JP2006036631A - Low-maintenance coating - Google Patents

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JP2005203130A
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Inventor
Annette Krisko
クリスコ、アネット
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
日本板硝子株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glass coating which is excellent in durability, optical physical properties, cleanability and maintenance property, and obtained by a production process with high reliability; and a method for depositing the same.
SOLUTION: The coating includes two films comprising a first film containing silica (e.g. silicon dioxide) and a second film containing titania (e.g. titanium dioxide). Preferably, both the films are provided within a specified thickness range. Further, a method for depositing such a coating is also provided.
COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガラスシートおよびその他の基材のための薄膜コーティングを提供する。 The present invention provides a thin film coating for the glass sheets and other substrates. 更に詳しくは、本発明は、シリカのような、薄膜ベース層上に堆積された、チタニアのような、薄い光触媒フィルムを含む薄いフィルムコーティングを提供する。 More particularly, the present invention, such as silica, is deposited on the thin base layer, such as titania, to provide a thin film coating comprising a thin photocatalyst films. また、本発明は、そのようなコーティングをガラスシートおよびその他の基材上に堆積させる方法を提供する。 Further, the present invention provides a method for depositing such coatings on glass sheets and other substrates.

長年の間、二酸化チタンが光触媒として用いることができることが知られている。 Over the years, it is known that it is possible to titanium dioxide used as a photocatalyst. 自己浄化機能を持つ光触媒コーティングの提供に関して相当量の研究がなされている。 Considerable amount of research has been done on providing photocatalytic coating having a self-cleaning function. 自己浄化光触媒窓コーティングの研究は、特に、調査の活発な分野である。 A study of self-cleaning photocatalytic window coatings, in particular, is an active area of ​​investigation. そのようなコーティングは、一般的に、二酸化チタンを含む窓ガラスにより実行される。 Such coatings are generally performed by a window glass containing titanium dioxide. これらのコーティングは、一般に、二酸化チタンの比較的厚い層および/または高レベルの光活性を達成するために設計された特殊な下層システムによって供給される。 These coatings are generally supplied by a special underlying system designed to achieve a relatively thick layer and / or high levels of optical activity of titanium dioxide. 厚い二酸化チタン層は、あいにく、高レベルの可視反射を引き起こし、鏡のような外観を生じさせる。 Thick titanium dioxide layer, unfortunately, cause visible reflection of high level, causing the appearance of a mirror. この高い可視反射は、窓上のごみの外観を誇張する傾向にある。 This high visible reflectance tends to exaggerate the appearance of dust on the window. さらに、既知の下層システムは、一般に、許容できる光活性レベルを達成するための下層フィルムのために特殊な物質および結晶構造を用いなければならないことを悟らせる。 Furthermore, the known lower layer systems generally causes convince that must be used a special material and crystal structure for the lower layer film to achieve acceptable light activity levels. その上、多くの光触媒コーティングは、許容できるレベルの光活性を達成するためのフィルムの堆積の間若しくは後に加熱が必要であることを悟らせる。 Moreover, many of the photocatalytic coating, thereby convince the need for heating after during deposition of the film to achieve an acceptable level of photoactivity or.

また、既知の光触媒コーティングは、窓に用いられるコーティングの適用に理想的な機能より低い機能を持つ傾向にある。 Further, the known photocatalytic coatings, tend to have a lower functionality than the ideal feature for the application of coatings used in windows. 上記のとおり、多くの既知の光触媒コーティングの可視反射は、許容できないほど高い。 As described above, the visible reflectance of the many known photocatalytic coating, unacceptably high. さらに、これらのコーティングの反射色は、理想的でない傾向にある。 Further, the reflection color of these coatings tend not ideal. その上、いくつかのこれらのコーティングは、高い光活性レベルを促進するために大きな表面積を持つよう設計されるため、特に高い表面粗さを持つ。 Moreover, some of these coatings is to be designed to have a large surface area to promote high optical activity level, with a particularly high surface roughness. これらの粗いコーティングは、あいにく、非常に磨耗に対して傷つきやすい。 These rough coating is, unfortunately, vulnerable to the very wear. また、それらは、それらの高い表面粗さのために、ごみおよびその他の汚染物が付着することおよび頑固に留まることに特に影響されやすい。 Moreover, they, because of their high surface roughness, are particularly susceptible to stay in and stubborn dirt and other contaminants from adhering. 最終的に、多くの最近の光触媒コーティング(例えば、光活性を最大にするために用いられる複合下層システム)において、これらのコーティングが一番の表面コーティングに要求される耐用寿命(例えば、時間をかけすぎた実地の耐久性)を示すのか不明である。 Finally, many modern photocatalytic coating (e.g., a composite lower layer system used to light activity maximum) at the useful life of these coatings are required on the top of the surface coating (e.g., over a period of time it is unclear whether the show the field of durability) that too.

本発明は、異例の耐久性、光物性、信頼性の高い生産工程、および驚くべき清浄性/保守特性を生じる低保守コーティングを提供する。 The present invention provides exceptional durability, optical properties, high productivity process reliability, and a surprisingly low-maintenance coating resulting in cleanliness / maintenance characteristics should.

特定の実施形態において、本発明は、ガラスシート上の低保守コーティングを提供する。 In certain embodiments, the present invention provides a low-maintenance coating on a glass sheet. 前記低保守コーティングは、前記ガラスシートの第1の主表面上に直接に位置する第1のフィルムおよび前記第1のフィルム上に直接に位置する第2のフィルムを含む。 The low-maintenance coating comprises a second film disposed directly on the first film and the first on the film located directly on the first main surface on the glass sheet. 本発明の種々の実施形態において、前記第1のフィルムは、約300オングストローム未満、好ましくは約150オングストローム未満、より好ましくは約70オングストローム〜約120オングストロームの範囲の厚みを有するベースフィルム(例えば、シリカ)を含む。 In various embodiments of the present invention, the first film is less than about 300 angstroms, preferably less than about 150 Angstroms, more preferably the base film having a thickness in the range of from about 70 angstroms to about 120 angstroms (e.g., silica )including. 本発明の種々の実施形態における前記第2のフィルムは、約300オングストローム未満、好ましくは約150オングストローム未満、より好ましくは約30オングストローム〜約120オングストロームの厚みを有する薄い光触媒フィルム(例えば、チタニア)を含む。 The second film in the various embodiments of the present invention is less than about 300 angstroms, preferably less than about 150 Angstroms, more preferably thinner the photocatalytic film having a thickness of about 30 angstroms to about 120 angstroms (e.g., titania) including.

その他の実施形態において、本発明は、低保守コーティングの堆積方法を提供する。 In other embodiments, the present invention provides a method of depositing a low-maintenance coating. 前記方法は、ガラスシートの第1の主表面上に直接に第1のフィルムを堆積することおよび前記第1のフィルム上に直接に第2のフィルムを堆積することによりガラスシート上に低保守コーティングを堆積することを含む。 The method low-maintenance coating on a glass sheet by depositing the second film directly to the first main directly on the surface to deposit a first film and the first on the film of the glass sheet It includes depositing a. 本発明のある実施形態において、前記第1のフィルムは、シリカを含み、それは約70オングストローム〜約120オングストロームの範囲の厚みに堆積される。 In certain embodiments of the present invention, the first film comprises silica, which is deposited to a thickness in the range of about 70 angstroms to about 120 angstroms. 前記第2のフィルムは、チタニアを含み、それは約30オングストローム〜約120オングストロームの範囲の厚みに堆積される。 The second film comprises titania, which is deposited to a thickness in the range of about 30 angstroms to about 120 angstroms. いくつかのこられの実施形態において、前記両フィルムは、好ましくは前記基材が低温(例えば、約250℃未満、好ましくは、200℃未満)に保持されている間に、スパッタリングにより堆積される。 In some remain embodiments of which the two films are preferably the substrate is a low temperature (e.g., less than about 250 ° C., preferably below 200 ° C.) while being held in, is deposited by sputtering.

以下の詳細な説明は図面を参照しながら読まれるものであり、図面においては、別の図面中の同様の要素には、同様の参照番号が付されている。 The following detailed description is intended to be read with reference to the drawings, in the drawings, the same elements in different figures are identified by like reference numbers. 図面は、一定の率で縮尺する必要のないものであり、選択された実施形態を表してはいるが、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。 The drawings are not necessary to scale at a constant rate, although the representative of the selected embodiments and are not intended to limit the scope of the present invention. 当業者であれば、ここに示された実施例が、利用可能で且つ本発明の範囲内である、多くの好適な代替手段を有していることを認めるであろう。 Those skilled in the art, the embodiments set forth herein are within the scope of and the present invention is available, will recognize that such an apparatus has many suitable alternatives.

特定の実施形態においては、本発明は、低保守コーティング40を備えた基材10を提供する。 In certain embodiments, the present invention provides a base 10 with a low-maintenance coating 40. 種々の基材が、本発明における使用に好適である。 Various substrates are suitable for use in the present invention. 好ましくは、前記基材10は、通常若しくは概ね向かい合った第1の主表面12および第2の主表面14を有するシート状基材である。 Preferably, the substrate 10 is a sheet-like substrate having a first major surface 12 and second major surface 14 normally or substantially opposite. 多くの実施形態において、前記基材は、透明材料のシート(即ち、透明なシート)である。 In many embodiments, the substrate is a transparent sheet of material (i.e., transparent sheet). しかしながら、前記基材は、透明である必要はない。 However, the substrate need not be transparent. しかしながら、多くの応用において、前記基材は、ガラスまたは透明プラスチックのような、透明の(若しくは少なくとも半透明の)材料を含む。 However, in many applications, the substrate, such as glass or transparent plastic, comprising a transparent (or at least semi-transparent) material. 例えば、前記基材10は、好ましい実施形態において、ガラスシート(例えば、窓板)である。 For example, the substrate 10 is in a preferred embodiment, a glass sheet (e.g., a window plate). 種々の既知のガラス種を用いることができ、ソーダ石灰ガラスが好ましい。 Can be used various known glass types, soda-lime glass is preferred.

本発明においては、様々なサイズの基材を使用することができる。 In the present invention, it is possible to use a base material of various sizes. 一般に、大面積の基材が使用される。 In general, the substrate having a large area is used. 特定の実施形態は、少なくとも約. Certain embodiments, at least about. 5メートル、好ましくは、少なくとも約1メートル、おそらく更に好ましくは、少なくとも約1.5メートル(例えば、約2メートル〜約4メートルの範囲)、およびいくつかの場合においては、少なくとも約3メートルの幅を持つ基材10を含む。 5 m, preferably at least about 1 meter, perhaps more preferably at least about 1.5 meters (e.g., from about 2 micrometers to about 4 meters), and in some cases, the width of at least about 3 meters including a substrate 10 having a.

本発明においては、様々な厚みの基材を使用することができる。 In the present invention, it is possible to use a base material of different thickness. 一般に、約1〜5mmの厚みを持つ基材(例えば、ガラスシート)が使用される。 In general, the substrate having a thickness of about 1 to 5 mm (e.g., glass sheets) are used. 特定の実施形態は、約2.3mm〜約4.8mmの範囲、おそらく更に好ましくは、約2.5mm〜約4.8mmの範囲の厚みを持つ基材10を含む。 Certain embodiments may range from about 2.3mm~ about 4.8 mm, possibly further preferably includes a base 10 having a thickness in the range of about 2.5mm~ about 4.8 mm. いくつかの場合においては、約3mmの厚みを持つガラス(例えば、ソーダ石灰ガラス)のシートが使用される。 In some cases, glass with a thickness of about 3 mm (e.g., soda-lime glass) sheets are used.

特定の実施形態において、本発明は、低保守コーティング40を備えた基材10を提供する。 In certain embodiments, the present invention provides a base 10 with a low-maintenance coating 40. 前記コーティング40は、好ましくは、前記基材10の主表面12を覆って(例えば、完全に覆って)堆積される。 The coating 40 preferably covers the main surface 12 of the substrate 10 (e.g., completely covers and) is deposited. 前記低保守コーティング40は、2つのフィルム:(1)前記基材10の主表面12を覆って堆積された第1のフィルム30;および(2)前記第1のフィルム30を覆って堆積された第2のフィルム50を含む。 The low-maintenance coating 40, two films: (1) a first film 30 deposited over the major surface 12 of the substrate 10; deposited over the and (2) the first film 30 It includes a second film 50.

本発明の種々の実施形態において、前記第1のフィルム30は、シリカ(例えば、二酸化ケイ素)のようなベースフィルムを含み、好ましくは、前記基材10上に直接(例えば、前記基材の主表面12上に直接)堆積される。 In various embodiments of the present invention, the first film 30, a silica (e.g., silicon dioxide) includes a base film, such as, preferably, directly on the substrate 10 (e.g., the main of the substrate surface 12 directly on) is deposited. このフィルムは、好ましくは、二酸化ケイ素からなる、若しくは、実質的に二酸化ケイ素からなる。 The film is preferably made of silicon dioxide, or consists essentially of silicon dioxide. しかしながら、前記第1のフィルム30における前記シリカは、前記フィルム30中で酸化される、アルミニウムのような、少量の導電性物質を含むことができる。 However, the silica in the first film 30, the is oxidized in the film 30, such as aluminum, it can contain small amounts of conductive material. 例えば、このフィルム30は、少量のアルミニウム若しくはターゲットの導電性を高める別の金属を含むケイ素含有ターゲットのスパッタリングにより堆積することができる。 For example, the film 30 may be deposited by sputtering a silicon-containing target containing another metal to improve the conductivity of a small amount of aluminum or target. 前記第1のフィルム30(全体の厚みが実質的にシリカからなる)は、好ましくは、約300オングストローム未満、より好ましくは、約150オングストローム未満(例えば、約40オングストローム〜約150オングストロームの範囲)、さらに好ましくは、約70オングストロームおよび約120オングストロームの物理的厚みを持つ(例えば、堆積される)。 The first film 30 (the total thickness consisting essentially silica) is preferably less than about 300 Angstroms, more preferably, less than about 150 angstroms (e.g., ranging from about 40 angstroms to about 150 angstroms), more preferably, it has a physical thickness of about 70 angstroms and about 120 angstroms (e.g., deposited). これらの驚くべき小さな厚みは、前記本発明のコーティングの異例の特性の配列を驚くほどに容易にする。 These surprising small thickness, to facilitate the amazing array of unusual properties of the coating of the present invention.

前記コーティング40は、チタニアのような、光触媒フィルムを含む第2のフィルム50を含み、好ましくは、前記第1のフィルム30上に直接堆積される。 The coating 40, such as titania, comprises a second film 50 including a photocatalyst film is preferably deposited directly on the first film 30. 本発明の実施形態において、チタン、鉄、銀、銅、タングステン、アルミニウム、亜鉛、ストロンチウム、パラジウム、金、白金、ニッケル、コバルトおよびそれらの組合せの酸化物に含まれる1種若しくはそれより多くの種類の光触媒物質が使用されるが、これに限定されない。 In an embodiment of the present invention, titanium, iron, silver, copper, tungsten, aluminum, zinc, strontium, palladium, gold, platinum, nickel, cobalt, and one or more kinds in the oxide combinations thereof the photocatalytic material is used, not limited to this. 好ましい実施形態において、このフィルム50は、二酸化チタンからなる、若しくは、実質的に二酸化チタンからなる。 In a preferred embodiment, the film 50 is made of titanium dioxide, or consists essentially of titanium dioxide. しかしながら、いくつかの実施形態においては、前記第2のフィルム50は、亜当量チタン酸化物(TiO x 、ここでxは2未満)からなる、若しくは、実質的に亜当量チタン酸化物からなる。 However, in some embodiments, the second film 50 is substoichiometric amount of titanium oxide (TiO x, where x is less than 2) consisting of, or consist essentially of substoichiometric amount of titanium oxide. 前記第2のフィルム50(全体の厚みが実質的にチタニアからなる)は、好ましくは、約300オングストローム未満、より好ましくは、約150オングストローム未満(例えば、約30オングストローム〜約150オングストロームの範囲)、さらに好ましくは、約30オングストローム〜約120オングストロームの物理的厚みを持つ(例えば、堆積される)。 The second film 50 (the total thickness consisting essentially of titania) is preferably less than about 300 Angstroms, more preferably, less than about 150 angstroms (e.g., from about 30 angstroms to about 150 angstroms), more preferably, it has a physical thickness of about 30 angstroms to about 120 angstroms (e.g., deposited). 前記第2のフィルム50がこれらの驚くべき小さな厚みで提供されたとき、特に、実質的に二酸化チタンからなり、前記の厚みで実質的に二酸化ケイ素からなる第1のフィルムとの組合せで提供されたときに、予期しない保守特性(ごみおよび他の汚染物の限界量の引き受けおよび前記コーティング上に積もったそれらの汚染物の容易な除去の提供に関する異例の特性を含む)を提供し、同時に、予期しない低可視反射、中性色、および予期しない耐久性を達成することを見出した。 When the second film 50 is provided with a small thickness These surprising, particularly, substantially consisting of titanium dioxide, is provided in combination with the first film consists essentially of silicon dioxide in the thickness when the offer unexpected maintenance characteristics (including exceptional properties for the provision of easy removal of dirt and other contaminants those contaminants accumulated on the limit amount of underwriting and on the coating), at the same time, unexpected low visible reflectance were found to achieve neutral color, and unexpected durability. さらに、好ましい実施形態において、前記第2のフィルムは、低温で堆積されたスパッタフィルム(例えば、前記基材が約250℃未満、好ましくは、200℃未満に保持されたスパッタ堆積)であり、特に驚くべきは、この特徴のスパッタフィルムがそのような予期しない低保守特性を示すことである。 Further, in a preferred embodiment, the second film is sputtered films deposited at low temperatures (e.g., less than the substrate of about 250 ° C., preferably sputter deposited, which is kept below 200 ° C.) is particularly surprisingly, it is to show low maintenance characteristics sputtered film of this feature is not such expected.

ある特定の実施形態は、実質的にシリカ(例えば、SiO 2 )からなる第1のフィルム30上に約70オングストローム〜約120オングストロームの範囲の厚みで直接堆積された第1の主表面12を持つ基材10(例えば、ガラスシート)を提供し、ここで、実質的にチタニア(例えば、TiO 2 )からなる第2のフィルム50は、前記第1のフィルム30上に約30オングストローム〜約300オングストロームの範囲の厚みで直接堆積される。 Certain embodiments, substantially silica (eg, SiO 2) having a first major surface 12 which is directly deposited in the thickness of the first film 30 ranges from about 70 angstroms to about 120 angstroms over consisting substrate 10 (e.g., glass sheets) provides, where the substantially titania (e.g., TiO 2) second film 50 made of, the first film 30 of about 30 angstroms to about 300 angstroms on It is directly deposited in a thickness in the range of. この特徴のいくつかの好ましい実施形態において、前記第1のフィルム30は、約70オングストローム〜約120オングストロームの範囲、おそらく最適には約100オングストロームの厚みを持ち、前記第2のフィルム50は、約30オングストローム〜約120オングストロームの範囲、おそらく最適には約100オングストロームの厚みを持つ。 In some preferred embodiments of this aspect, the first film 30 is in the range of from about 70 angstroms to about 120 angstroms, is probably best to have a thickness of about 100 angstroms, the second film 50 is about 30 angstroms to about 120 angstroms in the range, probably best to have a thickness of about 100 angstroms.

さらに好ましい実施形態において、前記第2のフィルム50の厚みは、100オングストローム未満(最適には約80オングストローム未満)であるが約30オングストロームより大きく、前記第1のフィルム30は、約300オングストローム未満(最適には約100オングストローム未満)であるが約30オングストロームより大きな厚みを持つ。 In a further preferred embodiment, the thickness of the second film 50 is less than 100 Å (optimally less than about 80 angstroms) greater than is about 30 angstroms, the first film 30 is less than about 300 angstroms ( optimally have a greater thickness than but less than about 100 angstroms) to about 30 Å. この特徴のいくつかの場合において、前記第1のフィルムは実質的にシリカからなり、前記第2のフィルムは実質的にチタニアからなる。 In some cases of this feature, the first film consists essentially of silica, the second film consists essentially of titania.

前記本発明のコーティング40において、前記第2のフィルム50は、好ましくは、前記コーティングの最も外側のフィルムである。 In the coating 40 of the present invention, the second film 50 is preferably an outermost film of said coating. 本技術における一般通念は、特に、前記第2のフィルム50が、特に前記基材が低温で保持された場合のスパッタフィルムである実施形態において、前記本発明のコーティング40の薄さは、好ましい自己清浄特性を与えるための十分な光活性を持たないことを暗示させるだろう。 Conventional wisdom in the art, in particular, the second film 50 is, in the embodiment is a sputtering film particularly when the substrate is held at a low temperature, the thinness of the coating 40 of the present invention is preferably self It would be implied that it does not have sufficient light activity for giving a clean characteristics. しかしながら、驚くことに、本発明のコーティングは、通常の生産過程の間に窓上に蓄積された特有の汚染物のない窓(例えば、一体構造の窓板若しくはIGユニット)を保つのに信じられないほど有効である。 However, surprisingly, coatings of the present invention, without the usual specific contaminants accumulated on the windows during the production process windows (e.g., integrally window pane or IG unit construction) believed to keep the as not it is effective. 本発明のコーティングは、また、異例の光物性および耐久性を持つと同時に、有益な水の薄膜化機能(water−sheeting properties)を示す。 Coatings of the present invention, also, at the same time with unusual optical properties and durability, showing a thinning function of the beneficial water (water-sheeting properties).

図3に、2つのコーティング:前記基材の前記第1の表面12上の低保守コーティング40および前記基材の前記第2の表面14上の低放射率コーティング80が設けられた基材10を示す。 3, the two coatings: the first low emissivity coating 80 of the upper second surface 14 of the low-maintenance coating 40 and the substrate base 10 provided on the surface 12 of the substrate show. 選択的に、絶縁ガラスユニットにおいて、前記低放射率コーティング80は、前記絶縁ガラスユニットの第3の表面(前記第3の表面は、前記第2の前記表面と考えられる、例えば、内向きの、前記絶縁ガラスユニットの前記窓板の間の空間に露出された窓板)上に配置される。 Alternatively, the insulating glass unit, the low-emissivity coating 80, the third surface (the third surface of the insulating glass unit is considered the second of said surfaces, for example, an inward, is disposed on the insulating said window plates space exposed to the window pane of the glass unit) on. 前記低放射率コーティング80は、任意である。 The low-emissivity coating 80 is optional. 設けられるときには、いかなる好ましい低放射率コーティングも用いることができる。 When provided, it is possible to use any preferred low-emissivity coating. 低放射率コーティングの適当な例は、米国特許出願第09/728,435号、発明の名称「耐曇り性透明フィルム積層体(Haze−Resistant Transparent Film Stacks)」に記載されており、ここにその教示の全てを引用して組み入れる。 Suitable examples of low emissivity coatings are described in US patent application Ser. No. 09 / 728,435, are described in entitled "tarnish-resistant transparent film laminate (Haze-Resistant Transparent Film Stacks)", that here incorporate by reference all of the teachings.

図2に示すとおり、前記低保守コーティング40は、窓の前記“第1の”表面上にあることが好ましい。 As shown in FIG. 2, the low-maintenance coating 40, the window "first" is preferably located on the surface. これは、前記基材10(ガラス板であってもよい)が窓枠95(例えば、建造物99の外壁98における)上に取り付けられた窓板である図2に例示する実施形態から判断することができる。 This is the base material 10 (may be a glass plate) is determined from the embodiment illustrated in FIG. 2 is a window plate mounted on the window frame 95 (e.g., in the outer wall 98 of a building 99) be able to. いくつかの適用において、そのような窓の前記被覆された第1の表面(すなわち、その上に前記コーティング40が設けられた前記表面12)は、屋外環境(例えば、そのような窓の前記コーティング40が周期的に雨と接触しているような)に露出されている。 In some applications, the coated first surface of such a window (i.e., the said surface 12 of the coating 40 is provided on), the outdoor environment (for example, the coating of such a window 40 is exposed to such) as being in contact with periodic rain. 他の実施形態において、前記低保守コーティング40は、前記同じ窓の前記第1の表面上の前記低保守コーティング40に加えて、任意に、窓の前記“第4の”表面(例えば、二重窓ユニットの前記#4表面)に適用される。 In another embodiment, the low-maintenance coating 40, the addition to the low-maintenance coating 40 on the first surface of the same window, optionally, the window "fourth" surface (e.g., double It is applied to the # 4 surface) of the window units. さらに、一体構造の窓において、前記低保守コーティング40は、前記#1表面のみの上、前記#2表面のみの上、若しくは前記#1および#2表面双方の上に設けることができる。 Further, in the window of the integral structure, the low-maintenance coating 40, the # 1 surface only on the, the # on only two surfaces, or the # 1 and # may be provided on the second surface both.

また、本発明は、コーテッド基材の製造方法を提供する。 Further, the present invention provides a method for producing a coated substrate. これらの方法は、基材10上への低保守コーティング40を堆積すること(すなわち、上述のいくつかの実施形態のそれぞれのフィルム30、50を堆積すること)を含む。 These methods involve depositing a low-maintenance coating 40 to the substrate 10 above (i.e., depositing the respective films 30, 50 of some of the embodiments described above). 上述のとおり、前記低保守コーティングは、2つのフィルムを含む。 As described above, the low-maintenance coating comprises two films. これらのフィルム30、50は、種々のよく知られたコーティング技術により堆積させることができる。 These films 30 and 50 may be deposited by a variety of well-known coating techniques. いくつかの特定の好ましい実施形態において、前記コーティング40(若しくは少なくとも前記第2のフィルム50)は、好ましくは低温で(例えば、前記基材10が約250℃以下、より好ましくは200℃以下に保持されている間に)、スパッタリングにより堆積される。 In some particularly preferred embodiments, the coating 40 (or at least the second film 50) is held preferably low temperatures (e.g., the substrate 10 is about 250 ° C. or less, more preferably 200 ° C. or less ) while being, it is deposited by sputtering. しかしながら、化学気相堆積(chemical vapor deposition;CVD)、プラズマ増速化学気相堆積(plasma enhanced chemical vapor deposition)、および熱分解堆積(pyrolytic deposition)などの、他のコーティング技術を用いることもできる。 However, chemical vapor deposition (chemical vapor deposition; CVD), plasma enhanced chemical vapor deposition (plasma enhanced chemical vapor deposition), and pyrolysis deposition (pyrolytic Deposition), such as, other coating techniques can also be used. 前記コーティング40の種々の実施形態が記述され、本発明の方法は、いかなる薄膜堆積法によるいかなる前記記述されたコーティング実施形態の堆積をも含み、要求されないが、少なくとも前記第2のフィルム50および好ましくは前記コーティング40全体が好ましくはスパッタリングによる。 The various embodiments of the coating 40 is described, the method of the present invention also includes the deposition of coatings embodiment as any the description by any thin film deposition method, but not required, at least the second film 50 and preferably by the said coating 40 entirely preferably sputtering.

スパッタリングは、当該技術において周知である。 Sputtering is well known in the art. 図3は、マグネトロンスパッタリングチャンバー200の一例を示す。 Figure 3 shows an example of a magnetron sputtering chamber 200. マグネトロンスパッタリングチャンバーおよび関連装置は、様々な供給元(例えば、レイボルト アンド ビーオーシー コーティング テクノロジー(Leybold and BOC Coating Technology))から商業的に入手可能である。 Magnetron sputtering chambers and related equipment, a variety of sources (e.g., Reiboruto and Bioshi coating technology (Leybold and BOC Coating Technology)) is commercially available from. 有用なマグネトロンスパッタリング法および装置は、チャピン(Chapin)に与えられた米国特許第4,166,018号に記載されており、ここにその教示の全てを引用して組み入れる。 Useful magnetron sputtering method and apparatus is described in U.S. Patent No. 4,166,018 granted to Chapin (Chapin), incorporated by reference for all its teachings herein.

好ましい実施形態において、本発明は、いくつかの上述のコーティング実施形態のそれぞれのフィルムの前記基材上へのスパッタ堆積によるコーテッド基材の製造方法を提供する。 In a preferred embodiment, the present invention provides a number of each of the manufacturing method of the coated substrate by a sputtering deposition to the substrate on the film of the coating embodiments described above. 好ましくは、前記コーティング40の前記スパッタリング(若しくは少なくとも前記第2のフィルム50のスパッタリング)は、約250℃未満、より好ましくは約200℃未満の温度に基材が保持されている(例えば、前記基材を加熱しない)間に実行される。 Preferably, the sputtering of the coating 40 (or at least the sputtering of the second film 50) is less than about 250 ° C., and more preferably has substrate is maintained at a temperature below about 200 ° C. (e.g., the group not heated materials) are performed during.

本発明の好ましい方法において、前記低保守コーティング40は、マルチチャンバースパッタリングラインで基材10に塗布される。 In a preferred method of the present invention, the low-maintenance coating 40 is applied to the substrate 10 in a multi-chamber sputtering line. スパッタリングラインは、当該技術において周知である。 Sputtering lines are well known in the art. 一般的なスパッタリングラインは、各チャンバーにおいて離間した輸送ローラー210上を水平に運ぶことによって、シート状基材10を1つのチャンバーから次へと通過させるように、配列し、結合させた、一連のスパッタリングチャンバーを含む(前記ローラーは、前記スパッタリングラインを通り抜ける基材の行程Pの連続パスを形成する)。 Typical sputtering line, by carrying spaced transport rollers 210 on each chamber horizontally, the sheet-like base material 10 from one chamber to pass to the next, and sequence was coupled, a series of containing sputtering chamber (the roller forms a continuous path of travel P of the substrate past said sputtering line). 前記基材は、一般に、毎分約100〜500インチの範囲の速度で運ばれる。 The substrate is generally carried at a rate in the range of per minute from 100 to 500 inches.

ある特定の方法において、前記基材10は、前記スパッタリンラインの入口に配置され、所望の被覆ゾーンに運ばれる。 In certain methods, the substrate 10 is located at the entrance of the sputter phosphorus line, transported to the desired coating zone. この被覆ゾーンは、前記第1のフィルム30を堆積するように調整された3つの陰極が設けられている。 The coating zone is three cathodes which are adjusted to deposit the first film 30 is provided. より詳細には、3つの陰極それぞれは、ケイ素スパッタリングターゲットを含む。 More specifically, each of the three cathode comprises silicon sputtering target. この被覆ゾーンにおける前記ケイ素ターゲットは、酸化雰囲気下でスパッタリングされて、前記基材の前記第1の主表面12上に直接二酸化ケイ素フィルムを堆積させる。 The silicon target in the coating zone, is sputtered in an oxidizing atmosphere, deposited directly a silicon dioxide film on the first major surface 12 of the substrate. この酸化雰囲気は、実質的に酸素からなる(例えば、約100%のO 2 )。 The oxidizing atmosphere may consist essentially of oxygen (e.g., about 100% O 2). 約38kWの電力が前記第1の陰極に供給され、同時に約38kWの電力が前記第2の陰極に供給され、約38kWの電力が前記第3の陰極に供給される。 About the power of 38kW is supplied to the first cathode, is supplied to the second cathode power of about 38kW simultaneously, power of about 38kW is supplied to the third cathode. 前記基材10は、二酸化ケイ素フィルムが約100オングストロームの厚みで供給されるような、前述の電力レベルでのそれぞれのこれらのターゲットのスパッタリングの間、毎分約200インチの速度でこれら3つのターゲットの全ての下方を運ばれる。 The substrate 10, such as silicon dioxide film is provided in a thickness of approximately 100 Angstroms, while the sputtering of each of these targets in the foregoing power levels, these three at a rate of about 200 inches target It carried all lower. 上述のとおり、それぞれのケイ素ターゲットは、いくらかのアルミニウム若しくは前記ターゲットの導電性を高めるための他の物質を含んでもよい。 As described above, each silicon target may include other materials to enhance some electrical conductivity of the aluminum or the target.

このようなコーテッド基材は、それから後続の被覆ゾーンへと運ばれる。 Such coated substrate is then transported to a subsequent coating zone. このゾーンにおいては、3つの陰極が前記第2のフィルム50を堆積するために用いられる。 In this zone, it used for three cathodes depositing the second film 50. これら3つの陰極のそれぞれは、チタンスパッタリングターゲットを含む。 Each of these three cathodes, including titanium sputtering target. この被覆ゾーンにおける前記チタンターゲットは、酸化雰囲気下でスパッタリングされて、前記第1のフィルム30上に直接二酸化チタンフィルムを堆積させる。 The titanium target in the coating zone, is sputtered in an oxidizing atmosphere to deposit a direct titanium dioxide film on the first film 30. この酸化雰囲気は、実質的に酸素からなる。 The oxidizing atmosphere may consist essentially of oxygen. 選択的に、この雰囲気はAr/O 2を含む。 Optionally, the atmosphere including Ar / O 2. 約43kWの電力が前記第1の陰極に供給され、約43kWの電力が前記第2の陰極に供給され、約43kWの電力が前記第3の陰極に供給される。 About the power of 43KW is supplied to the first cathode, is supplied to the cathode power is the second of about 43KW, power of about 43KW is supplied to the third cathode. 前記基材10は、二酸化チタンフィルムが約100オングストロームの厚みで供給されるような、前述の電力レベルでのそれぞれのこれらのターゲットのスパッタリングの間、毎分約200インチの速度でこれら3つのターゲットの全ての下方を運ばれる。 The substrate 10, such as titanium dioxide film is provided in a thickness of approximately 100 Angstroms, while the sputtering of each of these targets in the foregoing power levels, these three at a rate of about 200 inches target It carried all lower. この二酸化チタンは、本実施形態において前記コーティング40の最も外側の部分を形成する(かつ露出される)。 The titanium dioxide in the present embodiment forms the outermost portion of the coating 40 (and exposed).

記述した本方法において、前記基材10の前記第2の主表面14は、予め、若しくは直後に、任意の低放射率コーティング80で被覆されることが好ましい。 In the method described, the second major surface 14 of the substrate 10 in advance, or immediately after, it is preferable that coated with any low-emissivity coating 80. 例えば、前記第1のフィルム30および前記第2のフィルム50の堆積に用いるための前述の被覆ゾーンは、前記任意の低放射率コーティング80を適用する場合における比較的多数の先行するスパッタ−ダウン(sputter−down)被覆ゾーンを含むスパッタリングラインの終わり近くに位置するスパッタ−アップ(sputter−up)被覆ゾーンとすることができる。 For example, the aforementioned coating zone for use in the deposition of the first film 30 and second film 50, a relatively large number of preceding sputtering in the case of applying the optional low-emissivity coating 80 - down ( sputter-down) sputter located near the end of the sputtering line including a coating zone - can be up (sputter-up) coating zone. 特に有用なスパッタ−アップ/スパッタ−ダウン(sputter−up/sputter−down)方法および装置は、米国特許出願第09/868,542号に開示されており、ここに、これらの教示の全てを引用して組み入れる。 Particularly useful sputter - up / sputter - Down (sputter-up / sputter-down) method and apparatus is disclosed in U.S. Patent Application Serial No. 09 / 868,542, herein, citing all these teachings to incorporate in.

本発明の好ましい実施形態を記述してきたが、本発明の精神および添付クレームの範囲を逸脱することなく、数多くの変更、応用および改良が可能であることが理解されるべきである。 Having described preferred embodiments of the present invention, without departing from the spirit and scope of the appended claims of the present invention, it should be understood that it is capable of numerous modifications, adaptations and improvements.

図1は、本発明の特定の実施形態に係る低保守コーティングを備えた基材の模式的な断面図である。 Figure 1 is a schematic sectional view of a substrate having a low-maintenance coating in accordance with certain embodiments of the present invention. 図2は、本発明の特定の実施形態に係る低保守コーティングを備え、建築物の外壁に取り付けられた窓板の透視図である。 Figure 2 is a perspective view of a particular comprise a low-maintenance coating in accordance with an embodiment, a window plate mounted on the outer wall of the building of the present invention. 図3は、本発明の特定の方法において有用性を有するスパッタリングチャンバーの模式的な側面図である。 Figure 3 is a schematic side view of a sputtering chamber having a utility in certain methods of the present invention.

Claims (24)

  1. ガラスシート上の低保守コーティングであって、前記コーティングは、前記ガラスシートの第1の主表面上に直接配置される第1のフィルムおよび前記第1のフィルム上に直接配置される第2のフィルムを含み、前記第1のフィルムは、ベースフィルムを含み、且つ、約300オングストローム未満の厚みを持ち、前記第2のフィルムは、光触媒フィルムを含み、且つ、約300オングストローム未満の厚みを持つ低保守コーティング。 A low-maintenance coating on a glass sheet, said coating, second film disposed directly on the first film and the first on film disposed directly on the first main surface on the glass sheet wherein the first film comprises a base film, and has a thickness of less than about 300 angstroms, said second film comprises a photocatalytic film and a low maintenance with a thickness of less than about 300 angstroms coating.
  2. 前記ベースフィルムが、シリカである請求項1記載の低保守コーティング。 The base film is low-maintenance coating of claim 1 wherein the silica.
  3. 前記光触媒フィルムが、チタニアである請求項1記載の低保守コーティング。 The photocatalyst film, low-maintenance coating of claim 1 wherein the titania.
  4. 前記第1のフィルムの厚みが、約70オングストローム〜約120オングストロームの範囲である請求項1記載の低保守コーティング。 The first thickness of the film, low-maintenance coating of claim 1 wherein in the range of from about 70 angstroms to about 120 angstroms.
  5. 前記第2のフィルムの厚みが、約30オングストローム〜約120オングストロームの範囲である請求項1記載の低保守コーティング。 Said second thickness of the film, low-maintenance coating of claim 1 wherein in the range of from about 30 angstroms to about 120 angstroms.
  6. 前記ガラスシートが、窓枠に取り付けられた窓板であって、前記被覆された第1の主表面が屋外環境に露出されている請求項1記載の低保守コーティング。 It said glass sheet is a window plate mounted on the window frame, low-maintenance coating of claim 1 wherein said coated first major surface is exposed to the outdoor environment.
  7. 前記被覆された第1の主表面が、周期的に雨と接触する請求項2記載の低保守コーティング。 The coated first major surface is periodically low-maintenance coating of claim 2 wherein the contact with rain.
  8. 前記第1のフィルムが、実質的にシリカからなり、且つ、前記第2のフィルムが、実質的にチタニアからなる請求項1記載の低保守コーティング。 It said first film consists essentially of silica, and said second film is substantially lower maintenance coating of claim 1 wherein comprising titania.
  9. 前記シリカが、二酸化ケイ素であり、且つ、前記チタニアが、二酸化チタン若しくは亜当量チタン酸化物である請求項8記載の低保守コーティング。 The silica is a silicon dioxide, and the titania, low-maintenance coating of claim 8, wherein titanium dioxide or substoichiometric amount of titanium oxide.
  10. 前記第1および第2のフィルムが、ともにスパッタ膜である請求項1記載の低保守コーティング。 Wherein the first and second films, low-maintenance coating of claim 1 wherein both sputtered films.
  11. ガラスシート上に低保守コーティングを堆積する方法を含む低保守コーティングの堆積方法であって、第1のフィルムは、前記ガラスシートの第1の主表面上に直接配置され、第2のフィルムは、前記第1のフィルム上に直接配置され、前記第1のフィルムは、ベースフィルムを含み、且つ、約300オングストローム未満の厚みを持ち、前記第2のフィルムは、光触媒フィルムを含み、且つ、約300オングストローム未満の厚みを持つ低保守コーティングの堆積方法。 A method of depositing a low-maintenance coating comprising a method of depositing a low-maintenance coating on a glass sheet, the first film is disposed directly on the first main surface on the glass sheet, the second film, disposed directly on said first film, said first film comprises a base film, and has a thickness of less than about 300 angstroms, said second film comprises a photocatalytic film, and about 300 the method of depositing a low-maintenance coating having a thickness of less than angstroms.
  12. 前記ベースフィルムが、シリカである請求項11記載の方法。 The base film The method of claim 11 wherein the silica.
  13. 前記光触媒性フィルムが、チタニアである請求項11記載の方法。 The photocatalytic film. The method of claim 11 wherein the titania.
  14. 前記第1のフィルムの厚みが、約70オングストローム〜約120オングストロームの範囲である請求項11記載の方法。 The first thickness of the film The method of claim 11, wherein in the range of from about 70 angstroms to about 120 angstroms.
  15. 前記第2のフィルムの厚みが、約30オングストローム〜約120オングストロームの範囲である請求項11記載の方法。 It said second thickness of the film The method of claim 11, wherein in the range of from about 30 angstroms to about 120 angstroms.
  16. さらに、前記ガラスシートが取り付けられた窓枠を含み、前記被覆された第1の主表面が、屋外環境に露出され、且つ、周期的に雨と接触する請求項11記載の方法。 Further comprising the glass sheet is attached window frame, the coated first major surface is exposed to the outdoor environment, and periodically method of claim 11 wherein contact with rain.
  17. 前記第1のフィルムが、実質的にシリカからなるフィルムとして堆積され、且つ、前記第2のフィルムが、実質的にチタニアからなるフィルムとして堆積される請求項11記載の方法。 It said first film is deposited as a film consisting essentially of silica, and said second film, The method of claim 11, wherein is deposited as a film consisting essentially of titania.
  18. 前記シリカが、二酸化ケイ素として堆積され、且つ、前記チタニアが、二酸化チタン若しくは亜当量チタン酸化物として堆積される請求項17記載の方法。 The silica is deposited as silicon dioxide, and the titania A method according to claim 17 is deposited as titanium dioxide or substoichiometric amount of titanium oxide.
  19. 前記第1および第2のフィルムが、ともにスパッタリングにより堆積される請求項11記載の方法。 Wherein the first and second film, The method of claim 11, wherein both are deposited by sputtering.
  20. 前記スパッタリングが、前記ガラスシートを200℃未満の温度に保持している間に実行される請求項19記載の方法。 The sputtering method according to claim 19 is executed while holding the glass sheet to a temperature below 200 ° C..
  21. ガラスシート上の低保守コーティングであって、前記コーティングは、前記ガラスシートの第1の主表面上に直接配置される第1のフィルムおよび前記第1のフィルム上に直接配置される第2のフィルムを含み、前記第1のフィルムは、実質的にシリカからなり、且つ、約30オングストローム〜約300オングストローム未満の範囲の厚みを持ち、前記第2のフィルムは、実質的にチタニアからなり、且つ、約100オングストローム未満であるが約30オングストロームより大きい厚みを持つ低保守コーティング。 A low-maintenance coating on a glass sheet, said coating, second film disposed directly on the first film and the first on film disposed directly on the first main surface on the glass sheet wherein the said first film consists essentially of silica, and has a thickness in the range of less than about 30 angstroms to about 300 angstroms, said second film consists essentially of titania, and, but less than about 100 angstroms low-maintenance coatings with thickness greater than about 30 angstroms.
  22. 前記第1のフィルムが、約100オングストローム未満の厚みを持つ請求項21記載の低保守コーティング。 The first film, low-maintenance coating of claim 21 having a thickness of less than about 100 Angstroms.
  23. 前記第2のフィルムが、約80オングストローム未満の厚みを持つ請求項21記載の低保守コーティング。 It said second film is a low-maintenance coating of claim 21 having a thickness of less than about 80 Angstroms.
  24. 前記第1のフィルムが、約100オングストローム未満の厚みを持つ請求項23記載の低保守コーティング。 It said first film is a low-maintenance coating of claim 23 having a thickness of less than about 100 Angstroms.
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