JP2000033338A - 撥水性コート膜およびその製造方法 - Google Patents
撥水性コート膜およびその製造方法Info
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- JP2000033338A JP2000033338A JP10204653A JP20465398A JP2000033338A JP 2000033338 A JP2000033338 A JP 2000033338A JP 10204653 A JP10204653 A JP 10204653A JP 20465398 A JP20465398 A JP 20465398A JP 2000033338 A JP2000033338 A JP 2000033338A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の撥水性コート膜は基材との密着性が低
く、耐久性が悪い。 【解決手段】 酸化珪素を主成分とするコート膜３に弗
化炭素鎖を含む分子２が含まれ、その密度分布が、ガラ
ス基材１の表面からコート膜の最表面に向かって増大す
る構造とする。その製造方法は、（１）ＴＥＯＳ、水、
酸性触媒が溶解した溶液をガラス基材表面に塗布し、
（２）ＴＥＯＳ、ＦＭＯＳ、水、酸性触媒が溶解した溶
液を、さらに塗布し、（３）それをｐＨ６以下の水溶液
に浸漬した後焼成する。
く、耐久性が悪い。 【解決手段】 酸化珪素を主成分とするコート膜３に弗
化炭素鎖を含む分子２が含まれ、その密度分布が、ガラ
ス基材１の表面からコート膜の最表面に向かって増大す
る構造とする。その製造方法は、（１）ＴＥＯＳ、水、
酸性触媒が溶解した溶液をガラス基材表面に塗布し、
（２）ＴＥＯＳ、ＦＭＯＳ、水、酸性触媒が溶解した溶
液を、さらに塗布し、（３）それをｐＨ６以下の水溶液
に浸漬した後焼成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス並の透明性
と、弗素樹脂並の撥水・撥油性を合わせ持つ撥水性コー
ト膜とその製造方法に関する。
と、弗素樹脂並の撥水・撥油性を合わせ持つ撥水性コー
ト膜とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の撥水性コート膜は、ガラス並の透
明性と、弗素樹脂並の撥水・撥油性を併せ持つため、調
理機器などの防汚処理膜として広く用いられている弗素
樹脂の代替品や、自動車のフロントガラスの撥水膜とし
て利用が期待されている。
明性と、弗素樹脂並の撥水・撥油性を併せ持つため、調
理機器などの防汚処理膜として広く用いられている弗素
樹脂の代替品や、自動車のフロントガラスの撥水膜とし
て利用が期待されている。
【０００３】従来の撥水性コート膜の製造方法は、例え
ば、東京都立工業技術センター研究報告第２２号（１９
９３年）に記載されている。製造方法の模式図を図４に
示す。
ば、東京都立工業技術センター研究報告第２２号（１９
９３年）に記載されている。製造方法の模式図を図４に
示す。
【０００４】ガラスの前駆体であるテトラエトキシシラ
ン（化学式Ｓｉ(ＯＣ2Ｈ5)4、以下ＴＥＯＳと略記す
る）、撥水性分子の基となるフルオロアルキルトリメト
キシシラン（化学式ＣＦ3(ＣＦ2)7Ｃ2Ｈ4Ｓｉ(ＯＣＨ3)
3、以下ＦＭＯＳと略記する）、水、塩酸、およびエタ
ノールからなるコート液を作製する。このコート液内で
は、ＴＥＯＳとＦＭＯＳは徐々に加水分解して、図４の
上部に示すように、Ｓｉ(ＯＨ)4と、ＣＦ3(ＣＦ2)7Ｃ2
Ｈ4Ｓｉ(ＯＨ)3となる。加水分解された化合物の一部は
脱水重合反応をする。そして、基材をコート液に浸漬し
た後０．２ｍｍ／ｓ以下の速度で引き上げて基材表面に
コート液を塗布する（ディッピング法）。その後、基材
を乾燥してから、４００℃で焼成することにより、図４
の下部で示されるような撥水性コート膜が形成される。
ここで、シリカネットワーク２０がガラスの特性、ＣＦ
3(ＣＦ2)7Ｃ2Ｈ4Ｓｉ基２１が撥水性をコート膜に与え
ている。
ン（化学式Ｓｉ(ＯＣ2Ｈ5)4、以下ＴＥＯＳと略記す
る）、撥水性分子の基となるフルオロアルキルトリメト
キシシラン（化学式ＣＦ3(ＣＦ2)7Ｃ2Ｈ4Ｓｉ(ＯＣＨ3)
3、以下ＦＭＯＳと略記する）、水、塩酸、およびエタ
ノールからなるコート液を作製する。このコート液内で
は、ＴＥＯＳとＦＭＯＳは徐々に加水分解して、図４の
上部に示すように、Ｓｉ(ＯＨ)4と、ＣＦ3(ＣＦ2)7Ｃ2
Ｈ4Ｓｉ(ＯＨ)3となる。加水分解された化合物の一部は
脱水重合反応をする。そして、基材をコート液に浸漬し
た後０．２ｍｍ／ｓ以下の速度で引き上げて基材表面に
コート液を塗布する（ディッピング法）。その後、基材
を乾燥してから、４００℃で焼成することにより、図４
の下部で示されるような撥水性コート膜が形成される。
ここで、シリカネットワーク２０がガラスの特性、ＣＦ
3(ＣＦ2)7Ｃ2Ｈ4Ｓｉ基２１が撥水性をコート膜に与え
ている。
【０００５】しかし、この製法で作られた撥水性コート
膜は、表面を強く擦ると、基材から剥がれることがあ
る。例えば、従来から使用されている弗素樹脂コート膜
に変えてフライパン表面に使用した場合、フライ返しな
どで表面を強く擦られると膜が剥離してしまい、また、
３００℃以上の高温に曝されると膜の撥水性が低下して
しまう。
膜は、表面を強く擦ると、基材から剥がれることがあ
る。例えば、従来から使用されている弗素樹脂コート膜
に変えてフライパン表面に使用した場合、フライ返しな
どで表面を強く擦られると膜が剥離してしまい、また、
３００℃以上の高温に曝されると膜の撥水性が低下して
しまう。
【０００６】この撥水性コート膜が基材から剥離しやす
い原因、および、熱劣化する原因は、以下のようであ
る。
い原因、および、熱劣化する原因は、以下のようであ
る。
【０００７】従来のコート液中には加水分解されたＦＭ
ＯＳの一部が脱水重合反応を行わずに存在する。図５
は、従来の撥水性コート膜の模式図である。図５の
（ａ）に模式的に示すように、基材２５とコート液とが
接触するとすぐに撥水性分子２３が基材２５表面に吸着
してこの表面を撥水性にする。そして、コート膜２４は
この撥水性分子２３の上に形成される。一般に撥水性の
基材にコートされた膜は基材との結合力が小さく、その
ために図５の（ｂ）に模式的に示すように、コート膜２
４は基材２５から剥離し、剥離部２６ができやすくな
る。
ＯＳの一部が脱水重合反応を行わずに存在する。図５
は、従来の撥水性コート膜の模式図である。図５の
（ａ）に模式的に示すように、基材２５とコート液とが
接触するとすぐに撥水性分子２３が基材２５表面に吸着
してこの表面を撥水性にする。そして、コート膜２４は
この撥水性分子２３の上に形成される。一般に撥水性の
基材にコートされた膜は基材との結合力が小さく、その
ために図５の（ｂ）に模式的に示すように、コート膜２
４は基材２５から剥離し、剥離部２６ができやすくな
る。
【０００８】また、撥水性コート膜が熱劣化する原因
は、撥水性分子が熱蒸発してコート膜から脱離するため
であり、この脱離は撥水性分子２１がシリカネットワー
ク２０と化学結合していないことに起因している。これ
は、図４の上部で示した反応で、分子が完全に加水分解
していないためである。
は、撥水性分子が熱蒸発してコート膜から脱離するため
であり、この脱離は撥水性分子２１がシリカネットワー
ク２０と化学結合していないことに起因している。これ
は、図４の上部で示した反応で、分子が完全に加水分解
していないためである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の撥
水性コート膜は、表面を強く擦ると、基材から膜が剥離
してしまうという課題があった。また、３００℃以上の
高温に曝されると膜の撥水性が低下するという課題があ
った。
水性コート膜は、表面を強く擦ると、基材から膜が剥離
してしまうという課題があった。また、３００℃以上の
高温に曝されると膜の撥水性が低下するという課題があ
った。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、膜が剥離しに
くく、しかも、３００℃以上の高温に曝されても撥水性
が低下しない撥水性コート膜およびその製造方法を提供
するものであり、以下の手段で実現される。
くく、しかも、３００℃以上の高温に曝されても撥水性
が低下しない撥水性コート膜およびその製造方法を提供
するものであり、以下の手段で実現される。
【００１１】本発明の撥水性コート膜は、酸化珪素を主
成分とするコート膜が基材上に形成され、コート膜内に
は弗化炭素鎖を含む分子が含まれることを特徴とするこ
とによって、弗化炭素鎖を有する分子とシリカネットワ
ークとの間の化学結合が促進され、基材と膜との密着性
を高めた撥水性コート膜を実現する。
成分とするコート膜が基材上に形成され、コート膜内に
は弗化炭素鎖を含む分子が含まれることを特徴とするこ
とによって、弗化炭素鎖を有する分子とシリカネットワ
ークとの間の化学結合が促進され、基材と膜との密着性
を高めた撥水性コート膜を実現する。
【００１２】また、本発明の撥水性コート膜の製造方法
は、メトキシシラン化合物またはエトキシシラン化合
物、弗化炭素鎖を含むメトキシシラン化合物または弗化
炭素鎖を含むエトキシシラン化合物、水、および、酸性
触媒が溶解した有機溶液を作製し、これを基材表面に塗
布し、この基材をｐＨ６以下の水溶液または、蒸気にさ
らすことによってコート膜内で加水分解の起こっていな
いメトキシシラン化合物もしくはエトキシシラン化合物
を加水分解し、これを焼成することによって弗化炭素鎖
を有する分子とシリカネットワークとの間の化学結合を
促進することを特徴とする。
は、メトキシシラン化合物またはエトキシシラン化合
物、弗化炭素鎖を含むメトキシシラン化合物または弗化
炭素鎖を含むエトキシシラン化合物、水、および、酸性
触媒が溶解した有機溶液を作製し、これを基材表面に塗
布し、この基材をｐＨ６以下の水溶液または、蒸気にさ
らすことによってコート膜内で加水分解の起こっていな
いメトキシシラン化合物もしくはエトキシシラン化合物
を加水分解し、これを焼成することによって弗化炭素鎖
を有する分子とシリカネットワークとの間の化学結合を
促進することを特徴とする。
【００１３】また、本発明の撥水性コート膜は、酸化珪
素を主成分とするコート膜が基材上に形成され、コート
膜内には弗化炭素鎖を含む分子が含まれ、弗化炭素鎖を
含む分子の密度分布が、基材の表面から前記コート膜の
最表面に向かって増大することを特徴とする。このよう
に弗化炭素鎖の密度分布を調整することによって、基材
と膜との密着性を高めた撥水性コート膜を実現する。
素を主成分とするコート膜が基材上に形成され、コート
膜内には弗化炭素鎖を含む分子が含まれ、弗化炭素鎖を
含む分子の密度分布が、基材の表面から前記コート膜の
最表面に向かって増大することを特徴とする。このよう
に弗化炭素鎖の密度分布を調整することによって、基材
と膜との密着性を高めた撥水性コート膜を実現する。
【００１４】また、本発明の撥水性コート膜の製造方法
は、メトキシシラン化合物またはエトキシシラン化合
物、水、および、酸性触媒が溶解した有機用溶液を作製
し、これを基材表面に塗布する工程、および、メトキシ
シラン化合物またはエトキシシラン化合物、弗化炭素鎖
を含むメトキシシラン化合物または弗化炭素鎖を含むエ
トキシシラン化合物、水、および、酸性触媒が溶解した
有機溶液を作製し、この溶液を前述の基材に塗布する工
程、および、基材を焼成する工程からなることを特徴と
する。この製造方法によって、基材表面に撥水性分子が
存在しない基材との密着性が良好な撥水性コート膜が実
現する。
は、メトキシシラン化合物またはエトキシシラン化合
物、水、および、酸性触媒が溶解した有機用溶液を作製
し、これを基材表面に塗布する工程、および、メトキシ
シラン化合物またはエトキシシラン化合物、弗化炭素鎖
を含むメトキシシラン化合物または弗化炭素鎖を含むエ
トキシシラン化合物、水、および、酸性触媒が溶解した
有機溶液を作製し、この溶液を前述の基材に塗布する工
程、および、基材を焼成する工程からなることを特徴と
する。この製造方法によって、基材表面に撥水性分子が
存在しない基材との密着性が良好な撥水性コート膜が実
現する。
【００１５】また、本発明の撥水性コート膜の製造方法
は、メトキシシラン化合物またはエトキシシラン化合
物、および、水と酸性触媒が溶解した有機溶液を作製
し、これを基材表面に塗布する工程、および、メトキシ
シラン化合物またはエトキシシラン化合物、弗化炭素鎖
を含むメトキシシラン化合物または弗化炭素鎖を含むエ
トキシシラン化合物、水、および酸性触媒が溶解した有
機溶液を作製し、これを前述の基材に塗布する工程、お
よび、この基材をｐＨ６以下の水溶液または蒸気にさら
した後焼成する工程からなることを特徴とする。この方
法によって、基材から剥離しにくく、熱劣化の少ない撥
水性コート膜が実現する。
は、メトキシシラン化合物またはエトキシシラン化合
物、および、水と酸性触媒が溶解した有機溶液を作製
し、これを基材表面に塗布する工程、および、メトキシ
シラン化合物またはエトキシシラン化合物、弗化炭素鎖
を含むメトキシシラン化合物または弗化炭素鎖を含むエ
トキシシラン化合物、水、および酸性触媒が溶解した有
機溶液を作製し、これを前述の基材に塗布する工程、お
よび、この基材をｐＨ６以下の水溶液または蒸気にさら
した後焼成する工程からなることを特徴とする。この方
法によって、基材から剥離しにくく、熱劣化の少ない撥
水性コート膜が実現する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【００１７】（表１）のＡ液、Ｂ液、および、Ｃ液、Ｄ
液を用意し、２種類のコート液Ｘ、コート液Ｙの原料と
した。また、基材として厚さ１ｍｍ、大きさ５０ｍｍ角
のガラス板を用いた。
液を用意し、２種類のコート液Ｘ、コート液Ｙの原料と
した。また、基材として厚さ１ｍｍ、大きさ５０ｍｍ角
のガラス板を用いた。
【００１８】
【表１】
【００１９】（表１）に示した原料を用いて、撥水性コ
ート膜を製作した。その製作手順を（実施の形態１）〜
（実施の形態３）に示す。
ート膜を製作した。その製作手順を（実施の形態１）〜
（実施の形態３）に示す。
【００２０】（実施の形態１）（表１）のＣ液、Ｄ液を
用意した。また、基材として厚さ１ｍｍ、大きさ５０ｍ
ｍ角のガラス板を用意した。
用意した。また、基材として厚さ１ｍｍ、大きさ５０ｍ
ｍ角のガラス板を用意した。
【００２１】Ｃ液を３００ｍｌのビーカに入れ、スター
ラで撹拌しながらＤ液を少しづつ滴下した。滴下後、１
時間撹拌してコート液Ｙを作製した。
ラで撹拌しながらＤ液を少しづつ滴下した。滴下後、１
時間撹拌してコート液Ｙを作製した。
【００２２】基材へのコート液の塗布はディッピング法
によって行った。すなわち、基材の板面がコート液Ｙの
液面に対して垂直になるようにゆっくり液に浸漬した。
その後、基材を１ｍｍ／ｓの速度で引き上げた。次に、
基材を１．２ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液に２０分浸漬し、
その後１分純水で流水洗浄した。この塩酸溶液は、ｐＨ
０であり、ｐＨ６より小さい。次に、室温で１時間乾燥
後、１００℃で１０分、３００℃で３０分焼成した。こ
の方法により、透明で撥水性を持つ撥水性コート膜を製
造した。
によって行った。すなわち、基材の板面がコート液Ｙの
液面に対して垂直になるようにゆっくり液に浸漬した。
その後、基材を１ｍｍ／ｓの速度で引き上げた。次に、
基材を１．２ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液に２０分浸漬し、
その後１分純水で流水洗浄した。この塩酸溶液は、ｐＨ
０であり、ｐＨ６より小さい。次に、室温で１時間乾燥
後、１００℃で１０分、３００℃で３０分焼成した。こ
の方法により、透明で撥水性を持つ撥水性コート膜を製
造した。
【００２３】また、参照試料として、塩酸溶液に浸漬せ
ずにそのまま焼成したコート膜も作製した。
ずにそのまま焼成したコート膜も作製した。
【００２４】次に、作製した撥水性コート膜の耐熱性を
調べた。このために、コート膜を塗布した基材を３００
℃に一定時間放置した後、これを室温に戻し、コート膜
表面の純水に対する静的接触角を測定した。図１にその
耐熱試験結果を示す。□は塩酸水溶液に浸漬処理して作
製したコート膜、●は参照試料のコート膜である。これ
から、塩酸中に浸漬処理したコート膜の耐熱性は参照試
料のコート膜の耐熱性よりも向上することが示された。
調べた。このために、コート膜を塗布した基材を３００
℃に一定時間放置した後、これを室温に戻し、コート膜
表面の純水に対する静的接触角を測定した。図１にその
耐熱試験結果を示す。□は塩酸水溶液に浸漬処理して作
製したコート膜、●は参照試料のコート膜である。これ
から、塩酸中に浸漬処理したコート膜の耐熱性は参照試
料のコート膜の耐熱性よりも向上することが示された。
【００２５】また、本実施の形態では基材に塗布したコ
ート膜を塩酸の水溶液に浸漬したが、これを塩酸の蒸気
に曝しても高耐熱性のコート膜が実現した。
ート膜を塩酸の水溶液に浸漬したが、これを塩酸の蒸気
に曝しても高耐熱性のコート膜が実現した。
【００２６】すなわち、図２で示すように、基材にコー
ト液を塗布後、ビーカ１０に塩酸１．２ｍｏｌ／Ｌの水
溶液１１を入れて８０℃の温度に設定し、基材１２をビ
ーカの上に載せて基材１２表面のコート膜１３が（ここ
ではまだ液状）塩酸蒸気に曝されるようにして２０分放
置した。その後基材１２を１００℃１０分、３００℃３
０分焼成した。作製されたコート膜１３は塩酸水溶液に
浸漬処理したものと同等の耐熱性を持っていた。
ト液を塗布後、ビーカ１０に塩酸１．２ｍｏｌ／Ｌの水
溶液１１を入れて８０℃の温度に設定し、基材１２をビ
ーカの上に載せて基材１２表面のコート膜１３が（ここ
ではまだ液状）塩酸蒸気に曝されるようにして２０分放
置した。その後基材１２を１００℃１０分、３００℃３
０分焼成した。作製されたコート膜１３は塩酸水溶液に
浸漬処理したものと同等の耐熱性を持っていた。
【００２７】なお、本実施の形態においては塩酸の水溶
液を用いているが、これに限る必要はなく、硝酸の水溶
液、酢酸の水溶液など、ｐＨが６以下の酸性溶液なら何
でも良いことは言うまでもない。
液を用いているが、これに限る必要はなく、硝酸の水溶
液、酢酸の水溶液など、ｐＨが６以下の酸性溶液なら何
でも良いことは言うまでもない。
【００２８】（実施の形態２）Ａ液を３００ｍｌのビー
カに入れ、スターラで撹拌しながらＢ液を少しづつ滴下
した。滴下後、１時間撹拌してコート液Ｘを作製した。
カに入れ、スターラで撹拌しながらＢ液を少しづつ滴下
した。滴下後、１時間撹拌してコート液Ｘを作製した。
【００２９】同様にＤ液を３００ｍｌのビーカに入れ、
スターラで撹拌しながらＣ液を少しづつ滴下した。滴下
後、１時間撹拌してコート液Ｙを作製した。
スターラで撹拌しながらＣ液を少しづつ滴下した。滴下
後、１時間撹拌してコート液Ｙを作製した。
【００３０】基材へのコート液の塗布はディッピング法
によって行った。すなわち、基材の板面がコート液Ｘの
液面に対して垂直になるようにゆっくり液に浸漬した。
その後、基材を１ｍｍ／ｓの速度で引き上げた。引き続
き、この基材にコート液Ｙをコート液Ｘと同様の方法で
塗布した。そして、基材を室温で１時間乾燥後、１００
℃で１０分、３００℃で３０分焼成した。この方法によ
り、透明で撥水性を持つ撥水性コート膜を製造した。
によって行った。すなわち、基材の板面がコート液Ｘの
液面に対して垂直になるようにゆっくり液に浸漬した。
その後、基材を１ｍｍ／ｓの速度で引き上げた。引き続
き、この基材にコート液Ｙをコート液Ｘと同様の方法で
塗布した。そして、基材を室温で１時間乾燥後、１００
℃で１０分、３００℃で３０分焼成した。この方法によ
り、透明で撥水性を持つ撥水性コート膜を製造した。
【００３１】また、参照試料として、コート液Ｙのみを
コートした後、焼成したコート膜を作製した。
コートした後、焼成したコート膜を作製した。
【００３２】次に、コート膜と基材との密着性を以下の
方法で調べた。約５Ｋｇ重の加重をかけた乾燥したティ
ッシュペーパ（パルプ１００％）で、膜表面を往復１０
０回擦った。擦った後の膜の表面を５０倍の光学顕微鏡
で観察すると、参照試料のコート膜は基材からはがれて
いた。しかし、本実施の形態で作製したコート膜は、基
材から全く剥離しなかった。
方法で調べた。約５Ｋｇ重の加重をかけた乾燥したティ
ッシュペーパ（パルプ１００％）で、膜表面を往復１０
０回擦った。擦った後の膜の表面を５０倍の光学顕微鏡
で観察すると、参照試料のコート膜は基材からはがれて
いた。しかし、本実施の形態で作製したコート膜は、基
材から全く剥離しなかった。
【００３３】また、撥水性能の劣化度合いを測定するた
め、上記試験前と試験後の撥水性コート膜の静的接触角
を測定したところ、試験前と試験後の静的接触角は同一
であり、擦り試験によっては、膜の撥水性の低下は観測
されなかった。
め、上記試験前と試験後の撥水性コート膜の静的接触角
を測定したところ、試験前と試験後の静的接触角は同一
であり、擦り試験によっては、膜の撥水性の低下は観測
されなかった。
【００３４】以上のことから、基材との密着性の高い撥
水性コート膜ができることが示された。
水性コート膜ができることが示された。
【００３５】（実施の形態３）（表１）のＡ液、Ｂ液、
およびＣ液、Ｄ液を用意した。また、基材として厚さ１
ｍｍ、大きさ５０ｍｍ角のガラス板を用意した。
およびＣ液、Ｄ液を用意した。また、基材として厚さ１
ｍｍ、大きさ５０ｍｍ角のガラス板を用意した。
【００３６】Ａ液を３００ｍｌのビーカに入れ、スター
ラで撹拌しながらＢ液を少しづつ滴下した。滴下後、１
時間撹拌してコート液Ｘを作製した。
ラで撹拌しながらＢ液を少しづつ滴下した。滴下後、１
時間撹拌してコート液Ｘを作製した。
【００３７】同様にＤ液を３００ｍｌのビーカに入れ、
スターラで撹拌しながらＣ液を少しづつ滴下した。滴下
後、１時間撹拌してコート液Ｙを作製した。
スターラで撹拌しながらＣ液を少しづつ滴下した。滴下
後、１時間撹拌してコート液Ｙを作製した。
【００３８】基材へのコート液の塗布はディッピング法
によって行った。すなわち、基材の板面がコート液Ｘの
液面に対して垂直になるようにゆっくり液に浸漬した。
その後、基材を１ｍｍ／ｓの速度で引き上げた。引き続
き、コート液Ｙをコート液Ｘと同様の方法で基材に塗布
した。次に、基材を１．２ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液に２
０分浸漬し、その後１分純水で流水洗浄した。次に、室
温で１時間乾燥後、１００℃で１０分、３００℃で３０
分焼成した。この方法により、透明で撥水性を持つ撥水
性コート膜を製造した。
によって行った。すなわち、基材の板面がコート液Ｘの
液面に対して垂直になるようにゆっくり液に浸漬した。
その後、基材を１ｍｍ／ｓの速度で引き上げた。引き続
き、コート液Ｙをコート液Ｘと同様の方法で基材に塗布
した。次に、基材を１．２ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液に２
０分浸漬し、その後１分純水で流水洗浄した。次に、室
温で１時間乾燥後、１００℃で１０分、３００℃で３０
分焼成した。この方法により、透明で撥水性を持つ撥水
性コート膜を製造した。
【００３９】次に、（実施の形態１）、（実施の形態
２）と同様な方法でコート膜と基材間の密着性、およ
び、３００℃における耐熱性を調べた。その結果、乾燥
したティッシュペーパ（パルプ１００％）で膜表面を往
復１００回擦っても膜が剥離せず、さらに、（実施の形
態２）で作製した膜と同様な耐熱性があった。
２）と同様な方法でコート膜と基材間の密着性、およ
び、３００℃における耐熱性を調べた。その結果、乾燥
したティッシュペーパ（パルプ１００％）で膜表面を往
復１００回擦っても膜が剥離せず、さらに、（実施の形
態２）で作製した膜と同様な耐熱性があった。
【００４０】以上のことから、基材との密着性が強く、
しかも、耐熱性の高い撥水性コート膜ができることが示
された。
しかも、耐熱性の高い撥水性コート膜ができることが示
された。
【００４１】次に、本実施の形態の製造方法で作成した
撥水性コート膜の構造を示す。図３は、本実施の形態で
作製した撥水性コート膜の模式図である。１は基材のガ
ラス板、２は弗化炭素鎖を含む撥水性分子、３はシリカ
ネットワーク、５は一層目のコート膜、４は２層目のコ
ート膜を示している。
撥水性コート膜の構造を示す。図３は、本実施の形態で
作製した撥水性コート膜の模式図である。１は基材のガ
ラス板、２は弗化炭素鎖を含む撥水性分子、３はシリカ
ネットワーク、５は一層目のコート膜、４は２層目のコ
ート膜を示している。
【００４２】この図から分かるように、弗化炭素鎖を含
む分子の密度は、基材からコート膜の最表面に向かって
増大している。これは、次のような現象で生じたものと
考える。
む分子の密度は、基材からコート膜の最表面に向かって
増大している。これは、次のような現象で生じたものと
考える。
【００４３】弗化炭素鎖を含む分子は、一回目の塗布液
であるコート液Ｘには含まれず、二回目の塗布液である
コート液Ｙにのみ含まれている。本実施の形態の工程で
は、コート液Ｘを塗布した後、乾燥焼成せずにコート液
Ｙを塗布しているので、弗化炭素鎖を含む分子が、コー
ト液Ｘの塗布で生成される一層目の膜の内部に入り込
む。この弗化炭素鎖を含む分子は、一層目の膜と基材と
の間までは入り込まないので、一層目の膜と基材との密
着力が優れている。したがって、本実施の形態で作製し
た撥水性コート膜は摩耗試験においても膜の基材からの
剥離や撥水性の低下が観測されなかったものである。
であるコート液Ｘには含まれず、二回目の塗布液である
コート液Ｙにのみ含まれている。本実施の形態の工程で
は、コート液Ｘを塗布した後、乾燥焼成せずにコート液
Ｙを塗布しているので、弗化炭素鎖を含む分子が、コー
ト液Ｘの塗布で生成される一層目の膜の内部に入り込
む。この弗化炭素鎖を含む分子は、一層目の膜と基材と
の間までは入り込まないので、一層目の膜と基材との密
着力が優れている。したがって、本実施の形態で作製し
た撥水性コート膜は摩耗試験においても膜の基材からの
剥離や撥水性の低下が観測されなかったものである。
【００４４】なお、一層目と二層目の膜との境界６には
撥水性分子２が存在するが、コート液Ｘを乾燥焼成させ
ずにコート液Ｙを塗布しているので、両方の液に含まれ
るＴＥＯＳが、塗布後に焼成する工程において脱水重合
する。したがって、一層目の膜と二層目の膜間の密着力
が優れており、本実施の形態で作製した撥水性コート膜
は摩耗試験においても膜の基材からの剥離や撥水性の低
下が観測されなかった。
撥水性分子２が存在するが、コート液Ｘを乾燥焼成させ
ずにコート液Ｙを塗布しているので、両方の液に含まれ
るＴＥＯＳが、塗布後に焼成する工程において脱水重合
する。したがって、一層目の膜と二層目の膜間の密着力
が優れており、本実施の形態で作製した撥水性コート膜
は摩耗試験においても膜の基材からの剥離や撥水性の低
下が観測されなかった。
【００４５】本実施の形態の撥水性コート膜は、基材と
の密着性と耐熱性が高いので、調理機器などの防汚コー
ト膜として利用されている弗素樹脂コートの代替品とも
なる。
の密着性と耐熱性が高いので、調理機器などの防汚コー
ト膜として利用されている弗素樹脂コートの代替品とも
なる。
【００４６】なお、（実施の形態１）〜（実施の形態
３）において、コート液はディッピング法により基材に
塗布されたが、これに限る必要はなく、例えばスピンコ
ート法、噴霧法などによっても塗布可能であることはい
うまでもない。
３）において、コート液はディッピング法により基材に
塗布されたが、これに限る必要はなく、例えばスピンコ
ート法、噴霧法などによっても塗布可能であることはい
うまでもない。
【００４７】また、溶剤として２，２，２−トリフルオ
ロエタノールを用いているので、ディッピングコート時
におけるコート液と基材との濡れ性が良好で、従来方法
よりも速い引き上げ速度でコート液を塗布可能である。
他にも、エタノール、プロパノールなど、ＴＥＯＳやＦ
ＭＯＳを溶解するものならいずれでも良いことは言うま
でもない。
ロエタノールを用いているので、ディッピングコート時
におけるコート液と基材との濡れ性が良好で、従来方法
よりも速い引き上げ速度でコート液を塗布可能である。
他にも、エタノール、プロパノールなど、ＴＥＯＳやＦ
ＭＯＳを溶解するものならいずれでも良いことは言うま
でもない。
【００４８】さらに、撥水性分子としてＦＭＯＳを用い
たが、これに限る必要はなく、例えば、ＣＦ3(ＣＦ2)n
Ｃ2Ｈ4Ｓｉ(ＯＣＨ3)3でｎは１〜１５のいずれでもあっ
て良いことは言うまでもない。またＣＦ3(ＣＦ2)nＣ2Ｈ
4Ｓｉ(ＯＣ2Ｈ5)3のようなエトキシシラン化合物であっ
ても良く、ｎは１〜１５のいずれであっても良いことは
言うまでもない。これらの分子はｎが大きいと分子が大
きすぎて溶解性が低下し、ｎが小さくなると撥水性が低
下する。また、これらの分子はｎが４以上となると撥水
性などの特性がより良くなるのでより好ましい。
たが、これに限る必要はなく、例えば、ＣＦ3(ＣＦ2)n
Ｃ2Ｈ4Ｓｉ(ＯＣＨ3)3でｎは１〜１５のいずれでもあっ
て良いことは言うまでもない。またＣＦ3(ＣＦ2)nＣ2Ｈ
4Ｓｉ(ＯＣ2Ｈ5)3のようなエトキシシラン化合物であっ
ても良く、ｎは１〜１５のいずれであっても良いことは
言うまでもない。これらの分子はｎが大きいと分子が大
きすぎて溶解性が低下し、ｎが小さくなると撥水性が低
下する。また、これらの分子はｎが４以上となると撥水
性などの特性がより良くなるのでより好ましい。
【００４９】
【発明の効果】以上、本発明によって基材との密着性が
高い撥水性コート膜が実現できる。また、３００℃以上
の温度に曝されても撥水性が低下しにくい撥水性コート
膜が実現できる。
高い撥水性コート膜が実現できる。また、３００℃以上
の温度に曝されても撥水性が低下しにくい撥水性コート
膜が実現できる。
【図１】本発明の一実施の形態である撥水性コート膜の
耐熱試験結果を示した図
耐熱試験結果を示した図
【図２】塩酸の蒸気を曝すための方法を示した図
【図３】本発明の異なる実施の形態である撥水性コート
膜の模式図
膜の模式図
【図４】従来の撥水性コート膜の製造方法の模式図
【図５】従来の撥水性コート膜の模式図
１，２５ 基材 ２，２２ 撥水性分子 ３ シリカネットワーク ４ 二層目の膜 ５ 一層目の膜 ６ 一層目の膜と二層目の膜との境界 １０ ビーカ １１ 塩酸水溶液 １２ コート膜を塗布した基材 １３ 撥水性コート膜 ２０ シリカネットワーク ２１ 撥水基 ２３ 基材表面に吸着した撥水性分子 ２４ コート膜 ２６ 剥離部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D075 AB01 AE06 BB28Z BB69Z BB76Z BB79Z CA13 CA36 CB06 DA06 DB13 EA07 EB01 EB42 EC07 EC37 4G059 AA01 AC22 FA22 FB03 4J038 CD091 FA211 HA096 HA156 HA336 HA446 JA19 JA37 KA04 KA06 KA12 MA07 MA09 MA12 NA07 NA17 PA19 PA20 PA21 PB02 PB07 PC04
Claims (5)
- 【請求項１】基材表面に形成した酸化珪素を主成分とす
るコート膜と、前記コート膜中に弗化炭素鎖を有する分
子を備えた撥水性コート膜。 - 【請求項２】メトキシシラン化合物またはエトキシシラ
ン化合物、弗化炭素鎖を含むメトキシシラン化合物また
は弗化炭素鎖を含むエトキシシラン化合物、水、酸性触
媒が溶解した有機溶液を作製する工程、 基材表面に前記有機溶液を塗布する工程、 前記基材をｐＨ６以下の水溶液または前記水溶液の蒸気
にさらす工程、 前記基材を焼成する工程、からなる請求項１に記載され
た撥水性コート膜の製造方法。 - 【請求項３】前記弗化炭素鎖の密度分布が前記基材の表
面から前記コート膜の表面に向かって増大する請求項１
記載の撥水性コート膜。 - 【請求項４】メトキシシラン化合物またはエトキシシラ
ン化合物、水、酸性触媒が溶解した第一有機溶液を作製
する工程、 基材表面に前記第一有機溶液を塗布する工程、 メトキシシラン化合物またはエトキシシラン化合物、弗
化炭素鎖を含むメトキシシラン化合物または弗化炭素鎖
を含むエトキシシラン化合物、水、酸性触媒が溶解した
第二有機溶液を作製する工程、 前記第二有機溶液を前記基材に塗布する工程、 前記基材を焼成する工程、からなる請求項３に記載され
た撥水性コート膜の製造方法。 - 【請求項５】前記第二有機溶液を前記基材に塗布する工
程と前記基材を焼成する工程との間に、 前記基材をｐＨ６以下の水溶液または前記水溶液の蒸気
にさらす工程、を有する請求項４記載の、請求項３に記
載された撥水性コート膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10204653A JP2000033338A (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 撥水性コート膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10204653A JP2000033338A (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 撥水性コート膜およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000033338A true JP2000033338A (ja) | 2000-02-02 |
Family
ID=16494067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10204653A Withdrawn JP2000033338A (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 撥水性コート膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000033338A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012501375A (ja) * | 2008-09-19 | 2012-01-19 | カーディアック ペースメイカーズ， インコーポレイテッド | リード線の潤滑性、耐摩耗性および温度弾性を改善するための表面改質 |
-
1998
- 1998-07-21 JP JP10204653A patent/JP2000033338A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012501375A (ja) * | 2008-09-19 | 2012-01-19 | カーディアック ペースメイカーズ， インコーポレイテッド | リード線の潤滑性、耐摩耗性および温度弾性を改善するための表面改質 |
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