白砂结构体及白砂结构体的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种白砂结构体和白砂结构体的制造方法，并且特别地涉及具有例如由玻璃制成的基材和形成在基材上的白砂薄膜的产品。
【背景技术】
[0002]近年，白砂火山喷出物作为100%天然新型材料引起关注，其具有多种功能，诸如除臭功能、湿度控制功能、负离子效果功能和防止病屋综合症功能。
[0003]作为白砂火山喷出物的应用产品，白砂结构体201 (参考图9)被实际使用为房屋内部材料(内部装饰材料)、房屋外部材料(外部装饰材料)或铺装材料，以提供特定的效果O
[0004]白砂结构体201具有颗粒状或块状的白砂203，在基材207上使用诸如粘合剂205的胶粘剂将颗粒状或块状的白砂203形成为块状状态。
[0005]相关技术的技术文件包括，例如，专利文献I和专利文献2。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:特开2004-339712号公报；
[0009]专利文献2:特开2008-101436号公报。
【发明内容】
[0010]本发明要解决的问题
[0011]传统的白砂结构体201具有诸如除臭功能和吸湿功能的功能。重要的是长时间保持这些功能。传统的白砂结构体201包括块状白砂203，因此，具有低透光率以及较差的光学特性。如果需要基材207提供能见度，白砂203对基材207的镀膜则被限制。
[0012]白砂产品的应用主要是建材，需要寻找与机械、热、电、生物功能、分离和化学特性相关的白砂的新功能，并且需要发展显现这些功能的白砂应用产品。
[0013]考虑到上述需要，本发明的目标是提供一种白砂结构体，除了除臭和吸湿功能外，其还具有优秀的光学和电学特性，并且能够抵抗老化长时间地保持这些性能。本发明的另一个目的是提供一种制造此种白砂结构体的方法。
[0014]解决问题的方法
[0015]本发明的第一方面是:白砂结构体，其包括基材和通过物理气相沉积形成的在基材上的白砂薄膜。
[0016]与第一方面的白砂结构体相关，本发明的第二方面通过直接地在基材上沉积组成白砂的金属氧化物形成白砂薄膜。
[0017]与第一或第二方面的白砂结构体相关，本发明的第三方面以透明或半透明材料制成基材。
[0018]本发明的第四方面为构成第一方面的白砂结构体，以便白砂结构体为光控制元件，基材为第一传导膜，白砂薄膜被形成在还原显色膜的表面上，还原显色膜被形成在基材的表面上，氧化显色膜被形成在白砂薄膜的表面上，第二传导膜被形成在氧化显色膜的表面上，并且每层传导膜都由透明或半透明体制成，或者其中一层传导膜由透明或半透明体制成，而另一层由反射膜制成。
[0019]本发明的第五方面为构成第一方面的白砂结构体，以便白砂结构体为光控制元件，基材是传导膜，白砂薄膜被形成在氧化显色膜的表面上，氧化显色膜被形成在基材的表面上，还原显色膜被形成在白砂薄膜的表面上，第二传导膜被形成在还原显色膜的表面上，并且每层传导膜都由透明或半透明体制成，或者其中一层传导膜由透明或半透明体制成，而另一层由反射膜制成。
[0020]本发明的第六方面为构成第一方面的白砂结构体，以便白砂结构体为减反射材料，基材由透明或半透明体制成，并且白砂薄膜和折射率比白砂薄膜的折射率更高的高折射率薄膜交替地一层叠在另一层上地在基材的表面上形成多层。
[0021]本发明的第七方面是第一至第六方面的任何方面的白砂结构体的制造方法。作为用于物理气相沉积的薄膜形成材料，该方法采用颗粒状或块状白砂，或采用由烧结的颗粒状或块状白砂制成的预定尺寸的烧结体。
[0022]发明效果
[0023]本发明能够提供白砂结构体，其具有除臭和吸湿功能、光学和电学特性以及使白砂薄膜长时间很难从基材脱落的脱落抵抗性，并且提供该白砂结构体的制造方法。
【附图说明】
[0024]图1示出了根据本发明的实施方式的白砂结构体的示意性构造。
[0025]图2是示出了根据本发明的实施方式的白砂结构体的白砂薄膜的放大视图，其中(a)示出了白砂薄膜的表面，而(b)示出了沿(a)的直线L的白砂薄膜的表面粗糙度。
[0026]图3示出了根据本发明的实施方式的白砂结构体的白砂薄膜的微观结构(根据形成条件的微观结构的改变)。
[0027]图4示出了根据本发明的实施方式的白砂结构体的白砂薄膜的剖面的微观结构。
[0028]图5示出了喷镀设备的示意性构造。
[0029]图6示出了根据本发明的实施方式的光控制元件。
[0030]图7示出了根据本发明的实施方式的光控制元件。
[0031]图8示出了根据本发明的实施方式的光控制元件。
[0032]图9示出了根据相关技术的白砂结构体的示意性构造。
【具体实施方式】
[0033]如图1所示，根据本发明的实施方式的白砂结构体I包括:形成为例如平板的基材3和白砂薄膜5。
[0034]通过诸如喷镀的物理气相沉积法(PVD)完全地且整体地覆盖基材3的表面(平整的基材3的厚度方向的一面)而形成白砂薄膜5。
[0035]白砂薄膜5可被形成为覆盖基材3的表面的至少一部分。白砂薄膜5也可被形成为覆盖平整的基材3的厚度方向的两面的全部或部分。基材3可以具有除了板状的其他形状。
[0036]白砂结构体I可作为房屋内部装饰材料、外部装饰材料或铺垫材料。
[0037]以下将描述作为白砂薄膜5的原材料的白砂火山喷出物。
[0038]白砂火山喷出物构成了白砂堆积层。白砂堆积层从日本的鹿儿岛县蔓延到宫城县的南部，并且最厚具有150米的厚度。
[0039]在当没有其他类型的土壤混合的大量的火山碎肩大规模地流动累积而形成厚厚的白砂堆积层时，得到白砂火山喷出物。一般类型的土壤由混合了通过植物和微生物的作用创造出的多种有机物的粉末状岩石组成。
[0040]另一方面，白砂火山喷出物是在形成岩石之前由岩浆形成的粉末，并且大体不含营养物(有机物)。白砂火山喷出物是在非常高的温度下从岩浆烧结的高纯度的无机陶瓷物。白砂火山喷出物是多孔的，并且包含作为主要成分的火山玻璃和60%到80%的硅酸成分。
[0041]以下将详细地描述白砂，即白砂火山喷出物(例如，存在于日本九州的高千穗山的高千穗白砂)。高千穗白砂的重量百分比的解析结果如下所述:
[0042]灼烧损失2.1%, S12 67.8%, Al2O3 15.1%, Na2O 3.7%, Ca02.2 %，Fe2O3 2.5%,K2O 2.2%, T12 0.27%, MnO 0.06 %, MgO 0.58%, P2O5 0.03%, SO3 0.20% 以及少于0.001% 的 Cl'
[0043]灼烧损失归因于三氧化硫(SO3)并且是根据JIS R5202测量的。氧化硅(IV )(S12)是根据凝聚重量吸收组合法测量的。氧化铝(Al2O3)、氧化铁(III) (Fe2O3)、氧化钛(IV ) (T12)、氧化妈(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)、氧化猛(MnO)和五氧化二磷(P2O5)是根据氢氟酸、硝酸、高氯酸分解ICP发光光谱测量的。氯离子(CD是通过根据环境局的第13号通报的洗堤和通过根据离子层析法测量测试液测量的。
[0044]除了高千穗白砂之外的白砂(例如鹿儿岛白砂)或具有与高千穗白砂的成分相同的成分的白砂可替代高千穗白砂被采用。
[0045]白砂的主要成分是硅酸和氧化铝。白砂还包含斜长石、石英、氧化钛等。在白砂颗粒中有许多小气泡。
[0046]平滑干燥粉状的白砂很难保持水分，因此，不适合用于稻田。在暴雨情况下，白砂容易引起滑坡，并且因此被视为麻烦制造者。
[0047]以下将详细地描述白砂结构体I。白砂结构体I的基材3为透明或半透明材料(例如，玻璃板)。
[0048]与相关技术不同，白砂薄膜5不使用诸如胶粘剂的粘合剂，并且通过直接地沉积组成白砂的金属氧化物等被形成在基材3上。例如，白砂薄膜5仅由白砂成分制成。白砂薄膜5的厚度为大约5nm到lOOum。白砂薄膜5可在Inm到1mm，或Inm到1mm的厚度范围被形成。
[0049]所述薄膜是薄的且表现