JP2006528059A - グレージングの熱処理に組み込まれた光触媒コーティングの調製法 - Google Patents
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Abstract
Description
・本方法は、630℃を超える温度を使用する。
・本方法は、(即ち、例えば、場合により最大700℃の温度で)グレージングに関して実施される強化及び/又は曲げ処理を伴う。
・本方法は、前記第1の透明又は半透明基材の第2面、あるいは第2の透明又は半透明基材に属する第2面に1つ又は複数の機能多層及び/又は機能層を堆積することを含み、その性質もまた以下に詳細に説明される(それゆえ、本発明の方法では、比較的高温で熱処理することにより得られる機械的性質を示す透明又は半透明の製品を得ることができ、本発明の方法は、最も幅広い範囲の複合的な機能を有することができる)。
・600℃を超える温度の使用は、前記第1及び第2面への堆積後である(しかしながら、これらの温度が第2面への堆積後に適用されない他の任意の変形態様は、これらの温度が第1面への堆積後に適用される限り本発明から除外されない。言い換えれば、第2面のコーティング製品は、例えば、これらの温度の使用後に第2面への堆積を実施することにより、600℃を超える温度にさらされることはない。即ち、この場合には、第2面は第2の基材に属しており、第2の基材は、第1の基材がこれらの温度にさらされた後にのみ、強化ガラスから作製された第1の基材と非強化ガラスから作製された第2の基材の組み合わせである二重グレージング又は積層グレージングにおいて第1の基材と結合することができる。別の方法では、さらに本発明によれば、第1及び第2面に堆積された製品が600℃を超える温度に同時に加熱される。これは有利でかつ経済的な場合があり、第2の基材自体が、それが存在する場合には同様に熱処理される)。
・前記第1及び第2面への堆積が、カソードスパッタリングによって、有利には、この場合、反対側で実質的に同一の方向に沿って一致してかつ同時又はほぼ同時に実施される(通常「スパッタアップ・アンド・ダウン」と称されるタイプの磁気強化型カソードスパッタリング設備の使用が特に意図され、当該設備では、第1及び第2面は、縦の平均的な方向の円錐型ターゲットをスパッタリングすることにより接触するように水平でかつそれぞれ上方及び下方に向いており、それぞれTiO2の場合に下方で熱制御多層の場合に上方である)。しかしながら、第1及び第2面の他の任意の配向も本発明から除外されず、即ち、その配向は垂直であるか又はより大きく若しくはより小さく傾いている。
ΔE=(ΔL2+Δa*2+Δb*2)1/2
によって計算され、式中、Δは加熱によって生じるパラメータ、明度L、色度座標a*及びb*の変化を表す((L,a*,b*)比色系では、a*が正の値であると赤色のほうに向かい、a*が負の値であると緑色のほうに向かい、b*が正の値であると黄色のほうに向かい、b*が負の値であると青色のほうに向かい、0に近いa*とb*の値の領域は無色である)。
・上記のガラスシートを含む、単一又は複合の積層されたモノリシックグレージング;
・少なくとも第1の構成要素のガラスシートの少なくとも第1面に、本発明の方法によって得られた光触媒特性を示す材料のコーティングを備えた、単一又は複合の積層されたモノリシックグレージング
からなる。
・光触媒特性を示す材料のコーティングの下に、前記第1面が、600℃を超える温度の適用によって生じる可能性のあるガラスからのアルカリ金属の移動に対してバリヤーを形成する少なくとも1つの層を含む、1つ又は複数の機能多層及び/又は機能層を備えている(当該バリヤー層については、マグネトロンスパッタリングによって堆積されたSiO2、Si3N4及びAlN、CVDによって堆積されたSiOCなどが公知であり、他の機能については、大気と接触させることを意図した親水性及び疎水性の層を除外して、前記第2面に関して下に設けられる多層及び層を使用することができる)。
・前記第1のガラスシートの第2面又は第2の構成要素のガラスシートに属する第2面が、太陽熱制御のような熱制御若しくは低放射率の多層;反射防止、光放射のフィルトレーション、着色若しくは散乱のような光学機能を有する多層若しくは層;特に高活性タイプの汚れ防止光触媒材料の層;親水性層;疎水性層;特に加熱のための導電性糸の網目構造体若しくは導電性層;又はアンテナ若しくは帯電防止の層から選択された1つ又は複数の機能多層及び/又は機能層を備え、これらの層が個々に又は組み合わせて用いられる。
本例では、マグネトロンスパッタリングによって得られた非晶質TiO2を、一方で産業的な強化操作により、もう一方で500℃1時間のアニーリング操作によりその活性な形態に変換して比較する。
上記の試験1、3及び5と、さらに(試験1、3及び5と同じSiO2バリヤー下層及び同じTiO2の形成条件によって)得られた光触媒コーティングの厚さがそれぞれ27nm及び19nmであることを特徴とする試験7及び8は、産業的な強化操作によって生じるコーティング側の反射における平均比色変化ΔEの測定を伴った。(L,a*,b*)比色系の種々のパラメータの意味、並びにΔL、Δa*及びΔb*からΔEを計算するための式については上に記載したとおりである。
本例は、その間に厚さ15mmの気孔がある厚さ4mmの2つのガラスシートからなる二重グレージングユニットに関する。本例及び以下の例においては、二重グレージングユニットの面2、即ち、外気の最も近くに設置することを意図したガラスシートの気孔と接触している面(建物の内側にあることを意図した面ではない)が、マグネトロンスパッタリングによって堆積された熱制御多層でコーティングされている。このプロセスは、産業規模でその厚さを変化させかつ正確に制御することにより、最も様々なタイプの層を堆積するのに特に実用的である。
3a:4mmガラス/36nmSi3N4/X
3b:18nmTiO2/150nmSiO2/4mmガラス/X
3c:18nmTiO2/75nmSiO2/9nmSi3N4/63nmSiO2/4mmガラス/X
3d:(3bと同じ光触媒多層).../4mmガラス/Y
例3の方法を以下のグレージングに関して採用した(面2上の多層は、1μm程度の平均波長に相当する太陽放射線を反射する)。本例においては、X及びYは、それぞれSGG Coollite ST(登録商標)108でサン−ゴバン・グラス・フランスにより販売されている太陽遮断多層、及び当該太陽遮断多層の最も外側の層の厚さをガラス基材の近位側で3.7、遠位側で2/3だけ増加することにより得られた多層を表す。
4a:6mmガラス/X
4b:18nmTiO2/150nmSiO2/6mmガラス/X
4c:18nmTiO2/50nmSiO2/12nmSi3N4/71nmSiO2/6mmガラス/X
4d:(4bと同じ光触媒多層)/6mmガラス/Y
例4を繰り返した。ここで、X及びYは、それぞれSGG Coollite ST(登録商標)120でサン−ゴバン・グラス・フランスにより販売されている太陽遮断多層、及びガラス基材の近位層の厚さを2倍に増加したことのみ当該太陽遮断多層と異なる多層を表す。
5a:6mmガラス/X
5b:18nmTiO2/150nmSiO2/6mmガラス/X
5c:18nmTiO2/68nmSiO2/10nmSi3N4/69nmSiO2/6mmガラス/X
5d:5bと同じ/6mmガラス/Y
以下のグレージングユニットに関して先の例を繰り返した。ここで、X及びYは、それぞれSGG Coollite ST(登録商標)136でサン−ゴバン・グラス・フランスにより販売されている太陽遮断多層、及びガラス基材の近位層と遠位層の厚さをそれぞれ1.7倍と0.774倍にしたことのみ当該太陽遮断多層と異なる多層を表す。
6a:6mmガラス/X
6b:18nmTiO2/150nmSiO2/6mmガラス/X
6c:18nmTiO2/66nmSiO2/10nmSi3N4/57nmSiO2/6mmガラス/X
6d:6bと同じ光触媒多層/6mmガラス/Y
以下のグレージングユニットに関して先の例を繰り返した。ここで、X及びYは、それぞれSGG Coollite ST(登録商標)150でサン−ゴバン・グラス・フランスにより販売されている太陽遮断多層、及びガラス基材の近位層を削除し、中間層の厚さを1.5倍と遠位層の厚さを0.68倍にしたことのみ当該太陽遮断多層と異なる多層を表す。
7a:6mmガラス/X
7b:18nmTiO2/150nmSiO2/6mmガラス/X
7c:18nmTiO2/64nmSiO2/13nmSi3N4/50nmSiO2/6mmガラス/X
7d:7bと同じ光触媒多層/6mmガラス/Y
本例は、太陽遮断と低放射率の両方を与え、Planistar(登録商標)でサン−ゴバン・グラス・フランスにより販売されている「フォーシーズンズ」と呼ばれるものに関する。先の例の熱制御多層とは異なるが、以下の例の熱制御多層と同様に、熱制御多層は産業的な強化操作を受けず、それゆえ、強化操作は、必要に応じて、多層が任意選択でTiO2コーティングとバリヤー下層を備えたガラスシート上に堆積される前に実施される。
8a:6mmガラス/Planistar(登録商標)
8b:18nmTiO2/150nmSiO2/6mmガラス/Planistar(登録商標)
8c:18nmTiO2/68nmSiO2/8nmSi3N4/58nmSiO2/6mmガラス/Planistar(登録商標)
熱制御多層は、SKN(登録商標)154でサン−ゴバン・グラス・フランスにより販売されている太陽遮断多層であった。以下のグレージングを試験した。
9a:6mmガラス/SKN(登録商標)154
9b:18nmTiO2/150nmSiO2/6mmガラス/SKN(登録商標)154
9c:18nmTiO2/68nmSiO2/8nmSi3N4/58nmSiO2/6mmガラス/SKN(登録商標)154
さらに出願人によって販売されている多層SKN(登録商標)165B、より詳しくは以下のグレージングを試験した。
10a:6mmガラス/SKN(登録商標)165B
10b:18nmTiO2/150nmSiO2/6mmガラス/SKN(登録商標)165B
10c:18nmTiO2/69nmSiO2/9nmSi3N4/49nmSiO2/6mmガラス/SKN(登録商標)165B
Claims (15)
- 少なくとも部分的に結晶化された酸化チタン、特にはアナターゼ型の酸化チタンを含む光触媒特性を示す材料を調製する方法であって、600℃を超える温度を使用することを特徴とする、方法。
- 630℃を超える温度を使用することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- グレージングに関して実施される強化及び/又は曲げ処理を伴うことを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
- 任意選択で1つ又は複数の機能多層及び/又は機能層を前もって設けた、ガラス又はガラス−セラミックタイプの第1の透明又は半透明基材の第1面に酸化チタンのコーティングを堆積することを含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1の透明又は半透明基材の第2面、あるいは第2の透明又は半透明基材に属する第2面に1つ又は複数の機能多層及び/又は機能層を堆積することを含むことを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 600℃を超える温度の使用が、前記第1及び第2面への堆積後であることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記第1及び第2面への堆積が、カソードスパッタリングによって実施されることを特徴とする、請求項5又は6に記載の方法。
- 前記第1及び第2面への堆積が、反対側で実質的に同一の方向に沿って一致して同時又はほぼ同時に実施されることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 少なくとも一方の面に酸化チタンを含む材料のコーティングを備えたガラスシートであって、汚れ防止グレージングに必要とされる光触媒活性及び光学品質を依然として維持しながら、強化及び/又は曲げ操作のような600℃を超える熱処理を受けることができるか又はその熱処理を受けたことを特徴とする、ガラスシート。
- 600℃を超える熱処理によって生じるコーティング側の反射における平均比色変化ΔEが、最大2.8、好ましくは最大2.3であることを特徴とする、請求項9に記載のガラスシート。
- 請求項9又は10に記載のガラスシートを含む、単一又は複合の積層されたモノリシックグレージング。
- 少なくとも第1の構成要素のガラスシートの少なくとも第1面に、請求項1に記載の方法によって得られた光触媒特性を示す材料のコーティングを備えた、単一又は複合の積層されたモノリシックグレージング。
- 光触媒特性を示す材料のコーティングの下に、前記第1面が、600℃を超える温度の適用によって生じる可能性のあるガラスからのアルカリ金属の移動に対してバリヤーを形成する少なくとも1つの層を含む、1つ又は複数の機能多層及び/又は機能層を備えていることを特徴とする、請求項12に記載のグレージング。
- 前記第1のガラスシートの第2面又は第2の構成要素のガラスシートに属する第2面が、太陽熱制御のような熱制御若しくは低放射率の多層;反射防止、光放射のフィルトレーション、着色若しくは散乱のような光学機能を有する多層若しくは層;特に高活性タイプの汚れ防止光触媒材料の層;親水性層;疎水性層;特に加熱のための導電性糸の網目構造体若しくは導電性層;又はアンテナ若しくは帯電防止の層から選択された1つ又は複数の機能多層及び/又は機能層を備え、これらの層が個々に又は組み合わせて用いられることを特徴とする、請求項12又は13に記載のグレージング。
- 請求項11〜14のいずれか1項に記載のグレージングの、「自己洗浄」、特には曇り防止、凝結防止及び汚れ防止グレージング、特には二重グレージングタイプの建築用グレージング、自動車のためのフロントガラス、リアウィンドウ、サイドウィンドウ及びサイドミラータイプの乗物用グレージング、列車、航空機及び船のための窓、水槽のガラス、店の窓ガラス及び温室のガラスのような実用グレージング、インテリア家具、街路備品、鏡、コンピューター、テレビ及び電話タイプのディスプレイシステムのためのスクリーン、液晶若しくはエレクトロルミネセンスタイプのエレクトロクロミックグレージングのような電気制御可能なグレージング、又は光起電性グレージングとしての適用。
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