TWI784312B - 具光觸媒鍍層的分光鍍膜玻璃及其製造方法 - Google Patents

具光觸媒鍍層的分光鍍膜玻璃及其製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明披露了一種具有光觸媒鍍層的分光鍍膜玻璃的製造方法。首先製備TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦TiO2預成型溶膠，並提供具有兩相對表面的玻璃基板。將玻璃基板的兩相對表面依序浸鍍TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦TiO2預成型溶膠，從而形成鍍膜玻璃基板，在其各表面上具有多層光學鍍層。多層光學鍍層包括TiO2-SiO2鍍層、SiO2鍍層和銳鈦礦TiO2鍍層。再對鍍膜玻璃基板進行退火處理，然後裁切、彎板與強化鍍膜玻璃基板，從而形成具有光觸媒鍍層的分光鍍膜玻璃。

Description

具光觸媒鍍層的分光鍍膜玻璃及其製造方法
本發明涉及玻璃基底上的溶膠-凝膠塗層。特別地，本發明涉及光觸媒分光鍍膜玻璃及其製造方法。
因真空鍍膜設備昂貴，鍍膜靶材亦貴，因此鍍膜費用高，是真空光學鍍膜之缺點。金屬真空鍍膜光學品質不易製作大面積光學鍍膜，包括折射率、附著性、硬度、色澤等不易掌握，是真空鍍膜的另一缺點，因此使用真空鍍膜無法有效進行大片光學鍍膜玻璃產品開發，都以光學小元件製作為主。
溶膠-凝膠技術可將金屬及金屬氧化物製成溶膠形態，在空氣中以浸鍍法、旋塗法或流塗法，在金屬、陶瓷、玻璃或塑膠上進行大面積光學鍍膜。目前採用溶膠-凝膠技術進行光學鍍膜開發之光學鍍膜玻璃產品，以抗反射鍍膜玻璃為主，目前尚無溶膠-凝膠鍍膜法製作分光鍍膜玻璃、窄頻分光鏡及濾光鏡之溶膠鍍膜產品與技術。例如，US 7,527,867，親水反射鍍膜技術，用在汽車後視鏡，是在玻璃上以真空鍍膜，進行玻璃/CrxOy/SiO2/TiO2/SiO2或CrxNy/SiO2/TiO2/SiO2鍍膜，具有親水性，但無自潔性及有色分光鍍膜之功效。
本申請在採用溶膠-凝膠技術進行光學鍍膜，開發光觸媒自潔寬頻分光鍍膜玻璃。汽車後視藍鏡是為一種分光鍍膜玻璃之應用產品，藍鏡在紅色或綠色光中反射率小於藍光。藍鏡是可在雙面玻璃上進行的溶膠-凝膠光學多層鍍膜而製成，以光學干涉技術製作所需光譜的反光鏡，以增強藍光反射，減弱綠、黃、橙、紅光之反光，而降低夜間道路駕駛人眼對車燈之橙光和黃光產生之眩 光現象，因而提高夜間開車安全性。因此後視鏡採用藍光為主峰的反光鏡，稱為藍鏡。因大多數汽車車燈為鹵素燈，其光譜都以偏橙黃光為主，經藍鏡能減少橙黃光的反射率，加強藍光反射率，以產生調光效果，使其與太陽光光譜相仿，因而減少夜間車燈對前車駕駛之眩光。
市場上的藍鏡大都以真空鍍膜的方法製作，以多層光學鍍膜之干涉效果，增強藍光之反光率。但真空鍍膜之藍鏡，無光觸媒鍍膜之自潔功效。儘管在光學鍍膜玻璃技術領域有許多先前技術或專利，但是少有使用溶膠-凝膠浸鍍法於玻璃雙面進行光學鍍膜製作藍鏡，更無將藍鏡進行光觸媒溶膠鍍膜，製作具有自潔親水功效之汽車後視鏡，例如：US 4,673,248披露了一種汽車後視鏡；US 4,805,989披露了一種多層膜後視鏡；US 4,921,331披露了一種多層膜鏡；US 4,955,705披露了一種多層膜後視鏡，以及US 7,887,201披露了一種車用低眩光後視鏡，其中多數是以真空沉積法製成的，而無溶膠-凝膠浸鍍法製作之自潔親水寬頻分光鍍膜玻璃之產品與功效。
某些光觸媒塗層玻璃係通過將光觸媒溶液塗覆在玻璃上而製成自潔玻璃，例如，US 6,013,372、US 6,830,785披露以光觸媒使基材表面具有超親水性，而光觸媒表面的基材及其製備方法；US 6,447,123、US 6,789,906、US 6,816,297和US 6,991,339披露，具有自潔親水塗層的電致變色後視鏡；US 6,997,570披露了一種反射鏡；US 7,419,718披露了一種具有超親水光觸媒溶液塗佈之鍍膜玻璃及其生產方法；US 7,655,274披露了一種使用前驅物水溶液，以CVD沉積二氧化鈦塗層的方法製作光觸媒塗層玻璃；US 7,887,201披露了一種用於車輛的低眩光後視鏡。但是上述技術文獻不適用於光觸媒自潔分光鍍膜玻璃製作。
分光鍍膜玻璃為光學鍍膜玻璃之一種，與分光鏡、濾光鏡不同，分光鍍膜玻璃為寬頻分光鍍膜玻璃，分光鏡為窄頻之分光鍍膜，濾光鏡為窄頻之濾光鍍膜，分光鍍膜玻璃以藍鏡為例說明，藍鏡為寬頻之藍光分光鍍膜玻璃，其 波峰在藍光440nm，反光率約H=65%，其頻寬以1/2H反光率之寬為350~600nm。
分光鍍膜玻璃可用於建築、船舶及汽車玻璃，使玻璃色彩可以分光技術製作而成，種類多元化，在其色彩有；紅、橙、黃、綠、藍光等寬頻反光、加上近紅外線及近紫外線之寬頻反光，配合光觸媒溶膠鍍膜，使建築、船舶及車輛用之分光鍍膜玻璃，色彩多元化，且具自潔及親水性，用於戶外更具美觀及色彩之功效。
本發明的目的之一在於提供一種製造光觸媒分光鍍膜玻璃的方法，該方法特別適用於汽車、船舶及建築等的外部門窗玻璃，具有所需之分光色彩，並可避免現有玻璃門窗易沾汙之缺點，尤其能夠解決高樓大廈外窗之汙染，清洗不易又危險之問題。
本發明一方面披露一種具有光觸媒鍍層的分光鍍膜玻璃的製造方法。首先製備TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦TiO2預成型溶膠，並提供玻璃兩面皆有分光色彩及光觸媒自潔之功效。將玻璃基板依序浸鍍TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦TiO2預成型溶膠，從而形成鍍膜玻璃基板，在兩面上都具有多層光學鍍層。多層光學鍍層包括TiO2-SiO2鍍層、SiO2鍍層和銳鈦礦TiO2鍍層。再對鍍膜玻璃基板進行燒結、裁切、彎板或強化製程，成具有光觸媒自潔之分光鍍膜玻璃。
根據一些實施例，係依序將所述玻璃基板浸入TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠或銳鈦礦TiO2預成型溶膠中；依各溶膠鍍膜要求，保持恆定的拉升速度，將玻璃基板從TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠或銳鈦礦TiO2預成型溶膠中拉升；最後在150-250℃下烘烤玻璃基板。
根據一些實施例，將前述烘烤後玻璃基板，再進行600-700℃下燒結 處理為例。根據一些實施例，將前述烘烤後玻璃基板，再進行600-700℃下熱彎板或物理強化處理為例。
根據一些實施例，所述多層光學鍍層在所需波峰，具有寬頻之反光為例。其中所述多層光學鍍層在可見光、近紫外線或近紅外線光譜區域，選擇所需之分光鍍膜波峰製作，而得所需之反光及透光色澤。
根據一些實施例，所述所述銳鈦礦TiO2鍍層的厚度=波峰波長/(4×銳鈦礦TiO2鍍層折射率)，SiO2鍍層的厚度=波峰波長/(4×SiO2鍍層折射率)，以及TiO2-SiO2鍍層的厚度=波峰波長/(4×TiO2-SiO2鍍層折射率)為例。
根據一些實施例，TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦TiO2預成型溶膠，以鈦醇鹽(titanium alkoxide)或矽醇鹽(silicon alkoxide)為前驅物，其中所述TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦TiO2預成型溶膠通過在醇溶劑中水解(hydrolysis)、縮合(condensation)和解膠(peptization)製備而成。
根據一些實施例，TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦TiO2預成型溶膠的製備，係為配合光觸媒自潔分光鍍膜玻璃，用於汽車後視藍鏡，能降低後車車燈燈光對駕駛者之眩光，以其所製備之SiO2/TiO2溶膠鍍膜，固含量比調整比率介於1~0；再以SiO2溶膠鍍膜，最後以所述銳鈦礦TiO2預成型溶膠鍍膜，以藍鏡為例，鍍膜波峰λB以波長440nm為準，反射藍光，使TiO2-SiO2鍍膜、SiO2鍍膜及銳鈦礦TiO2鍍膜光學厚度為1/4 λB=440nm/4=110nm.。因光學干涉增強藍光反射率可達55-65%之間。
根據一些實施例，TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠及所述TiO2溶膠的製備，係依各溶膠固含量，控制鍍膜環境空氣溫度及溼度，並調整拉升玻璃基板的速度，且其中玻璃基板在150~250℃下烘烤10分鐘，並在600~700℃下燒結1.0小時，使所述多層光學鍍層的反射光譜的峰值在可見光、近紫外線及近紅外線光譜內。
根據一些實施例，其中所述TiO2-SiO2溶膠、所述SiO2溶膠和所述銳鈦 礦TiO2預成型溶膠形成的光學鍍層的反射光譜，波峰在烘烤和退火後均落在同一波峰，可為可見光、近紫外線或近紅外線光譜內，將各溶膠依此條件疊層鍍膜，製作銳鈦礦TiO2/SiO2/SiO2-TiO2/玻璃基板/SiO2-TiO2/SiO2/銳鈦礦TiO2分光鍍膜玻璃，使波峰落在所需之可見光、近紫外線及近紅外線光譜內，反光率適合所需調整於55~65%。
根據一些實施例，係以鈦醇鹽為前驅物，在乙醇中水解縮合，以HNO3解膠，形成所述銳鈦礦TiO2預成型溶膠，其中經過浸鍍、烘烤和燒結形成的銳鈦礦TiO2鍍層，具有光催化、親水和自潔作用。
根據一些實施例，銳鈦礦TiO2/SiO2/SiO2-TiO2/玻璃基板/SiO2-TiO2/SiO2/銳鈦礦TiO2藍光反光鍍膜玻璃，在其外表面上具有銳鈦礦TiO2鍍層，因此在陽光的紫外線下，具有光催化作用，包含親水現象、化學氧化還原反應、殺菌、防黴、自潔和去污。
100:玻璃基板
110:TiO2-SiO2鍍膜
120:SiO2鍍膜
140:TiO2銳鈦礦結構鍍膜
圖1為根據本發明一實施例的光觸媒分光鍍膜玻璃鍍層結構的示意性截面圖。
圖2顯示藍光分光鍍膜玻璃鍍層結構的反射光譜。
圖3為根據本發明一實施例的製造光觸媒分光鍍膜玻璃的製作方法的流程圖。
在下文中，將參照附圖說明細節，該附圖中之內容亦構成說明書細節描述的一部份，並且以可實行該實施例之特例描述方式來繪示。下文實施例 已描述足夠的細節俾使該領域之一般技藝人士得以具以實施。
當然，亦可採行其他的實施例，或是在不悖離文中所述實施例的前提下作出任何結構性、邏輯性的改變。因此，下文之細節描述不應被視為是限制，反之，其中所包含的實施例將由隨附的申請專利範圍來加以界定。
本發明係關於具光觸媒鍍層的分光鍍膜玻璃，分光色有：紅、橙、黃、綠、藍光等反光鍍膜玻璃，亦包含近紅外線及近紫外線。其製造方法大體而言，對玻璃基板進行浸鍍製程，包括將玻璃基板依次浸入TiO2-SiO2、SiO2和銳鈦礦TiO2預成型溶膠中，以在玻璃基板的兩面進行對稱多層鍍層。根據光學需求，可製備各種溶膠組合物，經浸鍍及烘烤製程，製成的多層鍍膜玻璃，其可以表示為：anatase TiO2/SiO2/SiO2-TiO2/玻璃基板/SiO2-TiO2/SiO2/anatase TiO2。鍍膜玻璃基板可以進行燒結、切割、烤彎或熱強化等製程。另外，可以在鍍膜玻璃基板上施加金屬鍍層或背膠，使鍍膜玻璃可以進行加工，用於建築、船舶及車輛的外部門窗玻璃等。
因建築、船舶及車輛在環境中，因空氣中廢氣、油汙及微粒，加上工廠及車輛排放之各式廢氣、油汙及微粒，隨著風雨落在玻璃表面，尤其在下雨天時，雨水滴在此分光鍍膜玻璃上，油汙及微粒附著於玻璃表面不易清洗，下雨時玻璃表面佈滿雨滴，以致人員透過玻璃對外觀察不清晰。
本發明是採用在醇溶劑中製備TiO2-SiO2、SiO2及anatase TiO2溶膠，在玻璃上進行雙面浸鍍、烘烤與退火燒結，製成堅固耐用之三層雙面光學等級鍍膜，可依需求製得分光鍍膜玻璃，其反光可為藍、綠、黃、橙或紅色等寬頻反光。因應玻璃透光及反光需求，製作光觸媒自潔寬頻分光鍍膜玻璃，用於建築、船舶或車輛玻璃。
目前用在車內的後視藍鏡無親水自潔之功效，故不宜用在室外，本發明之藍鏡玻璃表面之TiO2鍍膜，含有大量銳鈦礦TiO2結構，因此在陽光紫外 線照射下，產生光觸媒作用，包括：超親水現象、化學氧化與還原作用、殺菌防黴及自潔去汙等功效。除可使用在車外兩側後視鏡，尚具有夜間行車降低後車車燈眩光，因鏡面具有光觸媒功效，使該鏡子具有自潔親水性，以致該後視鏡在雨天行車，雨滴落在親水鏡面形成水膜，使車內駕駛對外兩側環境可清晰觀察，提高行車安全性。
本發明開發之TiO2溶膠是銳鈦礦TiO2預成型(Preform)溶膠，進行玻璃溶膠浸鍍雙面鍍膜，使玻璃板經SiO2-TiO2、SiO2及銳鈦礦TiO2預成型溶膠三次浸鍍與烘烤，製得anatase TiO2/SiO2/SiO2-TiO2/玻璃基板/SiO2-TiO2/SiO2/anatase TiO2三層溶膠鍍膜玻璃，可依所需色彩，設計製作光觸媒自潔分光鍍膜玻璃，呈紅、橙、黃、綠、藍等反光，以擴大溶膠光學鍍膜產品開發，將光觸媒光學鍍膜玻璃應用於建築、船舶及車輛等玻璃。
鍍膜方法
雙面對稱光學鍍層可以通過以下步驟製作。首先，將玻璃基板經酸液、鹼液、清水及酒精溶液，在超音波浴中依序清洗與乾燥，再垂直吊掛在升降機吊杆上，先將未鍍膜之玻璃基板垂直浸入溶膠中，待溶膠靜止再將垂釣之玻璃基板自溶膠中以所需速度等速拉起，溶膠在玻璃上進行垂流塗布，塗布時溶膠在玻璃上進行脫醇膠合附著，同時溶膠中溶劑揮發，空氣中水份與溶膠中醇鹽進行水解脫醇膠合反應，鍍膜在玻璃上隨玻璃基板等速上升，等速往下膠合於玻璃板形成膠合(gelized)薄膜，以(g)標註；完成溶膠鍍膜後，鍍膜玻璃自升降機上取下，置入烘箱中以150~250℃烘烤10分鐘，得烘烤(baked)鍍膜，以(b)標註，待降溫冷卻取出進行後續溶膠鍍膜。
為進行光學鍍膜分光鍍膜玻璃製作，如上述進行溶膠光學鍍膜，先進行TiO2-SiO2溶膠鍍膜，得TiO2-SiO2(g)/Glass/TiO2-SiO2(g)鍍膜玻璃；再進行烘烤得 TiO2-SiO2(b)/Glass/TiO2-SiO2(b)鍍膜玻璃。
再以TiO2-SiO2(b)/Glass/TiO2-SiO2(b)鍍膜玻璃，進行SiO2溶膠鍍膜，得SiO2(g)/TiO2-SiO2(b)/Glass/TiO2-SiO2(b)/SiO2(g)鍍膜玻璃，再進行烘烤得SiO2(b)/TiO2-SiO2(b)/Glass/TiO2-SiO2(b)/SiO2(b)鍍膜玻璃。
接著，於SiO2(b)/TiO2-SiO2(b)/Glass/TiO2-SiO2(b)/SiO2(b)鍍膜玻璃上，進行銳鈦礦TiO2預形體溶膠鍍膜，得TiO2(g/SiO2(b)/TiO2-SiO2(b)/Glass/TiO2-SiO2(b)/SiO2(b)/TiO2(g)鍍膜玻璃，再進行烘烤得TiO2(b)/SiO2(b)/TiO2-SiO2(b)/Glass/TiO2-SiO2(b)/SiO2(b)/TiO2(b)鍍膜玻璃。
最後將TiO2(b)/SiO2(b)/TiO2-SiO2(b)/Glass/TiO2-SiO2(b)/SiO2(b)/TiO2(b)鍍膜玻璃烘烤後，置於高溫燒結或直接於600~700℃強化，將烘烤之鍍膜燒結為TiO2(A)/SiO2(a)/TiO2-SiO2(a)/Glass/TiO2-SiO2(a)/SiO2(a)/TiO2(A)鍍膜玻璃，其中“TiO2(A)”代表銳鈦礦TiO2，而“(a)”代表“退火”鍍層。如圖1所示光觸媒藍鏡溶膠鍍膜結構，玻璃基板100進行溶膠光學鍍膜，經烘烤燒結，第一層為非晶態的TiO2-SiO2鍍膜110，第二層為非晶態的SiO2鍍膜120，第三層為TiO2銳鈦礦結構鍍膜140，即為光觸媒層。根據各種實施方式，TiO2-SiO2鍍層110可以採用具有不同的SiO2/TiO2比率之TiO2-SiO2溶膠鍍膜，例如，TiO2/SiO2=1/1、TiO2/SiO2=2/1，TiO2/SiO2=3/1、TiO2/SiO2=4/1。
溶膠製備
TiO2-SiO2溶膠的製備係在醇溶劑(ROH)中先加入Si(OR)4矽醇鹽，經攪拌混合為矽醇鹽溶液，可以乙醇(EtOH)為溶劑，所用之矽醇鹽可為乙醇矽Si(OEt)4、甲醇矽Si(OMe)4、丙醇矽Si(OPr)4、異丙醇矽Si(OPri)4等矽醇鹽。將H2O與R1OH先以1：2混合，滴入攪拌之矽醇鹽溶液，用於Si(OR2)4矽醇鹽水解，得Si(OR2)3OH之醇溶液。取當量Ti(OR3)4鈦醇鹽，可用之鈦醇鹽有：正丁醇鈦 Ti(OBun)4、異丁醇鈦Ti(OBui)4、特丁醇鈦Ti(OBut)4、異丙醇鈦Ti(OPri)4、正丙醇鈦Ti(OPrn)4、乙醇鈦Ti(OEt)4等鈦醇鹽：將Si(OR2)3OH醇溶液，滴入攪拌之N當量之Ti(OR3)4鈦醇鹽，得(OR2)3SiOTi(OR3)3及(N-1)當量之Ti(OR3)4之醇溶液。再使用N當量之H2O/R1OH之1/2混合液滴入，再以無機酸調整pH
Figure 109130158-A0305-02-0011-9
1.0~2.0，可用之無機酸有鹽酸(HCl)及硝酸(HNO3)等；攪拌滴入(OR2)3SiOTi(OR3)3及3Ti(OR3)4之醇溶液，再進行(OR2)3SiOTi(OR3)3及(N-1)當量之Ti(OR3)4，加(H2O/R1OH=1/2)當量4，進行水解聚合反應，製得TiO2-SiO2溶膠。
SiO2溶膠的製備，如前在醇溶劑EtOH中先加入Si(OR2)4矽醇鹽，可用之矽醇鹽可為乙醇矽Si(OEt)4、甲醇矽Si(OMe)4、丙醇矽Si(OPr)4、異丙醇矽Si(OPri)4等，矽醇鹽經攪拌混合為矽醇鹽溶液，將1.0當量H2O與R1OH先以1：2混合，再使用無機酸調整pH值，可用之無機酸有鹽酸(HCl)及硝酸(HNO3)等，將1.0~2.0當量之H2O/R1OH溶液，酸度調整pH=1.0~2.0，攪拌滴入1當量之矽醇鹽溶液，製得SiO2溶膠。
TiO2溶膠的製備係在乙醇中加Ti(OR3)4，經攪拌混合為鈦醇鹽溶液，可用之鈦醇鹽有；正丁醇鈦Ti(OBun)4、異丁醇鈦Ti(OBui)4、特丁醇鈦Ti(OBut)4異丙醇鈦Ti(OPri)4、正丙醇鈦Ti(OPrn)4、乙醇鈦Ti(OEt)4等鈦醇鹽。滴入1.0~2.0當量之H2O/R1OH溶液，該水溶液先使用無機酸調整pH=0.1~2.0，可用之無機酸有鹽酸(HCl)及硝酸(HNO3)等，將該水溶液攪拌滴入鈦醇鹽溶液，攪拌製得TiO2溶膠。
採用TiO2 Anatase Preform溶膠、SiO2溶膠及TiO2-SiO2溶膠，進行一般窗玻璃溶膠浸鍍雙面鍍膜。先使用TiO2-SiO2溶膠鍍膜，150~250℃烘烤10分鐘，得TiO2-SiO2(b)/Glass/TiO2-SiO2(b)鍍膜玻璃；再進行SiO2溶膠鍍膜，150~250℃烘烤，得SiO2(b)/TiO2-SiO2(b)/Glass/TiO2-SiO2(b)/SiO2(b)鍍膜玻璃；再使用TiO2溶膠鍍膜，150~250℃烘烤10分鐘，得TiO2(b)/SiO2(b)/TiO2-SiO2(b)/Class/TiO2-SiO2(b) /SiO2(b)/TiO2(b)鍍膜玻璃，再經600~700℃退火燒結，得TiO2(A)/SiO2(a)/TiO2-SiO2(a)/Glass/TiO2-SiO2(a)/SiO2(a)/TiO2(A)鍍膜玻璃，再經加工，製成建築、船舶及車輛用自潔分光鍍膜玻璃。
產品製作
以製成自潔分光鍍膜玻璃：汽車後視藍鏡為例，使用鈉鈣(soda lime)玻璃，進行TiO2、SiO2、TiO2-SiO2各層鍍膜，厚度都以反射藍光440nm為波峰，因TiO2鍍膜折射率約=2.3，SiO2鍍膜折射率約=1.46，故TiO2-SiO2鍍膜折射率，依SiO2/TiO2比率變化如下；SiO2/TiO2鍍膜折射率=1.88，SiO2/2TiO2鍍膜折射率=2.02，SiO2/3TiO2鍍膜折射率=2.09，SiO2/4TiO2鍍膜折射率=2.13。
故TiO2鍍膜厚度=藍光波長/(4×TiO2鍍膜折射率)=47.8nm。SiO2鍍膜厚度=藍光波長/(4×SiO2鍍膜折射率)=75.3nm。TiO2-SiO2鍍膜厚度=藍光波長/(4×TiO2-SiO2鍍膜折射率)。TiO2-SiO2鍍膜厚度依SiO2/TiO2用量比不同而變化，SiO2/TiO2鍍膜厚度約=藍光波長/(4×SiO2/TiO2鍍膜折射率)=58.5nm，SiO2/2TiO2鍍膜厚度約=藍光波長/(4×SiO2/2TiO2鍍膜折射率)=54.5nm，SiO2/3TiO2鍍膜厚度約=藍光波長/(4×SiO2/3TiO2鍍膜折射率)=52.6nm，SiO2/4TiO2鍍膜厚度約=藍光波長/(4×SiO2/4TiO2鍍膜折射率)=51.6nm，TiO2、SiO2、TiO2-SiO2三層鍍膜都以反射光藍光440nm為波峰，因此使該鏡子反射後車頭燈之光線以藍光為主。
製作自潔分光鍍膜玻璃，以近紅外光、紅光、橙光、黃光、綠光、藍光或近紫外光分光鍍膜玻璃為目標，與自潔藍光分光鍍膜玻璃技術相似，使用soda lime玻璃，進行TiO2 Anatase、SiO2、TiO2-SiO2各層鍍膜，厚度都以反射光波峰為依據，若近紅外光為1100nm、紅光為660nm、橙光為600nm、綠光為550nm、藍光為440nm，近紫外光為365nm，故TiO2 Anatase鍍膜厚度=特定波峰/(4×TiO2 Anatase鍍膜折射率)，SiO2鍍膜厚度=特定波峰/(4×SiO2鍍膜折射率)，TiO2-SiO2鍍膜厚度=特定波 峰/(4×TiO2-SiO2鍍膜折射率)。TiO2 Anatase、SiO2、TiO2-SiO2三層鍍膜都以反射特定光波長為波峰，使三層之反射特定光波峰重疊，以產生特定光分光鍍膜玻璃，因分光鍍膜玻璃外層鍍膜為TiO2 Anatase，與自潔藍光分光鍍膜玻璃一樣具有自潔功效。
本發明親水自潔光觸媒分光鍍膜玻璃製作技術，可分為溶膠製備與光觸媒汽車後視藍鏡製作技術。溶膠製備有TiO2溶膠、SiO2溶膠及TiO2-SiO2溶膠有三部份，如前所述，重要在銳鈦礦TiO2預成型溶膠製備，例如，其係在乙醇中加正丁醇鈦Ti(OBun)4，經攪拌混合為鈦醇鹽溶液，滴入1.5~2.0當量之水H2O/R1OH溶液，該水溶液先使用濃硝酸HNO3調整至pH=0.1~2.0，將該水溶液滴入攪拌中之鈦醇鹽溶液，製得銳鈦礦TiO2預成型溶膠。在鍍膜後，以600~700℃高溫退火燒結，鍍膜表面產生銳鈦礦TiO2光觸媒結構與功效。
本發明光觸媒自潔分光鍍膜玻璃製作，採用TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠及銳鈦礦TiO2預成型溶膠在玻璃板進行溶膠光學鍍膜，選擇所需反光強度與色澤，及波峰之波長，設計所需光學鍍膜，以玻璃基板第一層TiO2-SiO2溶膠組成以反光率所需選擇與製備，如TiO2溶膠、4TiO2-SiO2溶膠、3TiO2-SiO2溶膠、2TiO2-SiO2溶膠及TiO2-SiO2溶膠鍍膜，再進行SiO2溶膠鍍膜及銳鈦礦TiO2預成型溶膠鍍膜，經烘烤燒結製成光觸媒自潔分光鍍膜玻璃。
因第一層TiO2-SiO2溶膠不同的選擇，可調整反光強度。如下所示，例示五種鍍膜材料結構：
1.銳鈦礦TiO2/SiO2/TiO2-SiO2/玻璃基板/TiO2-SiO2/SiO2/銳鈦礦TiO2
2.銳鈦礦TiO2/SiO2/2TiO2-SiO2/玻璃基板/2TiO2-SiO2/SiO2/銳鈦礦TiO2
3.銳鈦礦TiO2/SiO2/3TiO2-SiO2/玻璃基板/3TiO2-SiO2/SiO2/銳鈦礦TiO2
4.銳鈦礦TiO2/SiO2/4TiO2-SiO2/玻璃基板/4TiO2-SiO2/SiO2/銳鈦礦TiO2
5.銳鈦礦TiO2/SiO2/TiO2/玻璃基板/TiO2/SiO2/銳鈦礦TiO2
如圖2中所示，依所需反光率，選擇上述五種自潔有色分光鍍膜玻 璃，選擇所用藍鏡鍍膜結構1、2、3、4、5，其反光光譜產生440nm藍光反射率分別可為55%、58%、61%、63%、65%，而配合各式車燈光譜變化，可選擇適當汽車後視鏡，用於車內具有抗眩光功效，用於車外兩側除具有抗眩光功效，更具有防霧、親水、自潔之功效。
溶膠製作實例
以下提供實例說明自潔分光鏡的製作。溶膠製備實例分別以TiO2、4TiO2-SiO2、3TiO2-SiO2、2TiO2-SiO2及TiO2-SiO2溶膠製備方法說明於後。
一、4TiO2-SiO2溶膠(TS-41)製備
以4TiO2-SiO2溶膠(TS-41)製備為例；溶膠中TiO2/SiO2含量比為4/1，在1.0mole乙醇(EtOH)中，加入1.0mole Si(OEt)4=(TEOS)四乙醇矽，經攪拌混合為矽醇鹽溶液；將水1.0mole，加2.0mole酒精混合，滴入矽醇鹽溶液，得一次水解之Si(OEt)3OH三乙醇基氫氧化矽之乙醇溶液。再將1.0mole之Si(OEt)3OH之乙醇溶液，攪拌滴入4.0mole之Ti(OBun)4正丁醇鈦，得(EtO)3SiOTi(OBun)3及3Ti(OBun)4之醇溶液。再使4.0mole之水/酒精混合液(H2O/EtOH=1/2)，使用HNO3濃硝酸滴定調整pH=1.5，攪拌滴入(EtO)3SiOTi(OBun)3及3Ti(OBun)4之醇溶液，進行(EtO)3SiOTi(OBun)3及3Ti(OBun)4水解縮合，為4TiO2-SiO2溶膠，如(式一)所示。
Figure 109130158-A0305-02-0015-2
二、3TiO2-SiO2溶膠(TS-31)製備
以3TiO2-SiO2溶膠(TS-31)製備為例；溶膠中TiO2/SiO2含量比為3/1，在1.0mole乙醇(EtOH)中，加入1.0mole Si(OEt)4四乙醇矽，經攪拌混合為矽醇鹽溶液；將水1.0mole，加2.0mole酒精混合，滴入矽醇鹽溶液，得一次水解得Si(OEt)3OH三乙醇基氫氧化矽之乙醇溶液。再將1.0mole之Si(OEt)3OH之乙醇溶液，攪拌滴入3.0mole之Ti(OBun)4正丁醇鈦，得(EtO)3SiOTi(OBun)3及2Ti(OBun)4之醇溶液。再使用2.0mole之水/酒精混合液(H2O/EtOH=1/2)，使用HNO3濃硝酸滴定調整至pH=1.5，攪拌滴入(EtO)3SiOTi(OBun)3及2Ti(OBun)4之醇溶液，進行(EtO)3SiOTi(OBun)3及2Ti(OBun)4水解縮合，為3TiO2-SiO2溶膠，如(式二)所示。
Figure 109130158-A0305-02-0015-3
三、2TiO2-SiO2溶膠(TS-21)製備
以2TiO2-SiO2溶膠(TS-21)製備為例；溶膠中TiO2/SiO2含量比為2/1，在1.0mole乙醇(EtOH)中，加入1.0mole Si(OEt)4四乙醇矽，經攪拌混合為矽醇鹽溶液；將水1.0mole，加2.0mole酒精混合，滴入矽醇鹽溶液，得一次水解之Si(OEt)3OH三乙醇基氫氧化矽之乙醇溶液。再將1.0mole之Si(OEt)3OH之乙醇溶液，攪拌滴入2.0mole之Ti(OBun)4正丁醇鈦，得(EtO)3SiOTi(OBun)3及Ti(OBun)4之醇溶液。再使用1.0mole之水/酒精混合液(H2O/EtOH=1/2)，使用HNO3濃硝酸滴定調整至pH=1.5，攪拌滴入(EtO)3SiOTi(OBun)3及Ti(OBun)4之醇溶液，進行(EtO)3SiOTi(OBun)3及Ti(OBun)4水解縮合，為2TiO2-SiO2溶膠，如(式三)所示。
Figure 109130158-A0305-02-0016-4
四、TiO2-SiO2溶膠(TS-11)製備
以TiO2-SiO2溶膠(TS-11)製備為例；溶膠中TiO2/SiO2含量比為1/1，在1mole乙醇(EtOH)中，先加入1.0mole四乙醇矽Si(OEt)4(TEOS)，經攪拌混合為矽醇鹽溶液；將1.0mole水與2.0mole酒精(EtOH)混合，滴入攪拌之矽醇鹽溶液，進行矽醇鹽溶液水解，得一次水解之Si(OEt)3OH三乙醇基氫氧化矽之乙醇溶液。取1.0mole Ti(OBun)4正丁醇鈦，將1.0mole Si(OEt)3OH之醇溶液，攪拌滴入Ti(OBun)4正丁醇鈦，得(EtO)3SiOTi(OBun)3之醇溶液。再使用1.0mole水，以H2O/EtOH=1/2水/酒精混合液為之，再使用HNO3濃硝酸滴定調整至pH=1.5，攪拌滴入 (EtO)3SiOTi(OBun)3之醇溶液，進行(EtO)3SiOTi(OBun)3水解縮合，得TiO2-SiO2溶膠，如式(四)所示。
-(OBun)2Ti-O-Si(OEt)2-OTi(OBun)2-O-Si(OEt)2- (式四)
五、SiO2溶膠(SD-01)製備
以SiO2溶膠(SD-01)製備為例，如前在乙醇(EtOH)中先加入Si(OEt)4四乙醇矽，經攪拌混合為四乙醇矽溶液，將水與乙醇(EtOH)先以1/2混合，再使用鹽酸(HCl)調整pH，將2.0mole之H2O/EtOH溶液，pH=1.5，攪拌滴入1.0mole之矽醇鹽溶液，製得SiO2溶膠。
六、TiO2溶膠(TD-01)製備
以TiO2溶膠(TD-01)製備為例，如前在乙醇(EtOH)中先加入正丁醇鈦Ti(OBun)4，經攪拌混合為鈦醇鹽溶液，將水與乙醇(EtOH)先以1/2混合，再使用硝酸HNO3調整pH，將1.0mole之水H2O/EtOH溶液，pH=1.5，攪拌滴入1.0mole正丁鈦醇鹽溶液，攪拌後經過水解縮合反應製得TiO2溶膠。
七、銳鈦礦TiO2預成型溶膠(TD-02)製備
以銳鈦礦TiO2預成型溶膠(TD-02)製備為例，在一公升乙醇(EtOH)中加1.0mole Ti(OBun)4，經攪拌混合為鈦醇鹽溶液，滴入1.5~1.8moles之水溶液(H2O/EtOH=1/2)，使用HNO3濃硝酸調整至pH=0.5，將該水溶液滴入鈦醇鹽溶液，攪拌後經過水解縮合解膠反應，製得銳鈦礦TiO2預成型溶膠。
自潔分光鏡製作實例
以溶膠鍍膜製程製作自潔分光鏡實例
分別以TiO2、4TiO2-SiO2、3TiO2-SiO2、2TiO2-SiO2及TiO2-SiO2溶膠，分別進行玻璃第一層光學鍍膜，繼續進行SiO2溶膠鍍膜，再進行銳鈦礦TiO2預成型溶膠鍍膜，光觸媒自潔分光鏡製程說明於後。
一、anatase TiO2/SiO2/TiO2-SiO2/Glass/TiO2-SiO2/SiO2/anataseTiO2分光鍍膜玻璃製作流程可大致透過下列序列表示：
Glass→TS-11溶膠鍍膜→(TiO2-SiO2)g/Glass/(TiO2-SiO2)g→烘烤200℃,10mins→(TiO2-SiO2)b/Glass/(TiO2-SiO2)b→DS-01溶膠鍍膜→(SiO2)g(TiO2-SiO2)b/Glass/(TiO2-SiO2)b(SiO2)g→烘烤200℃,10mins→ (SiO2)b/(TiO2-SiO2)b/Glass/(TiO2-SiO2)b/(SiO2)b→TD-02溶膠鍍膜→TiO2Anatase preform)g/(SiO2)b/(TiO2-SiO2)b/Glass/(TiO2-SiO2)b/(SiO2)b/(TiO2 Anatase preform)g→退火500℃,1Hr→anatase TiO2/SiO2/TiO2-SiO2/Glass/TiO2-SiO2/SiO2/anatase TiO2
二、anatase TiO2/SiO2/2TiO2-SiO2/Glass/2TiO2-SiO2/SiO2/anataseTiO2分光鍍膜玻璃製作流程可大致透過下列序列表示：
Glass→TS-21溶膠鍍膜→(2TiO2-SiO2)g/Glass/(2TiO2-SiO2)g→烘烤200℃,10mins→(2TiO2-SiO2)b/Glass/(2TiO2-SiO2)b→DS-01溶膠鍍膜→(SiO2)g(2TiO2-SiO2)b/Glass/(2TiO2-SiO2)b(SiO2)g→烘烤200℃,10mins→(SiO2)b/(2TiO2-SiO2)b/Glass/(2TiO2-SiO2)b/(SiO2)b→TD-02溶膠鍍膜→TiO2 Anatase preform)g/(SiO2)b/(2TiO2-SiO2)b/Glass/(2TiO2-SiO2)b/(SiO2)b/(TiO2 Anatase preform)g→退火500℃,1Hr→anatase TiO2/SiO2/2TiO2-SiO2/Glass/2TiO2-SiO2/SiO2/anataseTiO2
三、anatase TiO2/SiO2/3TiO2-SiO2/Glass/3TiO2-SiO2/SiO2/anataseTiO2分光鍍膜玻璃製作流程可大致透過下列序列表示：
Glass→TS-31溶膠鍍膜→(3TiO2-SiO2)g/Glass/(3TiO2-SiO2)g→烘烤200℃,10mins→(3TiO2-SiO2)b/Glass/(3TiO2-SiO2)b→DS-01溶膠鍍膜→ (SiO2)g(3TiO2-SiO2)b/Glass/(3TiO2-SiO2)b(SiO2)g→烘烤200℃,10mins→(SiO2)b/(3TiO2-SiO2)b/Glass/(3TiO2-SiO2)b/(SiO2)b→TD-02溶膠鍍膜→TiO2 Anatase preform)g/(SiO2)b/(3TiO2-SiO2)b/Glass/(3TiO2-SiO2)b/(SiO2)b/(TiO2 Anatase preform)g→退火500℃,1Hr→anatase TiO2/SiO2/3TiO2-SiO2/Glass/3TiO2-SiO2/SiO2/anataseTiO2
四、anatase TiO2/SiO2/4TiO2-SiO2/Glass/4TiO2-SiO2/SiO2/anataseTiO2分光鍍膜玻璃製作流程可大致透過下列序列表示：
Glass→TS-41溶膠鍍膜→(4TiO2-SiO2)g/Glass/(4TiO2-SiO2)g→烘烤200℃,10mins→(4TiO2-SiO2)b/Glass/(4TiO2-SiO2)b→DS-01溶膠鍍膜→(SiO2)g(4TiO2-SiO2)b/Glass/(4TiO2-SiO2)b(SiO2)g→烘烤200℃,10mins→(SiO2)b/(4TiO2-SiO2)b/Glass/(4TiO2-SiO2)b/(SiO2)b→TD-02溶膠鍍膜→TiO2 Anatase preform)g/(SiO2)b/(4TiO2-SiO2)b/Glass/(4TiO2-SiO2)b/(SiO2)b/(TiO2 Anatase preform)g→退火500℃,1Hr→anatase TiO2/SiO2/4TiO2-SiO2/Glass/4TiO2-SiO2/SiO2/anataseTiO2
五、anatase TiO2/SiO2/TiO2/Glass/TiO2/SiO2/anataseTiO2分光鍍膜玻璃製作流程可大致透過下列序列表示：
Glass→TD-01溶膠鍍膜→(TiO2)g/Glass/(TiO2)g→烘烤200℃,10mins→(TiO2)b/Glass/(TiO2)b→DS-01溶膠鍍膜→(SiO2)g(TiO2)b/Glass/(TiO2)b(SiO2)g→烘烤200℃,10mins→(SiO2)b/(TiO2)b/Glass/(TiO2)b/(SiO2)b→TD-02溶膠鍍膜→TiO2 Anatase preform)g/(SiO2)b/(TiO2)b/Glass/(TiO2)b/(SiO2)b/(TiO2 Anatase preform)g→退火600~700℃,1Hr→anatase TiO2/SiO2/TiO2/Glass/TiO2/SiO2/anataseTiO2
TiO2-SiO2溶膠如編號TD-01、TS-41、TS-31、TS-21及TS-11溶膠，其溶膠中SiO2/TiO2成份比分別是0/1、1/4、1/3、1/2及1/1，進行玻璃第一層溶膠雙面鍍膜，先在烘箱進行200℃烘烤10分鐘，得TiO2、4TiO2-SiO2、3TiO2-SiO2、2TiO2-SiO2及TiO2-SiO2鍍膜玻璃，用以調整反光強度；以玻璃拉升速度，調整溶膠鍍膜厚度為所需光學厚度；再進行SiO2溶膠SD-01第二層雙面鍍膜，再於烘箱進行150~250 ℃烘烤10分鐘；再進行銳鈦礦TiO2預成型溶膠(TD-02)第三層雙面鍍膜，後經高溫600~700℃退火燒結、裁切及烤彎，製成藍鏡。
六、光觸媒汽車後視藍鏡製作
採用溶凝(sol-gel)鍍膜在玻璃上進行anatase TiO2、SiO2、TiO2-SiO2溶膠光學鍍膜技術，如圖3所示。若以藍鏡為目標，掌握各層鍍膜厚度，都以藍光440nm為波峰，故anatase TiO2鍍膜厚度=藍光波長/4×anatase TiO2鍍膜折射率，SiO2鍍膜厚度=藍光波長/2×SiO2鍍膜折射率，TiO2-SiO2鍍膜厚度=藍光波長/4×(TiO2-SiO2)鍍膜折射率。當anatase TiO2、SiO2、TiO2-SiO2三層溶膠雙面鍍膜都以藍光為波峰，使該鏡子反射後車頭燈之光線以藍色為主，故稱為藍鏡。
自潔分光鏡測試
本發明產品在光學功效以藍鏡代表，在功能上以光觸媒代表，其光觸媒功能及耐用性測試，依anatase TiO2/SiO2/TiO2/Glass/TiO2/SiO2/anatase TiO2藍鏡為代表進行，如表一所示；(1)親水接觸角(Hydrophilic contact angle)：UVA 365nm照射24小時，接觸角<10°；暗處維持>48小時，接觸角<30°；依TN-004奈米光觸媒抗汙陶瓷面磚規範驗證。(2)退色率(Fading rate)：UVA 365nm照射3小時，亞甲基藍分解活性>7.0nmole/(L×min)；依TN-031奈米光觸媒自潔塗料規範驗證。(3)耐用性(Durability)：包括耐鹽水性、耐酸性及耐鹼性測試，親水性達原功能70%以上，原親水接觸角<10度，測試後親水接觸角<15度；依TN-004規範驗證。
藍鏡耐用性
A.耐鹽水性測試：將藍鏡浸泡NaCl鹽水(3%)96小時後，洗淨涼乾，UVA 365nm照射24小時，親水接觸角<15度。
B.耐酸性測試；將藍鏡浸泡H2SO4硫酸水溶液(5%)24小時後，洗淨涼乾，UVA 365nm照射24小時，親水接觸角<15度。
C.耐鹼性測試；將藍鏡浸泡Na2CO3碳酸鈉水溶液(5%)24小時後，洗淨涼乾，UVA 365nm照射24小時，親水接觸角<15度。
依TN-004奈米光觸媒自潔塗料規範驗證。
Figure 109130158-A0305-02-0021-5
TA/S/TD1/G/藍鏡=anatase TiO2/SiO2/TiO2/Glass/TiO2/SiO2/anatase TiO2鍍膜玻璃
此溶膠光學鍍膜技術開發之光觸媒藍鏡物理性，其鉛筆硬度6H。百格測試無脫落為5B。耐磨測試；海綿測試，來回磨擦2000次，水滴接觸角5.61°。耐刷洗測試；洗片機來回刷洗15次，水滴接觸角8.15°。
以所述溶膠光學鍍膜技術開發之產品，不限於光觸媒藍鏡之產品；若擴大溶膠光學鍍膜產品應用，可開發溶膠鍍膜製作光觸媒多層分光鍍膜玻璃，製作近紅外、紅、橙、黃、綠、藍、紫或紫外光等，強反光之光學鍍膜玻璃，具有光觸媒自潔功效之玻璃，用於室內外門窗有色反光自潔玻璃，亦可用於車輛、船舶及飛機，屬本專利技術開發之產品與技術範圍。
綜上所述，本發明披露了一種用於製造具光觸媒鍍層的分光鍍膜玻璃的方法。首先，製備TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦TiO2預成型(TiO2 Anatase preform)溶膠，並提供了具有兩個相對表面的玻璃基板。通過浸鍍法用TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦TiO2預成型溶膠塗覆玻璃基板的兩個相對表面，從而在各相對表面上形成具有多層光學鍍層的鍍膜玻璃基板。多層光學鍍層包括TiO2-SiO2鍍膜、SiO2鍍膜和銳鈦礦TiO2預成型鍍膜。對鍍膜玻璃基板進行退火、熱軟化彎板或物理強化處理，都可製成具有光觸媒鍍層的分光鍍膜玻璃。
根據一些實施例，浸鍍玻璃基板的兩相對表面包括：將玻璃基板浸入TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠或銳鈦礦TiO2預成型溶膠中；依各溶膠浸鍍的要求，保持恆定的取出速度，將玻璃基板從TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠或銳鈦礦TiO2預成型溶膠中拉升；以及在150-250℃下烘烤所述玻璃基板。
根據一些實施例，前述熱彎板或物理強化處理係在600-700℃下進行。
根據一些實施例，所述多層光學鍍層在所需波峰，具有寬頻之反光。
根據一些實施例，TiO2鍍層的厚度=反光波峰/(4×TiO2鍍層折射率)，所述SiO2鍍層的厚度=反光波峰/(4×SiO2鍍層折射率)，以及TiO2-SiO2鍍層的厚度=反光波峰/(4×TiO2-SiO2鍍層折射率)。
根據一些實施例，TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦TiO2預成型溶膠以鈦醇鹽(titanium alkoxide)或矽醇鹽(silicon alkoxide)為前驅物，其中TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦TiO2預成型溶膠通過在醇溶劑中水解(hydrolysis)、縮合 (condensation)和解膠(peptization)製備而成。
根據一些實施例，TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦TiO2預成型溶膠的製備係為配合汽車後視鏡在夜間行駛，能降低後車車燈燈光對駕駛者之眩光，進行藍鏡反光率調整，其所製備之TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦TiO2預成型溶膠中SiO2/TiO2固含量比，調整比率介於1~0。
根據一些實施例，TiO2-SiO2溶膠中的SiO2/TiO2固體含量比在1-0之間，依所需之反光波峰及頻寬而設計，其反射率在55-65%之間。
根據一些實施例，TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠及TiO2溶膠的製備係依各溶膠固含量，控制鍍膜環境空氣溫度及溼度，並調整拉升玻璃基板的速度，且其中玻璃基板在150~250℃下烘烤10分鐘，並在600~700℃下燒結1.0小時，使多層光學鍍層的反射光譜的峰值在440nm。
根據一些實施例，以藍鏡為例，TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦TiO2預成型溶膠的光學鍍層的反射光譜波峰在退火後在440nm，再將各溶膠依此條件疊層鍍膜，製作銳鈦礦TiO2/SiO2/SiO2-TiO2/玻璃基板/SiO2-TiO2/SiO2/銳鈦礦TiO2(anatase TiO2/SiO2/TiO2-SiO2/Glass/TiO2-SiO2/SiO2/anataseTiO2)藍光反光鍍膜玻璃，使該玻璃在440nm藍光反光率適合所需於55~65%。
根據一些實施例，銳鈦礦TiO2預成型溶膠以鈦醇鹽為前驅物，在乙醇中水解縮合，以HNO3解膠，形成所述銳鈦礦TiO2預成型溶膠，其中通過浸鍍、烘烤和退火形成的銳鈦礦TiO2鍍層，具有光催化、親水和自潔作用。
根據一些實施例，銳鈦礦TiO2/SiO2/SiO2-TiO2/玻璃基板/SiO2-TiO2/SiO2/銳鈦礦TiO2鍍膜玻璃，製作光觸媒鍍層之寬頻分光鍍膜玻璃，用於汽車後視藍鏡，此寬頻藍光反光鍍膜玻璃在其外表面上具有銳鈦礦TiO2鍍層，因此在陽光的紫外線下，具有光催化作用，包含親水現象、化學氧化還原反應、殺菌、防黴、自潔和去污。
因為用TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦型TiO2預成型溶膠形成的溶膠-凝膠塗層，應用於溶膠-凝膠光學鍍膜，如高反射、低反射、彩色濾光片，其表面具有光觸媒鍍膜，使多層光學鍍膜玻璃具有光觸媒自潔功效，在製作光觸媒自潔寬頻分光鍍膜玻璃，用於建築室內外門窗，具有近紅外、紅、橙、黃、綠、藍、紫或紫外光等寬頻分光鍍膜色彩玻璃，其光觸媒鍍膜之功效；用於建築室內外玻璃，亦可用於車輛、船舶及飛機，屬本專利技術開發之產品與技術範圍，這些光觸媒光學鍍膜玻璃具有自潔、親水、化學氧化還原反應、殺菌防黴等功效。
本領域技術人員將容易地觀察到，在保持本發明教導的同時，可以對裝置和方法進行多種修改和變更。因此，以上公開不應被限制為僅由所附申請專利範圍的界限來限制。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
Figure 109130158-A0305-02-0002-1
100:玻璃基板
110:TiO2-SiO2鍍膜
120:SiO2鍍膜
140:Anatase TiO2鍍膜

Claims (11)

  1. 一種具有光觸媒功效的透明寬頻分光鍍膜玻璃的製造方法，包含：製備TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠和銳鈦礦TiO2預型體溶膠；將玻璃基板依序進行所述TiO2-SiO2溶膠、所述SiO2溶膠和所述銳鈦礦TiO2預型體溶膠浸鍍、烘烤與燒結，從而形成對稱光學鍍膜玻璃，光學結構為H/L/M/G/M/L/H，G為玻璃(glass)，M為中等折射率TiO2-SiO2鍍層、L為低折射率SiO2鍍層、H為高折射率銳鈦礦TiO2鍍層，製得兩面對稱之光學積層鍍膜結構：銳鈦礦TiO2/SiO2/TiO2-SiO2/Glass/TiO2-SiO2/SiO2/TiO2銳鈦礦，具有光觸媒功效之透明分光光學鍍膜玻璃板；以及再對所述鍍膜玻璃基板進行燒結、裁切、彎板或物理強化，俾形成一表面光觸媒鍍膜玻璃，具有光觸媒功效之透明寬頻分光鍍膜玻璃板。
  2. 如請求項1所述的方法，其中所述TiO2-SiO2溶膠採用鈦醇鹽及矽醇鹽為原料，所述SiO2溶膠採用矽醇鹽為原料，和所述銳鈦礦TiO2預型體溶膠採用鈦醇鹽為原料製備。
  3. 如請求項2所述的方法，其中所述TiO2-SiO2溶膠、所述SiO2溶膠和所述銳鈦礦TiO2預型體溶膠，以鈦醇鹽或矽醇鹽為原料，其中所述TiO2-SiO2溶膠、所述SiO2溶膠和所述銳鈦礦TiO2預型體溶膠，皆在醇溶劑中水解、縮合和解膠製備而成。
  4. 如請求項2所述的方法，其中所述銳鈦礦TiO2預型體溶膠製備，在乙醇(EtOH)溶劑中，進行鈦醇鹽加水水解，其中，所述鈦醇鹽為Ti(OBun)4，以(H2O/2EtOH)含水乙醇，加入含Ti(OBun)4乙醇溶液，得鈦醇鹽水解膠體，再使用 HNO3為解膠劑，滴入鈦醇鹽水解膠體中，調整溶液pH=0.1~1.0，在乙醇沸點下熱浴攪拌1.0~10小時，進行銳鈦礦TiO2預型體溶膠製備。
  5. 如請求項2所述的方法，其中所述TiO2-SiO2溶膠製備，SiO2/TiO2固體含量比小於等於1且大於0，為使其分光鍍膜反光波峰在可見光、近紫外線或近紅外線光譜內，依所需之波峰，選擇所需TiO2-SiO2溶膠之SiO2/TiO2固體含量比，控制空氣溫度與溼度，控制玻璃拉升速度，獲得SiO2/TiO2溶膠鍍膜厚度，玻璃雙面經鍍膜、烘烤及燒結，在預定之波峰獲得鍍膜。
  6. 如請求項1所述的方法，其中將所述玻璃基板進行所述TiO2-SiO2溶膠、所述SiO2溶膠和所述銳鈦礦TiO2預型體溶膠浸鍍鍍膜包括：玻璃保持穩定的浸入、停頓與預定拉升速度，進行TiO2-SiO2溶膠、SiO2溶膠及銳鈦礦TiO2預型體溶膠鍍膜，以所需之速度等速拉升取出；在150-250℃下烘烤所述玻璃基板；以及再進行700℃下所述燒結、彎板或強化製程，使烘烤後之鍍膜再固化，使最外面之銳鈦礦TiO2預型體溶膠鍍膜，結晶固化，以增強鍍膜表面光觸媒功效與堅固性。
  7. 如請求項6所述的方法，其中所述分光鍍膜之反射光譜，在烘烤及燒結後，波峰在可見光、近紫外線或近紅外線光譜區域，選擇所需之分光鍍膜波峰製作，製作光觸媒分光鍍膜玻璃，具所需反光及透光色澤之透明寬頻分光鍍膜玻璃。
  8. 如請求項6所述的方法，其中所述表面銳鈦礦TiO2鍍層的厚度=選擇 之波長/(4×銳鈦礦TiO2鍍層折射率)，所述中間SiO2鍍層的厚度=選擇之波長/(4×SiO2鍍層折射率)，以及所述底層TiO2-SiO2鍍層的厚度=選擇之波長/(4×TiO2-SiO2鍍層折射率)。
  9. 如請求項8所述的方法，其中所述TiO2-SiO2溶膠中的SiO2/TiO2固體含量比小於等於1且大於0，且其分光鍍膜反光波峰在可見光、近紫外線或近紅外線光譜內，配合已知之SiO2溶膠及銳鈦礦TiO2預型體溶膠，選擇所需之TiO2-SiO2溶膠，進行透明寬頻分光鍍膜，經烘烤和燒結退火後，使其反光波峰落在預定之光譜。
  10. 如請求項6所述的方法，其中所述TiO2-SiO2溶膠、所述SiO2溶膠和所述銳鈦礦TiO2預型體溶膠鍍膜，在烘烤和燒結退火後落在同一頻率上產生波峰，製得Anatase TiO2/SiO2/SiO2-TiO2/玻璃基板/SiO2-TiO2/SiO2/TiO2-Anatase分光鍍膜玻璃，使波峰落在所需之可見光、近紫外線或近紅外線光譜內，製得所需之光觸媒透明寬頻分光彩色鍍膜玻璃，且該分光彩色鍍膜玻璃，其分光之反光波峰達55~65%。
  11. 如請求項10所述的方法，製得Anatase TiO2/SiO2/SiO2-TiO2/玻璃基板/SiO2-TiO2/SiO2/TiO2-Anatase分光鍍膜玻璃，在700℃下燒結、熱彎板或熱強化，均可形成銳鈦礦TiO2鍍層，具光觸媒功效。
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