JP5154923B2 - 可視スペクトルの光子を吸収するよう改質された光触媒特性を伴うフィルムを有する、ガラス基材のような、基材 - Google Patents
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Description
該TiO2系フィルムを坦持する基材に対し、窒素雰囲気で又は窒素及び少なくとも一の還元ガスを含む雰囲気で、十分な時間熱処理が施されることにより、元来UV領域での光子吸収が可能である該TiO2系フィルムに可視光の光子吸収も可能とし、かつ/又は該TiO2系フィルムの光触媒性特性を増進させることを特徴とする方法である。
− 例えばフランス特許出願FR 03/50729に記載されるような、該TiO2系フィルムからヘテロエピタキシャルに成長した副フィルム;
− アルカリ金属の移動に対する障壁を形成し、そしてガラス又はセラミック又はガラスセラミック基材の場合に使用される副フィルム;
− 光学的機能性を有する副フィルム;
− 熱制御副フィルム;及び
− 伝導性副フィルム。
TiO2だけ;
又はバインダーと結合したTiO2であって、例えばバインダーが少なくとも一の半導体金属酸化物(酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化コバルト、酸化ニッケル、コバルトニッケル混合酸化物、これらに随意にドープされたもの)、混合酸化物であって亜マンガン酸塩(manganites)及び輝コバルト鉱(cobaltites)、酸化ジルコニウム及び酸化アルミニウム、から選択されたもの、これらに随意にドープされたもの(WO 02/92879)を原則的に含む無機バインダーであるもの;
又はTiO2合金であって、例えば上記と同じ酸化物を伴うもの;
又はドープされたTiO2であって、例えば窒素(N)、ニオブ、タンタル、鉄、ビスマス、コバルト、ニッケル、銅、ルテニウム、セリウム、モリブデン、バナジウム及びジルコニウムから特に選択されるドーパントの少なくとも一つでドープされたもの(EP 850 204)。
−本質的に透明な基材の用途であって、
自己洗浄、特に防曇、防汚れ及び防露の板ガラス、特に二重板ガラスタイプの建築物用板ガラス、自動車のフロントガラス、リアウィンドウ、又はサイドウィンドウタイプの乗り物用板ガラス、列車、飛行機及び船舶用の板ガラス、水槽用ガラス、店舗用ガラス又は温室用ガラスのような実用的板ガラス、内装家具用板ガラス、都会の家具用の板ガラス、鏡、コンピューター、テレビ又は電話タイプのディスプレーシステムのためのスクリーン、エレクトロクロミック、液晶又はエレクトロルミネセント板ガラスのような電気的に制御可能な板ガラス、光起電性板ガラス、およびカバーのような照明装置の構成要素の製造に向けた基材の用途;
−建築材料から作製された基材の用途であって、屋内用又は屋外用どちらでもよい、パーティション、カーテン状の壁、屋根又は床の製造に向けた基材の用途;
−無機断熱ウール及びガラス強化ファイバー系繊維基材をベースとする基材の用途であって、つり天井または濾過材料の製造に向けた基材の用途;及び
−焼結された溶融シリカファイバー、洗浄ガラスファイバー、アルミナファイバー又はムライトファイバーからなる、織った(weave)、不織の(non weave)、編んだ(knit)、束ねた(braid)又はブロックの(block)基材の用途であって、臭気吸収フィルター、工業廃水を浄化するためのフィルター、細菌フィルター、屋内浄化フィルター、家庭用空気清浄化フィルター、移送用乗り物、すなわち自動車、列車、飛行機及び船舶、の乗客室の清浄化フィルター、たばこの煙を清浄化するためのフィルター及び家庭用電気システムを清浄化するためのフィルターの製造に向けた基材の用途。
150nmの厚さのSiO2:Alフィルム及び100nm厚さのTiO2フィルムをガラスプレートに4mmの厚さで磁気強化(マグネトロン)スパッタリングによって以下の条件で付着した。
− SiO2:AlフィルムはSi:Alターゲットから、パルスモード(40kHz 極性変化周波数)の電源で、2x10−3mbar(0.2Pa)の圧力下、電力2000W、及び14sccmのAr/16sccmのO2で;そして
− TiO2フィルムはTiOxターゲットから、DCバイアスの電源で、24x10−3mbar(2.4Pa)の圧力下、電力2000W、及び200sccmのAr/2sccmのO2で付着した。
空気又は窒素又は窒素/水素(N2/H2=95/5 体積/体積)のいずれかで制御された雰囲気のチャンバーに例1で準備したプレートを置き、そして多様な時間の期間で(16分まで)かつ大気圧かつ500℃で、4℃/分で昇温し、自然冷却を伴う熱処理を実施した。
PCT国際出願WO00/75087に記載される、赤外線伝送に続くステアリン酸光分解試験(SAT)により、例2の多様なプレート上のTiO2フィルムの光触媒性活性を評価した。
空気、窒素及び窒素+水素中での多様なタイプの焼きなましについての吸収スペクトルの比較は、処理雰囲気による吸収の違いを示した。
Claims (27)
- UVの領域の光子を吸収することが可能であり、光触媒性の汚れ防止特性を伴う、二酸化チタン(TiO2)系フィルムを可視光の光子を吸収することも可能ならしめるように、改質する方法であって、該TiO2系フィルムは直接的に又は少なくとも一の機能性副フィルムの介在を伴ってガラス基材に適用されており、
該TiO2系フィルムが窒素雰囲気で又は窒素及び少なくとも一の還元ガスを含む雰囲気で、望ましい可視光での光子吸収特性を得るために十分な時間の間、少なくとも250℃より700℃までの温度で熱処理にさらされ、該熱処理が該ガラス基材に対して実施された焼きなまし(annealing)処理又は強化(toughening)処理に相当することを特徴とし、該基材及び適切な場合には該副フィルムが該熱処理に耐えることが可能であるように選択されている、フィルムの改質方法。 - 表面脱アルカリガラス基材、ガラスセラミック基材及び建築材料の基材の中から選択されたガラス基材に適用されたTiO2系フィルムが熱処理され、該基材が、平面的または曲面を有していようと、モノリシック構造またはラミネート構造であろうと、プレートの形態であることが可能であり、あるいは、繊維状の形態であることが可能であることを特徴とする、請求項1に記載された方法。
- 以下から選択された少なくとも一の機能的副フィルムの介在を伴う基材に適用されたTiO2系フィルムが熱処理されることを特徴とする、請求項1及び2のいずれかに記載された方法
該TiO2系フィルムに接するヘテロエピタキシャルに成長した副フィルム;
アルカリ金属の移動に対する障壁を形成し、そしてガラス又はガラスセラミック基材の場合に使用される副フィルム;
光学的機能性を有する副フィルム;
熱制御副フィルム;及び
伝導性副フィルム。 - TiO2のみ、又はバインダーと結合したTiO2、又はドープされたTiO2からなる二酸化チタン系フィルムが熱処理されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載された方法。
- 1μm以下の厚みを有するTiO2系フィルムが熱処理されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載された方法。
- TiO2系フィルムの厚みが5nm〜1μmであることを特徴とする請求項5に記載された方法。
- TiO2系フィルムの厚みが5nm〜800nmであることを特徴とする請求項5に記載された方法。
- 炭化水素及び水素から採用された少なくとも一のガスが還元ガスとして使用されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載された方法。
- 該窒素/還元ガス体積比率は100/0〜50/50であることを特徴とする請求項8に記載された方法。
- 少なくとも片面の少なくとも一部に光触媒性の汚れ防止特性を有する二酸化チタン(TiO2)系フィルムを坦持するガラス基材、を製造する方法であって、該フィルムは直接的に又は少なくとも一の機能性副フィルムの介在を伴って該基材に適用されており、
該TiO2系フィルムを坦持する基材に対し、窒素雰囲気で又は窒素及び少なくとも一の還元ガスを含む雰囲気で、十分な時間、少なくとも250℃より700℃までの温度で熱処理が施されることにより、元来UV領域での光子吸収が可能である該TiO2系フィルムに可視光の光子吸収も可能とし、かつ/又は該TiO2系フィルムの光触媒性特性を増進させ、該熱処理が該ガラス基材に対して実施された焼きなまし(annealing)処理又は強化(toughening)処理に相当することを特徴とする方法。 - 表面脱アルカリガラス基材、ガラスセラミック基材及び建築材料の基材の中から選択されたガラス基材に適用されたTiO2系フィルムが熱処理され、該基板が、平面的または曲面を有していようと、モノリシック構造またはラミネート構造であろうと、プレートの形態であることが可能であり、あるいは、繊維状の形態であることが可能であることを特徴とする、請求項10に記載された方法。
- 以下から選択された少なくとも一の機能的副フィルムの介在を伴う基材に適用されたTiO2系フィルムが熱処理されることを特徴とする、請求項10又は11に記載された方法
該TiO2系フィルムに接するヘテロエピタキシャルに成長した副フィルム;
アルカリ金属の移動に対する障壁を形成し、そしてガラス又はガラスセラミック基材の場合に使用される副フィルム;
光学的機能性を有する副フィルム;
熱制御副フィルム;及び
伝導性副フィルム。 - TiO2のみ、又はバインダーと結合したTiO2、又はドープされたTiO2からなる二酸化チタン系フィルムが熱処理されることを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載された方法。
- 1μm以下の厚みを有するTiO2系フィルムが熱処理されることを特徴とする請求項10〜13のいずれか1項に記載された方法。
- TiO2系フィルムの厚みが5nm〜1μmであることを特徴とする請求項14に記載された方法。
- TiO2系フィルムの厚みが5nm〜800nmであることを特徴とする請求項14に記載された方法。
- 炭化水素及び水素から採用された少なくとも一のガスが還元ガスとして使用されることを特徴とする請求項10〜16のいずれか1項に記載された方法。
- 該窒素/還元ガス体積比率は100/0〜50/50であることを特徴とする請求項17に記載された方法。
- 金属(Ti)若しくはTiOx(ここではx<2)ターゲット及び酸化雰囲気を使用するか又はTiO2ターゲット及び不活性雰囲気を使用する、場合によってはマグネトロンスパッタリング及び/又はイオンビームスパッタリングである、室温真空スパッタリングによって、TiO2フィルムが付着されることを特徴とする請求項10〜18のいずれか1項に記載された方法。
- TiO2フィルムがCVDタイプのガス熱分解プロセスによって付着されることを特徴とする請求項10〜18のいずれか1項に記載された方法。
- TiO2フィルムがゾルゲルプロセスによって付着されることを特徴とする請求項10〜18のいずれか1項に記載された方法。
- 少なくとも片面の少なくとも一部に光触媒性の汚れ防止特性を有する二酸化チタン(TiO2)系フィルムを坦持するガラス基材、であって、
該フィルムは直接的に又は少なくとも一の機能性副フィルムの介在によって基材に適用されており、請求項1〜9のいずれか1項に定義された方法によって該TiO2フィルムは改質されているか、又は請求項10〜21のいずれか1項に定義された方法(プロセス)によって該基材が作製されている、基材。 - 本質的に透明な基材の用途であって、
自己洗浄、防曇、防汚れ及び防露の板ガラスの製造に向けた請求項22に記載された基材の用途。 - 前記板ガラスが、二重板ガラスタイプの建築物用板ガラス、自動車のフロントガラス、リアウィンドウ、又はサイドウィンドウタイプの乗り物用板ガラス、列車、飛行機及び船舶用の板ガラス、水槽用ガラス、店舗用窓ガラス又は温室用ガラスのような実用的板ガラス、内装家具用板ガラス、都会の家具用の板ガラス、鏡、コンピューター、テレビ又は電話タイプのディスプレーシステムのためのスクリーン、エレクトロクロミック、液晶又はエレクトロルミネセント板ガラスのような電気的に制御可能な板ガラス、光起電性板ガラス、および照明装置の構成要素である、請求項23に記載された基材の用途。
- 建築材料から作製された基材の用途であって、屋内用又は屋外用どちらでもよい、パーティション、カーテン状の壁、屋根又は床の製造に向けた請求項22に記載された基材の用途。
- 無機断熱ウール及びガラス強化ファイバー系繊維基材をベースとする基材の用途であって、つり天井または濾過材料の製造に向けた請求項22に記載された基材の用途。
- 焼結された溶融シリカファイバー、洗浄ガラスファイバー、アルミナファイバー又はムライトファイバーからなる、織った(weave)、不織の(non weave)、編んだ(knit)、束ねた(braid)又はブロックの(block)基材の用途であって、臭気吸収フィルター、工業廃水を浄化するためのフィルター、細菌フィルター、屋内浄化フィルター、家庭用空気清浄化フィルター、移送用乗り物、すなわち自動車、列車、飛行機及び船舶、の乗客室の清浄化フィルター、たばこの煙を清浄化するためのフィルター及び家庭用電気システムを清浄化するためのフィルターの製造に向けた請求項22に記載された基材の用途。
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