具有光催化功能的构件及多层玻璃制造技术

本发明专利技术提供光催化活性高的构件以及应用此构件的多层玻璃。在基材（玻璃板）表面上形成光催化剂层（ＴｉＯ↓［２］），使结晶性底涂层（ＺｒＯ↓［２］）介于其间，在此光催化剂层和底涂层之间基本上不存在死层。并且通过在基材和底涂层之间设置非晶质层，未观察到光催化剂层和基体间的膜剥离和缺陷。特别通过将各层的膜厚设定在特殊区域内，能够提供具有能综合地平衡光学上反射色的特征、反射率的偏差小、光催化功能的膜构成的物品。

Component with photocatalysis function and multilayer glass

The present invention provides a member with high photocatalytic activity and multilayer glass using the same. In the substrate (glass) forming a photocatalyst layer on the surface (TiO: 2), the crystalline undercoat layer (ZrO: 2) in between, between the photocatalyst layer and the undercoat layer basically does not exist dead layer. Moreover, the film delamination and defects between the photocatalyst layer and the substrate are not observed by setting an amorphous layer between the substrate and the bottom coating. In particular, by setting the film thickness of each layer in a special area, an article having a film capable of comprehensively balancing the characteristics of an optically reflective color, a small deviation of reflectivity, and a photocatalytic function is provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在表面形成有光催化剂层的构件以及组装有此构件的多层玻璃。
技术介绍
众所周知，锐钛矿型的氧化钛等光催化剂通过紫外线的照射发挥分解有机物的防污染效果、抗菌性和亲水性。另外，最近通过可见光发挥催化功能的光催化剂也受到注目。在玻璃等构件表面形成上述光催化剂层时，多通过溅射、蒸镀等真空成膜法或者减压成膜法进行。专利文献1、专利文献2、专利文献3和专利文献4中提出了在玻璃等的基材表面形成光催化剂层时，在基材和光催化剂层之间设置底涂层的方案。专利文献1中公开了在玻璃基材表面形成由光催化剂组合物构成的介质时，为了防止从玻璃中溶出的碱导致的介质功能下降，在玻璃基材和光催化剂组合物(介质)之间设置阻挡层，作为阻挡层提出了使用氧化锆、特别是非晶质氧化锆的方案。专利文献2中公开了如下内容使底涂层介于中间，在基材上形成光催化剂层，特别是作为底涂层使用氧化锆、作为光催化剂层使用氧化钛。专利文献3中公开了如下内容使氧化锆等金属氧化物层介于基材(铝)和光催化剂层之间，通过此金属氧化物层抑制氧从光催化剂层向基材扩散。专利文献4中公开了如下内容作为光催化剂物质为氧化锆、在此氧化锆的外侧形成氧化钛层。专利文献5和专利文献6是作为涉及了层压有氧化锆和氧化钛的膜的膜厚与光学特性的关系的现有技术。专利文献5中记载了以下内容作为碱扩散防止层列举了厚度在10nm以下的SnO2和ZrO2，作为TiO2为20nm以下，并且当使物品具有透明性时，需要使被膜的厚度更薄。专利文献6中公开了在基板和氧化钛层之间，形成高温稳定型的立方晶系或正交晶系的氧化锆层，还记载了在汽车用途中光催化剂层的厚度必须达到可看透的程度。专利文献1特开平9-227167号公报专利文献2特开平10-66878号公报专利文献3特开2000-312830号公报专利文献4特开2001-205094号公报专利文献5特开2000-513696号公报、第12页8行专利文献6PCT国际公开公报(WO 02/40417)、第10页9行
技术实现思路
当利用文献1～5所述方法形成光催化剂层时，有时不能发挥作为光催化剂的功能，或光催化剂层的厚度不加厚的话，有时不能发挥作为光催化剂的功能，物品的反射率变大出现干涉色，难以将优选的反射率、色调与光催化活性兼顾。另外，如果按照专利文献6公开的那样，作为光催化剂层(TiO2)的底涂层设置结晶性氧化锆层时，则能够形成光催化活性优异的光催化剂层，在有必要形成高温稳定型的立方晶系或者正交晶系的氧化锆层时，作为基板不能使用耐热性低的树脂等。由于均匀地加热大尺寸的基板在技术上是困难的，因此有难以得到建筑用等的大尺寸光催化性构件等问题，除此之外也有产生色调不均的问题。众所周知，多层玻璃中屋外侧玻璃板的屋内侧表面设有热射线反射膜(低放射率膜Low-E膜)的构成，但设有这种热射线反射膜的玻璃板具有带绿色的色调，在色调的自由度上存在问题。为了解决上述问题，本专利技术涉及具有光催化功能的构件，在透明基材表面设置以含有硅、锡至少之一的氧化物、氧氮化物、和氮化物为主成分的剥离防止层，在此剥离防止层上形成光催化剂层，使结晶性底涂层介于其间，上述结晶性底涂层的厚度为2nm以上～40nm以下、优选为3nm以上～20nm以下，上述光催化剂层的厚度为2nm以上～15nm以下、优选为3nm以上～10nm以下。作为上述剥离防止层可举出非晶质的氧化硅、作为上述结晶性底涂层可举出氧化锆、作为上述光催化剂层可举出结晶性的氧化钛。结晶性底涂层特别优选单斜晶系氧化锆结晶。即，当用电子显微镜观察发挥和不发挥光催化功能的具有相同成膜厚度的光催化剂层(TiO2)的剖面结构时，可知其差别在于光催化剂层的结晶性。也就是说，从与基材的界面到层表面明确地连续形成柱状粒子结构的光催化剂层(TiO2)，发挥显著的光催化效果，而在与基材的界面附近未发现柱状粒子结构，存在非晶质层(以下称为死层)的光催化剂层未发挥充分的光催化效果。这里，死层是指非晶质的特征很强的层，可观测到电子衍射图像为晕圈图样(ハロ一パタ一ン)。而不是死层时，观测到的是衍射斑。当是上述死层基本上不存在的构成时，由于形成了从底涂层到光催化剂层连续的粒子结构，因此氯离子等半径小的离子、水分有时会通过这些粒子结构(柱状结构)的空隙从表面向玻璃基板(基材)方向扩散。这样的扩散分子到达玻璃基板时，氯离子等阴离子有时会与玻璃基板中存在的钠等碱离子发生反应而生成盐，膜会剥离或者产生缺陷。本专利技术人以下述见解为基础完成了本专利技术。即，如果通过促进光催化剂的结晶粒子生长的底涂层成膜光催化剂层时，则可抑制上述死层的出现；并且如果在底涂层和玻璃基板之间设置剥离防止层，则能够抑制膜从玻璃基板上的剥离、抑制缺陷的发生，且能抑制光催化性能的下降；而且作为底涂层通过使用含有单斜晶系氧化锆结晶的层，促进光催化剂结晶粒子生长的效果更加增强；进一步通过将结晶性底涂层的厚度和光催化剂层的厚度分别限定在特定范围内，反射率低、反射色调为浅蓝，没有反射率不均和色调不均，因此可优选应用于重视清爽感等特定设计的大面积建筑用玻璃。建筑用玻璃中，特别作为多层玻璃的屋外侧玻璃板应用上述的具有光催化功能的构件。此时，在屋外侧玻璃板的屋外侧表面设置以含有硅、锡至少之一的氧化物、氧氮化物、和氮化物为主成分的剥离防止层，在此剥离防止层上形成厚度2nm以上～15nm以下、优选为3nm以上～5nm以下的光催化剂层，使厚度2nm以上～25nm以下、优选为3nm以上～5nm以下的结晶性底涂层介于其间，在屋外侧玻璃板的屋内侧表面形成热射线反射膜。上述具有光催化功能的构件或者多层玻璃，玻璃防止层的厚度为2nm～200nm、优选为5nm～100nm。剥离防止层的厚度小于2nm，则对膜剥离、缺陷发生的抑制效果不充分，不优选。而剥离防止层的厚度即便大于200nm，由于对上述膜剥离、缺陷发生的抑制效果没有大幅度提高，从经济的观点考虑，剥离防止层厚度的上限优选为200nm。剥离防止层的厚度大于5nm，则水分的阻断效果提高，完全抑制了在基板和膜的界面上水溶性盐的产生，更加优选。由于此效果在上述剥离防止层的厚度为100nm以下就能充分发挥，因此更优选的剥离防止层厚度的上限为100nm。但是，当作为剥离防止层选择与基板折射率大不相同的物质时，优选尽可能薄层化，使得在色调上不产生变化。上述剥离防止层，由于阻断来自于表面的氯离子等粒子半径小的离子、水分，防止这些离子、分子到达玻璃基板(基材)、防止水溶性反应盐的产生，因此能够抑制由于其溶于水而引起的底涂层从基板上的剥离。当选择通过浮法制作而成的玻璃基板作为基材时，可将在与玻璃基板锡浴的接触面上形成的锡改性层或者非晶质氧化锡层作为剥离防止层。在本专利技术中，优选上述底涂层和光催化剂层由结晶性金属氧化物或者金属氧氮化物构成，构成上述底涂层的结晶中的氧原子间距离的至少一个与构成光催化剂层的结晶中的氧原子间距离的一个相近。如果组合满足此条件的底涂层和光催化剂层时，则在底涂层上形上光催化剂层时，以氧原子作为共同部分，结晶性的光催化剂层立即并容易生长。关注氧原子的间隔时，单斜晶氧化锆和锐钛矿型氧化钛在某部分近似(90～110％范围)，可认为作为底涂层选择单斜晶系的结晶性氧化锆化合物时，则在其上易形成锐钛矿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有光催化功能的构件，其在透明基材表面设置以含有硅、锡至少之一的氧化物、氧氮化物、和氮化物为主成分的剥离防止层，在此剥离防止层上形成光催化剂层，使结晶性底涂层介于其间，其特征在于，上述结晶性底涂层的厚度在２ｎｍ以上～４０ｎｍ以下，上述光催化剂层的厚度在２ｎｍ以上～１５ｎｍ以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安崎利明，木岛义文，稻冈大介，
申请(专利权)人：日本板硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]