresten ab. Die Brückengruppen der Reste R enthalten vorzugsweise 1 bis 18, insbesondere 1 bis 8 Kohlenstoffatome.The radical R can contain a functional group via which crosslinking is possible. Specific examples of the functional groups of the radical R are epoxy, hydroxy, amino, monoalkylamino, dialkylamino, carboxy, allyl, vinyl, acrylic, acryloxy, methacrylic, methacryloxy, cyano, aldehyde and alkylcarbonyl groups. These groups are preferably bonded to the silicon atom via alkylene, alkenylene or arylene bridge groups which can be interrupted by oxygen or sulfur atoms or NH groups. The bridging groups mentioned are derived, for example, from the alkyl, alkenyl or aryl radicals mentioned above. The bridging groups of the radicals R preferably contain 1 to 18, in particular 1 to 8 Koh lenstoffatome.

Besonders bevorzugte hydrolysierbare Silane der allgemeinen Formel (I) sind Tetraalkoxysilane, wie Tetramethoxysilan und insbesondere Tetraethoxysilan (TEOS). Durch saure Katalyse erhaltene anorganische Sole, z.B. TEOS-Hydrolysate, sind besonders bevorzugt. Besonders bevorzugte Organosilane der allgemeinen Formel (II) sind Epoxysilane wie 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan (GPTS), Methacryloxypropyltrimethoxysilan und Acryloxypropyltrimethoxysilan, wobei GPTS-Hydrolysate mit Vorteil eingesetzt werden können.Particularly preferred hydrolyzable Silanes of the general formula (I) are tetraalkoxysilanes, such as tetramethoxysilane and especially tetraethoxysilane (TEOS). Obtained by acid catalysis inorganic brine, e.g. TEOS hydrolyzates are particularly preferred. Particularly preferred organosilanes of the general formula (II) are Epoxysilanes such as 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (GPTS), methacryloxypropyltrimethoxysilane and acryloxypropyltrimethoxysilane, with GPTS hydrolyzates being advantageous can be used.

Sofern ein organisch-modifiziertes anorganisches Hybridmaterial hergestellt wird, können ausschließlich Silane der Formel (II) oder eine Mischung von Silanen der Formel (I) und (II) eingesetzt werden. Bei den anorganischen Solen auf Siliciumbasis werden ausschließlich Silane der Formel (I) verwendet, wobei gegebenenfalls anteilig hydrolysierbare Verbindungen der obigen Formel MXn zugegeben werden.If an organically modified inorganic hybrid material is produced, only silanes of the formula (II) or a mixture of silanes of the formula (I) and (II) can be used. In the case of the inorganic sols based on silicon, only silanes of the formula (I) are used, where appropriate proportionally hydrolyzable compounds of the above formula MX n are added.

Sofern das anorganische Sol aus im Lösungsmittel dispergierten diskreten Oxidteilchen besteht, können sie die Härte der Schicht verbessern. Bei diesen Teilchen handelt es sich insbesondere um nanoskalige anorganische Teilchen. Die Teilchengröße (röntgenographisch ermitteltes Volumenmittel) liegt z.B. im Bereich von unter 200 nm, insbesondere unter 100 nm, bevorzugt unter 50 nm, z.B. 1 nm bis 20 nm.If the inorganic sol from in solvent dispersed discrete oxide particles, they can be the hardness of the Improve layer. These particles are in particular around nanoscale inorganic particles. The particle size (x-ray determined volume average) is e.g. in the range of less than 200 nm, especially below 100 nm, preferably below 50 nm, e.g. 1 nm to 20 nm.

Erfindungsgemäß können z.B. anorganische Sole von SiO2, ZrO2, GeO2, CeO2, ZnO, Ta2O5, SnO2 und Al2O3 (in allen Modifikationen, insbesondere als Böhmit AlO(OH)), vorzugsweise Sole von SiO2, Al2O3, ZrO2, GeO2 sowie Mischungen derselben als nanoskalige Teilchen verwendet werden. Solche Sole sind zum Teil auch im Handel erhältlich, z.B. Kieselsole, wie die Levasile® der Bayer AG.According to the invention, for example, inorganic sols of SiO 2 , ZrO 2 , GeO 2 , CeO 2 , ZnO, Ta 2 O 5 , SnO 2 and Al 2 O 3 (in all modifications, in particular as boehmite AlO (OH)), preferably sols of SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , GeO 2 and mixtures thereof can be used as nanoscale particles. Some of these sols are also commercially available, for example silica sols, such as the Levasile ® from Bayer AG.

Als anorganisches oder organisch modifiziertes anorganisches matrixbildendes Material kann auch eine Kombination von derartigen nanoskaligen Teilchen mit als Hydrolysaten oder (Poly)Kondensaten vorliegenden anorganischen Solen oder organisch-modifizierten Hybridmaterialien verwendet werden, was hier mit Nanokompositen bezeichnet wird.As inorganic or organic modified inorganic matrix-forming material can also be a Combination of such nanoscale particles with as hydrolyzates or (poly) condensate inorganic sols or organically modified Hybrid materials are used, which is what with nanocomposites referred to as.

Gegebenenfalls können auch organische Monomere, Oligomere oder Polymere aller Art als organische matrixbildende Materialien enthalten sein, die als Flexibilisatoren dienen, wobei es sich um übliche organische Bindemittel handeln kann. Diese können zur Verbesserung der Beschichtungsfähigkeit verwendet werden. In der Regel werden sie nach Fertigstellung der Schicht photokatalytisch abgebaut. Die Oligomere und Polymere können funktionelle Gruppen aufweisen, über die eine Vernetzung möglich ist. Diese Vernetzungsmöglichkeit ist auch gegebenenfalls bei den oben erläuterten organisch modifizierten anorganischen matrixbildenden Materialien möglich. Auch Mischungen anorganischer, organisch modifizierter anorganischer und/oder organischer matrixbildender Materialien sind möglich.If necessary, organic monomers, Oligomers or polymers of all kinds as organic matrix-forming Materials may be included that serve as flexibilizers, where it is common can act organic binders. These can improve the coatability be used. As a rule, they will be available upon completion Layer degraded photocatalytically. The oligomers and polymers can be functional Have groups about which makes networking possible is. This networking opportunity is also optionally in the organically modified above inorganic matrix-forming materials possible. Mixtures of inorganic, organically modified inorganic and / or organic matrix-forming Materials are possible.

Beispiele für verwendbare organische matrixbildende Materialien sind Polymere und/oder Oligomere, die polare Gruppen, wie Hydroxyl-, primäre, sekundäre oder tertiäre Amino-, Carboxyl- oder Carboxylatgruppen, aufweisen. Typische Beispiele sind Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylamid, Polyvinylpyridin, Polyallylamin, Polyacrylsäure, Polyvinylacetat, Polymethylmethacrylsäure, Stärke, Gummi arabicum, andere polymere Alkohole wie z.B. Polyethylen-Polyvinylalkohol-Copolymere, Polyethylenglycol, Polypropylenglycol und Poly(4-vinylphenol) bzw. davon abgeleitete Monomere oder Oligomere. Als Polyvinylalkohol kann z.B. das im Handel erhältliche Mowiol® 18–88 der Fa. Hoechst verwendet werden.Examples of usable organic matrix-forming materials are polymers and / or oligomers which have polar groups, such as hydroxyl, primary, secondary or tertiary amino, carboxyl or carboxylate groups. Typical examples are polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylamide, polyvinyl pyridine, polyallyl amine, polyacrylic acid, polyvinyl acetate, polymethyl methacrylic acid, starch, gum arabic, other polymeric alcohols such as, for example, polyethylene-polyvinyl alcohol copolymers, polyethylene glycol, polypropylene glycol and poly (4-vinyl phenol monomers) or poly (4-vinyl phenol monomers) thereof or oligomers. The polyvinyl alcohol can be used eg the commercially available Mowiol ® 18-88 from Messrs. Hoechst.

Der Verdünnungsgrad der gemäß Schritt d) aufzutragenden Dispersion hängt u.a. von der gewünschten Schichtdicke ab. Im allgemeinen hat die Dispersion einen Feststoffgehalt von weniger als 50 Gew.-%, insbesondere weniger als 20 Gew.-% und bevorzugt weniger als 10 Gew.-%, z.B. 2,5 Gew.-%.The degree of dilution as per step d) the dispersion to be applied depends et al of the desired Layer thickness. Generally the dispersion has a solids content of less than 50% by weight, in particular less than 20% by weight and preferably less than 10% by weight, e.g. 2.5% by weight.

Für den Auftrag werden die üblichen Verfahren verwendet, z.B. Tauchen, Rollen, Rakeln, Fluten, Ziehen, Spritzen, Schleudern oder Aufstreichen. Die aufgebrachte Dispersion wird gegebenenfalls getrocknet und wärmebehandelt, etwa zur Härtung oder Verdichtung. Die dafür verwendete Wärmebehandlung hängt natürlich vom Substrat ab. Bei Kunststoffsubstraten oder Kunststoffoberflächen, die in der Regel eine Sperrschicht aufweisen (siehe nachstehend), können naturgemäß keine sehr hohen Temperaturen verwendet werden. So werden Polycarbonat (PC)-Substrate z.B. bei etwa 130°C für 1 h wärmebehandelt. Allgemein erfolgt die Wärmebehandlung z.B. bei einer Temperatur von 100 bis 200°C und, sofern kein Kunststoff vorhanden ist, bis zu 500°C oder mehr. Die Wärmebehandlung erfolgt z.B. 15 min bis 2 h. In der Regel werden Schichtdicken von 50 nm bis 30 μm erhalten, bevorzugt 100 nm bis 1 μm, z.B. 50 bis 700 nm.For the order will be the usual Method used, e.g. Diving, rolling, squeegees, flooding, pulling, Spray, spin or spread. The applied dispersion is optionally dried and heat treated, for hardening or Compression. The one for that heat treatment used depends of course Substrate. In the case of plastic substrates or plastic surfaces, the usually have a barrier layer (see below), naturally cannot very high temperatures can be used. So become polycarbonate (PC) substrates e.g. at about 130 ° C for 1 h heat treated. In general, the heat treatment takes place e.g. at a temperature of 100 to 200 ° C and, if no plastic is present up to 500 ° C or more. The heat treatment e.g. 15 min to 2 h. As a rule, layer thicknesses of 50 nm to 30 μm obtained, preferably 100 nm to 1 μm, e.g. 50 to 700 nm.

Das anorganische Sol oder das organisch-modifizierte anorganische Hybridmaterial dienen nicht nur als matrixbildendes Material für die photokatalytische Schicht, sondern auch der verbesserten Schichthaftung. TiO2 kann in der Schicht als matrixbildender Bestandteil und/oder als Teilchen vorliegen.The inorganic sol or the organic-modified inorganic hybrid material not only serve as a matrix-forming material for the photocatalytic layer, but also for improved layer adhesion. TiO 2 can be present in the layer as a matrix-forming component and / or as particles.

Die photokatalytische Schicht wird gegebenenfalls und bevorzugt durch Bestrahlung mit sichtbarem und/oder UV-Licht aktiviert, z.B. mit einer Quecksilber-Hochdrucklampe von 700 W für 1 bis 5 min oder einer Xenonlampe von 750 W für 1 bis 10 min. Quecksilber-Hochdrucklampen haben einen relativ hohen Anteil an UV-Licht, das Spektrum von Xenonlampen entspricht etwa dem Sonnenlicht. Bevorzugt wird mit UV-Licht bzw. einem hohen Anteil an UV-Licht bestrahlt. Es werden außergewöhnlich aktive photokatalytisch Schichten erhalten, wobei die Effizienz gegenüber dem Stand der Technik etwa bis zum 10-fachen gesteigert werden kann.The photocatalytic layer will optionally and preferably by irradiation with visible and / or UV light activated, e.g. with a high pressure mercury lamp of 700 W for 1 to 5 min or a Xenon lamp of 750 W for 1 to 10 min. High-pressure mercury lamps have a relatively high proportion of UV light, the spectrum of xenon lamps corresponds approximately to sunlight. Preference is given to UV light or a high proportion of UV light. It becomes exceptionally active photocatalytic Get layers, the efficiency compared to the prior art about can be increased up to 10 times.

Wie bereits vorstehend erwähnt, sind bei Substraten, die aus einem empfindlichen Material bestehen oder eine Oberflächenschicht (z.B. eine Lackierung oder ein Email) aus einem solchen empfindlichen Material aufweisen, ein unmittelbarer Auftrag nicht oder nur schlecht möglich. Es kann eine Sperrschicht zwischen dem Substrat (gegebenenfalls mit Oberflächenbeschichtung) und der photokatalytischen Schicht angeordnet werden. Hierfür kann eine anorganische Schicht aus einem anorganischen matrixbildenden Material eingesetzt werden. Hierfür können die vorstehend beschriebenen anorganischen Sole verwendet werden.As already mentioned above, substrates made of a sensitive material or a surface layer (for example a coating or an enamel) are made of such a sensitive material a direct order is not possible or only possible with difficulty. A barrier layer can be arranged between the substrate (optionally with a surface coating) and the photocatalytic layer. An inorganic layer made of an inorganic matrix-forming material can be used for this. The inorganic sols described above can be used for this.

Weiter wurde erfindungsgemäß festgestellt, dass es möglich ist, eine photokatalytische Schicht mit "eingebauter" Sperrschicht zu erhalten, indem ein Konzentrationsgradient von TiO2 in der photokatalytischen Schicht ausgebildet wird. Diese Sperrschicht kann nicht nur für die erfindungsgemäß hergestellten photokatalytischen Schichten, sondern auch bei den üblichen photokatalytischen Schichten mit Vorteil eingesetzt werden.Furthermore, it was found according to the invention that it is possible to obtain a photocatalytic layer with an “integrated” barrier layer by forming a concentration gradient of TiO 2 in the photocatalytic layer. This barrier layer can be used advantageously not only for the photocatalytic layers produced according to the invention, but also for the customary photocatalytic layers.

Demgemäß wird gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ein Substrat mit einer photokatalytischen Schicht bereitgestellt, die photokatalytisch aktives TiO2 und ein Matrixmaterial umfasst, wobei das TiO2 in einem solchen Konzentrationsgradienten enthalten ist, dass die Konzentration des TiO2 an der Oberfläche der photokatalytischen Schicht angereichert ist, wobei vorzugsweise zwischen dem photokatalytisch aktiven TiO2 und dem Substrat eine rein anorganische Sperrschicht ausgebildet ist.Accordingly, according to a second embodiment of the invention, a substrate with a photocatalytic layer is provided, which comprises photocatalytically active TiO 2 and a matrix material, the TiO 2 being contained in a concentration gradient such that the concentration of the TiO 2 accumulates on the surface of the photocatalytic layer is, wherein a purely inorganic barrier layer is preferably formed between the photocatalytically active TiO 2 and the substrate.

Diese photokatalytischen Schichten mit einem solchen Konzentrationsgradienten von TiO2, dass die Konzentration an TiO2 an der Oberfläche der photokatalytischen Schicht am größten ist, können insbesondere durch ein Verfahren hergestellt werden, bei dem oberflächenmodifizierte TiO2-Teilchen in einem matrixbildenden Material von selbst einen Konzentrationsgradienten ausbilden.These photocatalytic layers with such a concentration gradient of TiO 2 that the concentration of TiO 2 is greatest on the surface of the photocatalytic layer can be produced in particular by a method in which surface-modified TiO 2 particles in a matrix-forming material automatically generate a concentration gradient form.

Dabei können die üblichen, nach dem Stand der Technik bekannten TiO2-Teilchen zur Oberflächenmodifizierung verwendet werden, die z.B. im Handel erhältlich sind. TiO2-Teilchen sind z.B. als P25 (d50 = 30–40 nm) von der Fa. Degussa erhältlich.The customary TiO 2 particles known from the prior art can be used for surface modification, which are commercially available, for example. TiO 2 particles are available, for example, as P25 (d 50 = 30-40 nm) from Degussa.

In der zweiten Ausführungsform der Erfindung können dotierte oder undotierte TiO2-Teilchen verwendet werden. Die Dotierung kann mit nach den im Stand der Technik bekannten Verfahren durchgeführt werden, wobei die in der Technik bekannten Dotiermetalle eingesetzt werden können, z.B. die oben für die erste erfindungsgemäße Ausführungsform genannten Metalle. Durch die Metalldotierung wird überraschenderweise eine Aktivitätserhöhung erzielt.In the second embodiment of the invention, doped or undoped TiO 2 particles can be used. The doping can be carried out using the methods known in the prior art, it being possible to use the doping metals known in the art, for example the metals mentioned above for the first embodiment according to the invention. Surprisingly, the metal doping increases the activity.

Bevorzugt werden nach dem Sol-Gel-Verfahren erhaltene TiO2-Teilchen verwendet. Hierfür können die oben genannten hydrolysierbaren Titanverbindungen eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Teilchen verwendet, die entsprechend der ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß den Schritten a) und b) hergestellt wurden, wobei dotierte oder nicht dotierte TiO2-Teilchen hergestellt werden können. Es gelten alle oben aufgeführten Einzelheiten auch hier. Bevorzugt werden nach dem hydrothermalen Verfahren hergestellte Teilchen verwendet. Die Teilchen werden wie vorstehend erläutert von dem Lösungsmittel abgetrennt und getrocknet.TiO 2 particles obtained by the sol-gel process are preferably used. The above-mentioned hydrolyzable titanium compounds can be used for this. In a preferred embodiment, particles are used which were produced in accordance with the first embodiment of the invention in accordance with steps a) and b), it being possible to produce doped or undoped TiO 2 particles. All the details listed above also apply here. Particles produced by the hydrothermal process are preferably used. The particles are separated from the solvent as described above and dried.

Von den TiO2-Teilchen wird in der Regel eine Dispersion in einem Lösungsmittel hergestellt. Hierfür eignet sich z.B. Toluol. Es kann auch eine Aufschlämmung von TiO2-Teilchen in einem Lösungsmittel oder ein Pulver von TiO2-Teilchen ohne Lösungsmittel verwendet werden. Hierzu wird ein Obertlächenmodifizierungsmittel zugegeben, das mindestens eine hydrophobe oder hydrophile Gruppe aufweist, wobei hydrophobe Gruppen bevorzugt sind.A dispersion in a solvent is generally produced from the TiO 2 particles. Toluene, for example, is suitable for this. A slurry of TiO 2 particles in a solvent or a powder of TiO 2 particles without a solvent can also be used. For this purpose, a surface modifier is added which has at least one hydrophobic or hydrophilic group, with hydrophobic groups being preferred.

Als Obertlächenmodifizierungsmittel eignen sich (vorzugsweise niedermolekulare oder oligomere, gegebenenfalls aber auch polymere) Verbindungen, die zum einen über eine oder mehrere Gruppen verfügen, die mit auf der Oberfläche der TiO2-Teilchen vorhandenen reaktionsfähigen Gruppen (wie beispielsweise OH-Gruppen) reagieren oder zumindest wechselwirken können, und zum anderen mindestens eine hydrophobe oder hydrophile Gruppe aufweisen.Suitable surface modifiers are (preferably low molecular weight or oligomeric, but possibly also polymeric) compounds which, on the one hand, have one or more groups which react or at least react with reactive groups (such as OH groups) present on the surface of the TiO 2 particles can interact, and on the other hand have at least one hydrophobic or hydrophilic group.

Eine Oberflächenmodifizierung der TiO2-Teilchen kann z.B. durch Mischen der Teilchen mit nachstehend erläuterten geeigneten Verbindungen gegebenenfalls in einem Lösungsmittel und unter Anwesenheit eines Katalysators erfolgen. Häufig genügt Rühren von Obertlächenmodifizierungsmittel mit den Teilchen bei Raumtemperatur über einen gewissen Zeitraum, z.B. über 1 bis 3 h.The surface of the TiO 2 particles can be modified, for example, by mixing the particles with suitable compounds explained below, if appropriate in a solvent and in the presence of a catalyst. It is often sufficient to stir the surface modifier with the particles at room temperature for a certain period, for example over 1 to 3 hours.

Die Oberflächenmodifizierungsmittel können z.B. sowohl kovalente (einschließlich koordinativen in Form von Komplexen) als auch ionische (salzartige) Bindungen zur Oberfläche der TiO2-Teilchen ausbilden, während unter den reinen Wechselwirkungen beispielhaft Dipol-Dipol-Wechselwirkungen, Wasserstoffbrückenbindungen und van der Waals-Wechselwirkungen zu nennen sind. Bevorzugt ist die Ausbildung von kovalenten Bindungen.The surface modifiers can, for example, form both covalent (including coordinative in the form of complexes) and ionic (salt-like) bonds to the surface of the TiO 2 particles, while among the pure interactions, for example, dipole-dipole interactions, hydrogen bonds and van der Waals interactions are called. The formation of covalent bonds is preferred.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist es auch, dass die Oberflächenmodifizierungsmittel ein relativ niedriges Molekulargewicht aufweisen. Beispielsweise kann das Molekulargewicht weniger als 1.500, insbesondere unter 1000 und vorzugsweise unter 700 betragen. Dies schließt selbstverständlich ein deutlich höheres Molekulargewicht der Verbindungen nicht aus (z.B. bis zu 2.000 und mehr).It is also preferred according to the invention that the surface modifiers have a relatively low molecular weight. For example the molecular weight may be less than 1,500, especially below 1000 and preferably less than 700. Of course, this includes much higher Molecular weight of the compounds not (e.g. up to 2,000 and more).

Als Obertlächenmodifizierungsmittel mit Gruppen, die mit den Oberflächengruppen der TiO2-Teilchen reagieren oder Wechselwirken können, eignen sich z.B. hydrolysierbare Silane, Carbonsäuren, Carbonsäurehalogenide, Carbonsäureester, Carbonsäureanhydride, Oxime, β-Dicarbonylverbindungen wie β-Diketone, Alkohole, Amine, Alkylhalogenide und deren Derivate.As Obertlächenmodifizierungsmittel having groups which react with the surface groups of the TiO 2 particles or can echselwirken W, for example, hydrolyzable silanes, carboxylic acids, carboxylic acid halides, Carbonsäureester, carboxylic anhydrides, oximes, β-dicarbonyl compounds such as β-diketones, alcohols, amines, alkyl halides and are their derivatives.

Das Konzept der Hydrophilie/Hydrophobie ist als Grundkonzept der Chemie dem Fachmann bestens bekannt. Hydrophobe Substanzen oder Gruppen stoßen Wasser ab, während hydrophile Substanzen oder Gruppen Wasser anziehen. Der hydrophile Charakter kann z.B. durch Hydroxy-, Oxy-, Carboxylat-, Sulfat-, Sulfonatfunktionen oder Polyetherketten in der Substanz gebildet werden. Als hydrophobe Gruppe eignen sich z.B. langkettige aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen, z.B. mit 3 bis 30 oder mehr Kohlenstoffatomen, insbesondere Alkylgruppen, aromatische Gruppen, oder Gruppen, die mindestens ein Fluoratom aufweisen, wobei es sich vorzugsweise um Kohlenwasserstoffgruppen, insbesondere Alkylreste, mit 3 bis 20 oder mehr Kohlenstoffatomen und 1 bis 30 Fluoratomen handelt.The concept of hydrophilicity / hydrophobicity is well known to the expert as the basic concept of chemistry. hydrophobic Collide substances or groups Water while Attract hydrophilic substances or groups of water. The hydrophilic Character can e.g. by hydroxy, oxy, carboxylate, sulfate, sulfonate functions or polyether chains are formed in the substance. As a hydrophobic Group are suitable e.g. long chain aliphatic hydrocarbon groups, e.g. with 3 to 30 or more carbon atoms, especially alkyl groups, aromatic groups, or groups containing at least one fluorine atom have, which are preferably hydrocarbon groups, especially alkyl radicals, having 3 to 20 or more carbon atoms and 1 to 30 fluorine atoms.

Als Oberflächenmodifizierungsmittel werden vorzugsweise hydrolysierbare Silane mit mindestens einer nicht hydrolysierbaren hydrophoben oder hydrophilen Gruppen verwendet, wobei jene mit einer hydrophoben Gruppe besonders bevorzugt sind. Dabei handelt es sich besonders bevorzugt um hydrolysierbare Silane, die mindestens eine nicht hydrolysierbare Gruppe aufweisen, die mindestens ein Fluoratom (Fluorsilane) oder eine langkettige aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, z.B. mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Alkylgruppe, oder eine aromatische Gruppe enthält.As a surface modifier preferably hydrolyzable silanes with at least one non-hydrolyzable hydrophobic or hydrophilic groups are used, those with a hydrophobic group are particularly preferred. It is about particularly preferred to hydrolyzable silanes, the at least one have non-hydrolyzable group having at least one fluorine atom (Fluorosilanes) or a long-chain aliphatic hydrocarbon group, e.g. with 3 to 30 carbon atoms, preferably an alkyl group, or contains an aromatic group.

Die neben den hydrolysierbaren Silanen verwendbaren Oberflächenmodifizierungsmittel mit hydrophoben Gruppen können z.B. die Formel R°-Y aufweisen, wobei Y -COOH, -OH, -COZ, -Z (mit Z = Halogenid wie F, Cl, Br oder I), -C(O)O(O)CB (worin B ein beliebiger Rest einer Carbonsäure oder R° ist oder eine funktionelle Gruppe der anderen oben beschriebenen Verbindungen (die gegebenenfalls einen weitere Gruppe wie B umfasst) ist und R° eine langkettige aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, vorzugsweise eine Alkylgruppe, z.B. mit 3 bis 30 C-Atomen, oder eine aromatische Ggruppe, wie gebenenfalls substituiertes Phenyl oder Naphthyl, oder eine Kohlenwasserstoffgruppe, vorzugsweise eine Alkylgruppe, mit mindestens einem Fluoratom ist. Bei einem Carbonsäureester kann z.B. der Rest der Carbonsäure und/oder der Rest des Alkohols die hydrophobe Gruppe bilden.The next to the hydrolyzable silanes usable surface modifiers with hydrophobic groups e.g. the formula R ° -Y where Y is -COOH, -OH, -COZ, -Z (with Z = halide as F, Cl, Br or I), -C (O) O (O) CB (where B is any residue of a carboxylic acid or R ° is or a functional group of the other compounds described above (which optionally includes a further group such as B) and R ° one long chain aliphatic hydrocarbon group, preferably one Alkyl group, e.g. with 3 to 30 C atoms, or an aromatic G group, such as optionally substituted phenyl or naphthyl, or one Hydrocarbon group, preferably an alkyl group, with at least is a fluorine atom. With a carboxylic acid ester e.g. the rest the carboxylic acid and / or the rest of the alcohol form the hydrophobic group.

Die bevorzugten hydrolysierbaren Silane mit langkettiger aliphatischer Kohlenwasserstoffgruppe als hydrophober Gruppe weisen insbesondere die oben erläuterte Formel (II) (RaSiX(4–a)) auf, worin a und X wie oben definiert sind, wobei a vorzugsweise 1 ist, und R eine langkettige aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, z.B. mit 3 bis 30 C-Atomen, ist. Bei der langkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe handelt es sich bevorzugt um eine Alkylgruppe. Gegebenenfalls können auch Silane der Formel (II) verwendet werden, worin R eine gegebenenfalls substituierte aromatische Gruppe ist.The preferred hydrolyzable silanes having a long-chain aliphatic hydrocarbon group as the hydrophobic group have in particular the formula (II) (RaSiX (4-a) ) explained above, in which a and X are as defined above, where a is preferably 1 and R is a long-chain aliphatic Hydrocarbon group, for example with 3 to 30 carbon atoms. The long-chain aliphatic hydrocarbon group is preferably an alkyl group. Optionally, silanes of the formula (II) can also be used, in which R is an optionally substituted aromatic group.

Erfidungsgemäß können besonders bevorzugt hydrolysierbare Silanverbindungen mit mindestens einem nicht-hydrolysierbaren Rest als hydrophober Gruppe eingesetzt werden, die die allgemeine Formel Rf(R)bSiX(3–b) (III) aufweisen, worin X und R wie in Formel (I) bzw. (II) definiert sind, Rf eine nicht hydrolysierbare Gruppe ist, die 1 bis 30 Fluoratome an Kohlenstoffatome gebunden aufweist, die vorzugsweise durch mindestens zwei Atome, vorzugsweise eine Ethylen-, Propylen-, Ethylenoxy- oder Propylenoxygruppe, von Si getrennt sind, und b 0, 1 oder 2, bevorzugt 0 oder 1, ist. R ist insbesondere ein Rest ohne funktionelle Gruppe, bevorzugt eine Alkylgruppe, insbesondere C1–4-Alkyl wie Methyl oder Ethyl. Vorzugsweise enthalten die Gruppen Rf 3 bis 25 und insbesondere 3 bis 21 Fluoratome, die an aliphatische (einschließlich cycloaliphatische) Kohlenstoffatome gebunden sind. Rf ist vorzugsweise eine fluorierte Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen, die gegebenenfalls durch ein oder mehrere Sauerstoffatome unterbrochen ist.According to the invention, it is particularly preferred to use hydrolyzable silane compounds having at least one non-hydrolyzable radical as the hydrophobic group which have the general formula Rf (R) bSiX (3 – b) (III) in which X and R are as defined in formula (I) or (II), Rf is a non-hydrolyzable group which has 1 to 30 fluorine atoms bonded to carbon atoms, preferably by at least two atoms, preferably one ethylene, propylene -, ethyleneoxy or propyleneoxy group, are separated from Si, and b is 0, 1 or 2, preferably 0 or 1. R is in particular a radical without a functional group, preferably an alkyl group, in particular C 1-4 alkyl such as methyl or ethyl. The groups Rf preferably contain 3 to 25 and in particular 3 to 21 fluorine atoms which are bonded to aliphatic (including cycloaliphatic) carbon atoms. Rf is preferably a fluorinated alkyl group with 3 to 20 C atoms, which is optionally interrupted by one or more oxygen atoms.

Beispiele für Rf sind CF3CH2CH2, C2F5CH2CH2, n-C6F13CH2CH2, i-C3F7OCH2CH2CH2, n-C8F17CH2CH2 und n-C10F21-CH2CH2.Examples of Rf are CF 3 CH 2 CH 2 , C 2 F 5 CH 2 CH 2 , nC 6 F 13 CH 2 CH 2 , iC 3 F 7 OCH 2 CH 2 CH 2 , nC 8 F 17 CH 2 CH 2 and nC 10 F 21 -CH 2 CH 2 .

Fluoratome, die gegebenenfalls an aromatische Kohlenstoffatome gebunden sind (z.B. CsF4), werden nicht berücksichtigt. Bei der fluorhaltigen Gruppe Rf kann es sich auch um einen Chelatliganden handeln. Es ist auch möglich, dass sich ein oder mehrere Fluoratome an einem Kohlenstoffatom befinden, von dem eine Doppel- oder Dreifachbindung ausgeht. Beispiele für einsetzbare Fluorsilane sind CF3CH2CH2SiCl2(CH3), CF3CH2CH2SiCl(CH3)2, CF3CH2CH2Si(CH3)(OCH3)2, C2F5-CH2CH2-SiZ3, n-C6F13-CH2CH2SiZ3, n-C8F17-CH2CH2-SiZ3, n-C10F21-CH2CH2-SiZ3 mit (Z = OCH3, OC2H5 oder Cl); i-C3F7O-CH2CH2CH2-SiCl2(CH3), n-C6F13-CH2CH2-Si(OCH2CH3)2, n-C6F13-CH2CH2-SiCl2(CH3) und n-C6F13-CH2CH2-SiCl(CH3)2. Bevorzugt wird 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-Tridecafluoroctyl)triethoxysilan (FTS) eingesetzt.Fluorine atoms that may be bound to aromatic carbon atoms (eg CsF 4 ) are not taken into account. The fluorine-containing group Rf can also be a chelating ligand. It is also possible for one or more fluorine atoms to be located on a carbon atom from which a double or triple bond originates. Examples of fluorosilanes that can be used are CF 3 CH 2 CH 2 SiCl 2 (CH 3 ), CF 3 CH 2 CH 2 SiCl (CH 3 ) 2 , CF 3 CH 2 CH 2 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2 , C 2 F 5 -CH 2 CH 2 -SiZ 3 , nC 6 F 13 -CH 2 CH 2 SiZ 3 , nC 8 F 17 -CH 2 CH 2 -SiZ 3 , nC 10 F 21 -CH 2 CH 2 -SiZ 3 with ( Z = OCH 3 , OC 2 H 5 or Cl); iC 3 F 7 O-CH 2 CH 2 CH 2 -SiCl 2 (CH 3 ), nC 6 F 13 -CH 2 CH 2 -Si (OCH 2 CH 3 ) 2 , nC 6 F 13 -CH 2 CH 2 -SiCl 2 (CH 3 ) and nC 6 F 13 -CH 2 CH 2 -SiCl (CH 3 ) 2 . 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluorooctyl) triethoxysilane (FTS) is preferably used.

Beispiele für hydrolysierbare Silane mit langkettiger aliphatischer Kohlenwasserstoffgruppe sind Hexadecyltrimethoxysilan (HDTMS), Dodecyltriethoxysilan und Propyltrimethoxysilan. Weitere Beispiele für Oberflächenmodifizierungsmittel mit hydrophoben Gruppen sind Heptadecafluornonansäure, Stearinsäure, Heptafluorbuttersäurechlorid, Hexansäurechlorid, Hexansäuremethylester, Perfluorheptansäuremethylester, Perfluoroctansäureanhydrid, Hexansäureanhydrid, 2-Heptanonoxim, 1,1,1-Trifluor-5,5-dimethylhexan-2,4-dion-2-oxim, 1,1,1,2,2,3,3-Heptafluor-7,7- dimethyl-4,6-octandion, 1H,1H-Pentadecafluoroctanol, Octanol, Hexylchlorid und Nonafluorbutylchlorid.Examples of hydrolyzable silanes with long-chain aliphatic hydrocarbon group are hexadecyltrimethoxysilane (HDTMS), dodecyltriethoxysilane and propyltrimethoxysilane. Further Examples of surface modifiers with hydrophobic groups are heptadecafluoronanoic acid, stearic acid, heptafluorobutyric acid chloride, hexanoyl, hexanoate, Perfluoroheptanoic acid methyl ester, perfluorooctanoic anhydride, hexanoic, 2-heptanone oxime, 1,1,1-trifluoro-5,5-dimethylhexane-2,4-dione-2-oxime, 1,1,1,2,2,3,3-heptafluoro-7,7-dimethyl-4,6-octanedione, 1H, 1H-pentadecafluorooctanol, octanol, hexyl chloride and nonafluorobutyl chloride.

Als Oberflächenmodifizierungsmittel mit hydrophilen Gruppen eignen sich neben oben genanten Verbindungsklassen auch ungesättigte Carbonsäuren, β-Carbonylcarbonsäuren, mit polymerisierbaren Doppelbindungen, ethylenisch ungesättigte Alkohole und Amine, Aminosäuren, Epoxide und Diepoxide.In addition to the above-mentioned Ver, suitable surface modifiers with hydrophilic groups are suitable bond classes also unsaturated carboxylic acids, β-carbonyl carboxylic acids, with polymerizable double bonds, ethylenically unsaturated alcohols and amines, amino acids, epoxides and diepoxides.

Konkrete Beispiele für organische Verbindungen zur Oberflächenmodifizierung mit hydrophilen Gruppen sind Diepoxide wie 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexancarboxylat, Bis-(3,4-epoxycyclohexyl)adipat, Cyclohexandimethanoldiglycidether, Neopentylglycoldiglycidether, 1,6-Hexandioldiglycidether, Propylenglycoldiglycidether, Bisphenol-A-diglycidether, Bisphenol-F-diglycidether, ungesättigte Carbonsäuren wie Acrylsäure und Methacrylsäure, und β-Diketone wie Acetylacetonat.Specific examples of organic Connections for surface modification with hydrophilic groups are diepoxides such as 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexane carboxylate, Bis (3,4-epoxycyclohexyl) adipate, cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, Neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, Bisphenol A diglycidether, bisphenol F diglycidether, unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid, and β-diketones such as acetylacetonate.

Weitere besonders bevorzugte Verbindungen zur Oberflächenmodifizierung mit hydrophilen Gruppen sind hydrolysierbare Silane mit mindestens (und vorzugsweise) einem nicht hydrolysierbaren Rest mit einer Hydroxy-, Carboxylat- oder Epoxy- bzw. Glycidyloxygruppe, wobei es sich insbesondere um Silane der Formel (II) handelt. Beispiele sind Glycidyloxyalkyltrialkoxysilane, wie beispielsweise 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan und 3-Glycidyloxypropyltriethoxysilan.Other particularly preferred compounds for surface modification with hydrophilic groups are hydrolyzable silanes with at least (and preferably) a non-hydrolyzable residue with a hydroxy, Carboxylate or epoxy or glycidyloxy group, it being in particular are silanes of the formula (II). Examples are glycidyloxyalkyl trialkoxysilanes, such as 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane and 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane.

Weitere Beispiele für Oberflächenmodifizierungsmittel sind Diphosphate, Polyphosphate, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon und Methylvinylether-Maleinsäureanhydrid-Copolymere.More examples of surface modifiers are diphosphates, polyphosphates, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone and methyl vinyl ether-maleic anhydride copolymers.

Bei der Oberflächenmodifizierung werden für 1 g TiO2-Pulver z.B. 10 ml Lösungsmittel verwendet. Die erhaltene Dispersion mit dem Oberflächenmodifizierungsmittel wird einfach gerührt, z.B. 2 h, wodurch die Oberflächenmodifizierung der Teilchen erreicht wird. Das Verhältnis von TiO2 zu zugegebenem Oberflächenmodifizierungsmittel beträgt, bezogen auf Mol, vorzugsweise 1:0,005 bis 1:0,1 und insbesondere 1:0,01 bis 1:0,02, wobei dies insbesondere für das Oberflächenmodifizierungsmittel mit mindestens einem Fluoratom gilt.For the surface modification, for example, 10 ml of solvent are used for 1 g of TiO 2 powder. The dispersion obtained with the surface modifier is simply stirred, for example for 2 hours, as a result of which the surface modification of the particles is achieved. The ratio of TiO 2 to added surface modifier is, based on moles, preferably 1: 0.005 to 1: 0.1 and in particular 1: 0.01 to 1: 0.02, this being particularly true for the surface modifier with at least one fluorine atom.

Anschließend erfolgt vorzugsweise ein Lösungsmitteltausch zu einem anderen organischen Lösungsmittel, wie Methylethylketon, Aceton, Chloroform oder Petrolether.This is preferably followed by a Solvent exchange to another organic solvent, such as methyl ethyl ketone, acetone, chloroform or petroleum ether.

Anschließend wird ein anorganisches oder organisch modifiziertes matrixbildendes Material zugegeben. Hierfür kann z.B. ein anorganisches Sol oder ein organischmodifiziertes anorganisches Hybridmaterial zugegeben werde, wie es vorstehend für die erste Ausführungsform der Erfindung erläutert wurde. Es können auch die oben genannten nanoskaligen Teilchen enthalten sein.Then an inorganic or added organically modified matrix-forming material. Therefor can e.g. an inorganic sol or an organically modified one inorganic hybrid material is added as above for the first embodiment of the invention explained has been. It can too the above-mentioned nanoscale particles may be included.

Das Oberflächenmodifizierungsmittel dient zur Erzeugung des Konzentrationsgradienten in der Matrix aus dem matrixbildenden Material. Bei einer hydrophilen Matrix werden Oberflächenmodifizierungsmittel mit hydrophober Gruppe verwendet und bei hydrophober Matrix werden Oberflächenmodifizierungsmittel mit hydrophiler Gruppe verwendet. Dadurch wird ein Potentialunterschied erreicht, der zur Entmischung führt, so dass die oberflächenmodifizierten TiO2-Teilchen an der Oberfläche angereichert werden. Da die matrixbildenden Materialien und das Lösungsmittel, die verwendet werden, in der Regel hydrophil sind, wird vorzugsweise mit hydrophoben Gruppen oberflächenmodifiziert.The surface modifier is used to generate the concentration gradient in the matrix from the matrix-forming material. Surface modifiers with a hydrophobic group are used for a hydrophilic matrix and surface modifiers with a hydrophilic group are used for a hydrophobic matrix. This results in a potential difference that leads to segregation, so that the surface-modified TiO 2 particles are enriched on the surface. Since the matrix-forming materials and the solvent that are used are generally hydrophilic, surface modification is preferably carried out with hydrophobic groups.

Der Auftrag der erhaltenen Dispersion auf das Substrat und die Wärmebehandlung erfolgt auf die übliche Weise, z.B. wie vorstehend beschrieben. Durch den hydrophoben Charakter der hydrophoben Gruppen auf der Oberfläche der TiO2-Teilchen ergibt sich eine Entmischung in der so erhaltenen Dispersion, wobei die oberflächenmodifizierten TiO2-Teilchen nach dem Auftrag auf das Substrat an der Oberfläche der photokatalytischen Schicht angereichert werden. Bei der Härtung der aufgetragenen Schicht wird somit ein Konzentrationsgradient der oberflächenmodifizierten TiO2-Partikel in dem anderen anorganischen oder organisch modifizierten matrixbildenden Material bzw. in der daraus gebildeten Matrix gebildet. Im unteren Bereich der Schicht befindet sich überwiegend das anorganische oder organisch modifizierte anorganische matrixbildende Material bzw. die daraus gebildete Matrix.The dispersion obtained is applied to the substrate and the heat treatment is carried out in the customary manner, for example as described above. The hydrophobic character of the hydrophobic groups on the surface of the TiO 2 particles results in segregation in the dispersion thus obtained, the surface-modified TiO 2 particles being enriched on the surface of the photocatalytic layer after application to the substrate. During the hardening of the applied layer, a concentration gradient of the surface-modified TiO 2 particles is thus formed in the other inorganic or organically modified matrix-forming material or in the matrix formed therefrom. In the lower area of the layer there is predominantly the inorganic or organically modified inorganic matrix-forming material or the matrix formed therefrom.

Bei Belichtung werden durch die photokatalytische Aktivität der Schicht zumindest die hydrophoben organischen Gruppen zerstört, was an einer beträchtlichen Verringerung des Kontaktwinkels nach Bestrahlung deutlich wird. Durch den Konzentrationsgradienten befindet sich an der Grenzfläche zum Substrat überwiegend die Matrix aus den eingesetzten anorganischen oder organisch modifizierten matrixbildenden Materialien, die dort im wesentlichen kein TiO2 enthält. Sofern organisch modifiziertes anorganisches matrixbildendes Material eingesetzt wurde, findet in dem Bereich in der photokatalytischen Schicht, in dem TiO2-angereicherte Bereiche und im wesentlichen TiO2-freie Bereiche angrenzen, die vorstehend bei der "isolierten" Sperrschicht erläuterte photokatalytische Oxidation der organischen Bestandteile statt, so dass sich auch dort eine anorganische Sperrschicht ausbildet. Somit bildet sich erfindungsgemäß eine "eingebaute" Sperrschicht aus anorganischem Material aus, die das darunter befindliche Substrat schützen kann.Upon exposure, the photocatalytic activity of the layer destroys at least the hydrophobic organic groups, which is evident from a considerable reduction in the contact angle after irradiation. As a result of the concentration gradient, the matrix of the inorganic or organically modified matrix-forming materials used, which essentially contains no TiO 2 , is located at the interface with the substrate. If organically modified inorganic matrix-forming material was used, in the area in the photocatalytic layer in which areas enriched with TiO 2 and essentially free of TiO 2 adjoin, the photocatalytic oxidation of the organic constituents explained above for the “isolated” barrier layer takes place , so that an inorganic barrier layer is also formed there. Thus, according to the invention, a “built-in” barrier layer of inorganic material is formed, which can protect the substrate underneath.

Auch hier können im Prinzip alle oben genannten Substrate verwendet werden. Mit besonderem Vorteil wird die photokatalytische Schicht mit eingebauter Sperrschicht auf ein Substrat aus Glas oder Kunststoff oder eine Oberflächenschicht des Substrats aus diesem Material aufgebracht.In principle, all of the above can also be used here Substrates are used. The photocatalytic is particularly advantageous Layer with built-in barrier layer on a substrate made of glass or Plastic or a surface layer of the substrate applied from this material.

Es wurde weiter festgestellt, dass eine spezielle Hybridschicht aus einem organisch modifizierten anorganischen Material eine ausgezeichnete Sperrschicht liefert. Diese Sperrschicht kann nicht nur für die erfindungsgemäß hergestellten photokatalytischen Schichten, sondern auch bei den üblichen photokatalytischen Schichten mit Vorteil eingesetzt werden.It was also found that a special hybrid layer made from an organically modified inorganic Material provides an excellent barrier layer. This barrier layer can not only for those produced according to the invention photocatalytic layers, but also in the usual photocatalytic layers can be used with advantage.

Nach einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird daher ein Substrat mit einer photokatalytischen, TiO2 enthaltenden Schicht bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen Substrat und photokatalytischer Schicht eine Hybridschicht aus einem organisch modifizierten anorganischen Material vorgesehen ist, dessen organische Bestandteile zumindest an der Grenzfläche zu der photokatalytischen TiO2-Schicht unter Ausbildung einer rein anorganischen Schutzschicht photokatalytisch zersetzt worden sind.According to a third embodiment of the invention, a substrate is therefore provided with a photocatalytic layer containing TiO 2 , which is characterized in that between the substrate and photocatalytic layer, a hybrid layer of an organically modified inorganic material is provided, the organic components of which have been photocatalytically decomposed at least at the interface with the photocatalytic TiO 2 layer to form a purely inorganic protective layer.

Diese Sperrschicht bietet einerseits den Vorteil, dass ein sicherer Schutz von empfindlichen Materialen vor der photokatalytischen Schicht gewährleistet ist, zum anderen kann die Sperrschicht auf einfache Weise nasschemisch aufgebracht werden und ohne weiteres rissfrei in der gewünschten Schichtdicke aufgebracht werden. Durch die organischen Bestandteile wird eine gewisse Flexibilität bei der Beschichtung erreicht, wobei erstaunlicherweise trotz der eingesetzten organischen Bestandteile eine sichere Sperrwirkung erreicht wird.This barrier layer offers on the one hand the advantage that a safe protection of sensitive materials from the photocatalytic layer is guaranteed, on the other the barrier layer can be applied wet-chemically in a simple manner and are applied without cracks in the desired layer thickness. Due to the organic components there is a certain flexibility in the Coating achieved, surprisingly despite the used organic components a secure barrier effect is achieved.

Als Substrat können im Prinzip alle oben genannten Substrate verwendet werden. Mit besonderem Vorteil wird die Sperrschicht auf ein Substrat aus Glas oder Kunststoff oder eine Oberflächenschicht des Substrats aus diesem Material aufgebracht.In principle, all of the above can be used as the substrate Substrates are used. The barrier layer is particularly advantageous on a substrate made of glass or plastic or a surface layer of the substrate applied from this material.

Die Sperrschicht ist eine Hybridschicht aus einem organisch modifizierten anorganischen Material, dessen organische Bestandteile zumindest an der Grenzfläche zu der photokatalytischen TiO2-Schicht unter Ausbildung einer rein anorganischen Schutzschicht photokatalytisch zersetzt worden sind.The barrier layer is a hybrid layer made of an organically modified inorganic material, the organic components of which have been photocatalytically decomposed at least at the interface with the photocatalytic TiO 2 layer to form a purely inorganic protective layer.

Zur Herstellung dieser Hybridschicht wird das vorstehend beschriebene organisch-. modifizierte anorganische Hybridmaterial als Beschichtungszusammensetzung verwendet. Es gelten alle vorstehend für dieses Material aufgeführten Erläuterungen, sofern nicht anders angegeben, wobei das Hybridmaterial jedoch nicht zu der TiO2-haltigen Dispersion gegeben wird, sondern als solches auf das Substrat aufgebracht wird.To produce this hybrid layer, the above-described organic. modified inorganic hybrid material used as a coating composition. All the explanations given above for this material apply, unless stated otherwise, the hybrid material not being added to the dispersion containing TiO 2 , but rather being applied as such to the substrate.

Es wird vorzugsweise ein solches organisch-modifiziertes anorganisches Hybridmaterial verwendet, bei dem nicht mehr 10 Mol-%, bevorzugt nicht mehr als 5 Mol-% und insbesondere nicht mehr als 3 Mol-% und bevorzugt mindestens 0,1 Mol-%, bevorzugter mindestens 0,5 Mol-% und insbesondere mindestens 1 Mol-%, z.B. 0,1 bis 10 Mol-%, bevorzugt 1 bis 3 Mol-%, der enthaltenen glas- oder keramikbildenden Elemente M eine oder mehrere organische Gruppen aufweisen. d.h. vorzugsweise nicht mehr 10 Mol-% und insbesondere nicht mehr als 3 Mol-%, z.B. z.B. 0,1 bis 10 Mol-%, bevorzugt 1 bis 3 Mol-%, der enthaltenen glas- oder keramikbildenden Elemente M weisen eine oder mehrere organische Gruppen auf. Vorzugsweise weisen zumindest ein Teil oder alle organischen Gruppen eine funktionelle Gruppe auf, über die eine Vernetzung möglich ist. Das Hybridmaterial wird bevorzugt nach dem Sol-Gel-Verfahren hergestellt. Als Lösungsmittel kommen die oben genannten in Betracht. Besonders bevorzugt handelt es sich um ein Hydrolysat oder Kondensat aus Silanen der Formel (I) und der Formel (II). Gegebenenfalls kann zumindest ein Teil der Silane der Formel (I) durch andere hydrolysierbare Verbindungen eines glas- oder keramikbildenden Elements M ersetzt werden.It will preferably be one organically modified inorganic hybrid material used, at not more than 10 mol%, preferably not more than 5 mol% and in particular not more than 3 mol%, and preferably at least 0.1 mol%, more preferably at least 0.5 mole% and especially at least 1 mole%, e.g. 0.1 to 10 mol%, preferably 1 to 3 mol%, of the glass-forming or ceramic-forming constituents contained Elements M have one or more organic groups. i.e. preferably not more than 10 mol% and in particular not more than 3 mole%, e.g. e.g. 0.1 to 10 mol%, preferably 1 to 3 mol%, of contained glass or ceramic-forming elements M have one or several organic groups. Preferably at least some have or all organic groups have a functional group via which networking possible is. The hybrid material is preferred according to the sol-gel process manufactured. As a solvent the above can be considered. Acts particularly preferred it is a hydrolyzate or condensate from silanes of the formula (I) and formula (II). If necessary, at least a part the silanes of formula (I) by other hydrolyzable compounds a glass or ceramic-forming element M to be replaced.

Bevorzugt wird zur Herstellung des Hybridmaterials eine stöchiometrische Menge Wasser zu den hydrolysierbaren Verbindungen gegeben. Die erhaltene Beschichtungszusammensetzung wird z.B. als 1 bis 70 Gew.-%iges Sol/Gel (bezogen auf den Feststoffgehalt) in einem Alkohol eingesetzt. Eine besonders bevorzugt eingesetzte Kombination an hydrolysierbaren Verbindungen ist TEOS und GPTS.Is preferred for the production of Hybrid material a stoichiometric Amount of water added to the hydrolyzable compounds. The received Coating composition is e.g. as 1 to 70% by weight sol / gel (based on the solids content) used in an alcohol. A particularly preferably used combination of hydrolyzable Connections is TEOS and GPTS.

Das organisch-modifizierte anorganische Hybridmaterial kann vorzugsweise oben genannten nanoskaligen Teilchen unter Bildung eines Nanokomposits umfassen. Zu dem organisch-modifizierten anorganischen Hybridmaterial werden vorzugsweise keine organischen Polymere zugesetzt, d.h. die Beschichtungszusammensetzung ist bevorzugt frei von organischen Polymeren.The organic-modified inorganic Hybrid material can preferably above-mentioned nanoscale particles to form a nanocomposite. To the organically modified inorganic hybrid materials are preferably not organic Polymers added, i.e. the coating composition is preferred free of organic polymers.

Der Auftrag des Hybridmaterials erfolgt auf übliche Weise, z.B. nach den oben beschriebenen Verfahren. Die aufgetragene Schicht wird gegebenenfalls getrocknet und gehärtet, wobei die Härtung durch Wärme oder Bestrahlung erfolgen kann. Gegebenenfalls kann die Wärmebehandlung gemeinsam mit der photokatalytischen Schicht erfolgen. Bezüglich der Temperatur und der Dauer gelten die oben für die photokatalytische Schicht genannten Bedingungen. Die erhaltene Schichtdicke beträgt z.B. 50 bis 1 μm, bevorzugt 100 nm bis 1 μm, z.B. 100 bis 700 nm.The hybrid material is applied on usual Manner, e.g. according to the procedure described above. The applied Layer is optionally dried and cured, the curing by Heat or Irradiation can take place. If necessary, the heat treatment done together with the photocatalytic layer. Regarding the The temperature and the duration apply to the above for the photocatalytic layer conditions mentioned. The layer thickness obtained is e.g. 50 to 1 μm, preferably 100 nm to 1 μm, e.g. 100 to 700 nm.

Auf die Hybridschicht wird eine TiO2-haltige Zusammensetzung aufgebracht, die oberflächenmodifizierte TiO2-Teilchen enthält. Dabei werden oberflächenmodifizierte TiO2-Teilchen eingesetzt, wie sie vorstehend für die zweite Ausführungsform der Erfindung erläutert wurden. Es können Oberflächenmodifizierungsmittel mit hydrophoben oder hydrophilen Gruppen eingesetzt werden.A TiO 2 -containing composition which contains surface-modified TiO 2 particles is applied to the hybrid layer. Here, surface-modified TiO 2 particles are used, as explained above for the second embodiment of the invention. Surface modifiers with hydrophobic or hydrophilic groups can be used.

Im allgemeinen sind photokatalytisch aktive TiO2-Partikel in einer Matrix verteilt, wobei das TiO2 auch Teil der Matrix sein kann. Die Schicht kann auch nur aus TiO2 bestehen. Die Matrix kann allgemein aus anorganischen oder aus organisch-modifizierten anorganischen Matrixmaterialien gebildet sein. Dementsprechend kann die Zusammensetzung auch anorganische oder organisch-modifizierte anorganische matrixbildende Materialien enthalten, wie sie vorstehend erläutert wurden. Es können auch die oben genannten nanoskaligen Teilchen enthalten sein. Die Zusammensetzung kann aber auch nur TiO2-Teilchen enthalten, so dass eine photokatalytische Schicht nur aus TiOz gebildet wird.In general, photocatalytically active TiO 2 particles are distributed in a matrix, and the TiO 2 can also be part of the matrix. The layer can also consist only of TiO 2 . The matrix can generally be formed from inorganic or from organic-modified inorganic matrix materials. Accordingly, the composition can also contain inorganic or organically modified inorganic matrix-forming materials, as explained above. It can also contain the above-mentioned nanoscale particles. However, the composition can also contain only TiO 2 particles, so that a photocatalytic layer is formed only from TiOz.

Es wurde gefunden, dass die Schicht aus dem Hybridmaterial durch photokatalytische Oxidation des organischen Anteils zumindest an der Grenzfläche zur photokatalytischen Schicht in ein rein anorganisches System übergeht. Hierbei erfolgt durch die überlagerte photokatalytisch aktive Schicht eine photokatalytische Oxidation der organischen Bestandteile der darunter liegenden Hybridschicht. Dieser Prozess ist oft auf wenige Nanometer der obersten Lage dieser Schicht begrenzt, da die Diffusion von Löchern und Elektronen nur sehr kurz reicht. Durch die Umsetzung der obersten Lage der Hybridschicht zu einer anorganischen Schicht wird der Zerstörungsprozess gestoppt und man erhält eine wirksame Sperrschicht, die eine Diffusion von Natriumionen aus Glassubstraten in die photokatalytische Schicht verhindert und empfindliche Kunststoffsubstrate gegen Schädigung durch die photokatalytische Schicht schützt. Außerdem werden die organischen Gruppen des oberflächenmodifizierten TiO2 photokatalytisch zersetzt.It was found that the layer made of the hybrid material changes into a purely inorganic system at least at the interface with the photocatalytic layer by means of photocatalytic oxidation of the organic portion. Here, the superimposed photocatalytically active layer causes a photocatalytic oxidation of the organic components of the hybrid layer underneath. This process is often limited to a few nanometers of the top layer of this layer because of the diffusion of holes and electrons only very short enough. By converting the top layer of the hybrid layer into an inorganic layer, the destruction process is stopped and an effective barrier layer is obtained, which prevents diffusion of sodium ions from glass substrates into the photocatalytic layer and protects sensitive plastic substrates against damage from the photocatalytic layer. In addition, the organic groups of the surface-modified TiO 2 are decomposed photocatalytically.

Bei allen beschriebenen drei Ausführungsformen kann eine weitere Erhöhung der photokatalytischen Wirkung erzielt werden, wenn man unter der photokatalytischen Schicht eine elektrisch leitfähige Unterlage verwendet und/oder der photokatalytischen Schicht spezielle elektrisch leitfähige Partikel zusetzt.In all three embodiments described can further increase the photocatalytic effect can be achieved if one under the photocatalytic layer uses an electrically conductive base and / or the photocatalytic layer special electrically conductive particles added.

Bei den als elektrisch leitfähigen Teilchen verwendeten dotierten Metalloxiden kann es sich z.B. um dotiertes Zinnoxid, wie ITO (Indium-Zinnoxid), ATO (Antimondotiertes Zinnoxid) und FTO (fluordotiertes Zinnoxid), und/oder Aluminium-dotiertes Zinkoxid handeln. Es kann auch ein elektrisch leitendes Polymer, wie BAYTRON von der Bayer AG verwendet werden. Als Halbleiter kommt zum Beispiel gegebenenfalls dotiertes Germanium oder Silicium in Betracht. Die elektrisch leitfähigen Teilchen können z.B. als Pulver oder in Form einer Dispersion in einem Lösungsmittel zur Dispersion für die photokatalytische Schicht gegeben werden.In the case of as electrically conductive particles doped metal oxides used may e.g. to endowed Tin oxide, such as ITO (indium tin oxide), ATO (antimony-doped tin oxide) and FTO (fluorine-doped tin oxide), and / or aluminum-doped Trade zinc oxide. It can also be an electrically conductive polymer, how BAYTRON are used by Bayer AG. Coming as a semiconductor for example optionally doped germanium or silicon in Consideration. The electrically conductive Particles can e.g. as a powder or in the form of a dispersion in a solvent for dispersion for be given the photocatalytic layer.

Vorzugsweise werden möglichst transparente leitfähige Partikel eingesetzt. Dadurch wird eine hohe Lichtabsorption, wie sie z. B. durch leitfähige Metallpartikel verursacht wird, vermieden und es ergeben sich noch wirksamere photokatalytische Schichten.Preferably, if possible transparent conductive Particles used. This will ensure high light absorption, such as they z. B. by conductive Metal particles are avoided and still arise more effective photocatalytic layers.

Alternativ oder gleichzeitig kann auch eine elektrisch leitfähige Unterlage als Schicht unter der photokatalytisch aktiven Schicht vorgesehen sein. Bei der elektrisch leitfähigen Unterlage kann es sich um ein Metall, einen Halbleiter, ein elektrisch leitfähiges Polymer oder ein dotiertes Metalloxid handeln. Beispiele für das dotierte Metalloxid, den Halbleiter oder das elektrisch leitfähige Polymer sind dieselben, die oben als Beispiele für die elektrisch leitfähigen Teilchen genannt wurden. Beispiele für das Metall, bei dem es sich auch um eine Metalllegierung handeln kann, sind Stahl, einschließlich Edelstahl, Chrom, Kupfer, Titan, Zinn, Zink, Messing und Aluminium.Alternatively or simultaneously also an electrically conductive Underlay as a layer under the photocatalytically active layer be provided. It can be the case with the electrically conductive pad a metal, a semiconductor, an electrically conductive polymer or a doped metal oxide. Examples of the endowed Metal oxide, the semiconductor or the electrically conductive polymer are the same as the above as examples of the electrically conductive particles were called. examples for the metal, which is also a metal alloy can be steel, including Stainless steel, chrome, copper, titanium, tin, zinc, brass and aluminum.

Die Unterlage kann als Schicht auf dem Substrat vorliegen oder das Substrat selbst sein. Für die Aufbringung einer elektrisch leitfähigen Schicht als Unterlage auf einem Substrat können die dem Fachmann vertrauten Verfahren verwendet werden, z.B. nasschemische Verfahren, Abscheidungsverfahren (Sputtern) oder eine Metallisierung. Im allgemeinen reichen dünne Schichten aus.The underlay can be applied as a layer be present in the substrate or be the substrate itself. For the application an electrically conductive Layer as a base on a substrate can be familiar to those skilled in the art Methods are used, e.g. wet chemical processes, deposition processes (Sputtering) or a metallization. Thin layers are generally sufficient out.

Bei allen erläuterten Ausführungsformen, die Substrate mit den photokatalytischen Schichten gebrannt werden, um zu rein anorganischen Schichten zu gelangen. Überdies können in allen Schichten auch Partikel mit größerem Durchmesser, z.B. im μm-Bereich eingebaut werden.In all the embodiments explained, the substrates with the photocatalytic layers are fired, to get to purely inorganic layers. In addition, particles can also be found in all layers with a larger diameter, e.g. in the μm range to be built in.

Die erfindungsgemäßen Substrate mit den photokatalytischen Schichten können z.B. als selbstreinigende Oberflächen (gegebenenfalls durch Bestrahlung mit Licht unterstützt) oder zur Luftreinigung eingesetzt werden.The substrates according to the invention with the photocatalytic Layers can e.g. as self-cleaning surfaces (if necessary supported by irradiation with light) or be used for air purification.

Die erfindungsgemäß hergestellten Substrate mit photokatalytischer Schicht eignen sich für die verschiedensten Anwendungen für antimikrobielle Zwecke und/oder zur Selbstreinigung, z.B. für Maschinen, Anstriche, Lacke, Möbel, Fassaden, Dächer, Textilien, Fahrzeuge, Signalanlagen, Folien, Schutz- und Trennwände, Verkehrstechnik, Automobile, Luft- und Schienenfahrzeuge, Fenster, Türen, Gewächshäuser, Mauern, Fliesen, Fußböden, Zelte, Planen, Außenanlagen, Zäune, Natursteine, Beton, Putze, Pflaster, Bodenplatten, Denkmäler, Hölzer, Platten, Verkleidungen, Fensterrahmen, Textilien, Abdeckungen, Beton, Kunststoffoberflächen aller Art, Kunststoffverscheibungen, Helme, Visiere, Gehäuse, Außenanlagen, Gerätschaften aller Art, z.B. medizinische Geräte, Haushaltsgeräte, Verkehrsschilder, Stahlkonstruktionen und Stahlfassaden. Die Schichten eignen sich auch als Antibeschlagsschichten, z.B. auf Glas, Spiegeln, Verkleidungen oder Abtrennungen. Ferner können magnetische, beispielsweise superparamagnetische, Partikel beschichtet werden.The substrates produced according to the invention with photocatalytic layers are suitable for a wide variety of applications for antimicrobial Purposes and / or for self-cleaning, e.g. for machines, paints, varnishes, Furniture, Facades, roofs, Textiles, vehicles, signal systems, foils, protective and partition walls, traffic engineering, Automobiles, aircraft and rail vehicles, windows, doors, greenhouses, walls, tiles, Floors, tents, Planning, outdoor facilities, Fences, Natural stones, concrete, plasters, plasters, floor slabs, monuments, woods, slabs, Cladding, window frames, textiles, covers, concrete, plastic surfaces of all Type, plastic glazing, helmets, visors, housings, outdoor facilities, equipment of all kinds, e.g. medical equipment, Domestic appliances, Traffic signs, steel structures and steel facades. The layers are also suitable as anti-fog coatings, e.g. on glass, mirrors, Cladding or partitions. Magnetic, for example superparamagnetic, particles are coated.

Ein besonderer Anwendungsbereich ist die Sterilisation bzw. der Schutz von Instrumenten aller Art, und insbesondere von medizinischen, einschließlich tier- und zahnmedizinischen Geräten und Geräten des Sanitärbereichs, gegen Verschmutzung, z.B. durch infektiöse Substanzen wie Prionen (z.B. für die BSE-Bekämpfung). Wichtige weitere Anwendungsgebiete sind Lebensmitteltechnologie und Milchwirtschaft.A special area of application is the sterilization or protection of all kinds of instruments, and especially medical, including veterinary and dental devices and devices the sanitary area, against pollution, e.g. by infectious substances such as prions (e.g. for the Combat BSE). Important further areas of application are food technology and dairy farming.

BeispieleExamples

Es werden folgende Abkürzungen verwendet:
TEOS: Tetraethoxysilan
FTS: (3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-Tridecafluoroctyl)triethoxysilan
GPTS: (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilan
HDTMS: Hexadecyltrimethoxysilan
The following abbreviations are used:
TEOS: tetraethoxysilane
FTS: (3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluorooctyl) triethoxysilane
GPTS: (3-glycidyloxypropyl) trimethoxysilane
HDTMS: hexadecyltrimethoxysilane

Beispiel 1example 1

Hydrothermale Herstellung von TiO2(Anatas)Hydrothermal production of TiO 2 (anatase)

9,6 g (0,034 Mol) Titanisopropylat (Ti(OIPr)4) werden zu 14,5 g n-Propanol gegeben und nach 5 min Rühren bei Raumtemperatur mit 0,67 g (0,0068 Mol) 37% HCl versetzt. Nach 20 min werden 0,712 g (0,063 Mol) Wasser unter intensivem Rühren zugegeben.9.6 g (0.034 mol) of titanium isopropylate (Ti (O I Pr) 4 ) are added to 14.5 g of n-propanol and, after stirring for 5 minutes at room temperature, 0.67 g (0.0068 mol) of 37% HCl are added , After 20 minutes, 0.712 g (0.063 mol) of water are added with vigorous stirring.

Die Mischung wird anschließend mit 41,9 g n-Propanol verdünnt, worauf man bei 250°C und 200 bar Druck 7 h lang behandelt. Der entstandene Anatas wird abzentrifugiert und bei 50°C und 10 mbar getrocknet.The mixture is then with Diluted 41.9 g n-propanol, whereupon at 250 ° C and treated at 200 bar pressure for 7 hours. The resulting anatase will centrifuged and at 50 ° C. and dried 10 mbar.

Beispiel 2Example 2

Hydrothermale Herstellung von dotiertem TiO2(Anatas, Dotierungsmittel Sn(CH3CO2)4)Hydrothermal production of doped TiO 2 (anatase, dopant Sn (CH 3 CO 2 ) 4 )

9,6 g (0,034 Mol) Titanisopropylat (Ti(OIPr)4) werden zu 14,5 g n-Propanol gegeben und nach 5 min Rühren bei Raumtemperatur mit 0,67 g (0,0068 Mol) 37% HCl versetzt. Nach 20 min werden 0,712 g (0,063 Mol) Wasser unter intensivem Rühren zugegeben.9.6 g (0.034 mol) of titanium isopropylate (Ti (O I Pr) 4 ) are added to 14.5 g of n-propanol and, after stirring for 5 minutes at room temperature, 0.67 g (0.0068 mol) of 37% HCl are added , After 20 minutes, 0.712 g (0.063 mol) of water are added with vigorous stirring.

Die Mischung wird anschließend mit 41,9 g n-Propanol verdünnt, worauf man die Mischung mit 0,635 g (0,0018 Mol) Sn(CH3CO2)4 versetzt und bei 250°C und 200 bar Druck 7 h lang behandelt. Der entstandene Anatas wird abzentrifugiert und bei 50°C und 10 mbar getrocknet.The mixture is then diluted with 41.9 g of n-propanol, whereupon the mixture is mixed with 0.635 g (0.0018 mol) of Sn (CH 3 CO 2 ) 4 and treated at 250 ° C. and 200 bar pressure for 7 hours. The anatase formed is centrifuged off and dried at 50 ° C. and 10 mbar.

Beispiel 3Example 3

Hydrothermale Herstellung von dotiertem TiO2(Anatas, Dotierungsmittel WO3)Hydrothermal production of doped TiO 2 (anatase, dopant WO 3 )

9,6 g (0,034 Mol) Titanisopropylat (Ti(OIPr)4) werden zu 14,5 g n-Propanol gegeben und nach 5 min Rühren bei Raumtemperatur mit 0,67 g (0,0068 Mol) 37% HCl versetzt. Nach 20 min werden 0,712 g (0,063 Mol) Wasser unter intensivem Rühren zugegeben.9.6 g (0.034 mol) of titanium isopropylate (Ti (O I Pr) 4 ) are added to 14.5 g of n-propanol and, after stirring for 5 minutes at room temperature, 0.67 g (0.0068 mol) of 37% HCl are added , After 20 minutes, 0.712 g (0.063 mol) of water are added with vigorous stirring.

Die Mischung wird anschließend mit 41,9 g n-Propanol verdünnt, worauf man die Mischung mit 0,039 g (0,00017 Mol) WO3 versetzt und bei 250°C und 200 bar Druck 7 h lang behandelt. Der entstandene Anatas wird abzentrifugiert und bei 50°C und 10 mbar getrocknet.The mixture is then diluted with 41.9 g of n-propanol, whereupon the mixture is mixed with 0.039 g (0.00017 mol) of WO 3 and treated at 250 ° C. and 200 bar pressure for 7 hours. The anatase formed is centrifuged off and dried at 50 ° C. and 10 mbar.

Beispiel 4Example 4

Oberflächenmodifizierung von TiO2(Anatas)-Pulver mit FTSSurface modification of TiO 2 (anatase) powder with FTS

Von den nach den Beispielen 1 bis 3 hergestellten TiO2-Pulvern wird jeweils 1,0 g mit 8,67 g Toluol verrührt und dann mit 0,077 g FTS versetzt. Nach 2stündigem Rühren wird das Toluol in einem Rotationsverdampfer abgetrennt.In each case 1.0 g of the TiO 2 powders prepared according to Examples 1 to 3 is mixed with 8.67 g of toluene and then mixed with 0.077 g of FTS. After stirring for 2 hours, the toluene is separated off in a rotary evaporator.

Beispiel 5Example 5

Oberflächenmodifizierung von TiO2(Anatas)-Pulver mit HDTMSSurface modification of TiO 2 (anatase) powder with HDTMS

Von den nach den Beispielen 1 bis 3 hergestellten TiO2-Pulvern werden jeweils 1,0 g mit 8,67 g Toluol verrührt und dann mit 0,312 g HDTMS versetzt. Nach 2stündigem Rühren wird das Toluol in einem Rotationsverdampfer abgetrennt.Of the TiO 2 powders prepared according to Examples 1 to 3, 1.0 g are mixed with 8.67 g of toluene and 0.312 g of HDTMS are then added. After stirring for 2 hours, the toluene is separated off in a rotary evaporator.

Beispiel 6 Herstellung einer photokatalytischen Schicht mit undotiertem TiO2 Zur Herstellung eines GPTS-Hydrolysats werden 23,6 g (0.1 mol) GPTS mit 5,4 g (0.3 mol) Wasser versetzt. Das Gemisch wird anschließend über Nacht beim Raumtemperatur gerührt.Example 6 Production of a Photocatalytic Layer with Undoped TiO 2 To produce a GPTS hydrolyzate, 5.4 g (0.3 mol) of water are added to 23.6 g (0.1 mol) of GPTS. The mixture is then stirred at room temperature overnight.

0,05 g von dem nach Beispiel 4 hergestellten FTS-modifizierten, undotierten TiO2-Pulver werden in 1,56 g MEK (Methylethylketon) dispergiert und dann mit 0,44 g Formamid versetzt. Die erhaltene Dispersion wird unter Rühren mit 4,14 g des hergestellten GPTS-Hydrolysats vermischt.0.05 g of the FTS-modified, undoped TiO 2 powder prepared according to Example 4 is dispersed in 1.56 g of MEK (methyl ethyl ketone) and then mixed with 0.44 g of formamide. The dispersion obtained is mixed with 4.14 g of the GPTS hydrolyzate prepared with stirring.

Die erhaltene Beschichtungszusammensetzung wird mittels einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung (Spincoater) mit 1000 U/min auf Polycarbonat-Platten (PC-Platten) von 10 cm × 10 cm aufgetragen. Anschließend werden die Platten bei 128°C 1 h gehärtet. Die Schichtdicken betragen 2 bis 3 μm. Der Kontaktwinkel der erhaltenen Schichten gegen Wasser beträgt 101°.The coating composition obtained is applied by means of a spin coater applied at 1000 rpm on polycarbonate plates (PC plates) of 10 cm × 10 cm. Then be the plates at 128 ° C Hardened for 1 hour. The layer thicknesses are 2 to 3 μm. The contact angle of the obtained Layers against water is 101 °.

Die beschichteten PC-Platten werden 4 min mit einer Xenonlampe (750 W) bestrahlt. Nach der Bestrahlung betrug der Kontaktwinkel der PC-Platten gegen Wasser nur noch 10°.The coated PC boards are Irradiated for 4 min with a xenon lamp (750 W). After the radiation The contact angle of the PC plates against water was only 10 °.

Zur Bestimmung der photokatalytischen Aktivität der erhaltenen PC-Platten wird die zeitliche Änderung der Lichtabsorption bei 553 nm von einer Rhodamin B-Lösung bestimmt. Hierfür werden 20 ml einer wässrigen Rhodamin B-Lösung (Konzentration 6 ppm) mit der PC-Platte in Kontakt gebracht, die mit einer Xenonlampe (750 W) bestrahlt wird. Die Absorption der Rhodamin B-Lösung bei 553 nm wird in Intervallen gemessen, um den Abbau von Rhodamin B zu verfolgen. Nach ca. einer Stunde ist das gesamte Rhodamin B abgebaut.The temporal changes are used to determine the photocatalytic activity of the PC plates obtained tion of light absorption at 553 nm determined by a rhodamine B solution. For this, 20 ml of an aqueous rhodamine B solution (concentration 6 ppm) are brought into contact with the PC plate, which is irradiated with a xenon lamp (750 W). The absorption of the rhodamine B solution at 553 nm is measured at intervals to monitor the degradation of rhodamine B. After about an hour, the entire rhodamine B is broken down.

Beispiel 7Example 7

Herstellung einer photokatalytischen Schicht mit Sn-dotiertem TiO2 Production of a photocatalytic layer with Sn-doped TiO 2

0,05 g von dem nach Beispiel 5 hergestellten HDTMS-modifizierten, Sn-dotierten TiO2-Pulver werden in 1,56 g Petrolether dispergiert und dann mit 0,44 g Formamid versetzt. Die erhaltene Dispersion wird unter Rühren mit 4,14 g des wie in Beispiel 6 hergestellten GPTS-Hydrolysats vermischt.0.05 g of the HDTMS-modified, Sn-doped TiO 2 powder prepared according to Example 5 are dispersed in 1.56 g of petroleum ether and then mixed with 0.44 g of formamide. The dispersion obtained is mixed with 4.14 g of the GPTS hydrolyzate prepared as in Example 6 with stirring.

Die erhaltene Beschichtungszusammensetzung wird mittels einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung (Spincoater) mit 1000 U/min auf Polycarbonat-Platten (PC-Platten) von 10 cm × 10 cm aufgetragen. Anschließend werden die Platten bei 128°C 1 h gehärtet. Die Schichtdicken betragen 2 bis 3 μm. Der Kontaktwinkel der erhaltenen Schichten gegen Wasser beträgt 92°.The coating composition obtained is applied by means of a spin coater applied at 1000 rpm on polycarbonate plates (PC plates) of 10 cm × 10 cm. Then be the plates at 128 ° C Hardened for 1 hour. The layer thicknesses are 2 to 3 μm. The contact angle of the obtained Layers against water is 92 °.

Die beschichteten PC-Platten werden 4 min mit einer Xenonlampe (750 W) bestrahlt. Nach der Bestrahlung betrug der Kontaktwinkel der PC-Platten gegen Wasser weniger als 10°.The coated PC boards are Irradiated for 4 min with a xenon lamp (750 W). After the radiation the contact angle of the PC plates against water was less than 10 °.

Die photokatalytischen Aktivität der erhaltenen PC-Platten wird nach dem gleichen Versuchsaufbau wie in Beispiel 6 durch Bestimmung der Lichtabsorption bei 553 nm von einer Rhodamin B-Lösung bestimmt. Das gesamte Rhodamin B ist nach etwa 35 min abgebaut.The photocatalytic activity of the obtained PC plates are made according to the same experimental setup as in example 6 by determining the light absorption at 553 nm from a rhodamine B solution certainly. All of the rhodamine B is broken down after about 35 minutes.

Beispiel 8Example 8

Herstellung von photokatalytischen Schichten mit TEOS-Hydrolysatmanufacturing of photocatalytic layers with TEOS hydrolyzate

Zur Herstellung eines TEOS-Hydrolysats werden 12,36 g (0,0594 Mol) TEOS in 15,96 g Ethanol mit 9,06 g Wasser versetzt. Hierauf werden unter Rühren 0,2 g konzentrierte (37%) HCl zugegeben. Nach 1 h Rühren werden 0,28 g GPTS zugesetzt und bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Man erhält ein TEOS-Hydrolysat mit 2 Mol-% GPTS.For the production of a TEOS hydrolyzate 12.36 g (0.0594 mol) of TEOS in 15.96 g of ethanol with 9.06 g of water added. Then stir 0.2 g concentrated (37%) HCl added. After stirring for 1 h 0.28 g GPTS added and stirred at room temperature overnight. you receives a TEOS hydrolyzate with 2 mole% GPTS.

Von den in Beispiel 4 hergestellten FTS-modifizierten TiO2-Pulvern (undotiert, mit Sn dotiert und mit W dotiert) werden jeweils eine 2,5-gewichtsprozentige Lösung in Methylethylketon hergestellt und mit 0,2 g des hergestellten TEOS-Hydrolysats, das 2 Mol-% GPTS enthält (Molverhältnis Ti:Si = 10:5), vermischt.A 2.5% by weight solution in methyl ethyl ketone is prepared from each of the FTS-modified TiO 2 powders (undoped, doped with Sn and doped with W) produced in Example 4 and with 0.2 g of the TEOS hydrolyzate produced, the 2nd Mol% contains GPTS (molar ratio Ti: Si = 10: 5), mixed.

Die erhaltene Beschichtungszusammensetzung wird mittels einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung auf Polycarbonat-Platten (PC-Platten) von 10 cm × 10 cm aufgetragen. Anschließend werden die Platten bei 128°C 1 h gehärtet.The coating composition obtained is applied to polycarbonate plates by means of a spin coater (PC plates) of 10 cm × 10 cm applied. Subsequently the plates at 128 ° C Hardened for 1 hour.

Beispiel 9Example 9

Bestimmung der photokatalytischen Aktivität von Schichten mit dotiertem TiO2 Determination of the photocatalytic activity of layers with doped TiO 2

Zur Bestimmung der photokatalytischen Aktivität werden Schichten mit dotiertem TiO2 untersucht. Hierfür werden Sn-dotierte TiO2-Pulver (Sn(1V)), W-dotierte TiO2-Pulver (W(VI)), Fe-dotierte TiO2-Pulver (Fe(III)) und In-dotierte TiO2-Pulver (In(III)) in unterschiedlichen Verhältnissen von Ti zu Dotierungsmetall verwendet.To determine the photocatalytic activity, layers with doped TiO 2 are examined. For this purpose, Sn-doped TiO 2 powder (Sn (1V)), W-doped TiO 2 powder (W (VI)), Fe-doped TiO 2 powder (Fe (III)) and In-doped TiO 2 - Powder (In (III)) used in different ratios of Ti to doping metal.

Die Sn- und W-dotierten TiO2-Pulver werden entsprechend den Beispielen 2 und 3 mit Sn(CHsCO2)4 und WO3 hergestellt, wobei die Einsatzmengen entsprechend dem gewünschten Verhältnis Ti zu Dotierungsmittel (0,5 bis 10 Mol-% Dotierungsmittel) variiert werden. In analoger Weise werden dotierte TiO2-Pulver mit FeCl3 und In2O3 hergestellt. Zum Vergleich wird auch jeweils unter den gleichen Bedingungen unmodifizierter Anatas hergestellt.The Sn- and W-doped TiO 2 powders are produced according to Examples 2 and 3 with Sn (CHsCO 2 ) 4 and WO 3 , the amounts used corresponding to the desired ratio of Ti to dopant (0.5 to 10 mol% of dopant ) can be varied. In an analogous manner, doped TiO 2 powders are produced with FeCl 3 and In 2 O 3 . For comparison, unmodified anatase is also produced under the same conditions.

Von den hergestellten dotierten TiO2-Pulvern werden jeweils eine 2,5-gewichtsprozentige Lösung in Methylethylketon hergestellt und mit 0,2 g von wie in Beispiel 8 hergestelltem TEOS-Hydrolysat, das 2 Mol-% GPTS enthält, vermischt.A 2.5% by weight solution in methyl ethyl ketone is prepared in each case from the doped TiO 2 powders prepared and mixed with 0.2 g of TEOS hydrolyzate, prepared as in Example 8, which contains 2 mol% of GPTS.

Die erhaltene Beschichtungszusammensetzung wird mittels einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung auf Polycarbonat-Platten (PC-Platten) aufgetragen. Die Platten werden bei 128°C 1 h gehärtet.The coating composition obtained is applied to polycarbonate plates by means of a spin coater (PC plates) applied. The plates are cured at 128 ° C for 1 h.

Die photokatalytische Aktivität wird wieder mit einer Rhodamin B-Lösung (6 ppm in H2O) bestimmt. Die beschichteten Platten werden jeweils mit 20 ml der Rhodamin B-Lösung kontaktiert und dann 10 min mit UV-Licht bestrahlt. Danach wird die Absorption der Rhodamin B-Lösung bei 553 nm vermessen. Zum Vergleich werden auch auf gleiche Weise Messungen an Rhodamin B ohne Kontakt mit photokatalytischen Schichten und in Kontakt mit undotiertem Anatas durchgeführt. Die Ergebnisse sind in nachfolgender Tabelle aufgeführt. Daraus wird ersichtlich, das durch Dotierung teilweise deutliche schnellere Abbauraten erzielt werden können. Tabelle: Absorption bei 553 nm nach 10 min UV-Bestrahlung

Figure 00320001
The photocatalytic activity is again determined using a rhodamine B solution (6 ppm in H 2 O). The coated plates are each contacted with 20 ml of the Rhodamine B solution and then irradiated with UV light for 10 min. The absorption of the rhodamine B solution is then measured at 553 nm. For comparison, measurements on rhodamine B without contact with photocatalytic layers are also carried out in the same way and performed in contact with undoped anatase. The results are shown in the table below. It can be seen from this that significantly faster degradation rates can sometimes be achieved by doping. Table: Absorption at 553 nm after 10 min of UV radiation
Figure 00320001

Claims (36)

Substrat mit einer photokatalytischen Schicht, die photokatalytisch aktives TiO2 und ein Matrixmaterial umfasst, wobei das TiO2 in einem solchen Konzentrationsgradienten enthalten ist, dass es an der Oberfläche der photokatalytischen Schicht angereichert ist.Substrate with a photocatalytic layer which comprises photocatalytically active TiO 2 and a matrix material, the TiO 2 being contained in a concentration gradient such that it is enriched on the surface of the photocatalytic layer. Substrat mit einer photokatalytischen Schicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem photokatalytisch aktiven TiO2 und dem Substrat eine rein anorganische Sperrschicht ausgebildet ist.Substrate with a photocatalytic layer according to claim 1, characterized in that a purely inorganic barrier layer is formed between the photocatalytically active TiO 2 and the substrate. Substrat mit einer photokatalytischen Schicht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die photokatalytische Schicht ein anorganisches oder organisch modifiziertes anorganisches Matrixmaterial umfasst.Substrate with a photocatalytic layer according to claim 1 or 2, characterized in that the photocatalytic layer comprises an inorganic or organically modified inorganic matrix material. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das TiO2 dotiert ist.Substrate according to one of claims 1 to 3, characterized in that the TiO 2 is doped. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich unter der photokatalytischen Schicht eine elektrisch leitende Unterlage befindet.Substrate according to one of claims 1 to 4, characterized in that that there is an electrically conductive layer under the photocatalytic layer Underlay. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass unter der photokatalytischen Schicht eine Hybridschicht aus einem organisch modifizierten anorganischen Material vorgesehen ist.Substrate according to one of claims 1 to 5, characterized in that that under the photocatalytic layer is a hybrid layer an organically modified inorganic material is. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die photokatalytische Schicht mikrostrukturiert ist.Substrate according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the photocatalytic layer is microstructured. Verfahren zur Herstellung eines Substrats mit einer photokatalytischen Schicht, nach Anspruch 1 umfassend die Schritte a) Vermischen von TiO2-Teilchen mit einem Oberflächenmodifizierungsmittel, um eine Oberflächenmodifizierung der TiO2-Teilchen zu bewirken, b) Zugabe eines anorganischen oder organisch modifizierten anorganischen matrixbildenden Materials, c) Auftragen der erhaltenen Dispersion auf das Substrat, d) Härtung der aufgetragenen Dispersion unter Bildung einer photokatalytischen Schicht und e) photokatalytische Zersetzung zumindest der organischen Gruppen der an der Oberfläche der photokatalytischen Schicht angereicherten, oberflächenmodifizierten TiO2-Teilchen.A process for producing a substrate with a photocatalytic layer, according to claim 1, comprising the steps of a) mixing TiO 2 particles with a surface modifier to effect a surface modification of the TiO 2 particles, b) adding an inorganic or organically modified inorganic matrix-forming material , c) applying the dispersion obtained to the substrate, d) curing the applied dispersion to form a photocatalytic layer and e) photocatalytically decomposing at least the organic groups of the surface-modified TiO 2 particles enriched on the surface of the photocatalytic layer. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenmodifizierungsmittel mindestens eine hydrophobe Gruppe enthält.A method according to claim 8, characterized in that the Surface modifiers contains at least one hydrophobic group. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophobe Gruppe mindestens ein Fluoratom aufweist und/oder eine langkettige aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe oder eine aromatische Gruppe ist.A method according to claim 9, characterized in that the hydrophobic group has at least one fluorine atom and / or one long chain aliphatic hydrocarbon group or an aromatic group is. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenmodifizierungsmittel aus hydrolysierbaren Silanverbindungen, Carbonsäuren, Carbonsäurehalogeniden, Carbonsäureestern, Carbonsäureanhydriden, Oximen, β-Dicarbonylverbindungen, Alkoholen, Aminen, Alkylhalogeniden und deren Derivaten ausgewählt wird.Method according to one of claims 8 to 10, characterized in that that the surface modifier from hydrolyzable silane compounds, carboxylic acids, carboxylic acid halides, Carbonsäureestern, carboxylic, Oximes, β-dicarbonyl compounds, Alcohols, amines, alkyl halides and their derivatives is selected. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die TiO2-Teilchen hergestellt worden sind durch a) Herstellen einer Mischung umfassend mindestens eine hydrolysierbare Titanverbindung, ein organisches Lösungsmittel und Wasser in einer unterstöchiometrischen Menge, bezogen auf die hydrolysierbaren Gruppen der Titanverbindung, b) Behandeln der sich ergebenden Mischung bei einer Temperatur von mindestens 60°C unter Bildung einer Dispersion oder eines Niederschlags von TiO2-Teilchen, c) gegebenenfalls Entfernen des Lösungsmittels unter Bildung eines Pulvers von TiO2-Teilchen und gegebenenfalls Lösungsmittelaustausch durch Zugabe eines anderen Lösungsmittels.Method according to one of claims 8 to 11, characterized in that the TiO 2 particles have been produced by a) preparing a mixture comprising at least one hydrolyzable titanium compound, an organic solvent and water in a substoichiometric amount, based on the hydrolyzable groups of the titanium compound , b) treating the resulting mixture at a temperature of at least 60 ° C to form a dispersion or a precipitate of TiO 2 particles, c) optionally removing the solvent to form a powder of TiO 2 particles and optionally replacing the solvent by adding a other solvent. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die nach Schritt d) erhaltene Schicht durch Bestrahlung aktiviert wird.Method according to one of claims 8 to 12, characterized in that that the layer obtained after step d) is activated by radiation becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass nanoskalige TiO2-Teilchen verwendet werden, vorzugsweise mit einer mittleren Teilchengröße unter 200 nm und insbesondere unter 50 nm.Method according to one of claims 8 to 13, characterized in that nanoscale TiO 2 particles are used, preferably with an average particle size below 200 nm and in particular below 50 nm. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtung durch Wärmebehandlung und/oder Bestrahlung erfolgt, wobei im Falle der Bestrahlung das organisch modifizierte anorganische matrixbildende Material funktionelle Gruppen aufweist, über die eine Vernetzung möglich ist.Method according to one of claims 8 to 14, characterized in that that curing through heat treatment and / or irradiation takes place, the in the case of irradiation organically modified inorganic matrix-forming material functional Has groups about which make networking possible is. Substrat mit einer photokatalytischen, TiO2 enthaltenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Substrat und photokatalytischer Schicht eine Hybridschicht aus einem organisch modifizierten anorganischen Material vorgesehen ist, dessen organische Bestandteile zumindest an der Grenzfläche zu der photokatalytischen, TiO2 enthaltenden Schicht unter Ausbildung einer rein anorganischen Sperrschicht photokatalytisch zersetzt worden sind.Substrate with a photocatalytic layer containing TiO 2 , characterized in that a hybrid layer made of an organically modified inorganic material is provided between the substrate and the photocatalytic layer, the organic components of which layer, at least at the interface with the photocatalytic layer containing TiO 2 , to form a purely inorganic layer Barrier layer have been decomposed photocatalytically. Substrat nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridschicht zumindest an der Grenzfläche zum Substrat aus einem organisch modifizierten anorganischen Material besteht.A substrate according to claim 16, characterized in that the Hybrid layer at least at the interface to the substrate from one organically modified inorganic material. Substrat nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das TiO2 dotiert ist.Substrate according to claim 16 or 17, characterized in that the TiO 2 is doped. Substrat nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich unter der photokatalytischen Schicht eine elektrisch leitende Unterlage befindet.Substrate according to one of claims 16 to 18, characterized in that that there is an electrically conductive layer under the photocatalytic layer Underlay. Substrat nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die photokatalytische Schicht mikrostrukturiert ist.Substrate according to one of claims 16 to 19, characterized in that that the photocatalytic layer is microstructured. Verfahren zur Herstellung eines Substrats nach Anspruch 16 umfassend die Schritte a) Aufbringen eines organisch modifizierten anorganischen matrixbildenden Materials auf das Substrat unter Bildung einer Hybridschicht, b) Aufbringen einer TiO2-Teilchen enthaltenden Zusammensetzung auf die erhaltene Hybridschicht, wobei die TiO2-Teilchen durch Vermischen von TiO2-Teilchen mit einem Oberflächenmodifizierungsmittel oberflächenmodifiziert worden sind, unter Bildung der photokatalytischen Schicht, c) photokatalytische Zersetzung der organischen Gruppen des oberflächenmodifizierten TiOz und der organischen Bestandteile der Hybridschicht zumindest im Grenzflächenbereich zur photokatalytischen, oberflächenmodifiziertes TiO2 enthaltenden Schicht unter Ausbildung einer rein anorganischen Sperrschicht.A method for producing a substrate according to claim 16, comprising the steps of a) applying an organically modified inorganic matrix-forming material to the substrate to form a hybrid layer, b) applying a composition containing TiO 2 particles to the hybrid layer obtained, the TiO 2 particles passing through Mixing of TiO 2 particles with a surface modifier have been surface-modified to form the photocatalytic layer, c) photocatalytic decomposition of the organic groups of the surface-modified TiOz and the organic constituents of the hybrid layer, at least in the interface area with the photocatalytic, surface-modified TiO 2 -layer, forming a pure inorganic barrier layer. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenmodifizierungsmittel mindestens eine hydrophobe Gruppe enthält.A method according to claim 21, characterized in that the Surface modifiers contains at least one hydrophobic group. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophobe Gruppe mindestens ein Fluoratom aufweist und/oder eine langkettige aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe oder eine aromatische Gruppe ist.A method according to claim 22, characterized in that the hydrophobic group has at least one fluorine atom and / or one long chain aliphatic hydrocarbon group or an aromatic group is. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenmodifizierungsmittel aus hydrolysierbaren Silanverbindungen, Carbonsäuren, Carbonsäurehalogeniden, Carbonsäureestern, Carbonsäureanhydriden, Oximen, β-Dicarbonylverbindungen, Alkoholen, Aminen, Alkylhalogeniden und deren Derivaten ausgewählt wird.Method according to one of claims 21 to 23, characterized in that that the surface modifier from hydrolyzable silane compounds, carboxylic acids, carboxylic acid halides, Carbonsäureestern, carboxylic, Oximes, β-dicarbonyl compounds, Alcohols, amines, alkyl halides and their derivatives is selected. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die TiO2 enthaltende Schicht durch Bestrahlung aktiviert wird.Method according to one of claims 21 to 24, characterized in that the layer containing TiO 2 is activated by irradiation. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das organisch modifizierte anorganische matrixbildenden Material ein Nanokomposit mit nanoskaligen anorganischen Teilchen, vorzugsweise unter 200 nm, ist.Method according to one of claims 21 to 25, characterized in that that the organically modified inorganic matrix-forming material a nanocomposite with nanoscale inorganic particles, preferably below 200 nm. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass nanoskalige TiO2-Teilchen verwendet werden, vorzugsweise mit einer mittleren Teilchengröße unter 200 nm und insbesondere unter 50 nm.Method according to one of claims 21 to 26, characterized in that nanoscale TiO 2 particles are used, preferably with an average particle size below 200 nm and in particular below 50 nm. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das organisch modifizierten anorganischen matrixbildenden Material aus einem organisch modifizierten anorganischen Hydrolysat und/oder Polykondensat aus mindestens einer hydrolysierbaren Verbindung, die keine nicht-hydrolysierbare organische Gruppe umfasst, und mindestens einer hydrolysierbaren Verbindung, die mindestens eine nicht-hydrolysierbare organische Gruppe umfasst, wobei nicht mehr als 10 Mol-% der hydrolysierbaren Verbindungen mindestens eine nicht-hydrolysierbare organische Gruppe enthalten, gebildet wird.Method according to one of claims 21 to 27, characterized in that that the organically modified inorganic matrix-forming material from an organically modified inorganic hydrolyzate and / or Polycondensate from at least one hydrolyzable compound, which does not include a non-hydrolyzable organic group, and at least a hydrolyzable compound having at least one non-hydrolyzable organic group, not more than 10 mol% of the hydrolyzable Compounds at least one non-hydrolyzable organic group contain, is formed. Verfahren zur Herstellung eines Substrats mit einer photokatalytischen Schicht, umfassend die Schritte a) Herstellen einer Mischung umfassend mindestens eine hydrolysierbare Titanverbindung, ein organisches Lösungsmittel und Wasser in einer unterstöchiometrischen Menge, bezogen auf die hydrolysierbaren Gruppen der Titanverbindung, b) Behandeln der sich ergebenden Mischung bei einer Temperatur von mindestens 60°C unter Bildung einer Dispersion oder eines Niederschlags von TiO2-Teilchen, c) gegebenenfalls Lösungsmittelaustausch durch Entfernen des Lösungsmittels unter Bildung eines Pulvers von TiO2-Teilchen und Zugabe eines anderen Lösungsmittels unter Bildung einer Dispersion von TiO2-Teilchen, d) Auftragen der Dispersion auf das Substrat und e) Wärmebehandlung der aufgetragenen Dispersion unter Bildung einer photokatalytischen Schicht.A method of manufacturing a substrate having a photocatalytic layer comprising the steps of a) preparing a mixture comprising at least one hydrolyzable titanium compound, an organic solvent and water in a substoichiometric amount based on the hydrolyzable groups of the titanium compound, b) treating the resulting mixture a temperature of at least 60 ° C. to form a dispersion or a precipitate of TiO 2 particles, c) if appropriate, solvent exchange by removing the solvent to form a powder of TiO 2 particles and adding another solvent to form a dispersion of TiO 2 - Particles, d) applying the dispersion to the substrate and e) heat treating the applied dispersion to form a photocatalytic layer. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) zusätzlich mindestens eine Metallverbindung als Dotiermittel zur Mischung gegeben wird.A method according to claim 29, characterized in that in Step a) additionally at least one metal compound added to the mixture as a dopant becomes. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung in Schritt b) hydrothermal oder durch Erwärmen unter Rückfluss, vorzugsweise hydrothermal behandelt wird.A method according to claim 29 or 30, characterized in that that the mixture in step b) hydrothermally or by heating under Reflux is preferably treated hydrothermally. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a), bezogen auf 1 Mol hydrolysierbare Gruppen in der Titanverbindung, nicht mehr als 0,7 Mol Wasser zugegeben werden.Method according to one of claims 29 to 31, characterized in that that in step a), based on 1 mol of hydrolyzable groups in the titanium compound, no more than 0.7 mol of water are added. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallverbindung aus einer Verbindung von W(VI), Mo(VI), Zn(II), Cu(II), Au(III), Sn(IV), In(III), Fe(III), Co(II), V(V) und Pt(IV) ausgewählt wird.Method according to one of claims 29 to 32, characterized in that that the metal compound consists of a compound of W (VI), Mo (VI), Zn (II), Cu (II), Au (III), Sn (IV), In (III), Fe (III), Co (II), V (V) and Pt (IV) selected becomes. Substrat mit einer photokatalytischen Schicht, erhältlich nach dem Verfahren eines der Ansprüche 29 bis 33.Substrate with a photocatalytic layer, available after the method of one of the claims 29 to 33. Verwendung eines Substrats mit einer photokatalytischen Schicht nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 16 bis 20 und 34 als selbstreinigendes Substrat oder als mit Hilfe von Bestrahlung zu reinigendes Substrat.Use of a substrate with a photocatalytic layer according to one of the claims 1 to 7, 16 to 20 and 34 as a self-cleaning substrate or as substrate to be cleaned with the aid of radiation. Verwendung nach Anspruch 35 zum Schutz von im medizinischen oder hygienischen Bereich gebrauchten Gegenständen.Use according to claim 35 for the protection of medical used or hygienic area.
DE10235803A 2002-07-09 2002-08-05 Substrate used as self-cleaning substrate for protecting objects in medicine and where hygiene is important comprises photocatalytic layer comprising photocatalytically active titanium dioxide and matrix material Withdrawn DE10235803A1 (en)

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