DE112016002450T5

DE112016002450T5 - Glasfutter, Verfahren zum Herstellen eines Glasfutters und Verfahren zum Reinigen von glasgefütterten Artikeln

Info

Publication number: DE112016002450T5
Application number: DE112016002450.9T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro Sato; Kenichi Fukuda
Original assignee: Hakko Sangyo Co Ltd
Current assignee: Hakko Sangyo Co Ltd
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2018-03-01
Also published as: JPWO2016194928A1; JP6391820B2; US10351467B2; WO2016194928A1; US20180072612A1

Abstract

Die Erfindung gibt ein Glasfutter an, das eine hervorragende Balance zwischen einer hydrophilen Eigenschaft und einer hydrophoben Eigenschaft an seiner Oberfläche aufweist und eine geringere Schmutzhaftung als ein gewöhnliches Glasfutter aufweist, weil es eine hervorragende Fleckenbeständigkeit in Bezug auf ölige Flecken und wässrige Flecken aufweist, und die Fleckenbeständigkeit und die Selbstreinigungsperformanz für eine lange Zeitdauer nach der Reinigung des Glasfutters aufrechterhalten kann, wodurch eine hervorragende Reinigungsperformanz und eine geringe Schmutzhaftung erzielt werden. Das Glasfutter umfasst ein Futter und eine leitende anorganische Verbindung, die in dem Futter enthalten ist. Das Glasfutter ist derart strukturiert, dass es eine Vielzahl von hydrophilen konkaven Teilen und netzartige hydrophobe konvexe Teile, die Umfänge der Vielzahl von hydrophilen konkaven Teile verbinden, aufweist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft: ein Glasfutter, das auf Vorrichtungen wie etwa einen in einem Herstellungsprozess oder ähnlichem für Pharmazeutika, chemische Produkte, Lehensmittel, Halbleitermaterialien, Polymermaterialien und ähnliches verwendeten Reaktor angewendet wird; ein Herstellungsverfahren für das Glasfutter; und ein Reinigungsverfahren für eine glasgefütterte Vorrichtung, die mit dem Glasfutter versehen ist, und insbesondere ein Verfahren, mit dem die glasgefütterte Vorrichtung innerhalb einer kurzen Zeit effektiv gereinigt werden kann und eine niedrige Schmutzhaftung der glasgefütterten Vorrichtung für eine lange Zeitdauer nach der Reinigung der glasgefütterten Vorrichtung aufrechterhalten werden kann.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In einem Herstellungsprozess oder ähnlichem für Pharmazeutika, chemische Produkte, Lebensmittel, Halbleitermaterialien, Polymermaterialien und ähnliches wird ein Reaktor oder ähnliches mit einem Glasfutter verwendet, in dem Glas mit einer hohen Temperatur auf einer Oberfläche aus Metall verschmolzen wird, um das Metall vor erosiven Umgebungen zu schützen.
Im Fall eines Reaktors, eines Übertragungsrohrs oder ähnlichem, bei denen zum Beispiel eine organische Flüssigkeit oder ein Festkörper mit einem großen spezifischen Widerstand als Inhalt verwendet wird, wurde ein Versuch unternommen, die elektrische Kontinuität zwischen einem Futter und einem Metallbasismaterial zu verbessern, um eine Elektrifizierung aufgrund einer zwischen dem Inhalt und dem Futter erzeugten statischen Elektrizität zu verhindern.
Zum Beispiel gibt die Patentliteratur 1, die ein dem Anmelder der vorliegenden Anmeldung gewährtes Patent ist, ein Futter und ein Fütterungsverfahren an, die eine Elektrifizierung des Futters durch die Verwendung einer leitenden Oxidkeramik verhindern, um eine elektrische Leitung zu dem Futter zu verhindern.
REFERENZLISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 4473642

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEMSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die oben genannte bekannte Technik weist jedoch die folgenden Nachteile auf.

(1) In den letzten Jahren haben sich heimische Pharmazeutikunternehmen und Chemieunternehmen nach und nach auf die Herstellung von Produkten mit hoher Wertschöpfung spezialisiert. Weiterhin besteht eine Nachfrage für die Herstellung von Produkten mit einer hohen Qualität und einer hohen Reinheit, die auch effizient gereinigt werden können.
(2) Das Futter der Patentliteratur 1 kann nicht nur eine Elektrifizierung des Futters unterdrücken und gleichzeitig eine Korrosionsbeständigkeit und einen Oberflächenglanz des Futters aufrechterhalten, sondern kann auch die Basizitätsbeständigkeit, die Temperaturwechselbeständigkeit und die Verschleißbeständigkeit verbessern und eine hervorragend niedrige Schmutzhaftung vorsehen. Sobald jedoch etwas Schmutz an dem Futter der Patentliteratur 1 haftet, kann einfach weiterer Schmutz haften bleiben.
(3) Insbesondere wenn ein Reaktor für die Herstellung von verschiedenen Typen von Produkten verwendet wird, wobei der Reaktor nach jeder Charge gereinigt wird, ist für das Reinigen des Reaktors ein komplexer Vorgang erforderlich und muss viel Arbeitszeit für das Verhindern einer Verunreinigung aufgewendet werden. Deshalb besteht ein großer Bedarf für die Entwicklung eines Reinigungsverfahrens, mit dem der Reaktor innerhalb einer kurzen Zeit effizient gereinigt werden kann und eine inhärent in Glas gegebene Selbstreinigungsperformanz für eine lange Zeit nach der Reinigung des Reaktors aufrechterhalten werden kann.

Um den oben genannten Bedarf zu erfüllen, gibt die Erfindung an: ein Glasfutter mit einer Oberflächenstruktur, die eine hervorragende Balance zwischen einer hydrophilen Eigenschaft und einer hydrophoben Eigenschaft aufweist und außerdem eine hervorragende Fleckbeständigkeit in Bezug auf ölige Flecken und wässrige Flecken aufweist, eine geringere Schmutzhaftung als ein gewöhnliches Futter aufweist und eine Fleckbeständigkeit und eine Selbstreinigungsperformanz für eine lange Zeit nach dem Reinigen des Glasfutters aufweist, wodurch eine hervorragende Reinigungsperformanz und geringe Schmutzhaftung ermöglicht werden; ein Herstellungsverfahren für das Glasfutter; und ein Reinigungsverfahren für eine glasgefütterte Vorrichtung zum Wiederherstellen einer inhärent niedrigen Schmutzhaftung der glasgefütterten Vorrichtung mittels einer einfachen und effizienten Reinigung innerhalb einer kurzen Zeitdauer, sodass Schmutz weniger wahrscheinlich an der glasgefütterten Vorrichtung haftet und die glasgefütterte Vorrichtung eine Fleckenbeständigkeit und eine Selbstreinigungsperformanz für eine lange Zeitdauer nach der Reinigung der glasgefütterten Vorrichtung aufrechterhalten kann, wobei das Verfahren eine hervorragende Effizienz und Zuverlässigkeit der Reinigung und eine Stabilität und Zuverlässigkeit der Reinigungseffekte bietet.
PROBLEMLÖSUNG
Um die oben geschilderten Nachteile zu beseitigen, werden ein Glasfutter, ein Herstellungsverfahren für das Glasfutter und ein Reinigungsverfahren für eine glasgefütterte Vorrichtung wie folgt vorgesehen.
Ein Glasfutter gemäß dem Anspruch 1 der Erfindung umfasst ein Futter und eine leitende anorganische Verbindung, die in dem Futter enthalten ist, und weist eine Struktur auf, die umfasst: eine Vielzahl von hydrophilen konkaven Teilen; und netzartige hydrophobe konvexe Teile, die Umfänge der Vielzahl von hydrophilen konkaven Teilen verbinden.
Gemäß dem oben genannten Aspekt der Erfindung werden die folgenden Funktionen und Vorteile erhalten.

(1) Weil die Vielzahl von hydrophilen konkaven Teilen und die netzartigen hydrophoben konvexen Teile, die Umfänge der Vielzahl von hydrophilen konkaven Teilen verbinden, ausgebildet sind, sind eine hydrophile Eigenschaft und eine hydrophobe Eigenschaft auf der Oberfläche gut ausgeglichen. Weil eine Fleckenbeständigkeit in Bezug auf ölige Flecken und wässrige Flecken hervorragend ist, weist das Glasfutter eine geringere Schmutzhaftung auf als ein gewöhnliches Glasfutter und kann die Fleckenbeständigkeit und eine Selbstreinigungsperformanz für eine lange Zeit nach dem Reinigen des Glases aufrechterhalten, wodurch eine hervorragende Stabilität und Dauerhaftigkeit der Reinigungseffekte ermöglicht werden.
(2) Weil eine Ölflüssigkeit und ölige Flecken weniger wahrscheinlich an den hydrophilen konkaven Teilen haften, aber nur an den hydrophoben konvexen Teilen um die konkaven Teile herum haften, tritt während des Reinigens eine Reinigungsflüssigkeit in die konkaven Teile ein und wäscht die ölige Flüssigkeit und ölige Flecken an den konkaven Teilen weg, sodass das Glasfutter eine hervorragende Fleckenbeständigkeit und Reinigungsperformanz in Bezug auf ölige Flecken aufweist.
(3) Weil die hydrophoben konvexen Teile um die hydrophilen konkaven Teile herum ausgebildet sind, werden eine wässrige Flüssigkeit und wässrige Flecken durch die konvexen Teile geteilt und verbreiten sich weniger wahrscheinlich über die Oberfläche, sodass die Reinigungsflüssigkeit die wässrige Flüssigkeit und die wässrigen Flecken einfach wegwäscht, sodass das Glasfutter eine hervorragende Fleckenbeständigkeit und Reinigungsperformanz in Bezug auf wässrige Flecken aufweist.
(4) Weil die feinen konkaven Teile und konvexen Teile auf der Oberfläche ausgebildet sind und die konkaven Teile hydrophil sind, haftet Schmutz weniger wahrscheinlich an der Oberfläche und tritt Reinigungsflüssigkeit einfach zwischen dem Schmutz und den konkaven Teilen ein, sodass die Reinigungsflüssigkeit den Schmutz effizient und einfach wegwaschen kann, sodass das Glasfutter eine hervorragende Selbstreinigungsperformanz aufweist.

Als die leitende anorganische Verbindung können leitende Oxidkeramikpulver nach Wunsch ausgewählt werden. Beispiele für leitende Oxidkeramikpulver sind ein Pyrochloroxid wie etwa Zinkoxid, Zinnoxid, Titanoxid, Zirkonoxid, Kaliumoxid, Indiumoxid, ITO (Indiumzinnoxid), Rutheniumoxid, Bismuthrutheniumoxid (Bi₂Ru₂O₇), Indiumbismuthrutheniumoxid (InBiRu₂O₇), Bismuthiridiumoxid (Bi₂Ir₂O₇) und Gadoliniumbismuthrutheniumoxid (GdBiRu₂O₇) und ein Perowskitoxid wie etwa Bariumtitanat. Die leitenden Oxidkeramikpulver können vorgesehen werden, indem eine Oberfläche aus Titanoxid oder Siliziumdioxid (SiO₂) mit einem mit Antimon dotierten Zinnoxid beschichtet wird, indem eine Oberfläche aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) mit einem mit Zinn dotierten Indiumoxid beschichtet wird, indem Aluminium und Bismuth in Zinkoxid dotiert werden, indem eine Fläche aus faserigem Kaliumtitanat mit Zinnoxid beschichtet wird, indem Antimon in Zinnoxid vorgesehen wird und indem ein vorbestimmter Ort aus Perowskitoxid wie etwa Bariumtitanat teilweise ersetzt wird. Die leitenden Keramikoxidpulver können die Form einer Faser, einer Säule, eines Stabs, einer Nadel oder einer Kugel oder eine undefinierte Form und ähnliches aufweisen. Die leitenden Oxidkeramikpulver weisen vorzugsweise die Form einer Faser, einer Säule, eines Stabs oder einer Nadel auf. Wenn bei einer derartigen Anordnung das Basismaterial mit dem Futter beschichtet wird, werden die leitenden Oxidkeramikpulver über einer Fläche des Basismaterials angeordnet, um eine Schicht zu bilden, sodass die Kontaktfläche zwischen den Pulvern vergrößert wird, wodurch eine zuverlässige Verbesserung der Leitfähigkeit und eine glatte Oberfläche für das Futter erzielt werden.
Das Glasfutter gemäß dem oben genannten Aspekt weist typische Merkmale eines Glasfutters wie in der Patentliteratur 1 beschrieben auf: eine Elektrifizierung des Futters wird unterdrückt, wobei eine Korrosionsbeständigkeit und ein Oberflächenglanz des Futters aufrechterhalten werden; und die Temperaturwechselbeständigkeit wird verbessert. Das Glasfutter weist eine Oberflächenstruktur mit den hydrophilen konkaven Teilen und den hydrophoben konvexen Teilen auf, in der die leitende anorganische Verbindung in Glas gelöst wird, um ein Netz (Maschen) zu bilden. Die konkaven Teile weisen aufgrund einer hohen Glaskonzentration eine hydrophile Eigenschaft auf, während die konvexen Teile aufgrund einer hohen Konzentration der leitenden anorganischen Verbindung eine hydrophobe Eigenschaft aufweisen.
Gemäß dem Anspruch 2 gibt die Erfindung ein Glasfutter nach dem Anspruch 1 an, in dem die leitende anorganische Verbindung ein nadelförmiges leitendes Zinnoxid mit darin enthaltenem Antimon ist.
Bei dieser Anordnung werden die folgenden Funktionen und Vorteile zusätzlich zu den Funktionen und Vorteilen gemäß Anspruch 1 erhalten.

(1) Weil die leitende anorganische Verbindung ein nadelförmiges leitendes Zinnoxid mit darin enthaltenem Antimon ist, kann die Temperaturwechselbeständigkeit verbessert werden, kann eine Transparenz erhalten werden, sind die Oberflächenglattheit und der Oberflächenglanz hervorragend und kann eine durch eine geringfügige Reibung zwischen dem in einem Reaktor oder ähnlichem verwendeten Glasfutter und den Inhalten des Reaktors verursachte Erzeugung von statischer Elektrizität unterdrückt werden.
(2) Weil das nadelförmige leitende Zinnoxid mit darin enthaltenem Antimon eine hervorragende Leitfähigkeit und Basizitätsbeständigkeit aufweist, kann die Leitfähigkeit des Futters verbessert werden und kann eine Elektrifizierung unterdrückt werden, indem einfach eine kleine Menge des nadelförmigen leitenden Zinnoxids mit darin enthaltenem Antimon zu einer Fritte hinzugegeben wird, sodass eine Elektrifizierung des Futters unterdrückt werden kann, während eine Korrosionsbeständigkeit und ein Oberflächenglanz des Futters aufrechterhalten werden.
(3) Weil eine vorbestimmte Menge von Zinn enthalten ist, kann der Kontaktwinkel um mehrere Grad auf ungefähr 25 Grad verbessert werden, wodurch die Kontaktfläche von Partikeln und ähnlichem in einer Emulsion und einer Suspension vermindert wird, um die Haftungskraft zu schwächen.

Pulver des nadelförmigen leitenden Zinnoxids mit darin enthaltenem Antimon für die Verwendung werden durch das Brennen eines Startmaterials, das eine Zinnkomponente und eine Antimonkomponente enthält, in Anwesenheit eines Alkalimetallhalogenids hergestellt. Die Antimonkomponente wird in der angegebenen Menge mit einem Atomverhältnis von Sb/Sn zwischen 0,1/100 und 8/100 und vorzugsweise 0,3/100 bis 5/100 vorgesehen. Die Leitfähigkeit neigt zu einer Verminderung, wenn die Menge der Antimonkomponente kleiner als 0,3/100 wird. Die Transparenz neigt zu einer Verminderung, wenn die Menge der Antimonkomponente größer als 5/100 wird. Diese Tendenzen sind insbesondere dann unvorteilhaft ausgeprägt, wenn die Menge der Antimonkomponente kleiner als 0,1/100 oder größer als 8/100 ist.
Gemäß dem Anspruch 3 gibt die Erfindung ein Glasfutter nach dem Anspruch 1 oder 2 an, in dem der durchschnittliche Durchmesser der konkaven Teile zwischen 10 μm und 60 μm beträgt und die Höhendifferenz zwischen den konkaven Teilen und den konvexen Teilen zwischen 1 μm und 3 μm beträgt.
Bei dieser Anordnung werden die folgenden Funktionen und Vorteile zusätzlich zu den Funktionen und Vorteilen gemäß dem Anspruch 1 oder 2 erhalten.

(1) Weil der durchschnittliche Durchmesser der konkaven Teile zwischen 10 μm und 60 μm beträgt und die Höhendifferenz zwischen den konkaven Teilen und den konvexen Teilen zwischen 1 μm und 3 μm beträgt, verbreitet sich die Flüssigkeit weniger wahrscheinlich über die gesamte Oberfläche, sodass die Kontaktfläche verkleinert werden kann und das Wasserabgleiten und Ölabgleiten vergrößert werden, wodurch die Selbstreinigungsperformanz vergrößert wird.

Dabei weisen die meisten konkaven Teile in einer Draufsicht im Wesentlichen die Form eines Kreises oder einer Ellipse auf, wobei jedoch einige der konkaven Teile auch unregelmäßige Formen aufweisen können. Dementsprechend wird der durchschnittliche Durchmesser der konkaven Teile durch einen Durchmesser definiert, der durch das Wandeln einer Projektionsfläche der konkaven Teile in einer Draufsicht zu einer Fläche eines Kreises erhalten wird. Der durchschnittliche Durchmesser der konkaven Teile reicht von 10 μm bis 60 μm und vorzugsweise von 20 μm bis 50 μm. Wenn der durchschnittliche Durchmesser der konkaven Teile kleiner als 20 μm wird, wird ein hydrophober Bereich der Glasfutterfläche vergrößert, um die Kontaktfläche mit Öltropfen zu vergrößern, sodass ein Ölabgleiten zu einer einfachen Verminderung neigt. Wenn der durchschnittliche Durchmesser der konkaven Teile größer als 50 μm wird, wird ein hydrophiler Bereich der Glasfutterfläche vergrößert, um die Kontaktfläche mit Wassertropfen zu vergrößern, sodass das Wasserabgleiten zu einer einfachen Verminderung neigt. Diese Tendenzen sind insbesondere dann unvorteilhaft ausgeprägt, wenn der durchschnittliche Durchmesser der konkaven Teile kleiner als 10 μm oder größer als 60 μm ist. Wenn die Höhendifferenz zwischen den konkaven Teilen und den konvexen Teilen kleiner als 1 μm wird, üben die konvexen Teile einen kleineren Einfluss aus, sodass Wassertropfen zu einer einfachen Haftung an den konkaven Teilen neigen, wodurch das Wasserabgleiten einfach vermindert wird. Wenn die Höhendifferenz größer als 3 μm wird, neigt die Oberfläche dazu, rau zu werden, sodass sich wahrscheinlich Wassertropfen in den konkaven Teilen akkumulieren, wodurch ein Wasserabgleiten einfach vermindert wird. Beide Tendenzen sind unvorteilhaft.
Gemäß dem Anspruch 4 gibt die Erfindung ein Glasfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3 an, in dem der Kontaktwinkel von Wasser an dem Glasfutter 30 Grad oder weniger beträgt.
Bei dieser Anordnung werden die folgenden Funktionen und Vorteile zusätzlich zu den Funktionen und Vorteilen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 erhalten.

(1) Weil der Kontaktwinkel von Wasser an dem Glasfutter 30 Grad oder weniger beträgt, tritt Wasser einfach zwischen der Oberfläche des Glasfutters und den öligen Flecken und ähnlichem ein, sodass die öligen Flecken und ähnliches weggewaschen werden können, um eine hervorragende Fleckenbeständigkeit und Selbstreinigungsperformanz vorzusehen.

Weil die Oberfläche des Glasfutters hydrophil ist (d. h. der Kontaktwinkel von Wasser an der Oberfläche des Glasfutters 30 Grad oder weniger beträgt) und vorzugsweise ultra-hydrophil ist (d. h. der Kontaktwinkel 10 Grad oder weniger beträgt), weist die Oberfläche des Glasfutters eine hervorragende Fleckenbeständigkeit und Selbstreinigungsperformanz auf. Wenn Wasser an der Oberfläche vorhanden ist, ist eine Akkumulation von statischer Elektrizität weniger wahrscheinlich, wodurch eine Elektrifizierung unterdrückt wird, sodass Schmutz weniger wahrscheinlich an der Oberfläche haftet, um einen Fleckenbeständigkeitseffekt vorzusehen.
Das Glasfutter-Herstellungsverfahren des Anspruchs 5 ist ein Herstellungsverfahren für das Glasfutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 und umfasst: Vorsehen eines Schlickers mit darin einer Glasfritte, die einen Glaspartikeldurchmesser zwischen 30 μm und 70 μm aufweist, bevor der Schlicker für ein Glasfutter verwendet wird; und Hinzufügen und Mischen von 3 Gewichtsteilen bis 6 Gewichtsteilen einer leitenden anorganischen Verbindung pro 100 Gewichtsteile der Glasfritte nach Ablauf von 40% bis 75% einer Gesamtmahlzeit.
Mit dieser Anordnung werden die folgenden Funktionen und Vorteile erhalten.

(1) Die Glasfritte in dem Schlicker, bevor das Glasfutter den Glaspartikeldurchmesser von 30 μm bis 70 μm aufweist, und 3 Gewichtsteile bis 6 Gewichtsteile der leitenden anorganischen Verbindung pro 100 Gewichtsteile der Glasfritte werden nach Ablauf von 40% bis 75% der Gesamtmahlzeit hinzugefügt und gemischt. Dementsprechend kann eine Elektrifizierung des Glasfutters unterdrückt werden, während eine Korrosionsbeständigkeit und ein Oberflächenglanz des Futters in gleicher Weise wie bei einem gewöhnlichen Glasfutter aufrechterhalten werden. Außerdem wird wahrscheinlich ein Netz (Maschen) durch die Aggregation der leitenden anorganischen Verbindung gebildet (wobei jedoch die Ursache für die Netzbildung nicht genau bekannt ist), um eine Oberflächenstruktur vorzusehen, die die Vielzahl von hydrophilen konkaven Teilen und die netzartigen hydrophoben konvexen Teile, die Umfänge der Vielzahl von hydrophilen konkaven Teilen verbinden, enthält. Folglich weist das erhaltene Glasfutter eine geringere Schmutzhaftung auf als ein gewöhnliches Glasfutter und kann eine Fleckenbeständigkeit und eine Selbstreinigungsperformanz für eine lange Zeitdauer nach der Reinigung des Glasfutters aufrechterhalten. Es kann also ein Glasfutter hergestellt werden, das eine hervorragende Stabilität und Dauerhaftigkeit von Reinigungseffekten aufweist.

Der Glaspartikeldurchmesser in dem Schlicker beträgt vorzugsweise zwischen 30 μm und 70 μm. Wenn der Glaspartikeldurchmesser kleiner als 30 μm wird, wird der durchschnittliche Durchmesser der hydrophilen konkaven Teile der Glasfutteroberfläche verkleinert, um einen hydrophoben Bereich zu vergrößern und die Kontaktfläche von Öltropfen zu vergrößern, sodass das Ölabgleiten zu einer einfachen Vergrößerung neigt. Wenn der Glaspartikeldurchmesser größer als 70 μm wird, wird der durchschnittliche Durchmesser der hydrophilen konkaven Teile der Glasfutteroberfläche vergrößert, um einen hydrophilen Bereich zu vergrößern und die Kontaktfläche mit Wassertropfen zu vergrößern, sodass das Wasserableiten zu einer einfachen Verminderung neigt. Beide Tendenzen sind nicht vorteilhaft.
Der Anteil der leitenden anorganischen Verbindung macht vorzugsweise 3 Gewichtsteile bis 6 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Glasfritte aus. Wenn der Anteil der leitenden anorganischen Verbindung pro 100 Gewichtsteile der Glasfritte kleiner als 3 Gewichtsteile wird, wird der Elektrifizierungs-Verhinderungseffekt reduziert. Wenn der Anteil der leitenden anorganischen Verbindung pro 100 Gewichtsteile der Glasfritte größer als 6 Gewichtsteile wird, wird die Säurebeständigkeit des Futters vermindert und werden der Glanz und die Glattheit der Futterfläche vermindert, sodass Schmutz und ähnliches zu einer einfachen Haftung an der Oberfläche der Futterfläche neigen. Beide Tendenzen sind nicht vorteilhaft.
Die leitende anorganische Verbindung wird nach Ablauf von 40% bis 75% und vorzugsweise 50% bis 70% der Gesamtmahlzeit hinzugefügt und gemischt. Wenn die leitende anorganische Verbindung vor Ablauf von 50% der Gesamtmahlzeit hinzugefügt wird, ist das Mahlen des Glases unzureichend und wird verursacht, dass die Glaspartikelgröße 70 μm überschreitet, wodurch die Oberflächenglattheit einfach beeinträchtigt wird. Weiterhin wird der durchschnittliche Durchmesser der hydrophilen konkaven Teile des Glasfutters vergrößert, um den hydrophilen Bereich zu vergrößern und die Kontaktfläche von Wassertropfen zu vergrößern, sodass das Wasserabgleiten zu einer einfachen Verminderung neigt. Wenn die leitende anorganische Verbindung nach Ablauf von 70% der Gesamtmahlzeit hinzugefügt wird, kann die Dispersion eines Zusatzes in der Mühle nur schwer veranlassen, dass die leitende anorganische Verbindung ein Netz bildet, sodass die oben genannte Oberflächenstruktur schwierig nach einem Brennen erhalten werden kann. Weiterhin wird der Glaspartikeldurchmesser 30 μm oder kleiner und wird der durchschnittliche Durchmesser der hydrophilen konkaven Teile der Glasfutterfläche verkleinert, um den hydrophoben Bereich zu vergrößern und die Kontaktfläche mit Öltropfen zu vergrößern, sodass ein Ölabgleiten zu einer einfachen Verminderung neigt. Weiterhin sind diese Tendenzen insbesondere dann unvorteilhaft ausgeprägt, wenn die leitende anorganische Verbindung vor Ablauf von 40% oder nach Ablauf von 75% der Gesamtmahlzeit hinzugefügt wird.
Das Reinigungsverfahren für eine glasgefütterte Vorrichtung von Anspruch 6 ist ein Reinigungsverfahren für eine glasgefütterte Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 und umfasst: Bestrahlen des Glasfutters mit ultravioletten Strahlen, die eine Intensität zwischen 0,2 mW/cm² bis 10 mW/cm² aufweisen.
Bei dieser Anordnung werden die folgenden Funktionen und Vorteile erhalten.

(1) Weil die Intensität von ultravioletten Strahlen in einem Ultraviolettstrahlen-Bestrahlungsschritt von 0,1 mW/cm² bis 10 mW/cm² reicht, kann die glasgefütterte Vorrichtung effizient innerhalb kurzer Zeit gereinigt werden, sodass die Zuverlässigkeit und Effizienz der Reinigung hervorragend sind.
(2) Wenn die ultravioletten Strahlen in dem Ultraviolettstrahlen-Bestrahlungsschritt angewendet werden, wird eine organische Substanz, die die Ursache für die Hydrophobie ist und an der Oberfläche der glasgefütterten Vorrichtung haftet, zu einem freien Radikal gewandelt und durch die Lichtenergie der ultravioletten Strahlen zerlegt. Dementsprechend wird die glasgefütterte Vorrichtung hydrophil gemacht, um die Selbstreinigungsperformanz zu erhalten. Folglich ist ein Haften von Schmutz weniger wahrscheinlich und ist die Fleckenbeständigkeit nach dem Reinigen hervorragend.
(3) Weil der Ultraviolettstrahlen-Bestrahlungsschritt durchgeführt wird, kann der Kontaktwinkel an der Oberfläche der glasgefütterten Vorrichtung verkleinert werden, um eine durch Schmutz und ähnliches in der Luft verursachte Fluktuation des Kontaktwinkels zu reduzieren, sodass ein stabiler Kontaktwinkel aufrechterhalten werden kann und ein Haften von Schmutz weniger wahrscheinlich ist. Auf diese Weise kann die glasgefütterte Vorrichtung eine hervorragende Fleckenbeständigkeit und Selbstreinigungsperformanz sowie eine Stabilität und Zuverlässigkeit der Reinigungseffekte aufweisen.

Das Reinigungsverfahren für die glasgefütterte Vorrichtung kann auf verschiedene glasgefütterte Vorrichtungen angewendet werden und ist insbesondere für einen Reaktor geeignet.
Weil der Ultraviolettstrahlen-Bestrahlungsschritt nach einem Wasserreinigungsschritt und einem Lösungsmittelreinigungsschritt durchgeführt wird, kann eine schwer entfernbare organische Substanz, die an der Oberfläche der glasgefütterten Vorrichtung haftet, durch eine Oxidation oder ähnliches zerlegt werden, sodass nach dem Wasserreinigungsschritt und dem Lösungsmittelreinigungsschritt verbleibender Schmutz zuverlässig innerhalb einer kurzen Zeit entfernt werden kann. Deshalb sind die Zuverlässigkeit und die Effizienz der Reinigung hervorragend.
Die glasgefütterte Vorrichtung, die eine hervorragende Oberflächenglattheit und Hydrophilie aufweist, kann ihre inhärente Oberflächenglatteinheit und Hydrophilie wiederherstellen, indem sie einem gewöhnlichen Wasserreinigungsschritt und Lösungsmittelreinigungsschritt und anschließend dem Ultraviolettstrahlen-Bestrahlungsschritt unterworfen wird, und kann eine hervorragende Fleckenbeständigkeit nach dem Reinigen aufweisen.
In dem Wasserreinigungsschritt können wahlweise industrielles Wasser, Leitungswasser, Ionenaustauschwasser, destilliertes Wasser, ultrareines Wasser und ein oberflächenaktives Mittel verwendet werden, was von der Nutzungsbedingung der glasgefütterten Vorrichtung abhängt.
In dem Lösungsmittelreinigungsschritt kann wahlweise ein Lösungsmittel verwendet werden, was von der Art des Inhalts abhängt. Ein Lösungsmittel zum Lösen des verbleibenden Inhalts wird für das Reinigen verwendet. Beispiele für das Lösungsmittel sind Aceton, Tetrahydrofuran, Methanol, Toluen und Ethanol.
Das Innere des Reaktors der glasgefütterten Vorrichtung wird gewöhnlich gereinigt, indem in dem Reaktor gespeichertes Wasser gerührt wird. Wenn jedoch zum Beispiel die Menge des Schmutzes klein ist, kann das Reinigen unter Verwendung einer Sprühkugel und von ähnlichem durchgeführt werden.
Die Art (Wellenlänge), Intensität, Bestrahlungszeit und ähnliches der ultravioletten Strahlen für die Anwendung in dem Ultraviolettstrahlen-Bestrahlungsschritt können in Abhängigkeit von der Art usw. des Schmutzes gewählt werden. Auch die Art der zu verwendenden Lichtquelle kann nach Bedarf gewählt werden.
Obwohl der Ultraviolettstrahlen-Bestrahlungsschritt nach dem Wasserreinigungsschritt und dem Lösungsmittelreinigungsschritt durchgeführt wird, kann der Ultraviolettstrahlen-Bestrahlungsschritt auch vor einem Nassreinigen wie etwa dem Wasserreinigungsschritt und dem Lösungsmittelreinigungsschritt durchgeführt werden, sodass die Benetzbarkeit einer chemischen Flüssigkeit und von ähnlichem vor dem Nassreinigen verbessert werden kann und die chemische Flüssigkeit und ähnliches in Ecken der feinen konkaven und konvexen Teile an der Fläche eindringen kann. Dementsprechend kann die verwendete Menge der chemischen Flüssigkeit und von ähnlichem reduziert werden und kann das Nassreinigen effizient und effektiv durchgeführt werden.
Es kann eine beliebige Lichtquelle in dem Ultraviolettstrahlen-Bestrahlungsschritt verwendet werden, solange die Lichtquelle ultraviolette Strahlen mit einer kurzen Wellenlänge zwischen 100 nm und 280 nm (UVC) ausgeben kann. Geeignete Beispiele für die Lichtquelle sind eine Niederdruck-Quecksilberlampe (Sterilisierungslampe), eine Excimerlampe, eine Metallhalogenlampe und eine LED-Lampe.
Weil die in dem Ultraviolettstrahlen-Bestrahlungsschritt verwendeten ultravioletten Strahlen eine kurze Wellenlänge zwischen 100 nm und 280 nm aufweisen, kann eine große Lichtenergie interatomare Bindungen der meisten organischen Verbindungen aufbrechen und die organischen Verbindungen in flüchtige Substanzen zerlegen. Deshalb sehen die ultravioletten Strahlen einen starken Sterilisierungseffekt vor, was zu einer hervorragenden Zuverlässigkeit und Effizienz der Reinigung führt. Und wenn der Kontaktwinkel an der Oberfläche der glasgefütterten Vorrichtung verkleinert wird, um einen ultra-hydrophilen Bereich zu erreichen, kann auch hartnäckiger Schmutz entfernt werden, sodass die Zuverlässigkeit und die Effizienz der Reinigung hervorragend sind. Und weil die Oberfläche der glasgefütterten Vorrichtung sterilisiert werden kann und die verbleibenden organischen Substanzen entfernt werden können, kann das Wachsen von Bakterien verhindert werden, weil diese sich nicht mehr von verbleibenden organischen Substanzen ernähren können, sodass die glasgefütterte Vorrichtung also hygienisch ist und hervorragende antibiotische Eigenschaften und eine Reinheit nach dem Reinigen aufweist.
Die Intensität der in dem Ultraviolettstrahlen-Bestrahlungsschritt verwendeten ultravioletten Strahlen hängt von der Wellenlänge (Art) der angewendeten ultravioletten Strahlen, der Bestrahlungszeit der ultravioletten Strahlen, der Art des Schmutzes usw. ab. Die Intensität der ultravioletten Strahlen reicht von 0,2 mW/cm² bis 10 mW/cm² und vorzugsweise von 0,2 mW/cm² bis 2 mW/cm² bei normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit. Wenn die Intensität der ultravioletten Strahlen kleiner als 0,2 mW/cm² ist, wird die Bestrahlungszeit der ultravioletten Strahlen vergrößert, sodass die Effizienz der Reinigung zu einer unvorteilhaft leichten Verminderung neigt. Und wenn die Intensität der ultravioletten Strahlen größer als 0,2 mW/cm² ist, neigen die Handhabungsfähigkeit und die Energiesparmöglichkeiten zu einer einfachen Verminderung. Wenn die Intensität der ultravioletten Strahlen 10 mW/cm² überschreitet, ist zu erwarten, dass eine gleichmäßige Bestrahlung einer großen Fläche mit den ultravioletten Strahlen schwer zu erzielen ist.
Die Bestrahlungszeit der ultravioletten Strahlen in dem Ultraviolettstrahlen-Bestrahlungsschritt wird in Abhängigkeit von der Wellenlänge (Art) der verwendeten ultravioletten Strahlen, der Intensität der ultravioletten Strahlen, der Art des Schmutzes usw. gewählt. Die Bestrahlungszeit der ultravioletten Strahlen reicht vorzugsweise von 2 Stunden bis 120 Stunden. Mit einer derartigen Bestrahlungszeit können verschiedene Arten von Schmutz zuverlässig zerlegt werden und wird der Kontaktwinkel an der Oberfläche der glasgefütterten Vorrichtung verkleinert, sodass die Selbstreinigungsperformanz verbessert werden kann und die Stabilität und die Dauerhaftigkeit der Reinigungseffekte hervorragend sind. Wenn die Bestrahlungszeit der ultravioletten Strahlen kürzer als 2 Stunden ist, kann Schmutz nicht ausreichend entfernt werden, sodass die Fleckenbeständigkeit und die Selbstreinigungsperformanz nach dem Reinigen zu einer unvorteilhaft einfachen Verminderung neigen. Wenn die Bestrahlungszeit der ultravioletten Strahlen länger als 120 Stunden ist, erfordert die Reinigung eine lange Zeit und neigt die Betriebsrate der glasgefütterten Vorrichtung zu einer unvorteilhaft einfachen Verminderung.
Vorteile der Erfindung
Durch das Glasfutter, das Herstellungsverfahren für das Glasfutter und das Reinigungsverfahren für die glasgefütterte Vorrichtung der Erfindung werden die folgenden Vorteile erhalten.
Gemäß dem Anspruch 1 der Erfindung werden die folgenden Vorteile erzielt.

(1) Es kann ein Glasfutter vorgesehen werden, das eine hervorragende Balance zwischen einer hydrophilen Eigenschaft und einer hydrophoben Eigenschaft an seiner Oberfläche aufweist, die eine geringere Schmutzhaftung als ein gewöhnliches Glasfutter aufweist, weil das Glasfutter eine hervorragende Fleckenbeständigkeit in Bezug auf ölige Flecken und wässrige Flecken aufweist, und die Fleckenbeständigkeit und die Selbstreinigungsperformanz für eine lange Zeitdauer nach dem Reinigen aufrechterhalten kann, sodass also eine hervorragende Stabilität und Dauerhaftigkeit der Reinigungseffekte erzielt werden können.

Gemäß dem Anspruch 2 der Erfindung werden die folgenden Vorteile zusätzlich zu den Vorteilen des Anspruchs 1 erzielt.

(1) Es kann ein Glasfutter mit einer hohen Qualität vorgesehen werden, das eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit, eine große Transparenz, eine hervorragende Oberflächenglattheit und einen hervorragenden Oberflächenglanz aufweist und eine Erzeugung einer statischen Elektrizität unterdrücken kann, weil die Reibung zwischen dem in einem Reaktor oder ähnlichem verwendeten Glasfutter und dem Inhalt des Reaktors klein ist.

Gemäß dem Anspruch 3 der Erfindung werden die folgenden Vorteile zusätzlich zu den Vorteilen des Anspruchs 1 oder 2 erzielt.

(1) Weil eine Flüssigkeit weniger wahrscheinlich über die gesamte Fläche verbreitet wird und die Kontaktfläche reduziert werden kann, kann ein Glasfutter mit einem hohen Wasserabgleiten, einem hohen Ölabgleiten und einer hervorragenden Selbstreinigungsperformanz erhalten werden.

Gemäß dem Anspruch 4 der Erfindung können die folgenden Vorteile zusätzlich zu den Vorteilen der Ansprüche 1 bis 3 erzielt werden.

(1) Weil Wasser einfach zwischen der Oberfläche des Glasfutters und öligen Flecken und ähnlichem eindringt, werden die öligen Flecken und ähnliches einfach weggewaschen und kann ein Glasfutter mit einer hervorragenden Fleckenbeständigkeit und Selbstreinigungsperformanz vorgesehen werden.

Gemäß dem Anspruch 5 der Erfindung können die folgenden Vorteile erzielt werden.

(1) Es kann eine Elektrifizierung des Glasfutters unterdrückt werden, während die Korrosionsbeständigkeit und der Oberflächenglanz des Glasfutters in gleicher Weise wie bei einem gewöhnlichen Glasfutter aufrechterhalten werden. Außerdem wird ein Netz (Maschen) wahrscheinlich durch eine Aggregation der leitenden anorganischen Verbindung gebildet, wodurch eine Oberflächenstruktur mit der Vielzahl von hydrophilen konkaven Teilen und den netzartigen hydrophoben konvexen Teilen, die Umfänge der Vielzahl von hydrophilen konkaven Teilen verbinden, vorgesehen wird. Folglich weist das erhaltene Glasfutter eine geringere Schmutzhaftung auf als ein gewöhnliches Glasfutter und kann eine Fleckenbeständigkeit und eine Selbstreinigungsperformanz für eine lange Zeitdauer nach dem Reinigen des Glasfutters aufrechterhalten. Es kann also ein Herstellungsverfahren mit einer zuverlässigen und stabilen Qualität des Glasfutters und mit einer hervorragenden Stabilität und Dauerhaftigkeit der Reinigungseffekte vorgesehen werden.

Gemäß dem Anspruch 6 der Erfindung können die folgenden Vorteile erhalten werden.

(1) Es kann ein Reinigungsverfahren für ein effizientes Reinigen der glasgefütterten Vorrichtung innerhalb einer kurzen Zeit vorgesehen werden, wobei die glasgefütterte Vorrichtung eine hervorragende Zuverlässigkeit und Effizienz der Reinigung und eine hervorragende Fleckenbeständigkeit nach der Reinigung der glasgefütterten Vorrichtung aufweist.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Teststück gemäß dem Beispiel 3, dessen Oberfläche 200-fach vergrößert ist.
2 zeigt das Teststück gemäß dem Beispiel 3, dessen Oberfläche 500-fach vergrößert ist.
3 zeigt einen Übergang von Kontaktwinkeln jedes der Teststücke nach einer Reinigung von öligen Flecken in den Beispielen 1 bis 3.
4 zeigt einen Übergang von Kontaktwinkeln jedes der Teststücke nach einer Reinigung von wässrigen Flecken in den Beispielen 1 bis 3.
5 zeigt einen Übergang von Kontaktwinkeln jedes der Teststücke nach einer Reinigung von öligen Flecken und einer Bestrahlung mit schwachen ultravioletten Strahlen in den Beispielen 1 bis 3.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung im Detail anhand von Beispielen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Erfindung keineswegs auf die hier beschriebenen Beispiele beschränkt ist.
Beispiel 1
50 Gewichtsteile von H₂O, 2,5 Gewichtsteile von kolloidalem Silizium, 0,2 Gewichtsteile von verdickenden Polysacchariden, 0,2 Gewichtsteile von Natriumnitrit und 1 Gewichtsteil eines weißen Pigments (F-101: hergestellt von Tokan Material Technology Co., Ltd.) wurden pro 100 Gewichtsteile einer stark korrosionsbeständigen Fritte mit einer Zusammensetzung von 74,5 mol% von (SiO₂ + ZrO₂), 20,2 mol% von (Li₂O + Na₂O + K₂O), 3,2 mol% von (CaO + SrO) und 2,1 mol% des Rests hinzugefügt. Die erhaltene Mischung wurde einem Mahlen unterworfen. Eine Oberfläche einer Platte aus einem SS400-Material mit einer Länge von 100 nm und einer Breite von 100 nm wurde mit der gemahlenen Mischung glasiert, getrocknet und dann sechs Minuten lang bei einer Temperatur von 780°C bis 830°C gebrannt. Dieser Vorgang wurde wiederholt, bis die Dicke des erhaltenen Futters 1 mm erreichte, sodass ein Teststück gemäß dem Beispiel 1 erhalten wurde.
Beispiel 2
Ein Teststück gemäß dem Beispiel 2 wurde in gleicher Weise wie für das Beispiel 1 erhalten, wobei jedoch 5 Gewichtsteile von ZrO₂ (H4: hergestellt von NITTO DENKO CORPORATION) und 5 Gewichtsteile von SiO₂ (reines Siliziumpulver: hergestellt von Iwatsuki Kakou Co., Ltd.) pro 100 Gewichtsteilen der oben genannten stark korrosionsbeständigen Fritte hinzugefügt wurden und die erhaltene Mischung einem Mahlen unterworfen wurde.
Das wie vorstehend erhaltene Glas weist eine hervorragende Balance zwischen einem hydrophoben Oxid und einem hydrophilen Oxid, die gleichmäßig über eine Glasfutteroberfläche verteilt sind, und weiterhin eine Fleckenbeständigkeit in Bezug auf ölige Flecken und wässrige Flecken auf.
Beispiel 3
Ein Teststück gemäß dem Beispiel 3 wurde in gleicher Weise wie für das Beispiel 1 erhalten, wobei jedoch: der Glaspartikeldurchmesser in einem Schlicker vor dem Glasfüttern in einem Bereich von 30 μm bis 70 μm bestimmt wurde; 5 Gewichtsteile des nadelförmigen Zinnoxids mit dem darin enthaltenen Antimon pro 100 Gewichtsteile der oben genannten stark korrosionsbeständigen Fritte nach Ablauf von 60% der Mahlzeit hinzugefügt wurden und die erhaltene Mischung einem Mahlen unterworfen wurde; und die Platte mit der gemahlenen Mischung glasiert, getrocknet und bei einer Temperatur zwischen 800°C und 860°C für 7,5 Minuten und damit 20% länger als in dem Beispiel 1 gebrannt wurde.
Das Teststück gemäß dem Beispiel 3, das leitend ist, verhindert ein durch eine statische Elektrizität verursachtes Haften von Schmutz und weist eine hervorragende Lösung in dem Glas und einen hervorragenden Oberflächenglanz auf.
1 und 2 zeigen Bilder der Oberfläche des Teststücks gemäß dem Beispiel 3 jeweils mit einer 200-fachen und einer 500-fachen Vergrößerung unter Verwendung eines Mikroskops.
Aus 1 und 2 geht hervor, dass ein Zinnoxid in dem Glas in einem Netz aufgelöst wird und eine feine konkav-konvexe Oberfläche (der durchschnittliche Durchmesser von konkaven Teilen beträgt zwischen 20 μm und 50 μm, und die Höhendifferenz zwischen den konkaven Teilen und den konvexen Teilen beträgt zwischen 1 μm und 3 μm) wird ausgebildet. Die konkaven Teile weisen eine hydrophile Eigenschaft aufgrund einer hohen Glaskonzentration auf, während die konvexen Teile eine hydrophobe Eigenschaft aufgrund einer hohen Konzentration des Zinnoxids aufweisen. Bei dieser Anordnung weist die Oberfläche des Glasfutters eine hervorragende Balance zwischen der hydrophilen Eigenschaft und der hydrophoben Eigenschaft und weiterhin eine hervorragende Fleckenbeständigkeit und Reinigungsperformanz in Bezug auf ölige Flecken und wässrige Flecken auf.
Test 1 (Ölflecken-Wiederholungstest)
Die Oberfläche jedes der Teststücke gemäß den Beispielen 1 bis 3 wurde mit einem Pflanzenöl beschmiert und anschließend unter laufendem Wasser und laufendem Ethanol in dieser Reihenfolge gereinigt, mit ultravioletten Strahlen mit einer kurzen Wellenlänge von 240 nm bis 270 nm (UVD) mit einer Intensität von 1 mW/cm² für 120 Stunden bestrahlt und bei einer Temperatur von 20°C ± 5°C und einer Feuchtigkeit von 50 ± 10% für 100 Stunden in einem Raum gelassen.
Anschließend wurden 5 μl Wassertropfen (Ionenaustauschwasser) jeweils über die Oberfläche der Teststücke getropft und wurde der Kontaktwinkel (ein Anfangswert) jeder Fläche innerhalb einer Minute gemessen. Bei der Messung des Kontaktwinkels betrug die Temperatur 20°C ± 5°C und lag die Feuchtigkeit bei 50 ± 10%.
Nachdem dann die entsprechenden Flächen der Teststücke mit einem Pflanzenöl beschmiert wurden, wurden die Teststücke unter laufendem Ionenaustauschwasser und dann unter laufendem Ethanol bei normaler Temperatur gereinigt und mit ultravioletten Strahlen mit einer kurzen Wellenlänge von 240 nm bis 270 nm (UVC) mit einer Intensität von 2 mW/cm² für 21 Stunden bestrahlt. Der Kontaktwinkel jeder Fläche wurde in gleicher Weise und unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben bei einer Temperatur von 20°C ± 5°C und einer Feuchtigkeit von 50 ± 10% gemessen. Zum Vergleich wurde das Teststück gemäß dem Beispiel 1 auch nur einer Reinigung unter laufendem Wasser und laufendem Ethanol unterworfen und nicht mit ultravioletten Strahlen bestrahlt. Der Kontaktwinkel der Oberfläche des Teststücks gemäß dem Beispiel 1 wurde in gleicher Weise und unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben gemessen. Dieser Zyklus wurde zehnmal wiederholt. 3 zeigt den Übergang der derart erhaltenen Kontaktwinkel jedes der Teststücke.
Aus 3 wird deutlich, dass der anfängliche Kontaktwinkel in dem Beispiel 1 am größten, in dem Beispiel 2 am zweitgrößten und in dem Beispiel 3 am kleinsten war. Es ist weiterhin zu beachten, dass, was die Kontaktwinkel nach 10 Zyklen von öligen Flecken, Reinigung und Bestrahl mit ultravioletten Strahlen in den Beispielen 1 bis 3 betrifft, der Kontaktwinkel in dem Beispiel 1 ohne eine Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen am größten war, der Kontaktwinkel in dem Beispiel 1 mit einer Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen am zweitgrößten war und die Kontaktwinkel in den Beispielen 2 und 3, die einander gleich waren, kleiner waren als der Kontaktwinkel in dem Beispiel 1 mit einer Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen. Es ist weiterhin zu beachten, dass die Kontaktwinkel in den Beispielen 2 und 3 nur 10 Grad oder weniger in einem ultra-hydrophilen Bereich betrugen.
Test 2 (Wasserflecken-Haftungstest)
Die Oberfläche jedes der Teststücke gemäß den Beispielen 1 bis 3 wurde mit einem Pflanzenöl beschmiert und anschließend unter laufendem Wasser und laufendem Ethanol in dieser Reihenfolge gereinigt, mit ultravioletten Strahlen mit einer kurzen Wellenlänge von 240 nm bis 270 nm (UVD) mit einer Intensität von 1 mW/cm² für 120 Stunden bestrahlt und bei einer Temperatur von 20°C ± 5°C und einer Feuchtigkeit von 50 ± 10% für 100 Stunden in einem Raum gelassen.
Anschließend wurden 5 μl Wassertropfen (Ionenaustauschwasser) jeweils über die Oberfläche der Teststücke getropft und wurde der Kontaktwinkel (ein Anfangswert) jeder Fläche innerhalb einer Minute gemessen. Bei der Messung des Kontaktwinkels betrug die Temperatur 20°C ± 5°C und lag die Feuchtigkeit bei 50 ± 10%.
Dann wurden die Teststücke ins Freie mit einer Neigung von ungefähr 15 Grad gelegt, wobei jeden zweiten Tag Leitungswasser über die Teststücke gesprüht wurde, sofern es nicht ohnehin regnete. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer wurden die Teststücke unter laufendem Ionenaustauschwasser und dann unter laufendem Ethanol bei normaler Temperatur gereinigt und mit ultravioletten Strahlen mit einer kurzen Wellenlänge zwischen 240 nm und 270 nm (UCV) mit einer Intensität von 2 mW/cm² für 21 Stunden bestrahlt. Der Kontaktwinkel jeder Fläche wurde in gleicher Weise und unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben bei einer Temperatur von 20°C ± 5°C und einer Feuchtigkeit von 50 ± 10% gemessen. Dieser Zyklus wurde siebenmal wiederholt. 4 zeigt den Übergang der derart erhaltenen Kontaktwinkel für jedes der Teststücke.
Eine derartige Tendenz erklärt sich aus dem Übergang der Kontaktwinkel nach der in 4 gezeigten Aussetzung im Freien, wobei der Kontaktwinkel in dem Beispiel 1 größer ist als der Kontaktwinkel in dem Beispiel 2 und der Kontaktwinkel in dem Beispiel 2 größer ist als der Kontaktwinkel in dem Beispiel 3 unmittelbar nach der langzeitigen Aussetzung (d. h. vor dem Reinigen). Insbesondere wurde auch der größte der Kontaktwinkel in dem Beispiel 3 bei ungefähr 20 Grad in einem hydrophilen Bereich gehalten.
Es ist weiterhin zu beobachten, dass nach jeder Reinigung und Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen die Kontaktwinkel in den Beispielen 2 und 3 zu ungefähr 10 Grad in dem ultrahydrophilen Bereich verkleinert wurden, während einige der Kontaktwinkel in dem Beispiel 1 zu nicht weniger als 20 Grad verkleinert wurden.
Test 3 (Test mit schwachen ultravioletten Strahlen)
Die Oberfläche jedes der Teststücke gemäß den Beispielen 1 bis 3 wurde mit einem Pflanzenöl beschmiert, anschließend unter laufendem Wasser und laufendem Ethanol in dieser Reihenfolge gereinigt, mit ultravioletten Strahlen mit einer kurzen Wellenlänge von 240 nm bis 270 nm (UVC) mit einer Intensität von 1 mW/cm² 120 Stunden lang bestrahlt und bei einer Temperatur von 20°C ± 5°C und einer Feuchtigkeit von 50 ± 10% 100 Stunden lang in einem Raum gelassen.
Anschließend wurden 5 μl Wassertropfen (Ionenaustauschwasser) jeweils über die Oberfläche der Teststücke getropft und wurde der Kontaktwinkel (ein Anfangswert) jeder Fläche innerhalb einer Minute gemessen. Bei der Messung des Kontaktwinkels betrug die Temperatur 20°C ± 5°C und lag die Feuchtigkeit bei 50 ± 10%.
Nachdem dann die entsprechenden Oberflächen der Teststücke mit einem Pflanzenöl beschmiert wurden, wurden die Teststücke unter laufendem Ionenaustauschwasser und dann unter laufendem Ethanol bei normaler Temperatur gereinigt und mit ultravioletten Strahlen mit einer kurzen Wellenlänge von 240 nm bis 270 nm (UVC) mit einer Intensität von 0,2 mW/cm² für 6 Stunden bis 168 Stunden bestrahlt. Der Kontaktwinkel jeder Oberfläche wurde in gleicher Weise und unter gleichen Bedingungen wie oben beschrieben bei einer Temperatur von 20°C ± 5°C und einer Feuchtigkeit von 50 ± 10% gemessen. 5 zeigt den Übergang der derart erhaltenen Kontaktwinkel.
5 zeigt den Übergang der Kontaktwinkel, die erhalten wurden, nachdem die Oberfläche mit einem Pflanzenöl beschmiert wurde und einer Wasserreinigung, einer Ethanolreinigung und einer Bestrahlung mit schwachen ultravioletten Strahlen (0,2 mW/cm²) unterzogen wurde. Weil der Kontaktwinkel in dem Beispiel 3 kleiner als 15 Grad nach der Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen für ungefähr 24 Stunden war, konnte bestätigt werden, dass der Kontaktwinkel in dem Beispiel 3 demjenigen in den Beispielen 1 und 2 auch dann überlegen war, wenn die Bestrahlung mit den schwachen ultravioletten Strahlen erfolgte.
Es hat sich also herausgestellt, dass nach der Verwendung der glasgefütterten Vorrichtung mit dem Futter gemäß der Erfindung, das eine hervorragende Fleckenbeständigkeit und Selbstreinigungsperformanz aufweist, durch eine typische Reinigung der glasgefütterten Vorrichtung wie etwa eine Wasserreinigung und eine Lösungsmittelreinigung und eine Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen mit einer kurzen Wellenlänge (UVC) für eine vorbestimmte Zeitdauer die Oberfläche der glasgefütterten Vorrichtung jeder Charge auffrischen kann, um die inhärente Performanz der Oberfläche wiederherzustellen, um die Fleckenbeständigkeit und die Selbstreinigungsperformanz für eine lange Zeitdauer aufrechtzuerhalten.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die Erfindung kann vorsehen: ein Glasfutter, das eine hervorragende Balance zwischen einer hydrophilen Eigenschaft und einer hydrophoben Eigenschaft in einer Makroansicht, eine hervorragende Fleckenbeständigkeit in Bezug auf ölige Flecken und wässrige Flecken und eine geringere Schmutzhaftung als ein gewöhnliches Glasfutter aufweist und eine Fleckenbeständigkeit und eine Selbstreinigungsperformanz für eine lange Zeitdauer nach dem Reinigen des Glasfutters aufrechterhalten kann, wodurch eine hervorragende Reinigungsperformanz und eine geringe Schmutzhaftung erzielt werden; ein Herstellungsverfahren für das Glasfutter; und ein Reinigungsverfahren für eine glasgefütterte Vorrichtung zum Wiederherstellen einer inhärenten geringen Schmutzhaftung der glasgefütterten Vorrichtung durch eine einfache und effiziente Reinigung innerhalb einer kurzen Zeit, sodass Schmutz weniger wahrscheinlich an der glasgefütterten Vorrichtung haftet und die glasgefütterte Vorrichtung eine Fleckenbeständigkeit und eine Selbstreinigungsperformanz für eine lange Zeitdauer nach dem Reinigen der glasgefütterten Vorrichtung aufrechterhalten kann, wobei das Verfahren eine hervorragende Effizienz und Zuverlässigkeit der Reinigung und eine Stabilität und Zuverlässigkeit der Reinigungseffekte aufweist. Deshalb kann die Erfindung zu einer weitverbreiteten Nutzung und Verbesserung der glasgefütterten Vorrichtung beitragen.

Claims

Glasfutter, das ein Futter und eine leitende anorganische Verbindung, die in dem Futter enthalten ist, umfasst und eine Struktur aufweist mit: einer Vielzahl von hydrophilen konkaven Teilen, und netzartigen hydrophoben konvexen Teilen, die Umfänge der Vielzahl von hydrophilen konkaven Teilen verbinden.
Glasfutter nach Anspruch 1, wobei die leitende anorganische Verbindung ein nadelförmiges leitendes Zinnoxid mit darin enthaltenem Antimon ist.
Glasfutter nach Anspruch 1 oder 2, wobei: der durchschnittliche Durchmesser der konkaven Teile zwischen 10 μm und 60 μm beträgt, und die Höhendifferenz zwischen den konkaven Teilen und den konvexen Teilen zwischen 1 μm und 3 μm beträgt.
Glasfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: der Kontaktwinkel von Wasser an dem Glasfutter 30 Grad oder weniger beträgt.
Herstellungsverfahren für das Glasfutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verfahren umfasst: Vorsehen eines Schlickers, der eine Glasfritte mit einem Glaspartikeldurchmesser zwischen 30 μm und 70 μm vor der Verwendung des Schlickers für ein Glasfutter aufweist, und Hinzufügen und Mischen von 3 Gewichtsteilen bis 6 Gewichtsteilen einer leitenden anorganischen Verbindung pro 100 Gewichtsteile der Glasfritte nach Ablauf von 40% bis 75% einer Gesamtmahlzeit.
Reinigungsverfahren für eine glasgefütterte Vorrichtung, die das Glasfutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Bestrahlen der glasgefütterten Vorrichtung mit ultravioletten Strahlen mit einer Intensität zwischen 0,2 mW/cm² und 10 mW/cm².