Спосіб виготовлення скла зі зносостійким активним фотокаталітичним покриттям, спосіб виготовлення підкладки з фотокаталітичним активним покриттям, виріб, скло зі зносостійким активним фотокаталітичним покриттям
Номер патенту: 74550
Опубліковано: 16.01.2006
Автори: Маккарді Річард Джозеф, Херст Саймон Джеймз, Аммерлан Джоханнес Андреас Марія
Формула / Реферат
1. Спосіб виготовлення скла зі зносостійким активним фотокаталітичним покриттям, який відрізняється тим, що включає осадження на поверхню скляної підкладки активного фотокаталітичного титаноксидного шару товщиною, меншою ніж 40 нм шляхом приведення поверхні підкладки, що має температуру в діапазоні 645-720°С, в зіткнення з текучою сумішшю, яка містить джерело титану.
2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що підкладка має температуру в діапазоні 670-720°С.
3. Спосіб за пп.1 або 2, який відрізняється тим, що текуча суміш являє собою газоподібну суміш, яка містить тетраалкоксид титану як джерело титану.
4. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що текуча суміш являє собою газоподібну суміш, що містить тетраетоксид титану як джерело титану.
5. Спосіб за пп.1 або 2, який відрізняється тим, що текуча суміш являє собою газоподібну суміш, що містить хлорид титану як джерело титану і складний ефір, відмінний від метилового ефіру.
6. Спосіб виготовлення підкладки з активним фотокаталітичним покриттям, який відрізняється тим, що включає осадження титаноксидного покриття, що має товщину, меншу ніж 40 нм, на підкладку шляхом приведення поверхні підкладки в зіткнення з текучою сумішшю, яка містить хлорид титану і складний ефір, відмінний від метилового ефіру.
7. Спосіб за п.6, який відрізняється тим, що поверхня підкладки взаємодіє з текучою сумішшю при температурі підкладки в діапазоні 600-750°С.
8. Спосіб за пп.6 або 7, який відрізняється тим, що складний ефір являє собою алкільний ефір, який містить алкільну групу з воднем в β-положенні.
9. Спосіб за будь-яким з пп.6-8, який відрізняється тим, що складний ефір являє собою карбоксилатний ефір.
10. Спосіб за будь-яким з пп.6-9, який відрізняється тим, що складний ефір являє собою алкільний ефір, який має алкільну групу С2 – С4.
11. Спосіб за п.10, який відрізняється тим, що складний ефір являє собою етиловий ефір.
12. Спосіб за п.11, який відрізняється тим, що складний ефір являє собою етилацетат.
13. Спосіб за будь-яким з пп.6-12, який відрізняється тим, що складний ефір являє собою єдине джерело кисню в текучій суміші.
14. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що текуча суміш являє собою газоподібну суміш.
15. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що операції способу виконують в оперативному режимі в процесі виробництва флоат-скла, а підкладкою є стрічка скла.
16. Спосіб за п.15, який відрізняється тим, що операції способу виконують у флоат-ванні.
17. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що операції способу виконують при атмосферному тиску.
18. Виріб зі зносостійким активним фотокаталітичним покриттям, який включає підкладку з нанесеним на одну з її поверхонь фотокаталітичним активним титаноксидним покриттям, який відрізняється тим, що покрита поверхня підкладки має фотокаталітичну активність, більшу ніж 5·10-3 см-1 хв-1, а підкладка з покриттям відбиває 35 % або менше видимого світла при вимірюванні на покритій стороні.
19. Виріб за п.18, який відрізняється тим, що покрита поверхня підкладки має фотокаталітичну активність, більшу ніж 1·10-2 см-1 хв-1.
20. Виріб за п. 19, який відрізняється тим, що покрита поверхня підкладки має фотокаталітичну активність, більшу ніж 3·10-2 см-1 хв-1.
21. Виріб за будь-яким з пп. 18-20, який відрізняється тим, що підкладка з покриттям відбиває 20 % або менше видимого світла при вимірюванні на покритій стороні.
22. Виріб за п. 21, який відрізняється тим, що підкладка з покриттям відбиває 15 % або менше видимого світла при вимірюванні на покритій стороні.
23. Виріб за будь-яким з пп. 18-22, який відрізняється тим, що підкладка виконана зі скла.
24. Виріб за будь-яким з пп. 18-23, який відрізняється тим, що підкладка з покриттям містить між поверхнею підкладки і активним фотокаталітичним титаноксидним покриттям проміжний шар, що блокує іон лужного металу.
25. Виріб за п. 24, який відрізняється тим, що проміжний шар, який блокує іон лужного металу, є шаром оксиду кремнію.
26. Виріб за будь-яким з пп. 18-25, який відрізняється тим, що активне фотокаталітичне титаноксидне покриття має товщину 30 нм або менше.
27. Виріб за будь-яким з пп. 18-26, який відрізняється тим, що активне фотокаталітичне титаноксидне покриття має товщину 20 нм або менше.
28. Виріб за п. 27, який відрізняється тим, що активне фотокаталітичне титаноксидне покриття має товщину в діапазоні від 2 до 20 нм.
29. Виріб за будь-яким з пп. 18-28, який відрізняється тим, що покрита поверхня підкладки має крайовий кут змочування з водою 20° або менше.
30. Виріб за будь-яким з пп. 18-29, який відрізняється тим, що підкладка з покриттям має коефіцієнт матовості менше ніж 1 %.
31. Виріб за будь-яким з пп. 18-30, який відрізняється тим, що він отриманий способом за будь-яким з пп. 1-17.
32. Виріб за будь-яким з пп. 18-31, який відрізняється тим, що покрита поверхня підкладки стійка до стирання, причому вона залишається фотокаталітичноактивною після 300 ходів у випробуваннях на стирання за європейським стандартом.
33. Виріб за п. 32, який відрізняється тим, що покрита поверхня залишається фотокаталітичноактивною після 500 ходів у випробуваннях на стирання за європейським стандартом.
34. Виріб за п. 33, який відрізняється тим, що покрита поверхня залишається фотокаталітичноактивною після 1000 ходів у випробуваннях на стирання за європейським стандартом.
35. Виріб за будь-яким з пп. 32-34, який відрізняється тим, що коефіцієнт матовості підкладки з покриттям становить 2 % або менше після випробувань на стирання за європейським стандартом.
36. Виріб за будь-яким з пп. 18-35, який відрізняється тим, що покрита поверхня підкладки стійка до циклічних випробувань на вологостійкість, так що покрита поверхня залишається фотокаталітичноактивною після 200 циклів випробувань підкладки з покриттям на вологостійкість.
37. Скло зі зносостійким фотокаталітичним активним покриттям, яке відрізняється тим, що містить скляну підкладку, що має покриття на одній із його поверхонь, де згадане покриття містить проміжний шар, який блокує іон лужного металу, і зовнішній активний фотокаталітичний титаноксидний шар, причому поверхня підкладки стійка до стирання та залишається фотокаталітичноактивною після 300 ходів у випробуваннях на стирання за європейським стандартом.
38. Скло за п. 37, яке відрізняється тим, що відбиває 35 % або менше видимого світла при вимірюванні на покритій стороні і фотокаталітичний активний титаноксидний шар якого має товщину 30 нм або менше.
39. Скло з покриттям, яке містить скляну підкладку, що має фотокаталітичне активне титаноксидне покриття на одній із його сторін, яке відрізняється тим, що покрита поверхня скла має фотокаталітичну активність, більшу за 8·10-2 см-1 хв-1, і тим, що скло з покриттям відбиває менше ніж 20 % видимого світла при вимірюванні на покритій стороні.
40. Багатопанельний модуль скління, який містить першу панель скління у вигляді підкладки з покриттям за будь-яким з пп. 18-39, яка розташована навпроти другої панелі скління з проміжком між ними.
41. Ламіноване скло, яке містить перший скляний шар зі скла з покриттям за будь-яким з пп. 18-39, полімерний проміжний шар і другий скляний шар.
Текст
1. Спосіб виготовлення скла зі зносостійким активним фотокаталітичним покриттям, який відрізняється тим, що включає осадження на поверхню скляної підкладки активного фотокаталітичного титаноксидного шару товщиною, меншою ніж 40 нм шляхом приведення поверхні підкладки, що має температуру в діапазоні 645-720°С, в зіткнення з текучою сумішшю, яка містить джерело титану. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що підкладка має температуру в діапазоні 670-720°С. 3. Спосіб за пп.1 або 2, який відрізняється тим, що текуча суміш являє собою газоподібну суміш, яка містить тетраалкоксид титану як джерело титану. 4. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що текуча суміш являє собою газоподібну суміш, що містить тетраетоксид титану як джерело титану. 5. Спосіб за пп.1 або 2, який відрізняється тим, що текуча суміш являє собою газоподібну суміш, що містить хлорид титану як джерело титану і складний ефір, відмінний від метилового ефіру. 6. Спосіб виготовлення підкладки з активним фотокаталітичним покриттям, який відрізняється тим, що включає осадження титаноксидного покриття, що має товщину, меншу ніж 40 нм, на підкладку шляхом приведення поверхні підкладки в 2 (19) 1 3 74550 4 33. Виріб за п.32, який відрізняється тим, що пок35% або менше видимого світла при вимірюванні на покритій стороні. рита поверхня залишається фотокаталітичноакти19. Виріб за п.18, який відрізняється тим, що поквною після 500 ходів у випробуваннях на стирання рита поверхня підкладки має фотокаталітичну акза європейським стандартом. 34. Виріб за п.33, який відрізняється тим, що поктивність, більшу ніж 1·10-2см-1хв-1. 20. Виріб за п.19, який відрізняється тим, що покрита поверхня залишається фотокаталітичноактирита поверхня підкладки має фотокаталітичну аквною після 1000 ходів у випробуваннях на стирантивність, більшу ніж 3·10-2см-1хв-1. ня за європейським стандартом. 21. Виріб за будь-яким з пп.18-20, який відрізня35. Виріб за будь-яким з пп.32-34, який відрізняється тим, що підкладка з покриттям відбиває 20 ється тим, що коефіцієнт матовості підкладки з % або менше видимого світла при вимірюванні на покриттям становить 2% або менше після випропокритій стороні. бувань на стирання за європейським стандартом. 22. Виріб за п.21, який відрізняється тим, що під36. Виріб за будь-яким з пп.18-35, який відрізняється тим, що покрита поверхня підкладки стійка кладка з покриттям відбиває 15% або менше видимого світла при вимірюванні на покритій стороні. до циклічних випробувань на вологостійкість, так 23. Виріб за будь-яким з пп.18-22, який відрізнящо покрита поверхня залишається фотокаталітичється тим, що підкладка виконана зі скла. ноактивною після 200 циклів випробувань підклад24. Виріб за будь-яким з пп.18-23, який відрізняки з покриттям на вологостійкість. ється тим, що підкладка з покриттям містить між 37. Скло зі зносостійким фотокаталітичним активним покриттям, яке відрізняється тим, що містить поверхнею підкладки і активним фотокаталітичним титаноксидним покриттям проміжний шар, що блоскляну підкладку, що має покриття на одній із його кує іон лужного металу. поверхонь, де згадане покриття містить проміжний 25. Виріб за п.24, який відрізняється тим, що шар, який блокує іон лужного металу, і зовнішній проміжний шар, який блокує іон лужного металу, є активний фотокаталітичний титаноксидний шар, шаром оксиду кремнію. причому поверхня підкладки стійка до стирання та 26. Виріб за будь-яким з пп.18-25, який відрізнязалишається фотокаталітичноактивною після 300 ється тим, що активне фотокаталітичне титанокходів у випробуваннях на стирання за європейсьсидне покриття має товщину 30 нм або менше. ким стандартом. 27. Виріб за будь-яким з пп.18-26, який відрізня38. Скло за п.37, яке відрізняється тим, що відбиється тим, що активне фотокаталітичне титанокває 35% або менше видимого світла при вимірюсидне покриття має товщину 20 нм або менше. ванні на покритій стороні і фотокаталітичний акти28. Виріб за п.27, який відрізняється тим, що аквний титаноксидний шар якого має товщину 30нм тивне фотокаталітичне титаноксидне покриття має або менше. товщину в діапазоні від 2 до 20нм. 39. Скло з покриттям, яке містить скляну підклад29. Виріб за будь-яким з пп.18-28, який відрізняку, що має фотокаталітичне активне титаноксидне ється тим, що покрита поверхня підкладки має покриття на одній із його сторін, яке відрізняється крайовий кут змочування з водою 20° або менше. тим, що покрита поверхня скла має фотокаталіти30. Виріб за будь-яким з пп.18-29, який відрізнячну активність, більшу за 8·10-2см-1хв-1, і тим, що ється тим, що підкладка з покриттям має коефіціскло з покриттям відбиває менше ніж 20% видимоєнт матовості менше ніж 1%. го світла при вимірюванні на покритій стороні. 31. Виріб за будь-яким з пп.18-30, який відрізня40. Багатопанельний модуль скління, який містить ється тим, що він отриманий способом за будьпершу панель скління у вигляді підкладки з покяким з пп.1-17. риттям за будь-яким з пп.18-39, яка розташована 32. Виріб за будь-яким з пп.18-31, який відрізнянавпроти другої панелі скління з проміжком між ється тим, що покрита поверхня підкладки стійка ними. до стирання, причому вона залишається фотока41. Ламіноване скло, яке містить перший скляний талітичноактивною після 300 ходів у випробуваншар зі скла з покриттям за будь-яким з пп.18-39, нях на стирання за європейським стандартом. полімерний проміжний шар і другий скляний шар. Даний винахід відноситься до способу отримання активних фотокаталітичних покриттів на підкладках; зокрема, але не виключно, він відноситься до способу виготовлення скла з активними фотокаталітичними та іншими подібними покриттями. Відомий спосіб осадження на підкладки, в тому числі на скляні підкладки, тонких одно- або багатошарових покриттів, які мають різноманітні властивості. Однією з властивостей, що представляють особливий інтерес, є фотокаталітична активність, яка виникає внаслідок фотогенерації напівпровідникової пари "дірка-електрон" при впливі на напівпровідник світла відповідної довжини хвилі. Пара "дірка-електрон" може утворювати ся на сонячному світі і у вологій атмосфері може вступати в реакції зі створенням гідроксильних і пероксильних радикалів на поверхні напівпровідника. Радикали окислюють органічні забруднення на поверхні. Цю властивість використовують для отримання самоочисних поверхонь, зокрема, самоочисних шибок. Ефективним фотокаталізатором може бути двоокис титану, який може бути осаджений на підкладку з отриманням прозорого покриття, що має властивості фотокаталітичного самоочищення. Фотокаталітичні покриття на основі окису титану описані [в ЕР 0 901 991 А2, WO 97/07069, WO 97/07069, WO 97/10186, WO 98/41480, в Abstract 735 of 187th Electrochemical Society Meeting (Reno, 5 74550 6 NV, 95-1, p.1102) і в журналі New Scientist (26 і джерело кисню, при цьому згадана підкладка має August 1995, p.19)]. [У WO 98/06675] описаний температуру щонайменше 600°С, за рахунок чого спосіб хімічного осадження з парової фази, згідно покрита поверхня підкладки має фотокаталітичну якому титаноокисні покриття з високою швидкістю активність більше ніж 5 10-3см-1хв-1, а відбиття осаджують на гаряче плоске скло з використанням видимого світла, виміряне на покритій стороні, газової суміші хлориду титану і органічної сполуки, 35% або менше. яка є джерелом кисню для утворення титаноокисПереважно, підкладка має температуру від ного покриття. 625°С до 720°С, більш переважно - від 645°С до Раніше вважалося, що для отримання хорошої 720°С. фотокаталітичної активності необхідно осаджувати Доцільно, якщо текуча суміш включає хлорид відносно товсті титаноокисні покриття. Наприклад, титану як джерело титану, а також складний ефір, [в WO 98/41480] затверджується, що самоочисні відмінний від метилового ефіру. Так, згідно з переактивні фотокаталітичні покриття повинні бути важним варіантом здійснення, спосіб виготовлення досить товстими для того, щоб забезпечити припідкладок із активним фотокаталітичним покритйнятний рівень активності, і переважна товщина тям включає осадження на підкладку титаноокиспокриття складає щонайменше близько 200Å, ного покриття товщиною менше ніж 40нм шляхом більш переважно - щонайменше близько 500Å приведення поверхні підкладки в зіткнення з теку(виміряна товщина титаноокисних покриттів, отричою сумішшю, яка містить хлорид титану і складманих в Прикладах, знаходилася в діапазоні від ний ефір, відмінний від метилового ефіру. 400Å до 2100Å). Спосіб може бути здійснений в умовах, коли Однак недолік відносно товстих титаноокисних поверхня підкладки стикається з текучою сумішшю покриттів полягає в тому, що вони мають високу при температурі підкладки від 600°С до 750°С. міру відбиття видимого світла і, отже, відносно Переважно, складний ефір являє собою алкінизьке пропускання світла. Цей недолік описаний льний ефір, який містить алкільну групу з -воднем у вищезазначеній статті в журналі New Scientist (алкільна група алкільного ефіру являє собою грувідносно вітрового скла з покриттям, де запропопу, отриману від спирту при синтезі ефіру, а новано для зниження ефекту сильного відбиття водень являє собою водень, зв'язаний з атомом покривати приладову панель чорним оксамитом вуглецю відносно кисню ефірного зв'язку в складабо іншим матеріалом, який не відбиває світло на ному ефірі). Переважно, ефір являє собою карбоквітрове скло з покриттям. силатний ефір. Вищезазначена заявка ЕР 0 901 991 А2 стосуВідповідними ефірами можуть бути алкільні ється фотокаталітичних скляних панелей із покефіри, що мають алкільну групу С2-С10, однак периттям із двоокису титану особливої кристалічної реважно ефір являє собою алкільний ефір, що має структури, який відрізняється наявністю особливих алкільну групу С2-С4. піків в її рентгенівській дифракційній картині. В Переважно, ефір являє собою сполуку формуописі розглянуті покриття різної товщини (товщина ли R-C(O)-O-C(X)(X')-C(Y)(Y')-R', де R і R' предстапокриттів в Прикладах лежала в діапазоні від 20нм вляють водень або алкільну групу, X, X', Υ і Υ' до 135нм, при цьому більш тонкі покриття мали представляють одновалентні заступники, переваменшу фотокаталітичну активність ніж більш товсжно алкільні групи або атоми водню, і де щонайті покриття). В описі також розглянуті різні темпеменше одна з груп Υ і Υ' представляє водень. ратури осадження в діапазоні від мінімальної Відповідні ефіри, які можуть бути використані в 300°С до максимальної 750°С, при цьому переваспособі по даному винаходу, включають: етилфожними виявилися температури від 400°С до 600°С, рмат, етилацетат, етилпропіонат, етилбутират, nі у всіх Прикладах по винаходу шар двоокису титапропілформат, n-пропілацетат, n-пропілпропіонат, на осаджували при температурі в межах цього n-пропілбутират, ізопропілформат, ізопропілацепереважного діапазону або нижче. тат, ізопропілпропіонат, ізопропілбутират, nАвтори даної заявки виявили, що шляхом осабутилформат, n-бутилацетат і t-бутилацетат. дження титаноокисних покриттів при більш висоПереважно, складний ефір являє собою етиких температурах, зокрема, температурах вище ловий ефір, більш переважно ефір являє собою ніж 600°С, можна отримувати покриття заданої етилформат, етилацетат або етилпропіонат. Найтовщини з підвищеною фотокаталітичною активнібільш переважно ефір являє собою етилацетат. стю, при цьому ті ж фотокаталітичні характеристиТекуча суміш може бути рідкою, зокрема, диски можна отримуваати при меншій товщині покпергованою у вигляді тонкодисперсного пилу (тариття. Істотною є та обставина, що такі більш тонкі кий спосіб часто називають "осадження розпиленпокриття дозволяють зменшити відбиття видимого ням"), але переважно текуча суміш є світла і, очевидно внаслідок більш високої темпегазоподібною. Спосіб осадження, здійснюваний із ратури їх осадження, мають підвищену зносостійвикористанням початкової газоподібної суміші, кість, зокрема, підвищену стійкість до стирання і часто називають хімічним осадженням із парової циклічних температурних навантажень у вологій фази (CVD - Chemical Vapor Deposition). Переважатмосфері. но в CVD використовують ламінарний потік, хоча Таким чином, даний винахід відноситься до також може бути використаний CVD-спосіб із турспособу виготовлення підкладок з активним фотобулентним потоком. каталітичним покриттям, який включає осадження Осадження за способом може бути здійснено титаноокисного покриття на поверхні підкладки на підкладки різних розмірів, в тому числі на лисшляхом приведення поверхні підкладки в зіткнентові підкладки, зокрема, на форматні листи зі скла, ня з текучою сумішшю, яка містить джерело титану або переважно на безперервну стрічку скла безпо 7 74550 8 середньо в процесі виготовлення флоат-скла. ТаПереважно, покрита поверхня підкладки має ким чином, переважно, спосіб здійснюють в операфотокаталітичну активність більше ніж 1 10-2см1 тивному режимі, тобто, безпосередньо в процесі хв-1, більш переважно більше ніж 3 10-2см-1хв-1. виготовлення флоат-скла, а підкладкою при цьому При слабкому відбитті видимого світла виниє стрічка скла. Якщо спосіб здійснюють в ході викає менше відволікаючих увагу чинників, ніж при робничого процесу, то його переважно виконують високому відбитті, що важливо, особливо у разі на стрічці скла, коли вона знаходиться у флоатскляних підкладок, оскільки при слабкому відбитті ванні. видимого світла забезпечується високе пропусПеревага здійснення способу в оперативному кання світла, що важливо у разі застосування скла режимі складається в тому, що отримане в такому в архітектурних спорудах і особливо в авторежимі покриття є більш зносостійким, зокрема, мобілях. має підвищену стійкість до стирання і більш високу Переважно, відбиття підкладкою з покриттям хімічну стійкість. видимого світла, виміряне на покритій стороні, Хоча спосіб осадження в оперативному режимі становить 20% або менше, більш переважно 17% є переважним, можливі також і інші способи осаабо менше і найбільш переважно 15% або менше. дження, які здійснюються по суті при атмосферноУ більшості варіантів здійснення винаходу пому тиску. крита підкладка буде по суті прозорою, а в переУ найбільш переважному варіанті здійснення важному варіанті здійснення підкладкою є скляна запропонований спосіб виготовлення скла зі знооснова. Звичайно скляна основа виконана з натрісостійким активним фотокаталітичним покриттям єво-кальцієво-силікатного скла. включає осадження на поверхню скляної підкладЯкщо підкладка виконана з натрієво-кальцієвоки активного фотокаталітичного шару окису титану силікатного скла або містить іон іншого лужного шляхом приведення поверхні підкладки, що має металу, то переважно між поверхнею підкладки і температуру в діапазоні 645-720°С, переважно в активним фотокаталітичним титаноокисним покдіапазоні 670-720°С, в зіткнення з текучою сумішриттям є підстилаючий шар, що блокує іон лужношю, яка містить джерело титану. го металу. Це знижує здатність іонів лужних метаЯк було відмічено вище, автори виявили, що лів мігрувати з підкладки в активне осадженням окису титану при високій температурі фотокаталітичне титаноокисне покриття, що важможуть бути отримані покриття з відносно високою ливо в зв'язку з відомою здатністю іонів лужних для їх товщини фотокаталітичною активністю, і, металів отруювати напівпровідникові окисні покоскільки покриття з малою товщиною дають більш риття і знижувати їх активність. слабке відбиття, то винахід також відноситься до Підстилаючий шар, що блокує іони лужного нових виробів, в яких висока фотокаталітична акметалу, може містити оксид металу, але переважтивність добре поєднується з помірним або низьно шар, що блокує іони лужного металу, являє ким відбиттям світла. собою шар оксиду кремнію. Оксидом кремнію моТаким чином, в іншому аспекті даний винахід же бути кремнезем, але він не обов'язково повинадає виріб із активним фотокаталітичним покритнен бути стехіометричним і може містити вклютям, який містить підкладку з нанесеним на одну з чення, такі як вуглець (у цьому разі його часто її поверхонь активним фотокаталітичним титанооназивають оксикарбідом і осаджують, як описано кисним покриттям, який відрізняється тим, що пок[в GB 2,199,848В]) або азот (оксинітрид кремнію). рита поверхня підкладки має фотокаталітичну акДоцільно, якщо підстилаючий шар, що блокує тивність більше ніж 5 10-3см-1хв-1, і тим, що іон лужного металу, буде настільки тонким, щоб відбиття підкладкою з покриттям видимого світла, він не впливав істотним чином на оптичні властивиміряне на покритій стороні, становить 35% або вості покриття, зокрема, не знижував прозорість менше. підкладки з покриттям або не створював інтерфеВисока фотокаталітична активність є корисною ренційних узорів при відбитті або пропусканні. Відтому, що кількість забруднень (включаючи бруд) повідний діапазон товщини буде залежати від на покритій поверхні підкладки з активним фотокавластивостей матеріалу, що використовується для талітичним покриттям, буде зменшуватись швидформування шару, що блокує іони лужного металу ше, ніж на підкладках із відносно низькою фотока(зокрема, від його коефіцієнта заломлення), але талітичною активністю. Крім того, при високій звичайно підстилаючий шар, що блокує іони лужфотокаталітичній активності забезпечується більш ного металу, має товщину менше ніж 60нм, перешвидке видалення забруднень поверхні при низьважно - менше ніж 40нм. Якщо цей шар присутній, ких рівнях інтенсивності ультрафіолетового світла. то він завжди повинен бути досить товстим для Фотокаталітичну активність в контексті даного зниження або блокування міграції іонів лужного опису визначають шляхом вимірювання рівня змеметалу зі скла в титаноокисне покриття. ншення інтегрованої поглинальної здатності піків Перевага даного винаходу складається в тоінфрачервоного поглинання, відповідних смугам му, що товщина активного фотокаталітичного тиС-Н тонкої плівки стеаринової кислоти, нанесеної таноокисного покриття може бути досить малою на підкладку з покриттям, при впливі УФ(що забезпечує слабке відбиття видимого світла опромінювання від УФА-лампи, що має інтенсивпокритої підкладки), однак підкладка з покриттям ність близько 32Вт/м2 біля покритої поверхні підкпри цьому має високу фотокаталітичну активність. ладки і пікову довжину хвилі 351нм. Стеаринова Переважно, титаноокисне покриття має товщину кислота може бути нанесена на покриту підкладку 30нм або менше, більш переважно 20нм або менцентрифугуванням розчину стеаринової кислоти в ше і найбільш переважно титаноокисне покриття метанолі, як описано нижче. має товщину в діапазоні від 2нм до ~20нм. 9 74550 10 Перевага даного винаходу полягає також в вання ультрафіолетовим світлом (наприклад, із тому, що при осадженні титаноокисних покриттів піковою довжиною хвилі 351нм) знижує крайовий потрібно менше початкової суміші, і шари можуть кут змочування з водою до величини нижче ніж бути осаджені протягом відносно короткого часу. 15°. Цей кут змочування після стирання покритої Тонке титаноокисне покриття також із меншою підкладки звичайно досягається менше ніж за 48 імовірністю буде спричиняти появу інтерференційчасів опромінювання при інтенсивності близько них узорів при відбитті або пропусканні світла. 32Вт/м2 біля покритої поверхні підкладки. Однак особлива перевага складається в тому, що Переважно, підкладка з покриттям має коефітитаноокисне покриття має низьку відбивну здатцієнт матовості 2% або менше після випробувань ність видимого світла, що особливо важливо, коли на стирання по європейському стандарту. підкладкою є скло. Звичайно товщина титаноокисЗносостійкі підкладки з покриттям по даному ного покриття визначається виходячи з величини винаходу можуть бути також стійкими до циклічних необхідного пропускання світла скла з покриттям. випробувань на вологостійкість (які моделюють Переважно, покрита поверхня підкладки має атмосферний вплив). Так, в переважних варіантах крайовий кут змочування з водою рівний або менздійснення винаходу покрита поверхня підкладки ше ніж 20°. Свіжовиготовлене або очищене скло стійка до циклічних випробувань на вологостійкість має гідрофільну поверхню (крайовий кут змочунастільки, що покрита поверхня залишається фовання з водою менше ніж 40° означає гідрофільну токаталітично активною після 200 циклів. У даному поверхню), але органічні забруднення швидко описі циклічні випробування на вологостійкість прилипають до поверхні, збільшуючи кут змочуявляють собою випробування, в яких покриття вання. Особлива користь підкладок із покриттям (і піддають термоциклюванню по циклу 35°С-75°С особливо скла з покриттям) по даному винаходу протягом 4 годин при майже 100% відносній волополягає в тому, що опромінювання ультрафіолегості. Підкладка з покриттям вважається такою, що товим світлом відповідної довжини хвилі навіть зберегла фотокаталітичну активність, якщо після забрудненої покритої поверхні буде знижувати кут випробувань опромінювання ультрафіолетовим змочування за рахунок зменшення кількості або світлом знижує крайовий кут змочування з водою руйнування цих забруднень. Додаткова перевага до величини нижче ніж 15°. полягає в тому, що вода буде розтікатися по повеУ наступному переважному варіанті здійсненрхні, що має менший кут змочування, чим забезня даний винахід надає зносостійке фотокаталітипечується зменшення відволікаючого ефекту крачно активне скло з покриттям, що являє собою плин води на поверхні (наприклад, від дощу) і скляну підкладку, що має покриття на одній із її змивання бруду і інших речовин, які не були зруйсторін, при цьому згадане покриття містить підстиновані за рахунок фотокаталітичної активності лаючий шар, що блокує іон лужного металу, і фоповерхні. Крайовий кут змочування з водою являє токаталітично активний шар окису титану, і покрисобою кут, що утворюється меніском краплини та поверхня підкладки стійка до стирання води на поверхні скла, і може бути визначений настільки, що покрита поверхня залишається фовідомим способом шляхом вимірювання діаметра токаталітично активною після 300 ходів у випробукраплини води відомого об'єму на поверхні скла і ванні на стирання по європейському стандарту. У розрахований ітеративним методом. цьому варіанті здійснення скло з покриттям переПереважно, підкладка з покриттям має коефіважно відбиває 35% або менше видимого світла з цієнт матовості 1% або менше, що також корисно, покритої сторони, а фотокаталітично активний оскільки цим забезпечується хороша обзорність титаноокисний шар переважно має товщину 30нм через прозору підкладку з покриттям. або менше. Несподівано виявилося, що тонкі покУ переважних варіантах здійснення покрита риття стійкі до стирання, хоч раніше передбачаповерхня підкладки стійка до стирання настільки, ється, що лише відносно товсті покриття можуть що покрита поверхня залишається фотокаталітичмати хорошу зносостійкість. но активною після 300 ходів в тесті на стирання по У наступному варіанті здійснення даний винаєвропейському стандарту. Переважно, покрита хід надає скло з покриттям, що являє собою скляповерхня зберігає фотокаталітичну активність пісну підкладку, яка має активне фотокаталітичне ля 500 ходів в тесті на стирання по європейському титаноокисне покриття на одній із її сторін, стандарту, і більш переважна - після 1000 ходів в яке відрізняється тим, що покрита поверхня тесті на стирання по європейському стандарту. скла має фото каталітичну активність більше Це є важливою властивістю, оскільки самооніж 4 10-2см-1хв-1, переважно більше чисні вироби з покриттям по даному винаходу буніж 6 10-2см-1хв-1, і більш переважно – більше дуть часто використовуватися покритою поверхніж 8 10-2см-1хв-1, і тим, що скло з покриттям віднею назовні (наприклад, скло, покрита поверхня биває менше 20% видимого світла при вимірюякого використовується як зовнішня поверхня вікванні на покритій стороні. на), і покриття буде зазнавати стирання. Вироби з покриттям по даному винаходу маЄвропейський стандарт тесту на стирання по ють застосування в багатьох областях, наприклад, [BS EN 1096 Part 2 (1999)] включає зворотнов модулях скління, в тому числі в багатопанельних поступальний рух фетрового притискного полозка модулях скління, які містять першу панель скління при заданій швидкості і тиску на поверхню зразка. у вигляді скла з покриттям і другу панель скління з У контексті даного опису підкладка з покритповітряним проміжком між ними, або у вигляді латям буде вважатися такою, що зберегла фотокамінованого скла, яке містить перший скляний шар талітичну активність, якщо після випробувань на зі скла з покриттям, полімерний проміжний шар стирання по європейському стандарту опроміню(наприклад, із полівінілбутиралю) і другий скляний 11 74550 12 шар. дтримується шляхом подачі відповідного газу, наВироби з покриттям по даному винаходу моприклад, газу, який містить азот і 2% (об'єми.) воджуть не тільки використовуватися як самоочисні ню, в зону 18 через трубопроводи 23, які сполучені вироби (зокрема, самоочисні шибки), але також з колектором 24. Неокислюючий газ подають у можуть бути корисними для зниження концентрації зону 18 із трубопроводів 23 зі швидкістю, достататмосферних забруднень. Наприклад, скло з покньою для компенсації втрат газу (частина неокисриттям при опромінюванні світлом ультрафіолетолюючої атмосфери витікає із зони 18 під торцевивого діапазону (в тому числі ультрафіолетовим ми стінками 17), і для підтримування невеликого випромінюванням, що міститься в сонячному світнадлишкового тиска відносно навколишнього селі), може руйнувати атмосферні забруднення, такі редовища. Ванну олова 15 і замкнуту зону 18 наяк оксиди азоту, озон і органічні забруднювачі, що грівають за рахунок випромінювання від встановадсорбуються на поверхні скла з покриттям. Це лених вище нагрівників 25. Зону нагріву 18 особливо важливе при застосуванні на відкритому загалом підтримують при температурі близько просторі в забудованих районах (наприклад, на 1330-1400°F (721-760°C). Атмосфера в лері 12 міських вулицях), де концентрація органічних зазвичайно складається з повітря, а зона охолоджубруднювачів може бути відносно високою (особвання взагалі відкрита назовні. Скло обдувається ливо в інтенсивному сонячному світлі), але в цьонавколишнім повітрям за допомогою вентиляму випадку потрібно, щоб площа поверхні скла торів 26. була досить великою. В інших випадках скло з Установка 10 також включає пристрої 27, 28, покриттям (із покритою поверхнею, звернутою 29 і 30 для нанесення покриттів, розташовані посвсередину) може бути використано для зменшенлідовно в флоат-зоні 11 над стрічкою флоат-скла ня концентрації забруднення повітря всередині 37. Початкові газоподібні суміші для окремих шабудівель, особливо в адміністративних будівлях, рів покриття подаються у відповідні пристрої для які мають відносно високу концентрацію зананесення покриттів, які, в свою чергу, направлябруднень. ють початкові газоподібні суміші на гарячу поверхДалі винахід проілюстрований, але не обменю стрічки флоат-скла 37. Температура стрічки жений, наступними кресленнями. флоат-скла 37 має найбільш високе значення в На Фіг.1 показаний графік залежності фотокамісці розміщення пристрою для нанесення покритталітичної активності від товщини титаноокисного тів 27, найближчого до труби 20, і найбільш низьке шару для скла з покриттям, виготовленим спосозначення - в місці розміщення пристрою для нанебом по винаходу. сення покриттів 30, найближчому до леру 12. На Фіг.2 показана установка для хімічного Далі винахід проілюстрований Прикладами, в осадження покриттів по винаходу з парової фази яких покриття наносили шляхом хімічного осабезпосередньо в процесі виготовлення скла. дження з парової фази з ламінарним потоком у Представлені на Фіг.1 зразки скла з покриттям флоат-ванні на рухому стрічку флоат-скла в пробули отримані безпосередньо в процесі виготовцесі виробництва скла. У цих Прикладах на стрічку лення, тобто, в оперативному режимі, способом скла наносили двохшарові покриття. CVD, описаним нижче в Прикладах. Кружки 1 відВсі об'єми газу виміряні при нормальних темносяться до титаноокисних шарів, осаджених із пературі і тиску, якщо не обумовлено інакше. Вевикористанням тетрахлориду титану як початковоличини товщини, вказані для шарів, визначали з го титанового компонента, а хрестики 2 відносятьвикористанням скануючого електронного мікросся до титаноокисних шарів, осаджених із викорископа високого дозволу і оптичного моделювання танням тетраетоксиду титану як початкового відбиття і спектрів пропускання скла з покриттям. титанового компонента. Товщину покриттів вимірювали з погрішністю блиШари покриття можуть бути нанесені в операзько 5 %. Властивості пропускання і відображення тивному режимі на скляну підкладку шляхом хімічскла з покриттям визначали з використанням спекного осадження з парової фази в процесі виробтрофотометра Hitachi U-4000. Величини a, b і L*, ництва скла. На Фіг.2 показана установка, що згадуються тут відносно пропускання і/або відпозначена загальною позицією 10, придатна для биття скла, оцінювали за системою СІЕ Lab. Відоперативного виготовлення скляних виробів із биття і пропускання видимого світла для скла з покриттям по даному винаходу, що включає флопокриттям визначали з використанням джерела ат-секцію 11, лер 12 і секцію охолоджування 13. світла D65 і стандартного вимірювача СІЕ 2°, у Флоат-секція 11 має дно 14 із ванною розплавлевідповідності зі стандартом ISO 9050 (Parry Moon ного олова 15, кришку 16, бічні стінки (не показані) airmass 2). Коефіцієнти матовості скла з покриттям і торцеві стінки 17, які разом утворюють герметичвимірювали з використанням WYK-Gardner ну конструкцію, яка містить замкнуту зону 18, в Hazeguard + нефелометр. якій підтримується атмосфера, яка не окислює, що Фотокаталітичну активність скла з покриттям виключає окислення олова у ванні 15. У процесі визначали по мірі зменшення площі інфрачервороботи установки 10 розплавлене скло 19 заливаних піків, відповідних С-Н лініям плівки стеариноють в трубу 20 і звідти воно перетікає під дозуювої кислоти на покритій поверхні скла під опромічою стінкою 21 вниз на поверхню ванни олова 15, нюванням ультрафіолетом А. Плівка стеаринової утворює стрічку флоат-скла 37, яку витягують за кислоти була нанесена на зразки скла площею 7допомогою відривних роликів 22 і транспортують 8см2 центрифугуванням 20мкл розчину стеариночерез лер 12 і потім через секцію охолодвої кислоти в метанолі (8,8 10-3моль дм-3) на покжування 13. риту поверхню скла при 2000об./хв. протягом 1хв. Неокислююча атмосфера у флоат-секції 11 піІнфрачервоні спектри вимірювали при пропускан 13 74550 14 ні; вимірювали висоту піку, відповідного С-Н лініям Відрізок шляху газоподібної суміші у напрямку те(приблизно при 2700-3000см-1) плівки стеаринової чії складав близько 0,15м, назустріч напрямку течії кислоти, і відповідну площу піку визначали по ка- 0,15м, екстракцію здійснювали при тиску близько лібрувальній кривій залежності площі піку від ви0,15мбар. Тетрахлорид титану і етилацетат ввосоти піку. Покриту сторону скла освітлювали ламдили в окремі потоки азоту-носія шляхом пропуспою УФА-351 (придбаною в Q-Panel Co., Cleveland, кання азоту через барботери, які містять тетрахOhio, USA), яка має пікову довжину хвилі 351нм і лорид титану або етилацетат. Швидкості течії гаінтенсивність біля поверхні покритого скла близько газів-носіїв приведені в Таблиці 1 (виміряні при 20 32Вт/м2. Фотокаталітична активність в даному фунтах на кв. дюйм (~1,4бар)). Барботер для тетописі виражена або у вигляді швидкості зменшенрахлориду титану мав температуру 69°С, а барбоня площі ІЧ-піків (в см-1хв-1) або як t90% (в хв.), що тер для этил ацетата мав температуру 42°С. Розявляє собою час УФ-опромінення, необхідний для рахункові швидкості залученого в процес зниження висоти (поглинання) піку в області даної тетрахлориду титану і залученого в процес етиладовжини хвилі до 10% його початкового значення. цетату також приведені в Таблиці 1 для кожного з Крайовий кут змочування з водою для скла з Прикладів 1-15. покриттям визначали шляхом вимірювання діамеПотім оцінювали властивості двохшарових потра краплини води (об'ємом від 1 до 5мкл), вміщекриттів. Товщину шару 2 (титаноокисного шару) і ної на поверхню скла з покриттям після опромінювідбиття видимого світла, виміряні на покритій вання скла з покриттям лампою УФА-351 протягом стороні, L* і коефіцієнти матовості скла з покритблизько 2 годин (або як вказано в Прикладі). тям приведені в Таблиці 2 для Прикладів 1-15. Приклади 1-15 Коефіцієнт матовості кожного із зразків скла з покНа стрічку натрієво-кальцієво-силікатного скла риттям був нижче 0,2%. завтовшки 1мм, з швидкістю переміщення в лері Визначали також фотокаталітичну активність і 300м/година, наносили двохшарове покриття при крайовий кут змочування з водою для скла з покпроходженні стрічки через флоат-ванну в тому риттям. Початкова висота піку і початкова площа місці, де температура скла була в діапазоні від піку для 14-піків, відповідних С-Н ділянкам стеари~650°С до ~670°С. Атмосфера флоат-ванни скланової кислоти, фотокаталітична активність, крайодалася з газоподібної суміші азоту і 9% водню при вий кут змочування з водою і t90% для Прикладів 1тиску у ванні близько 0,15мбар. 15 приведені в Таблиці 3. Несподівано виявилося, Шар 1 (перший шар, який осаджувався на товщина титаноокисного шару не впливає істотскло) являв собою шар окису кремнію. Шар 1 осаним чином на фотокаталітичну активність. джували при зіткненні скла з газоподібною сумішПриклади 16-19 шю моносилану (SіH4, 60мл/хв.), кисню Приклади 16-19 виконували в тих же умовах, (120мл/хв.), етилену (360мл/хв.), і азоту (8л/хв.), що і Приклади 1-15, за тим винятком, що тиск у потік якої переміщувався паралельно поверхні ванні складав близько 0,11мбар, екстракцію при скла в напрямку руху скла, з використанням апаосадженні кремнеземного підстилаючого шару рату для нанесення покриттів, як описано [в пате(шару 1) здійснювали при тиску близько 0,7мбар, нті GB 1 507 966] (зокрема, на Фіг.2 і в описі до барботер для тетрахлориду титану підтримували нього на стор.3, рядок 73 - стор.4, рядок 75), при при температурі близько 100°С, барботер для цьому відрізок шляху газоподібної суміші по повеетилацетату підтримували при температурі близьрхні скла складав біля 0,15м. Екстракцію здійснюко 45°С, а подаючі трубопроводи підтримували вали при тиску близько 0,9-1,2мбар. Покриття на при температурі близько 220°С. стрічку скла наносили на ширину близько 10см в Швидкості азоту-носія і розрахункові швидкості точці, де температура стрічки становила ~670°С. залученого тетрахлориду титану і залученого етиШар кремнезему мав товщину близько 20-25нм. лацетату приведені для кожного з Прикладів 16-19 Шар 2 (другий шар, який осаджувався) являв в Таблиці 1. собою шар двоокису титану. Шар 2 осаджували Розрахункова товщина шару 2 (титаноокисношляхом об'єднання окремих газових потоків, що го шару) і відбиття видимого світла, виміряне на містять тетрахлорид титану в газоподібному азотіпокритій стороні L* і коефіцієнти матовості скла з носії, етилацетат в газоподібному азоті-носії і трапокриттям приведені в Таблиці 2 для Прикладів нспортуючого потоку азоту з витратою 8л/хв. 16-19. (швидкість потоку вимірювали при тиску 20 фунтів Початкова висота піку і початкова площа піку на кв. дюйм (~1,4бар)) в газоподібну суміш, яку для ІЧ-піків, відповідних С-Н лініям стеаринової потім подавали (по подаючих трубопроводах, темкислоти, фотокаталітична активність, t90% і крайопературу в яких підтримували при ~250°С) в уставий кут змочування з водою для кожного з Прикновку для нанесення покриттів, яка включає двохладів 16-19 приведені в Таблиці 3. потокову машину для нанесення покриттів із Фотокаталітична активність в Прикладах 16-19 масляним охолоджуванням. Тиск азоту-носія і не була істотно вище, ніж в Прикладах 1-15, нетранспортуючого азоту складав близько 20 фунтів зважаючи на більш товсті (і отже, такі, що мають на кв. дюйм (-1,4бар). Газоподібна суміш стикалабільш високу відбивну здатність) титаноокисні покся з поверхнею скла, протікаючи паралельно їй у риття. напрямку і назустріч напрямку руху стрічки скла. 15 74550 Таблиця 1 Швидкості течії газоподібного При- азоту-носія через барботери (л/хв., Швидкість клад виміряні при 20 фунтах/кв. дюйм Швидкість течії етил(1,4бар)) течії ТІСЦ ацетату (л/хв.) Бар(л/хв.) ботер Барботер етилацетату ТІСЦ 1 0,16 1 0,032 0,46 2 0,12 0,3 0,024 0,14 3 0,12 0,45 0,024 0,21 4 0,08 0,2 0,016 0,09 5 0,12 0,15 0,024 0,07 6 0,12 0,75 0,024 0,35 7 0,08 0,3 0,016 0,14 8 0,08 0,5 0,016 0,23 9 0,04 од 0,008 0,05 10 0,04 0,15 0,008 0,07 11 0,04 0,25 0,008 0,12 12 0,16 0,1 0,032 0,05 13 0,08 од 0,016 0,05 14 0,16 0,4 0,032 0,19 15 0,16 0,2 0,032 0,09 16 0,1 0,5 0,088 0,27 17 0,08 0,4 0,070 0,22 18 0,06 0,3 0,053 0,16 19 0,04 0,2 0,035 0,11 Таблиця 2 Товщина титаноПриклад окисного шару (нм) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 15 16 17 18 19 15 14,3 14,2 11,3 12,1 11,0 8 7,2 6,1 5,6 4,6 15,6 16,0 17,5 20,3 a ~68 ~32 ~27 Відбиття Величина L* видимого для скла з Матовість світла для покриттям (%) скла з пок(%) риттям (%) 14,1 44 0,12 13,9 44 0,07 13,2 43 0,12 11,4 40 0,08 12,1 41 0,08 а а 0,07 а а 0,11 9,7 37 0,04 9,1 36 0,05 9 36 0,07 8,7 35 0,06 15,4 46 0,1 a а 0,13 16,2 47 0,14 19,5 51 0,1 28,4 47,8 0,3 29,1 58,4 0,37 25,9 55,6 0,24 20,5 50,2 0,2 а - не виміряно 16 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 0,0278 0,0344 0,0291 0,0289 0.0269 0,0331 0,0227 0,026 0,0225 0,0258 0,97 1,20 1,02 1,01 0.94 1,15 0,79 0,91 0,79 0,90 6,2 5,4 10,2 9,1 9.4 8,7 17,8 10,2 10,1 10,1 18±2 18±1 12±1 14±2 15±2 15±2 12 12 13 16 14 20 9 10 9 12 4 8 7 8 Приклади 20-27 Приклади 20-27 виконували в тих же умовах, що і Приклади 1-15, за тим винятком, що шар 2 осаджували з газоподібної суміші, що містить тетраетоксид титану, залучений в газоподібного азотносія шляхом пропускання газу-носія через барботер, який містить тетраетоксид титану при температурі 170°С. Швидкості течії азоту-носія (виміряні при 20фунтах/кв.дюйм (1,4бар)) і тетраетоксиду титану приведені в Таблиці 4 для кожного з Прикладів 20-27. Швидкість течії об'ємного азоту становила 8,5л/хв. (виміряна при 20фунтах/кв.дюйм (1,4бар)). Оцінювали властивості двохшарових покриттів. Значення товщини шару 2 (титаноокисного шару) і відбиття видимого світла, виміряні на покритій стороні, а також коефіцієнти матовості скла з покриттям приведені в Таблиці 5 для Прикладів 20-27. Коефіцієнт матовості кожного із зразків скла з покриттям була нижче ніж 0,7%. Визначали фотокаталітичну активність і крайовий кут змочування з водою для скла з покриттям. Початкова висота піку і початкова площа піку для ІЧ-піків, відповідних С-Н ділянкам стеаринової кислоти, фотокаталітична активність, t90% і крайовий кут змочування з водою для кожного з Прикладів 20-27 приведені в Таблиці 6. Приклади 28 і 29 Приклади 28 і 29 виконували в тих же умовах, що і Приклади 20-27, за тим винятком, що барботер для тетрактоксиду титану підтримували при температурі 168°С, а тиск у ванні становив 0,11мбар. Дані для Прикладів 28-29, еквівалентні даним для Прикладів 20-27, приведені в таблиці 4, 5 і 6. Таблиця 4 Таблиця 3 ІЧ-піки, відповідні С-Н ділянСтакам плівки стеаринової кислоФототичний -1 ти (2700-3000см ) каталітична Прикут t90% активність контакта (хв.) клад Початкова висота Початкова -2 -1 -1 піку (довільні площа піку ( 10 см хв. ) з водою (°) одиниці) (см-1) 1 0,030 1,04 9,4 17±5 10 2 0,0331 1,15 10,4 15±1 10 3 0,0311 1,08 12,2 13±2 8 4 0,0324 1,13 6,8 14±1 15 5 0,0287 1,00 8,2 16±3 11 6 0,028 0,98 8,8 15±1 10 7 0,0343 1,20 10,8 15±1 10 8 0,0289 1,03 6,6 16±1 14 9 0,0289 1,01 6,5 14±2 14 Швидкості течії газоподібного азотуШвидкість течії носія в барботер тетраетоксиду Приклад тетраетоксиду титану (л/хв., виміряні при 20 фунтитану (л/хв.) тах/кв. дюйм (1,4бар)) 20 0,25 0,014 21 0,15 0,008 22 0,2 0,011 23 0,25 0,014 24 0,3 0,017 25 0,35 0,019 26 0,2 0,011 27 0,1 0.006 28 0,6 0,030 29 0,4 0,020 17 74550 Таблиця 5 Приклад Товщина титаноокисного шару (нм) 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 13 13 16 18 24 26 9,9 4,7 38,3 31,9 Відбиття видимого світла для скла з покриттям (%) а а 15,7 а а а 10,9 8,8 35,2 28,4 Матовість (%) 0,4 0,29 0,29 0,28 а 0,61 0,19 0,29 0,29 0,22 а - не виміряно Таблиця 6 ІЧ-піки, відповідні С-Н ділянкам плівки стеаринової кислоти (2700-3000смФотоСта-тичний 1 ) каталітична кут контак- t90% Приактивність та з водою (хв.) клад Початкова Початкова (°) ( 10-2см-1хв.-1) висота піку площа піку (довільні (см-1) одиниці) 20 0,027 0,953 5,7 19±5 15 21 0,031 1,095 5,7 а 17 22 0,024 0,838 3,6 15±2 21 23 0,030 1,029 7,1 11±3 13 24 0,029 1,015 7 17±3 13 25 0,031 1,071 7,4 13±4 13 26 0,031 1,085 4,4 21±3 22 27 0,029 0,998 3,2 16±5 28 28 0,021 0,733 3,6 13 18 29 0,024 0,848 3,3 14 23 а - не виміряно Приклади 30-42 У Прикладах 30-42 двохшарові покриття наносили в оперативному режимі CVD-способом на стрічку флоат-скла по всій її ширині близько 132дюймів (3,35м) у флоат-ванні в процесі виробництва флоат-скла. Установка, що використовується для осадження покриттів, показана на Фіг.2. Атмосфера у флоат-ванні складалася з азоту і 2% (об.) водню. Тиск у ванні становив 0,15мбар. Двохшарове покриття складалося з шару окису кремнію, осадженого першим на стрічці флоатскла, і шару окису титану, осадженого на шарі окису кремнію. Технології приготування початкових газових сумішей, що використовуються для осадження покриття, були тими ж, що в Прикладах 115. Температуру осадження шарів варіювали шляхом використання різних пристроїв для нанесення покриттів 27, 28, 29 або 30 (див. Фіг.2). Пристрій для нанесення покриттів 27, найближчий до труби, був найбільш гарячим, а пристрій 30, найближчий до леру, був найбільш холодним. У Прикладах 3033 і 42 два пристрої для нанесення покриттів (28 і 29 в Прикладах 30-33 і пристрої 27 і 28 в Прикладі 42) використали для осадження шару окису кремнію. Перевага використання двох пристроїв для нанесення покриттів для осадження шару окису кремнію складається в тому, що можливі більш тривалі виробничі періоди. Газоподібна суміш для осадження шару окису 18 кремнію в Прикладах 30-41 складалася з наступних газів з наступними швидкостями течії: гелій (250л/хв.), азот (285л/хв.), моносилан (2,5л/хв.), етилен (15л/хв.) і кисень (10л/хв.). У Прикладі 42 використали ті ж гази і швидкості, крім швидкостей моносилану (2,3л/хв.), етилену (13,8л/хв.) і кисню (9,2л/хв.). У тих випадках, коли для осадження шару окису кремнію в Прикладах 30-42 використали два пристрої нанесення покриттів, вказані швидкості течії використали для кожного з пристроїв. У Прикладах 30-42 температури осадження (тобто, температури стрічки флоат-скла під пристроями для нанесення покриттів, відповідного кожному з пристроїв 27-30) були такими, як вказано в Таблиці 7. Температури в Таблиці 7 мають погрішність близько ±50°F (±28°С). Видобування з кожної з установок для нанесення покриттів проводили приблизно при 2мбар. Таблиця 7 Пристрій для нанесення покриттів 27 28 29 30 Приблизна температура стрічки скла 1330°F (721°C) 1275°F (690°C) 1250°F (677°C) 1150°F (621°C) Тетрахлорид титану (ТіСl4) і етилацетат залучалися до окремих струменів газу-носія (азоту/гелію). Для випаровування ТіСl4 використовували тонкоплівковий випарювач. Рідкий ТіСl4 знаходився в герметичному контейнері під тиском (тиск на виході близько 5 фунтів на кв. дюйм (0,35бар)). Тиск використовували для подачі рідини в дозувальний насос і коріолісівську систему вимірювання швидкості потоку. Потік первинного газу, що дозується, потім подавали в тонкоплівковий випарювач при температурі 110°F (43°С). Потім ТіСl4 вводили в газ-носія (гелій) і подавали у ведучі до точки змішування низхідні трубопроводи, температуру яких підтримували рівною при 250°F (121°C). Етилацетат подавали таким же способом. Рідкий етилацетат знаходився в герметичному контейнері під тиском (тиск на виході близько 5 фунтів на кв. дюйм), звідки його подавали в дозувальний насос і коріолісівську систему вимірювання швидкості потоку. Потік первинного газу, що дозується, потім подавали в тонкоплівковий випарювач при температурі 268°F (131°C). Потім випарований етилацетат вводили в газ-носія (суміш гелію/азоту) і подавали у ведучі до точки змішування низхідні трубопроводи при температурі останніх 250°F (121°C). Газові струмені ТіСl4 і етилацетату об'єднували з утворенням газоподібної суміші, що використовується для осадження титаноокисного шару. Ця точка змішування знаходилася безпосередньо перед пристроєм нанесення покриттів. Лінійна швидкість стрічки флоат-скла, температура осадження шару окису кремнію і температура осадження шару окису титану, а також об'ємні швидкості течії газу-носія He/N2 і швидкість течії ТіСl4 і етилацетату приведені для Прикладів 30-42 в Таблиці 8. Стрічку флоат-скла з покриттям охолоджува 19 74550 20 ли, розрізали і визначали оптичні властивості і ніж 15°. фотокаталітичну активність зразків. У Таблиці 9 Скло також піддавали циклічним випробуванприведені коефіцієнти матовості і оптичні властиням на вологостійкість, при яких покриття піддававості (відсоток пропускання/ відбиття видимого ли температурному циклу 35°С-75°С протягом 4 світла і колірні координати за системою СІЕ lab) годин при майже 100% відносній вологості. зразків. Скло з покриттям випробували на стиранКрайовий кут змочування з водою для скла з ня відповідно до процедури BS EN 1096, при якій покриттям після виготовлення, після 130 хвилин УФ-опромінювання (лампою УФА з довжиною хвизразок розміром 300мм 300мм жорстко фіксують лі 351нм і інтенсивністю близько 32Вт/м2) і після за чотири кути на випробувальному стенді, так 300, 500 і/або 1000 ходів в тесті на стирання по щоб забезпечити його нерухомість. Свіжу фетрову європейському стандарту приведені в Таблиці 10. прокладку вирізають по розмірах, встановлених в Кут змочування підданих стиранню зразків визнастандарті (BS EN 1096 Part 2 (1999)), прикріплючали після опромінювання протягом 2 годин. ють до випробувального штифта і опускають Зразки, осаджені при більш високих темпераштифт на поверхню скла. Потім встановлюють турах 1330-1250°F (721-677°C), зберегли фотокатиск навантаження на випробувальний штифт 4Η і талітичну активність навіть після 1000 ходів в тесті починають випробування. Штифт здійснює 500 на стирання по європейському стандарту або пісзворотно-поступальних ходів по поверхні зразку зі ля 200 циклів випробування на вологостійкість. швидкістю 60ходів/хв.±6ходів/хв. По закінченню Значення фотокаталітичної активності як t90% для випробування зразок витягують і досліджують опскла з покриттям після виготовлення, після 300, тично і на фотокаталітичну активність. Зразок 500 і/або 1000 ходів в тесті на стирання по євровважається таким, що пройшов тест, якщо стиранпейському стандарту і після 200 циклів випробуня привело до зміни пропускання не більш ніж на вання на вологостійкість приведені в Таблиці 11. У 5% (вимірювання при 550нм) і підкладка з покритТаблиці 11 помітка "активний" означає, що скло з тям зберегла фотокаталітичну активність, тобто, покриттям було фотокаталітично активним, але після випробування опромінювання ультрафіолепоказник t90% не був визначений. товим світлом протягом 2 годин знижує крайовий кут змочування з водою до величини нижче Таблиця 8 Приклад Лінійна швидкість (м/хв.) Температура осадження кремнеземного шару (°С) З0 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 10,9 10,9 10,9 10.9 10,9 10.9 10,9 10,9 10,9 10.9 10,9 6,5 12,1 690 і 677 690 і 677 690 і 677 690 і 677 690 690 690 690 690 690 690 721 721 і 690 Титаноокисний шар Швидкості течії попередніх компонентів ТіСl4 см3/хв. Етилацетат см3/хв. 6,3 16,3 6,3 16,3 6,3 16,3 6.3 16.3 6 16 6 16 6 16 5,5 14,7 5,5 14,7 5.5 14.7 5,5 14,7 4 10,7 9,5 25,4 Температура оса- Швидкості течії газів-носіїв дження (°С) Не л/хв. N2 л/хв. 621 300 300 621 300 300 621 300 300 621 300 300 621 300 300 621 300 300 621 300 300 677 300 300 677 300 300 677 300 300 677 300 300 690 300 300 677 300 300 Таблица 9 Приклад 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 R(%) 14,2 14,6 14,6 13,8 13,6 13,8 12,9 12,6 11,9 11,5 11,6 а 14 а - не виміряно Відбиття зі сторони плівки L* а 44,5 0,3 45,1 0,3 45,1 0,3 44,0 0,3 43,7 0,1 43,9 од 42,6 0,1 42,2 0,1 41,0 0,1 40,4 0,0 40,6 0,0 а а 44,3 од b -10,3 -10,4 -10,5 -9,8 -8,7 -8,8 -8,2 -7,9 -6,9 -6,5 -6,6 а -9,9 Τ (%) 84,3 84,5 84,3 85,5 84,8 85,4 85,8 86,1 87,1 87,2 86,9 а 84,8 Пропускання L* а 93,6 -1,2 93,7 ,1,1 93,6 -1,1 94,1 -1,1 93,8 -1,1 94,1 -1,1 94,2 -1,1 94,4 -1,1 94,8 -1,1 94,8 -1,1 94,7 -1,1 а а 93,8 -1,1 b 3,6 3,4 3,6 2,9 2,7 2,6 2,5 2,3 1,7 1,8 1,8 а 3,1 Матовість (%) 0,11 0,30 0,12 0,15 0,12 0,11 0,14 0,08 0,07 0,10 0,08 а 0,14 21 74550 22 Таблица 10 Приклад 0 2,3 2,0 а 2,0 а 2,0 2,1 2,2 2,0 1,9 2,2 7,8 4,7-5,3 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Статичний кут контакту з водою (°) після наступного числа стираючих ходів 0 (після 130хв. УФ-опромінювання) 300 500 3,3 відмова 3,2 відмова а відмова 3,2 відмова а відмова 3,2 відмова 3,4 відмова 3,3
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюA process for the production of a photocatalytically active self-cleaning coated substrate, a process for the production of substrate with a photocatalytically active coating, an article, a glass with photocatalytically active coating (variants, a multipanel module of glazing and laminated glass
Назва патенту російськоюСпособ изготовления стекла с износостойким активным фотокаталитическим покрытием, способ изготовления подложки с фотокаталитичим активным покрытием, изделие, стекло с износостойким активным фотокаталитическим покрытием (варианты), многопанельный модуль стекления и ламинированное стекло
МПК / Мітки
МПК: C23C 16/40, C03C 17/23, C03C 17/34
Мітки: виріб, підкладки, зносостійким, скло, активним, виготовлення, фотокаталітичним, скла, спосіб, покриттям
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/11-74550-sposib-vigotovlennya-skla-zi-znosostijjkim-aktivnim-fotokatalitichnim-pokrittyam-sposib-vigotovlennya-pidkladki-z-fotokatalitichnim-aktivnim-pokrittyam-virib-sklo-zi-znosostijjkim.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виготовлення скла зі зносостійким активним фотокаталітичним покриттям, спосіб виготовлення підкладки з фотокаталітичним активним покриттям, виріб, скло зі зносостійким активним фотокаталітичним покриттям</a>
Попередній патент: Спосіб визначення реактивності головного мозку
Наступний патент: Інгібітори реплікації респіраторного синцитіального вірусу, їх застосування, спосіб їх одержання, фармацевтична композиція на їх основі, спосіб її одержання
Випадковий патент: Секція механізованого лавового кріплення