JP5991794B2 - Light-induced hydrophilic article and method for producing the same - Google Patents

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本発明は、基体(例えば、ガラスシート又は連続的フロート法ガラス帯)の上に親水性被覆を付着させる方法、及びその方法によって作られた製造物品に関する。   The present invention relates to a method of depositing a hydrophilic coating on a substrate (eg, a glass sheet or continuous float glass strip) and an article of manufacture made by the method.

参照関連出願
本願は、1997年3月14日に出願された暫定米国特許出願Serial No.60/040,566の権利を主張する、1997年7月23日に出願された米国特許出願Serial No.08/899,257(現在の米国特許第6,027,766号)の分割出願である1999年4月1日に出願された「光触媒により活性化される自浄性装置」(Photocatalytically-Activated Self-Cleaning Appliances)と題するグリーンバーグ(Greenberg)その他による米国特許出願Serial No.09/282,943のCIPである。これらの出願は、全て参照により全体的にここに組み込んである。この出願は、参照により全体的にここに組み込んだ2001年2月28日に出願された「光誘導親水性物品及びその製造法」(Photo-Induced Hydrophilic Article and Method of Making Same)と題する暫定米国特許出願Serial No.60/272,197の権利を主張するものである。
REFERENCE RELATED APPLICATION This application is a provisional U.S. patent application serial no. No. 60 / 040,566, filed July 23, 1997, US Patent Application Serial No. No. 08 / 899,257 (current US Pat. No. 6,027,766), filed on April 1, 1999, “Photocatalytically-Activated Self- US Patent Application Serial No. by Greenberg et al. Entitled Cleaning Appliances). 09 / 282,943. These applications are all incorporated herein by reference in their entirety. This application is a provisional US entitled “Photo-Induced Hydrophilic Article and Method of Making Same” filed on February 28, 2001, which is incorporated herein by reference in its entirety. Patent application Serial No. Claims the right of 60 / 272,197.

次の検討では、本発明に関する一般的技術的考察について論ずる。しかし、ここで論ずる特定の文献は米国特許法で「従来の技術」を構成するものと見做すべきではなく、そのような容認はされていない。   The following discussion discusses general technical considerations related to the present invention. However, the specific documents discussed here should not be considered as constituting "prior art" in US patent law and are not accepted.

多くの物質、例えば、建築窓、自動車透明体、及び航空機窓のようなガラス基体については、その基体の表面が一般的有機及び無機の表面汚染物のような表面汚染物を実質的に、出来るだけ長い時間持たないことが良好な可視性のため望ましい。慣習的にはこのことは、これらの表面を屡々清浄にすることを意味してきた。この清浄化操作は、化学的クリーニング溶液を補助として用い又はそれを用いずに表面を手で拭くことにより行われるのが典型的である。この方法は労力及び時間が掛かり且つ/又はコストが高くつくものである。従って、現存するガラス基体よりも奇麗にし易く、そのような手によるクリーニング操作の必要性又は頻度を少なくした表面を有する基体、特にガラス基体の必要性が存在する。   For many materials, such as glass substrates such as architectural windows, automotive transparencys, and aircraft windows, the surface of the substrate can substantially form surface contaminants such as common organic and inorganic surface contaminants. It is desirable for good visibility not to have a long time only. Traditionally, this has often meant cleaning these surfaces. This cleaning operation is typically performed by manually wiping the surface with or without the aid of a chemical cleaning solution. This method is labor intensive, time consuming and / or costly. Accordingly, there is a need for a substrate, particularly a glass substrate, that is easier to clean than existing glass substrates and has a surface that reduces the need or frequency of such manual cleaning operations.

或る半導体金属酸化物は、被覆中に配合すると、光触媒により活性化される(今後「PA」と呼ぶ)自浄(self-cleaning)性を有する被覆、即ち、或る電磁波に露出すると被覆表面上の有機汚染物質と相互作用し、それら汚染物質を劣化又は分解する被覆を与えることが知られている。一般的に有機化合物の光触媒による酸化に関する特許及び論文の書誌は、D.ブレイク(Blake)による「水及び空気からの危険化合物の光触媒による除去に関する研究の図書目録(Bibliography of Work On The Photocatalytic Removal of HazardousCompounds from Water and Air)、National RenewableEnergy Laboratory (May 1994)、1995年10月更新及び1996年10月更新に報告されている。   Certain semiconducting metal oxides are self-cleaning coatings that are activated by photocatalysts (hereinafter referred to as “PA”) when incorporated into the coating, ie, on the coating surface when exposed to certain electromagnetic waves. It is known to provide a coating that interacts with and degrades or degrades these organic contaminants. Bibliographies of patents and articles on photocatalytic oxidation of organic compounds in general are Blake, “Bibliography of Work On The Photocatalytic Removal of Hazardous Compounds from Water and Air, National Renewable Energy Laboratory (May 1994), October 1995. Renewal and October 1996 update are reported.

典型的には、これらのPA被覆は、出来るだけ短い時間で被覆上の有機汚染物を崩壊又は分解するのに充分な光触媒活性度を持つのに充分なように厚く作る。例えば、WO 00/75087には、最低限5×10−3cm−1−1の光触媒活性度を有する光触媒により活性化される被覆が記載されている。更に別のPA被覆は、例えば、米国特許第5,873,203号、第6,027,766号、及び第6,054,227号明細書に記載されている。 Typically, these PA coatings are made thick enough to have sufficient photocatalytic activity to disintegrate or decompose organic contaminants on the coating in as short a time as possible. For example, WO 00/75087 describes a coating activated by a photocatalyst having a photocatalytic activity of at least 5 × 10 −3 cm −1 min− 1 . Still other PA coatings are described, for example, in US Pat. Nos. 5,873,203, 6,027,766, and 6,054,227.

これらのPA被覆は、それらの自浄性の外に、典型的には、親水性、即ち水濡れ性も有する。PA被覆の親水性は曇り、即ち、被覆上の水滴の蓄積を減少するのに役立つ。水滴の蓄積は被覆した基体を通る可視光線の透過率及び視界を減少することがある。これまでこの親水性は幾つかの因子に伴われており、その中には被覆表面の増大した表面粗さ(皺)及び増大した被覆気孔率がある。例えば、米国特許第6,103,363号明細書には、5nm〜15nmの好ましい根二乗平均(root mean square、RMS)表面粗さ及び70%〜90%の好ましい気孔率を有する親水性光触媒活性化自浄性被覆が記載されている。しかし、この程度の表面粗さは、表面のクリーニングが一層困難になることがあり、例えば、汚れ及びあかが蓄積する小さな窪みを与えることにより、或は表面の上を擦ったクリーニング用布からの繊維の引っ掛かり又はちぎれにより、一層困難になることがある。その上、被覆の気孔率を増大することは、溝を与え、それを通って下にある基体が化学的に侵食されることがある。   In addition to their self-cleaning properties, these PA coatings typically also have hydrophilicity, i.e. water wettability. The hydrophilicity of the PA coating is cloudy, i.e. helps to reduce the accumulation of water droplets on the coating. The accumulation of water droplets can reduce the transmission and visibility of visible light through the coated substrate. So far this hydrophilicity has been accompanied by several factors, among which are increased surface roughness (皺) and increased porosity of the coated surface. For example, US Pat. No. 6,103,363 discloses hydrophilic photocatalytic activity having a preferred root mean square (RMS) surface roughness of 5 nm to 15 nm and a preferred porosity of 70% to 90%. A self-cleaning coating is described. However, this degree of surface roughness can make the surface more difficult to clean, for example, by providing small pits that accumulate dirt and dirt, or from cleaning cloths that have been rubbed over the surface. It can be more difficult due to fiber catching or tearing. In addition, increasing the porosity of the coating can provide a groove through which the underlying substrate can be chemically eroded.

前に述べた希望のレベルの被覆厚さ、光触媒活性度、表面粗さ、及び被覆気孔率を達成するために、多くのPA自浄性被覆は、ゾル・ゲル法により堆積されてきた。典型的なゾル・ゲル法では、結晶化されていないコロイド状懸濁物を室温又は室温近辺で基体上に被覆し、次に加熱して結晶化被覆を形成する。例えば、米国特許第6,013,372号明細書には、金属酸化物の層中に光触媒粒子を混合し、その混合物をゾル・ゲル法により基体に適用することにより形成した親水性光触媒自浄性被覆が記載されている。   In order to achieve the desired levels of coating thickness, photocatalytic activity, surface roughness, and coating porosity described above, many PA self-cleaning coatings have been deposited by sol-gel methods. In a typical sol-gel process, an uncrystallized colloidal suspension is coated on a substrate at or near room temperature and then heated to form a crystallized coating. For example, US Pat. No. 6,013,372 discloses hydrophilic photocatalytic self-cleaning property formed by mixing photocatalyst particles in a metal oxide layer and applying the mixture to a substrate by a sol-gel method. A coating is described.

しかし、従来のゾル・ゲル法は、或る用途条件又は基体とは経済的に又は実際的に両立することができない。例えば、慣用的フロート法ガラス製造では、溶融金属浴中のフロート法ガラス帯は熱過ぎて、ゾルに用いた溶媒の蒸発又は化学反応のためゾルを受け入れることができない。更に、溶融金属浴の環境は、ゾルを適用するのに必要となるスプレー装置のような移動機械に対し助けとなるものではない。従って、ゾルは、典型的にはフロート法ガラス帯が溶融金属浴を出て、ほぼ室温まで冷却された後に適用されなければならない。次に被覆した帯を、その被覆を結晶化するのに充分な温度まで再加熱しなければならない。そのような冷却及び再加熱操作は、設備、エネルギー、取扱いコストの点で実質的な資本投入を必要とし、製造効率をかなり低下する。更に、ソーダ・石灰・シリカガラスのようなナトリウム含有基体を再加熱することは、基体中のナトリウムイオンを被覆の方へ移動させる機会を増大し、それは堆積した被覆の「ナトリウムイオン被毒」として従来言及されている。これらのナトリウムイオンが存在することは、自浄性被覆の光触媒活性度を低下するか又は無くすことがある。更に、ゾル・ゲル法は厚い被覆、例えば数μの厚い被覆を生ずるのが典型的であり、それは被覆された物品の光学的及び/又は美的性質に悪影響を与えることがある。典型的には、PA自浄性被覆の厚さが増大するに従って、被覆の光透過率及び反射率が、光学的干渉効果により一連の最少及び最大値を越えてしまう。被覆の反射及び透過光の色は、これらの光学的効果により変動する。このように、希望の自浄性を与えるのに充分な厚さの被覆が、望ましくない光学的性質を有することがある。   However, conventional sol-gel processes are not economically or practically compatible with certain application conditions or substrates. For example, in conventional float glass production, the float glass strip in the molten metal bath is too hot to accept the sol due to evaporation of the solvent used in the sol or chemical reaction. Furthermore, the molten metal bath environment does not help a moving machine such as a spray device that is required to apply the sol. Thus, the sol must typically be applied after the float glass strip exits the molten metal bath and is cooled to approximately room temperature. The coated strip must then be reheated to a temperature sufficient to crystallize the coating. Such cooling and reheating operations require substantial capital input in terms of equipment, energy, and handling costs and significantly reduce manufacturing efficiency. In addition, reheating sodium-containing substrates such as soda, lime, and silica glass increases the opportunity to move sodium ions in the substrate toward the coating, which is a “sodium ion poisoning” of the deposited coating. Conventionally mentioned. The presence of these sodium ions can reduce or eliminate the photocatalytic activity of the self-cleaning coating. Furthermore, the sol-gel process typically results in thick coatings, eg, several microns thick, which can adversely affect the optical and / or aesthetic properties of the coated article. Typically, as the thickness of the PA self-cleaning coating increases, the light transmission and reflectance of the coating exceeds a series of minimum and maximum values due to optical interference effects. The color of the reflected and transmitted light of the coating varies due to these optical effects. Thus, a coating that is thick enough to provide the desired self-cleaning properties may have undesirable optical properties.

従って、被覆、特に親水性被覆を有する製造物品を与え、それらの欠点の少なくとも幾つかを減少するか又は除いた物品を製造する方法を与えることが有利であろう。   Accordingly, it would be advantageous to provide a manufactured article having a coating, particularly a hydrophilic coating, and a method of manufacturing an article that reduces or eliminates at least some of those disadvantages.

本発明は、少なくとも一つの表面及び親水性被覆、特に表面の少なくとも一部分を覆って堆積した光誘導親水性被覆(下に定義する)を有する基体を含む製造物品に関する。被覆は、化学蒸着(chemical vapor deposition、今後CVDと呼ぶ)、噴霧熱分解(spray pyrolysis)、及び/又はマグネトロンスパッター蒸着(megnetron sputtered vacuum deposition、今後MSVDと呼ぶ)から選択された方法により堆積することができる。一つの態様として、被覆、例えば被覆の外側表面は、0nmに等しいか又はそれより大きく、4nmに等しいか又はそれより小さく、例えば3nmに等しいか又はそれより小さく、例えば2nmに等しいか又はそれより小さく、例えば1nmに等しいか又はそれより小さい範囲の根二乗平均粗さを有する。もし基体がフロート法ガラス帯であり、被覆がそのフロート法ガラス帯の製造中にCVDにより溶融錫浴中で蒸着されるならば、特に有利である。本発明の別の特別な態様として、光誘導親水性被覆は、0cm−1−1に等しいか又はそれより大きく、3×10−3cm−1−1に等しいか又はそれより小さく、例えば2×10−3cm−1−1に等しいか又はそれより小さい範囲内の光触媒活性度を有する。本発明の別の態様として、基体は、溶融金属浴中に位置するフロート法ガラス帯であり、光誘導親水性被覆は、0Åより大きく、500Åに等しいか又はそれより小さい範囲の厚さを有し、その光誘導親水性被覆は、化学蒸着により溶融金属浴中で蒸着されている。本発明は、そのような物品を製造する方法にも関する。 The present invention relates to an article of manufacture comprising a substrate having at least one surface and a hydrophilic coating, in particular a light-induced hydrophilic coating (defined below) deposited over at least a portion of the surface. The coating is deposited by a method selected from chemical vapor deposition (hereinafter referred to as CVD), spray pyrolysis, and / or magnetron sputtered vacuum deposition (hereinafter referred to as MSVD). Can do. In one embodiment, the outer surface of the coating, for example the coating, is equal to or greater than 0 nm, equal to or less than 4 nm, for example equal to or less than 3 nm, for example equal to or greater than 2 nm. It has a root mean square roughness that is small, for example in the range equal to or less than 1 nm. It is particularly advantageous if the substrate is a float glass strip and the coating is deposited in a molten tin bath by CVD during the production of the float glass strip. In another particular embodiment of the invention, the light-induced hydrophilic coating is equal to or greater than 0 cm −1 min −1 and less than or equal to 3 × 10 −3 cm −1 min −1 For example, it has a photocatalytic activity in a range equal to or less than 2 × 10 −3 cm −1 min− 1 . In another aspect of the invention, the substrate is a float glass strip located in a molten metal bath and the light-induced hydrophilic coating has a thickness in the range of greater than 0 mm and less than or equal to 500 mm. However, the light-induced hydrophilic coating is deposited in a molten metal bath by chemical vapor deposition. The invention also relates to a method of manufacturing such an article.

図1は、本発明の光誘導親水性被覆を上に堆積した基体の一部分の断面図(実物大ではない)である。FIG. 1 is a cross-sectional view (not to scale) of a portion of a substrate having a light-induced hydrophilic coating of the present invention deposited thereon. 図2は、フロート法ガラス製造のための溶融金属浴中のガラス帯に、本発明の半導体金属酸化物被覆を適用するための被覆過程を示す側面図(実物大ではない)である。FIG. 2 is a side view (not full scale) showing the coating process for applying the semiconductor metal oxide coating of the present invention to a glass strip in a molten metal bath for float glass production. 図3は、本発明の特徴を組込んだ絶縁ガラスユニットの側断面図(実物大ではない)である。FIG. 3 is a sectional side view (not to scale) of an insulating glass unit incorporating features of the present invention.

非常に薄い半導体金属酸化物被覆、例えば、0Åより大きく、500Åに等しいか又はそれより小さい程度の被覆は、光触媒自浄性を達成するのに典型的に用いられている被覆より薄く、その非常に薄い被覆の光触媒活性度が、有機汚染物を分解するのに自浄性被覆に典型的に望まれる活性度よりも低い場合でも、それらの親水性を維持することが全く思いがけなく発見された。即ち、測定可能又は商業的に許容可能な光触媒自浄性活性度を持つ程の充分な光活性性にはなっていないことがあるが薄い半導体金属酸化物被覆が維持する光活性性が、その被覆が親水性であるのには充分であることが発見された。この光誘導親水性は、曇り性を減少し且つ/又はその被覆物品をクリーニングし易くし、例えば、被覆してない物品よりも容易に汚れ及び/又は水滴斑点を拭い去ることを可能にする。更に、光誘導親水性は、水を薄膜化し、乾燥を早くし、水滴斑点を少なくする。なぜなら、水が液滴状になって斑点を残す傾向を持たなくなるからである。汚れも、手で被覆を拭うことなく、被覆を単に濯ぐだけで一層容易に除去することができる。更に、これら非常に薄い半導体金属酸化物被覆は、一層厚い光触媒自浄性被覆に伴われる望ましくない光学的問題を起こしにくい。これらの非常に薄い半導体金属酸化物被覆は、依然としてそれらの光誘導親水性を維持しながら、以前に考えられていたよりも遥かに滑らかで緻密に作ることができることも全く思いがけなく発見された。本発明の実施で用いることができる適当な半導体金属酸化物の一例は、チタンの酸化物である。   Very thin semiconducting metal oxide coatings, for example, coatings to the extent of greater than 0 and less than or equal to 500 are thinner than coatings typically used to achieve photocatalytic self cleaning. It has been discovered quite unexpectedly that the photocatalytic activity of thin coatings maintains their hydrophilicity even when they are lower than the activity typically desired for self-cleaning coatings to degrade organic contaminants. That is, the photoactivity maintained by the thin semiconductor metal oxide coating may not be sufficient photoactivity to have a measurable or commercially acceptable photocatalytic self-cleaning activity, but the coating Has been found to be sufficient to be hydrophilic. This light-induced hydrophilicity reduces haze and / or makes the coated article easier to clean, e.g. makes it easier to wipe off dirt and / or water spots than uncoated articles. Furthermore, the light-induced hydrophilicity makes water thinner, speeds drying, and reduces water droplet spots. This is because water has no tendency to form droplets and leave spots. Dirt can also be more easily removed by simply rinsing the coating without manually wiping the coating. In addition, these very thin semiconductor metal oxide coatings are less prone to the undesirable optical problems associated with thicker photocatalytic self-cleaning coatings. It has also been unexpectedly discovered that these very thin semiconducting metal oxide coatings can be made much smoother and more dense than previously thought while still maintaining their light-induced hydrophilicity. One example of a suitable semiconductor metal oxide that can be used in the practice of the present invention is an oxide of titanium.

一つの態様として、本発明は、基体の少なくとも一つの表面に、その表面の少なくとも一部分を覆ってCVD、噴霧熱分解、又はMSVDにより堆積した二酸化チタン被覆のような光誘導親水性半導体金属酸化物被覆を有する基体を与える。その被覆は、0Åより大きく、500Åに等しいか又はそれより小さく、例えば400Åに等しいか又はそれより小さく、例えば300Åに等しいか又はそれより小さい範囲の厚さを有し、被覆の外側表面は、一般に、0nmに等しいか又はそれより大きく、2nmに等しいか又はそれより小さく、例えば1.9nm以下、例えば1nm以下のRMS粗さを有することができる。約200Å以下の厚さを有する本発明の被覆の場合、その被覆表面は滑らかさを一層少なくすることができ、例えば5nm以下、例えば4.9nm以下、例えば4nm以下、例えば3nm以下、例えば2nm以下、例えば1nm以下のRMS粗さを有することができる。特別な態様として、基体は、溶融錫浴中に位置するフロート法ガラス帯(リボン)である。   In one aspect, the invention provides a light-induced hydrophilic semiconductor metal oxide such as a titanium dioxide coating deposited on at least one surface of a substrate over at least a portion of the surface by CVD, spray pyrolysis, or MSVD. A substrate having a coating is provided. The coating has a thickness in the range of greater than 0 mm, equal to or less than 500 mm, for example equal to or less than 400 mm, for example equal to or less than 300 mm, and the outer surface of the coating is In general, it can have an RMS roughness equal to or greater than 0 nm, equal to or smaller than 2 nm, for example 1.9 nm or less, for example 1 nm or less. In the case of the coating of the present invention having a thickness of about 200 mm or less, the coating surface can be made even less smooth, for example 5 nm or less, for example 4.9 nm or less, for example 4 nm or less, for example 3 nm or less, for example 2 nm or less. For example, it can have an RMS roughness of 1 nm or less. As a special embodiment, the substrate is a float glass strip (ribbon) located in a molten tin bath.

一つの態様として、本発明は、少なくとも一つの表面、及びその少なくとも一つの表面の少なくとも一部分に直接堆積した光誘導親水性被覆を有するフロート法ガラス帯からなる物品を与える。光誘導親水性被覆は、溶融金属浴中のフロート法ガラス帯上に直接堆積することができる。   In one embodiment, the present invention provides an article comprising a float glass strip having at least one surface and a light-induced hydrophilic coating directly deposited on at least a portion of the at least one surface. The light-induced hydrophilic coating can be deposited directly on a float glass strip in a molten metal bath.

本発明は、少なくとも一つの表面、及びその少なくとも一つの表面の少なくとも一部分を覆って堆積した光誘導親水性被覆を有する基体からなる物品も与える。基体は溶融金属浴中に位置するフロート法ガラス帯でもよく、光誘導親水性被覆は500Å以下の厚さを持つことができ、光誘導親水性被覆は溶融金属浴中で化学蒸着により少なくとも一つの表面を覆って蒸着することができる。   The present invention also provides an article comprising a substrate having at least one surface and a light-induced hydrophilic coating deposited over at least a portion of the at least one surface. The substrate may be a float glass strip located in the molten metal bath, the light-induced hydrophilic coating may have a thickness of 500 mm or less, and the light-induced hydrophilic coating is at least one by chemical vapor deposition in the molten metal bath. It can be deposited over the surface.

本発明は、更に、少なくとも一つの表面、及びその少なくとも一つの表面の少なくとも一部分を覆って堆積した光誘導親水性被覆を有する基体からなる物品を与える。光誘導親水性被覆は、500℃〜1200℃の範囲の温度で化学蒸着により蒸着することができ、その光誘導親水性被覆は、500Å以下の厚さを有することができる。   The invention further provides an article comprising a substrate having at least one surface and a light-induced hydrophilic coating deposited over at least a portion of the at least one surface. The light-induced hydrophilic coating can be deposited by chemical vapor deposition at a temperature in the range of 500 ° C. to 1200 ° C., and the light-induced hydrophilic coating can have a thickness of 500 mm or less.

基体の少なくとも一部分を覆う光誘導親水性被覆を形成するための方法を与える。その方法は、第一表面及び第二表面を有する基体を与え、それらの表面の少なくとも一方は中に錫が拡散しており、前記表面の少なくとも一方の上に、化学蒸着、噴霧熱分解、マグネトロンスパッター真空蒸着から選択された方法により被覆装置から金属酸化物前駆物質を堆積し、そして前記金属酸化物前駆物質を分解するのに充分な温度へ前記基体を加熱し、2nm以下の根二乗平均粗さを有する光誘導親水性被覆を形成することを含む。   A method is provided for forming a light-induced hydrophilic coating covering at least a portion of a substrate. The method provides a substrate having a first surface and a second surface, wherein at least one of the surfaces has tin diffused therein, chemical vapor deposition, spray pyrolysis, magnetron on at least one of the surfaces. Deposit a metal oxide precursor from the coating apparatus by a method selected from sputter vacuum deposition, and heat the substrate to a temperature sufficient to decompose the metal oxide precursor to obtain a root mean square roughness of 2 nm or less. Forming a light-induced hydrophilic coating having a thickness.

基体の少なくとも一部分を覆って光誘導親水性被覆を形成する別の方法は、溶融金属浴中のフロート法ガラス帯を与え、前記ガラス帯の一番上の表面に化学蒸着により直接被覆装置から金属酸化物前駆物質材料を蒸着し、そして前記ガラス帯を前記金属酸化物前駆物質材料を分解するのに充分な温度へ加熱し、光誘導親水性被覆を形成することからなる。   Another method of forming a light-induced hydrophilic coating over at least a portion of a substrate is to provide a float glass strip in a molten metal bath and the metal directly from the coating apparatus by chemical vapor deposition on the top surface of the glass strip. Depositing an oxide precursor material and heating the glass strip to a temperature sufficient to decompose the metal oxide precursor material to form a light-induced hydrophilic coating.

基体の少なくとも一部分を覆って光誘導親水性被覆を形成する更に別の方法は、少なくとも一つの表面を有する基体を与え、前記少なくとも一つの表面の少なくとも一部分を覆う金属酸化物前駆物質材料をCVD被覆装置により蒸着し、前記基体を400℃〜1200℃の範囲の温度に加熱して前記金属酸化物前駆物質材料を分解し、光誘導親水性被覆を形成し、然も、光誘導親水性被覆が500Å以下の厚さを有するのに充分な前駆物質材料を与えることからなる。   Yet another method of forming a light-induced hydrophilic coating over at least a portion of a substrate provides a substrate having at least one surface and a CVD coating of a metal oxide precursor material covering at least a portion of the at least one surface. Vapor deposition by apparatus and heating the substrate to a temperature in the range of 400 ° C. to 1200 ° C. to decompose the metal oxide precursor material to form a light-induced hydrophilic coating, Providing sufficient precursor material to have a thickness of 500 mm or less.

本発明は、本発明の方法により形成された物品にも関する。   The present invention also relates to an article formed by the method of the present invention.

ここで用いられる「内側(inner)」、「外側(outer)」、「より上に(above)」、「より下に(below)」、「一番上(top)」、「底(bottom)」、等のような空間又は方向的用語は、図面に示されているような本発明に関する。しかし、本発明は、種々の別な配向を取ることもでき、従ってそのような用語は限定するものとして考えるべきではないことは理解されるであろう。更に、本明細書及び特許請求の範囲の範囲で用いられている大きさ、物理的特徴、処理パラメーター、成分量、反応条件等を表現する全ての数字は、どの場合でも用語「約」によって修正できるものとして理解すべきである。従って、反対のことが指示されていない限り、次の明細書及び特許請求の範囲中に記載された数値は大略のものであり、本発明によって得られるように求められる希望の性質に依存して変化させることができるものである。最低限、特許請求の範囲と同等の教義の適用を制限する試みとしではなく、各数値は、少なくとも多数の報告された重要な数値を参照し、通常の端数を丸める方法を適用することにより与えられたものと見做すべきである。更に、ここに記載した多くの範囲は、その中に含まれるどのような小さい範囲でも全て包含されるものと理解すべきである。例えば、「1〜10」と述べた範囲は、1の最低値と10の最大値の間に入る(それらの数値をも含めて)どのような小さい範囲でも全て包含するものと考えるべきである。即ち、1以上の最低値で始まり、10以下の最大値で終わる全ての小範囲、例えば5.5〜10のような範囲が含まれる。更に、ここで用いられる用語「を覆って堆積した(deposited over)」又は「を覆って与えた(provided over)」とは、上ではあるが必ずしも表面と接触していないで堆積又は与えられていることを意味する。例えば、基体「を覆って堆積した」被覆とは、堆積した被覆と基体との間に位置する同じか又は異なる組成物の一つ以上の他の被覆フイルムが存在することを排除するものではない。更に、ここに記載する全ての%は、反するものが指示されていない限り、「重量」による。ここで論ずる全ての光触媒活性度値は、参考としてここに入れる米国特許第6,027,766号明細書に記載されている慣用的ステアリン酸試験によって決定されたものである。全ての根二乗平均粗さの値は、1μmの表面積に亙って原子力顕微鏡により根二乗平均(RMS)を測定することにより決定できるものである。更に、ここに「参考として入れてある」ものとして言及されている文献は、その全体を組込んでいるものと理解されたい。 "Inner", "outer", "above", "below", "top", "bottom" used here ”, Etc., relates to the present invention as shown in the drawings. However, it will be understood that the invention may take a variety of other orientations and therefore such terms should not be considered limiting. In addition, all numbers representing sizes, physical characteristics, processing parameters, component amounts, reaction conditions, etc. used in the specification and claims are, in each case, modified by the term “about”. It should be understood as possible. Accordingly, unless stated to the contrary, the numerical values set forth in the following specification and claims are approximate and depend on the desired properties sought to be obtained by the present invention. It can be changed. At a minimum, rather than trying to limit the application of doctrine equivalent to the claims, each number is given by referring to at least a number of reported significant numbers and applying the usual rounding method. Should be regarded as being Further, it should be understood that many of the ranges described herein are encompassed by any and all small ranges contained therein. For example, a range stated as “1-10” should be considered to encompass any small range that falls between the lowest value of 1 and the highest value of 10 (including those values). . That is, all small ranges starting with a minimum value of 1 or more and ending with a maximum value of 10 or less, for example, a range such as 5.5-10 are included. Furthermore, as used herein, the term “deposited over” or “provided over” means deposited or applied above but not necessarily in contact with the surface. Means that For example, a coating “deposited over” a substrate does not exclude the presence of one or more other coating films of the same or different composition located between the deposited coating and the substrate. . Further, all percentages stated herein are by “weight” unless otherwise indicated. All photocatalytic activity values discussed herein were determined by the conventional stearic acid test described in US Pat. No. 6,027,766, incorporated herein by reference. Values of all the root mean square roughness is to be determined by measuring the root mean square of the (RMS) by atomic force microscopy over a surface area of 1 [mu] m 2. Further, it is to be understood that documents referred to herein as “incorporated by reference” are incorporated in their entirety.

次に図1に関し、そこには本発明の特徴を有する物品20が示されている。物品20は、表面21を有する基体22を有し、その表面21の少なくとも一部分を覆って本発明の光誘導親水性(今後PHと呼ぶ)被覆24が堆積している。ここで用いる用語「光誘導親水性被覆」(photo-induced hydrophilic coating)とは、光活性化親水性である物質又は被覆を指す。「光活性化親水性(photoactively hydrophilic)」とは、被覆表面上の水滴の接触角が、その被覆を電磁波に露出した結果として、時間と共に減少する被覆を意味する。例えば接触角は15°より小さい値、例えば10°より小さい値まで減少し、超親水性になることができ、例えば、PH被覆表面で24W/mの強度を有するように配置した、オハイオ州クリーブランドのQ−パネル社(Q-Panel Co.)から(商標名)UVA340として販売されている光源からの紫外線に60分露出した後、5°に等しいか又はそれより小さく、例えば4°に等しいか又はそれより小さく、例えば35°に等しいか又はそれより小さい値まで減少する。接触角は、その光源に一層長く露出するか、又は異なった光源及び/又は異なった照明強度に露出すると、更に、例えば2°に等しいか又はそれより小さく、例えば1°に等しいか又はそれより小さい値にまで低下することができる。 Referring now to FIG. 1, there is shown an article 20 having features of the present invention. The article 20 has a substrate 22 having a surface 21 with a light-induced hydrophilic (hereinafter referred to as PH) coating 24 of the present invention deposited over at least a portion of the surface 21. As used herein, the term “photo-induced hydrophilic coating” refers to a substance or coating that is photo-activated hydrophilic. “Photoactively hydrophilic” means a coating in which the contact angle of a water droplet on the coating surface decreases with time as a result of exposing the coating to electromagnetic waves. For example, the contact angle can be reduced to a value less than 15 °, eg, less than 10 °, can be superhydrophilic, eg, ohio, arranged to have a strength of 24 W / m 2 on the PH coated surface After 60 minutes of exposure to UV light from a light source sold as QA-Panel Co. (trade name) UVA 340 by Cleveland Co., equal to or less than 5 °, eg equal to 4 ° Or less, for example, to a value equal to or less than 35 °. If the contact angle is exposed to the light source longer or exposed to a different light source and / or different illumination intensity, it is further, for example, equal to or less than 2 °, for example equal to or greater than 1 °. It can be reduced to small values.

本発明に対する限定と考えるべきものではないが、本発明のPH被覆は光活性であるか又は光活性のように挙動すると考えられる。用語「光活性」又は「光活性的に」とは、特定の周波数の輻射線で照射した時、ホール・電子対を光発生することを指すことは当業者には認められるであろう。本発明の実施で有用な光活性物質の例には、半導体金属酸化物が含まれる。光活性的に親水性になるが、被覆24は必ずしもそれが自浄性になる程度まで光触媒性でなくてもよく、即ち、合理的又は経済的に有用な時間内で被覆表面上の汚れのような有機物質を分解するのに充分な程光触媒性でなくてもよい。   While not to be considered as a limitation on the present invention, the PH coating of the present invention is believed to be photoactive or behave like a photoactive. It will be appreciated by those skilled in the art that the term “photoactive” or “photoactively” refers to photogenerating a hole-electron pair when irradiated with radiation of a particular frequency. Examples of photoactive materials useful in the practice of the present invention include semiconductor metal oxides. Although photoactively hydrophilic, the coating 24 need not necessarily be photocatalytic to the extent that it is self-cleaning, i.e., as a stain on the coating surface in a reasonably or economically useful time. It may not be photocatalytic enough to decompose the organic material.

本発明の広い実施の態様として、基体22は希望の光学的特性を有するどのような希望の材料からなっていてもよい。例えば、基体22は可視光線に透明であってもよい。「透明」とは、0%より大きく、100%までの基体22を通る透過率を有することを意味する。「可視光」とは、395nm〜800nmの範囲の電磁波エネルギーを意味する。別法として、基体22は「半透明」又は「透明」にすることができる。「半透明」とは、電磁波エネルギー(例えば、可視光)を通過させるが、他の側の目的物がはっきりとは見えない位にそれを拡散させることを意味する。「不透明」とは、可視光透過率が0%であることを意味する。基体22のための適当な材料には、プラスチック〔例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、又はそれらを製造するための単量体の共重合体、又はそれらの混合物〕、セラミック、又はガラスが含まれる。ガラスはどのような種類のものでもよく、例えば、慣用的フロート法ガラス又は平板ガラスでもよく、どのような光学的性質、例えば、可視光透過率、紫外線透過率、赤外線透過率、及び/又は全太陽エネルギー透過率のどのような値でも、それを持っているどのような組成物からなっていてもよい。「フロート法ガラス」とは、溶融ガラスが溶融金属浴上に乗せられ、制御しながら冷却してフロート法ガラス帯を形成する慣用的フロート法により形成されるガラスを意味する。帯は、次に希望に応じ、切断し且つ/又は成形し且つ/又は熱処理する。フロート法ガラスの例は、米国特許第4,466,562号及び第4,671,155号明細書に記載されている。例えば、ガラスは慣用的ソーダ・石灰・珪酸塩ガラス、硼珪酸塩ガラス、又は鉛ガラスでもよい。ガラスは、「透明ガラス」、即ち無色又は非着色ガラスでもよい。別法として、ガラスは色づいているか又は別に着色したガラスでもよい。ガラスは非強化、熱処理、又は熱強化ガラスでもよい。ここで用いる用語「熱強化(heat strengthened)」とは、アニール、急冷強化(temper)、又は少なくとも部分的に急冷強化したことを意味する。本発明に対する限定ではないが、基体12のために適したガラスの例は、米国特許第4,746,347号、第4,792,536号、第5,240,886号、第5,385,872号、及び第5,393,593号明細書(これらは参考のためここに入れてある)に記載されている。基体22は、どのような希望の大きさ、例えば長さ、幅、形、又は厚さのものでもよい。例えば、幾つか名前を上げると、基体22は、建築窓のガラス板、明かり取り窓、絶縁性ガラスユニットの一枚のガラス板、又は慣用的自動車風防ガラスのための積層体、横又は後部窓、サンルーフ、又は航空機透明体でもよい。   As a broad embodiment of the present invention, the substrate 22 may be composed of any desired material having the desired optical properties. For example, the substrate 22 may be transparent to visible light. “Transparent” means having a transmission through the substrate 22 of greater than 0% and up to 100%. “Visible light” means electromagnetic energy in the range of 395 nm to 800 nm. Alternatively, the substrate 22 can be “translucent” or “transparent”. “Translucent” means passing electromagnetic energy (eg, visible light), but diffusing it to a point where the object on the other side is not clearly visible. “Opaque” means that the visible light transmittance is 0%. Suitable materials for the substrate 22 include plastics (eg, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyurethane, polyethylene terephthalate (PET), or copolymer of monomers to produce them, or mixtures thereof), Ceramic or glass is included. The glass can be of any type, for example, conventional float glass or flat glass, and any optical properties such as visible light transmission, ultraviolet transmission, infrared transmission, and / or total Any value of solar energy transmittance may consist of any composition having it. “Float glass” means glass formed by a conventional float method in which molten glass is placed on a molten metal bath and cooled under control to form a float glass band. The strip is then cut and / or molded and / or heat treated as desired. Examples of float glass are described in US Pat. Nos. 4,466,562 and 4,671,155. For example, the glass may be conventional soda / lime / silicate glass, borosilicate glass, or lead glass. The glass may be “transparent glass”, ie colorless or non-colored glass. Alternatively, the glass may be colored or otherwise colored glass. The glass may be unstrengthened, heat treated, or heat tempered glass. As used herein, the term “heat strengthened” means annealed, tempered, or at least partially quenched. While not limiting to the present invention, examples of glasses suitable for the substrate 12 include U.S. Pat. Nos. 4,746,347, 4,792,536, 5,240,886, and 5,385. 872, and 5,393,593, which are hereby incorporated by reference. The substrate 22 can be of any desired size, eg, length, width, shape, or thickness. For example, to name a few, the substrate 22 can be a glass plate of an architectural window, a light window, a single glass plate of an insulating glass unit, or a laminate for conventional windshields, side or rear windows. , Sunroof or aircraft transparency.

PH被覆24は、図1に示したように、基体22の表面21の上に直接、即ち表面接触させて堆積してもよい。ソーダ・石灰・シリカガラスのようなナトリウム含有基体を用いた場合でも、本発明の非常に薄いPH被覆は、その被覆が下に記載する浴中法により適用された時でもその基体中のナトリウムにより非親水性にされることはないことが判明している。従って、ガラスと本発明のPH被覆との間にナトリウム障壁層を用いることなく、ソーダ・石灰・シリカガラスのクリーニングをし易くすることができる。場合により、そのような障壁層を用いてもよい。   The PH coating 24 may be deposited directly on the surface 21 of the substrate 22, ie, in surface contact, as shown in FIG. Even when using sodium-containing substrates such as soda, lime, and silica glass, the very thin PH coating of the present invention is due to the sodium in the substrate even when the coating is applied by the in-bath process described below. It has been found that it is not rendered non-hydrophilic. Therefore, soda, lime, and silica glass can be easily cleaned without using a sodium barrier layer between the glass and the PH coating of the present invention. In some cases, such a barrier layer may be used.

別法として、下に記載するように、PH被覆24と基体22との間に、一つ以上の他の層又は被覆、即ち、一つ以上の機能性被覆(例えば、反射防止被覆)又はナトリウムイオン拡散障壁層を介在させることができる。例えば、PH被覆24を、基体22上に存在する被覆の多層積層体の外側、即ち、一番外側の層にしてもよく、或はPH被覆24を、そのような多層積層体中の一番外側の層以外の層の一つとして埋め込んでもよい。「外側層」とは、光活性親水性になるのに充分であるが、必ずしも光触媒性になるとは限らない光活性度を有する被覆を与えるのに充分な励起電磁波、例えば、紫外線を受ける層を意味する。好ましくは、PH被覆24は、基体22上の一番外側の被覆である。   Alternatively, as described below, between the PH coating 24 and the substrate 22, one or more other layers or coatings, ie, one or more functional coatings (eg, anti-reflection coatings) or sodium An ion diffusion barrier layer can be interposed. For example, the PH coating 24 may be the outer, ie, outermost, layer of a coating multilayer stack present on the substrate 22, or the PH coating 24 may be the outermost layer in such a multilayer stack. It may be embedded as one of the layers other than the outer layer. An “outer layer” is a layer that receives sufficient excitation electromagnetic waves, eg, ultraviolet radiation, to provide a coating with photoactivity sufficient to become photoactive hydrophilic, but not necessarily photocatalytic. means. Preferably, the PH coating 24 is the outermost coating on the substrate 22.

上で論じたように、PH被覆24は、従来知られていた自浄性被覆の程度のレベルの光触媒活性度を持つ必要はない。例えば、PH被覆24は、0cm−1−1に等しいか又はそれより大きく、5×10−3cm−1−1±2×10−3cm−1−1に等しいか又はそれより小さく、例えば4×10−3cm−1−1に等しいか又はそれより小さく、例えば3×10−3cm−1−1±2×10−3cm−1−1に等しいか又はそれより小さく、例えば2×10−3cm−1−1±2×10−3cm−1−1に等しいか又はそれより小さい範囲内の光触媒活性度を有することができる。 As discussed above, the PH coating 24 need not have a photocatalytic activity at a level comparable to previously known self-cleaning coatings. For example, the PH coating 24 is equal to or greater than 0 cm −1 min− 1 and is equal to or greater than 5 × 10 −3 cm −1 min− 1 ± 2 × 10 −3 cm −1 min− 1. Small, for example equal to or less than 4 × 10 −3 cm −1 min− 1 , for example equal to 3 × 10 −3 cm −1 min− 1 ± 2 × 10 −3 cm −1 min− 1 , or It can have a photocatalytic activity that is less than, for example, in a range equal to or less than 2 × 10 −3 cm −1 min− 1 ± 2 × 10 −3 cm −1 min− 1 .

PH被覆24は、光活性親水性を持ち、CVD法、噴霧熱分解法、又はMSVD法により堆積することができるどのような被覆材料でも含むことができる。例えば、本発明を限定するものではないが、PH被覆24は、一種類以上の金属酸化物、金属合金酸化物、又は半導体金属酸化物又は金属合金酸化物、例えば、チタン酸化物、珪素酸化物、アルミニウム酸化物、鉄酸化物、銀酸化物、コバルト酸化物、クロム酸化物、銅酸化物、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、亜鉛酸化物、亜鉛/錫合金酸化物、錫酸亜鉛、チタン酸ストロンチウム、及びそれらの混合物又は組合せを含むことができるが、それらに限定されるものではない。金属酸化物及び/又は金属合金酸化物には、金属の酸化物、超酸化物、又は亜酸化物が含まれる。   The PH coating 24 can comprise any coating material that is photoactive hydrophilic and can be deposited by CVD, spray pyrolysis, or MSVD. For example, without limiting the invention, the PH coating 24 may be one or more metal oxides, metal alloy oxides, or semiconductor metal oxides or metal alloy oxides, such as titanium oxide, silicon oxide. Aluminum oxide, iron oxide, silver oxide, cobalt oxide, chromium oxide, copper oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, zinc oxide, zinc / tin alloy oxide, zinc stannate, titanic acid It can include, but is not limited to, strontium, and mixtures or combinations thereof. Metal oxides and / or metal alloy oxides include metal oxides, superoxides, or suboxides.

本発明の実施で特に有用なPH被覆24の一つの例は、二酸化チタンである。二酸化チタンは、無定形及び三種類の結晶形態、即ち、アナターゼ、ルチル、及びブルッカイト結晶形態として存在している。アナターゼ相二酸化チタンは、化学的侵食に対する優れた抵抗性及び優れた物理的耐久性を持ちながら、強い光活性親水性を示す。二酸化チタンのルチル相は、光活性親水性を示すこともできる。アナターゼ及び/又はルチル及び/又はブルッカイト及び/又は無定形相の混合物又は組合せも、その組合せが光活性親水性を示す限り、本発明で許容することができる。   One example of a PH coating 24 that is particularly useful in the practice of the present invention is titanium dioxide. Titanium dioxide exists in amorphous and three crystalline forms: anatase, rutile, and brookite crystal forms. Anatase phase titanium dioxide exhibits strong photoactive hydrophilicity while having excellent resistance to chemical erosion and excellent physical durability. The rutile phase of titanium dioxide can also exhibit photoactive hydrophilicity. Mixtures or combinations of anatase and / or rutile and / or brookite and / or amorphous phase are acceptable in the present invention as long as the combination exhibits photoactive hydrophilicity.

PH被覆24は、許容可能なレベルの光活性親水性を与えるのに充分な厚さを持つべきである。PH被覆24を「許容可能」又は「許容不可能」にする絶対的値は存在しない。なぜなら、PH被覆が許容可能なレベルの光活性親水性を有するか否かは、そのPH被覆物品を用いる目的及び条件、及びその目的に合うように選択された性能基準に大きく依存して変化するからである。しかし、上で論じたように、光活性親水性を達成するPH被覆24の厚さは、従来の商業的に許容可能なレベルの光触媒自浄性活性度を達成するのに必要とされていた厚さよりも遥かに小さくすることができる。例えば、PH被覆24は、10Å〜5000Åの範囲の厚さを有することができ、この範囲で厚い方の被覆は、光触媒自浄性活性度のみならず親水性も有することができる。この範囲で被覆が薄くなるにつれて、光触媒自浄性活性度は低下するのが典型的である。被覆の厚さが、50Å〜3000Å、例えば100Å〜1000Å、例えば200Å〜500Å、例えば200Å〜300Åのような範囲で減少するにつれて、光触媒自浄性活性度は測定できなくなることがあるが、選択された電磁波の存在下で親水性は依然として存在する。基体22が一枚のフロート法ガラスであり、PH被覆24が、その一枚のフロート法ガラスを覆ってCVD法により直接形成された幾らかのアナターゼ二酸化チタンPH被覆を有する場合、200Å〜300Åの厚さで、PH被覆表面で24W/mの強度を有するUVA−340光源からの紫外線にそのPH被覆を露出した場合、ステアリン酸試験フイルムの除去に対し、0〜2×10−3cm−1−1±2×10−3cm−1−1、例えば、1.8×10−3cm−1−1〜2.8×10−3cm−1−1の範囲の光触媒活性度を与えることが見出されている。このPH被覆は、この同じ紫外線下で超親水性にもなり、UVA−340光源に60分露出した後、4°±2°〜7°±2°の範囲の水滴接触角を持っていた。被覆はその全領域に亙って均一な厚さになっていなくてもよいことは、当業者に認められるであろう。従って、ここで論ずる厚さの値は、全被覆に亙る平均の厚さと考えるべきである。 The PH coating 24 should have a thickness sufficient to provide an acceptable level of photoactive hydrophilicity. There is no absolute value to make the PH coating 24 “acceptable” or “unacceptable”. This is because whether a PH coating has an acceptable level of photoactive hydrophilicity varies greatly depending on the purpose and conditions for using the PH coated article and the performance criteria selected to meet that purpose. Because. However, as discussed above, the thickness of the PH coating 24 that achieves photoactive hydrophilicity is the thickness required to achieve a conventional commercially acceptable level of photocatalytic self-cleaning activity. It can be much smaller than that. For example, the PH coating 24 can have a thickness in the range of 10 to 5000 mm, and the thicker coating in this range can have hydrophilicity as well as photocatalytic self-cleaning activity. As the coating becomes thinner in this range, the photocatalytic self-cleaning activity typically decreases. As the thickness of the coating decreases in a range such as 50 to 3000 mm, such as 100 to 1000 mm, such as 200 to 500 mm, such as 200 to 300 mm, the photocatalytic self-cleaning activity may not be measurable, but was selected Hydrophilicity still exists in the presence of electromagnetic waves. If the substrate 22 is a piece of float glass and the PH coating 24 has some anatase titanium dioxide PH coat formed directly by CVD over the piece of float glass, then 200 to 300 inches. When the PH coating is exposed to UV light from a UVA-340 light source having a thickness of 24 W / m 2 at the PH coated surface, 0-2 × 10 −3 cm for removal of the stearic acid test film. 1 min- 1 ± 2 × 10 −3 cm −1 min− 1 , for example, a photocatalyst in the range of 1.8 × 10 −3 cm −1 min− 1 to 2.8 × 10 −3 cm −1 min− 1. It has been found to provide activity. This PH coating also became superhydrophilic under this same UV light and had a water droplet contact angle in the range of 4 ° ± 2 ° to 7 ° ± 2 ° after 60 minutes exposure to a UVA-340 light source. One skilled in the art will recognize that the coating need not be of uniform thickness throughout its entire area. Therefore, the thickness values discussed here should be considered as the average thickness over the entire coating.

本発明の別の態様として、本発明のPH被覆24の外側表面は、以前の親水性自浄性被覆よりも遥かに滑らかにすることができるが、依然としてその光活性親水性を維持している。例えば、被覆24、特にその被覆の一番上、即ち外側表面は、200Å〜300Åのような上記範囲内で薄い被覆の場合でさえも、0nmに等しいか又はそれより大きく、5nmより小さい範囲のRMS粗さを有することができ、例えば、4.9nmに等しいか又はそれより小さく、例えば、4nmに等しいか又はそれより小さく、例えば、3nmに等しいか又はそれより小さく、例えば、2nmに等しいか又はそれより小さく、例えば、1nmに等しいか又はそれより小さく、例えば、0.3nm〜0.7nmのRMS粗さを持つことができる。例えば、直ぐ上で論じた200Å〜300ÅのPH被覆は、原子力顕微鏡で測定して、0.55nm〜0.65nmのRMS表面粗さを持っていた。   As another aspect of the present invention, the outer surface of the PH coating 24 of the present invention can be made much smoother than previous hydrophilic self-cleaning coatings, but still maintain its photoactive hydrophilicity. For example, the coating 24, particularly the top or outer surface of the coating, is in the range of less than 5 nm, equal to or greater than 0 nm, even for thin coatings within the above range, such as 200 to 300 mm. Can have an RMS roughness, for example equal to or less than 4.9 nm, for example equal to or less than 4 nm, for example equal to or less than 3 nm, for example equal to 2 nm Or, for example, it can have an RMS roughness equal to or less than 1 nm, for example 0.3 nm to 0.7 nm. For example, the 200 to 300 PH PH coating discussed immediately above had an RMS surface roughness of 0.55 to 0.65 nm as measured with an atomic force microscope.

本発明の更に別の態様として、PH被覆24は、低い可視光反射率を持つことができる。ここで用いる「可視光反射率」は、慣用的色度座標指定(R)Y(照明C、観察者角度2°)に言及している。例えば、PH被覆物品は、10%〜25%、例えば、15%〜25%、例えば、19%〜24%、例えば、15%〜22%、例えば、25%に等しいか又はそれより小さく、例えば、23%に等しいか又はそれより小さく、例えば、20%に等しいか又はそれより小さい範囲の可視光反射率を有することができる。 As yet another aspect of the present invention, the PH coating 24 can have a low visible light reflectivity. As used herein, “visible light reflectance” refers to conventional chromaticity coordinate designation (R 1 ) Y (lighting C, observer angle 2 °). For example, the PH-coated article is 10% to 25%, such as 15% to 25%, such as 19% to 24%, such as 15% to 22%, such as 25% or less, such as , 23% or less, for example having a visible light reflectivity in the range equal to or less than 20%.

本発明の更に別の態様として、PH被覆24は、以前の親水性自浄性被覆よりも緻密に作ることができる。例えば、PH被覆24は、実質的に非多孔性にすることができる。「実質的に非多孔性」とは、被覆を従来のフッ化水素酸液滴試験に耐えることができるように、被覆が充分緻密であることを意味する。その液滴試験では、0.5体積%のフッ化水素酸(HF)水溶液の2滴を被覆試料の上に乗せ、その試料の上に慣用的実験室用時計皿を室温で8分間かぶせておく。8分後、時計皿を取り除き、被覆を損傷について調べる。本発明の緻密なPH被覆24は、従来の一層多孔性の自浄性被覆よりも化学侵食に対し下の基体を一層よく保護し、従来のゾル・ゲル法により適用した自浄性被覆よりも一層堅く、一層傷付きにくくなっている。   As yet another aspect of the present invention, the PH coating 24 can be made denser than previous hydrophilic self-cleaning coatings. For example, the PH coating 24 can be substantially non-porous. “Substantially non-porous” means that the coating is sufficiently dense so that the coating can withstand a conventional hydrofluoric acid drop test. In the drop test, two drops of 0.5% by volume hydrofluoric acid (HF) aqueous solution were placed on the coated sample, and a conventional laboratory watch glass was placed on the sample for 8 minutes at room temperature. deep. After 8 minutes, remove the watch glass and inspect the coating for damage. The dense PH coating 24 of the present invention better protects the underlying substrate against chemical erosion than conventional more porous self-cleaning coatings and is stiffer than conventional self-cleaning coatings applied by the sol-gel method. It is even more difficult to get scratched.

本発明に従い、10Å〜500Å、例えば、400Åに等しいか又はそれより小さく、例えば、200Å〜300Åの範囲の厚さを有するPH被覆は、噴霧熱分解、CVD、又はMSVDのいずれか一つ以上により基体22上に形成することができる。噴霧熱分解法では、有機又は金属含有前駆物質を水性懸濁物、例えば、水性溶液として運び、CVD法ではキャリヤーガス、例えば、窒素ガスに入れて運び、基体22の表面の方へ送る。同時に基体22は、その基体22の上で前駆物質を分解し、PH被覆24を形成させるのに充分な高さの温度にする。MSVD法では、金属含有カソードターゲットを、不活性雰囲気又は酸素含有雰囲気中で減圧下でスパッターし、基体22を覆うスパッター被覆を蒸着させる。基体22は、被覆中又は被覆後加熱し、スパッター被覆の結晶化を起こし、PH被覆24を形成する。慣用的噴霧熱分解、CVD、及びMSVD法は当業者によく理解されており、従って、ここで詳細に記述しなくても良いであろう。   In accordance with the present invention, a PH coating having a thickness in the range of 10 to 500 mm, for example, less than or equal to 400 mm, for example 200 to 300 mm, is obtained by any one or more of spray pyrolysis, CVD, or MSVD. It can be formed on the substrate 22. In the spray pyrolysis method, the organic or metal-containing precursor is carried as an aqueous suspension, eg, an aqueous solution, and in the CVD method, it is carried in a carrier gas, eg, nitrogen gas, and directed toward the surface of the substrate 22. At the same time, the substrate 22 is brought to a temperature high enough to decompose the precursor on the substrate 22 and form a PH coating 24. In the MSVD method, a metal-containing cathode target is sputtered under reduced pressure in an inert atmosphere or an oxygen-containing atmosphere, and a sputter coating covering the substrate 22 is deposited. The substrate 22 is heated during or after coating to cause crystallization of the sputter coating to form a PH coating 24. Conventional spray pyrolysis, CVD, and MSVD methods are well understood by those skilled in the art and, therefore, may not be described in detail here.

それらの方法の各々が、被覆24の希望の特性及びガラス製造方法の種類に依存して利点及び欠点を有する。例えば、慣用的フロート法ガラス製造では、溶融ガラスを溶融金属(錫)浴中の溶融金属、例えば錫のプールの上へ注ぎ、連続的フロート法ガラス帯を形成する。錫浴中のフロート法ガラス帯の温度は、一般に浴の導入端部での1203℃(2200°F)から浴の出口端部での592℃(1100°F)までの範囲にある。フロート法ガラス帯はその錫浴から取り出し、徐冷炉中でアニールし、即ち制御しながら冷却し、然る後、希望の長さ及び幅のガラスシートに切断する。錫浴と徐冷炉(annealing lehr)との間のフロート法ガラス帯の温度は、480℃(896°F)〜580℃(1076°F)の範囲にあり、徐冷炉中のフロート法ガラス帯の温度は、204℃(400°F)〜557℃(1035°F)ピークの範囲内にあるようにすることができる。米国特許第4,466,562号及び第4,671,155号明細書(参考のためここに入れてある)は、フロート法ガラス製造についての検討を与えている。   Each of these methods has advantages and disadvantages depending on the desired properties of the coating 24 and the type of glass manufacturing method. For example, in conventional float glass manufacturing, molten glass is poured onto a pool of molten metal, such as tin, in a molten metal (tin) bath to form a continuous float glass strip. The temperature of the float glass strip in the tin bath generally ranges from 1203 ° C. (2200 ° F.) at the inlet end of the bath to 592 ° C. (1100 ° F.) at the outlet end of the bath. The float glass strip is removed from the tin bath, annealed in a slow cooling furnace, ie, controlled to cool, and then cut into glass sheets of the desired length and width. The temperature of the float glass strip between the tin bath and the annealing lehr is in the range of 480 ° C. (896 ° F.) to 580 ° C. (1076 ° F.), and the temperature of the float glass strip in the slow cool furnace is , 204 ° C. (400 ° F.) to 557 ° C. (1035 ° F.) peak. U.S. Pat. Nos. 4,466,562 and 4,671,155 (incorporated herein by reference) provide a review of float glass manufacturing.

CVD及び噴霧熱分解法は、フロート法ガラス製造ではMSVD法よりも好ましい。なぜなら、それらは上昇させた温度でフロート法ガラス帯のような連続的基体を被覆することと一層よく両立することができるからである。CVD及び噴霧熱分解被覆法の例は、米国特許第4,344,986号、第4,393,095号、第4,400,412号、第4,719,126号、第4,853,257号、及び第4,971,843号明細書(それらの特許は参考のためここに入れてある)に記載されている。   CVD and spray pyrolysis methods are preferred over MSVD methods for float glass production. This is because they are better compatible with coating continuous substrates such as float glass strips at elevated temperatures. Examples of CVD and spray pyrolysis coating methods include U.S. Pat. Nos. 4,344,986, 4,393,095, 4,400,412, 4,719,126, 4,853. 257, and 4,971,843, which patents are incorporated herein by reference.

本発明を実施する際、一つ以上のCVD被覆装置を、フロート法ガラス帯製造工程の幾つかの点で用いることができる。例えば、CVD被覆装置を、フロート法ガラス帯が錫浴を通って移動する間、それが錫浴を出た後、それが徐冷炉に入る前、それが徐冷炉を通って移動する間、又はそれが徐冷炉を出た後に、用いることができる。CVD法は、移動するフロート法ガラス帯を被覆することができ、然も、フロート法ガラス帯を製造するのに伴われる激しい環境に耐えることができるので、CVD法は、溶融錫浴中のフロート法ガラス帯にPH被覆24を与えるのに特によく適している。米国特許第4,853,257号、第4,971,843号、第5,536,718号、第5,464,657号、及び第5,599,387号明細書(参考のためここに入れてある)には、溶融錫浴中のフロート法ガラス帯を被覆するため、本発明の実施で用いることができるCVD被覆装置及び方法が記載されている。   In practicing the present invention, one or more CVD coating devices can be used at several points in the float glass strip manufacturing process. For example, a CVD coating apparatus can be used while a float glass strip moves through a tin bath, after it exits the tin bath, before it enters the slow cooling furnace, while it moves through the slow cooling furnace, or It can be used after leaving the slow cooling furnace. CVD methods can coat moving float glass strips, yet can withstand the harsh environments associated with producing float glass strips, so CVD methods can be used to float in molten tin baths. It is particularly well-suited for providing a PH coating 24 to a tempered glass strip. U.S. Pat. Nos. 4,853,257, 4,971,843, 5,536,718, 5,464,657, and 5,599,387 (herein for reference) Describes a CVD coating apparatus and method that can be used in the practice of the present invention to coat a float glass strip in a molten tin bath.

例えば、図2に示したように、一つ以上のCVD被覆装置50を、溶融錫プール54の上の錫浴52の所に配置することができる。フロート法ガラス帯56が錫浴52を通って移動する間に、帯56の一番上の表面に前駆物質材料を送る。前駆物質材料は分解して光活性親水性活性度を有する本発明のPH被覆を形成する。例えば、前駆物質材料は、分解して半導体金属酸化物、例えば、結晶質金属酸化物を形成するように選択することができる。本発明の実施で用い、CVD法により二酸化チタンPH被覆を形成することができる前駆物質材料の例には、四塩化チタン(TiCl)、チタンテトライソプロポキシド〔Ti(OC〕(今後TTIPとして言及する)、チタンテトラブトキシド、チタンテトラエトキシド〔Ti(OC〕(今後TTEtとして言及する)、及びそれらの混合物が含まれるが、それらに限定されるものではない。CVD法で用いることができるキャリヤーガスの例には、空気、窒素、酸素、アンモニア、及びそれらの混合物が含まれるが、それらに限定されるものではない。キャリヤーガス中の金属含有前駆物質の濃度は、上に列挙した金属含有前駆物質の場合、0.01体積%〜0.4体積%、例えば、0.05体積%〜0.4体積%、例えば、0.05体積%〜2体積%、例えば、0.05体積%〜1体積%の範囲にすることができるが、これらの濃度は他の金属含有前駆物質の場合には変化させることができることは当業者によって認められるであろう。 For example, as shown in FIG. 2, one or more CVD coating devices 50 can be placed at the tin bath 52 above the molten tin pool 54. While the float glass strip 56 moves through the tin bath 52, the precursor material is delivered to the top surface of the strip 56. The precursor material decomposes to form the PH coating of the present invention having photoactive hydrophilic activity. For example, the precursor material can be selected to decompose to form a semiconductor metal oxide, eg, a crystalline metal oxide. Examples of precursor materials that can be used in the practice of the present invention to form a titanium dioxide PH coating by CVD include titanium tetrachloride (TiCl 4 ), titanium tetraisopropoxide [Ti (OC 3 H 7 ) 4 (Hereinafter referred to as TTIP), titanium tetrabutoxide, titanium tetraethoxide [Ti (OC 2 H 5 ) 4 ] (hereinafter referred to as TTEt), and mixtures thereof, including but not limited to is not. Examples of carrier gases that can be used in the CVD process include, but are not limited to, air, nitrogen, oxygen, ammonia, and mixtures thereof. The concentration of the metal-containing precursor in the carrier gas is 0.01% to 0.4% by volume, for example 0.05% to 0.4% by volume for the metal-containing precursors listed above, for example 0.05 vol% to 2 vol%, for example 0.05 vol% to 1 vol%, but these concentrations can be varied in the case of other metal-containing precursors Will be recognized by those skilled in the art.

CVD法(同様に下で論ずる噴霧熱分解法)の場合、基体22(例えば、フロート法ガラス帯56)の上にPH被覆24を形成する間のそれら基体の温度は、金属含有前駆物質材料を分解し、光活性親水性活性度を有する被覆を形成する範囲内にすべきである。この温度範囲の下限は、選択された金属含有前駆物質の分解温度により大きく影響を受ける。上に列挙したチタン含有前駆物質の場合、前駆物質の充分な分解を与える基体22の下限温度は、400℃(752°F)〜500℃(932°F)の範囲にすることができる。この温度範囲の上限は、基体を被覆する方法により影響を受ける。例えば、基体22がフロート法ガラス帯56で、PH被覆24を、フロート法ガラス帯56を製造する間の溶融錫浴52中のフロート法ガラス帯56に適用する場合、フロート法ガラス帯56は1000℃(1832°F)を越える温度に到達することがある。フロート法ガラス帯56は、800℃(1472°F)より高い温度では大きさの増減、即ち、寸法合わせ(例えば、延伸又は圧縮)をすることができる。もしPH被覆24を、フロート法ガラス帯56に、その大きさの増減前又は増減中に適用するならば、PH被覆24は、フロート法ガラス帯56が延伸されるか又は圧縮される間に、夫々亀裂を生ずるか又は皺になることがある。従って、フロート法ガラス帯56の形状が安定した時(冷却による熱的収縮の場合を除く)、例えば、ソーダ・石灰・シリカガラスの場合800℃(1472°F)より低くなり、フロート法ガラス帯56が金属含有前駆物質を分解できる温度、例えば、400℃(752°F)より高い温度になった時に、PH被覆を適用することができる。   In the case of CVD methods (also the spray pyrolysis method discussed below), the temperature of the substrates during formation of the PH coating 24 on the substrate 22 (eg, float glass strip 56) is determined by the metal-containing precursor material. It should be within the range to decompose and form a coating having photoactive hydrophilic activity. The lower limit of this temperature range is greatly affected by the decomposition temperature of the selected metal-containing precursor. For the titanium-containing precursors listed above, the minimum temperature of the substrate 22 that provides sufficient decomposition of the precursor can be in the range of 400 ° C. (752 ° F.) to 500 ° C. (932 ° F.). The upper limit of this temperature range is affected by the method of coating the substrate. For example, if the substrate 22 is a float glass strip 56 and the PH coating 24 is applied to the float glass strip 56 in the molten tin bath 52 during manufacture of the float glass strip 56, the float glass strip 56 is 1000. Temperatures in excess of 0 C (1832 F) may be reached. The float glass strip 56 can be increased or decreased in size, i.e. dimensioned (e.g. stretched or compressed), at temperatures above 800 <0> C (1472 <0> F). If the PH coating 24 is applied to the float glass strip 56 before or during its size increase or decrease, the PH coating 24 may be applied while the float glass strip 56 is being stretched or compressed. Each can crack or become glazed. Therefore, when the shape of the float method glass band 56 is stabilized (except in the case of thermal shrinkage due to cooling), for example, in the case of soda, lime, and silica glass, it becomes lower than 800 ° C. (1472 ° F.), and the float method glass band A PH coating can be applied when 56 is above a temperature at which the metal-containing precursor can be decomposed, eg, 400 ° C. (752 ° F.).

噴霧熱分解については、米国特許第4,719,126号、第4,719,127号、第4,111,150号、及び第3,660,061号明細書(参考のためここに入れてある)には、慣用的フロート法ガラス帯製造工程で用いることができる噴霧熱分解装置及び方法が記載されている。CVD法と同様に噴霧熱分解法は、移動するフロート法ガラス帯を被覆するのに充分適しているが、噴霧熱分解は、CVD装置よりも複雑な装置を有し、通常錫浴の出口端部と徐冷炉の入口端部との間で用いられる。   Spray pyrolysis is described in US Pat. Nos. 4,719,126, 4,719,127, 4,111,150, and 3,660,061 (incorporated herein for reference). Describes a spray pyrolysis apparatus and method that can be used in a conventional float glass strip manufacturing process. As with CVD, spray pyrolysis is well suited for coating moving float glass strips, but spray pyrolysis has more complex equipment than CVD equipment, usually at the end of the tin bath. And the inlet end of the annealing furnace.

本発明の実施で、噴霧熱分解法によりPH被覆を形成するのに用いることができる金属含有前駆物質の例には、比較的水に不溶性の有機金属反応物、特に金属アセチルアセトネート化合物が含まれ、それらはジェットミルにかけるか又は湿式粉砕して10μより小さな粒径にし、化学的湿潤剤を用いることにより、水性媒体中に懸濁する。二酸化チタンPH被覆を形成するのに適した金属アセチルアセトネートは、チタニルアセチルアセトネート〔TiO(C〕である。水性懸濁物中の金属アセチルアセトネートの相対的濃度は、その水性懸濁物の5〜40重量%の範囲にある。湿潤剤は、陰イオン性、非イオン性、又は陽イオン性組成物を含めたどのような比較的発泡性の低い表面活性剤でもよいが、非イオン性が好ましい。湿潤剤は0.24重量%で添加されるのが典型的であるが、0.01%〜1%以上の範囲にすることができる。水性媒体は、蒸留水又は脱イオン水が好ましい。金属含有フイルムを熱分解堆積するための水性懸濁物は、米国特許第4,719,127号明細書(これは参考のためここに入れてある)に記載されており、特に第2欄第16行〜第4欄第48行に記載されている。 Examples of metal-containing precursors that can be used in the practice of the present invention to form PH coatings by spray pyrolysis include relatively water-insoluble organometallic reactants, particularly metal acetylacetonate compounds. They are jet milled or wet milled to a particle size of less than 10 microns and suspended in an aqueous medium by using a chemical wetting agent. A suitable metal acetylacetonate for forming the titanium dioxide PH coating is titanyl acetylacetonate [TiO (C 5 H 7 O 2 ) 2 ]. The relative concentration of metal acetylacetonate in the aqueous suspension is in the range of 5-40% by weight of the aqueous suspension. The wetting agent can be any relatively low foaming surfactant, including anionic, nonionic, or cationic compositions, but nonionic is preferred. The wetting agent is typically added at 0.24% by weight, but can range from 0.01% to 1% or more. The aqueous medium is preferably distilled water or deionized water. Aqueous suspensions for the pyrolytic deposition of metal-containing films are described in US Pat. No. 4,719,127, which is hereby incorporated by reference, in particular in column 2. 16th line to 4th column, 48th line.

直接溶融錫上に乗っているフロート法ガラス帯の下側表面(一般に「錫側」として言及されている)は、表面に拡散した錫を有し、それが錫側に、溶融錫と接触していなかった反対側の表面(一般に「空気側」として言及されている)とは異なった錫吸収パターンを与えている。本発明のPH被覆は、フロート法ガラス帯の空気側に、それが錫上に支えられている間に、上で述べたようにCVD法により形成してもよく、フロート法ガラス帯の空気側に、それが錫浴を出た後に、CVD又は噴霧熱分解法により形成してもよく、且つ/又はフロート法ガラス帯の錫側に、それが錫浴を出た後に、CVD法により形成してもよい。   The lower surface of the float glass strip directly on molten tin (commonly referred to as the “tin side”) has diffused tin on the surface that contacts the molten tin on the tin side. The opposite surface (generally referred to as the “air side”) that did not give a different tin absorption pattern. The PH coating of the present invention may be formed by the CVD method as described above on the air side of the float glass strip, while it is supported on tin, In addition, it may be formed by CVD or spray pyrolysis after it exits the tin bath and / or on the tin side of the float glass strip by CVD after it exits the tin bath. May be.

MSVDに関し、米国特許第4,379,040号、第4,861,669号、第4,900,633号、第4,920,006号、第4,938,857号、第5,328,768号、及び第5,492,750号明細書(参考のためここに入れてある)には、ガラス基体を含めた基体上に金属酸化物フイルムをスパッター被覆するためのMSVD装置及び方法が記載されている。MSVD法は、フロート法ガラス帯の上に、その製造中、PH被覆を与えることとは一般に両立できるものではない。なぜなら、就中、MSVD法は、連続的に移動するフロート法ガラス帯の上に形成するのが困難な減圧を、スパッター操作中に必要とするからである。しかし、MSVD法は、基体22、例えば、ガラスシートの上にPH被覆24を蒸着するのに許容することができる。基体22を400℃(752°F)〜500℃(932°F)の範囲の温度に加熱し、基体上のMSVDスパッターした被覆を蒸着過程中に結晶化し、それにより後の加熱操作を除くことができる。スパッター中基体を加熱することは、或る場合には好ましくないことがある。なぜなら、スパッター中の付加的加熱操作は、生産性を低下するからである。別法として、スパッター被覆は、MSVD被覆装置内で直接、高エネルギープラズマを用いることによる後熱処理を用いることなく結晶化することができるが、この場合もMSVD被覆装置により生産性を低下する傾向があるため、これは好ましい方法ではない。   For MSVD, U.S. Pat. Nos. 4,379,040, 4,861,669, 4,900,633, 4,920,006, 4,938,857, 5,328, Nos. 768 and 5,492,750 (incorporated herein for reference) describe MSVD apparatus and methods for sputter coating metal oxide films on substrates, including glass substrates. Has been. The MSVD method is generally not compatible with providing a PH coating on a float glass strip during its manufacture. This is because, in particular, the MSVD method requires a reduced pressure during the sputtering operation that is difficult to form on a continuously moving float method glass strip. However, the MSVD method is acceptable for depositing the PH coating 24 on the substrate 22, eg, a glass sheet. Heating the substrate 22 to a temperature in the range of 400 ° C. (752 ° F.) to 500 ° C. (932 ° F.) to crystallize the MSVD sputtered coating on the substrate during the deposition process, thereby eliminating subsequent heating operations. Can do. Heating the substrate during spattering may be undesirable in some cases. This is because the additional heating operation during sputtering reduces productivity. Alternatively, sputter coating can be crystallized directly in the MSVD coating equipment without the use of post-heat treatment by using high energy plasma, but again in this case the productivity tends to be reduced by the MSVD coating equipment. This is not a preferred method as it is.

MSVD法を用いてPH被覆(特に、300Å以下で、2nm以下のRMS粗さを有するPH被覆)を与える方法の例は、基体上に被覆をスパッターし、MSVD被覆装置から被覆された基体を取り出し、然る後、その被覆された基体を熱処理して、そのスパッター被覆を結晶化し、PH被覆24にする。例えば、本発明を限定するものではないが、チタン金属のターゲットを5〜50%、例えば、20%の酸素を含むアルゴ/酸素雰囲気中で、5〜10ミリトールの圧力でスパッターし、基体22の上に希望の厚さの二酸化チタン被覆をスパッター蒸着することができる。蒸着したままの被覆は結晶化されていない。被覆した基体を被覆装置から取り出し、400℃(752°F)〜600℃(1112°F)の範囲の温度に、二酸化チタンのPH結晶形態の形成を促進するのに充分な時間加熱し、PH活性にする。例えば、被覆した基体を少なくとも1時間、400℃(752°F)〜600℃(1112°F)の範囲の温度に加熱することができる。基体22がフロート法ガラス帯から切り取ったガラスシートである場合、PH被覆24を、空気側及び/又は錫側上にスパッター蒸着することができる。   An example of a method of providing a PH coating using the MSVD method (particularly, a PH coating having an RMS roughness of 300 nm or less and having an RMS roughness of 2 nm or less) is to sputter the coating on the substrate and take out the coated substrate from the MSVD coating apparatus. Thereafter, the coated substrate is heat treated to crystallize the sputter coating to a PH coating 24. For example, but not limiting of the present invention, a titanium metal target is sputtered at a pressure of 5 to 10 millitorr in an argon / oxygen atmosphere containing 5 to 50%, for example, 20% oxygen. A titanium dioxide coating of the desired thickness can be sputter deposited on top. The as-deposited coating is not crystallized. The coated substrate is removed from the coating apparatus and heated to a temperature in the range of 400 ° C. (752 ° F.) to 600 ° C. (1112 ° F.) for a time sufficient to promote the formation of the PH crystalline form of titanium dioxide, Activate. For example, the coated substrate can be heated to a temperature in the range of 400 ° C. (752 ° F.) to 600 ° C. (1112 ° F.) for at least 1 hour. If the substrate 22 is a glass sheet cut from a float glass strip, the PH coating 24 can be sputter deposited on the air side and / or the tin side.

CVD、噴霧熱分解、又はMSVD法により堆積したPH被覆24を有する基体22は、次に一回以上の後PH被覆アニーリング操作にかけることができる。アニールの温度及び時間は、基体22の構成、PH被覆24の構成、PH被覆24の厚さ、及びPH被覆24が直接基体22と接触しているか、又は基体22上の多層積層体の一つの層であるかを含めた幾つかの因子により影響を受けることは認められるであろう。   The substrate 22 having a PH coating 24 deposited by CVD, spray pyrolysis, or MSVD can then be subjected to one or more post-PH coating annealing operations. The annealing temperature and time are determined by the configuration of the substrate 22, the configuration of the PH coating 24, the thickness of the PH coating 24, and whether the PH coating 24 is in direct contact with the substrate 22 or one of the multilayer stacks on the substrate 22. It will be appreciated that it is affected by several factors including whether it is a stratum.

基体22上に堆積したPH被覆中へ基体22から移動することができるナトリウムイオンを基体22が含む場合、CVD法、噴霧熱分解法、又はMSVD法によりPH被覆が与えられると、それらナトリウムイオンはチタンを消費しながら不活性化合物を形成することにより、例えば、チタン酸ナトリウムを形成するか、光励起された電荷の再結合を起こすことにより、PH被覆の光活性親水性を妨げるか又は破壊することがある。従って、PH被覆24を堆積する前に、基体の上にナトリウムイオン拡散障壁(sodium ion diffusion barrier、SIDB)層を堆積することができる。適当なSIDB層は、米国特許第6,027,766号明細書(参考のためここに入れてある)に詳細に論じられており、ここで詳細に論ずることはしない。後被覆加熱を用いる場合、ソーダ・石灰・シリカガラスのようなナトリウム含有基体では、ナトリウム障壁層を持つことが好ましい。溶融金属浴中で本発明のPH被覆を適用する場合、ナトリウム障壁層は任意的なものである。   If the substrate 22 contains sodium ions that can be transferred from the substrate 22 into the PH coating deposited on the substrate 22, the sodium ions are applied when the PH coating is applied by CVD, spray pyrolysis, or MSVD. Prevent or destroy the photoactive hydrophilicity of the PH coating by forming an inert compound while consuming titanium, for example, by forming sodium titanate or by causing recombination of photoexcited charges. There is. Accordingly, a sodium ion diffusion barrier (SIDB) layer can be deposited on the substrate prior to depositing the PH coating 24. Suitable SIDB layers are discussed in detail in US Pat. No. 6,027,766 (herein incorporated by reference) and will not be discussed in detail here. When post-coating heating is used, sodium-containing substrates such as soda, lime, and silica glass preferably have a sodium barrier layer. When applying the PH coating of the present invention in a molten metal bath, the sodium barrier layer is optional.

本発明のPH被覆は、電磁波スペクトルの紫外線範囲、例えば、300nm〜395nmの範囲の輻射線に露出すると、光活性親水性になるのが好ましい。紫外線源には天然の源、例えば太陽放射線、ブラックライト、又は上に記載したようなUVA−340光源のような紫外線光源のような人工的光源が含まれる。   The PH coating of the present invention preferably becomes photoactive hydrophilic when exposed to radiation in the ultraviolet range of the electromagnetic spectrum, for example, in the range of 300 nm to 395 nm. Ultraviolet sources include natural sources, eg, artificial light sources such as solar radiation, black light, or ultraviolet light sources such as the UVA-340 light source as described above.

図1に示したように、本発明のPH被覆24の外に、機能性被覆46(下で説明する)のような一つ以上の付加的被覆を、基体22の上又はそれを覆って堆積することができる。例えば、機能性被覆46は、表面21とは反対側の基体22の主表面60を覆って堆積することができる。機能性被覆46はどのような慣用的方法により堆積してもよく、例えば、噴霧熱分解、CVD、MSVD、ゾル・ゲル法等でもよいが、それらに限定されるものではない。例えば、米国特許第4,584,206号及び第4,900,110号明細書(参考のためここに入れてある)には、化学蒸着によりガラス帯の下側表面上に金属含有フイルムを蒸着するための方法及び装置が記載されている。そのような既知の装置を、フロート法ガラス製造で溶融錫浴の下流に配置し、ガラス帯の下側、即ち、本発明のPH被覆とは反対側に機能性被覆を与えることができる。別法として、一つ以上の他のCVD被覆装置を錫浴の所に配置し、フロート法ガラス帯のPH被覆24の上又は下に機能性被覆を蒸着することができる。   As shown in FIG. 1, in addition to the PH coating 24 of the present invention, one or more additional coatings, such as a functional coating 46 (described below), are deposited on or over the substrate 22. can do. For example, the functional coating 46 can be deposited over the major surface 60 of the substrate 22 opposite the surface 21. The functional coating 46 may be deposited by any conventional method, for example, spray pyrolysis, CVD, MSVD, sol-gel method, etc., but is not limited thereto. For example, US Pat. Nos. 4,584,206 and 4,900,110 (incorporated herein for reference) deposit metal-containing films on the lower surface of the glass strip by chemical vapor deposition. A method and apparatus for doing so are described. Such a known device can be placed downstream of the molten tin bath in the float glass production to provide a functional coating on the underside of the glass band, i.e., opposite the PH coating of the present invention. Alternatively, one or more other CVD coating devices can be placed in the tin bath to deposit the functional coating on or below the PH coating 24 of the float glass strip.

本発明の製造物品の例を、絶縁ガラス(IG)ユニット30の形で図3に示す。絶縁ガラスユニットは、スペーサー組立体(図示されていない)により第二ガラス板34から隔てられた第一ガラス板32を有し、そのガラス板は、それら2枚のガラス板32、34の間に室が形成されるように密封材系により適所に保持されている。第一ガラス板32は、第一表面36(表面番号1)及び第二表面38(表面番号2)を有する。第二ガラス板34は第一表面40(表面番号3)及び第二表面42(表面番号4)を有する。第一表面36は、IGユニットの外側表面、即ち、環境に曝される表面で、第二表面42は内側の表面、即ち、構造体の内側を形成する表面にすることができる。IGユニットの例は、米国特許第4,193,236号、第4,464,874号、第5,088,258号、及び第5,106,663号明細書(参考のためここに入れてある)に記載されている。図3に示したように、PH被覆24は、番号1又は番号4の表面上に配置するのが好ましく、番号1の表面上であるのが好ましい。PH被覆24は曇りを減少し、IGユニット30をクリーニングし且つ維持し易くしている。   An example of a manufactured article of the present invention is shown in FIG. 3 in the form of an insulating glass (IG) unit 30. The insulating glass unit has a first glass plate 32 separated from a second glass plate 34 by a spacer assembly (not shown), the glass plate being between the two glass plates 32, 34. It is held in place by a sealing system so that the chamber is formed. The first glass plate 32 has a first surface 36 (surface number 1) and a second surface 38 (surface number 2). The second glass plate 34 has a first surface 40 (surface number 3) and a second surface 42 (surface number 4). The first surface 36 may be the outer surface of the IG unit, i.e. the surface exposed to the environment, and the second surface 42 may be the inner surface, i.e. the surface that forms the inside of the structure. Examples of IG units are described in US Pat. Nos. 4,193,236, 4,464,874, 5,088,258, and 5,106,663 (incorporated herein for reference). Is). As shown in FIG. 3, the PH coating 24 is preferably disposed on the number 1 or number 4 surface, and preferably on the number 1 surface. The PH coating 24 reduces haze and makes the IG unit 30 easier to clean and maintain.

場合により一つ以上の機能性被覆46を、番号2、番号3、又は番号4の表面の少なくとも一部分を覆って堆積することができる。ここで用いる用語「機能性被覆」とは、基体を覆ってそれが堆積されるその基体の一つ以上の物理的性質、例えば、光学的、熱的、化学的、又は機械的性質を変える被覆を指し、後の処理中に基体から除去されることを意図するものではない。機能性被覆46は、同じか又は異なる組成物又は機能性を持つ一つ以上の機能性被覆フイルムを有することができる。ここで用いる用語「層」又は「フイルム」とは、希望の又は選択された被覆組成物の被覆領域を指す。フイルムは均一、不均一、又は段階的組成上の変化を有するものでもよい。外側表面又は部分(即ち、基体から最も遠い表面又は部分)、内側表面又は部分(即ち、基体に最も近い表面又は部分)、及び外側と内側の表面の間の部分が、実質的に同じ組成を有する場合、フイルムは「均一」である。フイルムが一種類以上の成分について実質的に増大する分率を有し、内側表面から外側表面へ、又はその逆に移動した時に一種類以上の他の成分について実質的に減少する分率を有する場合、フイルムは「漸次変化(graded)」している。フイルムが均一又は漸次変化以外である場合、フイルムは「不均一」である。「被覆」は、一つ以上の「フイルム」から構成されている。   Optionally, one or more functional coatings 46 can be deposited over at least a portion of the number 2, number 3, or number 4 surface. As used herein, the term “functional coating” refers to a coating that changes over one or more physical properties of the substrate on which it is deposited, such as optical, thermal, chemical, or mechanical properties. And is not intended to be removed from the substrate during subsequent processing. The functional coating 46 can have one or more functional coating films with the same or different composition or functionality. As used herein, the term “layer” or “film” refers to the coating area of the desired or selected coating composition. The film may be uniform, non-uniform, or have a graded compositional change. The outer surface or portion (ie, the surface or portion furthest from the substrate), the inner surface or portion (ie, the surface or portion closest to the substrate), and the portion between the outer and inner surfaces have substantially the same composition. If so, the film is “uniform”. The film has a fraction that increases substantially for one or more components and a fraction that decreases substantially for one or more other components when it moves from the inner surface to the outer surface or vice versa. In this case, the film is “graded”. A film is “non-uniform” if it is other than uniform or gradual. The “coating” is composed of one or more “films”.

機能性被覆46は、例えば、米国特許第5,653,903号及び第5,028,759号明細書に記載されているような電気伝導性加熱窓被覆のような電気伝導性被覆であるか、又はアンテナのような機能を果たすことができる単一フイルム又は多層フイルム被覆にすることができる。同様に、機能性被覆46は、太陽光調節被覆、例えば、可視光、赤外線、又は紫外線エネルギー反射性又は吸収性被覆にすることができる。適当な太陽光調節被覆の例は、米国特許第4,898,789号、第5,821,001号、第4,716,086号、第4,610,771号、第4,902,580号、第4,716,086号、第4,806,220号、第4,898,790号、第4,834,857号、第4,948,677号、第5,059,295号、及び第5,028,759号明細書及び米国特許出願No.09/058,440に見出される。同様に、機能性被覆46は、低放射性被覆にすることができる。「低放射性被覆」は、可視波長エネルギー、例えば、400nm〜780nmを、被覆を通って透過できるようにしているが、一層長い波長の太陽赤外線エネルギー及び/又は熱赤外線エネルギーを反射し、建築嵌込み窓ガラスの熱絶縁性を改良することを目的としているのが典型的である。「低放射性」とは、0.4より小さく、好ましくは0.3より小さく、一層好ましくは0.2より小さい放射性を意味する。低放射性被覆の例は、例えば、米国特許第4,952,423号、及び第4,504,109号明細書及び英国特許、GB2,302,102に見出される。機能性被覆46は単一層又は多層被覆でもよく、一種類以上の金属、非金属、半金属、半導体、及び/又は合金、化合物、複合体、それらの組合せ又は混合物を含むことができる。例えば、機能性被覆46は、単一層金属酸化物被覆、多層金属酸化物被覆、非金属酸化物被覆、又は多層被覆にすることができる。更に、機能性被覆は、反射防止性被覆にすることができる。   Is the functional coating 46 an electrically conductive coating such as, for example, an electrically conductive heating window coating as described in US Pat. Nos. 5,653,903 and 5,028,759? Or a single film or multilayer film coating that can serve as an antenna. Similarly, the functional coating 46 can be a solar control coating, such as a visible light, infrared, or ultraviolet energy reflective or absorbing coating. Examples of suitable solar control coatings include U.S. Pat. Nos. 4,898,789, 5,821,001, 4,716,086, 4,610,771, 4,902,580. No. 4,716,086, No. 4,806,220, No. 4,898,790, No. 4,834,857, No. 4,948,677, No. 5,059,295, And US Pat. No. 5,028,759 and US patent application no. 09 / 058,440. Similarly, the functional coating 46 can be a low radiation coating. “Low-radiation coating” allows visible wavelength energy, eg, 400 nm to 780 nm, to be transmitted through the coating, but reflects longer wavelengths of solar and / or thermal infrared energy and is built into the building Typically, the aim is to improve the thermal insulation of the window glass. “Low radiation” means a radiation less than 0.4, preferably less than 0.3, more preferably less than 0.2. Examples of low-radiation coatings are found, for example, in US Pat. Nos. 4,952,423 and 4,504,109 and British Patent GB 2,302,102. The functional coating 46 may be a single layer or multi-layer coating and may include one or more metals, non-metals, metalloids, semiconductors, and / or alloys, compounds, composites, combinations or mixtures thereof. For example, the functional coating 46 can be a single layer metal oxide coating, a multilayer metal oxide coating, a non-metal oxide coating, or a multilayer coating. Furthermore, the functional coating can be an antireflective coating.

本発明で用いるのに適した機能性被覆の例は、ペンシルバニア州ピッツバーグのPPGインダストリーズ社から、被覆のサンゲート(SUNGATE)(登録商標名)及びソーラーバン(SOLARBAN)(登録商標名)系のものとして市販されている。そのような機能性被覆は、可視光に対し透明であるか又は実質的に透明であるのが好ましい誘電体又は反射防止性材料、例えば、金属酸化物又は金属合金の酸化物を含む一つ以上の反射防止性被覆フイルムを含むのが典型的である。機能性被覆46は、反射性金属、例えば、金のような貴金属、銅、又は銀、又はそれらの組合せ又は合金を含む赤外線反射性フイルムを含むこともでき、更に、金属反射性層の上及び/又は下に位置する、当分野で知られているような、チタンのような下地フイルム又は障壁フイルムを含むことができる。   Examples of functional coatings suitable for use in the present invention are those of the SUNGATE® and SOLARBAN® series of coatings from PPG Industries, Pittsburgh, PA. It is commercially available. Such functional coating is one or more comprising a dielectric or antireflective material, preferably a metal oxide or metal alloy oxide, which is preferably transparent or substantially transparent to visible light. Typically, an antireflective coating film is included. The functional coating 46 can also include an infrared reflective film comprising a reflective metal, eg, a noble metal such as gold, copper, or silver, or combinations or alloys thereof, and further over the metal reflective layer and An underlying film or barrier film, such as titanium, as known in the art, may be included.

機能性被覆46は、マグネトロンスパッター蒸着(MSVD)、化学蒸着(CVD)、噴霧熱分解(即ち、熱分解堆積)、大気圧CVD(APCVD)、低圧CVD(LPCVD)、プラズマ促進CVD(PECVD)、プラズマ補助CVD(PACVD)、熱又は電子ビーム蒸着、カソードアーク蒸着、プラズマスプレー蒸着、及び湿式化学蒸着(例えば、ゾル・ゲル、銀鏡形成等)のようなどのような慣用的やり方で堆積してもよいが、それらに限定されるものではない。機能性被覆を基体のPH被覆側に適用する場合、PH被覆の前に錫浴中でその機能性被覆を適用するのが好ましい。機能性被覆がPH被覆とは反対側60上にある場合、その機能性被覆は、上で論じたように、フロート法の錫浴の後で、例えばCVD又はMSVDにより基体22の錫側に適用することができる。   The functional coating 46 may be magnetron sputter deposition (MSVD), chemical vapor deposition (CVD), spray pyrolysis (ie pyrolysis deposition), atmospheric pressure CVD (APCVD), low pressure CVD (LPCVD), plasma enhanced CVD (PECVD), Deposited in any conventional manner such as plasma assisted CVD (PACVD), thermal or electron beam evaporation, cathodic arc evaporation, plasma spray evaporation, and wet chemical vapor deposition (eg, sol-gel, silver mirror formation, etc.) Good, but not limited to them. If the functional coating is applied to the PH coating side of the substrate, it is preferred to apply the functional coating in a tin bath prior to PH coating. If the functional coating is on the opposite side 60 from the PH coating, the functional coating is applied to the tin side of the substrate 22 after a float tin bath, eg, by CVD or MSVD, as discussed above. can do.

上の検討で、PH被覆を基体の空気側を覆って適用し、機能性被覆を基体の錫側を覆って適用したが、機能性被覆は基体の空気側を覆って適用してもよいことは分かるであろう。例えば、錫浴中のフロート法ガラス帯に適用し、その後で基体の錫側を覆ってPH被覆を希望の方法、例えば、上に記載したような方法により適用してもよい。   In the above discussion, the PH coating was applied over the air side of the substrate and the functional coating was applied over the tin side of the substrate, but the functional coating may be applied over the air side of the substrate. Will understand. For example, it may be applied to a float glass strip in a tin bath, after which the tin side of the substrate is covered and a PH coating is applied by any desired method, such as the method described above.

自浄性被覆を形成するゾル・ゲル法に勝る本発明の利点には、ゾル・ゲル被覆法で得られる一般的に一層厚い多孔質の自浄性被覆とは対照的に、基体上に薄くて緻密なPHフイルムを形成することができることが含まれる。本発明のPH被覆は薄く、例えば、500Åに等しいか又はそれより薄く、好ましくは300Åに等しいか又はそれより薄いため、それらはガラス基体上の透明な被覆として使用するのに美的に許容することができる。更に別の利点は、本発明によるPH被覆を与える方法は、現在利用できるゾル・ゲル法で必要になるような、被覆又は被覆前駆物質を適用した後の基体を再加熱する必要性をなくしていることである。このことは、本発明の方法をコストが低く一層効率的なもの、例えば、設備のコストを低くし、エネルギーコストを少なくし、製造時間を短くしたもの(それらに限定されるものではない)にしているのみならず、本発明のPH被覆のナトリウムイオン移動の機会を、従ってナトリウムイオンによる被毒を著しく減少している。更に、本発明の方法は、フロート法ガラス帯のような連続的に移動している基体上にPASC被覆を形成するのに適合させ易いのに対し、現在利用できるゾル・ゲル法は、それ程容易に適合させることはできない。   The advantages of the present invention over the sol-gel method of forming a self-cleaning coating include a thin and dense coating on the substrate, as opposed to the generally thicker porous self-cleaning coatings obtained by the sol-gel coating method. It is included that a simple PH film can be formed. Since the PH coatings of the present invention are thin, eg, equal to or less than 500 mm, preferably equal to or less than 300 mm, they should be aesthetically acceptable for use as a transparent coating on a glass substrate. Can do. Yet another advantage is that the method of providing a PH coating according to the present invention eliminates the need to reheat the substrate after applying the coating or coating precursor, as required by currently available sol-gel methods. It is that you are. This makes the method of the present invention less expensive and more efficient, such as lower equipment costs, lower energy costs, and shorter manufacturing times (but not limited to them). Not only that, the PH coating of the present invention significantly reduces the opportunity for sodium ion migration and thus poisoning by sodium ions. In addition, the method of the present invention is easy to adapt to form PASC coatings on a continuously moving substrate such as a float glass strip, whereas currently available sol-gel methods are much easier. It cannot be adapted to.

本発明の次の実施例は、例示のために与えられており、本発明はそれらに限定されるものではない。   The following examples of the present invention are given by way of illustration and the present invention is not limited thereto.

慣用的CVD法により、慣用的錫浴中を1,229cm/分(484インチ/分)の速度で移動する386cm(152″)のフロート法ガラス帯(厚さ3.3mmの透明ガラス)の上に、232Åの厚さ(偏光法及び透過率データーにより決定した)を有する二酸化チタンの122cm(48″)幅のPH被覆を蒸着した。その被覆は、窒素含有キャリヤーガス中に0.07モル%のチタンテトライソプロポキシドである前駆物質材料から形成し、659℃(1220°F)のガラス帯温度で適用した。次に被覆した帯をアニール、即ち、制御された速度で冷却し、7.5cm(3″)×15cm(6″)の試料片に切断した。蒸着した被覆の結晶構造は、X線回折によりアナターゼであることが決定された。被覆は、慣用的ステアリン酸試験により決定して1.8×10−3cm−1−1の光触媒活性度を有し、反射率(R)Y=19.43、x=0.2741、y=0.2774、及び透過率Y=78.50、x=0.3187、y=0.3279、の色度座標(照明C、観察者角度2°)を持っていた。 Over a 386 cm (152 ") float glass strip (3.3 mm thick clear glass) moving at a rate of 1,229 cm / min (484 in / min) in a conventional tin bath by conventional CVD. A 122 cm (48 ") wide PH coating of titanium dioxide having a thickness of 232 mm (determined by polarization and transmission data) was deposited. The coating was formed from a precursor material that was 0.07 mole percent titanium tetraisopropoxide in a nitrogen-containing carrier gas and was applied at a glass band temperature of 659 ° C. (1220 ° F.). The coated strip was then annealed, ie cooled at a controlled rate, and cut into 7.5 cm (3 ″) × 15 cm (6 ″) sample pieces. The crystal structure of the deposited coating was determined to be anatase by X-ray diffraction. The coating has a photocatalytic activity of 1.8 × 10 −3 cm −1 min− 1 as determined by a conventional stearic acid test, reflectance (R 1 ) Y = 19.43, x = 0.2741. , Y = 0.2774, and transmittance Y = 78.50, x = 0.3187, y = 0.3279, with chromaticity coordinates (illumination C, observer angle 2 °).

被覆した物品の光活性親水性を測定するため、試料片を、インディアナ州メディソンのメディソン・ケミカル社(Madison Chemical Inc.)から市販されているダート(DART)210クリーナーの希釈(pH2.9)クリーニング水溶液を用い、145°Fで20分間超音波クリーニングした。次に試料片を室温の脱イオン水で濯ぎ、次に脱イオン水中で2回目の超音波クリーニングを155°Fで10分間行なった。試料片を再び室温の脱イオン水で濯ぎ、圧縮窒素で吹き付け乾燥した。試料片をUVA340バルブからのUV輻射線に24W/mで照射し、水滴の接触角を時間と共に測定した。水滴接触角は、レイム・ハート(Rame-Hart)望遠角度測定器、102−00−115型で、試料を水平(非傾斜)位置にして測定した。測定した各試料について、水滴接触角は、UVA−340による約30分の照射で、約21°〜47°から約4°〜11°へ低下し、約60分の照射で約3°〜7°へ低下した。 To measure the photoactive hydrophilicity of the coated article, the sample piece was diluted (pH 2.9) with a DART 210 cleaner, commercially available from Madison Chemical Inc., Medison, Indiana. Using an aqueous solution, ultrasonic cleaning was performed at 145 ° F. for 20 minutes. The sample piece was then rinsed with room temperature deionized water and then a second ultrasonic cleaning in deionized water at 155 ° F. for 10 minutes. The sample pieces were rinsed again with room temperature deionized water and blown dry with compressed nitrogen. The sample piece was irradiated with UV radiation from a UVA340 bulb at 24 W / m 2 and the contact angle of the water droplet was measured over time. The water droplet contact angle was measured with a Rame-Hart telephoto angle measuring instrument, model 102-00-115, with the sample in the horizontal (non-tilt) position. For each sample measured, the water droplet contact angle decreased from about 21 ° to 47 ° to about 4 ° to 11 ° with UVA-340 irradiation for about 30 minutes, and about 3 ° to 7 with about 60 minutes of irradiation. It dropped to °.

幾つかの試料片について、10サイクル及び25サイクルで1000gの荷重を持つCS−10F円板を用いて、平板回転摩耗試験(Taber abrasion test)を行なった。パシフィック・サイエンティフィック(Pacific Scientific)XL211ヘイズガードシステム(HazeGuard System)を用いて各試料についての透過曇りは0.0であることが決定された。五つの試料片については、摩耗抵抗のためのANSIZ26.1−1983の試験No.18の方法(1000サイクル、平板一つ当たり500g)に従い、平板回転摩耗試験を行い、2.4%の拡散光の平均増加を与えた。   Several sample pieces were subjected to a taber abrasion test using a CS-10F disc having a load of 1000 g at 10 cycles and 25 cycles. The permeation haze for each sample was determined to be 0.0 using the Pacific Scientific XL211 HazeGuard System. For five specimens, test numbers of ANSI Z26.1-1983 for abrasion resistance. A plate rotation wear test was performed according to 18 methods (1000 cycles, 500 g per plate), giving an average increase in diffused light of 2.4%.

試料片を幾つかの慣用的試験方法にかけ、それらの結果を下の表1に与える。フイルム劣化結果は、肉眼観察に基づいており、色の測定を反映している。接触角の結果は、上に記載したようにして決定した。   The sample pieces were subjected to several conventional test methods and the results are given in Table 1 below. Film degradation results are based on visual observation and reflect color measurements. Contact angle results were determined as described above.

Figure 0005991794
Figure 0005991794

表1に示したように、PH被覆はフイルムの劣化を示さず、各試験後、その光誘導親水性を維持していた。   As shown in Table 1, the PH coating showed no film degradation and maintained its light-induced hydrophilicity after each test.

上の記述で開示した概念から離れることなく、本発明に修正を加えることができることは当業者に容易に認められるであろう。従って、ここに詳細に記述した特定の態様は、単に例示のためであり、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲の全範囲及びその如何なる同等のものでもその全てに与えられるべきものである。   Those skilled in the art will readily recognize that modifications can be made to the present invention without departing from the concepts disclosed in the above description. Accordingly, the specific embodiments described in detail herein are for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention. The scope of the present invention should be accorded the full scope of the claims and any equivalents thereof.

20 物品
21 基体表面
22 基体
24 PH被覆
30 絶縁ガラスユニット
32 第一ガラス板
34 第二ガラス板
36 第一表面
38 第二表面
40 第一表面
42 第二表面
46 機能性被覆
50 CVD被覆装置
52 錫浴
56 フロート法ガラス帯
60 基体主表面
20 Article 21 Base Surface 22 Base 24 PH Coating 30 Insulating Glass Unit 32 First Glass Plate 34 Second Glass Plate 36 First Surface 38 Second Surface 40 First Surface 42 Second Surface 46 Functional Coating 50 CVD Coating Device 52 Tin Bath 56 Float glass strip 60 Main surface of substrate

Claims (3)

少なくとも一つの表面を有するフロート法ガラス基体、及び
前記少なくとも一つの表面の少なくとも一部分上に直接堆積した、光活性親水性被覆である二酸化チタンの光誘導親水性被覆であって、100Åから300Åの厚さを有する光誘導親水性被覆を有し、その外側表面は、2nmより小さい根二乗平均粗さを有する光誘導親水性被覆を有し、
前記光誘導親水性被覆表面で24W/mの強度を有するUVA−340光源からの紫外線に前記光誘導親水性被覆を露出した場合、ステアリン酸試験フイルムの除去に対し、
前記光誘導親水性被覆が、3×10−3cm−1−1に等しいか又はそれより小さい光触媒活性度を有する建築用窓。
A float glass substrate having at least one surface, and a light-induced hydrophilic coating of titanium dioxide, a photoactive hydrophilic coating, deposited directly on at least a portion of said at least one surface, having a thickness of from 100 to 300 mm A light-induced hydrophilic coating having a thickness, the outer surface of which has a light-induced hydrophilic coating having a root mean square roughness less than 2 nm;
When the light-induced hydrophilic coating is exposed to UV light from a UVA-340 light source having an intensity of 24 W / m 2 on the light-induced hydrophilic coating surface, for removal of the stearic acid test film,
Architectural window in which the light-induced hydrophilic coating has a photocatalytic activity equal to or less than 3 × 10 −3 cm −1 min− 1 .
根二乗平均粗さが0.3nm〜0.7nmである請求項1に記載の建築用窓。   The architectural window according to claim 1, wherein the root mean square roughness is 0.3 nm to 0.7 nm. 厚さが200Åから300Åであり、根二乗平均粗さが0.55nm〜0.65nmである請求項1に記載の建築用窓。
The architectural window according to claim 1, wherein the thickness is 200 to 300 mm and the root mean square roughness is 0.55 to 0.65 nm.
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