(57)【要約】本発明は、ガラスまたはポリマーに基づく透明基材あるいはセラミックまたはガラスセラミック基材あるいはファサードコーティング、敷石およびコンクリート製舗装、建築用コンクリート、タイル、セメント材料、テラコッタ、スレート、石材、金属表面等の建築材料あるいは鉱物質絶縁ウールまたはガラス強化糸等のガラス製繊維質基材に関する。前記基材はその表面の少なくとも一部分にコーティングが与えられており、前記コーティングが光触媒性を有するメソポーラス構造を有し、少なくとも部分的に結晶性の酸化チタンを含むという特徴がある。本発明は、前記基材の製造、ガラスをはめたユニット、建築材料または絶縁鉱物質ウールにおけるその応用に更に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にガラスまたは１種または複数のポリマーに基づく基本的に透明な基材あるいはセラミックまたはガラスセラミック基材あるいは壁下塗り、コンクリートスラブまたはブロック、建築用コンクリート、瓦、セメント質組成物の材料、テラコッタ、スレート、石材、金属表面を含む種類の建築材料基材あるいは鉱物質絶縁ウールタイプのガラスまたはガラス強化ヤーンに基づく繊維質基材であって、基材表面の少なくとも一部にコーティングが与えられており、前記コーティングのメソポーラス構造が光触媒性を示す、少なくとも部分的に結晶化した酸化チタンを含むことを特徴とする基材。
【請求項２】
基本的に透明で、平坦または曲線状の板ガラスタイプである、請求項１に記載の基材。
【請求項３】
前記コーティングが、二酸化ケイ素、亜当量酸化ケイ素、またはケイ素の酸炭化物、酸窒化物または酸炭窒化物から選択される、少なくとも部分的に酸化されているケイ素誘導体に基づく副層の介在とともに形成されている、請求項１また２のいずれかに記載の基材。
【請求項４】
前記副層が、少なくとも５ｎｍ、特に１０〜２００ｎｍ、好ましくは３０〜１２０ｎｍの厚さを有する、請求項３に記載の基材。
【請求項５】
前記コーティングがゾルゲル法により堆積されている、前記請求項のいずれかに記載の基材。
【請求項６】
前記コーティングが３０〜８００ｎｍの厚さを有する、前記請求項のいずれかに記載の基材。
【請求項７】
前記酸化チタンが所望によりドープされており、０．５〜１００ｎｍの、特に１〜８０ｎｍの直径を有するナノ粒子を含み、それら自体は直径０．５〜１０ｎｍの基本粒子または微結晶のクラスターから形成されている、前記請求項のいずれかに記載の基材。
【請求項８】
前記請求項のいずれかに記載の基材を製造する方法であって、
コーティングのメソポーラス構造を構成する物質の少なくとも１つの前駆体および少なくとも１種の有機構造化剤を含む液体組成物の調製；
有機構造化剤の周囲での前駆体の沈殿および前駆体から誘導された分子の成長；
直径０．５〜１００ｎｍの所望によりドープされている酸化チタンの基本ナノ粒子または微結晶の液体組成物への添加；
塗布すべき表面への組成物の塗布；および
有機構造化剤の除去を連続して含む方法であって、
酸化チタン微結晶が、その完全性をメソポーラス構造中で基本的に保ったまま前記構造に取り入れられており、それらの一部がその中で集合してナノ粒子になることが可能である方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の基本的に透明な基材の、「セルフクリーニング」板ガラス、特に防曇、防汚および結露防止板ガラス、特に二重ガラスタイプの建築物用の板ガラス、自動車のフロントガラス、後部ガラスおよび側窓タイプの自動車用窓、列車、飛行機および船舶用の窓、水槽ガラス、店舗の窓ガラスおよび温室ガラスなどの実用品ガラス、室内備品、都会的な家具、鏡、コンピュータ、テレビおよび電話タイプのディスプレイシステムのためのスクリーン、液晶のエレクトロクロミックガラス、エレクトロルミネセントタイプまたは光起電ガラスなどの電子制御板ガラスの製造への応用。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の建築材料でできている基材の、室内または屋外用の仕切壁、壁面外装材、屋根材および床材の製造への応用。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれかに記載の鉱物質絶縁ウールに基づく基材およびガラス強化繊維に基づくテキスタイル基材の、吊り天井または濾過材の製造への応用。
【請求項１２】
織られた基材、不織基材（ニードルパンチマット、フェルト、ウールなど）、編まれた基材、網目状になった基材、直径１〜２０μｍの溶融シリカ繊維、洗浄ガラス繊維（９０％を超えるシリカ）に基づく焼成繊維（「硬質シリカ」として知られる）のブロックまたはアルミナおよび請求項１に記載のムライト繊維の、防臭フィルター、工業排出物の汚染除去のためのフィルター、抗菌フィルター、家庭内の空気の室内汚染除去および浄化のためのフィルター、輸送手段（自動車、列車、飛行機、船舶など）の乗客コンパートメントの浄化のためのフィルター、たばこの煙を浄化するフィルター、家庭用電気機器（冷蔵庫など）を浄化するフィルターの製造への応用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物、乗り物、都会的な家具に、または家庭用電気機器に見いだされる種々の材料、すなわち詳細には、例えばディスプレイスクリーン等板ガラスとして有用なガラスまたはポリマー製の透明な基材、例えば家庭用電気機器に利用できるセラミックまたはガラスセラミック基材、瓦、床タイル、石材、セメント質組成物および金属表面等の建築用材料、濾材として使用可能な絶縁グラスウールまたはテキスタイルガラスヤーン等、吊天井、石英、シリカ繊維等を作製するための繊維質鉱物材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
これらの材料の使用時の快適性を向上させ、特にそれらをクリーニングし易くする目的で、最近の研究が行われてきた。
【０００３】
詳細には、光触媒特性を有する機能性コーティングが開発されてきた。これらは、特に、少なくとも部分的に特にアナタース型に結晶化しているＴｉＯ2を含むコーティングであり、例えば、ＷＯ９７／１０１８５号、ＷＯ９７／１０１８６号、ＷＯ９９／４４９５４号およびＷＯ０１／６６２７１号特許に記載されてきた。所望によりドープされている金属酸化物（ＺｎＯ等、光触媒性になりうる他の酸化物もある）に基づくこの種の半導体物質は、好適な波長の放射の効果により有機化合物を酸化するラジカル反応を開始できる。したがって、この種のコーティングは、この目的のための放射（一般的に紫外であり、可視光範囲のこともある）に充分曝露された場合、有機的な汚れを分解するのに非常に効果的である。更に、特にコーティングが酸化チタンに基づく場合、前記放射に充分長時間曝露されている場合、それらが、ある親水性を示すことも見いだされている。したがって、このコーティングは、有機的な汚れを分解し、その親水性により鉱物質の汚れを除去する点で非常に効果的である。しかし、その活性は、この目的のための波長の放射（充分な強度の）への暴露（充分長時間）に依存する。したがって、この種のコーティングの挙動は、屋外暴露の場合、環境条件、特に日射および降雨条件に強く依存する。同様に、好適な照明の無い場合、その夜間の活性は、日中の活性よりも低くなる傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、この種の「セルフクリーニング」または「汚染遅延」コーティングにより付与される機能性を更に向上させることである。本発明は、詳細には、効率が向上し、種々の面に関して、第１に放射暴露条件に関して、第２に機械的ストレス（耐摩耗性等）に関して、最後に他の機能性の組み合わせに関してより「多目的」になりうるコーティングを得ることを目的としている。本発明の目的は、より詳細には、並の照射条件下でも、夜間または屋内でも、特に従来の照明器具の残留紫外放射の作用でも、または板ガラスを通過した紫外放射の作用でも、ある防汚活性を示すことのできるコーティングを得ることである。ＵＶランプに関連した製品、特にセルフクリーニングフィルターも本発明の主題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の主題は、第１に、基本的に透明で、特にガラスまたは１種または複数のポリマーに基づき、またはセラミックまたはガラスセラミックからできており、建築材料（壁下塗り、コンクリートスラブまたはブロック、建築用コンクリート、瓦、セメント質組成物の材料、テラコッタ、スレート、石材を含む種類、あるいは鉱物質絶縁ウールタイプのガラスまたはガラス強化ヤーンに基づく繊維質基材、石英またはシリカを含む製品であってもよい）であってもよい基材である。基材表面の少なくとも一部にコーティングが与えられており、前記コーティングのメソポーラス構造が光触媒性を示し、少なくとも部分的に特にアナタースおよび／またはルチル型に結晶化した酸化チタンを含むという事実がこの基材の特徴である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
「メソポーラス」という用語は、２〜５０ｎｍの直径を有する細孔を意味する。以下に記載する方法で得られるメソポーラス構造は、特に、元素Ｓｉ、Ｗ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖ、Ｂ、Ｐｂ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、ＦｅおよびＭｏのうち少なくとも１つの少なくとも１種の化合物に基づき、適切な（appropriate）場合にＯ、Ｓ、Ｎ、Ｃまたは他の元素に共有結合している。少なくとも部分的に結晶化している酸化チタンは、例えば、完全に識別可能な粒子の形態でメソポーラス構造に取り込まれている。酸化チタンを取り込んでいるメソポーラス構造全体は基本的に強固であり、密着可能で、優れた機械的強度および耐摩耗性を示すことができる。メソポーラス構造は、特にアナタースまたはルチル型に結晶化した、チタンまたは酸化物等のチタン化合物からもっぱら構成されることが可能である。このように取り込まれた酸化チタンが、非常に高度に光触媒活性を発揮することが分かっている。したがって、一枚または二枚の板ガラスを通過した後の残留紫外放射または室内電気照明から来る残留紫外放射は、本発明の基材に関して、有機残渣を分解し、次いでこれが、放射により親水性になった基材上にあるいは形成する比較的均一な液膜中に流されるに充分である。本発明のコーティングは、有機残渣の光触媒分解の機能性と、凝縮液体等の液体の効果により有機および無機残渣（親水性／親油性）を除去する機能性を併せ持っている。本発明により与えられる高度の性能はおそらく、少なくとも部分的に細孔ネットワークの内部連結に起因しており、汚染物質が酸化チタン粒子に良好に接近するのを可能にし、同様にこれら粒子の表面で光発生した化学種がコーティング内に良好に拡散するのを可能にしている。
【０００７】
更に、耐摩耗性および光触媒活性のそのような高度の耐久性が優れている（以下の実施例を参照されたい）。したがって、本発明は摩耗後の細孔度の保持も可能にするが、そうでなければ摩耗が表面層を高密度にし、結局防汚性が失われると予想するであろう。
【０００８】
更に、基材のメソポーラス性は、メソポーラス構造の形成に引き続き、脱臭剤、抗菌剤または他のそのような薬剤等の機能性薬剤による含浸の構想を可能にする。
【０００９】
本発明による基材が基本的に透明であり、平坦または曲線状の板ガラスタイプであることが有利であるが、この種の用途において可視性を妨げる汚れの蓄積が最もやっかいであり、その透明性を保証するためにクリーニング操作が最も必要であるからである。これは、大規模なレリーフ、例えば数ミリメートルの深さのあるピラミッド型の特徴のある板ガラス、すなわちインプレストガラスまたはフッ化水素酸を用いる化学エッチングから生じるもの等、より小さな表面のでこぼこを示す板ガラス、すなわちすりガラスまたは不透明ガラスであろう。
【００１０】
好ましくは、本発明のコーティングは、二酸化ケイ素、亜当量酸化ケイ素、またはケイ素の酸炭化物、酸窒化物または酸炭窒化物から選択される、少なくとも部分的に酸化されているケイ素誘導体に基づく副層の介在とともに形成される。前記副層は、その下の表面がガラス製である場合に有用であることが分かるが、ガラスから出るアルカリ金属（ナトリウム）イオンが本発明のコーティング中へ移動すると、ある条件下では、その光触媒性を損なうことがあるからである。実際に、前記副層はアルカリ金属バリアを形成する。副層は、上述の特許ＷＯ０１／３２５７８号に記載されている種類のものでよい。それが、１．４５〜１．８０、特に１．５０〜１．７５、例えば１．５５〜１．６８の屈折率を有することが有利である。ガラスタイプの透明基材上でのそのような比較的低い屈折率により、魅力がないと思われる反射効果を防止することができる。
【００１１】
したがって、この副層は、Ｓｉ、Ｏを含むことが有利であり、あるいは炭素および窒素を含む。しかし、ケイ素と比べて少ない量の物質、例えばＡｌ、ＺｎまたはＺｒ等の金属を含んでもよい。前記副層は、ゾルゲル、熱分解、特にＣＶＤ（化学気相堆積）により堆積させることができる。後者の技術を利用して、ガラス基材の場合にフロートガラスのリボン上に直接堆積させることにより、ＳｉＯxＣyまたはＳｉＯ2コーティングをきわめて容易に得ることが可能である。しかし、真空技術、例えばＳｉ（所望によりドープされた）ターゲットまたは亜酸化ケイ素ターゲットを用いた（例えば、酸化性および／または窒化性反応性雰囲気中で）スパッタリングによりそのようなコーティングを堆積させることも可能である。
【００１２】
この副層は、少なくとも５ｎｍの厚さを、特に１０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さを、例えば８０ｎｍ〜１２０ｎｍの厚さを有することが好ましい。
【００１３】
本発明の基材の他の有利な特徴によれば、メソポーラス構造を有するコーティングはゾルゲル法により堆積される；その厚さは３０〜８００ｎｍの厚さである；メソポーラス構造に取り込まれる酸化チタンは、参照により本願に組み込まれる特許出願書ＷＯ９７／１０１８５号およびＷＯ９７／１０１８６号に説明されるとおり所望によりドープされており、０．５〜１００ｎｍの、特に１〜８０ｎｍの直径を有するナノ粒子を含み、それら自体は直径０．５〜１０ｎｍの基本粒子または微結晶のクラスターから形成されている。「直径」という用語は、本願では広い意味で使用される。それは、むしろナノ粒子または微結晶の大きさの測定である。後者の形状は球形に近づくであろうが、そうでなければ米粒の形態で細長い形状または完全にランダムな形状を有することもある。
【００１４】
本発明の他の目的は、上述の基材を製造する方法であって、コーティングのメソポーラス構造を構成する物質の少なくとも１種の前駆体および少なくとも１種の有機構造化剤を含む液体組成物の調製；有機構造化剤の周囲での前駆体の沈殿および前駆体から誘導された分子の成長；上記の定義による、直径０．５〜１００ｎｍの所望によりドープされている酸化チタンのナノ粒子または微結晶の液体組成物への添加；塗布すべき表面への組成物の塗布；および有機構造化剤の除去を連続して含む方法であって、基本酸化チタン粒子または微結晶が、その完全性をメソポーラス構造中で基本的に保ったまま前記構造に取り入れられており、それらの一部がその中で集合してクラスターになることが可能である方法を提供することである。そのような基材の製造中に、運転条件（含量、ｐＨ、温度等）により、酸化チタン粒子または微結晶が、特にそれらの中で最小のもことが互いに集合および／または成長する余地が排除されるわけではない。
【００１５】
本発明の基材の製造のためには、前記液体組成物の調製は、酸化物（特にシリカ）前駆体ゾルの調製；ゾルの熟成；および構造化剤との混合を含むことが有利である。
【００１６】
ゾルの熟成は酸化物前駆体の予備的な縮合を可能とし、大きな領域の基材表面上で縮合した酸化物コーティングの構造化を好都合にする。有利な熟成条件は、４０〜６０℃の温度に３０分〜２４時間の間ゾルを保つことを含み、熟成時間が短いと温度が高くなる。
【００１７】
この場合、酸化物前駆体は、ハライドまたはアルコキシド等の加水分解可能な化合物であることが有利であり、構造化剤は、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド等の好ましくは四級アンモニウムタイプのカチオン性界面活性剤あるいは例えばエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドに基づくジブロックまたはトリブロックコポリマーを含む非イオン性界面活性剤から選択されることが有利である。
【００１８】
本発明の主題は、本発明による基材、特に基本的に透明である基材を、防汚、防曇、結露防止挙動を同時に提供できる「セルフクリーニング」板ガラスの製造に応用することでもある。これは、二重ガラスタイプの建築物用の板ガラスでも、フロントガラス、後部ガラス、サンルーフおよび側窓タイプの自動車用窓でもよい。それは、列車、飛行機および船舶用の窓でもよい。それは、水槽ガラス、店舗の窓ガラスおよび温室ガラス等の実用品ガラスでも、室内備品、都会的な家具または鏡に利用される板ガラスでもよい。それは、テレビ、コンピュータまたは電話スクリーンタイプのディスプレイスクリーンに利用される板ガラスでもよい。この種のコーティングは、針金型または層型加熱窓、エレクトロクロミックガラス、液晶フィルムに組み込まれているガラス、エレクトロルミネセントガラスまたは光起電ガラス等の電子制御板ガラスにも応用可能である。
【００１９】
本発明の基材を板ガラス（ガラスまたは透明なプラスティックに基づく）に応用する場合、少なくとも部分的に酸化されているケイ素誘導体に基づく上述の副層以外の１つまたは複数の薄層を基材表面とメソポーラス構造を有するコーティングとの間に挿入してもよい。これらは、特に、反射防止多層の積層等の、帯電防止機能、熱機能（電流リードを与えることによる加熱、低放射率機能、太陽遮断機能等）または光学機能（光反射を低減かつ／または反射する基材の色をより淡くすることにより）を有する層でもよい。所望により積層の形態で、公知の方法で板ガラスに応用されるそのような機能層に関して、特許出願書ＷＯ９７／１０１８６号（上記に記載）およびＷＯ０２／０２４７２号を参照により本願に組み込む。
【００２０】
本発明による基材は、板ガラスとしてのその用途とは別に、室内または屋外用の仕切壁、壁面外装材、屋根材および床材の製造に使用できる、どのような建築用材料でできていてもよい（金属、木材、石材、セメント、コンクリート、テラコッタ、セラミック、壁下塗り等）。
【００２１】
その代わりに鉱物質絶縁ウールに基づく場合またはガラス強化繊維に基づくテキスタイルに基づく場合、基材は濾過材として働くことができ、あるいは清掃が容易でない吊天井に利用できる。
【００２２】
本発明の主題は、織られた基材、不織基材（ニードルパンチマット、フェルト、ウール等）、編まれた基材、網目状になった基材、直径１〜２０μｍの溶融シリカ繊維、クリーニングガラス繊維（９０％を超えるシリカ）に基づく焼成繊維（「硬質シリカ」として知られる）のブロックまたはアルミナおよび請求項１によるムライト繊維を、防臭フィルター、工業排出物の汚染除去のためのフィルター、抗菌フィルター、家庭内の空気の室内汚染除去および浄化のためのフィルター、輸送手段（自動車、列車、飛行機、船舶等）の乗客コンパートメントの浄化のためのフィルター、たばこの煙を浄化するフィルター、家庭用電気機器（冷蔵庫等）を浄化するフィルターを製造するのに応用することでもある。
【００２３】
本発明を非限定的な実施例により説明する。
【実施例】
【００２４】
実施例１
まだフロートガラスのリボンの形態にあるガラス上に、便宜上ＳｉＯＣと称する（コーティング中の実際の酸素および炭素含量を判断せずに）ケイ素の酸炭化物に基づく副層を堆積させたが、前記ガラスはフランスのサンゴバン・ガラス社（Saint-Gobain Glass France）からプラニルクス（Planilux）の名で販売されているもの等、厚さが４ｍｍの透明なシリカ−ソーダ−石灰ガラスである。この副層は、Ｓｉ前駆体、特に窒素中に希釈したＳｉＨ４／エチレン混合物を利用し、ガラスがまだ約５５０〜６００℃の温度にあるときに、フロート室内のフラットガラス製造ライン上でフロートガラスのリボン上に横向きに配置されたノズルを用いてＣＶＤにより堆積させた。得られたコーティングは、約５０ｎｍの厚さで、約１．５５の屈折率であった。このように得られたＳｉＯＣアルカリ金属バリア副層が与えられたフロートガラスから、大きさが１０ｃｍ×１０ｃｍの試料を切り出した。これらの試料をクリーニングし、すすぎ、乾燥して、ＵＶ／オゾン処理を４５分間施した。
【００２５】
メソポーラス構造を有するコーティングを副層の上に形成させた。
まず、２２．３ｍｌのテトラエトキシシラン、２２．１ｍｌの無水エタノールおよび９ｍｌのＨＣｌを、溶液が透明になるまで脱塩水（ｐＨ１．２５）に混合し、次いでフラスコを６０℃の水浴中に１時間おくことにより、液体処理組成物を得た。
【００２６】
第２に、一方でセチルトリメチルアンモニウムブロマイド（ＣＴＡＢ）の溶液を、他方でＢＡＳＦにより登録商標プルロニック（Pluronic）ＰＥ６８００（分子量８０００）で販売されているポリオキシエチレン／ポリオキシプロピレンブロックコポリマーの溶液を、ＣＴＡＢ／Ｓｉモル比が０．１でありＰＥ６８００／Ｓｉ比が０．０１になるような比率で、上記のとおり得られたゾルに加えた。これは、０．６８６ｇのＣＴＡＢ、２０ｍｌのエタノールおよび１０ｍｌのゾル；および３．７８ｇのＰＥ６８００、５０ｍｌのエタノールおよび２５ｍｌのゾルを混合して得た。
【００２７】
アナタースとして結晶化されおよそ５０ｎｍの大きさであるＴｉＯ2ナノ粒子を、試料上への堆積直前に、このように得た２種の液体組成物の一方に種々の比率で加えた。堆積は、試料あたり３ｍｌの出発量でスピンコーティングにより実施した（他の等価な堆積技術は浸漬コーティング、噴霧、層流コーティング、ロールコーティング、フローコーティング等である）。
【００２８】
次いで、試料に以下のアニーリング処理を施した：
３０分１００℃、２時間保持；
１５分１５０℃、２時間保持；
１５分１７５℃、２時間保持；
１０分２００℃、保持なし；
３時間２０分３００℃、１時間保持；および
５０℃で２時間３０分、１時間保持。
このように形成されたコーティングの細孔は、カチオン性界面活性剤ＣＴＡＢを構造化剤として使用した場合２−３ｎｍの大きさであり、コポリマーＰＥ６８００を構造化剤として使用した場合４−５ｎｍの大きさであった。
【００２９】
メソポーラス構造を有するコーティングのＳＩＭＳ分析により、Ｔｉ／Ｓｉ原子比は、最初の液体組成物のものと正確に一致したことが証明された。ＳＩＭＳ分析により、ナノ粒子が、コーティングの３次元に均一に分布していることも確認された。
【００３０】
以下の表は、形成時および５００サイクルのＯｐｅｌ摩耗試験の後のコーティングの種々の特性を表す。後者の場合には、示す値は括弧内にある。Ｏｐｅｌ試験（２００１年１月のBuilding Standard  ＥＮ１０９６−２）は、長さ９．４ｃｍの塗布表面の部分（この部分はトラックと呼ばれる）に、直径１４ｍｍ、厚さ１０ｍｍおよび密度０．５２ｇ／ｃｍ2のフェルトを４００ｇ／ｃｍ2の荷重をかけてあてがい、次いで並進運動（１分間にトラックの長さ全体に５０回の往復運動）を６回転／分の回転（１サイクル＝１往復運動）と組み合わせてフェルトに与えるものである。
【００３１】
コーティングの厚さｅ（ｎｍ）は、ＳＩＭＳプロファイルおよびＳＥＭ顕微鏡写真から測定した。
【００３２】
ＴｉＯ2（μｇ／ｃｍ2）の量は、Ｘ線蛍光発光から測定した。
【００３３】
光触媒活性は以下の方法で測定した：
１．試験は、約１５ｃｍ2のコーティングに対して実施した；
２．試料の重さを量り、基材の厚さ、光透過率ＴLおよびヘイズＨd（両方とも％）を測定した；
３．パルミチン酸溶液（クロロホルム１Ｌあたり８ｇの酸）を、ガラス／スプレー距離２０ｃｍで、３−４回連続して噴霧して、垂直な基材に堆積させた；
４．堆積したパルミチン酸の厚さ（ナノメートル）を決定するために、パルミチン酸の堆積の後、試料の重さを量った；
５．堆積後に、光透過率ＴLおよびヘイズＨdを測定した；
６．約５０Ｗ／ｍ2の強度のＵＶＡ照射時間の関数としてヘイズの変化を測定した；
７．ヘイズが５０％減少した時間をグラフにより決定した：この時間をｔ1/2消失と呼ぶ；および
８．コーティングの光触媒活性を、以下の方法で定義されるパルミチン酸消失速度ｖ（ｎｍ／ｈ）として評価した。
ｖ（ｎｍ／ｈ）＝パルミチン酸厚さ（ｎｍ）／（２×ｔ1/2消失（ｈ））。
【００３４】
コーティング中のＴｉＯ2の量により割った光触媒活性の値も以下の表に示した。最後に、光学特性、すなわち光反射ＲLおよびヘイズＨd（％）を示す。
【００３５】
試験番号は以下のとおり定義される：
１および２：構造化剤としてＣＴＡＢを利用、Ｔｉ／Ｓｉ比はそれぞれ０．１および０．２５；
３〜７：構造化剤としてＰＥ６８００を利用、Ｔｉ／Ｓｉ比はそれぞれ０．１、０．２５、０．５、１および２。 
【００３６】
【表１】
2005528312.tif 000002
【００３７】
層の厚さは、取り込まれたＴｉＯ2ナノ粒子の量により、２００〜５００ｎｍに変動した。５００回のＯｐｅｌサイクルの後、最も厚い（４５０および５００ｎｍ）のコーティングのみが、最初の厚さの半分以下への圧縮を経験した。しかし、これらのコーティングの光活性を試験した。
【００３８】
コーティングは、カチオン性界面活性剤および最低のＴｉＯ2濃度（２．２μｇ／ｃｍ2）で構造化されたコーティングの場合の４３ｎｍ／ｈから、コポリマーおよび最高のＴｉＯ2濃度（６６μｇ／ｃｍ2）で構造化されたコーティングの場合の６８４ｎｍ／ｈまで変動する光活性を示す。ｖ／ＴｉＯ2比は、常に少なくとも９に等しい。
【００３９】
５００回のＯｐｅｌサイクルの後、部分的または完全な機能性の保持が観察され、最高のＴｉＯ2濃度（Ｔｉ／Ｓｉ＝１および２）を有する最も厚い層の場合を除き光学特性も損なわれていない。他の層の場合には、ＲLおよびＨd値は、それぞれ１１．４および１．２％未満のままである。
【００４０】
試験３〜７を、従来の照明ランプから出る低出力（１．５Ｗ／ｍ2）のＵＶＡ照射で（試験３’〜７’として）繰り返した。記録したｖ（ｎｍ／ｈ）およびｖ／ＴｉＯ2値は、Ｎ試験に対して：
３’：０および０；
４’：０および０；
５’：１３および０．７５；
６’：１９および０．５７；および
７’：２８および０．４２。
【００４１】
したがって、本発明のコーティングを有する基材はパルミチン酸分解の点で低出力ＵＶＡ照射下でも光活性を有する。
【００４２】
実施例２
サンゴバン・クォーツ社（Saint-Gobain Quartz）から「Needle-punched Quartzel mat」（繊維径７〜１６μｍ）の名前で販売されている、ニードルパンチシリカ繊維フェルトの直径４７ｍｍ、厚さ８ｍｍおよび密度１０００ｇ／ｍ2のディスクを、上記試験番号６の組成物に浸して更に含浸し、その後上記の熱処理を施した。このようにして得られたディスクの質量増加は１０％であった。
【００４３】
これらのディスクが、流速６２．５ｍｌ／ｍｍの濾過により、ＵＶ照明（１９０−３５０ｎｍ）下で、体積濃度３５０ｐｐｍのメタノールを気体窒素中で分解する能力を試験した。
【００４４】
光力４８ｍＷ／ｃｍ2で、効率、すなわち分解されたメタノールの比率は１００％であった。２５．６ｍＷ／ｃｍ2の出力では、約９６％であり、８．２２ｍＷ／ｃｍ2の低出力の照明下でも約５８％ですらあった。
【００４５】
したがって、本発明は、板ガラス用途に要求される光学透明品質および屋外大気天候および腐食条件下で永続的なセルフクリーニング機能性を提供できる基材を利用可能にする。非常に高度な光触媒機能性も、従来の照明または太陽光のガラス通過により生み出されるもの等低強度放射から利益を得ることにより、夜間または室内での使用を可能にし、排水および大気の汚染除去用途および濾過を可能にする。
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月29日(2004.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にガラスまたは１種または複数のポリマーに基づく基本的に透明な基材あるいはセラミックまたはガラスセラミック基材あるいは壁下塗り、コンクリートスラブまたはブロック、建築用コンクリート、瓦、セメント質組成物の材料、テラコッタ、スレート、石材、金属表面を含む種類の建築材料基材あるいは鉱物質絶縁ウールタイプのガラスまたはガラス強化ヤーンに基づく繊維質基材であって、基材表面の少なくとも一部にコーティングが与えられており、前記コーティングのメソポーラス構造が光触媒性を示し、完全に識別可能な粒子の形態でメソポーラス構造中に取り込まれている少なくとも部分的に結晶化した酸化チタンを含むことを特徴とする基材。
【請求項２】
基本的に透明で、平坦または曲線状の板ガラスタイプである、請求項１に記載の基材。
【請求項３】
前記コーティングが、二酸化ケイ素、亜当量酸化ケイ素、またはケイ素の酸炭化物、酸窒化物または酸炭窒化物から選択される、少なくとも部分的に酸化されているケイ素誘導体に基づく副層の介在とともに形成されている、請求項１また２のいずれかに記載の基材。
【請求項４】
前記副層が、少なくとも５ｎｍ、特に１０〜２００ｎｍ、好ましくは３０〜１２０ｎｍの厚さを有する、請求項３に記載の基材。
【請求項５】
前記コーティングがゾルゲル法により堆積されている、前記請求項のいずれかに記載の基材。
【請求項６】
前記コーティングが３０〜８００ｎｍの厚さを有する、前記請求項のいずれかに記載の基材。
【請求項７】
前記酸化チタンが所望によりドープされており、０．５〜１００ｎｍの、特に１〜８０ｎｍの直径を有するナノ粒子を含み、それら自体は直径０．５〜１０ｎｍの基本粒子または微結晶のクラスターから形成されている、前記請求項のいずれかに記載の基材。
【請求項８】
前記請求項のいずれかに記載の基材を製造する方法であって
コーティングのメソポーラス構造を構成する物質の少なくとも１つの前駆体および少なくとも１種の有機構造化剤を含む液体組成物の調製；
有機構造化剤の周囲での前駆体の沈殿および前駆体から誘導された分子の成長；
直径０．５〜１００ｎｍの所望によりドープされている酸化チタンの基本ナノ粒子または微結晶の液体組成物への添加；
塗布すべき表面への組成物の塗布；および
有機構造化剤の除去を連続して含む方法であって、
酸化チタン微結晶が、その完全性をメソポーラス構造中で基本的に保ったまま前記構造に取り入れられており、それらの一部がその中で集合してナノ粒子になることが可能である方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の基本的に透明な基材の、「セルフクリーニング」板ガラス、特に防曇、防汚および結露防止板ガラス、特に二重ガラスタイプの建築物用の板ガラス、自動車のフロントガラス、後部ガラスおよび側窓タイプの自動車用窓、列車、飛行機および船舶用の窓、水槽ガラス、店舗の窓ガラスおよび温室ガラス等の実用品ガラス、室内備品、都会的な家具、鏡、コンピュータ、テレビおよび電話タイプのディスプレイシステムのためのスクリーン、液晶のエレクトロクロミックガラス、エレクトロルミネセントタイプまたは光起電ガラス等の電子制御板ガラスの製造への応用。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の建築材料でできている基材の、室内または屋外用の仕切壁、壁面外装材、屋根材および床材の製造への応用。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれかに記載の鉱物質絶縁ウールに基づく基材およびガラス強化繊維に基づくテキスタイル基材の、吊り天井または濾過材の製造への応用。
【請求項１２】
織られた基材、不織基材（ニードルパンチマット、フェルト、ウール等）、編まれた基材、網目状になった基材、直径１〜２０μｍの溶融シリカ繊維、クリーニングガラス繊維（９０％を超えるシリカ）に基づく焼成繊維（「硬質シリカ」として知られる）のブロックまたはアルミナおよび請求項１に記載のムライト繊維の、防臭フィルター、工業排出物の汚染除去のためのフィルター、抗菌フィルター、家庭内の空気の室内汚染除去および浄化のためのフィルター、輸送手段（自動車、列車、飛行機、船舶等）の乗客コンパートメントの浄化のためのフィルター、たばこの煙を浄化するフィルター、家庭用電気機器（冷蔵庫等）を浄化するフィルターの製造への応用。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれかに記載のガラスまたは透明プラスティックに基づく基本的に透明な基材であって、反射防止機能性を有する薄層または複数の薄層が、基材表面とメソポーラス構造を有するコーティングとの間に挿入されている基材。
【国際調査報告】
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