EP1406847B1

Visible-light-responsive photoactive coating, coated article and method of making same

Abstract

An article includes a substrate having an inner surface and an outer surface. A coating is deposited directly on at least a portion of the substrate outer surface. The coating consists essentially of titania and at least one additional photoabsorption band modifying material selected from vanadium (V), manganese (Mn), magnesium (Mg), scandium (Sc), yttrium (Y), niobium (Nb), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), lead (Pb), nickel (Ni), rhenium (Re), and mixtures thereof. The coating is a substantially non-porous CVD or MSVD coating and an outer surface of the coating is exposed to the environment.

EP1406847B1, drawing sheet 1
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Expired 12 July 2022, 4.2 years ago.

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36 claims: 36 independent, 0 dependent

  1. 1
    A method of forming a coating, comprising the steps of:depositing a precursor composition over at least a portion of a substrate surface by a CVD coating device, the precursor composition comprising: (a) a metal oxide precursor material: and(b) a photoabsorption band modifying precursor material. Procédé de formation d'un revêtement, comprenant les étapes de dépôt d'une composition de précurseur sur au moins une partie d'une surface de substrat par un dispositif de revêtement CVD, la composition de précurseur comprenant : (a) une matière de précurseur d'oxyde métallique;et(b) une matière de précurseur modifiant la bande de photoabsorption. Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung, umfassend die Schritte des Abscheidens einer Vorläuferzusammensetzung auf wenigstens einem Teil einer Substratoberfläche mit einer CVD-Beschichtungsvorrichtung, wobei die Vorläuferzusammensetzung enthält: (a) ein Metalloxidvorläufermaterial und(b) ein Vorläufermaterial zur Modifizierung der Photoabsorptionsbande.
  2. 2
    Procédé suivant la revendication 1, dans lequel la matière de précurseur d'oxyde métallique est une matière de précurseur d'oxyde de titane. The method of claim 1, wherein the metal oxide precursor material is a titania precursor material. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Metalloxidvorläufermaterial ein Titandioxidvorläufermaterial ist.
  3. 3
    Procédé suivant la revendication 2, dans lequel la matière de précurseur d'oxyde de titane est choisie dans le groupe comprenant le tétrachlorure de titane, les alcoxydes de titane et leurs mélanges. The method of claim 2, wherein the titania precursor material is selected from the group consisting of titanium tetrachloride, titanium alkoxides, and mixtures thereof. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Titandioxidvorläufermaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titantetrachlorid, Titanalkoxiden und Mischungen davon.
  4. 4
    Procédé suivant la revendication 3, dans lequel la matière de précurseur d'oxyde de titane est choisie parmi l'isopropoxyde de titane et le tétraéthoxyde de titane. The method of claim 3, wherein the titania precursor material is selected from titanium isopropoxide and titanium tetraethoxide. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Titandioxidvorläufermaterial ausgewählt ist aus Titanisopropoxid und Titantetraethoxid.
  5. 5
    Procédé suivant la revendication 2, comprenant le chauffage du substrat à une température suffisante pour décomposer la matière de précurseur d'oxyde de titane et l'autre matière de précurseur pour former le revêtement photoactif. The method of claim 2, including heating the substrate to a temperature sufficient to decompose the titania precursor material and the other precursor material to form the photoactive coating. Verfahren nach Anspruch 2, das Erwärmen des Substrats auf eine Temperatur umfasst, die ausreicht, um das Titandioxidvorläufermaterial und das andere Vorläufermaterial zu zersetzen, um eine photoaktive Beschichtung zu bilden.
  6. 6
    Procédé suivant la revendication 1, dans lequel la matière (b) comprend au moins un métal choisi parmi le chrome (Cr), le vanadium (V), le manganèse (Mn), le cuivre (Cu), le fer (Fe), le magnésium (Mg), le scandium (Sc), l'yttrium (Y), le niobium (Nb), le molybdène (Mo), le ruthénium (Ru), le tungstène (W), l'argent (Ag), le plomb (Pb), le nickel (Ni), le rhénium (Re) et leurs mélanges ou combinaisons. The method of claim 1. wherein the material (b) includes at least one metal selected from chromium (Cr), vanadium (V), manganese (Mn), copper (Cu), iron (Fe), magnesium (Mg), scandium (Sc), yttrium (Y), niobium (Nb), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), tungsten (W), silver (Ag), lead (Pb), nickel (Ni), rhenium (Re), and mixtures or combinations thereof. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Material (b) wenigstens ein Metall umfasst, das ausgewählt ist aus Chrom (Cr), Vanadium (V), Mangan (Mn), Kupfer (Cu), Eisen (Fe), Magnesium (Mg), Scandium (Sc), Yttrium (Y), Niob (Nb), Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W), Silber (Ag), Blei (Pb), Nickel (Ni), Rhenium (Re) und Mischungen oder Kombinationen davon.
  7. 7
    Procédé suivant la revendication 1, dans lequel la matière (b) est configurée pour modifier la bande de photoabsorption du revêtement pour inclure au moins une partie du spectre électromagnétique visible non dans la bande de photoabsorption du revêtement sans la matière (b). The method of claim 1. wherein the material (b) is configured to modify the photoabsorption band of the coating to include at least a portion of the visible electromagnetic spectrum not in the photoabsorption band of the coating without the material (b). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Material (b) so konfiguriert ist, um die Photoabsorptionsbande der Beschichtung zu modifizieren, um wenigstens einen Teil des sichtbaren elektromagnetischen Spektrums mit zu umfassen, das nicht in der Photoabsorptionsbande der Beschichtung ohne das Material (b) vorhanden ist.
  8. 8
    Procédé suivant la revendication 1, dans lequel la matière (b) est configurée pour modifier la bande de photoabsorption du revêtement pour inclure au moins une longueur d'onde dans la plage de 400 nm à 800 nm. The method of claim 1. wherein the material (b) is configured to modify the photoabsorption band of the coating to include at least one wavelength in the range of 400 nm to 800 nm. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Material (b) so konfiguriert ist, um die Photoabsorptionsbande der Beschichtung zu modifizieren, so dass sie wenigstens eine Wellenlänge im Bereich von 400 nm bis 800 nm umfasst.
  9. 9
    Procédé suivant la revendication 1, dans lequel la matière (b) est au moins partiellement soluble dans la matière (a). The method of claim 1, wherein the material (b) is at least partly soluble in the material (a). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Material (b) zumindest teilweise in dem Material (a) löslich ist.
  10. 10
    Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat est un ruban de verre flotté et le procédé comprend le dépôt des matières de précurseur sur le ruban de verre flotté. The method of any of the preceding claims, wherein the substrate is a float glass ribbon and the method includes depositing the precursor materials onto the float glass ribbon. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Substrat ein Floatglasband ist und das Verfahren das Abscheiden der Vorläufermaterialien auf dem Floatglasband beinhaltet.
  11. 11
    Procédé suivant la revendication 10, dans lequel le substrat est un ruban de verre flotté dans un bain de métal fondu et le procédé comprend le dépôt des matières de précurseur sur le ruban de verre flotté dans le bain de métal. The method of claim 10, wherein the substrate is a float glass ribbon in a molten metal bath and the method includes depositing the precursor materials onto the float glass ribbon in the metal bath. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Substrat ein Floatglasband auf einem geschmolzenen Metallbad ist und das Verfahren die Abscheidung der Vorläufermaterialien auf dem Floatglasband in dem Metallbad umfasst.
  12. 12
    Procédé suivant la revendication 10, dans lequel le ruban de verre flotté est positionné entre un bain de métal fondu et une galerie de recuisson. The method of claim 10, wherein the float glass ribbon is located between a molten metal bath and an annealing lehr. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Floatglasband zwischen einem geschmolzenen Metallbad und einem Kühlofen angeordnet ist.
  13. 13
    Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le revêtement est photocatalytique lors de l'exposition à de l'énergie électromagnétique dans la plage de 400 nm à 800 nm. The method of any of the preceding claims, wherein the coating is photocatalytic upon exposure to electromagnetic energy in the range of 400 nm to 800 nm. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung bei Aussetzen an elektromagnetische Energie im Bereich von 400 nm bis 800 nm photokatalytisch ist.
  14. 14
    Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le revêtement est photoactivement hydrophile lors de l'exposition à de l'énergie électromagnétique dans la plage de 400 nm à 800 nm. The method of any of claims 1-11, wherein the coating is photoactively hydrophilic upon exposure to electromagnetic energy in the range of 400 nm to 800 nm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11, wobei die Beschichtung bei Aussetzen an elektromagnetische Energie im Bereich von 400 nm bis 800 nm photoaktiv hydrophil ist.
  15. 15
    Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant le dépôt de suffisamment de composition de précurseur de telle sorte que le revêtement photocatalytique ait une épaisseur allant d'environ 50 Å à environ 2000 Å. The method of any of the preceding claims, including depositing sufficient precursor composition such that the photocatalytic coating has a thickness in the range of about 50Å to about 2000Å. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das die Abscheidung von ausreichend Vorläuferzusammensetzung beinhaltet, so dass die photokatalytische Beschichtung eine Dicke im Bereich von etwa 50Å bis etwa 2000Å aufweist.
  16. 16
    Procédé suivant l'une quelconque des revendications 10 à 15, comprenant le dépôt d'une couche intermédiaire entre le ruban et le revêtement photocatalytique. The method of any of claims 10 - 15, including depositing an intermediate layer between the ribbon and the photocatalytic coating. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 - 15, das die Abscheidung einer Zwischenschicht zwischen dem Band und der photokatalytischen Beschichtung umfasst.
  17. 17
    Procédé suivant la revendication 16, dans lequel la couche intermédiaire est une couche antiréfléchissante. The method of claim 16, wherein the intermediate layer is an antireflective layer. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Zwischenschicht eine antireflektierende Schicht ist.
  18. 18
    Procédé suivant la revendication 17, dans lequel la couche antiréfléchissante comprend au moins un composé parmi l'oxyde d'aluminium, l'oxyde d'étain, l'oxyde d'indium, l'oxyde de silicium, l'oxycarbure de silicium et l'oxynitrure de silicium. The method of claim 17, wherein the antireflective layer comprises at least one of aluminum oxide, tin oxide, indium oxide, silicon oxide, silicon oxycarbide, and silicon oxynitride. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die antireflektierende Schicht wenigstens eins von Aluminiumoxid, Zinnoxid, Indiumoxid, Siliciumoxid, Siliciumoxycarbid und Siliciumoxynitrid enthält.
  19. 19
    Procédé suivant la revendication 16, dans lequel la couche intermédiaire est une couche formant barrière à la diffusion d'ions de sodium. The method of claim 16, wherein the intermediate layer is a sodium ion diffusion barrier layer. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Zwischenschicht eine Natriumiondiffusionsbarriereschicht ist.
  20. 20
    Procédé suivant la revendication 19, dans lequel la couche formant barrière comprend au moins un composé parmi l'oxyde de silicium, le nitrure de silicium, l'oxynitrure de silicium, l'oxycarbure de silicium, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde d'aluminium dopé au fluor, le nitrure d'aluminium et leurs mélanges. The method of claim 19, wherein the barrier layer includes at least one of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon oxycarbide, aluminum oxide, fluorine doped aluminum oxide, aluminum nitride, and mixtures thereof. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Barriereschicht wenigstens eins von Siliciumoxid, Siliciumnitrid, Siliciumoxynitrid, Siliciumoxycarbid, Aluminiumoxid, fluordotiertem Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid und Mischungen davon enthält.
  21. 21
    An article, comprising:a substrate having at least one surface ;anda coating deposited over at least a portion of the substrate surface, wherein the coating comprises titania and at least one additional material selected from chromium (Cr), vanadium (V), manganese (Mn), copper (Cu), iron (Fe), magnesium (Mg), scandium (Sc), yttrium (Y), niobium (Nb), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), tungsten (W), silver (Ag), lead (Pb), nickel (Ni), rhenium (Re), and mixtures thereof, and wherein the coating is deposited over the substrate by a method comprising the steps of: depositing a precursor composition over at least a portion of a substrate surface by a CVD coating device, the precursorcomposition comprising: (a) a titania precursor material;and(b) a photoabsorption band modifying precursor material. Article, comprenant : un substrat comportant au moins une surface;etun revêtement déposé sur au moins une partie de la surface du substrat, dans lequel le revêtement comprend de l'oxyde de titane et au moins une matière additionnelle choisie parmi le chrome (Cr), le vanadium (V), le manganèse (Mn), le cuivre (Cu), le fer (Fe), le magnésium (Mg), le scandium (Sc), l'yttrium (Y), le niobium (Nb), le molybdène (Mo), le ruthénium (Ru), le tungstène (W), l'argent (Ag), le plomb (Pb), le nickel (Ni), le rhénium (Re) et leurs mélanges, et dans lequel le revêtement est déposé sur le substrat par une méthode comprenant les étapes de : dépôt d'une composition de précurseur sur au moins une partie d'une surface de substrat par un dispositif de revêtement CVD, la composition de précurseur comprenant : (a) une matière de précurseur d'oxyde de titane;et(b) une matière de précurseur modifiant la bande de photoabsorption. Gegenstand, enthaltend: ein Substrat mit wenigstens einer Oberfläche undeine Beschichtung, die auf wenigstens einem Teil der Substratoberfläche abgeschieden ist, wobei die Beschichtung Titandioxid enthält und wenigstens ein zusätzliches Material, ausgewählt aus Chrom (Cr), Vanadium (V), Mangan (Mn), Kupfer (Cu), Eisen (Fe), Magnesium (Mg), Scandium (Sc), Yttrium (Y), Niob (Nb), Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W), Silber (Ag), Blei (Pb), Nickel (Ni), Rhenium (Re) und Mischungen davon, und wobei die Beschichtung auf dem Substrat durch ein Verfahren abgeschieden ist, das die Schritte umfasst: Abscheiden einer Vorläuferzusammensetzung auf wenigstens einem Teil einer Substratoberfläche mit einer CVD-Beschichtungsvorrichtung, wobei die Vorläuferzusammensetzung enthält: (a) ein Titandioxidvorläufermaterial und(b) ein Vorläufermaterial zur Modifizierung der Photoabsorptionsbande.
  22. 22
    Article suivant la revendication 21, dans lequel le substrat est choisi parmi le verre, le plastique et la céramique. Gegenstand nach Anspruch 21, wobei das Substrat ausgewählt ist aus Glas, Kunststoff und Keramik. The article of claim 21, wherein the substrate is selected from glass, plastic, and ceramic.
  23. 23
    Article suivant la revendication 22, dans lequel l'article est un élément de verre isolant et le substrat est au moins une des vitres de l'élément de verre isolant. Gegenstand nach Anspruch 22, wobei der Gegenstand eine Isolierglaseinheit ist und das Substrat wenigstens eine der Scheiben der Isolierglaseinheit ist. The article of claim 22, wherein the article is an insulating glass unit and the substrate is at least one of the panes of the insulating glass unit.
  24. 24
    Article suivant la revendication 21, dans lequel le substrat est choisi parmi du verre cuit, du verre trempé et du verre trempé thermiquement. Gegenstand nach Anspruch 21, wobei das Substrat ausgewählt ist aus teilvorgespanntem Glas, getempertem Glas und wärmegehärtetem Glas. The article of claim 21, wherein the substrate is selected from annealed glass, tempered glass, and heat strengthened glass.
  25. 25
    Article suivant la revendication 21, dans lequel l'article est un élément transparent architectural. Gegenstand nach Anspruch 21, wobei der Gegenstand eine Architekturverglasung ist. The article of claim 21. wherein the article is an architectural transparency.
  26. 26
    Article suivant la revendication 21, dans lequel le revêtement est déposé directement sur la surface du substrat. Gegenstand nach Anspruch 21, wobei die Beschichtung direkt auf die Substratoberfläche abgeschieden ist. The article of claim 21, wherein the coating is deposited directly on the substrate surface.
  27. 27
    Article suivant la revendication 21, dans lequel le revêtement comprend de l'oxyde de titane au moins partiellement dans la phase anatase. Gegenstand nach Anspruch 21, wobei die Beschichtung Titandioxid zumindest teilweise in der Anatasphase enthält. The article of claim 21, wherein the coating comprises titania at least partly in the anatase phase.
  28. 28
    Article suivant la revendication 21, dans lequel le revêtement comprend de l'oxyde de titane au moins partiellement dans la phase rutile. Gegenstand nach Anspruch 21, wobei die Beschichtung Titandioxid zumindest teilweise in der Rutilphase enthält. The article of claim 21, wherein the coating comprises titania at least partly in the rutile phase.
  29. 29
    Article suivant la revendication 21, dans lequel le substrat comprend au moins une surface comportant de l'étain qui s'y est diffusé. Gegenstand nach Anspruch 21, wobei das Substrat wenigstens eine Oberfläche aufweist, in die Zinn eindiffundiert ist. The article of claim 21, wherein the substrate includes at least one surface having tin diffused therein.
  30. 30
    Article suivant la revendication 21, dans lequel le revêtement a une épaisseur d'environ 50 Å à environ 2000 Å. Gegenstand nach Anspruch 21, wobei die Beschichtung eine Dicke von etwa 50Å bis etwa 2000Å aufweist. The article of claim 21, wherein the coating has a thickness of about 50Å to about 2000Å.
  31. 31
    Article suivant la revendication 21, dans lequel le substrat est un ruban de verre flotté. Gegenstand nach Anspruch 21, wobei das Substrat ein Floatglasband ist. The article of claim 21, wherein the substrate is a float glass ribbon.
  32. 32
    Article suivant la revendication 21, comprenant au moins une couche intermédiaire positionnée entre la surface du substrat et le revêtement. Gegenstand nach Anspruch 21, der wenigstens eine Zwischenschicht beinhaltet, die zwischen der Substratoberfläche und der Beschichtung angeordnet ist. The article of claim 21, including at least one intermediate layer located between the substrate surface and the coating.
  33. 33
    Article suivant la revendication 32, dans lequel la couche intermédiaire est une couche antiréfléchissante. Gegenstand nach Anspruch 32, wobei die Zwischenschicht eine antireflektierende Schicht ist. The article of claim 32, wherein the intermediate layer is an antireflective layer.
  34. 34
    Article suivant la revendication 32, dans lequel la couche intermédiaire est une couche formant barrière à la diffusion des ions sodium. Gegenstand nach Anspruch 32, wobei die Zwischenschicht eine Natriumiondiffusionsbarriereschicht ist. The article of claim 32, wherein the intermediate layer is a sodium ion diffusion barrier layer.
  35. 35
    Article suivant la revendication 33, dans lequel la couche antiréfléchissante comprend au moins un composé parmi l'oxyde d'aluminium, l'oxyde d'étain, l'oxyde d'indium, l'oxyde de silicium, l'oxycarbure de silicium, l'oxynitrure de silicium et leurs mélanges. Gegenstand nach Anspruch 33, wobei die antireflektierende Schicht wenigstens eins von Aluminiumoxid, Zinnoxid, Indiumoxid, Siliciumoxid, Siliciumoxycarbid, Siliciumoxynitrid und Mischungen davon enthält. The article of claim 3, wherein the antireflective layer comprises at least one of aluminum oxide, tin oxide, indium oxide, silicon oxide, silicon oxycarbide, silicon oxynitride, and mixtures thereof.
  36. 36
    Article suivant la revendication 34, dans lequel la couche formant barrière comprend au moins un composé parmi l'oxyde d'étain, l'oxyde de silicium, l'oxyde de titane, l'oxyde de zirconium, l'oxyde d'étain dopé au fluor, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de magnésium, l'oxyde de zinc, l'oxyde de cobalt, l'oxyde de chrome, l'oxyde de fer et leurs mélanges. Gegenstand nach Anspruch 34, wobei die Barriereschicht wenigstens eins von Zinnoxid, Siliciumoxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, fluordotiertem Zinnoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Zinkoxid, Cobaltoxid, Chromoxid, Eisenoxid und Mischungen davon enthält. The article of claim 34, wherein the barrier layer comprises at least one of tin oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, fluorine-doped tin oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, zinc oxide, cobalt oxide, chromium oxide, iron oxide, and mixtures thereof.
Independent claims36