JPH1135342A - 多機能ガラス及びその製法 - Google Patents
多機能ガラス及びその製法Info
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- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/006—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
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- C03C2217/71—Photocatalytic coatings
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光触媒膜の耐温水性、耐湿性、耐アルカリ性、
耐温塩水性等の耐久性を向上するとともに、ガラスから
のナトリウムイオンの光触媒膜への移行を防ぎ、光触媒
機能を充分に発揮する。 【解決手段】ソーダライムガラス基板の表面に、第1層
としてTi及びTi元素の電気陰性度値に近似した電気陰
性度値を持つ金属元素を少なくとも1種以上含むSiO2
膜を成膜し、その上に第2層としてTiO2膜またはTi
O2微粒子を分散したSiO2膜を成膜した多機能ガラ
ス。
耐温塩水性等の耐久性を向上するとともに、ガラスから
のナトリウムイオンの光触媒膜への移行を防ぎ、光触媒
機能を充分に発揮する。 【解決手段】ソーダライムガラス基板の表面に、第1層
としてTi及びTi元素の電気陰性度値に近似した電気陰
性度値を持つ金属元素を少なくとも1種以上含むSiO2
膜を成膜し、その上に第2層としてTiO2膜またはTi
O2微粒子を分散したSiO2膜を成膜した多機能ガラ
ス。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築用、自動車用
等の窓材、さらには鏡等の各種の分野のガラス物品にお
いて用いられる多機能ガラスおよびその製造方法に関す
る。
等の窓材、さらには鏡等の各種の分野のガラス物品にお
いて用いられる多機能ガラスおよびその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】最近、防汚・消臭・抗菌・親水等のため
にガラスの表面に光触媒機能を有する被膜を形成するこ
とが行われている。例えば、特開平5ー253544号
公報に記載のアナターゼ型TiO2を主体とする光触媒微
粉末をその一部がバインダ層表面から露出するようにし
た板状部材、特開平7−232080号公報に記載の光
触媒微粒子がTiO2、ZnO、SrTiO2、Fe2O3、W
O3、FeTiO2、Bi2O3、SnO2等であり、光触媒粒
子の間隙充填粒子がSn、Ti、Ag、Cu、Zn、Fe、P
t、Co、Niの金属または酸化物である光触媒機能を有
する多機能材、特開平9−59042号公報記載の光触
媒性の平均結晶粒子径が約0.1μm以下のTiO2の粒子
を含有する防曇性被膜で覆われた透明基材等が知られて
いる。
にガラスの表面に光触媒機能を有する被膜を形成するこ
とが行われている。例えば、特開平5ー253544号
公報に記載のアナターゼ型TiO2を主体とする光触媒微
粉末をその一部がバインダ層表面から露出するようにし
た板状部材、特開平7−232080号公報に記載の光
触媒微粒子がTiO2、ZnO、SrTiO2、Fe2O3、W
O3、FeTiO2、Bi2O3、SnO2等であり、光触媒粒
子の間隙充填粒子がSn、Ti、Ag、Cu、Zn、Fe、P
t、Co、Niの金属または酸化物である光触媒機能を有
する多機能材、特開平9−59042号公報記載の光触
媒性の平均結晶粒子径が約0.1μm以下のTiO2の粒子
を含有する防曇性被膜で覆われた透明基材等が知られて
いる。
【0003】また従来、ガラス表面に各種の機能性膜を
被覆するに際し、ガラスから機能性膜へのナトリウムイ
オンの移行を防止するために、該機能性膜の下層にアン
ダーコート膜を形成する事が知られている。例えば、特
開平4−18237号公報記載のZnOを含有した紫外
線吸収膜の下層にSiO2を主成分とする金属酸化物被膜
を設けた表面処理ガラス、特開平7−315880号公
報記載のガラス板表面にSiO2を主成分とする薄膜、T
iO2を主成分とする薄膜、SnO2を主成分とする薄膜を
順次被覆させた透明導電膜付きガラス板、特開平8−1
90088号公報記載のガラス基板からのアルカリ金属
イオンの拡散を防止する金属酸化物の障壁層と該障壁層
の上層の金属含有被覆からなるガラス物品等が知られて
いる。
被覆するに際し、ガラスから機能性膜へのナトリウムイ
オンの移行を防止するために、該機能性膜の下層にアン
ダーコート膜を形成する事が知られている。例えば、特
開平4−18237号公報記載のZnOを含有した紫外
線吸収膜の下層にSiO2を主成分とする金属酸化物被膜
を設けた表面処理ガラス、特開平7−315880号公
報記載のガラス板表面にSiO2を主成分とする薄膜、T
iO2を主成分とする薄膜、SnO2を主成分とする薄膜を
順次被覆させた透明導電膜付きガラス板、特開平8−1
90088号公報記載のガラス基板からのアルカリ金属
イオンの拡散を防止する金属酸化物の障壁層と該障壁層
の上層の金属含有被覆からなるガラス物品等が知られて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の光触媒膜を
ガラス上に形成した多機能ガラスにおいては、該光触媒
膜をガラス表面に直接被覆する場合、高温で処理すると
ガラス中に含まれるナトリウムイオンが該光触媒膜に移
行し、光触媒膜のTiO2の酸化作用を促進する電子を中
和してしまい、上述の光触媒機能が損なわれてしまう欠
点があった。
ガラス上に形成した多機能ガラスにおいては、該光触媒
膜をガラス表面に直接被覆する場合、高温で処理すると
ガラス中に含まれるナトリウムイオンが該光触媒膜に移
行し、光触媒膜のTiO2の酸化作用を促進する電子を中
和してしまい、上述の光触媒機能が損なわれてしまう欠
点があった。
【0005】また、光触媒膜の下層に、アンダーコート
層としてのSiO2膜を被覆した場合には光触媒膜と該S
iO2膜との密着性が充分でなく、耐久性評価試験で光触
媒膜が剥離してしまう欠点が生じた。
層としてのSiO2膜を被覆した場合には光触媒膜と該S
iO2膜との密着性が充分でなく、耐久性評価試験で光触
媒膜が剥離してしまう欠点が生じた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来のかかる
課題に鑑みてなしたものであって、アンダーコート層の
組成を種々検討した結果、光触媒膜中のTi元素と電気
陰性度が同じか或いは近似した金属元素をアンダーコー
ト膜中に含有させることにより、該金属元素と光触媒膜
中のTiとの親和性が高まり、アンダーコート層と光触
媒膜間の密着強度が著しく向上することを見出した。
課題に鑑みてなしたものであって、アンダーコート層の
組成を種々検討した結果、光触媒膜中のTi元素と電気
陰性度が同じか或いは近似した金属元素をアンダーコー
ト膜中に含有させることにより、該金属元素と光触媒膜
中のTiとの親和性が高まり、アンダーコート層と光触
媒膜間の密着強度が著しく向上することを見出した。
【0007】本発明は、ソーダライムガラス基板の表面
に、第1層としてTi及びTi元素の電気陰性度に近似し
た電気陰性度をもつ金属元素を少なくとも1種以上含む
SiO2膜を成膜し、その上に第2層としてTiO2膜また
はTiO2微粒子を分散したSiO2膜を成膜した多機能ガ
ラスおよびその製造方法であって、アンダーコート層で
ある第1層にTi及びTiの電気陰性度に近似の金属元素
を含有させることにより、アンダーコート層と光触媒膜
との密着性が向上し、耐温水性、耐湿性、耐アルカリ性
などの耐久性に優れた光触媒機能を有する多機能ガラス
を容易に得ることができるものである。
に、第1層としてTi及びTi元素の電気陰性度に近似し
た電気陰性度をもつ金属元素を少なくとも1種以上含む
SiO2膜を成膜し、その上に第2層としてTiO2膜また
はTiO2微粒子を分散したSiO2膜を成膜した多機能ガ
ラスおよびその製造方法であって、アンダーコート層で
ある第1層にTi及びTiの電気陰性度に近似の金属元素
を含有させることにより、アンダーコート層と光触媒膜
との密着性が向上し、耐温水性、耐湿性、耐アルカリ性
などの耐久性に優れた光触媒機能を有する多機能ガラス
を容易に得ることができるものである。
【0008】なお、上記の電気陰性度は、分子内の結合
に与かる原子が電子を引きつける能力を意味し、例えば
Ti元素の電気陰性度は「J.Inorg.Nucl.Chem.,17,2
15(1961)」によれば1.54である。
に与かる原子が電子を引きつける能力を意味し、例えば
Ti元素の電気陰性度は「J.Inorg.Nucl.Chem.,17,2
15(1961)」によれば1.54である。
【0009】なお、第1層中のSiを除く金属元素の電
気陰性度は、1.3〜1.7が好ましい。また、第1層中
のSiを除く金属元素は、Ti、Zr、Al、V、Cr、M
n、Zn、Scであることが望ましく、各金属元素の電気
陰性度は「J.Inorg.Nucl.Chem.,17,215(1961)」」
によれば、上記のTi元素以外は、Zr:1.33、Al:
1.61、V:1.63、Cr:1.66、Mn:1.55、
Zn:1.65、Sc:1.36である。
気陰性度は、1.3〜1.7が好ましい。また、第1層中
のSiを除く金属元素は、Ti、Zr、Al、V、Cr、M
n、Zn、Scであることが望ましく、各金属元素の電気
陰性度は「J.Inorg.Nucl.Chem.,17,215(1961)」」
によれば、上記のTi元素以外は、Zr:1.33、Al:
1.61、V:1.63、Cr:1.66、Mn:1.55、
Zn:1.65、Sc:1.36である。
【0010】また、第1層中のSiを除く金属元素の含
有量は、1〜30モル%であることが好ましい。なお、
各金属元素の最適含有率は、Ti:1〜10モル%、Z
r:2〜15モル%、Al:5〜12モル%、V:5〜9
モル%、Cr:6〜10モル%、Mn:1〜9モル%、Z
n:5〜10モル%、Sc:1〜7モル%である。
有量は、1〜30モル%であることが好ましい。なお、
各金属元素の最適含有率は、Ti:1〜10モル%、Z
r:2〜15モル%、Al:5〜12モル%、V:5〜9
モル%、Cr:6〜10モル%、Mn:1〜9モル%、Z
n:5〜10モル%、Sc:1〜7モル%である。
【0011】さらに、第2層がTiO2微粒子含有SiO2
膜の場合のTiO2微粒子の含有量は、10〜90重量%
であることが適する。また本発明は、ソーダライムガラ
ス基板の表面に、第1層としてTi及びTi元素の電気陰
性度に近似した電気陰性度を持つ金属元素の化合物を少
なくとも1種以上含むSiO2溶液よりなる塗布液を被覆
し乾燥した後、TiO2前駆体またはTiO2微粒子を分散
したSiO2よりなる第2層用溶液を塗布し、乾燥・焼成
してなる多機能ガラスの製造方法に関する。
膜の場合のTiO2微粒子の含有量は、10〜90重量%
であることが適する。また本発明は、ソーダライムガラ
ス基板の表面に、第1層としてTi及びTi元素の電気陰
性度に近似した電気陰性度を持つ金属元素の化合物を少
なくとも1種以上含むSiO2溶液よりなる塗布液を被覆
し乾燥した後、TiO2前駆体またはTiO2微粒子を分散
したSiO2よりなる第2層用溶液を塗布し、乾燥・焼成
してなる多機能ガラスの製造方法に関する。
【0012】第1層用塗布液は、Ti、Zr、Al、V、
Cr、Mn、Zn、Scの硝酸塩、有機酸塩、アセチルアセ
トナート類、アルコキシド類を含んだアルコキシシラン
類の加水分解物のうちの少なくとも1種以上よりなるも
のが好ましい。
Cr、Mn、Zn、Scの硝酸塩、有機酸塩、アセチルアセ
トナート類、アルコキシド類を含んだアルコキシシラン
類の加水分解物のうちの少なくとも1種以上よりなるも
のが好ましい。
【0013】さらに、第1層中のSiを除く金属元素の
含有比率は、塗布液の固形分の1〜30モル%であるこ
とが適する。
含有比率は、塗布液の固形分の1〜30モル%であるこ
とが適する。
【0014】
【発明の実施の形態】ガラス表面に形成する、アンダー
コートとしての第1層、光触媒機能としての第2層より
なる多機能ガラスは次のようにして得る。
コートとしての第1層、光触媒機能としての第2層より
なる多機能ガラスは次のようにして得る。
【0015】ソーダライムガラス基板としては、自動車
用ならびに建築用ガラス等に通常用いられている普通板
ガラス、所謂フロート板ガラスなどであり、クリアをは
じめグリ−ン、ブロンズ等各種着色ガラスや各種機能性
ガラス、強化ガラスやそれに類するガラス、合せガラス
のほか複層ガラス等、さらに平板あるいは曲げ板等各種
板ガラス製品として使用できることは言うまでもない。
また板厚としては例えば約1.0mm程度以上約12mm
程度以下であり、建築用としては約2.0mm程度以上約
10mm程度以下が好ましく、自動車用としては約1.5m
m程度以上約6.0mm程度以下が好ましく、より好ましく
は約2.0mm程度以上約4.0mm程度以下のガラスであ
る。
用ならびに建築用ガラス等に通常用いられている普通板
ガラス、所謂フロート板ガラスなどであり、クリアをは
じめグリ−ン、ブロンズ等各種着色ガラスや各種機能性
ガラス、強化ガラスやそれに類するガラス、合せガラス
のほか複層ガラス等、さらに平板あるいは曲げ板等各種
板ガラス製品として使用できることは言うまでもない。
また板厚としては例えば約1.0mm程度以上約12mm
程度以下であり、建築用としては約2.0mm程度以上約
10mm程度以下が好ましく、自動車用としては約1.5m
m程度以上約6.0mm程度以下が好ましく、より好ましく
は約2.0mm程度以上約4.0mm程度以下のガラスであ
る。
【0016】Ti元素に近似の電気陰性度を有する元素
としては、Zr、Al、V、Cr、Mn、Zn、Sc等が含ま
れる。なお、第1層中のSiを除く金属元素は、無色透
明および耐酸性が必要な場合には、Ti、Zr、Alが好
ましい。
としては、Zr、Al、V、Cr、Mn、Zn、Sc等が含ま
れる。なお、第1層中のSiを除く金属元素は、無色透
明および耐酸性が必要な場合には、Ti、Zr、Alが好
ましい。
【0017】また、第1層のSiO2膜、第2層のTiO2
膜あるいはSiO2膜の主な原料としては、前記金属アル
コキド類であるが、具体例としては、Siアルコキシド
類が、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、
モノメチルトリエトキシシラン、モノメチルトリメトキ
シシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエト
キシシラン、その他のテトラアルコキシシラン化合物、
その他のアルキルアルコキシシラン化合物、またTiア
ルコキシド類は、テトライソプロポキシチタン、テトラ
ノルマルブトキシチタン、トリイソプロポキシチタンモ
ノアセチルアセトナ−ト等が使用できる。
膜あるいはSiO2膜の主な原料としては、前記金属アル
コキド類であるが、具体例としては、Siアルコキシド
類が、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、
モノメチルトリエトキシシラン、モノメチルトリメトキ
シシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエト
キシシラン、その他のテトラアルコキシシラン化合物、
その他のアルキルアルコキシシラン化合物、またTiア
ルコキシド類は、テトライソプロポキシチタン、テトラ
ノルマルブトキシチタン、トリイソプロポキシチタンモ
ノアセチルアセトナ−ト等が使用できる。
【0018】さらに、第1層に添加する金属元素は、上
記と同様にTi、Zr、Al、V、Cr、Mn、Zn、Sc等
の金属アルコキシド類、アセチルアセトナート類、硝酸
塩、有機酸塩のうちの少なくとも1種を用いることがで
き、上記第1層のSiO2の原料であるアルコキシシラン
類の加水分解物と混合して用いる。
記と同様にTi、Zr、Al、V、Cr、Mn、Zn、Sc等
の金属アルコキシド類、アセチルアセトナート類、硝酸
塩、有機酸塩のうちの少なくとも1種を用いることがで
き、上記第1層のSiO2の原料であるアルコキシシラン
類の加水分解物と混合して用いる。
【0019】また、希釈溶媒としては、アルコ−ル系溶
媒が好ましく、具体例としては、メタノ−ル、エタノ−
ル、エタノ−ル、プロパノ−ル、ブタノ−ル、エチレン
グリコ−ル、ヘキシレングリコ−ル、さらには酢酸エチ
ル、酢酸ブチル、酢酸アミルなどのエステル類、さらに
はメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソ
ルブなどのセロソルブ類及びこれらを混合した溶媒、さ
らには増粘剤としてポリエチレングリコ−ル(平均分子
量200)、ポリプロピレングリコ−ル(平均分子量4
00)等を加えても良いし、レベリング剤としてジメチ
ルシリコーンなどのメチルシリコーン類やフッ素系レベ
リング剤を適量加えても良い。本来溶液中に含まれるア
ルコ−ル系やセロソルブ系のもの単独または混合物を、
該溶液の蒸発速度や被膜粘度を勘案して選択すればよ
い。
媒が好ましく、具体例としては、メタノ−ル、エタノ−
ル、エタノ−ル、プロパノ−ル、ブタノ−ル、エチレン
グリコ−ル、ヘキシレングリコ−ル、さらには酢酸エチ
ル、酢酸ブチル、酢酸アミルなどのエステル類、さらに
はメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソ
ルブなどのセロソルブ類及びこれらを混合した溶媒、さ
らには増粘剤としてポリエチレングリコ−ル(平均分子
量200)、ポリプロピレングリコ−ル(平均分子量4
00)等を加えても良いし、レベリング剤としてジメチ
ルシリコーンなどのメチルシリコーン類やフッ素系レベ
リング剤を適量加えても良い。本来溶液中に含まれるア
ルコ−ル系やセロソルブ系のもの単独または混合物を、
該溶液の蒸発速度や被膜粘度を勘案して選択すればよ
い。
【0020】さらに、第1層中の塗布液において、Si
を除く金属元素含有比率が塗布液の全固形分量に対し、
1乃至30モル%を少なくとも含むものであることとし
たのは、30モル%以上であれば、第1層のアンダーコ
ート膜のNaイオンのパッシベーション効果が低減する
ことにより光活性が著しく低下し、1モル%以下では光
触媒膜の密着性が低下してしまう。
を除く金属元素含有比率が塗布液の全固形分量に対し、
1乃至30モル%を少なくとも含むものであることとし
たのは、30モル%以上であれば、第1層のアンダーコ
ート膜のNaイオンのパッシベーション効果が低減する
ことにより光活性が著しく低下し、1モル%以下では光
触媒膜の密着性が低下してしまう。
【0021】第2層がTiO2微粒子含有SiO2膜の場
合、それに添加するTiO2微粒子の含有量は、10〜9
0重量%が好ましい。また、塗布法としては、特に限定
されるものではないが、生産性などの面からは例えばス
ピンコート法あるいはディップコ−ト法、またリバ−ス
コ−ト法、フレキソ印刷法、その他のロールコート法で
あり、さらにはノズルコ−ト法、スプレーコ−ト法、ス
クリーン印刷法などが適宜採用し得るものである。これ
ら塗布法で塗布成膜する際の塗布液中の固形分濃度とし
ては約1〜30重量%程度で、塗布液粘度としては1〜
100cP 程度が好ましい。
合、それに添加するTiO2微粒子の含有量は、10〜9
0重量%が好ましい。また、塗布法としては、特に限定
されるものではないが、生産性などの面からは例えばス
ピンコート法あるいはディップコ−ト法、またリバ−ス
コ−ト法、フレキソ印刷法、その他のロールコート法で
あり、さらにはノズルコ−ト法、スプレーコ−ト法、ス
クリーン印刷法などが適宜採用し得るものである。これ
ら塗布法で塗布成膜する際の塗布液中の固形分濃度とし
ては約1〜30重量%程度で、塗布液粘度としては1〜
100cP 程度が好ましい。
【0022】またさらに、第1層及び第2層の塗布後の
乾燥処理としては、乾燥温度が常温〜300℃程度で乾
燥時間が0.5 〜60分間程度が好ましく、より好まし
くは前記乾燥温度が100〜250℃程度で乾燥時間が
1〜30分間程度である。また、第2層の乾燥後の焼成
処理としては、焼成温度が400 〜700 ℃程度で焼
成時間が1〜30分間程度が好ましく、さらに前記ガラ
スの熱強化または/および熱曲げ加工時に同時に行うこ
とがよく、前記ガラスの熱強化または/および熱曲げ加
工は、温度が550 〜700 ℃程度で時間が0.5 〜
10分間程度行うことがより好ましい。
乾燥処理としては、乾燥温度が常温〜300℃程度で乾
燥時間が0.5 〜60分間程度が好ましく、より好まし
くは前記乾燥温度が100〜250℃程度で乾燥時間が
1〜30分間程度である。また、第2層の乾燥後の焼成
処理としては、焼成温度が400 〜700 ℃程度で焼
成時間が1〜30分間程度が好ましく、さらに前記ガラ
スの熱強化または/および熱曲げ加工時に同時に行うこ
とがよく、前記ガラスの熱強化または/および熱曲げ加
工は、温度が550 〜700 ℃程度で時間が0.5 〜
10分間程度行うことがより好ましい。
【0023】第1層の膜厚は、約50〜200nm 程度
であり、50nm未満であれば、ガラス基板からのNaイ
オンの影響で第2層の光触媒機能が低下し、200nm
を超えると経済的にも無駄であり、クラックの発現の要
因となるためである。さらに好ましくは約80〜160
nm 程度である。
であり、50nm未満であれば、ガラス基板からのNaイ
オンの影響で第2層の光触媒機能が低下し、200nm
を超えると経済的にも無駄であり、クラックの発現の要
因となるためである。さらに好ましくは約80〜160
nm 程度である。
【0024】第2層の膜厚は、TiO2の含有量にもよる
が、約50〜700nm程度が好ましい。なお、50nm以
下では充分な光活性が得られず、700nm以上では光活
性の向上は得られず、膜強度は低下する。
が、約50〜700nm程度が好ましい。なお、50nm以
下では充分な光活性が得られず、700nm以上では光活
性の向上は得られず、膜強度は低下する。
【0025】第2層の光触媒膜の下層に、Ti元素の電
気陰性度に近似した金属元素を含有するSiO2膜を第1
層として設けることにより、ソーダライムガラス基板か
らのナトリウムイオンの膜中への移行を防止し、光触媒
機能を十分に発揮させるとともに、第1層と第2層の膜
間の密着強度が強固になり、耐温水性、耐湿性、耐アル
カリ性、耐温塩水性等の耐久性を向上させ、厳しい環境
での長期使用に耐え、より確実でかつ安定した品質の多
機能ガラスとなる。
気陰性度に近似した金属元素を含有するSiO2膜を第1
層として設けることにより、ソーダライムガラス基板か
らのナトリウムイオンの膜中への移行を防止し、光触媒
機能を十分に発揮させるとともに、第1層と第2層の膜
間の密着強度が強固になり、耐温水性、耐湿性、耐アル
カリ性、耐温塩水性等の耐久性を向上させ、厳しい環境
での長期使用に耐え、より確実でかつ安定した品質の多
機能ガラスとなる。
【0026】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。但し本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。
る。但し本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。
【0027】
【実施例1】ゾルゲル溶液MTS-TI-20(Si/T
i=75/25、固形分濃度20重量%、大八化学工業
製)10g,ゾルゲル溶液MTS-2(Si:100%、固
形分濃度20重量%、大八化学工業製)80gを、希釈
溶剤としての酢酸イソブチル(3)-n-ブタノール(1)混
合溶媒で10倍に希釈し、第1層用の塗布液とした。こ
れをスピンコーターにより15cm□の厚さ3.5mmのソ
ーダライムガラス基板上に2cc滴下し成膜した後、25
0℃で30分乾燥後、室温までに冷却し、膜厚100nm
のTiO2−SiO2膜を得た。次に、この第1層の膜が形
成されたガラスサンプルをディップ法によりチタンアル
コキシドの部分加水分解物溶液:アトロンNTi-500
(日本曹達製)で塗布したのち、200℃で15分間乾
燥後、500℃で焼成することで膜厚100nmの第2層
としてのTiO2よりなる光触媒膜を成膜した。
i=75/25、固形分濃度20重量%、大八化学工業
製)10g,ゾルゲル溶液MTS-2(Si:100%、固
形分濃度20重量%、大八化学工業製)80gを、希釈
溶剤としての酢酸イソブチル(3)-n-ブタノール(1)混
合溶媒で10倍に希釈し、第1層用の塗布液とした。こ
れをスピンコーターにより15cm□の厚さ3.5mmのソ
ーダライムガラス基板上に2cc滴下し成膜した後、25
0℃で30分乾燥後、室温までに冷却し、膜厚100nm
のTiO2−SiO2膜を得た。次に、この第1層の膜が形
成されたガラスサンプルをディップ法によりチタンアル
コキシドの部分加水分解物溶液:アトロンNTi-500
(日本曹達製)で塗布したのち、200℃で15分間乾
燥後、500℃で焼成することで膜厚100nmの第2層
としてのTiO2よりなる光触媒膜を成膜した。
【0028】
【実施例2】ゾルゲル溶液CG-TI-10(Si/Ti
=90/10、固形分濃度20重量%、大八化学工業
製)を酢酸イソブチル(3)−n−ブタノール(1)混合溶
媒で10倍に希釈したものを第1層用の塗布液とした。
これをリバースコーターにより厚さ3.5mmのソーダラ
イムガラス基板上に成膜した後、200℃で15分乾燥
後、室温までに冷却し、第1層の膜厚150nmのTiO2
ーSiO2膜を得た。次に、この第1層の膜が形成された
ガラスサンプルをディップ法によりチタンアルコキシド
の部分加水分解物溶液:DT002(日本曹達製)で塗
布したのち、200℃で15分乾燥、500℃で焼成す
ることで膜厚120nmの第2層のTiO2膜を成膜した。
=90/10、固形分濃度20重量%、大八化学工業
製)を酢酸イソブチル(3)−n−ブタノール(1)混合溶
媒で10倍に希釈したものを第1層用の塗布液とした。
これをリバースコーターにより厚さ3.5mmのソーダラ
イムガラス基板上に成膜した後、200℃で15分乾燥
後、室温までに冷却し、第1層の膜厚150nmのTiO2
ーSiO2膜を得た。次に、この第1層の膜が形成された
ガラスサンプルをディップ法によりチタンアルコキシド
の部分加水分解物溶液:DT002(日本曹達製)で塗
布したのち、200℃で15分乾燥、500℃で焼成す
ることで膜厚120nmの第2層のTiO2膜を成膜した。
【0029】
【実施例3】ゾルゲル溶液CG-Zr-10(Si/Zr
=90/10、固形分濃度20重量%、大八化学工業
製)をエタノール(2)-ブチルセロソルブ(1)混合溶媒
で15倍に希釈したものを第1層用の塗布液とした。こ
れをスピンコーターにより厚さ3.5mmのソーダライム
ガラス基板上に成膜した後、200℃で15分乾燥後、
室温までに冷却し、第1層の膜厚120nmのZrO2ーS
iO2膜を得た。次に、この膜上にチタニア微粒子含有シ
リカバインダー液:ST-K03(石原テクノ)をスプレ
ーにより塗布して200℃で15分乾燥、500℃で焼
成することにより、第2層の膜厚160nmのTiO2微粒
子含有SiO2膜を得た。
=90/10、固形分濃度20重量%、大八化学工業
製)をエタノール(2)-ブチルセロソルブ(1)混合溶媒
で15倍に希釈したものを第1層用の塗布液とした。こ
れをスピンコーターにより厚さ3.5mmのソーダライム
ガラス基板上に成膜した後、200℃で15分乾燥後、
室温までに冷却し、第1層の膜厚120nmのZrO2ーS
iO2膜を得た。次に、この膜上にチタニア微粒子含有シ
リカバインダー液:ST-K03(石原テクノ)をスプレ
ーにより塗布して200℃で15分乾燥、500℃で焼
成することにより、第2層の膜厚160nmのTiO2微粒
子含有SiO2膜を得た。
【0030】
【実施例4】ゾルゲル溶液CG-19(SiO2濃度10重
量%、大八化学工業製)50gに5.1gのAlジイソ
プロポキシアセチルアセトナートを溶解しているエタノ
ール(3)n-ブタノール混合溶液で10倍に希釈したも
のを第1層用の塗布液として用いた。これをスピンコー
ターにより厚さ3.5mmのソーダライムガラス基板上
に塗布したのち、200℃で15分乾燥後室温までに冷
却し、膜厚160nmのAl2O3ーSiO2の第1層膜を得
た。その膜上にチタニア微粒子含有シリカバインダー
液:タイノックCA-62(多木化学)をスプレーにより
塗布し、200℃で15分乾燥後500℃で焼成し、膜
厚150nmのTiO2微粒子含有SiO2膜を得た。
量%、大八化学工業製)50gに5.1gのAlジイソ
プロポキシアセチルアセトナートを溶解しているエタノ
ール(3)n-ブタノール混合溶液で10倍に希釈したも
のを第1層用の塗布液として用いた。これをスピンコー
ターにより厚さ3.5mmのソーダライムガラス基板上
に塗布したのち、200℃で15分乾燥後室温までに冷
却し、膜厚160nmのAl2O3ーSiO2の第1層膜を得
た。その膜上にチタニア微粒子含有シリカバインダー
液:タイノックCA-62(多木化学)をスプレーにより
塗布し、200℃で15分乾燥後500℃で焼成し、膜
厚150nmのTiO2微粒子含有SiO2膜を得た。
【0031】
【比較例1】シリカのゾルゲル溶液コルコートN-10
3X(太陽物産、固形分濃度:6重量%)を用い、浸漬法
により成膜し、厚膜150nmのSiO2単独の第1層膜を
得た。これを実施例1と同様のアトロンNTi-500
(日本曹達)を用いて浸漬法により、膜厚100nmの第
2層のTiO2膜を成膜した。なお、乾燥、焼成温度は実
施例1と同様の条件で行った。
3X(太陽物産、固形分濃度:6重量%)を用い、浸漬法
により成膜し、厚膜150nmのSiO2単独の第1層膜を
得た。これを実施例1と同様のアトロンNTi-500
(日本曹達)を用いて浸漬法により、膜厚100nmの第
2層のTiO2膜を成膜した。なお、乾燥、焼成温度は実
施例1と同様の条件で行った。
【0032】得られた光触媒膜付き多機能ガラスの評価
を下記のように行った。 〔光活性試験〕1重量%オレイン酸アセトン溶液を用い
て光触媒膜表面にオレイン酸を均一に付着させ人工的に
汚れを形成した。これにブラックライトF15T8BL
B(三共電気)で0.5mW/cm2(365nm)の紫外線を2時
間照射した。照射前後の水の接触角変化で光活性を評価
した。 〔耐温水性試験〕60℃の温水に10日間浸漬して外
観、膜強度(温水中でガーゼ布で強く擦り膜剥離の有無
を調べる)の変化を評価した。 〔耐湿性試験〕50℃相対湿度98%の蒸気中に30日
間放置して外観、膜強度の変化を評価した。 〔耐酸性試験〕0.1%塩酸中に室温下で48時間浸漬
して外観、膜強度の変化を評価した。 〔耐アルカリ性試験〕20%炭酸ソーダ水溶液中に室温
下で48時間浸漬して外観、膜強度の変化を評価した。 〔耐温塩水性試験〕60℃の3%食塩水に室温下で48
時間浸漬して外観、膜強度の変化を評価した。
を下記のように行った。 〔光活性試験〕1重量%オレイン酸アセトン溶液を用い
て光触媒膜表面にオレイン酸を均一に付着させ人工的に
汚れを形成した。これにブラックライトF15T8BL
B(三共電気)で0.5mW/cm2(365nm)の紫外線を2時
間照射した。照射前後の水の接触角変化で光活性を評価
した。 〔耐温水性試験〕60℃の温水に10日間浸漬して外
観、膜強度(温水中でガーゼ布で強く擦り膜剥離の有無
を調べる)の変化を評価した。 〔耐湿性試験〕50℃相対湿度98%の蒸気中に30日
間放置して外観、膜強度の変化を評価した。 〔耐酸性試験〕0.1%塩酸中に室温下で48時間浸漬
して外観、膜強度の変化を評価した。 〔耐アルカリ性試験〕20%炭酸ソーダ水溶液中に室温
下で48時間浸漬して外観、膜強度の変化を評価した。 〔耐温塩水性試験〕60℃の3%食塩水に室温下で48
時間浸漬して外観、膜強度の変化を評価した。
【0033】実施例及び比較例における性能評価結果を
表ー1に示す。光活性試験においては、実施例及び比較
例ともに、紫外線照射前の水の接触角が22〜24°で
あったものが、照射後3〜5°に大幅に小さくなた。こ
れらの結果から、実施例及び比較例ともに第2層にTi
O2を有する光触媒層を成膜しているため、いずれも良
好な光触媒としての光活性機能を有していることが確認
できる。
表ー1に示す。光活性試験においては、実施例及び比較
例ともに、紫外線照射前の水の接触角が22〜24°で
あったものが、照射後3〜5°に大幅に小さくなた。こ
れらの結果から、実施例及び比較例ともに第2層にTi
O2を有する光触媒層を成膜しているため、いずれも良
好な光触媒としての光活性機能を有していることが確認
できる。
【0034】耐温水性試験について、実施例1〜4は1
0日間経過後も外観、膜強度、光活性に変化がなかっ
た。比較例1については、2日目に第2層膜が剥離し
た。耐湿性試験については、実施例1〜4は30日間経
過後も変化は認められないのに対し、比較例1は12日
目に第2層膜が剥離した。
0日間経過後も外観、膜強度、光活性に変化がなかっ
た。比較例1については、2日目に第2層膜が剥離し
た。耐湿性試験については、実施例1〜4は30日間経
過後も変化は認められないのに対し、比較例1は12日
目に第2層膜が剥離した。
【0035】耐酸性試験については、実施例および比較
例ともに変化は認められなかった。耐アルカリ性試験に
ついては、実施例1〜4は48時間経過後、全く変化は
なかった。一方、比較例1は11時間後に第2層膜が剥
離した。
例ともに変化は認められなかった。耐アルカリ性試験に
ついては、実施例1〜4は48時間経過後、全く変化は
なかった。一方、比較例1は11時間後に第2層膜が剥
離した。
【0036】耐温塩水性試験については、実施例では変
化は認められなかった。なお、表-1において、(○印)
は試験後の変化がなく良好な結果が得られたことを示
し、(×印)は試験中に膜の剥離を生じたものを示す。
化は認められなかった。なお、表-1において、(○印)
は試験後の変化がなく良好な結果が得られたことを示
し、(×印)は試験中に膜の剥離を生じたものを示す。
【0037】以上の評価結果に示すように、本発明の実
施例1〜4は比較例1に比べ、耐温水性、耐湿性、耐ア
ルカリ性、耐温塩水性において極めて優れ、第1層膜と
第2層膜の膜間の密着強度が極めて大きく強固であるこ
とが判る。
施例1〜4は比較例1に比べ、耐温水性、耐湿性、耐ア
ルカリ性、耐温塩水性において極めて優れ、第1層膜と
第2層膜の膜間の密着強度が極めて大きく強固であるこ
とが判る。
【0038】
【表1】
【0039】
【発明の効果】光触媒膜の下層に、Ti元素の電気陰性
度に近似した金属元素を少なくとも1種以上含有するS
iO2膜を設けることにより、ソーダライムガラス基板か
ら光触媒膜へのナトリウムイオンの移行を防止し、光触
媒機能を十分に発揮させるとともに、第1層に添加した
金属元素が第2層である光触媒膜のTi元素と相互作用
を起こすことにより、第1層と第2層の層間の密着強度
が強固になり、耐温水性、耐湿性、耐アルカリ性、耐温
塩水性等の耐久性を長期に持続し、厳しい環境下におい
て確実でかつ安定した品質の多機能ガラスが得られ、建
築用、車両用、鏡等のその他の各種ガラス物品に広く用
いることができる。
度に近似した金属元素を少なくとも1種以上含有するS
iO2膜を設けることにより、ソーダライムガラス基板か
ら光触媒膜へのナトリウムイオンの移行を防止し、光触
媒機能を十分に発揮させるとともに、第1層に添加した
金属元素が第2層である光触媒膜のTi元素と相互作用
を起こすことにより、第1層と第2層の層間の密着強度
が強固になり、耐温水性、耐湿性、耐アルカリ性、耐温
塩水性等の耐久性を長期に持続し、厳しい環境下におい
て確実でかつ安定した品質の多機能ガラスが得られ、建
築用、車両用、鏡等のその他の各種ガラス物品に広く用
いることができる。
Claims (7)
- 【請求項1】ソーダライムガラス基板の表面に、第1層
としてTi及びTi元素の電気陰性度に近似した電気陰性
度を持つ金属元素を少なくとも1種以上含むSiO2膜を
成膜し、その上に第2層としてTiO2膜またはTiO2微
粒子を分散したSiO2膜を成膜した多機能ガラス。 - 【請求項2】金属元素の電気陰性度は、1.3〜1.7で
ある請求項1記載の多機能ガラス。 - 【請求項3】第1層中のSiを除く金属元素は、Ti、Z
r、Al、V、Cr、Mn、Zn、Scである請求項1記載の
多機能ガラス。 - 【請求項4】第1層中のSiを除く金属元素の含有量
は、1〜30モル%である請求項3項記載の多機能ガラ
ス。 - 【請求項5】第2層がTiO2微粒子を分散したSiO2膜
の場合、該TiO2微粒子の含有量は、10〜90重量%
である請求項1記載の多機能ガラス。 - 【請求項6】ソーダライムガラス基板の表面に、第1層
としてTi及びTi元素の電気陰性度に近似した電気陰性
度をもつ金属元素の化合物を少なくとも1種以上含むS
iO2溶液よりなる塗布液を被覆した後、TiO2前駆体ま
たはTiO2微粒子を分散したSiO2よりなる第2層用溶
液を塗布し、乾燥・焼成してなる多機能ガラスの製造方
法。 - 【請求項7】第1層用塗布液は、Ti、Zr、Al、V、
Cr、Mn、Zn、Sc元素の硝酸塩、有機酸塩、アセチル
アセトナート化合物、アルコキシド化合物を含んだアル
コキシシラン化合物の加水分解物のうちの少なくとも1
種以上よりなる請求項6記載の多機能ガラスの製造方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9190294A JPH1135342A (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 多機能ガラス及びその製法 |
| DE19831610A DE19831610A1 (de) | 1997-07-15 | 1998-07-14 | Photokatalytischer Glasgegenstand und Verfahren zu seiner Herstellung |
| GB9815371A GB2327428B (en) | 1997-07-15 | 1998-07-15 | Photocatalytic glass article and method for producing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9190294A JPH1135342A (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 多機能ガラス及びその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1135342A true JPH1135342A (ja) | 1999-02-09 |
Family
ID=16255782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9190294A Pending JPH1135342A (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 多機能ガラス及びその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1135342A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6582839B1 (en) | 1999-09-02 | 2003-06-24 | Central Glass Company, Limited | Article with photocatalytic film |
| CN102975416A (zh) * | 2012-12-05 | 2013-03-20 | 中山市创科科研技术服务有限公司 | 一种高抗氧化性的节能门窗基材 |
| JP2013119511A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Panasonic Corp | 被覆部材 |
| KR20170114338A (ko) * | 2016-04-04 | 2017-10-16 | 주식회사 케이씨씨 | 스테인 방지 코팅유리 |
| US11925332B2 (en) | 2018-12-28 | 2024-03-12 | Auris Health, Inc. | Percutaneous sheath for robotic medical systems and methods |
Citations (9)
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| JPH0632635A (ja) * | 1992-07-16 | 1994-02-08 | Central Glass Co Ltd | 電波低反射特性を有する熱線遮蔽ガラス |
| JPH0781977A (ja) * | 1993-07-29 | 1995-03-28 | Central Glass Co Ltd | 反射防止膜およびその製造方法 |
| WO1996029375A1 (en) * | 1995-03-20 | 1996-09-26 | Toto Ltd. | Method of photocatalytically making the surface of base material ultrahydrophilic, base material having ultrahydrophilic and photocatalytic surface, and process for producing said material |
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| JPH0972761A (ja) * | 1995-09-05 | 1997-03-18 | Nippon Soda Co Ltd | 計器用カバーガラス |
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| JPH11511109A (ja) * | 1995-08-18 | 1999-09-28 | ヘラー、アダム | 自浄式ガラスおよびその製造方法 |
-
1997
- 1997-07-15 JP JP9190294A patent/JPH1135342A/ja active Pending
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| US11925332B2 (en) | 2018-12-28 | 2024-03-12 | Auris Health, Inc. | Percutaneous sheath for robotic medical systems and methods |
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