KR20180132155A - 얇은 층 침착 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광촉매 코팅으로 코팅된 기재를 포함하는 재료를 획득하기 위한 방법에 관한 것으로서, 그러한 방법은 1 내지 3 nm 두께의 제1 티타늄 금속 층, 0.5 내지 5 nm 두께의 적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 중간 층, 및 2 내지 5 nm 두께의 제2 티타늄 금속 층을 연속적으로 포함하는 얇은 층의 적층체를 음극 스퍼터링에 의해서 기재 상에 침착하는 단계; 및 레이저 복사선 열처리를 이용하는 산화 단계로서, 적층체가 산화 분위기와 접촉되는, 단계를 포함한다.

Description

얇은 층 침착 방법

본 발명은 광촉매 코팅으로 코팅된 기재를 포함하는 재료를 획득하기 위한 방법, 그리고 또한 이러한 방식으로 얻어진 광촉매 코팅으로 코팅된 기재에 관한 것이다.

특히 유리 기재 상의, 얇은 층의 침착을 위해서 산업적 규모로 일반적으로 이용되는 프로세스는, 이러한 경우에 "마그네트론" 프로세스로 지칭되는, 특히 자기장에 의해서 강화된, 스퍼터링 프로세스이다. 이러한 프로세스에서, 침착하고자 하는 화학 원소를 포함하는 표적 부근에서 고진공 하에서 플라즈마가 생성된다. 플라즈마의 능동적 개체(active entity)는, 표적 충격 시에, 그러한 원소를 분열시키고, 이는 기재 상에 침착되어, 희망하는 얇은 층을 형성한다. 이러한 프로세스는, 표적으로부터 분열된 원소와 플라즈마 내에 포함된 가스 사이의 화학 반응으로부터 초래되는 재료로 층이 구성될 때, "반응성"이라 지칭된다. 이러한 프로세스의 주요 장점은, 일반적으로 하나의 그리고 동일한 장치 내에서, 기재가 다양한 표적 아래에서 연속적으로 이동되게 함으로써, 매우 복잡한 층의 적층체를, 동일 라인 상에서, 침착할 수 있는 가능성에 있다.

그러나, 일반적으로 금속의 침착률보다 상당히 더 낮은, 티타늄 산화물과 같은 산화물의 층의 침착률이 생산률을 제한하고, 이는 스퍼터링에 의해서 침착된 산화물 층을 포함하는 적층체의 생산비를 높인다. 출원 WO 2011/039488는 금속, 질화물 또는 탄화물의 중간 층을 침착하는 단계 및, 급속 열처리를 이용하여, 특히 레이저 복사선에 의해서 이러한 중간 층을 산화하는 단계를 포함하는 얇은 층 침착 프로세스를 설명한다. 이러한 프로세스는 더 큰 생산률로 금속 산화물 층을 획득할 수 있게 한다.

WO 2011/039488에 설명된 바와 같은 레이저 처리는, 하부 기재를 보존하면서, 약 몇 백도의 고온까지 얇은 코팅을 가열할 수 있게 한다. 그러한 처리율은 물론 바람직하게 가능한 한 높고, 유리하게 적어도 분당 몇 미터이다. 플로트(float) 프로세스를 떠나는 "점보" 크기(6 m x 3.21 m)의 편평한 유리 시트와 같은, 큰 폭의 기재의 고속 처리를 가능하게 하기 위해서, 자체적으로 매우 긴(3 m 초과) 레이저 라인을 갖는 것이 필요하다. 하나의 레이저 라인이 얻어질 수 있게 하는 단일체 광학 장치의 제조가 그러한 길이를 위해서 고려될 수 없기 때문에, 작은 크기(몇 십 센티미터)의 개별적인 레이저 라인이 일반적으로 함께 조합되어 충분히 긴 레이저 라인을 형성한다.

레이저 처리 중에 산화되어야 하는 금속의 층은, 산화 후에 희망 제품 제원(specification)을 달성할 수 있게 하기 위해서, 일반적으로 최소 두께를 가져야 한다. 예를 들어, 티타늄의 층이, 산화 후에, 희망 광촉매 성질 및 광학적 성질을 갖게 하기 위해서, 이러한 층은 유리하게 적어도 5 nm의 산화전 두께를 갖는다. 특히 고속 이동 속력에서, 이러한 층의 완전하고 및/또는 균질한 산화를 실행하는 것이 어렵다. 구체적으로, 레이저의 세기 변동이 특정 구역에서, 특히 개별적인 레이저 라인들의 중첩 구역에서 산화 차이를 유도할 수 있다. 특히 높은 처리율에서 악화되는, 스티칭(stitching)으로 지칭되는, 이러한 현상은 최종 제품에서 가시적인 결함, 예를 들어 기재의 길이에 걸친 불균질한 스트립을 발생시킬 수 있고, 이는 미적 관점에서 용인될 수 없다. 또한, 생산비의 관점에서 바람직한 높은 처리율은, 처리하고자 하는 층의 불완전한 산화를 유도할 수 있고, 이는 처리 후에 코팅의 잔류 광 흡수를 증가시키는 결과를 갖는다.

본 발명의 목적은 전술한 단점을 극복하는 것이다. 출원인은, 피처리 층을 적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 층에 의해서 분리된, 균등한 전체 두께의 2개의 티타늄 층으로 분리함으로써, 특히 높은 처리율로, 레이저 처리에 의한 티타늄 층의 산화를 개선할 수 있다는 것을 입증하였다.

따라서, 본 발명은 광촉매 코팅으로 코팅된 기재를 포함하는 재료를 획득하기 위한 방법에 관한 것으로서, 그러한 방법은:

- 1 내지 3 nm 두께의 제1 티타늄 금속 층, 0.5 내지 5 nm 두께의 적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 중간 층, 및 2 내지 5 nm 두께의 제2 티타늄 금속 층을 연속적으로 포함하는 얇은 층의 적층체를 기재 상에 침착하는 단계; 및

- 레이저 복사선에 의한 열처리의 도움으로 산화하는 단계로서, 적층체가 산화 분위기와 접촉되는, 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 방법은, 특히, 전형적으로 2 m/분 초과, 또는 3 m/분 초과, 또는 심지어 4 m/분 초과, 또는 5 m/분 초과의 높은 처리율에서, 스티칭 현상 및/또는 잔류 광 흡수를 감소시킬 수 있게 한다. 2개의 금속 층 사이의 부분적으로 산화된 중간 층의 존재는 보다 완전하고 및/또는 보다 균질한 금속 층의 산화를 가능하게 한다.

본 발명에 따른 방법은, 2개의 티타늄 금속 층 사이에 적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 중간 층을 포함하는 얇은 층의 적층체를 기재 상에 침착하는 제1 단계를 포함한다. 티타늄 금속 층은 적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 중간 층과 직접 접촉된다. 제1 티타늄 금속 층은 기재와 직접 접촉될 수 있다. 그러나, 특정 실시예에서, 예를 들어 규소 산화물을 기초로 하는, 알칼리 금속에 대한 장벽 층과 같은 다른 층이 기재와 제1 티타늄 금속 층 사이에 침착될 수 있다. 일반적으로, 본 발명에 따른 방법의 종료에서 획득되는 티타늄 산화물의 광촉매 층이 분위기와 접촉되는 코팅의 마지막 층이 되도록, 제2 티타늄 금속 층 상에는 다른 층이 침착되지 않는다.

기재는 바람직하게 유리, 유리-세라믹 또는 중합체 유기 재료의 시트이다. 기재는 바람직하게 투명이거나, 무색(이는 투명한 또는 특별히-투명한 유리)이거나, 착색되고, 예를 들어 청색, 녹색, 회색 또는 청동색이다. 유리는 바람직하게 소다-라임-실리카 유형이나, 이는 또한 보로실리케이트 또는 알루미노-보로실리케이트 유형의 유리일 수 있다. 바람직한 중합체 유기 재료는 폴리카보네이트 또는 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 다른 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이다. 기재는 유리하게, 1 m 이상, 또는 사실상 2 m 및 심지어 3 m의 적어도 하나의 치수를 나타낸다. 기재의 두께는 일반적으로 0.5 mm와 19 mm 사이에서, 바람직하게 0.7과 9 mm 사이에서, 특히 2 와 8 mm 사이에서, 또는 사실상 4와 6 mm 사이에서 변경된다. 기재는 편평하거나 곡선형일 수 있거나, 사실상 가요성을 가질 수 있다.

유리 기재는 바람직하게 플로트 유리 유형이고, 말하자면 용융 유리를 용융 주석의 욕(bath)("플로트" 욕)에 주입하는 것으로 이루어진 프로세스에 의해서 획득될 수 있다. 이러한 경우에, 피처리 층이 기재의 "주석" 면 및 "분위기" 면 모두에 침착될 수 있다. "분위기" 면 및 "주석" 면이라는 용어는, 각각 플로트 욕 내에서 만연하는 분위기와 접촉되는 그리고 용융 주석과 접촉되는 기재의 면을 의미하는 것으로 이해된다. 주석 측면은, 유리의 조직 내로 확산된 작은 피상적인 양의 주석을 포함한다. 유리 기재는 또한, 특히 유리의 표면 상에 패턴을 프린트할 수 있게 하는 기술인, 2개의 롤 사이에서의 롤링에 의해서 획득될 수 있다.

제1 및 제2 티타늄 금속 층이 스퍼터링에 의해서 침착된다. 금속 층의 침착은 산화물 층의 침착에 비해서 매우 높은 침착률을 허용하는 장점을 갖는다. 중간 층이 또한 스퍼터링에 의해서 침착될 수 있다. 이러한 층이 매우 얇기 때문에, 적층체의 생산률은 산화된 티타늄 층의 침착에 의해서 약간만 영향을 받을 것이다. 중간 층은 또한, 예를 들어 제1 티타늄 금속 층의 침착 이후에 기재를 공기에 또는 산화 플라즈마에 노출시키는 것에 의한, 제1 티타늄 금속 층의 부분적 산화에 의해서 얻어질 수 있다.

제1 티타늄 금속 층은 1 내지 3 nm, 바람직하게 1 내지 2 nm의 두께를 갖고, 제2 티타늄 금속 층은 2 내지 5 nm, 바람직하게 2 내지 4 nm의 두께를 갖는다. 구체적으로, 너무 두꺼운 제1 티타늄 금속 층은 열처리 중에 코팅의 상당한 층박리(delamination)를 유도한다. 또한, 너무 두꺼운 제2 티타늄 금속 층은 제1 티타늄 금속 층의 산화 효율을 저하시킬 수 있다. 열처리 후에, 만족스러운 활동성을 갖는 광촉매 코팅을 획득하기 위해서, 제1 및 제2 티타늄 금속 층의 두께의 합은 바람직하게 4 nm 이상, 또는 사실상 5 nm 이상이다.

적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 중간 층은 바람직하게 0.5 내지 3 nm, 더 바람직하게 0.5 내지 2 nm의 두께를 갖는다.

적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 중간 층이 선택적으로 화학양론비 이하의(substoichiometric) 티타늄 산화물의 층일 수 있다. 후자는 TiO_x로 표시될 것이다. 특정 실시예에 따라, x의 값은 바람직하게 1.8 이하이다. 이러한 경우에, 중간 층은 레이저 복사선의 흡수에 참여하고, 그에 따라 최종 광촉매 층의 활성화를 개선할 수 있다. 다른 특정 실시예에 따라, x 값은 바람직하게 1.8 이상이고, 특히 적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 층은 티타늄 산화물 TiO₂의 층이다. 이러한 실시예는 적층체의 보다 완전한 산화를 가능하게 하고 그에 따라 그 잔류 흡수를 감소시키는 장점을 갖는다.

본 발명에 따른 방법은 또한 적층체의 산화 단계를 포함한다. 적층체, 특히 티타늄 금속 층의 산화는 레이저를 이용한 열처리에 의해서 실시되고, 적층체는 산화 분위기와 접촉된다. 산화 분위기는 바람직하게, 특히 대기압의, 공기이다. 필요한 경우에, 중간 층의 산화를 더 촉진하기 위해서, 분위기의 산소 함량이 증가될 수 있다.

열처리는, 하나의 단계에서, 금속 티타늄을 티타늄 산화물로 산화시킬 수 있고, 그에 따라 적어도 부분적으로 결정화된 광촉매 층을 획득할 수 있다. 열처리 후에 얻어진 티타늄 산화물의 층은 바람직하게 예추석 상(anatase phase)으로 적어도 부분적으로 결정화되고, 이는 또한 금홍석 상(rutile phase)이 선택적으로 존재할 수 있게 한다.

레이저 복사선에 의한 열처리는, 전형적으로 400 W/(m².s) 초과의, 매우 높은 열교환 계수를 갖는다는 장점을 갖는다. 중간 층에서 레이저 복사선의 단위 면적 당 파워는 심지어 바람직하게 20 또는 30 kW/cm² 이상이다. 이러한 매우 높은 에너지 밀도는, 중간 층에서, 극히 신속하게(일반적으로 1초 이하의 시간 이내에) 희망 온도에 도달할 수 있게 하고, 결과적으로, 그에 따라 처리의 지속 시간을 제한할 수 있으며, 발생된 열은 기재 내로 확산될 수 있는 시간을 갖지 못한다.

따라서, 적층체의 각각의 처리된 지점은 바람직하게, 일반적으로 1초 또는 사실상 0.5초 이하의 기간 동안 열처리된다. 본 발명에 따른 프로세스와 연관된 매우 큰 열교환 계수로 인해서, 심지어 중간 층으로부터 0.5 mm에 위치된 유리의 부분은 일반적으로 100 ℃ 초과의 온도에 노출되지 않는다. 바람직하게, 열처리 중의 기재의 온도는 100 ℃, 특히 50 ℃를 초과하지 않는다. 이는 특히 중간 층이 침착되는 면에 대향되는 면 상의 온도이다. 이러한 온도는 예를 들어 고온 측정법(pyrometry)에 의해서 측정될 수 있다.

이러한 프로세스는 또한 기존의 연속 생산 라인에 레이저 처리 장치를 통합할 수 있게 한다. 그에 따라, 레이저는 층 침착 라인 내로, 예를 들어 자기장-강화(마그네트론 프로세스) 스퍼터링 침착 라인 내로 통합될 수 있다. 일반적으로, 그러한 라인은 기재를 취급하기 위한 장치, 침착 유닛, 광학적 제어 장치 및 적층 장치를 포함한다. 기재는, 예를 들어 컨베이어 롤러 상에서, 각각의 장치 또는 각각의 유닛 앞에서 연속적으로 이동된다. 레이저는 바람직하게 층 침착 유닛 직후에, 예를 들어 침착 유닛의 배출구에 위치된다. 그에 따라, 코팅된 기재는 층이 침착된 후에 인-라인으로, 침착 유닛의 배출구에서 그리고 광학적 제어 장치 이전에, 또는 광학적 제어 장치 이후에 그리고 기재 적층 장치 이전에, 처리될 수 있다. 또한, 일부 경우에, 본 발명에 따른 열처리를 진공 침착 챔버 내에서 실시할 수 있다. 이어서, 레이저가 침착 유닛 내로 통합된다. 예를 들어, 레이저는 스퍼터링 침착 유닛의 챔버 중 하나 내로 도입될 수 있다.

레이저가 침착 유닛의 외측에 있거나 또는 그 내부에 통합되든지 간에, 이러한 "인-라인" 또는 "연속적" 프로세스는 바람직하게 오프-라인 동작을 포함하는 프로세스일 수 있고, 여기에서 침착 단계와 열처리 사이에서 유리 기재를 적층할 필요가 있을 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 열처리가, 침착이 실시되는 곳과 상이한 장소, 예를 들어 유리의 전환이 실행되는 장소에서 실시되는 경우에, 오프-라인 동작을 포함하는 프로세스가 장점을 가질 수 있다. 그에 따라, 복사 장치는 층 침착 라인이 아닌 라인 내로 통합될 수 있다. 예를 들어, 복사 장치는 다수 글레이징(특히 이중 또는 삼중 글레이징)의 제조를 위한 라인 내로, 또는 라미네이트형(laminated) 글레이징의 제조를 위한 라인 내로 통합될 수 있다. 이러한 여러 경우에, 본 발명에 따른 열처리는 바람직하게 다수의 또는 라미네이트형 글레이징이 생산되기 전에 실시된다.

레이저 복사선은 바람직하게, 기재의 전체 폭을 동시에 조사하는(irradiate) (계속되는 문헌에서 "레이저 라인"으로 알려져 있는) 라인을 형성하는 적어도 하나의 레이저 빔으로부터 초래된다. 인-라인 레이저 빔은 특히 포커싱 광학 시스템을 이용하여 획득될 수 있다. 매우 넓은 기재(3 m 초과)를 동시에 조사할 수 있도록, 레이저 라인은 일반적으로 몇 개의 개별적 레이저 라인의 조합에 의해서 얻어진다. 개별적인 레이저 라인의 두께는 바람직하게 0.01 내지 1 mm이다. 그 길이는 전형적으로 5 mm 내지 1 m이다. 적층체의 전체 표면을 처리하는 방식으로 단일 레이저 라인을 형성하기 위해서, 개별적인 레이저 라인들이 일반적으로 나란히 병치된다. 각각의 개별적인 레이저 라인은 바람직하게 기재의 이동 방향에 수직으로 배치된다.

레이저 공급원은 전형적으로 레이저 다이오드 또는 섬유 레이저, 특히 섬유, 다이오드 또는 다른 디스크 레이저이다. 레이저 다이오드는, 작은 공간 요건을 위해서, 전기 공급 파워와 관련하여, 높은 파워 밀도를 경제적으로 달성할 수 있게 한다. 섬유 레이저의 공간 요건은 보다 더 작고, 얻어지는 선형 파워 밀도는 보다 더 높을 수 있으나, 비용이 더 높다. "섬유 레이저"라는 용어는, 레이저 광이 생성되는 장소가 레이저 광이 전달되는 장소로부터 공간적으로 분리되는 레이저를 의미하는 것으로 이해되며, 그러한 레이저 광은 적어도 하나의 광 섬유에 의해서 전달된다. 디스크 레이저의 경우에, 레이저 광은 공진기 공동 내에서 생성되고, 그러한 공동 내에는 디스크, 예를 들어 Yb:YAG로 만들어진 얇은 디스크(약 0.1 mm 두께) 형태의 방출 매체가 위치된다. 그렇게 발생된 광은 처리 장소를 향해서 지향된 적어도 하나의 광섬유에 커플링된다. 증폭 매체 자체가 광 섬유라면, 레이저가 또한 섬유 레이저일 수 있다. 섬유 또는 디스크 레이저는 바람직하게 레이저 다이오드를 이용하여 광학적으로 펌핑된다. 레이저 공급원으로부터 초래된 복사선은 바람직하게 연속적이다.

레이저 복사선의 파장, 그리고 그에 따라 처리 파장은 바람직하게 800 내지 1300 nm, 특히 800 내지 1100 nm 범위 이내이다. 808 nm, 880 nm, 915 nm, 940 nm 또는 980 nm로부터 선택된 하나 이상의 파장을 방출하는 고-파워 레이저 다이오드가 특히 매우 적합한 것으로 입증되었다. 디스크 레이저의 경우에, 처리 파장은, 예를 들어, 1030 nm(Yb:YAG 레이저를 위한 방출 파장)이다. 섬유 레이저의 경우에, 처리 파장은 전형적으로 1070 nm이다.

바람직하게, 레이저 복사선의 파장에서의 적층체의 흡수는 20%, 특히 30% 이상이다. 그러한 흡수는, 100%의 값에서 층의 투과 및 반사를 차감한 것과 동일한 것으로 정의된다.

코팅된 기재의 전체 표면을 처리하기 위해서, 한편으로, 층으로 코팅된 기재와 레이저 라인 사이에서 상대적인 이동이 생성된다. 그에 따라, 일반적으로 레이저 라인 아래에서 그러나 선택적으로 그 위에서, 특히 정지적 레이저 라인을 지나서 병진운동적으로 이동되도록 기재가 이동될 수 있다. 이러한 실시예는 연속적인 처리에서 특히 유리하다. 바람직하게, 높은 처리율을 보장하기 위해서, 기재와 레이저의 각각의 속력들 사이의 차이는 분당 2 미터 이상, 사실상 분당 3 및 심지어 4, 5, 8 또는 10 미터 이상이다.

기재는 임의의 기계적 이송 수단을 이용하여, 예를 들어 벨트, 롤러 또는 병진운동적으로 이동되는 트레이를 이용하여 이동될 수 있다. 이송 시스템은 이동률을 제어 및 조절할 수 있게 한다. 기재가 가요성 중합체 유기 재료로 제조되는 경우에, 기재는 연속적인 롤러 형태의 막 전진 시스템을 이용하여 이동될 수 있다.

물론, 기재의 표면이 적절하게 조사될 수만 있다면, 기재의 그리고 레이저의 모든 상대적인 위치들이 가능하다. 일반적으로, 기재는 수평적으로 배치될 것이나, 또한 수직으로 또는 임의의 가능한 경사에 따라 배치될 수 있다. 기재가 수평으로 배치될 때, 레이저는 일반적으로 기재의 상부 면을 조사하도록 배치된다. 레이저는 또한 기재의 하부 면을 조사할 수 있다. 이러한 경우에, 복사선이 피조사 구역을 통과할 수 있게 하기 위해서, 기재를 위한 지지 시스템, 선택적으로 레이저가 이동될 때 기재를 이송하기 위한 시스템이 필요하다. 이러한 것은, 예를 들어, 이송 롤러가 이용되는 경우이고: 롤러가 분리된 개체이기 때문에, 레이저를 2개의 연속적인 롤러들 사이에 위치된 구역 내에 배치할 수 있다.

기재의 양 면들이 처리될 때, 기재가 수평, 수직 또는 임의의 경사진 위치에 있던지 간에, 기재의 양 측면 상에 위치된 많은 수의 레이저를 이용할 수 있다.

본 발명은 또한, 1 내지 3 nm, 바람직하게 1 내지 2 nm 두께의 제1 티타늄 금속 층, 0.5 내지 5 nm, 바람직하게 0.5 내지 3 nm, 또는 사실상 0.5 내지 2 nm 두께의 적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 중간 층, 및 2 내지 5 nm, 바람직하게 2 내지 4 nm 두께의 제2 티타늄 금속 층을 연속적으로 포함하는 얇은 층의 적층체로 코팅된 기재에 관한 것이다. 이러한 기재는 레이저 복사선에 의한 열처리를 이용한 산화를 거치도록 의도되고, 적층체는 산화 분위기와 접촉되고, 그에 따라 광촉매 코팅으로 코팅된 기재가 얻어진다.

본 발명은 또한, 본 발명에 따른 방법에 의해서 얻어질 수 있는 광촉매 코팅으로 코팅된 기재에 관한 것이다. 본 발명에 따라 얻어진 기재는 바람직하게 글레이징 내로 통합된다. 글레이징은 하나일 수 있고, 또는 가스-충진 공간을 제공하는 몇 개의 유리 시트를 포함할 수 있다는 점에서, 다수(특히 이중 또는 삼중)일 수 있다. 글레이징은 또한 라미네이트 및/또는 템퍼링 및/또는 경화 및/또는 곡선화될 수 있다.

적층체가 침착되는 면에 대향되는 기재의 면, 또는 적절한 경우에, 다수 글레이징의 다른 기재의 면이 다른 기능성 층으로 또는 기능성 층의 적층체로 코팅될 수 있다. 이는 특히 열적 기능을 갖는 층 또는 적층체, 특히 태양-보호 또는 저-방사율 층 또는 적층체, 예를 들어 유전 층에 의해서 보호되는 은 층을 포함하는 적층체일 수 있다. 이는 또한, 특히 은 기반의, 거울 층일 수 있다. 이는 마지막으로, 스팬드럴(spandrel) 유리로 알려진, 벽 클래딩 패널을 만들기 위해서 글레이징을 불투명하게 하기 위한 라커 또는 에나멜일 수 있다. 스팬드럴 유리는 불투명화되지 않은 글레이징의 측면에서 벽에 배치되고, 미적 관점에서 전체적으로 글레이징되고 균질한 벽을 획득할 수 있게 한다.

본 발명에 따른 열처리로 인해서, 산화물 층이 침착되는 면에 대향되는 기재의 면에 위치된 다른 층 또는 적층체의 성질이 개선된 것을 확인할 수 있을 것이다. 이는, 특히, 기능성 층의, 예를 들어 은 층의 보다 양호한 결정화와 연계된 성질일 수 있다. 그에 따라, 특히 두께가 6 mm 이하인 유리로 제조된 기재의 경우에, 본 발명에 따른 산화 열처리가 또한 적어도 하나의 은 층을 포함하는 저-방사율 적층체의 방사율 및/또는 비저항을 감소시킬 수 있다는 것이 관찰되었다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 전술한 바와 같이, 2개의 티타늄 금속 층 사이에서 적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 중간 층을 포함하는, 얇은 층의 적층체가 그에 따라 기재의 하나의 면 상에 침착되고, 그리고 적어도 하나의 은 층을 포함하는 저-방사율 층의 적층체는 기재의 다른 면 상에 침착되며, 그에 따라 저-방사율 적층체의 방사율 또는 비저항이 적어도 3%만큼 감소되도록, 중간 층이 적어도 하나의 레이저 복사선을 이용하여 처리된다. 방사율 또는 비저항의 감소가 적어도 3%, 또는 사실상 5% 그리고 심지어 10%이다. 그에 따라, 한 번의 열처리를 이용하여, 저-방사율 적층체의 방사율 성질을 개선할 수 있고, 광촉매 층을 획득할 수 있다. 이는, 레이저 복사선이 적층체의 티타늄 층 및 기재에 의해서 부분적으로만 흡수되고, 그에 따라 다른 면에 위치된 저-방사율 적층체가 복사선의 에너지의 일부를 수용하고, 이는 그러한 또는 각각의 은 층의 결정화 성질을 개선하기 위해서 이용된다는 사실에 의해서 달성될 수 있다. 획득된 제품은, 하나의 면 상에서, 자가-세정, 광촉매 기능을 갖고, 이는 그에 따라 건물의 외측을 향해서 배향되는 경향을 가질 것이며, 다른 면 상에서, 단열 기능을 갖고, 이는 그에 따라 건물의 내측을 향해서 배향되는 경향을 가질 것이다.

본 발명이 이하의 비제한적인 예시적 실시예의 도움으로 설명된다.

예

본 발명에 따른 방법에 의해서 획득된, 광촉매 코팅을 포함하는 3개의 샘플(I1 내지 I3)이 이하와 같이 준비되었다.

연속적인 제1 티타늄 금속 층, 티타늄 산화물 TiO₂의 중간 층, 및 제2 티타늄 금속 층으로 이루어진 얇은 층의 적층체가 투명한 소다-라임-실리카 유리 기재에 침착된다.

티타늄 금속 층들은 아르곤 플라즈마 내의 티타늄 표적을 이용한 스퍼터링에 의해서 침착된다. 티타늄 산화물 TiO₂의 중간 층은 또한 아르곤 플라즈마 내의 TiO₂ 표적을 이용한 스퍼터링에 의해서 침착된다.

코팅된 기재가 병진운동적으로 지나서 이동되는, 1030 nm의 파장을 갖는 복사선을 방출하는, 몇 개의 개별적인 라인의 병치에 의해서 획득된, 인-라인 레이저를 이용하여 샘플이 처리된다. 샘플(I1 및 I2)은 2 m/분의 이동 속력으로 처리된 반면, 샘플(I3)은 3 m/분의 이동 속력으로 처리되었다.

비교로서, 하나의 5 nm의 티타늄 금속 층, 4 nm 티타늄 금속 층에 의해서 둘러싸인 6 nm의 티타늄 산화물 층, 및 6 nm의 티타늄 산화물 층에 의해서 둘러싸인 6 nm의 티타늄 금속 층 각각으로 구성된 코팅의 레이저 처리에 의해서 획득된 광촉매 코팅을 포함하는 샘플(R1 내지 R3)이 준비되었다. 샘플(R1 내지 R3)을 2 m/분의 이동 속력으로 처리하였다.

처리된 샘플의 각각에 대한 수반된 관찰기에 의한 흑색 배경에서의 반사로 그리고 백색 배경에서의 투과로 "스티칭" 현상을 평가하였다.

이하의 표 1은 각각의 샘플의 특징 및 "스티칭" 현상의 평가 결과를 요약한 것이다. "스티칭" 현상의 관찰이 이하와 같이 표시되었다: "x"는 가시적인 마크를 나타내고, "○"는 탐색 후에 볼 수 있는 매우 약한 마킹을 나타내며, "◎"는 가시적인 마크가 없다는 것을 나타낸다.

광촉매 활동성이 또한 각각의 샘플에 대해서 측정되었다. 본 발명에 따른 샘플은, 참조(R1 및 R2)의 광촉매 활동성에 필적하는 광촉매 활동성을 갖는다.

Claims (15)

1. 광촉매 코팅으로 코팅된 기재를 포함하는 재료를 획득하기 위한 방법이며:
   - 스퍼터링에 의해서, 1 내지 3 nm 두께의 제1 티타늄 금속 층, 0.5 내지 5 nm 두께의 적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 중간 층, 및 2 내지 5 nm 두께의 제2 티타늄 금속 층을 연속적으로 포함하는 얇은 층의 적층체를 기재 상에 침착하는 단계; 및
   - 레이저 복사선에 의한 열처리의 도움으로 산화하는 단계로서, 적층체가 산화 분위기와 접촉되는, 단계를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   기재는 유리 시트인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 중간 층은 TiO_x의 층이고, x는 1.8 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 중간 층은 TiO₂의 층인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 중간 층은 0.5 내지 2 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   제1 티타늄 금속 층 및 제2 티타늄 금속 층은 각각 1 내지 5 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   제1 티타늄 금속 층은 1 내지 2 nm의 두께를 갖고, 제2 티타늄 금속 층은 2 내지 4 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   레이저 복사선에 의한 열처리 중의 기재의 이동 속력이 2 m/분 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   레이저 복사선은 800 내지 1300 nm, 특히 800 내지 1100 nm의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    중간 층에서 레이저 복사선의 단위 면적 당 파워가 20 kW/cm² 이상, 바람직하게 30 kW/cm² 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    레이저 복사선은, 기재의 폭의 전부 또는 일부를 동시에 조사하는 라인을 형성하는 적어도 하나의 레이저 빔으로부터 초래되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 1 내지 3 nm 두께의 제1 티타늄 금속 층, 0.5 내지 5 nm 두께의 적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 중간 층, 및 2 내지 5 nm 두께의 제2 티타늄 금속 층을 연속적으로 포함하는 얇은 층의 적층체로 코팅된 기재를 포함하는 재료.
13. 제12항에 있어서,
    적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 중간 층은 0.5 내지 2 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 재료.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    제1 티타늄 금속 층은 1 내지 2 nm의 두께를 갖고, 제2 티타늄 금속 층은 2 내지 4 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 재료.
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 부분적으로 산화된 티타늄의 중간 층은 TiO₂의 층인 것을 특징으로 하는 재료.