CN1754853A - 玻璃基材亲水防雾表面的制作配方及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种玻璃基材亲水防雾表面的制作配方及方法，其方法是以化学处理剂在玻璃基材表面形成多孔性粗糙表面及改变基材表面电性使表面有亲水性，而化学处理剂配方是包含有粒径100nm以下二氧化硅、聚硅氧烷衍生物、氟化氢铵、氟化硅铵、界面活性剂、过氧化氢、磷酸根离子及水等成份所组成，以达到不影响玻璃基材的影像反射、表面清晰度及透视度的玻璃基材亲水防雾表面的制作配方及方法。
Description
技术领域
本发明是关于一种玻璃基材亲水防雾表面的制作配方及方法，尤其是指一种在玻璃基材表面形成多孔性粗糙表面及改变基材表面电性使表面有亲水性，以达到不影响玻璃基材的影像反射、表面清晰度及透视度的玻璃基材亲水防雾表面的制作配方及方法。
背景技术
为了使得玻璃基材具有亲水防雾功能的化合物相当多，如PVA、PVME、界面活性剂及半导体光触媒等；将亲水防雾化合物涂布于玻璃或镜子表面，使其干燥后或在适当操作条件下可于玻璃或镜子表面形成一层亲水防雾薄膜，在水润湿或水气附着于表面时，可令其迅速且均匀分散于薄膜表面，使基材保持良好透视度，但此类处理法的产品皆存在不耐久及不耐磨的缺失。
至于施工部分，亲水防雾薄膜在施工上的方法主要有喷涂法、浸渍法、涂抹法及气相蒸镀法，其中浸渍法、涂抹法及气相蒸镀法均属中间制品加工所使用工法，并不适用于一般使用者；而喷涂法则是较为常用的方法，但对大多使用者而言仍是相对不便的，其主要缺点如下：
1、被涂物表面的油污需先以中性界面活性剂或酒精类等清洁剂完全除去。
2、使用时需配备压缩式马达空气喷枪，并保持恰当距离，以适当条件喷涂以达到均匀涂布。
3、施工时需分多次喷涂，喷涂量的控制也是施工重点。
然而，亲水防雾薄膜主要的问题还是在于持久性问题，亦即老化问题，因为亲水防雾薄膜是以外加施工方式涂布于玻璃基材的表面，且亲水防雾薄膜的材质是化合物，目前亲水防雾薄膜共同的缺点是耐候性差，容易从玻璃基材上脱落，不耐触摸及不耐清洗等缺点。
而半导体光触媒要发挥亲水防雾功能则必须在有足够光照的情况下才能发挥功效，因此目前大部份的亲水防雾方法都有其缺陷。
发明内容
本发明人有鉴于上述玻璃基材亲水表面的种种缺点，开始着手进行研发，以期可改进上述习用结构的缺点，经过不断试验及努力，终于开发出本发明。
本发明的主要目的在于提供一种无需任何光照及灯源，不限任何使用地点，即可发挥亲水防雾功效的玻璃基材亲水防雾表面的制作配方及方法。
为了达到上述发明目的，本发明是采取以下的技术手段予以达成，其中本发明的制法是利用化学处理剂于玻璃基材的表面形成多孔性粗糙表面及改变基材表面电性使表面有亲水性。
而本发明的化学处理剂配方是包含有粒径100nm以下二氧化硅、聚硅氧烷衍生物、氟化氢铵、氟化硅铵、界面活性剂、过氧化氢、磷酸根离子及水等成份所组成。
所使用的界面活性剂有如下种类：
a.阴离子界面活性剂：磺酸聚氧伸乙基烷基苯基醚铵盐、磺酸聚氧伸乙基烷基苯基醚钠盐、脂肪酸钾皂、脂肪酸钠皂、琥珀酸钠、硫酸烷酯、烷基硫酸苏打盐等。
b.非离子界面活性剂：聚氧伸乙基对辛基酚醚、聚氧伸乙基对辛基月桂酸酯、聚氧伸乙基油酰醚、聚氧伸乙基硬脂酰基醚、聚氧伸乙基山梨糖醇酐月桂酸酯、聚醚变性硅氧、油酸二乙醇酰胺等。
c.阳离子界面活性剂：二甲基烷基甜菜碱、过氟烷基胺基磺酸盐、烷基三甲基铵氯化物、二癸基二甲基铵氯化物、烷基伸丙二胺乙酸盐、二十二烷三甲基胺氯化物、过氟烷基第4级铵盐等。
所使用的聚硅氧烷衍生物较佳具体例有：甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三丁氧基硅烷、三由基二乙基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、正丙基三丙氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷等。
由于化学处理剂于玻璃基材表面所形成多孔性粗糙表面及改变基材表面电性使表面有亲水性是与玻璃基材为一体的，于多孔性亲水性表面及基材中间并没有界面层，故在结构上是最紧密的，并不会因外力的施加而使奈米结构会有脱落的问题，故本发明的产品是可以施加外力清洗的，而一般亲水防雾产品并不适合施以外力清洗。
具体实施方式
本发明所谓的亲水防雾性，在应用上为防雾镜或亲水防雾透镜或亲水防雾玻璃构件或亲水防雾不规则体构件，其中基材表面呈现换算成与水的接触角为约30°以下的水润湿性。
本发明利用化学处理剂使得玻璃基材表面形成多孔性粗糙表面及改变基材表面电性以使表面有亲水性，即玻璃未处理前与水的接触角约在60°以上，表示此时为疏水性，而经过本发明利用化学处理剂处理后与水的接触角皆小于30°，即说明本发明确实有亲水防雾功效。
本发明在施工方法上有以下几种：
浸渍法，其操作条件为化学处理液温度介于0℃～100℃，化学处理液与玻璃基材的接触反应时间为0.1秒～2小时，化学处理液pH值介于1.0～9.0；
喷涂法，其操作条件为化学处理液温度介于0℃～100℃，化学处理液与玻璃基材的接触反应时间为0.1秒～2小时，化学处理液喷雾流量0.001毫升/分钟～100公升/分钟，化学处理液pH值介于1.0～9.0；
涂抹法，其操作条件为化学处理液温度介于0℃～100℃，化学处理液与玻璃基材的接触反应时间为0.1秒～2小时，涂抹厚度为10奈米(nm)～1公分(cm)，化学处理液pH值介于1.0～9.0；
旋转涂布法，其操作条件为化学处理液温度介于0℃～100℃，化学处理液与玻璃基材的接触反应时间为0.1秒～2小时，旋转速度0.001rpm～10,000rpm，化学处理液流量0.001毫升/分钟～100公升/分钟，旋转涂布液膜厚度为10奈米(nm)～1公分(cm)，化学处理液pH值介于1.0～9.0。
本发明的化学处理剂配方是包含有粒径100nm以下二氧化硅、聚硅氧烷衍生物、氟化氢铵、氟化硅铵、界面活性剂、过氧化氢、磷酸根离子及水等成份所组成，其中粒径100nm以下二氧化硅(SiO2)含量为0.0001％～10％、聚硅氧烷衍生物含量为0.0001％～10％、氟化氢铵含量为0.0001％～25％、氟化硅铵含量为0.0001％～10％、界面活性剂含量为0.0001％～20％、过氧化氢含量为0.0001％～20％、磷酸根离子含量为0.0001％～18％，其中各成分溶解或均匀分布于水，总组成调配呈100％即可，所有百分数为重量百分数。
实施例
以下，举出实施例以说明本发明内容，但本发明的范围并不只限于此等的例子，所述实施例中的百分数为重量百分数：
实施例一：
取一任意尺寸其厚度为5mm玻璃，玻璃可为强化玻璃或非强化玻璃，有色玻璃或无色玻璃或半反射玻璃等，将玻璃表面清洗干净后，将玻璃浸泡于化学处理液中，该化学处理液是由粒径100nm以下二氧化硅(SiO2)含量为7％、聚硅氧烷衍生物含量为5％、氟化氢铵含量为20％、氟化硅铵含量为5％、界面活性剂含量为20％、过氧化氢含量为12％、磷酸根离子含量为13％，及18％水所组成，其中所述百分数为重量百分数。该化学处理液温度30℃，pH值6.7，浸泡时间60秒，以清水将化学处理液冲洗干净并将玻璃表面干燥，此时以水润湿玻璃表面或以水气附着于玻璃表面，可发现在玻璃表面呈现亲水性且接触角小于30°，且会将水份或水气均匀分散于玻璃表面，此即为亲水防雾玻璃功能。
实施例二：
取一任意尺寸且厚度为3mm镜子，镜子可为强化镜子或非强化镜子，有色镜子或无色镜子，镀铬镜子或反炫光镜子等各式镜子产品，将镜子表面清洗干净后，可将镜子浸泡于化学液，化学处理液是由粒径100nm以下二氧化硅(SiO2)含量为10％、聚硅氧烷衍生物含量为10％、氟化氢铵含量为15％、氟化硅铵含量为10％、界面活性剂含量为15％、过氧化氢含量为12％、磷酸根离子含量为13％及15％水所组成，其中所述百分数为重量百分数。该化学处理液温度45℃，pH值5.7，浸泡时间70秒，以清水将化学处理液冲洗干净并将镜子表面干燥，此时以水润湿镜子表面或以水气附着于镜子表面，可发现在镜子表面呈现亲水性且接触角小于30°而将水份或水气均匀分散，此即亲水防雾镜子功能。
实施例三：
取一任意尺寸且厚度为4mm玻璃潜水镜，其可为强化或非强化玻璃，有色或无色玻璃，将镜子表面清洗干净后，以喷雾法施工，化学处理液是由粒径100nm以下二氧化硅(SiO2)含量为0.001％、聚硅氧烷衍生物含量为1％、氟化氢铵含量为5％、氟化硅铵含量为10％、界面活性剂含量为20％、过氧化氢含量为10％、磷酸根离子含量为10％及43.999％水所组成，其中所述百分数为重量百分数。该化学处理液温度35℃，pH值5.7，喷雾压力1.5kg/cm2，喷雾药液流量100毫升/分钟，在玻璃潜水镜表面形成液膜约0.3公分，化学处理液与玻璃潜水镜接触时间25秒，以清水将化学处理液冲洗干净并将镜子表面干燥，此时以水润湿镜子表面或以水气附着于玻璃表面，可发现在玻璃表面呈现亲水性且接触角小于30°而将水份或水气均匀分散，此即亲水防雾玻璃潜水镜功能。
实施例四：
取一任意尺寸且厚度为10mm建筑用玻璃，其可为强化或非强化玻璃，有色或无色玻璃，以涂抹法施工，化学处理液是由粒径100nm以下二氧化硅(SiO2)含量为10％、聚硅氧烷衍生物含量为0.0001％、氟化氢铵含量为2％、氟化硅铵含量为10％、界面活性剂含量为10％、过氧化氢含量为12％、磷酸根离子含量为18％及37.9999％水所组成，其中所述百分数为重量百分数。，该化学处理液温度25℃，pH值5.7，化学处理液涂抹在玻璃表面的厚度约为0.25公分，化学处理液与建筑用玻璃接触时间150秒，以清水将化学处理液冲洗干净并将镜子表面干燥，此时以水润湿玻璃表面或以水气附着于玻璃表面，可发现在玻璃表面呈现亲水性且接触角小于30°而将水份或水气均匀分散，此即亲水防雾建筑用玻璃功能。
实施例五：
取一任意尺寸且厚度为1mm透明平板玻璃，其可为强化或非强化玻璃，有色或无色玻璃，以旋转涂布法施工，化学处理液是由粒径100nm以下二氧化硅(SiO2)含量为10％、聚硅氧烷衍生物含量为10％、氟化氢铵含量为25％、氟化硅铵含量为1％、界面活性剂含量为10％、过氧化氢含量为10％、磷酸根离子含量为1％及33％水所组成，其中所述百分数为重量百分数。所组成，该化学处理液温度28℃，pH值5.7，旋转转速100rpm，药液流量300毫升/分钟，在透明平板玻璃表面形成液膜约0.5公分，化学处理液与透明平板玻璃接触时间45秒，以500rpm将透明平板玻璃表面化学药液甩干后，以清水将表面化学处理液冲洗干净并将透明平板玻璃表面干燥，此时以水润湿玻璃表面或以水气附着于玻璃表面，可发现在玻璃表面呈现亲水性且接触角小于30°而将水份或水气均匀分散，此即亲水防雾透明平板玻璃功能。
实施例六：
取一外型且透明的玻璃杯，玻璃杯可为强化或非强化玻璃杯，有色或无色玻璃杯等，将玻璃杯表面清洗干净后，将玻璃杯浸泡于化学液，化学处理液是由粒径100nm以下二氧化硅(SiO2)含量为5％、聚硅氧烷衍生物含量为5％、氟化氢铵含量为15％、氟化硅铵含量为5％、界面活性剂含量为10％、过氧化氢含量为11％、磷酸根离子含量为8％及41％水所组成，其中所述百分数为重量百分数。该化学处理液温度35℃，pH值5.7，浸泡时间30秒，以清水将化学处理液冲洗干净并将玻璃杯表面干燥，此时以水润湿玻璃杯表面或以水气附着于玻璃杯表面，可发现在玻璃杯表面呈现亲水性且接触角小于30°且会将水份或水气均匀分散于玻璃表面，此即为亲水防雾玻璃杯功能。
本发明可应用于亲水防雾镜，其中该镜可应用为浴室用镜、洗脸台用镜、车辆用后照镜、齿科用齿镜、装饰镜、化妆镜、三温暖用镜、明镜等；亲水防雾透镜，其中该透镜为照像机透镜、内视镜的透镜或三棱镜等；亲水防雾平板玻璃构件，其中该构件为门窗玻璃、防雾镜或面具的护罩、安全帽的护罩、计测仪器的防护玻璃、潜水镜、天窗罩、复层玻璃、隔音玻璃、胶合玻璃、强化玻璃、安全玻璃、彩色玻璃、耐热玻璃、反射玻璃、耐碎玻璃、防火玻璃、抗辐射玻璃、复层隔音隔热玻璃、建筑用平板玻璃、建筑用玻璃、建筑用窗玻璃、交通工具用窗玻璃、建筑用隔热玻璃等。亲水防雾不规则体构件，其中该构件为高脚杯、潜水镜、玻璃杯、玻璃碗、玻璃酒瓶、保鲜盒、玻璃制花瓶、水晶玻璃制花瓶、玻璃制装饰品、玻璃制摆饰品、玻璃容器、玻璃管、玻璃珠、水晶玻璃、非建筑用未加工及半加工玻璃、非建筑用马赛克玻璃、非建筑用未加工玻璃板等。
Claims (8)
1.一种玻璃基材亲水防雾表面的制作配方，其化学处理剂是包含有粒径100nm以下二氧化硅、聚硅氧烷衍生物、氟化氢铵、氟化硅铵、界面活性剂、过氧化氢、磷酸根离子及水等成份所组成。
2.如权利要求1所述的玻璃基材亲水防雾表面的制作配方，其中粒径100nm以下二氧化硅(SiO2)含量为0.0001％～10％、聚硅氧烷衍生物含量为0.0001％～10％、氟化氢铵含量为0.0001％～25％、氟化硅铵含量为0.0001％～10％、界面活性剂含量为0.0001％～20％、过氧化氢含量为0.0001％～20％、磷酸根离子含量为0.0001％～18％，其余为水，所有百分数为重量百分数。
3、一种玻璃基材亲水防雾表面的制作方法，其是以权利要求1或2所述的配方于玻璃基材的表面形成多孔性粗糙表面及改变基材表面电性使表面有亲水性。
4、如权利要求3所述的玻璃基材亲水防雾表面的制作方法，其是浸渍法，其操作条件为化学处理液温度介于0℃～100℃，化学处理液与玻璃基材的接触反应时间为0.1秒～2小时，化学处理液pH值介于1.0～9.0。
5、如权利要求3所述的玻璃基材亲水防雾表面的制作方法，其是喷涂法，其操作条件为化学处理液温度介于0℃～100℃，化学处理液与玻璃基材的接触反应时间为0.1秒～2小时，化学处理液喷雾流量0.001毫升/分钟～100公升/分钟，化学处理液pH值介于1.0～9.0。
6、如权利要求3所述的玻璃基材亲水防雾表面的制作方法，其是涂抹法，其操作条件为化学处理液温度介于0℃～100℃，化学处理液与玻璃基材的接触反应时间为0.1秒～2小时，涂抹厚度为10奈米(nm)～1公分(cm)，化学处理液pH值介于1.0～9.0。
7、如权利要求3所述的玻璃基材亲水防雾表面的制作方法，其是旋转涂布法，其操作条件为化学处理液温度介于0℃～100℃，化学处理液与玻璃基材的接触反应时间为0.1秒～2小时，旋转速度0.001rpm～10,000rpm，化学处理液流量0.001毫升/分钟～100公升/分钟，旋转涂布液膜厚度为10奈米(nm)～1公分(cm)，化学处理液pH值介于1.0～9.0。
8、如权利要求3所述的玻璃基材亲水防雾表面的制作方法，其是使玻璃基材表面呈现换算成与水的接触角为约30°以下的水润湿性。
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| CN102472839A (zh) * | 2010-04-27 | 2012-05-23 | 柯尼卡美能达精密光学株式会社 | 摄像用透镜、晶片透镜、晶片透镜层叠体、摄像用透镜的制造方法、摄像用透镜的中间物、摄像用透镜的中间物的制造方法 |
| CN103693859A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-04-02 | 中山大学 | 一种玻璃的防雾处理方法 |
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2004
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| CN102472839B (zh) * | 2010-04-27 | 2015-05-13 | 柯尼卡美能达精密光学株式会社 | 摄像用透镜、晶片透镜、晶片透镜层叠体、摄像用透镜的制造方法、摄像用透镜的中间物、摄像用透镜的中间物的制造方法 |
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