(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒コーティングがその上に設けられた透明基材であって、前記コーティングが、酸化タングステンを主成分として含む下地フィルムの直接上を覆って堆積させた光触媒フィルムを含み、
前記光触媒フィルムが、タングステンドーパントと、チタニアとの両方を含み、前記ドーパントの量が、５％であり、
前記下地フィルムの厚みが、１５オングストローム〜１５０オングストロームであり、
前記下地フィルムの下方に堆積させたベースフィルムを更に含み、前記ベースフィルムがシリカフィルムであり、前記ベースフィルムの厚みが、１００オングストローム未満である
透明基材。
【請求項２】
前記ドーパントの量が、２％である請求項１に記載の基材。
【請求項３】
前記光触媒フィルムが、チタニアフィルムであり、前記光触媒フィルムの厚みが、２５〜４０オングストロームである請求項１または２に記載の基材。
【請求項４】
前記光触媒フィルムが、準化学量論的酸化チタンを含む請求項１に記載の基材。
【請求項５】
前記下地フィルムの厚みが、７５オングストローム未満である請求項１〜４のいずれかに記載の基材。
【請求項６】
前記下地フィルムの厚みが、２５オングストローム〜４０オングストロームである請求項１〜５のいずれかに記載の基材。
【請求項７】
前記ベースフィルムの厚みが、７５オングストロームである請求項１〜６のいずれかに記載の基材。
【請求項８】
前記下地フィルムと前記光触媒フィルムとの間に、酸化ジルコニウムを含むフィルムが配置される請求項１〜７のいずれかに記載の基材。
【請求項９】
前記酸化ジルコニウムを含むフィルムの厚みが、１０〜２０オングストロームである請求項８に記載の基材。
【請求項１０】
前記酸化ジルコニウムを含むフィルムが、酸化ジルコニウムを主成分とするフィルムである請求項８または９に記載の基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス等のような基材用の光触媒コーティングを提供するものである。より詳細には、本発明は、１つ以上の特定の材料を含む下地フィルムを含み、及び／又は１つ以上の付加的な材料がチタニア含有フィルムに混合された光触媒コーティングを提供する。本発明は、また、そのようなコーティングをガラス板及びその他の基材上に堆積させる方法も提供する。
【背景技術】
【０００２】
光触媒コーティングは、当該技術分野において公知である。これらのコーティングは、一般的に、基材上のチタニアのフィルムを含む。所望の低保守特性を有する光触媒コーティングを提供することを目的として、多大な調査研究がなされてきた。所望の低保守特性には、自浄特性、親水特性等が含まれる。特に、低保守窓コーティングの研究は活発な探求分野である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
コーティングの低保守特性を高めるであろう下地層を有する光触媒コーティングを提供することが望ましいであろう。付加的又は代替的に、コーティングの低保守特性を高めるであろう付加的な材料を、光触媒フィルムそのものに混合することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
透明基材に、光触媒コーティングを設ける。幾つかの実施形態において、このコーティングは、酸化タングステン及び酸化ニオブからなる群から選択される材料を含む下地フィルムの直接上を覆って堆積させた光触媒フィルムを含む。光触媒フィルムは、好ましくは、窒素、銅、タンタル、ケイ素、シリカ、パラジウム、スズ、タングステン、ニオブ、及びモリブデンからなる群から選択される付加的な材料とチタニアとの両方を含む。幾つかの場合において、付加的な材料は、単に、ドーパントである。そのようなドーパントは、５％まで、例えば、２％の量で存在し得る。ある場合には、光触媒フィルムは、チタニアとタングステンドーパントとを含む。下地フィルムは、約２５０オングストローム未満、より好ましくは、約７５オングストローム未満の厚さを有する。幾つかの場合において、このコーティングは、下地フィルムの下方に堆積させたベースフィルムを更に含み、このベースフィルムは、シリカ及び／又はチタニアを含む。
【０００５】
その他の実施形態において、光触媒コーティングは、酸化タングステンを含むフィルムの直接上を覆って配置されたチタニアを含む光触媒フィルムを含む。幾つかの場合において、酸化タングステンを含むフィルムは、酸化タングステンを主成分とする。その他の場合において、酸化タングステンを含むフィルムは、シリカ、ケイ素、チタニア、チタン、及び／又は準化学量論的酸化チタンを含む混合フィルムである。酸化タングステンを含むフィルムは、好ましくは、約１５オングストロームから約１５０オングストロームの間の厚さを有する。また、このフィルムは、好ましくは、シリカ及び／又はチタニアを含むフィルムの直接上を覆って配置される。シリカ及び／又はチタニアを含むフィルムは、好ましくは、約３００オングストローム未満、より好ましくは、１００オングストローム未満の厚さを有する。幾つかの場合において、光触媒フィルムは、窒素、タンタル、銅、及びシリカからなる群から選択される材料とチタニアとの両方を含む。特定の場合において、光触媒フィルムは、チタンと窒素との両方を含む。
【０００６】
更にその他の実施形態において、光触媒コーティングは、基材から外に向かって、基材の上を覆って堆積させた、約３００オングストローム未満の厚さを有するベースフィルムと、ベースフィルムの上を覆って堆積させた、約１００オングストローム未満の厚さを有する酸化タングステンを含むフィルムと、酸化タングステンを含むフィルムの直接上を覆って堆積させたチタニアを含む光触媒フィルムとを含む。酸化タングステンを含むフィルムは、好ましくは、約７５オングストローム未満の厚さを有する。
【０００７】
幾つかの場合において、光触媒コーティングは、酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化アルミニウム及び酸化ジルコニウムからなる群から選択される材料を含む下地フィルムの上を覆って堆積させた光触媒フィルムを含む。この光触媒コーティングにおいて、酸化ジルコニウム又は酸化ニオブを含むフィルムが、下地フィルムの上を覆って、又は下地フィルムの下に堆積される。この酸化ジルコニウム又は酸化ニオブを含むフィルムは、下地フィルムとは材料が異なる。下地フィルムは、好ましくは、約２５０オングストローム未満、より好ましくは、約７５オングストローム未満の厚さを有する。ジルコニア又は酸化ニオブを含むフィルムは、好ましくは、約１０オングストロームから約２０オングストロームの間の厚さを有する。幾つかの場合において、酸化ジルコニウム又は酸化ニオブを含むフィルムは、下地フィルムの上を覆って堆積される。その他の場合において、酸化ジルコニウム又は酸化ニオブを含むフィルムは、下地フィルムの下に堆積される。更にその他の場合において、酸化ジルコニウム又は酸化ニオブを含むフィルムは、下地フィルムの下に堆積され、酸化ジルコニウム又は酸化ニオブを含む第２のフィルムが、下地フィルムの上を覆って堆積される。特定の場合において、このコーティングは、下地フィルムの下方に堆積させたベースフィルムを更に含み、このベースフィルムはシリカ及び／又はチタニアを含む。
【０００８】
光触媒コーティングの堆積方法も提供される。幾つかの実施形態において、この方法は、酸化タングステンを含むフィルムを、ガラス板の主表面の上を覆って堆積させることと、チタニアを含む光触媒フィルムを、酸化タングステンを含むフィルムの直接上を覆って堆積させることとを含む。酸化タングステンを含むフィルムは、好ましくは、約１５オングストロームから約１５０オングストロームの間の厚さに堆積される。幾つかの場合において、酸化タングステンを含むフィルムは、タングステンを含むスパッタ可能な材料を有するスパッタリングターゲットを設けることによって堆積され、スパッタ可能な材料は、純タングステン、酸化タングステン、及びタングステン合金から本質的になる群から選択される。酸化タングステンを含むフィルムは、タングステンを含むターゲットと、ケイ素、チタン及び／又は準化学量論的酸化チタンを含むターゲットとを共スパッタすることによって堆積させた、シリカを含む混合フィルムであり得る。幾つかの場合において、光触媒フィルムは、窒素を含み、窒素を含む雰囲気においてチタンを含むターゲットをスパッタすることによって堆積される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下の詳細な説明は、図面を参照して読まれるべきであり、その中では、異なる図面における同様の要素に同様の参照番号が付されている。図面は、必ずしも共通の縮尺とは限らないが、選択された実施形態を表し、本発明の範囲を限定するものではない。当業者は、示された実施例に、本発明の範囲に属する多くの変形例があることを認めるであろう。
【００１０】
本発明の多くの実施形態は、コーティングされた基材を含む。多種多様な基材の種類が、本発明における使用に好適である。幾つかの実施形態において、基材１０は、概ね対向する第１の主表面１２と第２の主表面１４とを有するシート状の基材である。例えば、基材は、透明材料のシート（すなわち、透明シート）であり得る。しかし、基材は、シートである必要はなく、透明である必要もない。
【００１１】
基材は、任意的に、種々の建築材料の何れかの部品であり得る。予期される用途例には、基材がサッシ（例えば、窓サッシ又はドアサッシ）、羽目板（例えば、アルミニウム羽目板）、テントパネル、防水シート（例えば、フルオロカーボンポリマー防水シート）、プラスチックフィルム（例えば、フルオロカーボンプラスチックフィルム）、屋根板、窓用ブラインド（金属、プラスチック、又は紙製の窓用ブラインド等）、紙製スクリーン（例えば、障子）、欄干、バラスター、又はエスカチオンである実施形態が含まれる。ある実施形態において、基材は、壁、天井、又は床タイル等のセラミックタイルである。別の実施形態において、基材は、ガラスブロックである。種々の好適なガラスブロックが、サン−ゴバンオーベルランド（ドイツ国、コブレンツ）から一般市場向けに入手可能である。更にその他の実施形態において、基材は、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、テレフタル酸エステルフィルム等である。この種の好適なフィルムは、日本曹達株式会社（日本国、東京）から一般市場向けに入手可能である。更なる実施形態において、基材は、防音フェンス又は防音壁等の柵又は壁である。
【００１２】
多くの用途について、基材は、ガラス又はクリアプラスチック等の透明（又は少なくとも半透明）材料を含むであろう。例えば、基材は、特定の実施形態において、ガラス板（例えば、窓板）である。種々の公知のガラスの種類を用いることができ、一般的に、ソーダ石灰ガラスが好ましいであろう。特定の好ましい実施形態において、基材は、窓、天窓、ドア、シャワードア、又はその他のグレージングの一部である。幾つかの場合において、基材は、自動車のフロントガラス、自動車のサイドウインドー、車外又は車内バックミラー、バンパー、ホイールキャップ、フロントガラスワイパー、又は自動車のフードパネル、サイドパネル、トランクパネル、又はルーフパネルの一部である。その他の実施形態において、基材は、水槽ガラス、プラスチック水槽窓、又は一枚の温室ガラスの一部である。更なる実施形態において、基材は、冷蔵庫ドア又は窓の一部等の冷蔵庫パネルである。
【００１３】
本発明において、様々なサイズの基材を用いることができる。一般的に、大面積の基材が用いられる。特定の実施形態は、少なくとも約０．５メートル、好ましくは、少なくとも約１メートル、あるいはより好ましくは、少なくとも約１．５メートル（例えば、約２メートルから約４メートルの間）、幾つかの場合においては、少なくとも約３メートルの主要寸法（例えば、長さ又は幅）を有する基材１０を含む。幾つかの実施形態において、基材は、約３メートルから約１０メートルの間の長さ及び／又は幅を有する巨大ガラス板、例えば、幅約３．５メートル、長さ約６．５メートルのガラス板である。約１０メートルを超える長さ及び／又は幅を有する基材も予期される。
【００１４】
幾つかの実施形態において、基材１０は、概ね四角形又は長方形のガラス板である。これらの実施形態における基材は、先行する段落及び／又は後続の段落に述べられた寸法の何れかを有し得る。ある特別な実施形態において、基材は、約３メートルから約５メートルの間、例えば、約３．５メートルの幅と、約６メートルから約１０メートルの間、例えば、約６．５メートルの長さを有する、概ね長方形のガラス板である。
【００１５】
本発明において、様々な厚さの基材を用いることができる。幾つかの実施形態において、（任意的に、ガラス板であり得る）基材１０は約１〜５ｍｍの厚さを有する。特定の実施形態は、約２．３ｍｍから約４．８ｍｍの間、あるいはより好ましくは、約２．５ｍｍから約４．８ｍｍの間の厚さを有する基材１０を含む。ある特別な実施形態において、約３ｍｍの厚さを有する一枚のガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス）が用いられる。ある実施形態群において、（ガラス、プラスチック、又は別の材料であり得る）基材の厚さは約４ｍｍから約２０ｍｍの間である。この範囲の厚さは、例えば、水槽タンクに有用であるかもしれない（この場合、基材は、任意的に、ガラス又はアクリル樹脂であり得る）。基材がフロートガラスである場合、それは、一般的に、約４ｍｍから約１９ｍｍの間の厚さを有するであろう。別の実施形態群において、基材は、約０．３５ｍｍから約１．９ｍｍの間の厚さを有する（例えば、ガラスの）薄板である。この性質の実施形態は、任意的に、一枚のディスプレイガラス等である基材１０を含むことができる。
【００１６】
図１に関し、主表面１２に光触媒コーティング５０を担持する透明基材１０が示されている。コーティング５０は、チタニアを含む光触媒フィルム３０と下地フィルム２０とを含む。好ましくは、光触媒フィルム３０は、下地フィルム２０の直接上を覆って堆積され、下地フィルム２０に隣接する。
【００１７】
光触媒フィルム３０は、酸化チタン及び／又は準化学量論的酸化チタンを含むことができる。幾つかの実施形態において、フィルム３０は、チタニアを主成分とする。その他の実施形態において、フィルム３０は、チタン（例えば、チタニア又は準化学量論的酸化チタン）と、窒素、タンタル、銅、シリカ、パラジウム、スズ、タングステン、ニオブ、及びモリブデンからなる群から選択される材料との両方を含む。その窒素、銅、タンタル、ケイ素、シリカ、パラジウム、スズ、タングステン、ニオブ、又はモリブデンは、幾つかの実施形態において、単に、ドーパントであることもできる。そのようなドーパントは、５％まで、例えば、２％の量で存在し得る。
【００１８】
幾つかの場合において、フィルム３０は、チタニアと窒素、チタニアとシリカ、チタニアと銅、チタニアとタンタル、チタニアとパラジウム、チタニアとスズ、チタニアとタングステン、チタニアとニオブ、又はチタニアとモリブデンを含む。更にその他の場合において、フィルム３０は、準化学量論的酸化チタンと窒素、準化学量論的酸化チタンとシリカ、準化学量論的酸化チタンと銅、準化学量論的酸化チタンとタンタル、準化学量論的酸化チタンとパラジウム、準化学量論的酸化チタンとスズ、準化学量論的酸化チタンとタングステン、準化学量論的酸化チタンとニオブ、又は準化学量論的酸化チタンとモリブデンを含む。ある更なる実施形態は、チタニアと、シリカと、窒素とを含むフィルム３０を提供する。銅は、存在する場合、任意的に、酸化されてもよい。フィルム３０が、言及された付加的な材料の少なくとも１つを含む場合、下地層は、あらゆる所望の材料から形成することができ、又はそれを完全に省くことができる。
【００１９】
下地フィルム２０は、設けられる場合、任意的に、１つ以上の以下の材料、すなわち、酸化タングステン、酸化アルミニウム、酸化ニオブ及び／又は酸化ジルコニウムを含むことができる。特定の実施形態において、このフィルムは、酸化タングステン又は酸化ニオブからなる群から選択される材料を含む。幾つかの場合において、フィルム２０は、酸化タングステン又は酸化ニオブを主成分とする。その他の実施形態において、このフィルムは、酸化アルミニウム又は酸化ジルコニウムからなる群から選択される材料を含む。幾つかの場合において、フィルム２０は、酸化アルミニウム又は酸化ジルコニウムを主成分とする。
【００２０】
幾つかの実施形態において、フィルム２０は、酸化タングステン及び／又は酸化アルミニウム及び／又は酸化ニオブ及び／又は酸化ジルコニウム及び／又は別の材料を含む混合フィルムである。特定の場合において、フィルム２０は、シリカ、ケイ素、チタニア、チタン、及び／又は準化学量論的酸化チタンを含む混合フィルムである。例えば、そのような混合フィルムは、酸化タングステンと、シリカ、ケイ素、チタニア、チタン、及び／もしくは準化学量論的酸化チタンとの混合物、又は酸化アルミニウムと、シリカ、ケイ素、チタニア、チタン、及び／もしくは準化学量論的酸化チタンとの混合物、又は酸化ニオブと、シリカ、ケイ素、チタニア、チタン、及び／もしくは準化学量論的酸化チタンとの混合物、又は酸化ジルコニウムと、シリカ、ケイ素、チタニア、チタン、及び／もしくは準化学量論的酸化チタンとの混合物を含むことができる。
【００２１】
混合フィルムは、設けられる場合、均質フィルムであり得、又は、それはグレーデッドフィルムであり得る。幾つかの実施形態において、グレーデッドフィルムは、基材表面から外に向かって、シリカ、ケイ素、チタニア、チタン、及び／又は準化学量論的酸化チタンの濃度を実質的に連続して減少させ、酸化タングステンの濃度を実質的に連続して増加させて設けられる。その他の実施形態において、グレーデッドフィルムは、基材表面から外に向かって、シリカ、ケイ素、チタニア、チタン、及び／又は準化学量論的酸化チタンの濃度を実質的に連続して減少させ、酸化アルミニウムの濃度を実質的に連続して増加させて設けられる。更にその他の実施形態において、グレーデッドフィルムは、基材表面から外に向かって、シリカ、ケイ素、チタニア、チタン、及び／又は準化学量論的酸化チタンの濃度を実質的に連続して減少させ、酸化ニオブの濃度を実質的に連続して増加させて設けられる。更にその他の実施形態において、グレーデッドフィルムは、基材表面から外に向かって、シリカ、ケイ素、チタニア、チタン、及び／又は準化学量論的酸化チタンの濃度を実質的に連続して減少させ、酸化ジルコニウムの濃度を実質的に連続して増加させて設けられる。
【００２２】
下地フィルム２０は、任意的に、約２５０オングストローム未満、約２００オングストローム未満、約１５０オングストローム未満、約１２５オングストローム未満、１００オングストローム未満、又は更に約７５オングストローム未満の厚さを有する。ある特別な実施形態は、６５オングストローム（例えば、５０オングストローム以下）の厚さのフィルム２０を提供する。幾つかの場合において、フィルム２０は、約５オングストロームから約２００オングストロームの間、例えば、約１５オングストロームから約１５０オングストロームの間の厚さを有する。特定の場合において、フィルム２０は、２５〜４０オングストロームの厚さを有する。
【００２３】
幾つかの実施形態において、フィルム２０の下、又はその上を覆って薄膜を設けてフィルム２０の付着性及び耐久性を向上させてもよい。特定の実施形態において、フィルム２０の下に薄膜が設けられ、フィルム２０の上を覆って別の薄膜が設けられる。図２において、フィルム２０の上方にフィルム２５ａが設けられ、フィルム２０の下方にフィルム２５ｂが設けられている。フィルム２５ａ及び２５ｂはそれぞれ、幾つかの場合において、約１０オングストロームから約２０オングストロームの間の厚さを有する。フィルム２５ａ及び２５ｂは、酸化ジルコニウムを含むことができ、幾つかの場合において、酸化ジルコニウムを主成分とする。フィルム２５ａ及び２５ｂは、また、酸化ニオブを含むこともでき、幾つかの場合において、酸化ニオブを主成分とする。特定の場合において、フィルム２５ａ及び２５ｂの内の１つのみが設けられる。
【００２４】
図３に関し、幾つかの実施形態において、光触媒コーティング５０は、光学フィルム２０と基材１０との間に堆積させたフィルム１５を含む。フィルム１５は、シリカを含むベースフィルムであり得、幾つかの場合において、シリカを主成分とする。フィルム１５は、また、チタニアを含むベースフィルムであることもでき、幾つかの場合において、チタニアを主成分とする。フィルム１５は、より更に、シリカとチタニアを含むベースフィルムであり得、幾つかの場合において、シリカとチタニアを主成分とする。フィルム１５は、好ましくは、フィルム２０の直接下地となり、フィルム２０に隣接する。幾つかの場合において、基材の直接上にフィルム１５が堆積され、フィルム１５の直接上にフィルム２０が堆積される。フィルム１５は、任意的に、約３００オングストローム未満の厚さを有し得る。特定の実施形態において、フィルム１５は、１００オングストローム未満の厚さを有する。図４に関し、幾つかの場合において、フィルム２５ａ及び２５ｂは、フィルム２０の下及び上方に設けられ、その結果、フィルム２５ａはフィルム１５に隣接する。フィルム２５ａ及び２５ｂは、また、好ましくは、ジルコニアを含み、約１０オングストロームから約２０オングストロームの間の厚さを有する。ここでも、特定の場合において、フィルム２５ａ及び２５ｂの内の１つのみが設けられる。
【００２５】
ある特別な実施形態において、光触媒コーティングは、基材表面から外に向かって、（任意的に、基材の直接上に堆積させた）約７５オングストロームの厚さを有するシリカフィルムと、シリカフィルムの直接上に堆積させた、約２５オングストロームの厚さを有する酸化タングステンフィルムと、酸化タングステンフィルムの直接上に堆積させた、約２５オングストロームから約４０オングストロームの間の厚さを有するチタニアフィルムとを含む。
【００２６】
別の特別な実施形態において、光触媒コーティングは、基材表面から外に向かって、（任意的に、基材の直接上に堆積させた）約７５オングストロームの厚さを有するシリカフィルムと、シリカフィルムの直接上に堆積させた、約１０オングストロームから約２０オングストロームの間の厚さを有する第１のジルコニアフィルムと、第１のジルコニアフィルムの直接上に堆積させた、約２５オングストロームの厚さを有する酸化タングステンフィルムと、酸化タングステンフィルムの直接上に堆積させた、約１０オングストロームから約２０オングストロームの間の厚さを有する第２のジルコニアフィルムと、酸化タングステンフィルムの直接上に堆積させた、約２５オングストロームから約４０オングストロームの間の厚さを有するチタニアフィルムとを含む。
【００２７】
更に別の特別な実施形態において、光触媒コーティングは、基材表面から外に向かって、基材表面に直接堆積させた、約１０オングストロームから２０オングストロームの間の厚さを有する酸化ニオブフィルムと、酸化ニオブフィルムの直接上に堆積させた、約２５オングストロームの厚さを有する酸化タングステンフィルムと、酸化タングステンフィルムの直接上に堆積させた、約２５オングストロームから約４０オングストロームの間の厚さを有するチタニアフィルムとを含む。同様に、別の実施形態において、光触媒コーティングは、基材表面から外に向かって、基材表面の直接上に堆積させた、約２５オングストロームの厚さを有する酸化タングステンフィルムと、酸化タングステンフィルムの直接上に堆積させた、約１０オングストロームから約２０オングストロームの間の厚さを有する酸化ニオブフィルムと、酸化ニオブフィルムの直接上に堆積させた、約２５オングストロームから約４０オングストロームの間の厚さを有するチタニアフィルムとを含む。
【００２８】
幾つかの場合において、光触媒コーティング５０は、基材の第１主表面上に設けられ、別の機能コーティングが、同一基材の反対側主表面上に設けられる。図５は、基材１０が、第１の表面１２に光触媒コーティング５０を担持し、第２の表面１４に機能コーティング８０を担持する実施形態を図示している。機能コーティング８０は、単一フィルム又は複数のフィルムを含むことができる。当該技術分野において公知のあらゆる機能コーティングを用いることができる。幾つかの場合において、機能コーティング８０は、低放射率フィルムである。特定の場合において、コーティング８０は、３つ以上の赤外線反射層を有する低放射率フィルムを含む。３つ以上の赤外線反射層を有する好適な低放射率コーティングが、米国特許第６０／７２５，８９１号に記載されており、その全教示はここに参照することにより組み込まれている。その他の場合において、機能コーティングは、「銀一層」又は「銀二層」低放射率コーティングであり得る。
【００２９】
図６に関し、基材１０は、断熱ガラスユニット１１０の一部であり得る。典型的には、断熱ガラスユニット１１０は、窓板間空間８００によって隔てられた外側窓板１０と内側窓板１０’とを有する。（任意的に、サッシの一部であり得る）スペーサー９００は、一般的に、窓板１０と１０’とを隔てるために設けられる。スペーサーは、接着剤７００を用いて、各窓板の内側表面に固定され得る。幾つかの場合において、端部シーラント６００も設けられる。図示された実施形態において、外側窓板１０は、外側表面１２と内側表面１４とを有する。内側窓板１０’は、内側表面１６と外側表面１８とを有する。窓板１０は、外側表面１２が、屋外環境に曝されるように枠（たとえば、窓枠）に取り付けることができる。内側表面１４と１６は共に、断熱ガラスユニットの窓板間空間８００内の雰囲気に曝される。幾つかの場合において、図４に示されているＩＧユニットにおける基材１０の外側表面１２は、光触媒コーティング５０を有する。コーティング５０は、既に述べた実施形態の何れかのものであり得る。同一の基材１０の内側表面１４は、機能コーティング８０、例えば、低放射率コーティングを含むことができる。
【００３０】
図７は、（ガラス窓板であってもよい）基材１０が、（例えば、建物９９の外壁９８における）窓枠９５上に取り付けられる窓板である実施形態を例示している。特定の用途において、そのような窓のコーティングされた第１の表面（例えば、表面１２）は、記載された実施形態の何れかに従った光触媒コーティング５０を担持する。この性質の幾つかの実施形態において、コーティングされた表面１２は、屋外環境に曝されてもよい（及び／又は周期的に雨に接触してもよい）。
【００３１】
コーティングされた基材の製造方法も提供される。光触媒コーティング５０の各フィルムは、様々な周知のコーティング技術によって堆積され得る。好適なコーティング技術としては、それらに限定されないが、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相蒸着、熱分解堆積、ゾルゲル堆積及びスパッタリングが挙げられる。特定の実施形態において、フィルムは、任意的に、低温で（例えば、約摂氏２５０度未満、あるいはより好ましくは、摂氏２００度未満に基材を維持しながら）、スパッタリングによって堆積される。スパッタリングについては、本技術分野において周知である。
【００３２】
コーティングされた基材を製造するための機器も提供される。図６は、本発明の光触媒コーティングを堆積させるのに用いられ得る例示的なマグネトロンスパッタリングチャンバー２００を示す。マグネトロンスパッタリングチャンバー及び関連機器は、様々な供給源（例えば、レイボルド）から市販されている。有用なマグネトロンスパッタリング技術と機器が、チャピン（Ｃｈａｐｉｎ）に発行された米国特許４，１６６，０１８に記載されており、その全教示は、ここに参照することにより組み込まれている。図６に図示されているスパッタリングチャンバー２００は、基底部（又は「フロア」）２２０と、複数の側壁２２２と、天井部（又は「上蓋」又は「カバー」）２３０とを含み、これらは共にスパッタリングキャビティー２０２に界接している。２つの上部ターゲット２８０ａ及び２８０ｂは、基材移動経路４５の上方に据えられている。基材１０は、フィルム堆積時、基材移動経路４５に沿って、任意的には、間隔を置いて設けられた複数の移送ローラ２１０上を搬送される。図６においては２つの上部ターゲットが設けられているが、このことは決して要件ではない。例えば、これらターゲットを、代替的に、基材移動経路の下方に配置させ、基材の底表面上に光触媒コーティングを堆積させるのに適合させた下部ターゲットとすることができるであろう。幾つかの実施形態において、光触媒コーティングの少なくとも１つのフィルムは、基材の他方面上に別のフィルムをスパッタするのと同時に、すなわち、双方向スパッタリングチャンバーを用いて、スパッタ堆積される。双方向スパッタリングチャンバーについて、米国特許出願第０９／８６８，５４２号、第１０／９１１，１５５号、及び第１０／９２２，７１９号に記載されており、それらそれぞれの全教示は、ここに参照することにより組み込まれている。代替的に、各チャンバーにおいて単一の上部又は下部ターゲットを用いることができるであろう。更に、円筒状ターゲットが示されているが、チャンバーは、１つ以上の上部及び／又は下部平面ターゲットを含むことができる。
【００３３】
コーティングがスパッタリングによって行われる場合、スパッタリングは、任意的に、基材を、約摂氏２５０度未満、より好ましくは摂氏２００度未満の温度に維持しながら（例えば、基材の予備加熱なしで）行われ得る。そのような場合、コーティングは、任意的に、成長中のフィルムにエネルギーを供給する予備的手段を何ら用いることなく（例えば、通常のスパッタリングのプラズマ及びイオンボンバードから標準的に起こる加熱以上に基材を何ら加熱することなく）スパッタ堆積され得る。その他の場合において、コーティング５０の１つ以上のフィルムは、予備加熱（又は、その他の予備的エネルギー供給）を含むスパッタ堆積技術により堆積される。付加的又は代替的に、一旦堆積させたコーティング５０は、イオンガンを操作し、（例えば、コーティングの低保守特性を高めるために）コーティングに対してイオンを加速させることによるイオン処理に曝してもよい。幾つかの場合において、これは、光触媒フィルムがチタニアと１つ以上の上記に言及した材料を含む実施形態について行われる。
【００３４】
特定の実施形態において、光触媒コーティング５０の堆積方法が提供され、その方法は、基材（例えば、ガラス板）の主表面の上を覆って下地フィルムを堆積させ、その後、下地フィルムの直接上を覆ってチタニアを含む光触媒フィルムを堆積させることを含む。光触媒フィルムがチタニアを主成分とする場合、図８に図示されているようなスパッタリングチャンバーを用いることができ、ターゲット２８０ａ及び２８０ｂはそれぞれ、チタンを含むことができる。幾つかの場合において、これらのターゲットは金属チタンターゲットであり、チタニアを含むフィルムをスパッタするのに（任意的に、多少の窒素を含む）酸化雰囲気が用いられる。その他の場合において、これらのターゲットは、酸化チタンターゲットであり、チャンバーにおいて（任意的に、少量の酸素及び／又は窒素を含む）不活性雰囲気が用いられる。更にその他の場合において、これらのターゲットは、準化学量論的酸化チタンターゲットであり、チャンバーにおいて（任意的に、少量の酸素及び／又は窒素を含む）不活性雰囲気が用いられる。
【００３５】
光触媒フィルムがチタニアと別の材料を含むフィルムである場合、任意的に、共スパッタリング法を用いることができる。例えば、ターゲット２８０ａ又は２８０ｂの一方が、任意的に、チタンを含み、他方のターゲットが別の材料を含むことができる。幾つかの場合において、他方のターゲットは銅を含み、それによって、得られるフィルムはチタニアと銅（そのような銅は、任意的に、酸化されている）とを含む。その他の場合において、他方のターゲットはケイ素を含み、それによって、得られるフィルムはチタニアとシリカとを含む。ケイ素を含むターゲットは、純ケイ素ターゲットであり得、（任意的に、やはり多少の窒素を含む）酸化雰囲気をチャンバー内に導入することができる。ケイ素を含むターゲットは、代替的に、酸化ケイ素ターゲットであり得、故に、このターゲットは、不活性（又は、僅かに酸化及び／又は僅かに窒化の）雰囲気においてスパッタされ得る。その他の場合において、他方のターゲットはパラジウムを含み、それによって、得られるフィルムはチタニアとパラジウムとを含む。その他の場合において、他方のターゲットはスズを含み、それによって、得られるフィルムはチタニアとスズとを含む。その他の場合において、他方のターゲットはタングステンを含み、それによって、得られるフィルムはチタニアとタングステンとを含む。その他の場合において、他方のターゲットはニオブを含み、それによって、得られるフィルムはチタニアとニオブとを含む。その他の場合において、他方のターゲットはモリブデンを含み、それによって、得られるフィルムはチタニアとモリブデンとを含む。
【００３６】
光触媒フィルムがチタニアと、シリカと窒素とを含む混合フィルムである場合、ターゲット２８０ａ又は２８０ｂの一方はチタン（及び／又は酸化チタン）を含み、他方のターゲットはケイ素（及び／又は酸化ケイ素）を含むことができる。その場合、チャンバー内において、窒素含有雰囲気を用いることができる。混合フィルムの実施形態に共スパッタリング法を用いるのではなく、各ターゲットを、チタンと、ケイ素及び銅からなる群から選択される少なくとも１つの付加的な材料とを含むものとすることができる。また、窒素がフィルム３０に混合されるあらゆる実施形態において、堆積雰囲気に窒素を含めることができる。
【００３７】
また、光触媒コーティングが混合フィルムである場合において、合金ターゲットをスパッタする方法を用いることができる。例えば、ターゲット２８０ａ及び２８０ｂの一方又は両方を合金ターゲットとすることができる。合金ターゲットは、以下、すなわち、チタンと銅、チタンとタンタル、チタンとケイ素、チタンとパラジウム、チタンとスズ、チタンとタングステン、チタンとニオブ、チタンとモリブデン、準化学量論的酸化チタンと銅、準化学量論的酸化チタンとタンタル、準化学量論的酸化チタンとケイ素、準化学量論的酸化チタンとパラジウム、準化学量論的酸化チタンとスズ、準化学量論的酸化チタンとタングステン、準化学量論的酸化チタンとニオブ、又は準化学量論的酸化チタンとモリブデン、から選択される合金であり得る。幾つかの場合において、ターゲットに存在するチタン又は準化学量論的酸化チタンの量は、その他の材料より多い。幾つかの場合において、ターゲット内のチタン又は準化学量論的酸化チタンは、単にその他の材料でドープされている。合金ターゲットは、また、反応性雰囲気、例えば、酸化又は窒化雰囲気においてスパッタすることもできる。合金ターゲットが準化学量論的酸化チタンを含む場合、ターゲットは、不活性雰囲気、僅かに酸化の雰囲気、又は僅かに窒化の雰囲気においてスパッタすることができる。
【００３８】
特定の実施形態において、下地フィルム２０の堆積方法が提供される。その方法は、基材（例えば、ガラス板）の主表面の上を覆って下地フィルムを堆積させることを含む。図８に図示されているようなスパッタリングチャンバーを用いることができる。下地フィルム２０が酸化タングステン、酸化アルミニウム、酸化ニオブ又は酸化ジルコニウムを主成分とする場合、ターゲット２８０ａ及び２８０ｂはそれぞれ、タングステン、アルミニウム、ニオブ、又はジルコニウムを含むことができる。幾つかの場合において、これらのターゲットは、（任意的に、多少の窒素を含む）酸化雰囲気で用いられる金属タングステンターゲット、金属アルミニウムターゲット、金属ニオブターゲット、又は金属ジルコニウムターゲットである。その他の場合において、これらのターゲットは、（任意的に、チャンバー内において少量の酸素及び又は窒素が用いられる）不活性雰囲気における酸化タングステンターゲット、酸化アルミニウムターゲット、酸化ニオブターゲット、又は酸化ジルコニウムターゲットである。
【００３９】
下地フィルムが混合フィルムである場合、任意的に、共スパッタリング法を用いることができる。例えば、ターゲット２８０ａ及び２８０ｂの一方が、任意的に、タングステン、アルミニウム、ニオブ、又はジルコニウムを含み、他方のターゲットが別の材料を含むことができる。幾つかの場合において、一方のターゲットが金属タングステン、金属アルミニウム、金属ニオブ、又は金属ジルコニウムを含み、他方のターゲットがケイ素、チタン、又は準化学量論的酸化チタンを含み、両方が（任意的に、多少の窒素を含む）酸化雰囲気において共スパッタされる。その他の場合において、一方のターゲットが酸化タングステン、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、又は酸化ジルコニウムを含み、他方のターゲットが酸化ケイ素、酸化チタン、又は準化学量論的酸化チタンを含み、両方が（任意的に、チャンバー内において少量の酸素及び又は窒素が用いられる）不活性雰囲気において共スパッタされる。
【００４０】
また、下地フィルムが混合フィルムである場合、合金ターゲットのスパッタ方法を用いることができる。例えば、ターゲット２８０ａ及び２８０ｂの一方又は両方を合金ターゲットとすることができる。合金ターゲットは、以下、すなわち、タングステンとチタン、タングステンとケイ素、タングステンと準化学量論的酸化チタン、アルミニウムとチタン、アルミニウムとケイ素、アルミニウムと準化学量論的酸化チタン、ニオブとチタン、ニオブとケイ素、ニオブと準化学量論的酸化チタン、ジルコニウムとチタン、ジルコニウムとケイ素、及びジルコニウムと準化学量論的酸化チタンから選択される合金であり得る。合金ターゲットは、（任意的に、多少の窒素を含む）酸化雰囲気においてスパッタされる。
【００４１】
本発明の好ましい実施形態について述べてきたが、その中で、発明の精神及び添付のクレームの範囲から逸脱することなく、種々の変更、適合、及び変形が可能であることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の実施形態に従った、表面に光触媒コーティングを担持する基材の概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の別の実施形態に従った、表面に光触媒コーティングを担持する基材の概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の別の実施形態に従った、表面に光触媒コーティングを担持する基材の概略断面図である。
【図４】図４は、本発明の別の実施形態に従った、表面に光触媒コーティングを担持する基材の概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施形態に従った、ある表面に光触媒コーティングを担持し、別の表面に付加的なコーティングを担持する基材の概略断面図である。
【図６】図６は、本発明の特定の実施形態に従った、２つのコーティング表面を有する窓板を含む多重窓板断熱ガラスユニットの部分破断概略断面側面図である。
【図７】図７は、本発明の特定の実施形態に従った、建物の外壁に取り付けられている、光触媒コーティングを担持する窓板の部分破断斜視図である。
【図８】図８は、本発明の特定の方法における使用に適合させたスパッタリングチャンバの概略側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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