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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Antibeschlagelement, das mit
Antibeschlageigenschaften versehen ist, und zwar durch Bilden eines
porösen
anorganischen Oxidfilms auf der Oberfläche eines Substrats, wie z.
B. eines Glassubstrats, wodurch die Oberfläche hydrophil wird, und insbesondere
ein Antibeschlagelement, das in der Lage ist, eine Abnahme der hydrophilen
Eigenschaften zu verhindern und dadurch die Antibeschlageigenschaften über einen
langen Zeitraum aufrechtzuerhalten.
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Als
Antibeschlagelement, das durch Bilden eines porösen anorganischen Oxidfilms
auf der Oberfläche eines
Substrats, wie z. B. eines Glassubstrats, mit Antibeschlageigenschaften
versehen ist, hat der Anmelder der vorliegenden Erfindung das in
EP-A-0 689 962 beschriebene Antibeschlagelement vorgeschlagen. Dieses Antibeschlagelement
ist, wie in der vergrößerten Schnittansicht
aus 2 gezeigt, durch Bilden eines anorganischen Oxidfilms 12 aus
einem Oxid, wie z. B. SiO2, unter Anwendung
eines PVD-Verfahrens, wie z. B. Ionenplattierung oder Aufsputtern,
auf einem Substrat 10, wie z. B. einem Glassubstrat, ausgebildet,
wodurch die Oberfläche
des Substrats hydrophil wird. Erfindungsgemäß sind die Benetzeigenschaften
der Oberfläche des
Films aufgrund des Kapillarphänomens
verbessert, wodurch auch die hydrophilen Eigenschaften und die Antibeschlageigenschaften
des Films verbessert werden. Daher wird durch Aufbringen der vorgeschlagenen Erfindung
auf Fahrzeug-Außenspiegel,
Badezimmerspiegel, Fahrzeugfenster und Fensterscheiben etc. die Neigung
von auf der Oberfläche
befindlichen Wassertropfen, eine Kugelform aufzuweisen, reduziert,
wodurch die Sicht verbessert wird.
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Unterschiede
im Verhalten eines auf einer Spiegeloberfläche befindlichen Wassertropfens
in einem Fall, in dem ein poröser
anorganischer Oxidfilm auf der Oberfläche gebildet ist, und einem
Fall, in dem kein solcher Film gebildet ist, ist in 3A und 3B gezeigt. 3A zeigt
den Fall, in dem kein poröser
anorganischer Film gebildet ist. Ein Wassertropfen 14 hat
sich kugelförmig
auf einer Wasser abstoßenden
Spiegeloberfläche
(d. h. der Oberfläche
des Glassubstrats 10) abgesetzt. In diesem Zustand ist
der Wassertropfen 14 eine kleine Halbkugel mit einem kleinen
Krümmungsradius,
und daher wird aufgrund des Linseneffekts ein in dem dahinter befindlichen
Spiegel gezeigtes Bild invertiert. Dadurch wird bewirkt, dass ein
helles Bild, wie z. B. der Himmel und Straßenlichter von der unteren
Hälfte
des Wassertropfens 14 reflektiert wird, wodurch es schwierig
wird, ein solches helles Bild zu sehen.
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Im
Gegensatz dazu läuft
bei Vorhandensein des porösen
anorganischen Films 12, wie in 3B gezeigt,
der auf der Spiegeloberfläche
(der Oberfläche
des porösen
anorganischen Oxidfilms 12) befindliche Wassertropfen 14 auseinander
und bildet einen dünnen
Film. Dadurch wird das Auftreten des Linseneffekts reduziert, und
daher kann eine Sichtverschlechterung vermindert werden, obwohl
dass sich der Wassertropfen 14 auf der Spiegeloberfläche abgesetzt
hat. Ferner vergrößert sich
durch ein solches Auseinanderlaufen des Wassertropfens 14 zu
einem dünnen
Film der Kontaktbereich zwischen dem Wassertropfen 14 und
der Luft, wodurch die Verdampfung von Wasser beschleunigt wird.
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Wenn
das in 2 gezeigte Antibeschlagelement beispielsweise
auf einen Fahrzeug-Außenspiegel aufgebracht
ist und versehentlich ein festes oder flüssiges Wachs auf die Oberfläche des
porösen
anorganischen Oxidfilms 12 gelangt, werden Öffnungen
des porösen
Films mit dem Wachs gefüllt,
wodurch eine ebene Oberfläche
entsteht, was dazu führt,
dass die hydrophilen Eigenschaften und somit die Antibeschlageigenschaften
des Antibeschlagelements verloren gehen. In diesem Fall ist es nötig, die Öffnungen
des porösen Films
mit einem Reinigungsmittel zu reinigen, dabei kommt es jedoch häufig zu
einer Qualitätsverschlechterung
des Antibeschlagelements durch Kratzer etc. Ferner lagern sich bei
langer Benutzung des Antibeschlagelements in der Luft befindliche
organische Stoffe und NOx in den Öffnungen
ab, was zu einer Ver ringerung der hydrophilen Eigenschaften und
der Antibeschlageigenschaften führt.
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JP-A-63100042
betrifft einen Glasartikel, insbesondere für Fahrzeug-Windschutzscheibenglas
oder Fensterglas von Gebäuden,
dessen Oberfläche
mit einer dünnen
TiO2-Beschichtung beschichtet ist. Diese
Beschichtung bildet auf die Außenfläche des
Glasartikels, der keinen weiteren Film aufweist. Somit lehrt das
Dokument JP-A-63100042 nicht die Verwendung eines Fotokatalysators,
der von einem Film aus einem anderen Material bedeckt ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Antibeschlagelement
bereitzustellen, mit dem das oben beschriebene Problem, das bei
dem dem Stand der Technik entsprechenden Antibeschlagelement auftritt,
eliminiert wird und das in der Lage ist, eine Verringerung der hydrophilen
Eigenschaften zu verhindern und die Antibeschlageigenschaften über einen
langen Zeitraum aufrechtzuerhalten.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. 10.
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Der
hier verwendete Ausdruck "fotokatalytische
Reaktion" bezieht
sich auf das Phänomen,
dass bei Erregung eines Halbleiters, wie z. B. TiO2,
durch Licht mit einer Wellenlänge,
dessen Energie die Bandlücke überschreitet,
Elektronen-Loch-Paare
in dem Halbleiter gebildet werden und, wenn diese Elektronen-Loch-Paare an die
Oberfläche
des Halbleiters gelangen, diese eine Oxidations-Reduktions-Reaktion in der auf der Oberfläche des
Halbleiters befindlichen Substanz bewirken. Durch Licht erregte
Löcher
in TiO2 weisen eine solch starke Oxidationskraft
auf, dass sich eine auf der TiO2-Oberfläche befindliche
organische Substanz aufgrund der fotokatalytischen Reaktion auflöst und entfernt
wird.
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Erfindungsgemäß werden
daher organische Substanzen, wie z. B. Wachs und NOx,
die sich in Öffnungen
des porösen
anorganischen Films ablagern, durch die von dem Fotokatalysatorfilm
bewirkte fotokatalytische Reaktion aufgelöst und entfernt. Entsprechend
wird eine Verringerung der hydrophilen Eigenschaften verhindert
und können
die Antibeschlageigenschaften über
einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden.
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Als
Materialien des erfindungsgemäß verwendeten
anorganischen Oxidfilms können
Metalloxide, wie z. B. SiO2 und Al2O3 verwendet werden.
Da diese Metalloxide eine hydrophile OH-Gruppe auf ihrer Oberfläche erzeugen,
weisen sie generell hydrophile Eigenschaften auf. Von dem Anmelder
der vorliegenden Erfindung durchgeführte Experimenten zeigten,
dass SiO2 die besten hydrophilen Eigenschaften
aufweist.
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Als
Materialien des erfindungsgemäß verwendeten
Fotokatalysatorfilms können
Halbleiter, wie z. B. TiO2, ZnO, SnO2, ZnS und CdS verwendet werden. Von diesen
Materialien ist TiO2 hinsichtlich Reaktionsfähigkeit,
Widerstandfähigkeit
und Sicherheit der am besten geeignete Fotokatalysator.
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Die
fotokatalytische Reaktion kann auf effiziente Weise erzeugt werden,
wenn Öffnungen
in dem porösen
anorganische Oxidfilm derart ausgebildet sind, dass sie die Oberfläche des
Fotokatalysatorfilms erreichen, so dass in die Öffnungen eintretende organische
Substanzen und NOx in direkten Kontakt mit
der Oberfläche
des Fotokatalysatorfilms gebracht werden. Wenn ein Material, wie
z. B. SiO2, als anorganischer Oxidfilm ausgewählt ist
und ein Material, wie z. B. TiO2, als Fotokatalysatorfilm
ausgewählt
ist, können
in die Öffnungen des
porösen
anorganischen Oxidfilms eintretende und sich dort ablagernde organische
Substanzen und NOx durch die katalytische
Reaktion aufgelöst
und entfernt werden, selbst wenn die Öffnungen nicht die Oberfläche des
Fotokatalysatorfilms erreichen, d. h. selbst wenn diese Öffnungen
enden, bevor sie die Oberfläche
des Fotokatalysatorfilms erreichen, da Licht, das die fotokatalytische
Reaktion bewirkt (hauptsächlich
Ultraviolettstrahlung bei Verwendung von TiO2)
den transparenten porösen
anorganischen Oxidfilm durchläuft
und die in dem Fotokatalysatorfilm erzeugten Elektronen und Löcher den
porösen
anorganischen Oxidfilm durchlaufen.
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Hinsichtlicht
der Dicke des Fotokatalysatorfilms kann bei einem dicker ausgeführten Fotokatalysatorfilm
eine stärkere
fotokatalytische Reaktion erreicht werden. Hinsichtlich der Festigkeit
des Films wird jedoch eine Filmdicke von ungefähr 2.000 Ångström als optimal angesehen, wenn
TiO2 durch Vakuumaufdampfen ausgebildet
wird. Hinsichtlich der Dicke des porösen anorganischen Oxidfilms
wird eine Filmdicke von ungefähr
150 Ångström als optimal
betrachtet, wenn ein SiO2-Film durch Vakuumaufdampfen
ausgebildet wird, damit die Öffnungen
des porösen
Films nicht verschlossen werden, d. h. damit die Öffnungen
derart ausgebildet sind, dass sie die Oberfläche des Fotokatalysatorfilms
erreichen, obwohl diese Dicke je nach Geschwindigkeit der Vakuumaufdampfung
variieren kann. Adäquate
hydrophile Eigenschaften können
mit einer Dicke in dieser Größenordnung
erzielt werden. Wenn die Geschwindigkeit der Vakuumaufdampfung höher ist,
kann der poröse
anorganische Film mit einer größeren Dicke
als 150 Ångström ausgebildet
werden, ohne dass die Öffnungen
des porösen
Films verschlossen werden.
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Durch
Ausbilden des Substrats aus einem transparenten Substratmaterial,
wie z. B. eines Glassubstrats, kann das erfindungsgemäße Antibeschlagelement
für Fahrzeugfenster
und Fensterscheiben für
Gebäude
verwendet werden. In diesem Fall kann die fotokatalytische Reaktion
von Sonnenlicht bewirkt werden. Wenn der Fotokatalysatorfilm mit
TiO2 ausgebildet ist, kann der Effekt des
Ausblendens von Ultraviolettstrahlung erreicht werden, da TiO2 Ultraviolettstrahlung absorbiert. Wenn
ein Antibeschlagfilm außerhalb
eines Raums oder Fahrzeugs ausgebildet ist, kann der Effekt des
Entfernens von Regentropfen erzielt werden. Wenn ein Antibeschlagfilm
innerhalb eines Raums oder Fahrzeugs ausgebildet ist, kann der Effekte
des Entfernens von sich auf dem Film befindlichen Wassertropfen
erzielt werden. Antibeschlagfilme können so wohl außerhalb
als auch innerhalb des Raums oder Fahrzeugs ausgebildet sein.
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Das
erfindungsgemäße Antibeschlagelement
kann dadurch als Fahrzeug-Außenspiegel
und Badezimmerspiegel verwendet werden, dass ein Reflexionsfilm
auf dem Substrat ausgebildet ist. Bei Fahrzeug-Außenspiegeln kann die fotokatalytische Reaktion durch
Sonnenlicht hervorgerufen werden. Bei Badezimmerspiegeln kann die
fotokatalytische Reaktion durch Ultraviolettstrahlung in fluoreszierendem
Licht bewirkt werden.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen
beschrieben.
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Es
zeigen:
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1A eine
Schnittansicht einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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1B eine
vergrößerte Schnittansicht
eines Teils der Ausführungsform;
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2 eine
Schnittansicht eines dem Stand der Technik entsprechenden Antibeschlagelements;
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3A und 3B Ansichten
zur Erläuterung
des Antibeschlagverhaltens eines porösen anorganischen Oxidfilms;
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4 eine
vergrößerte Schnittansicht
eines Teils einer weiteren Ausführungsform;
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5 eine
Ansicht eines Beispiels für
eine Vakuumaufdampfungsvorrichtung zum Ausbilden des anorganischen
Oxidfilms und des Fotokatalysatorfilms gemäß der Erfindung;
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6 eine
Schnittansicht eines Beispiels (Beispiel 1), bei dem die Erfindung
auf einen Fahrzeug-Außenspiegel
aufgebracht ist;
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7 eine
Schnittansicht eines Beispiels (Beispiel 2), bei dem die Erfindung
auf einen Fahrzeug-Außenspiegel
aufgebracht ist;
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8 eine
Schnittansicht eines Beispiels (Beispiel 3), bei dem die Erfindung
auf einen Fahrzeug-Außenspiegel
aufgebracht ist;
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9 eine
Schnittansicht eines Beispiels (Beispiel 4), bei dem die Erfindung
auf einen Fahrzeug-Außenspiegel
aufgebracht ist;
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10 eine
Schnittansicht eines Beispiels (Beispiel 5), bei dem die Erfindung
auf einen Fahrzeug-Außenspiegel
aufgebracht ist;
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11 eine
Schnittansicht eines Beispiels (Beispiel 6), bei dem die Erfindung
auf einen Fahrzeug-Fenster aufgebracht ist;
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12 eine
Schnittansicht eines Beispiels (Beispiel 7), bei dem die Erfindung
auf einen Fahrzeug-Fenster aufgebracht ist;
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13 eine
Schnittansicht eines Beispiels (Beispiel 8), bei dem die Erfindung
auf einen Fahrzeug-Fenster aufgebracht ist; und
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14 eine
Schnittansicht eines Beispiels (Beispiel 9), bei dem die Erfindung
auf einen Badezimmerspiegel aufgebracht ist.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung ist in 1A gezeigt. Auf einer Oberfläche 10a eines
transparenten Substrats 10, wie z. B. eines Glassubstrats,
ist ein transparenter Fotokatalysatorfilm 18 z. B. aus
TiO2 mit einer Dicke von z. B. ungefähr 1.000 Ångström ausgebildet.
Auf einer Oberfläche 18a des
Fotokatalysatorfilms 18 ist ein transparenter anorganischer
Oxidfilm 12 z. B. aus SiO2 mit
einer Dicke von z. B. ungefähr
150 Ångström ausgebildet.
Das gesamte Antibeschlagelement 28 ist daher transparent
(farbig oder farblos). Der anorganische Oxidfilm 12 ist
porös ausgeführt, wie
in der vergrößerten Schnittansicht
aus 1B gezeigt, und in dem porösen Film ausgebildete Öffnungen 20 reichen
bis zur Oberfläche 18a des
Fotokatalysatorfilms 18, wodurch die Oberfläche 18a des
Fotokatalysatorfilms 18, die zu den Öffnungen 20 hin frei
liegt, gegenüber
der Außenluft 22 frei
liegt.
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Bei
dieser Struktur ist der auf der Oberfläche ausgebildete anorganische
Oxidfilm 12 porös
und weist daher hydrophile Eigenschaften und dahingehend einen Antibeschlageffekt
auf, dass auf dem Film befindliche Wassertropen auseinanderlaufen
und einen dünnen
Film bilden. Ferner durchläuft,
wie in 1B gezeigt, wenn organische
Substanzen, wie z. B. Wachs und Bakterien und NOx aus
der Luft (nachstehend als "organische
Substanzen etc. 24" bezeichnet)
in die Öffnungen 20 eintreten
und sich darin ablagern, das Sonnenlicht oder anderes Licht (wie
z. B. Ultraviolettstrahlung) 26 den anorganischen Oxidfilm 12 und
bestrahlt den Fotokatalysatorfilm 18 zwecks Erregung des
Fotokatalysatorfilms 18. Elektronen-Loch-Paare werden durch
diese durch Licht bewirkte Erregung in dem Fotokatalysatorfilm 18 gebildet,
und diese Elektronen-Loch-Paare
reagieren mit den in den Öffnungen 20 befindlichen
organischen Substanzen etc. 24, um die organischen Substanzen
etc. 24 durch eine Oxidations-Reduktions-Reaktion aufzulösen und
zu entfernen. Eine Verringerung der hydrophilen Eigenschaften wird
somit verhindert, und die Antibeschlageigenschaften können über einen langen
Zeitraum aufrechterhalten werden.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung ist in 4 gezeigt, in der eine vergrößerte Schnittansicht
des in 1A gezeigten Teils (a) dargestellt
ist.
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Auf
einer Oberfläche 10a eines
transparenten Substrats 10, wie z. B. eines Glassubstrats,
ist ein transparenter Fotokatalysatorfilm 18 z. B. aus
TiO2 mit einer Dicke von z. B. ungefähr 1.000 Ångström ausgebildet. Auf
einer Oberfläche 18a des
Fotokatalysatorfilms 18 ist ein transparenter anorganischer
Oxidfilm 12 z. B. aus SiO2 mit
einer Dicke von z. B. ungefähr
1.000 Ångström ausgebildet.
Das gesamte Antibeschlagelement 28 ist daher transparent
(farbig oder farblos). Der anorganische Oxidfilm 12 ist
porös,
und seine Öffnungen 20 verlaufen
nicht bis zur Oberfläche 18a des
Fotokatalysatorfilms 18, sondern enden auf halbem Weg dorthin.
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Bei
dieser Struktur ist der auf der Oberfläche ausgebildete anorganische
Oxidfilm 12 porös
und weist daher hydrophile Eigenschaften und dahingehend einen Antibeschlageffekt
auf, dass auf dem Film befindliche Wassertropen auseinanderlaufen
und einen dünnen
Film bilden. Ferner durchläuft,
wie in 1B gezeigt, wenn organische
Substanzen etc. 24 in die Öffnungen 20 eintreten
und sich darin ablagern, das Sonnenlicht oder anderes Licht (wie
z. B. Ultraviolettstrahlung) 26 den anorganischen Oxidfilm 12 und
bestrahlt den Fotokatalysatorfilm 18 zwecks Erregung des
Fotokatalysatorfilms 18. Elektronen-Loch-Paare werden durch
diese durch Licht bewirkte Erregung gebildet, und diese Elektronen-Loch-Paare
durchlaufen den anorganischen Oxidfilm 12 und reagieren
mit den in den Öffnungen 20 befindlichen
organischen Substanzen etc. 24, um die organischen Substanzen
etc. 24 durch eine Oxidations-Reduktions-Reaktion aufzulösen und
zu entfernen. Eine Verringerung der hydrophilen Eigenschaften kann
somit verhindert werden, und die Antibeschlageigenschaften können über einen
langen Zeitraum aufrechterhalten werden.
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Ein
Beispiel für
ein Verfahren zum Herstellen des Antibeschlagelements 28,
das in 1 und 4 gezeigt
ist, wird nun beschrieben. Bei diesem Beispiel ist das Substrat 10 ein
Glassubstrat, der Fotokatalysatorfilm 12 aus TiO2 gebildet und der anorganische Oxidfilm 12 aus
SiO2 gebildet. Der TiO2-Film
und der SiO2-Film werden durch Vakuumaufdampfung
hergestellt.
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5 zeigt
ein Beispiel für
eine Vakuumaufdampfungsvorrichtung 72. In einem Vakuumtank 74 befindliche
Luft wird mittels einer Diffusionspumpe 86 und einer Rotationspumpe 88 abgesaugt.
Ein Substrathalter 76 ist in dem oberen Teil des Vakuumtanks 74 vorgesehen,
und das Glassubstrat 10 wird mit der den Film aufweisenden
Fläche
nach unten von dem Substrathalter 76 gehalten. Der Substrathalter 76 wird
von einer Heizvorrichtung 78 erwärmt, und die Temperatur des
Glassubstrats 10 wird durch den Substrathalter 76 auf eine
Solltemperatur eingestellt. Ein Tiegel 80 ist unter dem
Glassubstrat 10 angeordnet, und aufzubringendes Material 82 (Ausgangsmaterial
der Vakuumaufdampfung) ist in dem Tiegel 80 enthalten.
Als Aufbring-Material 82 beim Ausbilden des TiO2-Films kann TiO2,
Ti2O3 oder Ti verwendet
werden. Als Aufbring-Material 82 beim Ausbilden des SiO2-Films kann SiO2 oder
SiO verwendet werden.
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Das
aufzubringende Material 82 wird durch Ausstrahlen eines
Elektronenstrahls 86 von einer Glühkathode 84 verdampft.
Als reaktives Gas wird Sauerstoffgas 94 von einem Sauerstofftank 90 in
den Vakuumtank 74 eingeleitet. Das verdampfte Material 82 reagiert
mit Sauerstoff zur Bildung von TiO2 oder
SiO2, und dieses wird zum Ausbilden des
TiO2-Films oder des SiO2-Films
auf die Oberfläche
des Glassubstrats 10 aufgebracht. Die Filmdicke wird von
einem Filmdickenmonitor 92 überwacht, und die Vakuumaufdampfung
wird gestoppt, wenn die Filmdicke eine Solldicke erreicht hat.
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Es
ist bekannt, dass die Qualität
des aufgebrachten Films in Abhängigkeit
von den Bedingungen, einschließlich
Partialdruck des Sauerstoffgases in dem Vakuumtank, Temperatur des
Substrats und Geschwindigkeit des Vakuumaufdampfvorgangs, variiert.
Es gibt die Rutil-Kristallstruktur und die Anatas-Kristallstruktur in
der Kristallstruktur von TiO2. Da die Anatas-Kristallstruktur
einen größeren fotokatalytischen
Effekt hat, wird vorzugsweise ein TiO2-Film
des Anatas-Typs ausgebildet. Zum Ausbilden des TiO2-Films
des Anatas-Typs wird vorzugsweise der TiO2-Film 18 auf
dem Substrat ausgebildet, das eine relative niedrige Temperatur
von ungefähr
200°C aufweist
(wenn die Temperatur des Substrats höher ist, wird der Film ein
Film des Rutil-Typs).
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Der
SiO2-Film 12 kann durch Erhöhen der
Geschwindigkeit der Vakuumaufdampfung oder Erhöhen des Partialdrucks des Sauerstoffgases
porös gemacht
werden. Insbesondere wird es bei Erhöhung der Geschwindigkeit der
Vakuumaufdampfung schwierig, einen gleichmäßigen Film zu erhalten, und
daher neigt der Film dazu, große
Vorsprünge
und Vertiefungen aufzuweisen. Wenn der Partialdruck des Sauerstoffgases
erhöht
wird, wird die auf die Oberfläche
der Basisschicht (in diesem Fall die Oberfläche des TiO2-Films 18)
aufgebrachte Energie reduziert, wobei häufig ein Film mit großen Vorsprüngen und
Vertiefungen entsteht.
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Ein
Beispiel für
Film-Ausbildungsbedingungen zum Ausbilden eines Feinfilms 18 aus
TiO2 und eines porösen Films 12 aus SiO2 ist in der folgenden Tabelle gezeigt:
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Beim
Filmausbildungsverfahren kann zwischen dem TiO2-Film
und dem SiO2-Film unterschieden werden, z. B. kann
der TiO2-Film durch Aufsputtern gebildet
werden, wodurch ein relativ feiner Film entstehen kann, und kann
der SiO2-Film durch Vakuumaufdampfung gebildet
werden.
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Ein
Beispiel für
die Filmausbildungsverfahren bezüglich
des TiO2-Films 18 und des SiO2-Films 12 unter Verwendung der
in 5 gezeigten Vakuumaufdampfvorrichtung 72 wird
nachstehend beschrieben.
- (1) Das Glassubstrat 10 wird
von den Substrathalter 76 gehalten. Als aufzubringendes
Material 82 wird beispielsweise Ti2O3 in den Tiegel 80 gegeben, und
der Vakuumtank 74 wird verschlossen.
- (2) Die Rotationspumpe 88 und die Diffusionspumpe 86 werden
betrieben, um ein Vakuum in dem Vakuumtank 74 zu erzeugen.
- (3) Die Heizvorrichtung 78 wird betrieben, um das Glassubstrat 10 durch
den Substrathalter 76 auf eine vorbestimmte Temperatur
zu erwärmen.
- (4) Sauerstoff wird dem Vakuumtank 74 von dem Sauerstofftank 90 zugeführt.
- (5) Die Glühkathode 84 wird
betrieben, um Ti2O3 mit
dem Elektronenstrahl 86 zu bestrahlen, wobei Ti2O3 das zum Verdampfen
aufgebrachte Material 82 ist.
- (6) Das verdampfte Ti2O3 reagiert
mit Sauerstoff, um TiO2 zu erzeugen, das
zum Ausbilden eines Films auf das Glassubstrat 10 platziert
wird.
- (7) Das Ausbilden des Films wird gestoppt, wenn der Film mit
einer Dicke von ungefähr
1.000 Ångström aufgebracht
ist.
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Nach
Beendigung des Ausbildens des TiO2-Films 18 erfolgt
die Ausbildung des SiO2-Films sukzessive durch
Anwendung des folgenden Verfahrens:
- (1) Als
aufzubringendes Material 82 wird beispielsweise SiO2 in den Tiegel 80 gegeben, und
der Vakuumtank 74 wird verschlossen.
- (2) Die Rotationspumpe 88 und die Diffusionspumpe 86 werden
betrieben, um ein Vakuum in dem Vakuumtank 74 zu erzeugen.
- (3) Die Heizvorrichtung 78 wird betrieben, um das Glassubstrat
durch den Substrathalter 76 auf eine vorbestimmte Temperatur
zu erwärmen.
- (4) Sauerstoff wird dem Vakuumtank 74 von dem Sauerstofftank 90 zugeführt.
- (5) Die Glühkathode 84 wird
betrieben, um SiO2 mit dem Elektronenstrahl 86 zu
bestrahlen, wobei SiO2 das zum Verdampfen
aufgebrachte Material 82 ist.
- (6) Das verdampfte SiO2 wird zum Ausbilden
eines Films auf den auf dem Glassubstrat 10 befindlichen TiO2-Film 18 platziert.
- (7) Wenn der Film mit einer Dicke von ungefähr 150 Ångström (in dem in 1B gezeigten
Fall) oder ungefähr
1.000 Ångström (in dem
in 4 gezeigten Fall) aufgebracht ist, wird das Ausbilden
des Films gestoppt.
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Beispiele
der Erfindung werden nun beschrieben. Beispiele 1 bis 5 (6 bis 10)
sind Beispiele, bei denen die Erfindung auf einen Fahrzeug-Außenspiegel
aufgebracht ist (in 7 bis 10 ist
auf die Darstellung eines Spiegelkörpers verzichtet worden). Beispiele
6 bis 8 (11 bis 13) sind
Beispiele, bei denen die Erfindung auf ein Fahrzeugfenster aufgebracht
ist (das gleiche gilt, wenn die Erfindung auf Fensterscheiben eines
Gebäudes
aufgebracht ist), und Beispiel 9 ist ein Beispiel, bei dem die Erfindung
auf einen Badezimmerspiegel aufgebracht ist.
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(1) Beispiel 1 (6)
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Ein
Fahrzeug-Außenspiegel 30 ist
als Türspiegel
und Kotflügel-Spiegel
ausgebildet. Der Außenspiegel 30 weist
einen Spiegelkörper 32 und
eine in dem Spiegelkörper 32 befindliche
Spiegelvorrichtung 34 auf. Die Spiegelvorrichtung 34 weist
einen TiO2-Film 18 und einen auf
der Vorderfläche
eines transparenten Glassubstrats 10 aufgebrachten porösen SiO2-Film 12 sowie einen Reflexionsfilm 36 aus
Cr oder Al auf der Rückfläche des
Glassubstrats 10 auf. Ein hinter dem Fahrzeug befindliches
Bild durchläuft
den SiO2-Film 12, den TiO2-Film 18 und das transparente Glassubstrat 10 und
wird von dem Reflexionsfilm 36 reflektiert, um über einen
Rückweg
in das Auge des Fahrers zu gelangen. Organische Substanzen etc.,
die in die Öffnungen
des porösen SiO2-Films
eintreten und sich dort ablagern, werden durch eine durch die fotokatalytische
Reaktion auf dem TiO2-Film 18 bewirkte
Oxidations-Reduktions-Reaktion aufgelöst.
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(2) Beispiel 2 (7)
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Eine
Spiegelvorrichtung 40 eines Fahrzeug-Außenspiegels 38 weist
einen TiO2-Film 18 und einen auf der Vorderfläche eines
transparenten Glassubstrats 10 ausgebildeten SiO2-Film 12 sowie einen Reflexionsfilm 36 aus
Cr oder Al auf der Rückfläche des
transparenten Glassubstrats 10 auf. Im wesentlichen die
gesamte Rückfläche des
Reflexionsfilms 36 ist mittels eines Klebe- oder Verbondungsmittels
mit einer plattenartigen Heizvorrichtung 42 verbondet.
Strom wird von einer Energiequelle 44 der Heizvorrichtung 42 zugeführt. Wenn beispielsweise
eine PTC- (Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten) Plattenheizvorrichtung
als plattenartige Heizvorrichtung 42 benutzt wird, kann
diese direkt von einer Fahrzeugbatterie betrieben werden, und in
diesem Fall ist eine Temperatursteuerschaltung nicht erforderlich.
Die PTC-Plattenheizung
ist aus einem polymeren bahnartigen Erzeugungselement (einem leitendem
Harz, in dem Elektroden aus Silber oder Kupfer angeordnet sind und
das aus einem PET-Film laminiert ist) mit der PTC-Charakteristik aufgebaut.
Wassertropfen, bei denen der SiO2-Film ein
Auseinanderlaufen zu einem dünnen
Film bewirkt, werden durch Erwärmen der
plattenartigen Heizvorrichtung 42 auf effektive Weise entfernt
(verdampft).
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(3) Beispiel 3 (8)
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Eine
Spiegelvorrichtung 48 eines Fahrzeug-Außenspiegels 46 weist
einen transparenten Elektrodenfilm 50 aus z. B. ITO, einen
TiO2-Film 18 und einen auf der
Vorderfläche
eines transparenten Glassubstrats 10 ausgebildeten porösen SiO2-Film 12 sowie einen Reflexionsfilm 36 aus
Cr oder Al auf der Rückfläche des transparenten
Glassubstrats 10 auf. Clip-Elektroden 54 und 56 sind
in den oberen und unteren Randteilen des laminierten Glassubstrats 10 und
des transparenten Elektrodenfilms 50 angebracht. Durch
Zuführen
von Strom von einer Energiequelle 44 zu dem transparenten
Elektrodenfilm 50 wird der transparente Elektrodenfilm 50 erwärmt, und
Wassertropfen, die auf der Oberfläche des SiO2-Films
zu einem dünnen
Film auseinanderlaufen, können
dadurch auf effiziente Weise entfernt werden.
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(4) Beispiel 4 (9)
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Eine
Spiegelvorrichtung 58 eines Fahrzeug-Außenspiegels 56 weist
einen TiO2-Film 18 und einen auf der Vorderfläche eines
transparenten Glassubstrats 10 ausgebildeten porösen SiO2-Film 12 sowie einen Reflexionsfilm 36 aus
Cr oder Al auf der Rückfläche des
transparenten Glassubstrats 10 auf. Clip-Elektroden 54 und 56 sind
in den oberen und unteren Randteilen der Spiegelvorrichtung 58 angebracht.
Durch Zuführen
von Strom von einer Energiequelle 44 zu dem Reflexionsfilm 36 (der
gleichzeitig die Funktion eines Wärmeerzeugungselements ausführt) wird
der Reflexionsfilm 36 erwärmt, und Wassertropfen, die
auf der Oberfläche
des SiO2-Films zu einem dünnen Film
auseinanderlaufen, können
dadurch auf effiziente Weise entfernt werden.
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(5) Beispiel 5 (10)
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Dieser
Fahrzeug-Außenspiegel 60 ist
als Flächenspiegel
aufgebaut (ein Spiegel, bei dem ein Reflexionsfilm auf der Vorderfläche eines
Substrats ausgebildet ist). Eine Spiegelvorrichtung 62 weist
einen Reflexionsfilm 36 aus Cr oder Al, einen TiO2-Film 18 und einen auf der Vorderfläche eines
Glassubstrats 10' (das
nicht unbedingt transparent zu sein braucht) ausgebildeten porösen SiO2-Film 12 sowie eine plattenartige
Heizvorrichtung 42, die mit der Rückfläche des Glassubstrats 10' verklebt oder
verbondet ist, auf. Durch Zuführen
von Strom von einer Energiequelle 44 zu der plattenartigen
Heizvorrichtung 42 wird die plattenartige Heizvorrichtung 42 erwärmt. Anstelle
der plattenartigen Heizvorrichtung 42 kann der Reflexionsfilm 36 selbst
in der gleichen. Weise wie bei dem in 9 gezeigten
Beispiel als Wärmeerzeugungselement
verwendet werden.
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(6) Beispiel 6 (11)
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Ein
Fahrzeugfenster 64 weist ein transparentes Glassubstrat 10 auf,
das einen Fensterglas-Hauptkörper
bildet, auf dessen einer Fläche 10a (entweder
der Außenfläche oder
der Innenfläche)
ein TiO2-Film 18 und ein porösen SiO2-Film ausgebildet sind. Das Fenster 64 ist
insgesamt transparent (farbig oder farblos). Wenn der TiO2-Film 18 und der poröse SiO2-Film 12 auf der Außenfläche des
Fahrzeugs ausgebildet sind, können Regentropfen
entfernt werden, wohingegen, wenn diese Filme 18 und 12 auf
der Innenfläche
des Fahrzeugs ausgebildet sind, das Ablagern von Wassertropfen verhindert
werden kann.
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(7) Beispiel 7 (12)
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Ein
Fahrzeugfenster 66 weist ein transparentes Glassubstrat 10 auf,
das einen Fensterglas-Hauptkörper
bildet, auf dessen einer Fläche 10a (entweder
der Außenfläche oder
der Innenfläche)
ein transparenter Elektrodenfilm 50 z. B. aus ITO, ein
TiO2-Film 18 und ein poröser SiO2-Film 12 ausgebildet sind. Das Fenster 66 ist
insgesamt transparent. Clip-Elektroden 54 und 56 sind
in den oberen und unteren Randteilen des laminierten Glassubstrats 10a und
des transparenten Elektrodenfilms 50 angebracht. Durch
Zuführen
von Strom von einer Energiequelle 44 zu dem transparenten
Elektrodenfilm 50 wird der transparente Elektrodenfilm 50 erwärmt, und
Wassertropfen, die auf der Oberfläche des SiO2-Films
zu einem dünnen
Film auseinanderlaufen, können
dadurch auf effiziente Weise entfernt werden.
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(8) Beispiel 8 (13)
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Ein
Fahrzeugfenster 68 weist ein transparentes Glassubstrat 10 auf,
auf dessen beiden Flächen
ein TiO2-Film 18 und ein poröser SiO2-Film 12 ausgebildet sind. Das
Fahrzeugfenster 68 weist somit Antibeschlageigenschaften
auf beiden Substratflächen
auf. Ein transparenter Elektrodenfilm z. B. aus ITO kann zwischen den
Flächen
des transparenten Glassubstrats 10 und dem TiO2-Film 18 angeordnet
sein.
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(9) Beispiel 9 (14)
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Ein
Badezimmerspiegel 70 weist einen TiO2-Film 18 und
einen auf der Vorderfläche
eines transparenten Glassubstrats 10 ausgebildeten porösen SiO2-Film 12 sowie einen Reflexionsfilm 36 aus
Cr oder Al auf der Rückfläche des
transparenten Glassubstrats 10 auf. Ein Wärmeerzeugungselement,
wie z. B. eine plattenartige Heizvorrichtung, z. B. PTC, kann auf
der Rückfläche des
Reflexionsfilms 36 angeordnet sein. Ein transparenter Elektrodenfilm
z. B. aus ITO kann zwischen dem transparenten Glassubstrat 10 und
dem TiO2-Film 18 angeordnet sein.
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Bei
den oben beschriebenen Beispielen ist das Substrat ein Glassubstrat,
das Substrat kann jedoch aus einem anderen Material als Glas gefertigt
sein, beispielsweise aus Kunststoff.