DE19831611A1 - Hydrophiler Gegenstand und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Hydrophiler Gegenstand und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
- Publication number
- DE19831611A1 DE19831611A1 DE19831611A DE19831611A DE19831611A1 DE 19831611 A1 DE19831611 A1 DE 19831611A1 DE 19831611 A DE19831611 A DE 19831611A DE 19831611 A DE19831611 A DE 19831611A DE 19831611 A1 DE19831611 A1 DE 19831611A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- metal oxide
- substrate
- amorphous metal
- titanium dioxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 93
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 42
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 35
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 claims abstract description 33
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 42
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 20
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 claims description 17
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- -1 silicon alkoxides Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 229940075614 colloidal silicon dioxide Drugs 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical group O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PBZHKWVYRQRZQC-UHFFFAOYSA-N [Si+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O Chemical class [Si+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PBZHKWVYRQRZQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N aluminium nitrate Chemical class [Al+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims description 2
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical class O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 2
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 claims description 2
- QDZRBIRIPNZRSG-UHFFFAOYSA-N titanium nitrate Chemical class [O-][N+](=O)O[Ti](O[N+]([O-])=O)(O[N+]([O-])=O)O[N+]([O-])=O QDZRBIRIPNZRSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims 1
- GYUPBLLGIHQRGT-UHFFFAOYSA-N pentane-2,4-dione;titanium Chemical compound [Ti].CC(=O)CC(C)=O GYUPBLLGIHQRGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 2
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 27
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 9
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 8
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- XNDZQQSKSQTQQD-UHFFFAOYSA-N 3-methylcyclohex-2-en-1-ol Chemical group CC1=CC(O)CCC1 XNDZQQSKSQTQQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101100346656 Drosophila melanogaster strat gene Proteins 0.000 description 4
- 241000271915 Hydrophis Species 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 4
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 3
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 2-methylpentane-2,4-diol Chemical compound CC(O)CC(C)(C)O SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- RYSXWUYLAWPLES-MTOQALJVSA-N (Z)-4-hydroxypent-3-en-2-one titanium Chemical compound [Ti].C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O RYSXWUYLAWPLES-MTOQALJVSA-N 0.000 description 1
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282320 Panthera leo Species 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005505 Ziziphus oenoplia Nutrition 0.000 description 1
- 244000104547 Ziziphus oenoplia Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940072049 amyl acetate Drugs 0.000 description 1
- PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N anhydrous amyl acetate Natural products CCCCCOC(C)=O PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BSDOQSMQCZQLDV-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] BSDOQSMQCZQLDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021488 crystalline silicon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002781 deodorant agent Substances 0.000 description 1
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(dimethyl)silane Chemical compound CO[Si](C)(C)OC JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- YYLGKUPAFFKGRQ-UHFFFAOYSA-N dimethyldiethoxysilane Chemical compound CCO[Si](C)(C)OCC YYLGKUPAFFKGRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000007647 flexography Methods 0.000 description 1
- 239000005329 float glass Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M heptanoate Chemical compound CCCCCCC([O-])=O MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940051250 hexylene glycol Drugs 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005340 laminated glass Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007777 multifunctional material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007763 reverse roll coating Methods 0.000 description 1
- 238000007761 roller coating Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 description 1
- WOZZOSDBXABUFO-UHFFFAOYSA-N tri(butan-2-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].CCC(C)[O-].CCC(C)[O-].CCC(C)[O-] WOZZOSDBXABUFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
- C03C17/3417—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials all coatings being oxide coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
- C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
- C23C18/1204—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material inorganic material, e.g. non-oxide and non-metallic such as sulfides, nitrides based compounds
- C23C18/1208—Oxides, e.g. ceramics
- C23C18/1216—Metal oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
- C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
- C23C18/1225—Deposition of multilayers of inorganic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
- C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
- C23C18/1229—Composition of the substrate
- C23C18/1245—Inorganic substrates other than metallic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/70—Properties of coatings
- C03C2217/71—Photocatalytic coatings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
- Y10T428/252—Glass or ceramic [i.e., fired or glazed clay, cement, etc.] [porcelain, quartz, etc.]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Mirrors, Picture Frames, Photograph Stands, And Related Fastening Devices (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydrophilen Ge
genstand, welcher einen am weitesten außenliegenden hydrophi
len Film besitzt, zur Verwendung auf verschiedenen Gebieten
wie Fensterscheiben für die Architektur und für Kraftfahrzeu
ge und für Spiegel.
In den letzten Jahren gab es Vorschläge zur Herstellung
von photokatalytischen Filmen auf verschiedenen Substraten,
um Verschmutzungsbeständigkeit, deodorierende Eigenschaft,
antibakterielle Eigenschaft, Hydrophilität und dergl. bereit
zustellen. Beispielsweise beschreibt die japanische Patent
erstveröffentlichung JP-A-5-253544 ein Verfahren zur Herstel
lung eines plattenähnlichen Teiles, welches eine Funktion für
die Deodorierung hat. Bei diesem Verfahren wird eine Glasur
schicht (Bindemittelschicht) auf einem Fliesensubstrat gebil
det. Dann wird ein feines Pulver von TiO2 vom Anatastyp in
Form eines Sols auf die Glasurschicht aufgebracht. Dann wird
die Glasurschicht durch Erhitzen geschmolzen und dann durch
Abkühlen verfestigt. Hierdurch wird ein Teil des feinen TiO2-
Pulvers auf der Glasurschicht exponiert. Die JP-A-7-232080
beschreibt ein multifunktionelles Material, welches ein
Substrat, eine hierauf ausgebildete Bindemittelschicht und
photokatalytische Schicht, welche aus photokatalytischen
Teilchen und Füllstoffteilchen zum Aneinanderbinden der pho
tokatalytischen Teilchen hergestellt ist, aufweist. Hierin
ist beschrieben, daß die photokatalytischen Teilchen aus
TiO2, ZnO, SrTiO3, Fe2O3, CdS, CdSe, WO3, FeTiO3, GaP, GaAs,
RuO2, MoS3, LaRhO3, CdFeO3, Bi2O3, MoS2, In2O3. CdO und SnO2
hergestellt sein können. Weiter ist angegeben, daß die Füll
stoffteilchen bevorzugt aus Metallen wie Sn, Ti, Ag, Cu, Zn,
Fe, Pt, Co, Pd und Ni und aus Oxiden dieser Metalle herge
stellt sind. Die JP-A-9-59042 beschreibt ein transparentes
Substrat, das eine Anti-Anlaufschicht hierauf hat. Diese Be
schichtung ist aus einer Mischung eines Mediums mit einem
Brechungsindex von weniger als 2 und Titandioxidteilchen mit
einem durchschnittlichen Kristallteilchendurchmesser von
nicht größer als etwa 0,1 um hergestellt. Wenn ein photokata
lytischer Titandioxidfilm direkt auf einem Na+-haltigen Glas
substrat (z. B. Natronkalkglas) gebildet wird, ist es bekannt,
daß Natriumionen und Alkalimetalloxide von dem Glassubstrat
in den photokatalytischen Film diffundieren können. Hierdurch
kann die photokatalytische Aktivität von Titandioxid beein
trächtigt werden. Im Hinblick hierauf gab es mehrere Vor
schläge zur Bildung einer Metalloxidzwischenschicht unter ei
nem funktionellen Film, um die Wanderung von Natriumionen aus
einem Substrat (z. B. Natronkalkglas) in den funktionellen
Film zu verhindern. Beispielsweise beschreibt die JP-A-4-
182327 eine funktionelle Glasplatte, welche ein Na⁺-haltiges
Glassubstrat, einen UV-absorbierenden, ZnO enthaltenden,
funktionellen Film mit einer Dicke von wenigstens 0,5 µm und
eine zwischen dem Glassubstrat und dem funktionellen Film
zwischengelegte Unterschicht (Zwischenschicht) aufweist. Die
se Unterschicht ist aus einem Metalloxid wie SiO2, SiO2-TiO2
oder SiO2-ZrO2 hergestellt. Die JP-A-7-315880 beschreibt eine
Glasplatte, welche zur Verwendung als Tastplatte mit besserer
Sichtbarkeit verwendet werden soll. Diese Glasplatte hat ein
transparentes Glassubstrat, einen auf dem Substrat ausgebil
deten ersten SiO2-Film, einen auf dem ersten Film ausgebilde
ten zweiten TiO2-Film und einen auf dem zweiten Film ausge
bildeten transparenten leitfähigen dritten SnO2-Film. Der
dritte Film hat einen spezifischen Widerstand von 0,5-1,5
KΩ/. Die JP-A-8-190088 beschreibt einen beschichteten Glas
gegenstand, welcher (a) ein transparentes, Alkalimetallionen
enthaltendes Glassubstrat, (b) eine auf dem Glassubstrat ge
bildete Barriereschicht zur Verhinderung der Diffusion der
Alkalimetallionen und (c) eine auf der Barriereschicht ausge
bildete metallhaltige Beschichtung aufweist. Die Barriere
schicht hat eine Dicke von nicht größer als 120 Å und ist aus
einem Metalloxid, ausgewählt aus Zirkoniumoxid und Titanoxid,
hergestellt. Die metallhaltige Beschichtung ist aus einem
leitfähigen Metalloxid hergestellt, ausgewählt aus Indium
oxid, Zinnoxid, Indium/Zinnoxid und Zink/Aluminiumoxid.
Es wurde gefunden, daß bei Verwendung eines SiO2-Films
als eine Zwischenschicht zur Verhinderung der Diffusion von
Natriumionen aus einem Substrat in einen photokatalytischen
Film der photokatalytische Film hinsichtlich der Haftung an
der Zwischenschicht schlechter werden kann. Hierdurch kann
der photokatalytische Film von der Zwischenschicht abblät
tern, beispielsweise in einer beanspruchenden Umgebung.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen hydrophilen Gegenstand bereitzustellen, welcher hin
sichtlich der Dauerhaftigkeit überlegen ist.
Eine spezifischere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist die Bereitstellung eines hydrophilen Gegenstandes, der
einen photokatalytischen Film besitzt, der hinsichtlich der
Haftung an einer Zwischenschicht hiervon überlegen ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die
Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines solchen
hydrophilen Gegenstandes.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein hydrophiler
Gegenstand bereitgestellt, umfassend: (a) ein Substrat, (b)
eine erste auf diesem Substrat ausgebildete Schicht (Zwi
schenschicht), welche (1) ein amorphes Siliziumdioxid und (2)
wenigstens ein erstes amorphes Metalloxid, ausgewählt aus der
aus Titandioxid und Aluminiumoxid bestehenden Gruppe, umfaßt,
und (c) eine zweite auf dieser ersten Schicht ausgebildete
Schicht, wobei diese zweite Schicht (1) eine aus einem kri
stallinen Titandioxid und wenigstens einem zweiten amorphen
Metalloxid gebildete Matrixphase und (2) eine dispergierte
Phase, gebildet aus ultrafeinen Teilchen, die aus wenigstens
einem Material aus der aus Titandioxid und Aluminiumoxid be
stehenden Gruppe hergestellt sind, umfaßt. Wie zuvor erwähnt,
umfaßt die erste Schicht (1) ein amorphes Siliziumdioxid und
ein amorphes Titandioxid oder (2) ein amorphes Siliziumdioxid
und ein amorphes Aluminiumoxid oder (3) ein amorphes Silizi
umdioxid, ein amorphes Titandioxid und ein amorphes Aluminium
oxid. Hierdurch wird es, wie überraschend gefunden wurde,
möglich, die Auflösung des Siliziumdioxids der ersten Schicht
zu vermeiden und die Festigkeit der chemischen Bindung zwi
schen der ersten Schicht (Zwischenschicht) und der zweiten
photokatalytischen Schicht bei den Tests auf Dauerhaftigkeit
hinsichtlich Wasserfestigkeit, Salzwasserbeständigkeit,
Feuchtigkeitsbeständigkeit merklich zu verbessern. Weiterhin
wurde unerwarteterweise gefunden, daß es möglich wird, die
Wanderung von Alkalikomponenten (z. B. Natriumionen) aus dem
Substrat zu der zweiten photokatalytischen Schicht zu verhin
dern. Anders ausgedrückt, die erste Schicht trägt zu der Pas
sivierung des Alkali bei. Weiterhin wurde überraschenderweise
gefunden, daß die Dauerhaftigkeit der photokatalytischen Ak
tivität der zweiten Schicht ausreichend lang ist. Tatsächlich
hat das kristalline Titandioxid der zweiten Schicht eine pho
tokatalytische Aktivität. Dieses kristalline Titandioxid wird
durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen angeregt. Hier
durch erhält es eine photokatalytische Aktivität und bewirkt
die hydrophile Oberfläche der zweiten Schicht. Das kristalli
ne Titandioxid der zweiten Schicht ist bevorzugt ein Titandi
oxid vom Anatastyp, jedoch kann es ein Titandioxid vom Rutil
typ sein. Es wird angenommen, daß Leerstellen der Grenzflä
chen des Titandioxidkristalls der zweiten Schicht mit wenig
stens einem zweiten amorphen Metalloxid besetzt oder aufge
füllt sind. Anders ausgedrückt, wenigstens ein zweites amor
phes Metalloxid dient als Bindemittel zum Aneinanderbinden
der Titandioxidkristalle der zweiten Schicht. So bilden, wie
zuvor erwähnt, das kristalline Titandioxid und wenigstens ein
zweites amorphes Metalloxid die Matrixphase der zweiten
Schicht. Weiterhin wird angenommen, daß die ultrafeinen Teil
chen, welche die dispergierte Phase der zweiten Schicht dar
stellen, die zweite Schicht mikroporös machen und damit die
Oberfläche der zweiten Schicht enorm groß machen. Weiterhin
wird angenommen, daß die ultrafeinen Teilchen fähig sind, ei
ne große Anzahl von Hydroxylgruppen auf der Oberfläche hier
von zu besitzen. Daher erhält die zweite Schicht hohe photo
katalytische Aktivität. Der hydrophile Gegenstand wird hier
durch hydrophil gehalten, selbst unter der Bedingung einer
schwachen ultravioletten Bestrahlung wie bei Nacht oder reg
nerischen Bedingungen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Herstellung des zuvorgenannten hydrophilen Gegenstandes be
reitgestellt. Dieses Verfahren umfaßt die Stufen von (a) Be
reitstellung einer ersten Lösung (Sols), welche/welches eine
Vorläuferverbindung des amorphen Siliziumdioxids und eine
Vorläuferverbindung des wenigstens einen ersten amorphen Me
talloxid umfaßt, (b) Auftragen der ersten Lösung auf das Sub
strat, wodurch eine erste Vorläuferschicht gebildet wird,
(c) Bereitstellung einer zweiten Lösung (Sols), welche/wel
ches eine Vorläuferverbindung des Titandioxids, die ultrafei
nen Teilchen und eine Vorläuferverbindung von dem wenigstens
einen zweiten amorphen Metalloxid umfaßt, (d) Auftragen der
zweiten Lösung auf die erste Vorläuferschicht, wodurch eine
zweite Vorläuferschicht gebildet wird, und (e) Brennen der
ersten und zweiten Vorläuferschichten zu den ersten und zwei
ten Schichten.
Ein hydrophiler Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfin
dung wird im Detail wie folgt beschrieben. Das Material zur
Herstellung des Substrates des hydrophilen Gegenstandes ist
nicht besonders eingeschränkt. Es kann ein Material von anor
ganischen und organischen Materialien wie Glas, Metall und
Kunststoff sein. Von diesen ist Glas besonders bevorzugt we
gen seiner überlegenen Transparenz und Dauerhaftigkeit. Die
Gestalt des Substrates ist ebenfalls nicht besonders be
schränkt, und es kann eine plattenähnliche Gestalt sein. Tat
sächlich wird eine konventionelle Natronkalkglasplatte be
vorzugt als Substrat verwendet. Weiterhin kann das Substrat
aus konventionellen Floatglasplatten ausgewählt werden, wel
che im allgemeinen für Fensterscheiben für Kraftfahrzeuge und
Architekturzwecke und für Spiegel verwendet werden. Das
Substrat kann farblos sein oder eine von verschiedenen Fär
bungen aufweisen wie grün oder bronze. Es kann eine oder ver
schiedene weitere Funktionen wie Wärmereflexion aufweisen. Es
kann ein getempertes Glas, ein laminiertes Glas oder ein
Mehrfachglas sein. Es kann flach oder von gekrümmter Gestalt
sein. Beispielsweise kann es eine Dicke von etwa 1,0 bis etwa
12 mm haben. Es hat bevorzugt eine Dicke von etwa 2,0 bis et
wa 10 mm für Architekturzwecke. Weiterhin ist es bevorzugt,
daß es eine Dicke von etwa 1,5 bis etwa 6,0 mm, mehr bevor
zugt von etwa 2,0 bis etwa 5,0 mm für Kraftfahrzeugzwecke be
sitzt. Es wird bevorzugt, daß es eine Dicke von etwa 1,0 bis
etwa 3,0 mm zur Verwendung als Spiegel besitzt.
Bei der Erfindung umfaßt das Verfahren zur Herstellung
des hydrophilen Gegenstandes die Stufe (a) der Bereitstellung
einer ersten Lösung, welche eine Vorläuferverbindung des
amorphen Siliziumdioxids und eine Vorläuferverbindung des we
nigstens einen ersten amorphen Metalloxids, ausgewählt aus
Titandioxid und Aluminiumoxid, umfaßt. Die Vorläuferverbin
dung des amorphen Siliziumdioxids kann aus Siliziumnitraten,
Organosilikaten, Siliziumacetylacetonaten und Siliziumalkoxi
den ausgewählt werden. Beispiele der Siliziumalkoxide sind
Tetraethoxysilan, Tetramethoxysilan, Monomethyltriethoxysi
lan, Monomethyltrimethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Dime
thyldiethoxysilan, andere Tetraalkoxysilane und andere Al
kylalkoxysilane. In ähnlicher Weise kann die Vorläuferverbin
dung des als wenigstens ein erstes amorphes Metalloxid ver
wendeten Titandioxids ausgewählt werden aus Titannitraten,
aus durch Kombination von Titanhydroxiden und organischen
Säuren hergestellten Titansalzen, aus Titanacetylacetonaten
und aus Titanalkoxiden. Beispiele der Titanalkoxide sind Ti
tantetraisopropoxid und Titantetra-n-butoxid. Ein Beispiel
der Titanacetylacetonate ist Titantriisopropoxymonoacetylace
tonat. In ähnlicher Weise kann die Vorläuferverbindung des
amorphen Aluminiumoxids, welches als wenigstens ein erstes
amorphes Metalloxid verwendet wird, ausgewählt werden aus
Aluminiumnitraten, aus durch Kombinieren von Aluminiumhydro
xiden und organischen Säuren hergestellten Aluminiumsalzen,
aus Aluminiumacetylacetonaten und aus Aluminiumalkoxiden. Ein
Beispiel der Aluminiumalkoxide ist Aluminiumbutoxid. Das Ver
fahren zur Herstellung des hydrophilen Gegenstandes umfaßt
die Stufe (b) des Auftragens der ersten Lösung auf das Sub
strat, wodurch eine erste Vorläuferschicht gebildet wird.
Wenn die erste Vorläuferschicht in der Stufe (e) gebrannt
wird, wird angenommen, daß die Titandioxidvorläuferverbindung
mit Alkaliionen (z. B. Natriumionen) des Substrates reagiert.
Daher wird das Titandioxid der ersten Schicht amorph. Jede in
der ersten Lösung enthaltene Vorläuferverbindung kann aus
amorphen Teilchen bestehen, welche einen Submikronteilchen
durchmesser (weniger als 1 µm) besitzen, wodurch die erste
Schicht transparent gemacht wird.
Bei der Erfindung umfaßt das Verfahren zur Herstellung
des hydrophilen Gegenstandes die Stufe (c) der Bereitstellung
einer zweiten Lösung, die eine Vorläuferverbindung eines kri
stallinen Titandioxids, ultrafeine Teilchen, welche aus we
nigstens einem aus Siliziumdioxid und Aluminiumoxid ausge
wählten Material hergestellt sind, und eine Vorläuferverbin
dung von wenigstens einem zweiten amorphen Metalloxid umfaßt.
Wie zuvor angegeben, wird die zweite Lösung zur Bildung der
zweiten Schicht auf der ersten Schicht verwendet. Die Vorläu
ferverbindung des kristallinen Titandioxids der zweiten
Schicht kann aus den zuvorgenannten beispielhaften Titanver
bindungen der Vorläuferverbindung des amorphen Titandioxids
der ersten Schicht ausgewählt werden. Das Verfahren zur Her
stellung des hydrophilen Gegenstandes umfaßt die Stufe (d)
des Auftragens der zweiten Lösung auf die erste Vorläufer
schicht, wodurch hierauf eine zweite Vorläuferschicht gebil
det wird. Wenn die zweite Vorläuferschicht zu der zweiten
Schicht in Stufe (e) gebrannt wird, wird das Titandioxid der
zweiten Schicht durch die Hitze kristallin, während die Wan
derung der Alkaliionen aus dem Substrat zu der zweiten
Schicht durch die Bereitstellung der ersten Schicht zwischen
diesen verhindert wird. Die in der zweiten Lösung enthaltene
Titandioxidvorläuferverbindung kann amorphe oder kristalline
Teilchen mit einem Submikronteilchendurchmesser (weniger als
1 µm) sein, wodurch die zweite Schicht transparent gemacht
wird.
Bei der Erfindung ist das wenigstens eine zweite amorphe Me
talloxid der zweiten Schicht nicht besonders eingeschränkt,
solange es als Bindemittel zum Miteinanderverbinden der Ti
tandioxidkristalle in der zweiten Schicht dient. Das wenig
stens eine zweite amorphe Metalloxid wird bevorzugt ausge
wählt aus Siliziumdioxid, Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid,
wodurch die zweite Schicht hinsichtlich der Wasserbeständig
keit überlegen wird. Die Vorläuferverbindungen von diesem Si
liziumdioxid und Aluminiumoxid können aus den zuvorgenannten
Beispielen der Vorläuferverbindungen für das amorphe Silizi
umdioxid und das Aluminiumoxid der ersten Schicht ausgewählt
werden. Eine Vorläuferverbindung für das amorphe Zirkoniumdi
oxid kann aus Zirkoniumalkoxiden (z. B. Zirkoniumbutoxid) und
Zirkoniumacetylacetonaten ausgewählt werden. Die Vorläufer
verbindung des wenigstens einen zweiten amorphen Metalloxid
kann aus amorphen Teilchen bestehen, welche einen Submikron
teilchendurchmesser besitzen, wodurch die zweite Schicht
transparent gemacht wird.
Bei der Erfindung ist es bevorzugt, einen Alkohol als
ein Lösungsmittel zur Herstellung der ersten und zweiten Lö
sungen zu verwenden. Beispiele für das Lösungsmittel sind Al
kohole wie Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Ethylengly
kol und Hexylenglykol, Ester wie Ethylacetat, Butylacetat und
Amylacetat, Cellosolve (Monoether von Ethylenglykol), wie Me
thylcellosolve, Ethylcellosolve und Butylcellosolve sowie Mi
schungen hiervon. Ein geeignetes Lösungsmittel kann aus den
zuvorgenannten Beispielen unter Berücksichtigung der Verdamp
fungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels und der Viskosität
der ersten und zweiten Vorläuferschichten ausgewählt werden.
In der Erfindung ist es wahlweise möglich, ein Verdickungs
mittel zu der ersten und/oder zweiten Lösung zuzusetzen. Bei
spiele des Verdickungsmittels sind ein Polyethylenglykol mit
einem Durchschnittsmolekulargewicht von 200, ein Polypropy
lenglykol mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von 400,
Hydroxypropylcellulose und Polyvinylpyrrolidon. Weiterhin ist
es wahlweise möglich, ein Einebnungsmittel zu der ersten
und/oder zweiten Lösung zuzusetzen. Beispiele von Einebnungs
mitteln sind Methylsilicone (z. B. Dimethylsilicon) und fluor
haltige Verbindungen.
In der Erfindung können die ultrafeinen Siliziumdioxid
teilchen der zweiten Schicht aus kristallinem Siliziumdioxid,
amorphem Siliziumdioxid oder kolloidalem Siliziumdioxid be
stehen, und die ultrafeinen Aluminiumoxidteilchen können aus
α-Aluminiumoxid, β-Aluminiumoxid oder γ-Aluminiumoxid herge
stellt sein. Die ultrafeinen Teilchen sind nicht besonders
hinsichtlich des Teilchendurchmessers beschränkt, und ihr
Teilchendurchmesser kann nicht größer als etwa 1 µm sein. Die
ultrafeinen Teilchen von Siliziumdioxid und/oder Aluminiu
moxid können durch Zuführung von Siliziumchlorid und/oder
Aluminiumchlorid in Flammen aus einer Mischung von Sauerstoff
und Wasserstoff hergestellt werden. Besonders bevorzugt ist
es, die ultrafeinen Teilchen in einer Lösung zu dispergieren,
um die Dispergierfähigkeit und Stabilität der ultrafeinen
Teilchen zu verbessern. In der Erfindung ist es bevorzugt,
daß die erste Schicht 45-92 Gew.-% des amorphen Siliziumdi
oxids und 8-55 Gew.-% des wenigstens einen ersten amorphen
Metalloxids, bezogen auf das Gesamtgewicht des amorphen Sili
ziumdioxids und des wenigstens einen ersten amorphen Metal
loxids, enthält. Falls die Menge des amorphen Siliziumdioxids
weniger als 45 Gew.-% beträgt, kann der hydrophile Gegenstand
hinsichtlich Säurefestigkeit unzureichend werden. Falls sie
größer als 92 Gew.-% ist, kann die Bindungsfestigkeit zwi
schen der ersten und der zweiten Schicht schlecht werden.
Hierdurch kann der hydrophile Gegenstand hinsichtlich der
Wasserfestigkeit unzureichend werden. Falls die Menge des we
nigstens einen ersten amorphen Metalloxids weniger als 8
Gew.-% beträgt, kann die Bindungsfestigkeit zwischen der er
sten und der zweiten Schicht schlecht werden. Falls sie grö
ßer als 55 Gew.-% ist, kann die Verhinderung der Wanderung
von Natriumionen aus dem Substrat in die zweite Schicht unzu
reichend werden, falls das Substrat aus einem Natronkalkglas
hergestellt ist. Hierdurch kann die photokatalytische Aktivi
tät des kristallinen Titandioxids der zweiten Schicht wesent
lich reduziert werden.
Bei der Erfindung ist es bevorzugt, daß die zweite
Schicht 40-92 Gew.-% des kristallinen Titandioxids, 3-30
Gew.-% der ultrafeinen Teilchen und 5-30 Gew.-% des wenig
stens einen zweiten amorphen Metalloxids, bezogen auf das Ge
samtgewicht des Titandioxids, der ultrafeinen Teilchen und
des wenigstens einen zweiten amorphen Metalloxids, enthält.
Falls die Menge der ultrafeinen Teilchen weniger als 3 Gew.-%
beträgt, kann die zweite Schicht hinsichtlich Mikroporosität
und Oberfläche nicht ausreichend groß werden. Falls sie grö
ßer als 30 Gew.-% ist, kann die zweite Schicht hinsichtlich
Festigkeit und damit Dauerhaftigkeit unzureichend werden.
Falls die Menge des kristallinen Titandioxids weniger als 40
Gew.-% beträgt, kann die photokatalytische Aktivität des hy
drophilen Gegenstandes unzureichend werden. Falls sie größer
als 92 Gew.-% ist, kann der hydrophile Gegenstand hinsicht
lich Dauerhaftigkeit der hydrophilen Eigenschaft trotz aus
reichender photokatalytischer Aktivität unzureichend werden.
Falls die Menge des wenigstens einen zweiten amorphen Metal
loxids weniger als 5 Gew.-% beträgt, kann seine Bindungsfunk
tion zum Aneinanderbinden der Titandioxidkristalle vom Ana
tastyp unzureichend werden. Hierdurch kann der hydrophile Ge
genstand hinsichtlich Abriebfestigkeit verschlechtert werden.
Falls sie größer als 30 Gew.-% ist, kann das Titandioxid vom
Anatastyp eine schlechte Kristallinität erhalten. Hierdurch
kann die photokatalytische Aktivität des hydrophilen Gegen
standes unzureichend werden.
Bei der Erfindung ist die Dicke der ersten Schicht be
vorzugt von etwa 50 bis etwa 200 nm, bevorzugt von etwa 70
bis etwa 130 nm. Falls sie weniger als 50 nm beträgt, kann
die Verhinderung der Wanderung der Alkaliionen aus dem Sub
strat in die zweite Schicht unzureichend werden, falls das
Substrat Alkaliionen (z. B. Natriumionen) enthält. Hierdurch
kann die photokatalytische Aktivität der zweiten Schicht
schlecht werden. Falls sie größer als 200 nm ist, ist dies
aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht günstig und kann
Risse auf der ersten Schicht hervorrufen. Die Dicke der zwei
ten Schicht beträgt ebenfalls bevorzugt von etwa 50 bis etwa
200 nm. Falls sie weniger als 50 nm beträgt, kann die photo
katalytische Aktivität der zweiten Schicht unzureichend wer
den. Falls sie größer als 200 um ist, wird die photokatalyti
sche Aktivität der zweiten Schicht nicht weiter verbessert,
verglichen mit einem Fall in einem Bereich von 50 bis 200 nm.
Weiterhin kann die zweite Schicht eine schlechte Festigkeit
erhalten.
Bei der Erfindung ist die Art und Weise des Auftrags der
ersten und zweiten Lösungen auf das Substrat bzw. die ersten
Schicht nicht besonders beschränkt. Es kann sich um Rotati
onsbeschichten, Tauchbeschichten, Umkehrwalzenbeschichtung,
Flexographie, Walzenbeschichtung, Beschichten mittels Düsen,
Aufsprühen oder Siebdruck handeln. Es wird bevorzugt, daß je
de der ersten und zweiten Lösungen eine Feststoffkonzentrati
on von etwa 1 bis etwa 30 Gew.-% und eine Viskosität von etwa
1 bis etwa 100 Centipoise hat.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des hydrophilen Gegen
standes wird es bevorzugt, die erste Vorläuferschicht zwi
schen den Stufen (b) und (d) und die zweite Vorläuferschicht
zwischen den Stufen (d) und (e) bei einer Temperatur von Zim
mertemperatur bis etwa 300°C, mehr bevorzugt von etwa 100 bis
etwa 250°C, für etwa 0,5 bis etwa 60 Minuten, mehr bevorzugt
von etwa 1 bis etwa 30 Minuten, zu trocknen. Die erste und
zweite Vorläuferschicht werden, bevorzugt nach ihrem Trock
nen, in der Stufe (e) bevorzugt bei einer Temperatur von etwa
380-750°C für etwa 1-30 min getrocknet. Das thermische Tem
pern und oder die thermische Biegung des hydrophilen Gegen
standes wird bevorzugt durchgeführt, mehr bevorzugt bei einer
Temperatur von etwa 380-750°C für etwa 0,5-10 min, während
die Stufe (e) durchgeführt wird.
Die folgenden nicht beschränkenden Beispiele erläutern
die vorliegende Erfindung.
Eine erste Lösung (Sol) zur Bildung der ersten Schicht
auf dem Substrat wurde wie folgt hergestellt. Zuerst wurde
eine erste Vorläuferlösung hergestellt, welche 90 Gew.-% Te
traethoxysilan (eine Vorläuferverbindung des amorphen Silizi
umdioxids) und 10 Gew.-% Titanisopropoxid (eine Vorläuferver
bindung des wenigstens einen ersten amorphen Metalloxids)
enthielt, bezogen auf die Gesamtmenge hiervon auf Oxidbasis.
Dann wurde die erste Lösung dadurch hergestellt, daß Wasser
zur Hydrolyse des Tetraethoxysilans und des Titanisopro
poxids, Salpetersäure als ein Katalysator und Ethanol als ein
Lösungsmittel zu der ersten Vorläuferlösung zugesetzt wurden
und dann das Gemisch gerührt wurde. Die erhaltene erste Lö
sung hatte eine Feststoffkonzentration von 2 Gew.-%, bezogen
auf Oxidbasis.
Die zweite Lösung (Sol) zur Bildung der zweiten Schicht
auf der ersten Schicht wurde wie folgt hergestellt. Zunächst
wurde eine zweite Vorläuferlösung dadurch hergestellt, daß
ein Siliziumdioxid-Vorläufersol, welches Titantetraisopro
poxid (Vorläuferverbindung für das kristalline Titandioxid),
ATRON Nti-500 (Markenname) von Nippon Soda Co., Ltd. ent
hielt, und eine Dispersion, welche kolloidales Siliziumdioxid
(die ultrafeinen Teilchen) dispergiert in Isopropylalkohol,
IPA-ST-S (Markenname) von Nissan Chemical Industries, Ltd.
enthielt, und ein Tetraethoxysilansol (Vorläuferverbindung
des wenigstens einen zweiten amorphen Metalloxids), COLCOAT
6P von Nippon Col Coat Co., zusammengemischt wurden. Diese
zweite Vorläuferlösung enthielt, bezogen auf Oxidbasis, 90
Gew.-% des Titantetraisopropoxids, 5 Gew.-% des kolloidalen
Siliziumdioxids und 5 Gew.-% des Tetraethoxysilans, bezogen
auf das Gesamtgewicht hiervon. Dann wurde ein denaturierter
Alkohol (eine Mischung aus 10 Gew.-% Isopropylalkohol und 90
Gew.-% Ethylalkohol) zu der zweiten Vorläuferlösung zuge
setzt, und dann wurde das Rühren fortgeführt, wodurch die
zweite Lösung mit einer Feststoffkonzentration von 2 Gew.-%,
bezogen auf Oxidbasis, hergestellt wurde.
Die erhaltene erste Lösung wurde auf ein Natronkalkglas
substrat mit Breiten von 10 cm und einer Dicke von 2 mm durch
Rotationsbeschichten aufgebracht, wodurch hierauf eine erste
Vorläuferschicht ausgebildet wurde. Dann wurde das beschich
tete Glassubstrat bei 250°C für 5 min getrocknet und dann auf
Zimmertemperatur herabgekühlt. Anschließend wurde die zweite
Lösung auf die erste Vorläuferschicht durch Rotationsbe
schichten aufgebracht. Dann wurde das beschichtete Glassub
strat erneut bei 250°C für 5 min getrocknet, dann einem Vor
brennen bei 500°C für 5 min unterzogen und dann einem Brennen
bei 680°C für etwa 7-8 min ausgesetzt, wodurch ein hydrophi
ler Gegenstand mit erster und zweiter Schicht, jeweils mit
einer Dicke von 100 nm, gebildet auf dem Glassubstrat, herge
stellt wurde.
In diesem Beispiel wurde Beispiel 1 wiederholt mit der
Ausnahme, daß Titanisopropoxid durch Aluminiumnitratnona
hydrat bei der Herstellung der ersten Lösung ersetzt wurde.
Die erhaltene erste Lösung hatte eine Feststoffkonzentration
von 2 Gew.-%, bezogen auf Oxidbasis.
In diesem Beispiel wurde Beispiel 1 wiederholt mit der
Ausnahme, daß 10 Gew.-% Titanisopropoxid durch eine Kombina
tion von 5 Gew.-% Titanisopropoxid und 5 Gew.-% Aluminiumni
tratnonahydrat bei der Herstellung der ersten Lösung ersetzt
wurden. Die erhaltene erste Lösung hatte eine Feststoffkon
zentration von 2 Gew.-%, bezogen auf Oxidbasis.
In diesem Beispiel wurde Beispiel 1 wiederholt mit der
Ausnahme, daß die Mengen von Tetraethoxysilan und Titan
isopropoxid jeweils auf 70 Gew.-% bzw. 30 Gew.-% bei der Her
stellung der ersten Lösung abgeändert wurden.
Bei diesem Beispiel wurde Beispiel 3 wiederholt mit der
Ausnahme, daß die Mengen von Tetraethoxysilan, Titanisopro
poxid und Aluminiumnitratnonahydrat jeweils auf 70 Gew.-%, 15
Gew.-% bzw. 15 Gew.-% bei der Herstellung der ersten Lösung
abgeändert wurden.
In diesem Beispiel wurde Beispiel 1 wiederholt mit der
Ausnahme, daß die Mengen von Tetraethoxysilan und Titan
isopropoxid jeweils auf 50 Gew.-% und 50 Gew.-% bei der Her
stellung der ersten Lösung abgeändert wurden.
In diesem Beispiel wurde Beispiel 3 wiederholt mit der
Ausnahme, daß die Mengen von Tetraethoxysilan, Titanisopro
poxid und Aluminiumnitratnonahydrat jeweils auf 50 Gew.-%, 25
Gew.-% bzw. 25 Gew.-% bei der Herstellung der ersten Lösung
abgeändert wurden.
In diesem Beispiel wurde Beispiel 1 wiederholt mit der
Ausnahme, daß die Mengen des Titantetraisopropoxids, des kol
loidalen Siliziumdioxids und des Tetraethoxysilans jeweils
auf 80 Gew.-%, 10 Gew.-% bzw. 10 Gew.-% bei der Herstellung
der zweiten Lösung abgeändert wurden.
In diesem Beispiel wurde Beispiel 1 wiederholt mit der
Ausnahme, daß die Mengen des Titantetraisopropoxids, des kol
loidalen Siliziumdioxids und des Tetraethoxysilans jeweils
auf 75 Gew.-%, 15 Gew.-% bzw. 10 Gew.-% bei der Herstellung
der zweiten Lösung abgeändert wurden.
In diesem Beispiel wurde Beispiel 1 wiederholt mit der
Ausnahme, daß die Mengen des Titantetraisopropoxids, des kol
loidalen Siliziumdioxids und des Tetraethoxysilans jeweils
auf 50 Gew.-%, 25 Gew.-% bzw. 25 Gew.-% bei der Herstellung
der zweiten Lösung abgeändert wurden.
In diesem Beispiel wurde Beispiel 9 wiederholt mit der
Ausnahme, daß 10 Gew.-% des Tetraethoxysilans durch eine Kom
bination von 5 Gew.-% des Tetraethoxysilans und 5 Gew.-% von
Aluminiumnitratnonahydrat bei der Herstellung der zweiten Lö
sung ersetzt wurden.
Bei diesem Vergleichsversuch wurde Beispiel 1 wiederholt
mit der Ausnahme, daß das Titanisopropoxid bei der Herstel
lung der ersten Lösung weggelassen wurde.
Bei diesem Vergleichsversuch wurde Beispiel 1 wiederholt
mit der Ausnahme, daß das Titanisopropoxid bei der Herstel
lung der ersten Lösung weggelassen wurde und daß das kolloi
dale Siliziumdioxid und das Tetraethoxysilan bei der Herstel
lung der zweiten Lösung weggelassen wurden.
Ein Test auf photokatalytische Aktivität wurde dadurch
durchgeführt, daß eine 1 Gew.-% Ölsäure enthaltende Lösung
auf die Oberfläche der zweiten Schicht eines jeden hydrophi
len Gegenstandes unter Bildung einer gleichförmigen Ölsäure
schicht auf der zweiten Schicht aufgebracht wurde. Dann wurde
der beschichtete hydrophile Gegenstand für 2 h mit UV-
Strahlen mit einer Intensität von 0,5 mW/cm2 und einer Wel
lenlänge von 365 nm unter Verwendung einer Lichtquelle BLACK
LIGHT F15T8BLB (Markenname) von Sankyo Denki Co., bestrahlt.
Dann wurde die photokatalytische Aktivität des hydrophilen
Gegenstandes aufgrund des Unterschiedes des Kontaktwinkels
eines Wassertropfens, der auf dem beschichteten hydrophilen
Gegenstand vor und nach der Bestrahlung aufgebracht wurde,
bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle gezeigt.
Es wurde ein Wasserfestigkeitstest dadurch durchgeführt,
daß der hydrophile Gegenstand in heißes Wasser von 60°C für
10 Tage eingetaucht wurde. In intervallen von bestimmten
Zeitspannen während des Tests wurde ein Gazegewebe fest gegen
die zweite Schicht des hydrophilen Gegenstandes in dem heißen
Wasser gerieben. Dann wurde das äußere Aussehen des hydrophi
len Gegenstandes beobachtet. Hierbei wurde gefunden, daß die
hydrophilen Gegenstände gemäß den Beispielen 1-11 sich im äu
ßeren Aussehen selbst nach 10 Tagen des Tests nicht veränder
ten. Im Gegensatz dazu wurde gefunden, daß die Gegenstände
der Vergleichsversuche 1-2 eine Abblätterung der zweiten
Schicht von der ersten Schicht nach dem Verstreichen von 2
Tagen bzw. 5 Tagen des Tests erfahren hatten.
Ein Test auf Feuchtigkeitsfestigkeit wurde dadurch
durchgeführt, daß der hydrophile Gegenstand für 30 Tage in
einer Atmosphäre von 50°C und bei einer relativen Feuchtig
keit von 98% stehengelassen wurde. In Intervallen von be
stimmten Zeitspannen während des Tests wurde ein Gazegewebe
in derselben Weise wie bei dem Test auf Wasserfestigkeit
hiergegen gerieben. Hierbei wurde gefunden, daß die hydrophi
len Gegenstände der Beispiele 1-11 und des Vergleichsversuchs
1 sich im äußeren Aussehen selbst nach 30 Tagen des Tests
nicht veränderten. Dagegen wurde gefunden, daß der hydrophile
Gegenstand des Vergleichsversuchs 2 eine Abblätterung der
zweiten Schicht von der ersten Schicht nach dem Verstreichen
von 15 Tagen aufwies.
Ein Test auf Säurebeständigkeit wurde dadurch durchge
führt, daß der hydrophile Gegenstand in 0,1%ige wäßrige
Salzsäurelösung für 48 h bei Zimmertemperatur eingetaucht
wurde. Dann wurde ein Gazegewebe hiergegen in derselben Weise
wie beim Test auf Wasserfestigkeit gerieben. Hierbei wurde
gefunden, daß alle hydrophilen Gegenstände der Beispiele 1-11
und der Vergleichsversuche 1-2 keinerlei sichtbare Verände
rung im äußeren Aussehen hatten.
Ein Test auf Alkalibeständigkeit wurde dadurch durchge
führt, daß der hydrophile Gegenstand in 20%ige wäßrige Na
triumcarbonatlösung für 48 h bei Zimmertemperatur eingetaucht
wurde. Dann wurde ein Gazegewebe hiergegen in derselben Weise
wie beim Test auf Wasserfestigkeit gerieben. Hierbei wurde
gefunden, daß alle hydrophilen Gegenstände der Beispiele 1-11
und der Vergleichsversuche 1-2 keinerlei sichtbare Verände
rung im äußeren Aussehen aufwiesen.
Ein Test auf Salzwasserfestigkeit wurde dadurch durchge
führt, daß der hydrophile Gegenstand in 3%iges Salzwasser von
60°C für 48 h eingetaucht wurde. In Intervallen von bestimm
ten Zeitspannen während des Tests wurde ein Gazegewebe hier
gegen in derselben Weise wie beim Test auf Wasserfestigkeit
gerieben. Hierbei wurde gefunden, daß alle hydrophilen Gegen
stände gemäß den Beispielen 1-11 keinerlei sichtbare Verände
rungen im äußeren Aussehen selbst nach dem Verstreichen von
48 h zeigten. Dagegen wurde gefunden, daß der hydrophile Ge
genstand gemäß Vergleichsversuch 1 eine Abblätterung der
zweiten Schicht von der ersten Schicht nach dem Verstreichen
von 36 h aufwies, und daß der hydrophile Gegenstand des Ver
gleichsversuchs 2 dies nach einem Verstreichen von 20 h zeig
te.
Claims (16)
1. Hydrophiler Gegenstand, umfassend:
- (a) ein Substrat,
- (b) eine erste auf diesem Substrat ausgebildete Schicht, wobei diese erste Schicht (1) ein amorphes Siliziumdioxid und (2) wenigstens ein erstes amorphes Metalloxid, ausgewählt aus der aus Titandioxid und Aluminiumoxid bestehenden Gruppe umfaßt, und
- (c) eine zweite auf dieser ersten Schicht ausgebildete Schicht, wobei diese zweite Schicht (1) eine aus einem kristallinen Titandioxid und wenigstens einem zweiten amorphen Metalloxid gebildete Matrixphase und (2) eine dispergierte Phase, gebildet aus ultrafeinen Teilchen, die aus wenigstens einem Material aus der aus Titandioxid und Aluminiumoxid besteh enden Gruppe hergestellt sind, umfaßt.
2. Hydrophiler Gegenstand nach Anspruch 1, worin diese erste
Schicht 45-92 Gew.-% dieses amorphen Siliziumdioxids und 8-55 Gew.-%
dieses wenigstens einen ersten amorphen Metalloxids,
bezogen auf das Gesamtgewicht dieses amorphen Siliziumdioxids
und dieses wenigstens einen ersten amorphen Metalloxids, ent
hält.
3. Hydrophiler Gegenstand nach Anspruch 1, worin diese zweite
Schicht 40-92 Gew.-% dieses kristallinen Titandioxids, 3-30
Gew.-% dieser ultrafeinen Teilchen und 5-30 Gew.-% dieses
wenigstens einen zweiten amorphen Metalloxids, bezogen auf das
Gesamtgewicht dieses Titandioxids, dieser ultrafeinen Teilchen
und dieses wenigstens einen zweiten amorphen Metalloxids, ent
hält.
4. Hydrophiler Gegenstand nach Anspruch 1, worin dieses wenig
stens eine zweite amorphe Metalloxid aus der aus Siliziumdioxid,
Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid bestehenden Gruppe ausgewählt
ist.
5. Hydrophiler Gegenstand nach Anspruch 1, worin jede dieser
ersten und zweiten Schichten eine Dicke von etwa 50 bis etwa
200 nm besitzt.
6. Hydrophiler Gegenstand nach Anspruch 1, worin dieses
Substrat eine Alkalikomponente umfaßt.
7. Hydrophiler Gegenstand nach Anspruch 6, worin dieses
Substrat aus Natronkalkglas, welches Natrium als diese Alkali
komponente enthält, hergestellt ist.
8. Hydrophiler Gegenstand nach Anspruch 1, worin dieses
kristalline Titandioxid dieser zweiten Schicht ein Titandioxid
vom Anatastyp ist.
9. Hydrophiler Gegenstand nach Anspruch 1, worin diese ultra
feinen Teilchen einen Teilchendurchmesser von nicht größer als
etwa 1 µm haben.
10. Hydrophiler Gegenstand nach Anspruch 1, worin diese ultra
feinen Teilchen aus kolloidalem Siliziumdioxid hergestellt sind.
11. Verfahren zur Herstellung eines hydrophilen Gegenstandes,
wobei dieser hydrophile Gegenstand umfaßt: (a) ein Substrat,
(b) eine erste auf diesem Substrat ausgebildete Schicht, wobei
diese erste Schicht (1) ein amorphes Siliziumdioxid und (2)
wenigstens ein erstes amorphes Metalloxid, ausgewählt aus der
aus Titandioxid und Aluminiumoxid bestehenden Gruppe, umfaßt,
und (c) eine zweite auf dieser ersten Schicht ausgebildete
Schicht, wobei diese zweite Schicht (1) eine aus einem
kristallinen Titandioxid und wenigstens einem zweiten amorphen
Metalloxid gebildete Matrixphase und (2) eine dispergierte
Phase, gebildet aus ultrafeinen Teilchen, die aus wenigstens
einem Material aus der aus Titandioxid und Aluminiumoxid
bestehenden Gruppe hergestellt sind, umfaßt, wobei dieses
Verfahren die Stufen umfaßt:
- (a) Bereitstellung einer ersten Lösung, welche eine Vorläufer verbindung von diesem ersten amorphen Siliziumdioxid und eine Vorläuferverbindung von diesen wenigstens einen ersten amorphen Metalloxid umfaßt,
- (b) Auftragen dieser ersten Lösung auf dieses Substrat, wodurch eine erste Vorläuferschicht gebildet wird,
- (c) Bereitstellung einer zweiten Lösung, welche eine Vorläufer verbindung von diesem kristallinen Titandioxid, diese ultra feinen Teilchen und eine Vorläuferverbindung von diesem wenigstens einen zweiten amorphen Metalloxid umfaßt,
- (d) Auftragen dieser zweiten Lösung auf diese erste Vorläufer schicht, wodurch eine zweite Vorläuferschicht gebildet wird, und
- (e) Brennen dieser ersten und zweiten Vorläuferschichten zu diesen ersten und zweiten Schichten.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem diese Vorläufer
verbindung von diesem amorphen Siliziumdioxid aus der Gruppe
ausgewählt ist, welche aus Siliziumnitraten, Organosilikaten,
Siliziumacetylacetonaten und Siliziumalkoxiden besteht, und
worin diese Vorläuferverbindung von diesem wenigstens einen
ersten amorphen Metalloxid aus der Gruppe ausgewählt ist, welche
aus Titannitraten, Aluminiumnitraten, durch Kombination von
Titanhydroxiden und organischen Säuren hergestellten Titan
salzen, durch Kombination von Aluminiumhydroxiden und organ
ischen Säuren hergestellten Aluminiumsalzen, Titanacetylaceton
aten, Aluminiumacetylacetonaten, Titanalkoxiden und Aluminium
alkoxiden besteht.
13. Verfahren nach Anspruch 11, worin die Stufe (e) bei einer
Temperatur von 380 bis 750°C durchgeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 14, worin dieses Substrat eine
Alkalikomponente umfaßt.
15. Verfahren nach Anspruch 11, worin dieses Substrat aus
Natronkalkglas, welches Natrium als diese Alkalikomponente
enthält, hergestellt ist.
16. Verfahren nach Anspruch 11, worin vor der Stufe (d) diese
erste Vorläuferschicht bei einer Temperatur von Zimmertemperatur
bis etwa 300°C getrocknet wird, und worin vor der Stufe (e)
diese zweite Vorläuferschicht bei einer Temperatur von Zimmer
temperatur bis etwa 300°C getrocknet wird.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03109398A JP3781888B2 (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 親水性基材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19831611A1 true DE19831611A1 (de) | 1999-08-19 |
Family
ID=12321796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19831611A Withdrawn DE19831611A1 (de) | 1998-02-13 | 1998-07-14 | Hydrophiler Gegenstand und Verfahren zu seiner Herstellung |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6071623A (de) |
| JP (1) | JP3781888B2 (de) |
| DE (1) | DE19831611A1 (de) |
| GB (1) | GB2334263B (de) |
Families Citing this family (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3700358B2 (ja) * | 1996-12-18 | 2005-09-28 | 日本板硝子株式会社 | 防曇防汚ガラス物品 |
| JP3470879B2 (ja) * | 1999-01-22 | 2003-11-25 | タイホー工業株式会社 | インクジェット用被記録材用塗工剤及びインクジェット用被記録材 |
| AU2940200A (en) * | 1999-03-09 | 2000-09-28 | Toto Ltd. | Hydrophilic member, method for preparation thereof, and coating agent and apparatus for preparation thereof |
| US6816297B1 (en) | 1999-06-25 | 2004-11-09 | Gentex Corporation | Electrochromic mirror having a self-cleaning hydrophilic coating |
| US20060158735A1 (en) * | 2004-02-20 | 2006-07-20 | Tonar William L | Electro-optic device having a self-cleaning hydrophilic coating |
| US6193378B1 (en) | 1999-06-25 | 2001-02-27 | Gentex Corporation | Electrochromic device having a self-cleaning hydrophilic coating |
| JP2001080974A (ja) * | 1999-09-08 | 2001-03-27 | Fuji Photo Film Co Ltd | 複合基板材料およびその製造方法 |
| JP2001254072A (ja) * | 2000-03-09 | 2001-09-18 | Central Glass Co Ltd | 防曇性組成物、防曇性コーティング剤および防曇性被膜形成基材の製造方法 |
| GB0129434D0 (en) * | 2001-12-08 | 2002-01-30 | Pilkington Plc | Self-cleaning glazing sheet |
| ATE344217T1 (de) * | 2002-03-01 | 2006-11-15 | Cardinal Cg Co | Dünnfilmbeschichtung mit einer transparenten grundierungsschicht |
| US6919133B2 (en) | 2002-03-01 | 2005-07-19 | Cardinal Cg Company | Thin film coating having transparent base layer |
| WO2003078320A1 (en) * | 2002-03-19 | 2003-09-25 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Thin silica film and silica-titania composite film, and method for preparing them |
| EP1504816A4 (de) * | 2002-03-25 | 2010-11-24 | Osaka Titanium Technologies Co | Titanoxid-photokatalysator, herstellungsverfahren dafür und anwendung |
| JP2004066549A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 層状構成物及びその製造方法、平版印刷用版材及びその製造方法並びに印刷機 |
| SG107103A1 (en) * | 2002-05-24 | 2004-11-29 | Ntu Ventures Private Ltd | Process for producing nanocrystalline composites |
| EP1546041B1 (de) * | 2002-09-25 | 2007-06-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Verfahren zur herstellung von lösungen zur verwendung als beschichtung in photokatalytischen und transparenten filmen |
| TWI352071B (en) * | 2003-01-28 | 2011-11-11 | Koninkl Philips Electronics Nv | Transparent titanium oxide-aluminum and/or aluminu |
| KR20060002733A (ko) * | 2003-04-30 | 2006-01-09 | 우베-니토 카세이 가부시키가이샤 | 광촉매 도공액, 광촉매막 및 광촉매 부재 |
| US20050286132A1 (en) * | 2003-10-30 | 2005-12-29 | Tonar William L | Electrochromic device having a self-cleaning hydrophilic coating with a controlled surface morphology |
| ATE520051T1 (de) * | 2003-10-30 | 2011-08-15 | Gentex Corp | Elektrochromische einrichtung mit selbstreinigender hydrophiler beschichtung mit einer säurebeständigen unterschicht |
| CA2550331A1 (en) | 2003-12-22 | 2005-07-14 | Cardinal Cg Compagny | Graded photocatalytic coatings |
| JP4182236B2 (ja) * | 2004-02-23 | 2008-11-19 | キヤノン株式会社 | 光学部材および光学部材の製造方法 |
| ATE377580T1 (de) | 2004-07-12 | 2007-11-15 | Cardinal Cg Co | Wartungsarme beschichtungen |
| US7923114B2 (en) * | 2004-12-03 | 2011-04-12 | Cardinal Cg Company | Hydrophilic coatings, methods for depositing hydrophilic coatings, and improved deposition technology for thin films |
| US8092660B2 (en) | 2004-12-03 | 2012-01-10 | Cardinal Cg Company | Methods and equipment for depositing hydrophilic coatings, and deposition technologies for thin films |
| US7438948B2 (en) * | 2005-03-21 | 2008-10-21 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Method for coating a substrate with an undercoating and a functional coating |
| US8097340B2 (en) | 2006-02-08 | 2012-01-17 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Coated substrates having undercoating layers that exhibit improved photocatalytic activity |
| GB0602933D0 (en) | 2006-02-14 | 2006-03-22 | Pilkington Automotive Ltd | Vehicle glazing |
| KR101431230B1 (ko) | 2006-04-11 | 2014-08-18 | 카디날 씨지 컴퍼니 | 개선된 낮은 유지 특성이 있는 광촉매성 코팅 |
| US7989094B2 (en) | 2006-04-19 | 2011-08-02 | Cardinal Cg Company | Opposed functional coatings having comparable single surface reflectances |
| US20080011599A1 (en) | 2006-07-12 | 2008-01-17 | Brabender Dennis M | Sputtering apparatus including novel target mounting and/or control |
| BRPI0717926B1 (pt) * | 2006-11-09 | 2021-11-30 | Akzo Nobel Chemicals International B.V. | Método de produção de uma dispersão aquosa de pigmento livre de um aglutinante orgânico, dispersão aquosa de pigmento livre de um aglutinante orgânico, e uso de uma dispersão |
| KR101563197B1 (ko) * | 2007-09-14 | 2015-10-26 | 카디날 씨지 컴퍼니 | 관리 용이한 코팅 및 이의 제조방법 |
| JP5511159B2 (ja) * | 2007-10-16 | 2014-06-04 | 宇部エクシモ株式会社 | 光触媒膜、光触媒膜の製造方法、物品および親水化方法 |
| WO2014103768A1 (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-03 | 旭硝子株式会社 | 積層体 |
| US20150079301A1 (en) * | 2013-09-13 | 2015-03-19 | Srinivas Nemani | Method of depositing thin metal-organic films |
| JP6260301B2 (ja) * | 2013-10-31 | 2018-01-17 | セントラル硝子株式会社 | 親水性被膜形成物品、親水性被膜形成用塗布液及び親水性被膜形成物品の製造方法 |
| GB201507330D0 (en) | 2015-04-29 | 2015-06-10 | Pilkington Group Ltd | Splash screen |
| JP6750348B2 (ja) * | 2015-09-15 | 2020-09-02 | Toto株式会社 | 光触媒層を有する衛生陶器 |
| CN106518169B (zh) | 2015-09-15 | 2019-07-05 | Toto株式会社 | 具有光催化剂层的卫生陶器 |
| US20170367194A1 (en) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | Nanoshield Technology Co. Ltd. | Method for coating device and resulting device |
| EP3541762B1 (de) | 2016-11-17 | 2022-03-02 | Cardinal CG Company | Statisch-dissipative beschichtungstechnologie |
| JP7369957B2 (ja) * | 2018-12-04 | 2023-10-27 | 国立大学法人信州大学 | コーティング剤及びコーティング膜 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3300589A1 (de) * | 1983-01-11 | 1984-07-12 | Schott Glaswerke, 6500 Mainz | Verfahren zur herstellung von indiumoxid-zinnoxid-schichten |
| JPH04182327A (ja) * | 1990-11-15 | 1992-06-29 | Asahi Glass Co Ltd | 表面処理ガラス及びその製造方法 |
| US5413865A (en) * | 1992-01-31 | 1995-05-09 | Central Glass Company, Limited | Water-repellent metal oxide film and method of forming same on glass substrate |
| JP2667331B2 (ja) * | 1992-03-13 | 1997-10-27 | 東陶機器株式会社 | 光触媒機能を有する部材及びその製造方法 |
| JP3309591B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2002-07-29 | 東陶機器株式会社 | 光触媒機能を有する多機能材 |
| JP2874556B2 (ja) * | 1994-05-31 | 1999-03-24 | 日本板硝子株式会社 | 透明導電膜付きガラス板およびそれを用いたタッチパネル |
| CA2157948C (en) * | 1994-10-04 | 2000-01-11 | James J. Finley | Alkali metal diffusion barrier layer |
| JP3181798B2 (ja) * | 1994-11-08 | 2001-07-03 | 日本板硝子株式会社 | 紫外線遮蔽ガラス及び熱線遮蔽ガラス |
| EP0748775A3 (de) * | 1995-05-30 | 1998-11-25 | Central Glass Company, Limited | Wasserabweisende Glasscheibe mit fein aufgerauhter Metalloxidbasisschicht |
| JPH0959042A (ja) * | 1995-06-14 | 1997-03-04 | Toto Ltd | 防曇性コーティングを備えた透明基材 |
| DE19736925A1 (de) * | 1996-08-26 | 1998-03-05 | Central Glass Co Ltd | Hydrophiler Film und Verfahren zur Erzeugung desselben auf einem Substrat |
-
1998
- 1998-02-13 JP JP03109398A patent/JP3781888B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-14 DE DE19831611A patent/DE19831611A1/de not_active Withdrawn
- 1998-07-15 GB GB9815377A patent/GB2334263B/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-15 US US09/115,740 patent/US6071623A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9815377D0 (en) | 1998-09-16 |
| GB2334263A (en) | 1999-08-18 |
| JP3781888B2 (ja) | 2006-05-31 |
| US6071623A (en) | 2000-06-06 |
| GB2334263B (en) | 2003-01-15 |
| JPH11228183A (ja) | 1999-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE19831611A1 (de) | Hydrophiler Gegenstand und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| EP1681370B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von photokatalytisch aktiven TiO2-Teilchen und von Substraten mit photokatalytischer TiO2-Schicht | |
| DE69611618T3 (de) | Substrat mit einer photokatalytischen beschichtung auf basis titandioxyd | |
| DE3042770C2 (de) | ||
| DE69634178T2 (de) | Substrat mit photokatalytischer Beschichtung | |
| DE102008056792B4 (de) | Verfahren zum Aufbringen einer porösen selbstreinigenden Entspiegelungsschicht sowie Glas mit dieser Entspiegelungsschicht und Verwendung einer selbstreinigenden porösen Entspiegelungsschicht | |
| DE69811168T2 (de) | Beschichtungslösung zur Herstellung eines selektiv durchlässigen Filmes | |
| DE69201459T2 (de) | Glasscheibe mit reflexionenverringernden Schicht. | |
| DE69930399T2 (de) | Photokatalysatorartikel mit verhinderung von verstopfungen und ablagerungen, verfahren zur herstellung des artikels | |
| EP0973958B1 (de) | Verfahren zum versehen einer metallischen oberfläche mit einer glasartigen schicht | |
| DE69626266T2 (de) | Beschlagfreier Film, optischer Gegenstand und Verfahren zur Herstellung | |
| WO2006114321A1 (de) | Entspiegelungsschicht und verfahren zu deren aufbringung | |
| DE69816273T2 (de) | Anorganisches polymermaterial auf der basis von tantaloxyd , insbesondere mit erhöhtem brechungsindex , mechanisch verschleissfest , sein verfahren zur herstellung | |
| DE69709259T2 (de) | Glasartikel beschichtet mit gefärbter Schicht | |
| DE69615827T2 (de) | Mit einer ultraviolattabsorbierenden gefärbten schicht bedruckter glasgegenstand | |
| DE69027590T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Schichten auf basis von Siliziumdioxyd mittels DC Sputtern und Target dafür | |
| DE3300589A1 (de) | Verfahren zur herstellung von indiumoxid-zinnoxid-schichten | |
| DE69801217T2 (de) | Verfahren zur herstellung eines mehrschichtigen optischen gegenstands mit vernetzungs-verdichtung durch belichtung mit uv-strahlung und so erhaltener optischer gegenstand | |
| DE69623844T2 (de) | Beschichtungszusammensetzung und dessen Verwendung | |
| DE69528336T2 (de) | Beschlaghindernde Beschichtungszusammensetzung, Gegenstand mit einer beschlaghindernden Beschichtung und Verfahren zu deren Herstellung | |
| DE4410117A1 (de) | Ultraviolette Strahlen absorbierende Beschichtungen | |
| DE19831610A1 (de) | Photokatalytischer Glasgegenstand und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| US3660137A (en) | Heat-reflecting glass and method for manufacturing the same | |
| WO2005063645A1 (de) | Substrate mit einer transparenten, spiegelnden metalloxid-teilbeschichtung, deren herstellung und anwendung | |
| EP4363386A1 (de) | Scheibe mit einer sol-gel-beschichtung mit nano-einlagerungen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |