JPH11512336A

Titanium dioxide-based photocatalytic coating substrate, and titanium dioxide-based organic dispersions

Abstract

(57) [Summary] The present invention is a substrate in which a coating having photocatalytic properties based on titanium dioxide is provided on at least a part of one surface, and at least a part of the titanium dioxide is crystalline and a part. Revolves around said substrate, which is incorporated into the coating primarily in the form of particles crystallized in the form of anatase. The present invention also relates to a method for producing this substrate and an organic dispersion of titanium dioxide particles used in the method for producing this substrate.

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28 claims: 28 independent, 0 dependent

  1. 1
    【特許請求の範囲】 1. 一方の面の少なくとも一部の上に二酸化チタンを基とする光触媒特性を有 するコーティング(3)が設けられた基材(1)であって、前記二酸化チタンの 少なくとも一部が結晶質であり且つ一部が主としてアナターゼの形に結晶化され た粒子の形でコーティング中に組み込まれ、前記粒子がバインダーを用いてコー ティング中に組み込まれた、前記基材。
  2. 2
    粒子の寸法が5~80nmの範囲である、請求の範囲第1項記載の基材( 1)。
  3. 3
    前記バインダーが無機系のものであり、特に非晶質又は部分的に結晶質の 、酸化珪素、酸化チタン、酸化錫、酸化ジルコニウム又は酸化アルミニウムタイ プの酸化物又は該酸化物の混合物の形にあることを特徴とする、請求の範囲第1 又は2項記載の基材(1)。
  4. 4
    コーティング(3)が1.40~2.35の範囲、好ましくは1.6~2 .3の範囲の屈折率を示すことを特徴とする、請求の範囲第3項記載の基材(1 )。
  5. 5
    前記バインダーの少なくとも一部が有機系のものであることを特徴とする 、請求の範囲第1又は2項記載の基材(1)。
  6. 6
    二酸化チタン粒子の少なくとも一部がその結晶格子中に鉄、銅、ルテニウ ム、セリウム、モリブデン、ビスマス、タンタル、ニオブ、コバルト、ニッケル 又はバナジウムから選択される金属イオンを含むことを特徴とする、請求の範囲 第1~5項のいずれかに記載の基材(1)。
  7. 7
    二酸化チタン粒子の少なくとも一部が鉄、銅、ルテニウム、セリウム、モ リブデン、ビスマス、タンタル、ニオブ、コバルト、ニッケル、バナジウム、タ ングステン、錫、ジルコニウム、カドミウム又は亜鉛から選択される金属の酸化 物又は塩の層で少なくとも部分的に被覆されたことを特徴とする、請求の範囲第 1~6項のいずれかに記載の基材(1)。
  8. 8
    二酸化チタン粒子の少なくとも一部が白金、銀又はロジウムから選択され る金属の層で少なくとも部分的に被覆されたことを特徴とする、請求の範囲第1 ~7項のいずれかに記載の基材(1)。
  9. 9
    コーティング(3)がカドミウム、錫、タングステン、亜鉛、セリウム又 はジルコニウムを基とする添加剤粒子を含むことを特徴とする、請求の範囲第1 ~8項のいずれかに記載の基材(1)。
  10. 10
    コーティング(3)の厚さが5nm~1μの範囲、好ましくは5nm~ 100nmの範囲であることを特徴とする、請求の範囲第1~9項のいずれかに 記載の基材(1)。
  11. 11
    ガラス、セラミック又はガラスセラミックを基とするものであることを 特徴とする、請求の範囲第1~10項のいずれかに記載の基材(1)。
  12. 12
    二酸化チタンを基とするコーティング(3)の下に、帯電防止、熱若し くは光学機能を有する薄層又は基材から由来するアルカリ金属の移行に対するバ リアーを形成する薄層(2)少なくとも1つを配置させたことを特徴とする、請 求の範囲第1~11項のいずれかに記載の基材(1)。
  13. 13
    帯電防止、随意としての制御された分極並びに(又は)熱及び(又は) 光学機能を有する薄層(2)が金属タイプの導電性材料、或いは錫をドープされ た酸化インジウム(ITO)、弗素タイプのハロゲンをドープされた酸化錫(S nO 2 :F)又はインジウムをドープされた酸化亜鉛(ZnO:In)、弗素を ドープされた酸化亜鉛(ZnO:F)、アルミニウムをドープされた酸化亜鉛( ZnO:Al)若しくは錫をドープされた酸化亜鉛(ZnO:Sn)のようなド ープされた金属酸化物タイプの導電性材料を基とするものであることを特徴とす る、請求の範囲第1~12項のいずれかに記載の基材。
  14. 14
    光学機能を有する薄層(2)が、コーティング(3)の屈折率と基材( 1)の屈折率との中間の屈折率を有する酸化物又は酸化物の混合物、特にAl 2 O 3 、SnO 2 、In 2 O 3 又は珪素オキシ炭化物若しくはオキシ窒化物から選択さ れる前記酸化物又は酸化物の混合物を基とするものであることを特徴とする、請 求の範囲第12項記載の基材(1)。
  15. 15
    アルカリ金属に対するバリアー機能を有する薄層(2)が珪素酸化物、 窒化物、オキシ窒化物若しくはオキシ炭化物、弗素含有酸化アルミニウムAl 2 O 3 :F又は窒化アルミニウムを基とするものであることを特徴とする、請求の 範囲 第12項記載の基材(1)。
  16. 16
    コーティング(3)が抗グレア層の積み重ねの最後の層を構成すること を特徴とする、請求の範囲第12項記載の基材(1)。
  17. 17
    請求の範囲第1~16項のいずれかに記載の基材(1)を含む、モノリ ス型透明板ガラス又は二重透明板ガラス若しくは積層タイプの多重透明板ガラス 。
  18. 18
    「自浄式」、抗結露及び(又は)抗汚れ性透明板ガラスの製造、特に二 重透明板ガラスタイプの建築産業用、自動車、列車若しくは飛行機のフロントガ ラス、リアウィンドウ若しくはサイドウィンドウタイプの乗物の窓、或いは水槽 、店のウィンドウ、温室、室内家具若しくはストリートファニチュア用のガラス 、又は鏡、テレビのスクリーン若しくは電気制御された可変的吸収透明板ガラス のような実用的透明板ガラスの製造における、請求の範囲第1~16項のいずれ かに記載の基材(1)の使用。
  19. 19
    請求の範囲第1~16項のいずれかに記載の基材(1)の製造方法であ って、少なくとも1種の有機金属化合物と二酸化チタン粒子とを含む分散体から の液相熱分解によってコーティング(3)を付着させることを特徴とし、前記二 酸化チタン粒子が最終コーティング(3)中に組み込まれる粒子の特徴を示す、 前記製造方法。
  20. 20
    請求の範囲第1~16項のいずれかに記載の基材(1)の製造方法であ って、少なくとも1種の有機金属化合物と二酸化チタンとを含む分散体から、浸 漬コーティング、セルコーティング、層状コーティング又はスプレーコーティン グの付着方法と共にゾル-ゲル技術によってコーティング(3)を付着させるこ とを特徴とし、前記二酸化チタン粒子が最終コーティング(3)中に組み込まれ る粒子の特徴を示す、前記製造方法。
  21. 21
    有機金属化合物の金属酸化物(MO x )として表わした重量対粒子及び 有機金属化合物によって寄与されるTiO 2 の金属酸化物(MO x )として表わし た重量の比が5~80%の範囲であるような分散体を用いることを特徴とする、 請求の範囲第19又は20項記載の方法。
  22. 22
    有機金属化合物がチタン又は珪素を基とするものであることを特徴とす る、請求の範囲第19~21項のいずれかに記載の方法。
  23. 23
    コーティング(3)を少なくとも2つの連続工程で付着させることを特 徴とする、請求の範囲第19~22項のいずれかに記載の方法。
  24. 24
    付着後にコーティング(3)をアニールタイプの少なくとも1回の熱処 理に付すことを特徴とする、請求の範囲第19~23項のいずれかに記載の方法 。
  25. 25
    ・5~80nmの範囲の寸法を有し、単分散であり且つ主としてアナタ ーゼ結晶形にある二酸化チタン粒子、 ・少なくとも1種の有機金属化合物 及び ・少なくとも1種の有機溶剤、好ましくは水の気化潜熱よりも低い気化潜熱を示 す有機溶剤 を含むことを特徴とする、有機分散体。
  26. 26
    有機溶剤がアルコール、特にグリコール、及び酢酸エチルのようなエス テルから選択されることを特徴とする、請求の範囲第25項記載の分散体。
  27. 27
    二酸化チタン粒子が溶液調製法から得られたものであることを特徴とす る、請求の範囲第25又は26項記載の分散体。
  28. 28
    二酸化チタン粒子が、少なくとも1種のチタン化合物Aを下記の(i) ~(iv)から選択される少なくとも1種の化合物Bの存在下で且つ最大でも5n mの寸法を示すアナターゼ二酸化チタン種結晶の存在下で加水分解することから 成る方法であってその際前記種結晶をこの種結晶中に存在するTiO 2 /この種 結晶を導入する前に加水分解媒体中に存在していたTiO 2 として表わしたチタ ンの重量比として0.01~3%の割合で存在させる前記方法から得られたもの であることを特徴とする、請求の範囲第27項記載の分散体:(i)・カルボキシル基1個並びにヒドロキシル及び(若しくは)アミン基少な くとも2個 又は ・カルボキシル基少なくとも2個並びにヒドロキシル及び(若しくは)アミン基 少なくとも1個 を示す酸、 (ii)次式: (ここで、n及びmは1~6の範囲の整数であり、 pは0~5の範囲の整数であり、 R1,R2及びR3は同一であっても異なっていてもよく、ヒドロキシル、ア ミノ、アルアルキル、アリール若しくはアルキル基又は水素を表わす) の有機燐酸、 (iii)酸性媒体中で硫酸イオンを放出することができる化合物、 (iv)前記の酸の塩。 29.粒子が多孔質であることを特徴とする、請求の範囲第27又は28項記載 の分散体。 30.チタン、珪素、錫、ジルコニウム又はアルミニウムから選択される金属を 基とする少なくとも1種の有機金属化合物をさらに含むことを特徴とする、請求 の範囲第25~29項のいずれかに記載の分散体。 31.有機金属化合物が一般式M(OR) 4 (ここで、Mはチタン、珪素、錫、ジルコニウム又はアルミニウムから選択され る金属を表わし、 Rはアルキル、シクロアルキル、アリール、アルキルアリール若しくはアリー ルアルキル、アルケニル若しくはアルキニル基、アセチルアセトネート基若しく はその誘導体の1種、アミノ基若しくはその誘導体の1種又はグリコレートを表 わす) の化合物であることを特徴とする、請求の範囲第30項記載の分散体。 32.有機金属化合物の割合が、この化合物の金属酸化物(MO x )として表わ した重量対粒子及び有機金属化合物によって寄与されるTiO 2 の金属酸化物( MO x )として表わした重量の比が5~80%の範囲であるような割合であるこ とを特徴とする、請求の範囲第25~31項のいずれかに記載の分散体。 33.カドミウム、錫、タングステン、亜鉛、セリウム又はジルコニウムから選 択される金属の化合物を基とする添加剤粒子を含むことを特徴とする、請求の範 囲第25~32項のいずれかに記載の分散体。 34.分散体の二酸化チタン粒子の少なくとも一部がその結晶格子中に鉄、銅、 ルテニウム、セリウム、モリブデン、ビスマス、タンタル、ニオブ、コバルト、 ニッケル又はバナジウムから選択される金属イオンをドープされたことを特徴と する、請求の範囲第25~33項のいずれかに記載の分散体。 35.分散体の二酸化チタン粒子の少なくとも一部が鉄、銅、ルテニウム、セリ ウム、モリブデン、ビスマス、タンタル、ニオブ、コバルト、ニッケル、バナジ ウム、タングステン、錫、ジルコニウム、カドミウム又は亜鉛から選択される金 属の酸化物又は塩の層で少なくとも部分的に被覆されたことを特徴とする、請求 の範囲第25~34項のいずれかに記載の分散体。 36.分散体の二酸化チタン粒子の少なくとも一部が触媒、特に白金、銀又はロ ジウムから選択される金属の層で少なくとも部分的に被覆されたことを特徴とす る、請求の範囲第25~35項のいずれかに記載の分散体。 37.請求の範囲第19~24項のいずれかに記載の方法における請求の範囲第 25~36項のいずれかに記載の分散体の使用。
Independent claims28