JP2003137603A - 光触媒層を有する熱強化ガラス成形体及びその製造法 - Google Patents
光触媒層を有する熱強化ガラス成形体及びその製造法Info
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱強化ガラスとしての所定の性状を有し、か
つ光触媒作用をも兼ね備えた熱強化ガラス、及び該熱強
化ガラスを簡便かつ安価に製造する方法を提供するもの
である。 【解決手段】 熱強化されたガラス基板の少なくとも一
つの面に光触媒層を有することを特徴とするガラス成形
体、及びガラス基板の表面に、スパッタリングを用いて
アモルファス二酸化チタンの層を施与し、次に、全体を
加熱してアモルファス二酸化チタンをアナターゼ型二酸
化チタンに相転移させ、次に、全体をより高温に加熱し
た後、急冷して熱強化することを特徴とするガラス成形
体の製造法である。
つ光触媒作用をも兼ね備えた熱強化ガラス、及び該熱強
化ガラスを簡便かつ安価に製造する方法を提供するもの
である。 【解決手段】 熱強化されたガラス基板の少なくとも一
つの面に光触媒層を有することを特徴とするガラス成形
体、及びガラス基板の表面に、スパッタリングを用いて
アモルファス二酸化チタンの層を施与し、次に、全体を
加熱してアモルファス二酸化チタンをアナターゼ型二酸
化チタンに相転移させ、次に、全体をより高温に加熱し
た後、急冷して熱強化することを特徴とするガラス成形
体の製造法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒作用を有す
る熱強化ガラス成形体に関する。
る熱強化ガラス成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光半導体二酸化チタンが有する光
触媒作用により、防汚性、防曇性を備えた機能性建材等
の商品が多く開発されてきている。アナターゼ型結晶を
有する二酸化チタンは、約３７０ｎｍ以下の波長の光に
より励起されて強力な酸化分解力を発揮する。この酸化
分解力により、該二酸化チタンの近傍に存在する有機物
は分解除去される。加えて、アナターゼ型結晶を有する
二酸化チタンは、光により励起されて高度な親水性を発
現し、表面に付着した汚れは水や雨水で簡単に除去され
得る。即ち、汚れに対する易洗浄性を発現する。従っ
て、これらの作用を利用すれば、防汚性を備えた基材を
実現することが可能である。
触媒作用により、防汚性、防曇性を備えた機能性建材等
の商品が多く開発されてきている。アナターゼ型結晶を
有する二酸化チタンは、約３７０ｎｍ以下の波長の光に
より励起されて強力な酸化分解力を発揮する。この酸化
分解力により、該二酸化チタンの近傍に存在する有機物
は分解除去される。加えて、アナターゼ型結晶を有する
二酸化チタンは、光により励起されて高度な親水性を発
現し、表面に付着した汚れは水や雨水で簡単に除去され
得る。即ち、汚れに対する易洗浄性を発現する。従っ
て、これらの作用を利用すれば、防汚性を備えた基材を
実現することが可能である。
【０００３】ガラス、タイル等の無機系基材は、該二酸
化チタンの上記酸化分解力による基材自体の劣化を考慮
する必要がなく、該二酸化チタンを付与するのに非常に
適した基材である。とりわけ、ガラスにおいて、そのニ
ーズが高い。
化チタンの上記酸化分解力による基材自体の劣化を考慮
する必要がなく、該二酸化チタンを付与するのに非常に
適した基材である。とりわけ、ガラスにおいて、そのニ
ーズが高い。
【０００４】ガラスにアナターゼ型結晶を有する二酸化
チタンを施与する方法として、常温におけるスパッタリ
ングによりアモルファス二酸化チタンの層をガラスに付
与し、次いで、これを３００〜６００℃で加熱処理して
アナターゼ型結晶に相転移せしめて、光触媒作用を有す
る層を形成する方法が提案された（「デュアルカソード
を用いた反応性マグネトロンスパッタリング法による光
触媒ＴｉＯ2膜の高速成膜」重里有三他、平成１３年９
月１４日応用物理学会）。
チタンを施与する方法として、常温におけるスパッタリ
ングによりアモルファス二酸化チタンの層をガラスに付
与し、次いで、これを３００〜６００℃で加熱処理して
アナターゼ型結晶に相転移せしめて、光触媒作用を有す
る層を形成する方法が提案された（「デュアルカソード
を用いた反応性マグネトロンスパッタリング法による光
触媒ＴｉＯ2膜の高速成膜」重里有三他、平成１３年９
月１４日応用物理学会）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、熱強化ガラ
スとしての所定の性状を有し、かつ光触媒作用をも兼ね
備えた熱強化ガラス、及び該熱強化ガラスを簡便かつ安
価に製造する方法を提供するものである。
スとしての所定の性状を有し、かつ光触媒作用をも兼ね
備えた熱強化ガラス、及び該熱強化ガラスを簡便かつ安
価に製造する方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】高層建築に利用されてい
る強化ガラスにおいては、定期的な洗浄は非常に大変な
作業であり、また危険も伴う。そこで、これにアナター
ゼ型結晶を有する二酸化チタン層を施与して、防汚性を
備えさせることができれば有利である。
る強化ガラスにおいては、定期的な洗浄は非常に大変な
作業であり、また危険も伴う。そこで、これにアナター
ゼ型結晶を有する二酸化チタン層を施与して、防汚性を
備えさせることができれば有利である。
【０００７】そこで、上記従来法を用いて、予め熱処理
して調製した熱強化ガラス基板に光触媒層を形成する方
法が考えられる。しかし、熱強化ガラスを３００〜６０
０℃の温度で再度加熱するために、熱強化ガラスに必須
の特質である強度が著しく低下して、もはや強化ガラス
とは言えないものに変質してしまう（表面応力：ほぼ０
ｋｇ／ｃｍ2）。
して調製した熱強化ガラス基板に光触媒層を形成する方
法が考えられる。しかし、熱強化ガラスを３００〜６０
０℃の温度で再度加熱するために、熱強化ガラスに必須
の特質である強度が著しく低下して、もはや強化ガラス
とは言えないものに変質してしまう（表面応力：ほぼ０
ｋｇ／ｃｍ2）。
【０００８】本発明者らは、上記課題を解決すべく種々
検討を行った。その結果、いまだ熱強化処理を行ってい
ないガラス基板上に、スパッタリングすることより、ま
ず、アモルファス二酸化チタンの層をガラス基板上に施
与し、次いで、これを加熱して、該二酸化チタン層をア
ナターゼ型結晶に相転移せしめて光触媒作用を施与した
後、これに熱強化ガラスを調製するための通常の加熱処
理を施せば、ガラス強度を通常の熱強化ガラスと同一に
し得ることを見出した。加えて、熱強化後の二酸化チタ
ン層が光触媒作用を失わないことを見出した。
検討を行った。その結果、いまだ熱強化処理を行ってい
ないガラス基板上に、スパッタリングすることより、ま
ず、アモルファス二酸化チタンの層をガラス基板上に施
与し、次いで、これを加熱して、該二酸化チタン層をア
ナターゼ型結晶に相転移せしめて光触媒作用を施与した
後、これに熱強化ガラスを調製するための通常の加熱処
理を施せば、ガラス強度を通常の熱強化ガラスと同一に
し得ることを見出した。加えて、熱強化後の二酸化チタ
ン層が光触媒作用を失わないことを見出した。
【０００９】アモルファス二酸化チタンの層が施与され
たガラス基板を直接、熱強化ガラスを調製するための加
熱処理を付しても、所望の光触媒作用が得られない。ガ
ラスの熱強化前に加熱処理をすることにより、安定した
光触媒層（アナターゼ型二酸化チタン層）をまず得るこ
とが必要なのである。続いて行われるガラスの熱強化処
理において、該光触媒層が安定なまま留る。
たガラス基板を直接、熱強化ガラスを調製するための加
熱処理を付しても、所望の光触媒作用が得られない。ガ
ラスの熱強化前に加熱処理をすることにより、安定した
光触媒層（アナターゼ型二酸化チタン層）をまず得るこ
とが必要なのである。続いて行われるガラスの熱強化処
理において、該光触媒層が安定なまま留る。
【００１０】即ち、本発明は、（１）熱強化されたガラ
ス基板の少なくとも一つの面に光触媒層を有することを
特徴とするガラス成形体である。
ス基板の少なくとも一つの面に光触媒層を有することを
特徴とするガラス成形体である。
【００１１】好ましい態様として、（２）ガラス基板の
表面応力が５００〜１５００ｋｇ／ｃｍ2であるところ
の上記（１）記載のガラス成形体、（３）ガラス基板の
表面応力が８００〜１３００ｋｇ／ｃｍ2であるところ
の上記（１）記載のガラス成形体、（４）ガラス基板の
表面応力が１０００〜１２００ｋｇ／ｃｍ2であるとこ
ろの上記（１）記載のガラス成形体、（５）光触媒層
が、アナターゼ型結晶を有する二酸化チタンを主として
含むところの上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載
のガラス成形体、（６）光触媒層の厚さが、２５〜１０
０ｎｍであるところの上記（１）〜（５）のいずれか一
つに記載のガラス成形体、（７）光触媒層の厚さが、２
５〜５０ｎｍであるところの上記（１）〜（５）のいず
れか一つに記載のガラス成形体、（８）ブロッカー層
が、ガラス表面と光触媒層との間に設けられているとこ
ろの上記（１）〜（７）のいずれか一つに記載のガラス
成形体、（９）ブロッカー層が、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4及
びＡｌＮより成る群から選ばれる物質を主として含むと
ころの上記（８）記載のガラス成形体、（１０）ブロッ
カー層の厚さが、２５〜１５０ｎｍであるところの上記
（８）又は（９）記載のガラス成形体、（１１）ブロッ
カー層の厚さが、２５〜７５ｎｍであるところの上記
（８）又は（９）記載のガラス成形体を挙げることがで
きる。
表面応力が５００〜１５００ｋｇ／ｃｍ2であるところ
の上記（１）記載のガラス成形体、（３）ガラス基板の
表面応力が８００〜１３００ｋｇ／ｃｍ2であるところ
の上記（１）記載のガラス成形体、（４）ガラス基板の
表面応力が１０００〜１２００ｋｇ／ｃｍ2であるとこ
ろの上記（１）記載のガラス成形体、（５）光触媒層
が、アナターゼ型結晶を有する二酸化チタンを主として
含むところの上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載
のガラス成形体、（６）光触媒層の厚さが、２５〜１０
０ｎｍであるところの上記（１）〜（５）のいずれか一
つに記載のガラス成形体、（７）光触媒層の厚さが、２
５〜５０ｎｍであるところの上記（１）〜（５）のいず
れか一つに記載のガラス成形体、（８）ブロッカー層
が、ガラス表面と光触媒層との間に設けられているとこ
ろの上記（１）〜（７）のいずれか一つに記載のガラス
成形体、（９）ブロッカー層が、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4及
びＡｌＮより成る群から選ばれる物質を主として含むと
ころの上記（８）記載のガラス成形体、（１０）ブロッ
カー層の厚さが、２５〜１５０ｎｍであるところの上記
（８）又は（９）記載のガラス成形体、（１１）ブロッ
カー層の厚さが、２５〜７５ｎｍであるところの上記
（８）又は（９）記載のガラス成形体を挙げることがで
きる。
【００１２】また、本発明は、（１２）ガラス基板の表
面に、スパッタリングを用いてアモルファス二酸化チタ
ンの層を施与し、次に、全体を加熱してアモルファス二
酸化チタンをアナターゼ型二酸化チタンに相転移させ、
次に、全体をより高温に加熱した後、急冷して熱強化す
ることを特徴とするガラス成形体の製造法である。
面に、スパッタリングを用いてアモルファス二酸化チタ
ンの層を施与し、次に、全体を加熱してアモルファス二
酸化チタンをアナターゼ型二酸化チタンに相転移させ、
次に、全体をより高温に加熱した後、急冷して熱強化す
ることを特徴とするガラス成形体の製造法である。
【００１３】好ましい態様として、（１３）上記相転移
が、２００〜５００℃に加熱することにより行われると
ころの上記（１２）記載の方法、（１４）上記相転移
が、３００〜４００℃に加熱することにより行われると
ころの上記（１２）記載の方法、（１５）上記相転移
が、２０〜１００分間加熱することにより行われるとこ
ろの上記（１３）又は（１４）記載の方法、（１６）上
記相転移が、２０〜４０分間加熱することにより行われ
るところの上記（１３）又は（１４）記載の方法、（１
７）上記熱強化が、６２０〜７００℃の温度に加熱した
後、急冷することにより行われる上記（１２）〜（１
６）のいずれか一つに記載の方法（１８）上記熱強化
が、６４０〜６８０℃の温度に加熱した後、急冷するこ
とにより行われる上記（１２）〜（１６）のいずれか一
つに記載の方法（１９）上記熱強化が、２〜２０分間加
熱することにより行われるところの上記（１７）又は
（１８）記載の方法、（２０）アモルファス二酸化チタ
ン層の厚みが２５〜１００ｎｍである上記（１２）〜
（１９）のいずれか一つに記載の方法、（２１）アモル
ファス二酸化チタン層の厚みが２５〜５０ｎｍである上
記（１２）〜（１９）のいずれか一つに記載の方法、
（２２）アモルファス二酸化チタンの層をスパッタリン
グを用いて施与する温度が、環境温度である上記（１
２）〜（２１）のいずれか一つに記載の方法、（２３）
ガラス基板面に予めブロッカー層を施与し、その上にア
モルファス二酸化チタンの層を施与するところの上記
（１２）〜（２２）のいずれか一つに記載の方法、（２
４）ブロッカー層が、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4及びＡｌＮよ
り成る群から選ばれる物質を主として含むところの上記
（２３）記載の方法、（２５）ブロッカー層の厚さが、
２５〜１５０ｎｍであるところの上記（２３）又は（２
４）記載の方法、（２６）ブロッカー層の厚さが、２５
〜７５ｎｍであるところの上記（２３）又は（２４）記
載の方法、（２７）ブロッカー層が、スパッタリングを
用いて施与されるところの上記（２３）〜（２６）のい
ずれか一つに記載の方法、（２８）ブロッカー層をスパ
ッタリングにより施与する温度が、環境温度である上記
（２７）記載の方法を挙げることができる。
が、２００〜５００℃に加熱することにより行われると
ころの上記（１２）記載の方法、（１４）上記相転移
が、３００〜４００℃に加熱することにより行われると
ころの上記（１２）記載の方法、（１５）上記相転移
が、２０〜１００分間加熱することにより行われるとこ
ろの上記（１３）又は（１４）記載の方法、（１６）上
記相転移が、２０〜４０分間加熱することにより行われ
るところの上記（１３）又は（１４）記載の方法、（１
７）上記熱強化が、６２０〜７００℃の温度に加熱した
後、急冷することにより行われる上記（１２）〜（１
６）のいずれか一つに記載の方法（１８）上記熱強化
が、６４０〜６８０℃の温度に加熱した後、急冷するこ
とにより行われる上記（１２）〜（１６）のいずれか一
つに記載の方法（１９）上記熱強化が、２〜２０分間加
熱することにより行われるところの上記（１７）又は
（１８）記載の方法、（２０）アモルファス二酸化チタ
ン層の厚みが２５〜１００ｎｍである上記（１２）〜
（１９）のいずれか一つに記載の方法、（２１）アモル
ファス二酸化チタン層の厚みが２５〜５０ｎｍである上
記（１２）〜（１９）のいずれか一つに記載の方法、
（２２）アモルファス二酸化チタンの層をスパッタリン
グを用いて施与する温度が、環境温度である上記（１
２）〜（２１）のいずれか一つに記載の方法、（２３）
ガラス基板面に予めブロッカー層を施与し、その上にア
モルファス二酸化チタンの層を施与するところの上記
（１２）〜（２２）のいずれか一つに記載の方法、（２
４）ブロッカー層が、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4及びＡｌＮよ
り成る群から選ばれる物質を主として含むところの上記
（２３）記載の方法、（２５）ブロッカー層の厚さが、
２５〜１５０ｎｍであるところの上記（２３）又は（２
４）記載の方法、（２６）ブロッカー層の厚さが、２５
〜７５ｎｍであるところの上記（２３）又は（２４）記
載の方法、（２７）ブロッカー層が、スパッタリングを
用いて施与されるところの上記（２３）〜（２６）のい
ずれか一つに記載の方法、（２８）ブロッカー層をスパ
ッタリングにより施与する温度が、環境温度である上記
（２７）記載の方法を挙げることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明のガラス成形体は、熱強化
されたガラス基板の少なくとも一つの面に光触媒層を有
する。任意的に、ブロッカー層が、ガラス基板と光触媒
層との間に更に設けられていてよい。
されたガラス基板の少なくとも一つの面に光触媒層を有
する。任意的に、ブロッカー層が、ガラス基板と光触媒
層との間に更に設けられていてよい。
【００１５】光触媒層は、アナターゼ型結晶を有する二
酸化チタンを主として含む。所望により、リン、ホウ
素、アルミニウム、アンチモン、スズ、カリウムの酸化
物を、該二酸化チタン及び該酸化物の合計重量に対して
０．１〜１５重量％で含んでいてもよい。該光触媒層の
厚さは、上限が好ましくは１００ｎｍ、より好ましくは
５０ｎｍ、更に好ましくは４０ｎｍであり、下限が好ま
しくは２５ｎｍ、より好ましくは３０ｎｍ、更に好まし
くは３５ｎｍである。上記下限未満では十分な光触媒作
用を得ることができず、上記上限を超えてはコスト高に
なる。
酸化チタンを主として含む。所望により、リン、ホウ
素、アルミニウム、アンチモン、スズ、カリウムの酸化
物を、該二酸化チタン及び該酸化物の合計重量に対して
０．１〜１５重量％で含んでいてもよい。該光触媒層の
厚さは、上限が好ましくは１００ｎｍ、より好ましくは
５０ｎｍ、更に好ましくは４０ｎｍであり、下限が好ま
しくは２５ｎｍ、より好ましくは３０ｎｍ、更に好まし
くは３５ｎｍである。上記下限未満では十分な光触媒作
用を得ることができず、上記上限を超えてはコスト高に
なる。
【００１６】ブロッカー層は、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4及び
ＡｌＮより成る群から選ばれる物質を主として有する。
好ましくはＳｉＯ2を主として含む層が使用される。こ
れにより、ガラス基板から溶出してくるアルカリによる
光触媒層の劣化を防止することができる。該ブロッカー
層の厚さは、上限が好ましくは１５０ｎｍ、より好まし
くは７５ｎｍであり、下限が好ましくは２５ｎｍ、より
好ましくは３５ｎｍである。上記下限未満では、アルカ
リによる光触媒層の劣化を防止することができず、上記
上限を超えてはコスト高になる。
ＡｌＮより成る群から選ばれる物質を主として有する。
好ましくはＳｉＯ2を主として含む層が使用される。こ
れにより、ガラス基板から溶出してくるアルカリによる
光触媒層の劣化を防止することができる。該ブロッカー
層の厚さは、上限が好ましくは１５０ｎｍ、より好まし
くは７５ｎｍであり、下限が好ましくは２５ｎｍ、より
好ましくは３５ｎｍである。上記下限未満では、アルカ
リによる光触媒層の劣化を防止することができず、上記
上限を超えてはコスト高になる。
【００１７】本発明のガラス成形体において、ガラス基
板の表面応力は、上限が好ましくは１５００ｋｇ／ｃｍ
2、より好ましくは１３００ｋｇ／ｃｍ2、更に好ましく
は１２００ｋｇ／ｃｍ2であり、下限が好ましくは５０
０ｋｇ／ｃｍ2、より好ましくは８００〜１３００ｋｇ
／ｃｍ2、更に好ましくは１０００ｋｇ／ｃｍ2である。
このような高い表面応力を有することにより、通常の熱
強化されていないガラスの好ましくは２〜５倍、通常約
３倍程度の曲げ強度を有する。
板の表面応力は、上限が好ましくは１５００ｋｇ／ｃｍ
2、より好ましくは１３００ｋｇ／ｃｍ2、更に好ましく
は１２００ｋｇ／ｃｍ2であり、下限が好ましくは５０
０ｋｇ／ｃｍ2、より好ましくは８００〜１３００ｋｇ
／ｃｍ2、更に好ましくは１０００ｋｇ／ｃｍ2である。
このような高い表面応力を有することにより、通常の熱
強化されていないガラスの好ましくは２〜５倍、通常約
３倍程度の曲げ強度を有する。
【００１８】本発明のガラス成形体は、ガラス基板の表
面に、スパッタリングを用いてアモルファス二酸化チタ
ンの層を施与し、次に、全体を加熱してアモルファス二
酸化チタンをアナターゼ型二酸化チタンに相転移させ、
次に、全体をより高温に加熱した後、急冷して熱強化す
ることにより製造することができる。
面に、スパッタリングを用いてアモルファス二酸化チタ
ンの層を施与し、次に、全体を加熱してアモルファス二
酸化チタンをアナターゼ型二酸化チタンに相転移させ、
次に、全体をより高温に加熱した後、急冷して熱強化す
ることにより製造することができる。
【００１９】本発明の方法において、ガラス基板の少な
くとも一つの面に、スパッタリングを用いてアモルファ
ス二酸化チタンの層を施与する方法としては、公知のい
ずれの方法も使用することができる。例えば、真空チャ
ンバー内の、チタンターゲットを使用するマグネトロン
スパッタリング装置にガラス基板を配置し、次いで、該
ターゲット近傍にプラズマを生じせしめてチタンを得
て、これを酸化して二酸化チタン層をガラス基板上に施
与する。
くとも一つの面に、スパッタリングを用いてアモルファ
ス二酸化チタンの層を施与する方法としては、公知のい
ずれの方法も使用することができる。例えば、真空チャ
ンバー内の、チタンターゲットを使用するマグネトロン
スパッタリング装置にガラス基板を配置し、次いで、該
ターゲット近傍にプラズマを生じせしめてチタンを得
て、これを酸化して二酸化チタン層をガラス基板上に施
与する。
【００２０】本発明においてはアモルファス二酸化チタ
ンの層をガラス基板上に施与するため、スパッタリング
温度は、上限が好ましくは８０℃、より好ましくは５０
℃であり、下限が好ましくは０℃、より好ましくは５℃
である。該スパッタリングは最も好ましくは環境温度で
実施される。環境温度で実施することにより、温度制御
が不要でありスパッタリング装置のコストを著しく低減
することができる。
ンの層をガラス基板上に施与するため、スパッタリング
温度は、上限が好ましくは８０℃、より好ましくは５０
℃であり、下限が好ましくは０℃、より好ましくは５℃
である。該スパッタリングは最も好ましくは環境温度で
実施される。環境温度で実施することにより、温度制御
が不要でありスパッタリング装置のコストを著しく低減
することができる。
【００２１】上記のようにして施与されたアモルファス
二酸化チタンの層の厚みは、上限が、好ましくは１００
ｎｍ、より好ましくは５０ｎｍ、更に好ましくは４０ｎ
ｍであり、下限が、好ましくは２５ｎｍ、より好ましく
は３０ｎｍ、更に好ましくは３５ｎｍである。上記下限
未満では、十分な光触媒作用を得ることができず、上記
上限を超えてはコスト高になる。アモルファス二酸化チ
タンの層には、上記のようにリン、ホウ素、アルミニウ
ム、アンチモン、スズ、カリウムの酸化物を含むことが
できる。
二酸化チタンの層の厚みは、上限が、好ましくは１００
ｎｍ、より好ましくは５０ｎｍ、更に好ましくは４０ｎ
ｍであり、下限が、好ましくは２５ｎｍ、より好ましく
は３０ｎｍ、更に好ましくは３５ｎｍである。上記下限
未満では、十分な光触媒作用を得ることができず、上記
上限を超えてはコスト高になる。アモルファス二酸化チ
タンの層には、上記のようにリン、ホウ素、アルミニウ
ム、アンチモン、スズ、カリウムの酸化物を含むことが
できる。
【００２２】また、上記のようにアモルファス二酸化チ
タンの層を施与するに先立って、ガラス基板にブロッカ
ー層を施与することが好ましい。該ブロッカー層をガラ
ス基板に施与する方法に特に制限はないが、二酸化チタ
ン層と同様にスパッタリングを用いて施与することが好
ましい。該スパッタリングは好ましくは環境温度で実施
される。
タンの層を施与するに先立って、ガラス基板にブロッカ
ー層を施与することが好ましい。該ブロッカー層をガラ
ス基板に施与する方法に特に制限はないが、二酸化チタ
ン層と同様にスパッタリングを用いて施与することが好
ましい。該スパッタリングは好ましくは環境温度で実施
される。
【００２３】ブロッカー層及びアモルファス二酸化チタ
ンの層のガラス基板上への施与は好ましくは、全てスパ
ッタリングを使用して実施される。スパッタリングの条
件も同一にすることが好ましい。スパッタリングの温度
は、好ましくは環境温度である。また、真空チャンバー
内の圧力は、好ましくは０．０１〜３Ｐａ、より好まし
くは０．０１〜０．３Ｐａである。これにより各層の施
与をストリームライン化することができ、より一層簡便
かつ経済的に実施することができる。
ンの層のガラス基板上への施与は好ましくは、全てスパ
ッタリングを使用して実施される。スパッタリングの条
件も同一にすることが好ましい。スパッタリングの温度
は、好ましくは環境温度である。また、真空チャンバー
内の圧力は、好ましくは０．０１〜３Ｐａ、より好まし
くは０．０１〜０．３Ｐａである。これにより各層の施
与をストリームライン化することができ、より一層簡便
かつ経済的に実施することができる。
【００２４】アモルファス二酸化チタンの層が施与され
たガラス基板は、次いで、加熱される。該加熱により、
アモルファス二酸化チタンの層を安定したアナターゼ型
結晶に相転移させることができる。該加熱温度の上限は
好ましくは５００℃、より好ましくは４５０℃、更に好
ましくは４００℃であり、下限は好ましくは２００℃、
より好ましくは２５０℃、更に好ましくは３００℃であ
る。上記上限を超えては、安定したアナターゼ型結晶の
二酸化チタン層を得ることができず、熱強化処理を施し
た後、光触媒作用が低下し又は失われる。上記下限未満
では、アモルファス二酸化チタンの層をアナターゼ型結
晶に相転移することができない。
たガラス基板は、次いで、加熱される。該加熱により、
アモルファス二酸化チタンの層を安定したアナターゼ型
結晶に相転移させることができる。該加熱温度の上限は
好ましくは５００℃、より好ましくは４５０℃、更に好
ましくは４００℃であり、下限は好ましくは２００℃、
より好ましくは２５０℃、更に好ましくは３００℃であ
る。上記上限を超えては、安定したアナターゼ型結晶の
二酸化チタン層を得ることができず、熱強化処理を施し
た後、光触媒作用が低下し又は失われる。上記下限未満
では、アモルファス二酸化チタンの層をアナターゼ型結
晶に相転移することができない。
【００２５】上記加熱の時間は、上限が好ましくは１０
０分間、より好ましくは６０分間、更に好ましくは４０
分間であり、下限が好ましくは２０分間、より好ましく
は２５分間、更に好ましくは３０分間である。上記上限
を超えては、効果が殆どなくコスト高になるばかりであ
り、上記下限未満では、アモルファス二酸化チタンの層
をアナターゼ型結晶に相転移することができない。
０分間、より好ましくは６０分間、更に好ましくは４０
分間であり、下限が好ましくは２０分間、より好ましく
は２５分間、更に好ましくは３０分間である。上記上限
を超えては、効果が殆どなくコスト高になるばかりであ
り、上記下限未満では、アモルファス二酸化チタンの層
をアナターゼ型結晶に相転移することができない。
【００２６】このようにして、アナターゼ型結晶に相転
移された二酸化チタン層を有するガラス基板は、続いて
より高温で加熱される。該加熱は、上記の加熱終了後、
一旦冷却した後又は冷却することなしに続けて実施する
ことができる。該加熱により、該ガラス基板に熱強化処
理を施すことができる。該加熱温度の上限は好ましくは
７００℃、より好ましくは６９０℃、更に好ましくは６
８０℃であり、下限は好ましくは６２０℃、より好まし
くは６３０℃、更に好ましくは６４０℃である。上記上
限を超えては、ガラスに歪が生じ、上記下限未満では、
ガラスを十分に強化することができない。上記加熱の時
間は通常、処理されるガラスの厚さ、加熱温度等に依存
して決定される。該加熱時間の上限は好ましくは２０分
間、より好ましくは１０分間、更に好ましくは７分間で
あり、下限が好ましくは２分間、より好ましくは３分間
である。上記上限を超えては、ガラスに歪が生じ、上記
下限未満では、ガラス内部まで十分に加熱できず熱強化
が不十分となる。
移された二酸化チタン層を有するガラス基板は、続いて
より高温で加熱される。該加熱は、上記の加熱終了後、
一旦冷却した後又は冷却することなしに続けて実施する
ことができる。該加熱により、該ガラス基板に熱強化処
理を施すことができる。該加熱温度の上限は好ましくは
７００℃、より好ましくは６９０℃、更に好ましくは６
８０℃であり、下限は好ましくは６２０℃、より好まし
くは６３０℃、更に好ましくは６４０℃である。上記上
限を超えては、ガラスに歪が生じ、上記下限未満では、
ガラスを十分に強化することができない。上記加熱の時
間は通常、処理されるガラスの厚さ、加熱温度等に依存
して決定される。該加熱時間の上限は好ましくは２０分
間、より好ましくは１０分間、更に好ましくは７分間で
あり、下限が好ましくは２分間、より好ましくは３分間
である。上記上限を超えては、ガラスに歪が生じ、上記
下限未満では、ガラス内部まで十分に加熱できず熱強化
が不十分となる。
【００２７】上記熱強化のための加熱後、該ガラス基板
は、ガス、例えば、空気を吹き付けることにより急冷さ
れる。これによりガラス基板の熱強化処理が完了する。
は、ガス、例えば、空気を吹き付けることにより急冷さ
れる。これによりガラス基板の熱強化処理が完了する。
【００２８】本発明で使用するガラス基板の組成に特に
制限はなく、一般に使用されているソーダ石灰ガラス、
ほうけい酸ガラス等の種々の板ガラスを使用することが
できる。また、ガラス基板の板厚、形状、寸法は目的に
応じて自由に定めることができる。特に、大面積、好ま
しくは縦２．０〜３．０ｍ×横３．０〜４．０ｍｍ、例
えば、縦２．５ｍ×横３．７ｍのガラス基板を使用する
ことができ、熱強化ガラスとしての所定の性状を有し、
かつ光触媒作用をも兼ね備えた熱強化ガラスを製造する
ことができる。従って、これを所定の寸法に切断して使
用すれば、著しくコストを低減することができる。
制限はなく、一般に使用されているソーダ石灰ガラス、
ほうけい酸ガラス等の種々の板ガラスを使用することが
できる。また、ガラス基板の板厚、形状、寸法は目的に
応じて自由に定めることができる。特に、大面積、好ま
しくは縦２．０〜３．０ｍ×横３．０〜４．０ｍｍ、例
えば、縦２．５ｍ×横３．７ｍのガラス基板を使用する
ことができ、熱強化ガラスとしての所定の性状を有し、
かつ光触媒作用をも兼ね備えた熱強化ガラスを製造する
ことができる。従って、これを所定の寸法に切断して使
用すれば、著しくコストを低減することができる。
【００２９】以下、実施例により本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。
明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。
【００３０】
【実施例１】ガラス基板は、縦２．５ｍ、横３．７ｍ、
厚さ６ｍｍの長方形の板ガラス（ソーダ石灰ガラス）を
使用した。
厚さ６ｍｍの長方形の板ガラス（ソーダ石灰ガラス）を
使用した。
【００３１】スパッタリング装置は慣用のものを使用し
た。プラズマ生成用ガスとしてアルゴンを使用した。ス
パッタリング温度は環境温度（約１５℃）であり、真空
チャンバー内圧力は０．３Ｐａであった。
た。プラズマ生成用ガスとしてアルゴンを使用した。ス
パッタリング温度は環境温度（約１５℃）であり、真空
チャンバー内圧力は０．３Ｐａであった。
【００３２】上記のガラス基板に上記条件でスパッタリ
ングを行い、まず、ＳｉＯ2層（５０ｎｍ）を施与し、
次いで、アモルファスのＴｉＯ2層（５０ｎｍ）を施与
した。
ングを行い、まず、ＳｉＯ2層（５０ｎｍ）を施与し、
次いで、アモルファスのＴｉＯ2層（５０ｎｍ）を施与
した。
【００３３】該ガラス基板を加熱炉に導入し４５０℃で
６０分間加熱した。室温に冷却した後、該カラス基板を
再び加熱炉に導入して６８０℃で５分間加熱した。次い
で、該ガラス基板を加熱炉から取出し、約３分間、空気
を吹き付けて３０〜４０℃に急冷した。
６０分間加熱した。室温に冷却した後、該カラス基板を
再び加熱炉に導入して６８０℃で５分間加熱した。次い
で、該ガラス基板を加熱炉から取出し、約３分間、空気
を吹き付けて３０〜４０℃に急冷した。
【００３４】得られたガラス基板は、光触媒作用を呈す
るアナターゼ型結晶の二酸化チタン層（約５０ｎｍ）を
有していることが確認された。また、該ガラス基板は、
その表面応力が１２００ｋｇ／ｃｍ2であり熱強化ガラ
スとして性質を併せ持っていた。
るアナターゼ型結晶の二酸化チタン層（約５０ｎｍ）を
有していることが確認された。また、該ガラス基板は、
その表面応力が１２００ｋｇ／ｃｍ2であり熱強化ガラ
スとして性質を併せ持っていた。
【００３５】
【発明の効果】本発明は、熱強化ガラスとしての所定の
性状を有し、かつ光触媒作用をも兼ね備えた熱強化ガラ
ス、及び該熱強化ガラスを簡便かつ安価に製造する方法
を提供するものである。
性状を有し、かつ光触媒作用をも兼ね備えた熱強化ガラ
ス、及び該熱強化ガラスを簡便かつ安価に製造する方法
を提供するものである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ０３Ｃ 17/34 Ｃ０３Ｃ 17/34 Ｚ
Ｃ２３Ｃ 14/08 Ｃ２３Ｃ 14/08 Ｅ
(72)発明者 原賀 久人
福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１
号 東陶機器株式会社内
(72)発明者 道家 隆博
福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１
号 東陶機器株式会社内
(72)発明者 平岡 純治
福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１
号 東陶機器株式会社内
Ｆターム(参考） 4G059 AA01 AB09 AC21 EA04 EA05
EA12 EB04 GA01 GA04 GA12
4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B
BA48A CD10 DA06 EA11
EB15X EB15Y EC22X EC22Y
EE01 FA01 FA03 FB02 FB29
FC07
4K029 AA09 AA24 BA48 BB07 BB10
BD00 CA06 EA01 FA07 GA01
Claims (9)
- 【請求項１】 熱強化されたガラス基板の少なくとも一
つの面に光触媒層を有することを特徴とするガラス成形
体。 - 【請求項２】 ガラス基板の表面応力が５００〜１５０
０ｋｇ／ｃｍ2であるところの請求項１記載のガラス成
形体。 - 【請求項３】 光触媒層の厚みが２５〜１００ｎｍであ
る請求項１又は２記載のガラス成形体。 - 【請求項４】 ブロッカー層が、ガラス基板と光触媒層
との間に更に設けられているところの請求項１〜３のい
ずれか一つに記載のガラス成形体。 - 【請求項５】 ガラス基板の表面に、スパッタリングを
用いてアモルファス二酸化チタンの層を施与し、次に、
全体を加熱してアモルファス二酸化チタンをアナターゼ
型二酸化チタンに相転移させ、次に、全体をより高温に
加熱した後、急冷して熱強化することを特徴とするガラ
ス成形体の製造法。 - 【請求項６】 上記相転移が、２００〜５００℃の温度
において２０〜１００分間加熱することにより行われる
ところの請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 上記熱強化が、６２０〜７００℃の温度
に加熱した後、急冷することにより行われる請求項５又
は６記載の方法 - 【請求項８】 アモルファス二酸化チタンの層の厚みが
２５〜１００ｎｍであるところの請求項５〜７のいずれ
か一つに記載の方法。 - 【請求項９】 ガラス基板面に予めブロッカー層を施与
し、その上にアモルファス二酸化チタンの層を施与する
ところの請求項５〜８のいずれか一つに記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001327901A JP2003137603A (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 光触媒層を有する熱強化ガラス成形体及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001327901A JP2003137603A (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 光触媒層を有する熱強化ガラス成形体及びその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003137603A true JP2003137603A (ja) | 2003-05-14 |
Family
ID=19144056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001327901A Pending JP2003137603A (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 光触媒層を有する熱強化ガラス成形体及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003137603A (ja) |
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- 2001-10-25 JP JP2001327901A patent/JP2003137603A/ja active Pending
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