JP2000289134A - Article having hydrophilic surface and production thereof - Google Patents

Article having hydrophilic surface and production thereof

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JP2000289134A
JP2000289134A JP2000016571A JP2000016571A JP2000289134A JP 2000289134 A JP2000289134 A JP 2000289134A JP 2000016571 A JP2000016571 A JP 2000016571A JP 2000016571 A JP2000016571 A JP 2000016571A JP 2000289134 A JP2000289134 A JP 2000289134A
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metal oxide
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hydrophilic
layer
weight
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JP2000016571A
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Japanese (ja)
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Kazuhiro Doshita
和宏 堂下
Hiroyuki Inomata
宏之 猪又
Toshifumi Tsujino
敏文 辻野
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an anti-fog and anti-fouling article excellent in hydrophilicity keeping capacity after the stop of the irradiation with ultraviolet rays and keeping good anti-fog and anti-fouling capacity over a long period of time. SOLUTION: In an article having a hydrophilic surface having a substrate, the photocatalyst layer applied thereon and the hydrophilic metal oxide layer applied on the photocatalyst layer, the hydrophilic metal oxide layer contains fine particles of hydrophilic metal oxide and a binder of hydrophilic metal oxide and the article has irregularities on its surface.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス、セラミッ
クス、プラスチックまたは金属等の基材表面を親水性に
した物品及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an article having a substrate surface made of glass, ceramics, plastic, metal or the like made hydrophilic, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】主に自動車及び建築の分野では、古くか
ら防曇防汚ガラス板に対する強いニーズがある。特に自
動車においては、安全走行の観点から窓ガラスへの防曇
性付与が重要な課題になりつつある。
2. Description of the Related Art There has been a strong need for anti-fogging and anti-fouling glass plates for a long time mainly in the field of automobiles and construction. Particularly in automobiles, the provision of anti-fog properties on window glass is becoming an important issue from the viewpoint of safe driving.

【0003】従来から、ガラス物品への様々な防曇コー
ティングが検討されてきた。例えば、界面活性剤を含有
した有機及び/または無機薄膜のコーティング(特開平
7−117202、方法1)、親水性ポリマーのコーテ
ィング(特許1344292、方法2)、親水性有機官
能基を含有する有機無機複合膜のコーティング(特開平
6−220428、方法3)等である。
[0003] Various anti-fog coatings on glass articles have been studied in the past. For example, a coating of an organic and / or inorganic thin film containing a surfactant (JP-A-7-117202, method 1), a coating of a hydrophilic polymer (patent 1344292, method 2), an organic-inorganic film containing a hydrophilic organic functional group Coating of a composite film (JP-A-6-220428, Method 3).

【0004】上記方法1は、初期性能には優れているも
のの、徐々に界面活性剤が消費されることから、寿命が
短いという欠点がある。方法2は、用途によっては有効
な手段であるが、自動車、建築等の比較的大きな機械的
強度が要求されるガラスに適用することはできない。方
法3は、防曇性能と機械的強度を両立させるために考案
されたものであるが、いずれも性能面で限界がある。ま
た、一旦汚れが付着した場合には防曇性能が著しく低下
するという問題もある。
[0004] Although the above method 1 is excellent in the initial performance, it has a drawback that the life is short because the surfactant is gradually consumed. Method 2 is an effective means depending on the application, but cannot be applied to glass requiring relatively large mechanical strength, such as automobiles and buildings. Method 3 is devised in order to achieve both anti-fog performance and mechanical strength, but all have limitations in performance. Further, there is also a problem that the antifogging performance is remarkably deteriorated once the stain is attached.

【0005】そこで最近、光触媒として作用する酸化物
半導体である酸化チタンを基材表面に被覆した防曇防汚
物品が提案された(特許2756474、方法4)。こ
れは、ガラスの表面の酸化チタンが紫外光を吸収しその
エネルギーにより、ガラス表面に吸着した有機物が効率
よく酸化分解される結果、著しい親水性を有する清浄な
表面が得られることを利用したものである。また材料的
に全て無機物で構成され機械的な強度にも優れている
他、一旦汚れが付着しても紫外光さえ当たれば、再び表
面が清浄化され、親水性表面が復活する。表面が親水性
を維持すれば、都会型汚れである親油性の黒い汚れが付
き難く、また付いた汚れは降雨により除去され易く(例
えば、小松澤 俊樹、中家 俊和、「新規汚れ防止型塗
料」、塗装技術、1995年1月号、94−99(19
95);田中 正一、「汚染劣化と耐汚染性塗料技術
(工業用塗料)」、塗装技術、1996年10月増刊
号、95−102(1995)。)、いわゆるセルフク
リーニング性を持ち、防汚材料として使用できる。
[0005] Therefore, recently, an antifogging and antifouling article in which titanium oxide, which is an oxide semiconductor acting as a photocatalyst, is coated on the surface of a substrate has been proposed (Japanese Patent No. 2756474, Method 4). This is based on the fact that titanium oxide on the surface of glass absorbs ultraviolet light, and the energy that is used to efficiently oxidize and decompose organic substances adsorbed on the glass surface, resulting in a clean surface with remarkable hydrophilicity. It is. In addition, the material is entirely composed of an inorganic material and has excellent mechanical strength. Even if dirt adheres, the surface is cleaned again and the hydrophilic surface is restored once it is irradiated with ultraviolet light. If the surface maintains hydrophilicity, lipophilic black stains, which are urban-type stains, are unlikely to adhere, and the attached stains are easily removed by rainfall (for example, Toshiki Komatsuzawa, Toshikazu Nakaya, "New Stain Prevention Paints" Coating Technology, January 1995, 94-99 (19
95); Tanaka, Shoichi, "Stain Deterioration and Stain-Resistant Paint Technology (Industrial Paint)", Coating Technology, October 1996 Special Issue, 95-102 (1995). ), Which has a so-called self-cleaning property and can be used as an antifouling material.

【0006】この酸化チタン等の光触媒を利用した親水
性表面を有する物品の例としては、光触媒とシリカ等を
混合したもの(例えば、特許2756474)、光触媒
層の上にシリカ等の金属化合物層を形成したもの(例え
ば、特許2865065、特開平10−57817)等
が提案されている。
Examples of the article having a hydrophilic surface using a photocatalyst such as titanium oxide include a mixture of a photocatalyst and silica (eg, Japanese Patent No. 2756474), and a metal compound layer such as silica on a photocatalyst layer. A formed one (for example, Japanese Patent No. 2865065, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-57817) and the like have been proposed.

【0007】シリカ以外の金属酸化物(例えばモリブデ
ン、タングステンの酸化物)を、光触媒層に含有させた
もの、あるいは光触媒層の上に表面層として形成させた
もの(特開平10−147770、特開平10−152
346)も、長期間にわたり防曇性を維持できる部材と
して提案されている(方法5)。
[0007] Metal oxides other than silica (for example, oxides of molybdenum and tungsten) contained in the photocatalyst layer or those formed as a surface layer on the photocatalyst layer (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-147770 and 10-147770) 10-152
346) has also been proposed as a member capable of maintaining antifogging properties for a long period of time (method 5).

【0008】また、特開平10−36144号公報に
は、透明基板部材の表面の光触媒膜の上に、シリカのよ
うな親水性金属酸化物の膜を多孔質状に成膜し、多孔質
の開口を光触媒層に達するようにした防曇素子が記載さ
れている(方法6)。このように多孔質の開口を光触媒
層に達するようにしておくと多孔質の開口に入り込んだ
有機物などが光触媒膜に直接接触して光触媒反応により
分解して除去され、長期にわたり防曇性が維持される。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-36144, a film of a hydrophilic metal oxide such as silica is formed in a porous form on a photocatalytic film on the surface of a transparent substrate member. An anti-fog element with an opening reaching the photocatalytic layer is described (method 6). When the porous opening reaches the photocatalyst layer in this way, organic substances and the like that have entered the porous opening come into direct contact with the photocatalytic film and are decomposed and removed by the photocatalytic reaction, so that the antifogging property is maintained for a long time Is done.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、方法4
及び方法6に基づくこれら物品では、紫外線照射によっ
て親水性化した表面の親水性維持性能(紫外線照射を止
めた後の親水性の維持性能)が充分ではなく、特に防曇
性については性能の維持があまり良くないと言った問題
があった。また、これに起因して、防汚性やセルフクリ
ーニング性も充分ではなく、光があまり当たらない箇所
の防汚性能は充分ではないと言う問題もあった。
However, method 4
In these articles based on the method 6 and the method 6, the hydrophilicity maintenance performance (the hydrophilicity maintenance performance after stopping the ultraviolet irradiation) of the surface hydrophilicized by the ultraviolet irradiation is not sufficient. There was a problem that said it was not very good. In addition, due to this, the antifouling property and the self-cleaning property are not sufficient, and there is a problem that the antifouling performance at a location where light does not hit much is not sufficient.

【0010】方法5は、光触媒と金属、あるいはその酸
化物等を組み合わせることで、光触媒活性を向上させて
長期間にわたり防曇性を維持することを目的としている
が、光触媒層に様々な金属化合物を添加すると、膜の透
明性や機械的強度の低下といった問題が生じる。
The method 5 aims at improving the photocatalytic activity and maintaining the antifogging property for a long period of time by combining a photocatalyst with a metal or an oxide thereof. When added, problems such as a decrease in film transparency and mechanical strength occur.

【0011】本発明は、上記従来技術に鑑み、紫外線照
射を止めた後の親水性の維持性能が優れ、長期にわたる
良好な防曇防汚性能を維持する、例えば自動車及び建築
物の窓ガラス、鏡、光学部品ならびにメガネ等に使用で
きる優れた防曇防汚性能を有する防曇防汚物品を提供す
ることを目的としている。
In view of the above prior art, the present invention has excellent hydrophilicity maintaining performance after stopping ultraviolet irradiation and maintains good antifogging and antifouling performance for a long period of time, for example, window glasses of automobiles and buildings, It is an object of the present invention to provide an antifogging and antifouling article having excellent antifogging and antifouling performance that can be used for mirrors, optical parts, glasses, and the like.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討を行った結果、酸化チタン等の光
触媒層上に、酸化珪素等の親水性金属酸化物の微粒子を
親水性金属酸化物のバインダーにより固着して、凹凸層
を形成すると、紫外線照射によって生じた親水性が暗所
でも長期にわたり維持されることを見い出し、また前記
凹凸層を島状、穴のあいた膜状、および網目状に形成す
ると、さらに微弱紫外線でも親水性が回復することを見
い出し、本発明を完成した。親水性金属酸化物の微粒子
を光触媒層に直接添加せず、光触媒層上に親水性金属酸
化物のバインダーを介して固定させることにより、膜の
透明性や機械的強度も同時に確保したところに特徴があ
る。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have set fine particles of a hydrophilic metal oxide such as silicon oxide on a photocatalytic layer such as titanium oxide. When fixed by a binder of a conductive metal oxide to form a concavo-convex layer, it has been found that the hydrophilicity caused by ultraviolet irradiation is maintained for a long time even in a dark place, and that the concavo-convex layer is in the form of an island, a film having a hole. And the formation of a network, it was found that the hydrophilicity was restored even by a weak ultraviolet ray, and the present invention was completed. By not adding hydrophilic metal oxide fine particles directly to the photocatalyst layer and fixing it on the photocatalyst layer via a binder of hydrophilic metal oxide, the transparency and mechanical strength of the film are also secured at the same time. There is.

【0013】すなわち本発明は、基材、その上に被覆さ
れた光触媒層、及び前記光触媒層の上に被覆された親水
性金属酸化物の層を有する、親水性表面を有する物品に
おいて、前記親水性金属酸化物の層は親水性金属酸化物
の微粒子とその微粒子を前記光触媒層に固着するための
親水性金属酸化物のバインダーを含み、そして前記物品
はその表面に凹凸を有することを特徴とする親水性表面
を有する物品である。
That is, the present invention relates to an article having a hydrophilic surface, comprising a substrate, a photocatalyst layer coated thereon, and a layer of a hydrophilic metal oxide coated on the photocatalyst layer. The hydrophilic metal oxide layer contains hydrophilic metal oxide fine particles and a hydrophilic metal oxide binder for fixing the fine particles to the photocatalytic layer, and the article has irregularities on its surface. An article having a hydrophilic surface.

【0014】本発明における光触媒層としては、TiO
2、ZnO、SnO2、SrTiO3、WO3、Bi23
Fe23、In23、MoO2等の金属酸化物半導体の
層を挙げることができる。これらの中で、触媒活性が高
く、優れた物理化学的安定性を有する酸化チタン(Ti
2)が好ましく用いられる。
In the present invention, the photocatalyst layer is made of TiO.
2, ZnO, SnO 2, SrTiO 3, WO 3, Bi 2 O 3,
A layer of a metal oxide semiconductor such as Fe 2 O 3 , In 2 O 3 , and MoO 2 can be given. Among them, titanium oxide (Ti) having high catalytic activity and excellent physicochemical stability
O 2 ) is preferably used.

【0015】光触媒層の形成は、通常の薄膜製造方法を
利用して行われ、特に限定されない。ただし、ガラス基
材表面に直接に酸化チタン膜のような光触媒膜をコーテ
ィングしても、高い光触媒活性が得られない場合があ
る。これは、アルカリ金属を含有するガラス基材の中か
ら熱処理の際に拡散して出てきたNaイオンなどのアル
カリ金属イオンが酸化チタンと化合し、膜中の酸化チタ
ンの結晶性を低下させるからである。基材としてアルカ
リ金属を含有するガラス材料が用いられる場合には、こ
の酸化チタン膜の結晶性の低下を防止するために、ガラ
ス基材に酸化珪素膜その他のアルカリ遮断膜を設け、そ
の上に酸化チタンを含む光触媒膜をコーティングする。
The formation of the photocatalyst layer is carried out by using a usual thin film manufacturing method, and is not particularly limited. However, even if a photocatalytic film such as a titanium oxide film is directly coated on the glass substrate surface, high photocatalytic activity may not be obtained. This is because alkali metal ions such as Na ions diffused out of the glass substrate containing the alkali metal during the heat treatment combine with the titanium oxide and reduce the crystallinity of the titanium oxide in the film. It is. When a glass material containing an alkali metal is used as the base material, a silicon oxide film or another alkali blocking film is provided on the glass base material to prevent a decrease in the crystallinity of the titanium oxide film. Coating a photocatalytic film containing titanium oxide.

【0016】[アルカリ遮断膜]上記アルカリ遮断膜と
しては、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸
化ジルコニウム、および酸化セリウムからなる群より選
ばれる単成分または多成分の組成からなるものが好適に
使用される。これらの中で、酸化珪素(シリカ)単成分
または主成分が酸化珪素である多成分のものが好まし
く、酸化珪素と酸化ジルコニウムの2成分系金属酸化物
であることがさらに好ましい。主成分が酸化珪素である
金属酸化物は屈折率が低くガラス板の光学的特性を大き
く損なうことなく成膜を行うことができ好ましく、酸化
珪素と酸化ジルコニウムの2成分系金属酸化物では、ア
ルカリ遮断性能が非常に高いのでさらに好ましく、酸化
ジルコニウムの含有率は1重量%以上30重量%以下の
ものが特に好ましい。含有率が1重量%より低いとアル
カリ遮断性能向上効果は酸化珪素単体とあまり差がな
く、30重量%より高いとアルカリ遮断性能向上効果が
もはや向上しないばかりか、屈折率増大による反射率向
上が起こる傾向が強くなりガラス板の光学的特性を制御
し難くなるので好ましくない。
[Alkali barrier film] As the alkali barrier film, those having a single component or a multicomponent composition selected from the group consisting of silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide and cerium oxide are preferably used. Is done. Among these, a single component of silicon oxide (silica) or a multicomponent component whose main component is silicon oxide is preferable, and a two-component metal oxide of silicon oxide and zirconium oxide is more preferable. A metal oxide whose main component is silicon oxide has a low refractive index and can be formed without significantly deteriorating the optical characteristics of the glass plate. A two-component metal oxide of silicon oxide and zirconium oxide is preferably an alkali metal. The barrier performance is very high, so that it is more preferable. The content of zirconium oxide is particularly preferably from 1% by weight to 30% by weight. When the content is less than 1% by weight, the effect of improving alkali barrier performance is not so different from that of silicon oxide alone, and when the content is more than 30% by weight, the effect of improving alkali barrier performance is no longer improved, and the reflectance is increased by increasing the refractive index. This is not preferable because the tendency to occur is increased and it becomes difficult to control the optical characteristics of the glass plate.

【0017】上記アルカリ遮断膜の厚みは、5nm以上
300nm以下であることが好ましい。厚みが5nmよ
り薄いとアルカリ遮断効果が充分でなく、また300n
mより厚いと膜による干渉色が顕著に認められるように
なりガラス板の光学特性を制御し難くなるので好ましく
ない。
The thickness of the alkali barrier film is preferably 5 nm or more and 300 nm or less. If the thickness is less than 5 nm, the alkali blocking effect is not sufficient, and 300 n
When the thickness is larger than m, interference colors due to the film become remarkable, and it becomes difficult to control the optical characteristics of the glass plate, which is not preferable.

【0018】上記アルカリ遮断膜は公知の方法で形成で
きる。例えば、ゾルゲル法(例えば、山本雄二、神谷寛
一、作花済夫、窯業協会誌、90、328〜333(1
982))、液相析出法(例えば特公平1−5921
0、特公平4−13301)、真空成膜法(真空蒸着、
スパッタ)、焼付け法・スプレーコート(例えば特開昭
53−124523、特開昭56−96749)、CV
D法(例えば特開昭55−90441、特開平1−20
1046、特開平5−208849)などが例示でき
る。
The alkali barrier film can be formed by a known method. For example, the sol-gel method (for example, Yuji Yamamoto, Kanichi Kamiya, Saio Sakuhana, Journal of the Ceramic Society of Japan, 90, 328-333 (1
982)), liquid phase deposition method (for example, Japanese Patent Publication No. 1-5921)
0, Japanese Patent Publication No. 4-13301), vacuum film forming method (vacuum deposition,
Spattering), baking method, spray coating (for example, JP-A-53-124523 and JP-A-56-96849), CV
Method D (for example, JP-A-55-90441, JP-A-1-20
1046, JP-A-5-208849).

【0019】[光触媒層]本発明における光触媒層は通
常の薄膜製造方法を利用して作製され、例えば、ゾルゲ
ル法、液相析出法(例えば特許2716244)、真空
成膜法(真空蒸着、スパッタ)、焼付け法・スプレーコ
ート、CVD法などが例示できる。
[Photocatalyst Layer] The photocatalyst layer in the present invention is produced by using a usual thin film production method, for example, a sol-gel method, a liquid phase deposition method (for example, Patent 2716244), a vacuum film formation method (vacuum deposition, sputtering). , Baking method, spray coating, CVD method and the like.

【0020】光触媒層は、触媒活性が高く、優れた物理
化学的安定性を有する酸化チタンが好ましく用いられる
が、本発明における光触媒層は、酸化チタン結晶を30
〜100%含有していることが好ましい。30%より酸
化チタンが少ないと、光触媒活性が充分でないので、光
照射による親水性化速度が小さくなり、結果として親水
性の維持性能が良好ではなくなり好ましくない。光触媒
層中に上記酸化チタン結晶の他に含有させることができ
る物質の例として、酸化珪素、酸化アルミニウム、アル
カリ金属、ジルコニア、酸化アンチモン、無定型酸化チ
タン、含水酸化チタン、アルミニウム、マンガン、Ge
2、ThO2、ZnO、SnO2、SrTiO3、W
3、Bi23、Fe23、In23、MoO2;マグネ
シウム(Mg)、スカンジウム(Sc)、バナジウム
(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、イットリ
ウム(Y)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、ル
テニウム(Ru)、タングステン(W)及びレニウム
(Re)の化合物を挙げることができる。これら添加物
含有量は、1〜70重量%が好ましい。
As the photocatalyst layer, titanium oxide having high catalytic activity and excellent physicochemical stability is preferably used.
Preferably, it is contained in an amount of from 100% to 100%. If the content of titanium oxide is less than 30%, the photocatalytic activity is not sufficient, and the rate of hydrophilization by light irradiation is reduced, and as a result, the hydrophilicity maintaining performance is not good, which is not preferable. Examples of substances that can be contained in the photocatalyst layer in addition to the titanium oxide crystal include silicon oxide, aluminum oxide, alkali metal, zirconia, antimony oxide, amorphous titanium oxide, hydrous titanium oxide, aluminum, manganese, Ge
O 2 , ThO 2 , ZnO, SnO 2 , SrTiO 3 , W
O 3 , Bi 2 O 3 , Fe 2 O 3 , In 2 O 3 , MoO 2 ; magnesium (Mg), scandium (Sc), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), yttrium (Y) , Niobium (Nb), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), tungsten (W) and rhenium (Re). The content of these additives is preferably from 1 to 70% by weight.

【0021】この光触媒膜の厚みは、2〜500nmで
あることが好ましい。厚みが2nmより薄いと光を充分
に吸収できず防曇防汚性能が低くなるので好ましくな
い。厚みが500nmより厚いと、膜中で生じた光キャ
リヤーが膜の外側表面まで拡散できないために光触媒活
性が低下し、結果として防曇防汚性能が低下する他、干
渉色が顕著に認められ好ましくない。また、厚みが20
nm以上であると光が当たらない場合の防曇防汚持続性
がさらに高くなり、厚みが200nm以下であると耐摩
耗性がさらに高くなる。従ってより好ましい光触媒膜の
厚みは、20〜200nmである。
The thickness of the photocatalyst film is preferably from 2 to 500 nm. When the thickness is less than 2 nm, light cannot be sufficiently absorbed, and the antifogging and antifouling performance is lowered. When the thickness is more than 500 nm, the photocarriers generated in the film cannot diffuse to the outer surface of the film, so that the photocatalytic activity is reduced, and as a result, the antifogging and antifouling performance is reduced, and interference colors are remarkably recognized. Absent. Also, if the thickness is 20
When the thickness is at least nm, the antifogging and antifouling durability when light is not applied will be further increased, and when the thickness is at most 200 nm, the abrasion resistance will be further increased. Therefore, a more preferable thickness of the photocatalytic film is 20 to 200 nm.

【0022】[オーバーコート層]本発明において、光
触媒層の上に被覆された親水性金属酸化物の層(以後オ
ーバーコート層と呼ぶ)は、親水性金属酸化物の微粒子
とその微粒子を前記光触媒層に固着するための親水性金
属酸化物のバインダーにより、前記光触媒層の上に凹凸
膜の形で形成されている。
[Overcoat Layer] In the present invention, the hydrophilic metal oxide layer (hereinafter referred to as the overcoat layer) coated on the photocatalyst layer comprises fine particles of the hydrophilic metal oxide and the fine particles of the photocatalyst. An uneven film is formed on the photocatalyst layer by a binder of a hydrophilic metal oxide for fixing to the layer.

【0023】このオーバーコート層は、前記光触媒層を
完全に被覆した凹凸層の形で形成されていてもよいが、
前記光触媒層の上に島状、穴のあいた膜状または網目状
の凹凸層の形で形成され、光触媒層に達する開口を有す
ることが好ましい。
The overcoat layer may be formed in the form of a concavo-convex layer completely covering the photocatalyst layer.
It is preferable that the photocatalyst layer is formed in the form of an island-like, perforated film-like or network-like uneven layer, and has an opening reaching the photocatalyst layer.

【0024】オーバーコート層を構成する、上記親水性
金属酸化物の微粒子としては、酸化珪素、酸化アルミニ
ウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化モリブデ
ン、酸化バナジウム、酸化セリウムからなる群より選ば
れる単成分の金属酸化物微粒子や、これらの混合物、及
びこれらの二種以上の成分からなる複合金属酸化物微粒
子が使用される。親水性金属酸化物微粒子の粒径は4n
m以上300nm以下が好ましい。この範囲の粒径の微
粒子を用いることにより、オーバーコート層形成後の表
面凹凸が適当な値になり、親水性の維持性能がより向上
する。また、4nmより小さい微粒子の使用では、オー
バーコート層の表面に必要な凹凸を形成でき難く、表面
凹凸の算術平均粗さ(Ra)が0.5nm未満となるの
で好ましくなく、300nmより大きい微粒子の使用で
は、オーバーコート層形成により透明性が損なわれる傾
向が強く好ましくない。
The fine particles of the hydrophilic metal oxide constituting the overcoat layer include a single component selected from the group consisting of silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide and cerium oxide. Metal oxide fine particles, a mixture thereof, and composite metal oxide fine particles comprising two or more of these components are used. The particle size of the hydrophilic metal oxide fine particles is 4n
It is preferably from m to 300 nm. By using the fine particles having a particle diameter in this range, the surface unevenness after the formation of the overcoat layer becomes an appropriate value, and the performance of maintaining hydrophilicity is further improved. When fine particles smaller than 4 nm are used, it is difficult to form necessary irregularities on the surface of the overcoat layer, and the arithmetic average roughness (Ra) of the surface irregularities is less than 0.5 nm. In use, the transparency tends to be impaired by the formation of the overcoat layer, which is not preferable.

【0025】上記親水性金属酸化物微粒子としては、鎖
状微粒子が好ましい。鎖状形状の微粒子を用いることに
より、オーバーコート層が三次元立体的に入り組んだ凹
凸形状の表面になるので、防曇性能や防曇持続性の高い
表面凹凸形状を形成することができ、またオーバーコー
ト層に、光触媒層に達する開口を形成しやすくなるの
で、防曇性能や防曇持続性がさらに高い表面形状を形成
することができる。鎖状コロイドの例として、日産化学
工業株式会社製シリカゾルである「スノーテックス−O
UP」、「スノーテックス−UP」が挙げられ、これら
は10〜20nmの直径と40〜300nmの長さを有
する。
As the hydrophilic metal oxide fine particles, chain fine particles are preferable. By using chain-shaped fine particles, the overcoat layer has a three-dimensionally intricate uneven surface, so that it is possible to form a surface unevenness with high antifogging performance and antifogging durability, Since an opening reaching the photocatalyst layer is easily formed in the overcoat layer, a surface shape with higher antifogging performance and antifogging durability can be formed. Examples of chain colloids include "Snowtex-O", a silica sol manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.
UP "and" Snowtex-UP ", which have a diameter of 10-20 nm and a length of 40-300 nm.

【0026】オーバーコート層を構成する、親水性金属
酸化物のバインダーとしては、酸化珪素、酸化アルミニ
ウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化モリブデ
ン、酸化バナジウムおよび非晶質酸化チタンより選ばれ
る少なくとも1種の金属酸化物であることが好ましく、
より好ましくは酸化珪素を50重量%以上含むものであ
る。酸化珪素を50重量%以上含むと、親水性の向上効
果が顕著である。
As a binder of the hydrophilic metal oxide constituting the overcoat layer, at least one kind selected from silicon oxide, aluminum oxide, cerium oxide, zirconium oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide and amorphous titanium oxide is used. It is preferably a metal oxide,
More preferably, it contains at least 50% by weight of silicon oxide. When silicon oxide is contained in an amount of 50% by weight or more, the effect of improving hydrophilicity is remarkable.

【0027】オーバーコート層に、アルミニウム(A
l)、マグネシウム(Mg)、鉄(Fe)、スカンジウ
ム(Sc)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マン
ガン(Mn)、イットリウム(Y)、ニオブ(Nb)、
モリブデン(Mo)、ルテニウム(Ru)、タングステ
ン(W)及びレニウム(Re)の化合物、例えばこれら
の金属の酸化物微粒子(ただし、使用される前記親水性
金属酸化物微粒子とは異なる物質)を添加することによ
り、親水性金属酸化物の凝集が促進され、結果として良
好な凹凸形状を形成することができ、また島状、穴のあ
いた膜状または網目状のオーバーコート層を容易に形成
することができる。これら化合物の添加量は特に限定さ
れないが、0.01〜50重量%が好ましい。0.01
重量%より少ないと、添加の効果が充分ではなく、50
重量%より多いと、オーバーコート層の機械的強度が低
下するので好ましくない。上記、添加物のうち、アルミ
ニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、鉄(Fe)、
バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、モリブデン(M
o)が、上記添加の効果の他に、オーバーコート層自体
の親水性を特に高くするので、特に好ましく用いられ
る。
In the overcoat layer, aluminum (A
l), magnesium (Mg), iron (Fe), scandium (Sc), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), yttrium (Y), niobium (Nb),
Compounds of molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), tungsten (W) and rhenium (Re), for example, oxide fine particles of these metals (substances different from the hydrophilic metal oxide fine particles used) are added. By doing so, the aggregation of the hydrophilic metal oxide is promoted, and as a result, a good uneven shape can be formed, and an island-like, perforated film-like or network-like overcoat layer can be easily formed. Can be. The addition amount of these compounds is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 50% by weight. 0.01
If the amount is less than 50% by weight, the effect of the addition is not sufficient,
If the amount is more than the percentage by weight, the mechanical strength of the overcoat layer decreases, which is not preferable. Among the above additives, aluminum (Al), magnesium (Mg), iron (Fe),
Vanadium (V), niobium (Nb), molybdenum (M
o) is particularly preferably used because, in addition to the effect of the above addition, the hydrophilicity of the overcoat layer itself is particularly increased.

【0028】このオーバーコート層の厚みは、平均厚み
で0.01〜50nmであることが好ましい。平均厚み
が0.01nmより薄いとオーバーコートの効果が低
く、すなわち親水性能が向上しないので好ましくない。
平均厚みが50nmより厚いと、光照射による親水性ま
たは防曇性の回復性能が低下し、また、島状、穴のあい
た膜状または網目状となりにくく、たとえこのような形
態を付与することができても膜の強度が低下するので好
ましくない。また、平均厚みを0.1nm以上にすると
防曇持続性がさらに向上し、20nm以下にすると耐摩
耗性がさらに高くなるので、0.1〜20nmの平均厚
みがより好ましい。
The overcoat layer preferably has an average thickness of 0.01 to 50 nm. If the average thickness is smaller than 0.01 nm, the effect of the overcoat is low, that is, the hydrophilic property is not improved, which is not preferable.
When the average thickness is larger than 50 nm, the recovery performance of hydrophilicity or anti-fog property by light irradiation is reduced, and it is difficult to form an island, a film with holes or a mesh, and even if such a form is provided. Even if it can be done, the strength of the film is undesirably reduced. When the average thickness is 0.1 nm or more, the antifogging durability is further improved, and when it is 20 nm or less, the wear resistance is further increased. Therefore, the average thickness of 0.1 to 20 nm is more preferable.

【0029】オーバーコート層を構成する、親水性金属
酸化物微粒子と親水性金属酸化物バインダーの含有量に
ついては、親水性金属酸化物バインダーの含有量があま
り少なすぎる場合(親水性金属酸化物微粒子含有量が多
すぎる場合)には、親水性金属酸化物微粒子の接着が不
十分となりオーバーコート層が脆くなって、機械的強度
特に耐摩耗性が低下する。また逆に親水性金属酸化物の
バインダーの量があまり多すぎる場合(親水性金属酸化
物微粒子含有量が少なすぎる場合)には、凹凸状のオー
バーコート形態の形成が充分でなく、また、穴のあいた
膜状、または網目状のオーバーコート層を形成させよう
とするときに、親水性金属酸化物微粒子同士の間の間隙
をバインダーが埋めつくしてしまって空隙が残らないの
で、オーバーコート層中に開口を形成することができ難
くなる。従って前記オーバーコート層中に親水性金属酸
化物微粒子が5重量%以上、95重量%以下含有される
ことが好ましい。言い換えれば、親水性金属酸化物のバ
インダーの含有量は親水性金属酸化物微粒子の重量に対
して5〜1900重量%であることが好ましい。より好
ましくは5〜400重量%であり、さらに好ましくは5
0〜200重量%である。
With respect to the content of the hydrophilic metal oxide fine particles and the hydrophilic metal oxide binder constituting the overcoat layer, when the content of the hydrophilic metal oxide binder is too low (hydrophilic metal oxide fine particles) When the content is too large), the adhesion of the hydrophilic metal oxide fine particles becomes insufficient, and the overcoat layer becomes brittle, and the mechanical strength, particularly the abrasion resistance, decreases. On the other hand, when the amount of the binder of the hydrophilic metal oxide is too large (when the content of the hydrophilic metal oxide fine particles is too small), formation of the uneven overcoat form is not sufficient, and When trying to form an open film-like or network-like overcoat layer, the binder fills the gaps between the hydrophilic metal oxide fine particles so that no void remains, so that the overcoat layer It is difficult to form an opening in the hole. Accordingly, the overcoat layer preferably contains 5% by weight or more and 95% by weight or less of hydrophilic metal oxide fine particles. In other words, the content of the hydrophilic metal oxide binder is preferably 5 to 1900% by weight based on the weight of the hydrophilic metal oxide fine particles. More preferably, it is 5 to 400% by weight, and still more preferably 5 to 400% by weight.
0 to 200% by weight.

【0030】オーバーコート層の表面凹凸は、算術平均
粗さ(Ra)が0.5〜100nmであり、かつ凹凸の
平均間隔(Sm)が4〜300nmであることが好まし
い。Ra値が0.5nmより小さくても100nmより
大きくても、防曇性能や防曇持続性が低く好ましくな
い。またSm値が、4nmより小さくても、300nm
より大きくても、やはり防曇性能や防曇持続性が低く、
好ましくない。特にSm値が300nmより大きいと、
透明性が損なわれるので好ましくない。本発明のオーバ
ーコート層の表面凹凸は、さらに好ましくは、算術平均
粗さ(Ra)が5〜30nmであり、かつ凹凸の平均間
隔(Sm)が5〜150nmである。この範囲で防曇性
能、特に防曇持続性がさらに良好である。
The surface irregularities of the overcoat layer preferably have an arithmetic average roughness (Ra) of 0.5 to 100 nm and an average interval (Sm) of the irregularities of 4 to 300 nm. If the Ra value is smaller than 0.5 nm or larger than 100 nm, the antifogging performance and the antifogging durability are low, which is not preferable. Also, even if the Sm value is smaller than 4 nm,
Even if it is larger, the anti-fog performance and anti-fog persistence are still low,
Not preferred. Especially when the Sm value is larger than 300 nm,
This is not preferable because transparency is impaired. The surface unevenness of the overcoat layer of the present invention more preferably has an arithmetic average roughness (Ra) of 5 to 30 nm and an average interval (Sm) of unevenness of 5 to 150 nm. Within this range, the antifogging performance, especially the antifogging durability, is further improved.

【0031】ここで、Ra値、Sm値は、JIS B
0601(1994)記載の方法により定義され、原子
間力顕微鏡(例えば、セイコー電子株式会社製SPI3
700)や電子顕微鏡(例えば、株式会社日立製作所製
H−600)を用いて観察、測定した断面曲線から計算
することができる。
Here, the Ra value and the Sm value are based on JIS B
0601 (1994) and an atomic force microscope (for example, SPI3 manufactured by Seiko Instruments Inc.)
700) or an electron microscope (for example, H-600 manufactured by Hitachi, Ltd.).

【0032】島状のオーバーコート層では、親水性金属
酸化物の微粒子またはその凝集体が光触媒層の表面に、
互いに間隔を隔てて、島の形で付着しており、親水性金
属酸化物のバインダーは、親水性金属酸化物の微粒子ま
たはその凝集体を光触媒層に接着させたり、または親水
性金属酸化物の微粒子同士を接着させている。光触媒層
の表面のうち、親水性金属酸化物の微粒子またはその凝
集体が付着している部分以外の表面部分は露出して、オ
ーバーコート層の開口を通じて外気に通じている。島の
平均直径は5〜500nmであることが好ましい。
In the island-like overcoat layer, fine particles of the hydrophilic metal oxide or aggregates thereof are formed on the surface of the photocatalyst layer.
Attached in the form of islands at a distance from each other, the hydrophilic metal oxide binder adheres the hydrophilic metal oxide fine particles or aggregates thereof to the photocatalytic layer, or forms the hydrophilic metal oxide. The particles are bonded together. On the surface of the photocatalyst layer, a surface portion other than the portion where the hydrophilic metal oxide fine particles or the aggregates thereof are attached is exposed and communicates with the outside air through the opening of the overcoat layer. The average diameter of the islands is preferably 5 to 500 nm.

【0033】穴のあいた膜状、または網目状のオーバー
コート層では、親水性金属酸化物の微粒子またはその凝
集体は互いに繋がりながら光触媒層の表面に付着してお
り、親水性金属酸化物のバインダーは、親水性金属酸化
物の微粒子またはその凝集体を光触媒層に接着させた
り、または親水性金属酸化物の微粒子同士またはその凝
集体同士を接着させている。光触媒層の表面のうち、親
水性金属酸化物の微粒子またはその凝集体が付着してい
る部分以外の表面部分は露出して、オーバーコート層の
穴または網目開口(貫通孔)を通じて外気に通じてい
る。穴または網目開口の平均直径は5〜500nmであ
ることが好ましい。
In a perforated film-like or network-like overcoat layer, the hydrophilic metal oxide fine particles or their aggregates are attached to the surface of the photocatalyst layer while being connected to each other, and the hydrophilic metal oxide binder In this method, hydrophilic metal oxide fine particles or aggregates thereof are bonded to the photocatalyst layer, or hydrophilic metal oxide fine particles or aggregates thereof are bonded to each other. Of the surface of the photocatalyst layer, the surface portion other than the portion to which the fine particles of the hydrophilic metal oxide or the aggregate thereof are attached is exposed, and is exposed to the outside air through holes or mesh openings (through holes) of the overcoat layer. I have. The average diameter of the holes or mesh openings is preferably 5 to 500 nm.

【0034】このように、オーバーコート層が光触媒層
の上に島状、穴のあいた膜状または網目状の凹凸層の形
で形成され、光触媒層に達する開口を有する場合には、
光触媒層の表面はその一部分では親水性金属酸化物によ
り覆われその他の部分は親水性金属酸化物により覆われ
ていないので、光触媒層の光触媒活性が大きく低下する
ことがない。よって、オーバーコート形成による親水性
の向上とともに、光照射による表面汚れの分解性能、光
照射による親水性や防曇性の回復性能が、大きく損なわ
れることなく維持される。
As described above, when the overcoat layer is formed on the photocatalyst layer in the form of an island, a perforated film or a mesh-like uneven layer, and has an opening reaching the photocatalyst layer,
Since the surface of the photocatalyst layer is partially covered with the hydrophilic metal oxide and the other portions are not covered with the hydrophilic metal oxide, the photocatalytic activity of the photocatalyst layer is not significantly reduced. Therefore, along with the improvement in hydrophilicity due to the formation of the overcoat, the ability to decompose surface dirt by light irradiation and the ability to recover hydrophilicity and antifogging properties due to light irradiation are maintained without being significantly impaired.

【0035】また、光触媒層に達する開口を有するオー
バーコート層の形成により、光照射による親水性や防曇
性の回復性能が、オーバーコート形成前よりも向上する
ことがある。この原因は不明であるが、オーバーコート
層にシリカが含まれており、光触媒層に酸化チタンが含
まれている場合に認められることが多い。
Further, by forming an overcoat layer having an opening reaching the photocatalyst layer, the recovery performance of hydrophilicity and antifogging property by light irradiation may be improved as compared with before the overcoat is formed. Although the cause is unknown, it is often found when the overcoat layer contains silica and the photocatalyst layer contains titanium oxide.

【0036】そして、前記光触媒層の表面積の10〜9
0%の表面部分が露出して前記親水性金属酸化物の層の
開口に面していることが好ましい。露出表面積が10%
以上であると光触媒活性の低下が小さく、光照射による
表面汚れの分解性能、光照射による親水性や防曇性の回
復性能が向上する。逆に露出表面積が90%以下である
と、オーバーコート層形成による親水性の向上効果が顕
著である。より好ましい露出表面積割合は、30〜70
%である。この範囲で、オーバーコート層形成による親
水性向上と、光触媒層露出による親水性回復性能のバラ
ンスが取れており最も好ましい。
The surface area of the photocatalyst layer is 10 to 9
Preferably, 0% of the surface portion is exposed and faces the opening of the hydrophilic metal oxide layer. 10% exposed surface area
With the above, the decrease in photocatalytic activity is small, and the ability to decompose surface dirt by light irradiation and the ability to recover hydrophilicity and antifogging properties by light irradiation are improved. Conversely, when the exposed surface area is 90% or less, the effect of improving the hydrophilicity by forming the overcoat layer is remarkable. A more preferable exposed surface area ratio is 30 to 70.
%. Within this range, the balance between the improvement in hydrophilicity due to the formation of the overcoat layer and the ability to recover hydrophilicity due to exposure of the photocatalytic layer is balanced, and is most preferable.

【0037】光触媒層に達する開口を有するオーバーコ
ート層は、親水性金属酸化物の微粒子及び親水性金属酸
化物のバインダーからなり、隣り合う微粒子及びその凝
集体の間には隙間(空間)が生じて開口を形成してい
る。光触媒層の光触媒活性が有効に作用して表面汚れの
分解性能向上に至るためには、上記の光触媒層の露出表
面積割合だけでなく、オーバーコート層内部における開
口または空隙が重要であり、オーバーコート層の体積
(光触媒層の表面とオーバーコート層の最凸部を結ぶ面
との間の空間で測る)V中の空隙W(Vから親水性金属
酸化物の微粒子及び親水性金属酸化物のバインダーの体
積Xを引いた値)の割合(W/V)は上記の光触媒層の
露出表面積割合と同じ理由で10〜90%であることが
好ましく、30〜70%であることが更に好ましい。
The overcoat layer having an opening reaching the photocatalyst layer is composed of hydrophilic metal oxide fine particles and a hydrophilic metal oxide binder, and a gap (space) is generated between adjacent fine particles and an aggregate thereof. The opening is formed. In order for the photocatalytic activity of the photocatalyst layer to effectively act to improve the decomposition performance of surface dirt, not only the exposed surface area ratio of the photocatalyst layer but also the openings or voids inside the overcoat layer are important. Void W in the volume of the layer (measured by the space between the surface of the photocatalyst layer and the surface connecting the most convex portion of the overcoat layer) V (from V to the fine particles of the hydrophilic metal oxide and the binder of the hydrophilic metal oxide) Is preferably 10 to 90%, more preferably 30 to 70% for the same reason as the exposed surface area ratio of the photocatalyst layer.

【0038】前記オーバーコート層の被覆は、公知の薄
膜製造方法を利用して作製され、例えば、ゾルゲル法、
液相析出法、焼付け法・スプレーコート、CVD法など
が例示できるが、ゾルゲル法がオーバーコート層の表面
形態を調整し易いので好ましく用いられる。
The coating of the overcoat layer is produced by using a known thin film production method, for example, a sol-gel method,
A liquid phase deposition method, a baking method / spray coating, a CVD method and the like can be exemplified, but a sol-gel method is preferably used because the surface morphology of the overcoat layer is easily adjusted.

【0039】前記オーバーコート層を形成する方法とし
て、それぞれ親水性金属酸化物を形成することができ
る、加水分解・縮重合可能な有機金属化合物、クロロシ
リル基含有化合物及びそれらの加水分解物からなる群よ
り選ばれた少なくとも1種を含む液に、親水性金属酸化
物微粒子を添加し得られる液を、前記光触媒層を形成し
た基材上に塗布することにより形成する方法(以下方法
(A)という)を例示することができる。
As a method for forming the overcoat layer, a group consisting of a hydrolyzable / polycondensable organometallic compound, a chlorosilyl group-containing compound, and a hydrolyzate thereof, each of which can form a hydrophilic metal oxide. A method comprising forming a liquid obtained by adding hydrophilic metal oxide fine particles to a liquid containing at least one selected from the above, on a substrate on which the photocatalytic layer is formed (hereinafter referred to as a method (A)). ) Can be exemplified.

【0040】上記形成方法における、親水性金属酸化物
を形成することができる、加水分解・縮重合可能な有機
金属化合物としては、珪素、アルミニウム、チタン、ジ
ルコニウム、モリブデン、バナジウムまたはセリウムの
有機金属化合物が用いられる。また、上記親水性酸化物
微粒子としては、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チ
タン、酸化ジルコニウム、酸化モリブデン、酸化バナジ
ウム、酸化セリウムからなる群より選ばれる単成分の金
属酸化物微粒子や、これらの混合物、及びこれらの二種
以上の成分からなる複合金属酸化物微粒子が使用され
る。これらは、溶媒分散ゾル(コロイド溶液)の形で好
ましく用いられる。ただし、チタンの有機金属化合物と
酸化チタン微粒子の組み合わせは、得られる金属酸化物
が親水性を示さないので不適当である。
In the above forming method, the hydrolyzable / polycondensable organometallic compound capable of forming a hydrophilic metal oxide is an organometallic compound of silicon, aluminum, titanium, zirconium, molybdenum, vanadium or cerium. Is used. Further, as the hydrophilic oxide fine particles, silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide, single-component metal oxide fine particles selected from the group consisting of cerium oxide, and mixtures thereof, Further, composite metal oxide fine particles composed of two or more of these components are used. These are preferably used in the form of a solvent dispersion sol (colloid solution). However, a combination of an organometallic compound of titanium and titanium oxide fine particles is inappropriate because the resulting metal oxide does not exhibit hydrophilicity.

【0041】上記の金属酸化物の溶媒分散ゾルとして
は、例えば日産化学工業株式会社製シリカゾルである
「スノーテックス−OL」、「スノーテックス−O」、
「スノーテックス−OUP」、「スノーテックス−U
P」や、同社製アルミナゾル「アルミナゾル520」、
同社製ジルコニアゾル「NZS−30A」、石原産業株
式会社製チタニアゾル「CS−N」、「STS−0
1」、「STS−02」、多木化学株式会社製セリアゾ
ル「ニードラールU−15」、チタニアゾル「M−6」
などの市販水分散ゾルの他、日産化学工業株式会社製
「IPA−ST」、「XBA−ST」のような市販有機
溶剤分散シリカゾル、石原産業株式会社製「ST−K0
1」、「ST−K03」のような、バインダーを含んだ
市販水アルコール混合溶剤分散チタニアゾルなどが挙げ
られる。
Examples of the solvent dispersion sol of the metal oxide include “Snowtex-OL” and “Snowtex-O” which are silica sols manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.
"Snowtex-OUP", "Snowtex-U"
P ", the company's alumina sol" Alumina Sol 520 ",
The company's zirconia sol "NZS-30A", Ishihara Sangyo Co., Ltd. titania sol "CS-N", "STS-0"
1 "," STS-02 ", ceria sol" Needral U-15 ", Titania sol" M-6 "manufactured by Taki Kagaku Co., Ltd.
Commercially available water-dispersed sols such as "IPA-ST" and "XBA-ST" manufactured by Nissan Chemical Industries, and "ST-K0" manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.
Commercially available water-alcohol mixed solvent-dispersed titania sol containing a binder, such as "1" and "ST-K03".

【0042】上記金属酸化物微粒子の分散溶媒は、実質
的に金属酸化物微粒子が安定に分散していれば、特に限
定されないが、水、メタノール、エタノール、プロパノ
ール等の単体または混合体が好ましく、水がさらに好ま
しい。これら水及び低級アルコールは、上記有機金属化
合物を含む溶液と簡単に混じり合い、また成膜時の乾燥
や成膜後の熱処理によって、簡単に除去できるのでよ
い。このうち水は、製造環境上最も好ましい。
The solvent for dispersing the metal oxide fine particles is not particularly limited as long as the metal oxide fine particles are substantially stably dispersed, but is preferably a simple substance or a mixture of water, methanol, ethanol, propanol and the like. Water is more preferred. These water and lower alcohol may be easily mixed with the solution containing the organometallic compound, and may be easily removed by drying during film formation or heat treatment after film formation. Of these, water is the most preferable in the production environment.

【0043】上記金属酸化物微粒子を、上記有機金属化
合物やクロロシリル基含有化合物を含む溶液に添加する
際、分散助剤を添加してもよい。分散助剤は特に限定さ
れず、一般に分散助剤として用いられる、例えば、リン
酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ピロリン
酸カリウム、塩化アルミニウム、塩化鉄等の電解質や、
各種界面活性剤、各種有機高分子、シランカップリング
剤、チタンカップリング剤等が用いられる。その添加量
は、上記金属酸化物微粒子に対して、通常0.01〜5
重量%である。
When the metal oxide fine particles are added to the solution containing the organometallic compound or the chlorosilyl group-containing compound, a dispersing aid may be added. The dispersing aid is not particularly limited, and is generally used as a dispersing aid, for example, sodium phosphate, sodium hexametaphosphate, potassium pyrophosphate, aluminum chloride, electrolytes such as iron chloride,
Various surfactants, various organic polymers, silane coupling agents, titanium coupling agents and the like are used. The addition amount is usually 0.01 to 5 with respect to the metal oxide fine particles.
% By weight.

【0044】上記金属酸化物微粒子とともに、オーバー
コート層形成用塗布液中に含ませる、親水性金属酸化物
を形成することができる、加水分解・縮重合可能な有機
金属化合物としては、加水分解、脱水縮合を行うもので
あれば基本的にはどんな化合物でもよいが、金属アルコ
キシドや金属キレートが好ましい。
The organic metal compound capable of forming a hydrophilic metal oxide and capable of forming a hydrophilic metal oxide, which is included in the coating solution for forming the overcoat layer together with the metal oxide fine particles, includes hydrolyzable and polycondensable compounds. Basically, any compound may be used as long as it performs dehydration condensation, but metal alkoxides and metal chelates are preferred.

【0045】金属アルコキシドとして具体的には、珪
素、アルミニウム、ジルコニウム、チタン等のメトキシ
ド、エトキシド、プロポキシド、ブトキシドなどが、単
体あるいは混合体として好ましく用いられる。金属キレ
ートとしては、珪素、アルミニウム、ジルコニウム、チ
タン等のアセチルアセトネート錯体が、好ましく用いら
れる。
As the metal alkoxide, specifically, methoxide such as silicon, aluminum, zirconium and titanium, ethoxide, propoxide, butoxide and the like are preferably used alone or as a mixture. As the metal chelate, an acetylacetonate complex such as silicon, aluminum, zirconium, and titanium is preferably used.

【0046】珪素のアルコキシドとして、高分子量タイ
プのアルキルシリケート、例えばコルコート株式会社製
「エチルシリケート40」や、三菱化学株式会社製「M
S56」なども用いることができる。また珪素のアルコ
キシドの加水分解物として、市販のアルコキシシラン加
水分解液、例えばコルコート株式会社製「HAS−1
0」、株式会社日板研究所製「セラミカG−91」、
「セラミカG−92−6」、日本曹達株式会社製「アト
ロンNSI−500」などを用いることができる。
As the silicon alkoxide, a high molecular weight type alkyl silicate such as “Ethyl silicate 40” manufactured by Colcoat Co., Ltd. or “M” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
S56 "can also be used. As a hydrolyzate of silicon alkoxide, commercially available alkoxysilane hydrolyzate such as “HAS-1” manufactured by Colcoat Co., Ltd.
"Ceramica G-91" manufactured by Nippon Laboratories, Inc.
"Ceramica G-92-6", "Atron NSI-500" manufactured by Nippon Soda Co., Ltd. and the like can be used.

【0047】上記親水性金属酸化物微粒子とともに、オ
ーバーコート層形成用塗布液中に含ませる、親水性金属
酸化物を形成することができる、クロロシリル基含有化
合物とは、クロロシリル基(−SiCln3-n、ここで
nは1、2、または3であり、Xは水素、またはそれぞ
れ炭素数が1〜10のアルキル基、アルコキシ基、また
はアシロキシ基である)を分子内に、少なくとも1個有
する化合物である。その中でも、少なくとも2個の塩素
を有する化合物が好ましく、シランSin2n+ 2( ここ
でnは1〜5の整数)の中の少なくとも2個の水素を塩
素で置換し、他の水素を必要に応じて、上記アルキル
基、アルコキシ基、またはアシロキシ基で置換したクロ
ロシラン、及びその縮重合物が好ましい。
The compound containing a chlorosilyl group, which can be formed into a coating liquid for forming an overcoat layer together with the fine particles of a hydrophilic metal oxide and can form a hydrophilic metal oxide, includes a chlorosilyl group (—SiCl n X 3-n , wherein n is 1, 2 or 3, and X is hydrogen or an alkyl group, an alkoxy group, or an acyloxy group each having 1 to 10 carbon atoms) in the molecule. Compounds. Among them, compounds having at least two chlorines are preferable, and at least two hydrogens in silane Si n H 2n + 2 (where n is an integer of 1 to 5) are substituted with chlorine, and other hydrogens are required. Depending on the above, chlorosilanes substituted with the above alkyl group, alkoxy group, or acyloxy group, and polycondensates thereof are preferable.

【0048】例えば、テトラクロロシラン(四塩化珪
素、SiCl4)、トリクロロシラン(SiHCl3)、
トリクロロモノメチルシラン(SiCH3Cl3)、ジク
ロロシラン(SiH2Cl2)、及びCl−(SiCl2
O)n−SiCl3(nは1〜10の整数)等を挙げるこ
とができる。上記クロロシリル基含有化合物の加水分解
物も使用することができ、これらの中から、単独でまた
は複数を組み合わせて使用することができる。最も好ま
しいクロロシリル基含有化合物は、テトラクロロシラン
である。クロロシリル基は反応性が非常に高いので、自
己縮合または基材表面と縮合反応をすることによって、
緻密な被膜を形成することができる。
For example, tetrachlorosilane (silicon tetrachloride, SiCl 4 ), trichlorosilane (SiHCl 3 ),
Trichloromethyl monomethyl silane (SiCH 3 Cl 3), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2), and Cl @ - (SiCl 2
O) n -SiCl 3 (n is an integer of 1 to 10) and the like. Hydrolysates of the above-mentioned chlorosilyl group-containing compounds can also be used, and from these, they can be used alone or in combination of two or more. The most preferred compound containing a chlorosilyl group is tetrachlorosilane. Since the chlorosilyl group has a very high reactivity, by performing self-condensation or a condensation reaction with the substrate surface,
A dense film can be formed.

【0049】上記有機金属化合物またはクロロシリル基
含有化合物またはそれらの加水分解物を含む溶液の溶媒
は、実質的に上記有機金属化合物またはクロロシリル基
含有化合物またはそれらの加水分解物を溶解すれば、基
本的に何でもよい。具体的には、メタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール等のアルコール類が最も
好ましく、上記有機金属化合物、クロロシリル基含有化
合物、それらの加水分解物の合計を1〜30重量%の濃
度で含有させることができる。
The solvent of the solution containing the above-mentioned organometallic compound or chlorosilyl group-containing compound or a hydrolyzate thereof can be basically prepared by dissolving the above-mentioned organometallic compound or chlorosilyl group-containing compound or a hydrolyzate thereof. Anything. Specifically, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and butanol are most preferable, and the total of the above-mentioned organometallic compound, chlorosilyl group-containing compound, and hydrolyzate thereof is contained at a concentration of 1 to 30% by weight. it can.

【0050】上記有機金属化合物の加水分解には、水が
必要である。これは、酸性、中性の何れでもよいが、加
水分解を促進するためには、触媒作用を有する塩酸、硝
酸、硫酸、酢酸、クエン酸、スルホン酸等で、酸性にし
た水が好ましく用いられる。
Water is required for the hydrolysis of the organometallic compound. It may be acidic or neutral, but in order to promote hydrolysis, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid, citric acid, sulfonic acid, or the like having a catalytic action is preferably used as acidified water. .

【0051】上記有機金属化合物の加水分解に必要な水
の添加量は、有機金属化合物に対してモル比で0.1〜
100がよい。水添加量がモル比で0.1より少ない
と、有機金属化合物の加水分解の促進が充分でなく、ま
たモル比で100より多いと、液の安定性が低下する傾
向になり、好ましくない。
The amount of water required for the hydrolysis of the above-mentioned organometallic compound is from 0.1 to 0.1 in molar ratio to the organometallic compound.
100 is good. If the amount of water added is less than 0.1 in molar ratio, the promotion of hydrolysis of the organometallic compound is not sufficient, and if the amount is more than 100, the stability of the liquid tends to decrease, which is not preferable.

【0052】酸の添加量は特に限定されないが、有機金
属化合物に対してモル比で0.001〜20がよい。添
加酸量が、モル比で0.001より少ないと、有機金属
化合物の加水分解の促進が充分でなく好ましくなく、ま
たモル比で20より多いと、液の酸性が強くなりすぎ、
取り扱い上好ましくない。加水分解のみの観点からは、
添加酸量の上限は、有機金属化合物に対してモル比で2
である。これ以上酸量が増えても、加水分解の進行の程
度はあまり変わらない。しかし、これより多い酸添加に
より、膜の強度が著しく増大し、低温(室温〜250
℃)での乾燥でも充分実用に耐えうる膜が得られる場合
がある。
The amount of the acid added is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 20 in terms of a molar ratio with respect to the organometallic compound. If the amount of the added acid is less than 0.001 in molar ratio, the promotion of the hydrolysis of the organometallic compound is not sufficient, which is not preferable, and if it is more than 20, the acidity of the solution becomes too strong,
It is not preferable in handling. From the viewpoint of hydrolysis alone,
The upper limit of the amount of the added acid is 2 in a molar ratio with respect to the organometallic compound.
It is. Even if the acid amount is further increased, the degree of progress of the hydrolysis does not change much. However, the addition of more acid significantly increases the strength of the film and lowers the temperature (from room temperature to 250
(° C.) in some cases, a film that can sufficiently withstand practical use may be obtained.

【0053】このような膜強度の増大が認められるコー
ティング液の好ましい組成は、有機金属化合物またはそ
の加水分解物から換算される金属酸化物の濃度が、0.
00001〜0.6重量%、酸が0.0001〜2.0
モル/L、水分が0.001〜20重量%である。
The preferred composition of the coating liquid in which such an increase in film strength is observed is such that the concentration of the metal oxide calculated from the organometallic compound or the hydrolyzate thereof is 0.
00001-0.6% by weight, acid 0.0001-2.0
Mol / L, water content is 0.001 to 20% by weight.

【0054】光触媒層に達する開口を有する状態で親水
性金属酸化物の層を被覆させる場合のコーティング液の
好ましい組成は、有機金属化合物またはその加水分解物
から換算される金属酸化物の濃度が、0.00001〜
0.3重量%、酸が0.0001〜1.0モル/L、水
分が0.001〜10重量%である。そして、光触媒層
に達する開口を有しない親水性金属酸化物の層を被覆さ
せる場合のコーティング液の好ましい組成は、有機金属
化合物またはその加水分解物から換算される金属酸化物
の濃度が、0.01〜0.6重量%、酸が0.1〜2.
0モル/L、水分が0.01〜20重量%である。
When the hydrophilic metal oxide layer is coated with an opening reaching the photocatalyst layer, the preferred composition of the coating solution is such that the concentration of the metal oxide calculated from the organometallic compound or its hydrolyzate is: 0.00001-
0.3% by weight, 0.0001 to 1.0 mol / L of acid, and 0.001 to 10% by weight of water. When a hydrophilic metal oxide layer having no opening reaching the photocatalyst layer is coated, a preferable composition of the coating solution is such that the concentration of the metal oxide calculated from the organometallic compound or the hydrolyzate thereof is 0. 01-0.6% by weight, acid is 0.1-2.
0 mol / L, water content is 0.01 to 20% by weight.

【0055】このとき使用する酸は、硝酸または塩酸が
好ましく、そして、水分含有量の0.3倍以上の濃度を
有する酸を用いることが好ましい。すなわち、水溶液の
形の酸を使用するときは、23.1%以上の濃度を有す
る高濃度の酸であることが好ましい。また酸をエタノー
ル溶液の形で使用するときには、エタノール溶液が例え
ば0.5重量%の水分を含有しているとすれば、エタノ
ール溶液中の酸の濃度が0.15重量%以上であるもの
が好ましい。
The acid used at this time is preferably nitric acid or hydrochloric acid, and it is preferable to use an acid having a concentration of at least 0.3 times the water content. That is, when an acid in the form of an aqueous solution is used, it is preferably a high-concentration acid having a concentration of 23.1% or more. When the acid is used in the form of an ethanol solution, if the ethanol solution contains, for example, 0.5% by weight of water, the concentration of the acid in the ethanol solution is 0.15% by weight or more. preferable.

【0056】上記クロロシリル基含有化合物を用いる場
合には、必ずしも水や酸の添加は必要ではない。付加的
に全く水や酸を添加しなくても、溶媒中に含まれていた
水分や雰囲気中の水分などにより加水分解が進行する。
また、この加水分解に伴って液中に塩酸が遊離し、さら
に加水分解が進行する。しかし、付加的に水や酸を加え
ても何ら差し支えない。
When the chlorosilyl group-containing compound is used, it is not always necessary to add water or an acid. Even if no additional water or acid is added, hydrolysis proceeds due to moisture contained in the solvent or moisture in the atmosphere.
In addition, hydrochloric acid is released into the liquid with the hydrolysis, and the hydrolysis further proceeds. However, it does not matter if water or acid is additionally added.

【0057】上記金属酸化物微粒子と、上記有機金属化
合物やクロロシリル基含有化合物またはそれらの加水分
解物を溶媒とともに混合し、必要に応じて水、酸触媒、
及び分散助剤を添加して、基材上にオーバーコート層を
形成するためのコーティング液を調製することができ
る。このとき、有機金属化合物とクロロシリル基含有化
合物は、単独で用いても混合して用いてもどちらでもよ
い。このコーティング液の好ましい原料配合比は、次の
表1の通りである。なお、光触媒層に達する開口を有し
ない親水性金属酸化物の層を被覆させる場合、表中の溶
媒量は500〜3000重量部であることが好ましい。
The above-mentioned metal oxide fine particles and the above-mentioned organometallic compound, chlorosilyl group-containing compound or a hydrolyzate thereof are mixed with a solvent, and if necessary, water, an acid catalyst,
And a dispersing aid, to prepare a coating solution for forming an overcoat layer on the substrate. At this time, the organometallic compound and the chlorosilyl group-containing compound may be used alone or as a mixture. The preferred raw material mixing ratio of this coating liquid is as shown in Table 1 below. In addition, when coating | covering the layer of the hydrophilic metal oxide which does not have an opening which reaches a photocatalyst layer, it is preferable that the solvent amount in a table | surface is 500-3000 weight part.

【0058】[0058]

【表1】 ─────────────────────────────────── 有機金属化合物またはクロロシリル基含有化合物 またはそれらのその加水分解物 100重量部 金属酸化物微粒子 10〜200重量部 水 0〜150重量部 酸触媒 0〜35重量部 分散助剤 0.001〜10重量部 溶媒 500〜300000重量部 ───────────────────────────────────[Table 1] Organometallic compounds or chlorosilyl group-containing compounds or their compounds Hydrolyzate 100 parts by weight Metal oxide fine particles 10 to 200 parts by weight Water 0 to 150 parts by weight Acid catalyst 0 to 35 parts by weight Dispersing aid 0.001 to 10 parts by weight Solvent 500 to 300,000 parts by weight ──────────────────────────────

【0059】上記有機金属化合物またはクロロシリル基
含有化合物を溶媒に溶かし、触媒と水を加え、10℃と
溶液の沸点の間の所定の温度で5分間から2日間加水分
解する。そこへ金属酸化物微粒子と必要に応じ分散助剤
を加えて、必要に応じさらに10℃と溶液の沸点の間の
所定の温度で5分間から2日間反応させ、オーバーコー
ト層形成用コーティング液を得る。
The above organometallic compound or chlorosilyl group-containing compound is dissolved in a solvent, a catalyst and water are added, and the mixture is hydrolyzed at a predetermined temperature between 10 ° C. and the boiling point of the solution for 5 minutes to 2 days. The metal oxide fine particles and a dispersing aid are added thereto as needed, and the mixture is further reacted at a predetermined temperature between 10 ° C. and the boiling point of the solution for 5 minutes to 2 days as needed. obtain.

【0060】なお、クロロシリル基含有化合物を用いる
場合には、触媒及び水は特別に添加する必要はない。ま
た金属酸化物微粒子は、上記加水分解工程の前に加えて
もよい。また、有機金属化合物の加水分解工程を省略す
るために、上記市販の有機金属化合物加水分解物溶液を
用いてもよい。得られたコーティング液は、その後コー
ティング方法に応じて適当な溶媒で希釈しても構わな
い。
When a chlorosilyl group-containing compound is used, it is not necessary to add a catalyst and water. The metal oxide fine particles may be added before the hydrolysis step. Further, in order to omit the step of hydrolyzing the organometallic compound, the above-mentioned commercially available hydrolyzate of the organometallic compound may be used. The obtained coating liquid may be subsequently diluted with an appropriate solvent according to the coating method.

【0061】上記オーバーコート層形成用コーティング
液を酸化チタン等からなる光触媒層上に塗布・乾燥し、
必要に応じて熱処理して、光触媒層上に、光触媒層に達
する開口を有する状態で被覆した、または完全に被覆し
た親水性金属酸化物の層を形成することができる。
The coating solution for forming the overcoat layer is coated on a photocatalytic layer made of titanium oxide or the like, and dried,
A heat treatment can be applied, if necessary, to form a layer of a hydrophilic metal oxide on the photocatalyst layer, which is coated with an opening reaching the photocatalyst layer, or is completely coated.

【0062】上記塗布の方法は、公知の技術を用いれば
よく、特に限定されないが、スピンコーター、ロールコ
ーター、スプレーコーター、カーテンコーター等の装置
を用いる方法や、浸漬引き上げ法(ディップコーティン
グ法)、流し塗り法(フローコーティング法)などの方
法や、スクリーン印刷、グラビア印刷、曲面印刷などの
各種印刷法が用いられる。
The coating method may be a known one, and is not particularly limited. Examples thereof include a method using an apparatus such as a spin coater, a roll coater, a spray coater, and a curtain coater, a dipping and pulling method (dip coating method), Methods such as a flow coating method (flow coating method) and various printing methods such as screen printing, gravure printing, and curved surface printing are used.

【0063】塗布後の基材は、室温から150℃の間の
温度で1分間から2時間乾燥後、必要に応じて150℃
と基材耐熱温度の間の温度で、5秒から5時間熱処理す
ることが好ましい。
The coated substrate is dried at a temperature between room temperature and 150 ° C. for 1 minute to 2 hours, and then dried at 150 ° C. if necessary.
It is preferable to perform a heat treatment at a temperature between the temperature and the heat resistant temperature of the substrate for 5 seconds to 5 hours.

【0064】基材耐熱温度とは、実質上基材の特性が保
持できる上限の温度のことであり、ガラス基材ならば、
例えば軟化点や失透温度(通常600〜700℃)な
ど、プラスチック基材ならば、例えばガラス転移点や結
晶化温度や分解点などが挙げられる。
The substrate heat-resistant temperature is the upper limit temperature at which the properties of the substrate can be substantially maintained.
For example, in the case of a plastic substrate such as a softening point and a devitrification temperature (normally 600 to 700 ° C.), for example, a glass transition point, a crystallization temperature, a decomposition point, and the like can be given.

【0065】上記乾燥や熱処理により、光触媒層表面
に、島状、穴のあいた膜状または網目状の凹凸層、また
は完全に被覆した凹凸形状のオーバーコート層を形成す
ることができる。このオーバーコート層は、親水性金属
酸化物微粒子と親水性金属酸化物(有機金属化合物また
はクロロシリル基含有化合物から由来する)のマトリッ
クス(またはバインダー)からなる。膜形態は、金属酸
化物微粒子を中心に金属酸化物マトリックスが寄り集ま
った凹凸状を呈し、島状または穴のあいた膜状または網
目状の凹凸層では、光触媒層は完全に覆われておらず、
一部露出している。
By the drying and the heat treatment, an island-like, perforated film-like or mesh-like uneven layer, or a completely-covered uneven overcoat layer can be formed on the photocatalyst layer surface. This overcoat layer is composed of a matrix (or binder) of hydrophilic metal oxide fine particles and a hydrophilic metal oxide (derived from an organometallic compound or a compound containing a chlorosilyl group). The film form has an uneven shape in which the metal oxide matrix gathers around the metal oxide fine particles, and the photocatalytic layer is not completely covered by the island-shaped or perforated film-shaped or mesh-shaped uneven layer. ,
Partially exposed.

【0066】このようにして光触媒層表面に金属酸化物
オーバーコート層を形成した物品は、水に対する濡れ性
が向上しており、水滴の接触角が小さく防曇性能を有し
ている。また、多少の表面汚れによっても容易には接触
角が上昇せず、防曇持続性を有している。
The article in which the metal oxide overcoat layer is formed on the surface of the photocatalyst layer in this manner has improved wettability with water, has a small contact angle of water droplets, and has anti-fog performance. Further, the contact angle does not easily increase even if the surface is slightly stained, and the antifogging property is maintained.

【0067】以上は、主として、前記オーバーコート層
を形成する方法として、親水性金属酸化物を形成するこ
とができる加水分解・縮重合可能な有機金属化合物など
を含む液に親水性金属酸化物微粒子を添加して得られる
液を、前記光触媒層を形成した基材上に塗布することに
より形成する方法について記載したが、それ以外にも、
下記の2つの方法(B)、(C)により、凹凸状親水性
金属酸化物の層を形成することができる。
The above is mainly described as a method for forming the overcoat layer, in which a liquid containing a hydrolyzable / polycondensable organometallic compound capable of forming a hydrophilic metal oxide is added to a liquid containing a hydrophilic metal oxide fine particle. Described above, the method of forming a liquid by applying on the substrate on which the photocatalyst layer is formed has been described.
The uneven hydrophilic metal oxide layer can be formed by the following two methods (B) and (C).

【0068】(B)それぞれ親水性金属酸化物を形成す
ることができる、加水分解・縮重合可能な有機金属化合
物、クロロシリル基含有化合物及びそれらの加水分解物
からなる群より選ばれた少なくとも1種を含む液に、有
機高分子化合物を添加して得られる液を、前記光触媒層
を形成した基材上に塗布し、熱処理により有機高分子化
合物を分解除去することにより形成する方法。 (C)それぞれ親水性金属酸化物を形成することができ
る、加水分解・縮重合可能な有機金属化合物、クロロシ
リル基含有化合物及びそれらの加水分解物からなる群よ
り選ばれた少なくとも1種を含む液に、有機ポリマー微
粒子を添加して得られる液を、前記光触媒層を形成した
基材上に塗布し、熱処理により有機ポリマー微粒子を分
解除去することにより形成する方法。
(B) at least one selected from the group consisting of a hydrolyzable and polycondensable organometallic compound, a chlorosilyl group-containing compound and a hydrolyzate thereof, each of which can form a hydrophilic metal oxide. A method comprising applying a liquid obtained by adding an organic polymer compound to a solution containing the above, on a substrate on which the photocatalytic layer is formed, and decomposing and removing the organic polymer compound by heat treatment. (C) a liquid containing at least one selected from the group consisting of a hydrolyzable / polycondensable organometallic compound, a chlorosilyl group-containing compound, and a hydrolyzate thereof, each of which can form a hydrophilic metal oxide. A liquid obtained by adding organic polymer fine particles to a substrate on which the photocatalyst layer is formed, and decomposing and removing the organic polymer fine particles by heat treatment.

【0069】上記方法(B)について説明する。方法
(B)における金属酸化物オーバーコート層は、金属酸
化物微粒子が添加されていないこと以外、上述の、親水
性金属酸化物微粒子を添加した液を使用する方法(A)
と同じである。
The above method (B) will be described. The method (A) in which the metal oxide overcoat layer in the method (B) uses the above-described liquid to which the hydrophilic metal oxide fine particles are added, except that the metal oxide fine particles are not added.
Is the same as

【0070】金属酸化物微粒子を含んでいないが、基本
的に方法(A)と同じオーバーコート形成用コーティン
グ液中に、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール、ポリビニルアルコールからなる群より選ばれ
た少なくとも1種の有機高分子化合物を添加し、これら
を溶解させて得られた液を、前記光触媒層形成済み基材
上に塗布・乾燥して、さらに350〜650℃で5分間
〜2時間加熱し、添加した有機高分子化合物を分解する
ことにより、島状、穴のあいた膜状または網目状の凹凸
層、または完全に被覆した凹凸形状のオーバーコート層
が得られる。
Although not containing metal oxide fine particles, at least one kind selected from the group consisting of polyethylene glycol, polypropylene glycol and polyvinyl alcohol is basically contained in the same overcoat-forming coating solution as in method (A). A liquid obtained by adding an organic polymer compound and dissolving them was coated and dried on the photocatalyst layer-formed substrate, and further heated at 350 to 650 ° C. for 5 minutes to 2 hours, and added. By decomposing the organic polymer compound, an island-like, perforated film-like or mesh-like irregular layer, or a completely covered irregular-shaped overcoat layer can be obtained.

【0071】前記有機高分子化合物は、前記オーバーコ
ート形成用コーティング液中の酸化物換算全固形分に対
して、30重量%以上300重量%以下添加する。添加
量が30重量%より少ないと凹凸の形態形成が充分でな
く親水性さらには防曇防汚性能の向上に寄与できず好ま
しくない。また、添加量が300重量%より多いと、膜
の機械的強度が低下する、成膜効率が悪く好ましいオー
バーコートを作製するためには有機高分子が多量必要と
なりコストがかかりすぎる等の理由で、やはり好ましく
ない。
The organic polymer compound is added in an amount of 30% by weight or more and 300% by weight or less based on the total solid content in terms of oxide in the overcoat-forming coating solution. If the addition amount is less than 30% by weight, the formation of irregularities is not sufficient, and it is not preferable because it cannot contribute to the improvement of hydrophilicity and antifogging / fouling performance. On the other hand, if the addition amount is more than 300% by weight, the mechanical strength of the film decreases, and a large amount of an organic polymer is required to produce a preferable overcoat with poor film formation efficiency, resulting in excessive cost. , Again not preferred.

【0072】前記方法(A)でも説明したように、方法
(B)でも、有機金属化合物を含む液に多量の酸を添加
することにより、成膜後の膜の強度が著しく増大し、低
温(室温〜250℃)での乾燥でも充分実用に耐える膜
が得られる場合がある。
As described in the method (A), also in the method (B), by adding a large amount of acid to the liquid containing the organometallic compound, the strength of the film after film formation is significantly increased, Even when drying at room temperature to 250 ° C.), a film that can sufficiently withstand practical use may be obtained.

【0073】このような膜強度の増大が認められるコー
ティング液の好ましい組成(ただし有機高分子化合物含
有量は記述済みであるので除く)は、有機金属化合物ま
たはその加水分解物から換算される金属酸化物の濃度
が、0.00001〜0.6重量%、酸が0.0001
〜2.0モル/L、水分が0.001〜20重量%であ
る。
The preferred composition of the coating liquid in which such an increase in film strength is observed (excluding the content of the organic polymer compound has been described) is the metal oxide calculated from the organometallic compound or its hydrolyzate. The concentration of the substance is 0.00001 to 0.6% by weight and the acid is 0.0001.
2.02.0 mol / L, water content 0.001-20% by weight.

【0074】光触媒層に達する開口を有する状態で親水
性金属酸化物の層を被覆させる場合の好ましい組成は、
有機金属化合物またはその加水分解物から換算される金
属酸化物の濃度が、0.00001〜0.3重量%、酸
が0.0001〜1.0モル/L、水分が0.001〜
10重量%であり、さらに好ましい組成は、有機金属化
合物またはその加水分解物から換算される金属酸化物の
濃度が、0.001〜0.1重量%、酸が0.01〜
0.3モル/L、水分が0.001〜3重量%である。
そして光触媒層に達する開口を有しない親水性金属酸化
物の層を被覆させる場合の好ましい組成は、有機金属化
合物またはその加水分解物から換算される金属酸化物の
濃度が、0.01〜0.6重量%、酸が0.1〜2.0
モル/L、水分が0.01〜20重量%である。
A preferred composition for coating the hydrophilic metal oxide layer with an opening reaching the photocatalyst layer is as follows:
The concentration of the metal oxide calculated from the organometallic compound or its hydrolyzate is 0.00001 to 0.3% by weight, the acid is 0.0001 to 1.0 mol / L, and the water content is 0.001 to 1.0 mol / L.
More preferably, the concentration of the metal oxide calculated from the organometallic compound or the hydrolyzate thereof is 0.001 to 0.1% by weight, and the acid is 0.01 to 10% by weight.
0.3 mol / L, water content is 0.001 to 3% by weight.
When a hydrophilic metal oxide layer having no opening reaching the photocatalyst layer is coated, the preferred composition is such that the concentration of the metal oxide calculated from the organometallic compound or the hydrolyzate thereof is 0.01 to 0.1. 6% by weight, acid is 0.1 to 2.0
Mol / L, water content is 0.01 to 20% by weight.

【0075】以下、上記方法(C)について説明する。
方法(C)における金属酸化物オーバーコート層は、有
機高分子が添加されていないこと以外、基本的に方法
(B)と同じである。
Hereinafter, the method (C) will be described.
The metal oxide overcoat layer in the method (C) is basically the same as the method (B) except that the organic polymer is not added.

【0076】有機高分子を含んでいないが、基本的に方
法(B)と同じオーバーコート形成用コーティング液中
に、有機ポリマー微粒子を添加し、これらを分散させて
得られた液を、前記光触媒層形成済み基材上に塗布・乾
燥して、さらに350〜650℃で5分間〜2時間加熱
し、添加した有機ポリマー微粒子を分解することで、島
状、穴のあいた膜状または網目状の凹凸層、または完全
に被覆した凹凸形状のオーバーコート層が得られる。
[0076] The organic polymer fine particles are added to the same overcoat-forming coating solution as in the method (B), but do not contain an organic polymer, and are dispersed. It is applied on a layer-formed substrate, dried, and further heated at 350 to 650 ° C. for 5 minutes to 2 hours to decompose the added organic polymer fine particles to form an island-like, perforated film-like or network-like. An uneven layer or an overcoat layer having a completely covered uneven shape is obtained.

【0077】上記有機ポリマー微粒子の材質としては熱
可塑性、熱硬化性樹脂のいずれでも使用できるが、中で
もアクリル系樹脂、スチレン系樹脂が好適に使用でき
る。
As the material of the organic polymer fine particles, any of a thermoplastic resin and a thermosetting resin can be used, and among them, an acrylic resin and a styrene resin can be preferably used.

【0078】有機ポリマー微粒子の粒子径は特に限定さ
れないが、0.01〜50μmであることが好ましい。
この範囲の粒径の微粒子を使用することで、好ましい形
態のオーバーコート層を形成することができる。
The particle size of the organic polymer fine particles is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 50 μm.
By using fine particles having a particle diameter in this range, an overcoat layer having a preferable form can be formed.

【0079】オーバーコート形成用液に添加する有機ポ
リマー微粒子の量は、液中の金属酸化物換算全固形分に
対して、5重量%以上300重量%以下添加する。添加
量が5重量%より少ないと凹凸の形態形成が充分でなく
親水性さらには防曇防汚性能の向上に寄与できず好まし
くない。また、添加量が300重量%より多いと、成膜
効率が悪く好ましいオーバーコートを作製するためには
有機ポリマー微粒子が多量必要となりコストがかかりす
ぎるので、やはり好ましくない。
The amount of the organic polymer fine particles to be added to the overcoat forming liquid is from 5% by weight to 300% by weight based on the total solid content in terms of metal oxide in the liquid. If the addition amount is less than 5% by weight, the formation of irregularities is not sufficient, and it is not preferable because it cannot contribute to the improvement of hydrophilicity and antifogging and antifouling performance. On the other hand, if the addition amount is more than 300% by weight, a large amount of organic polymer fine particles is required to produce a preferable overcoat due to poor film-forming efficiency, so that the cost is too high, which is not preferable.

【0080】前記方法(A)(B)でも説明したよう
に、方法(C)でも、有機金属化合物を含む液に多量の
酸を添加することで、成膜後の膜の強度が著しく増大
し、低温(室温〜250℃)での乾燥でも充分実用に耐
えうる膜が得られる場合がある。
As described in the above methods (A) and (B), in the method (C) as well, by adding a large amount of acid to the solution containing the organometallic compound, the strength of the film after film formation is remarkably increased. In some cases, a film that can sufficiently withstand practical use even when dried at a low temperature (room temperature to 250 ° C.) may be obtained.

【0081】このような膜強度の増大が認められるコー
ティング液の好ましい組成(ただし有機ポリマー微粒子
含有量は記述済みなので除く)は、上記方法(B)にお
いて記載した組成と同じように、有機金属化合物または
その加水分解物から換算される金属酸化物の濃度が、
0.00001〜0.6重量%、酸が0.0001〜
2.0モル/L、水分が0.001〜20重量%であ
る。光触媒層に達する開口を有する状態で親水性金属酸
化物の層を被覆させる場合の好ましい組成、および光触
媒層に達する開口を有しない親水性金属酸化物の層を被
覆させる場合の好ましい組成は上記方法(B)において
記載した組成と同じである。
The preferred composition of the coating liquid in which such an increase in film strength is observed (excluding the content of the organic polymer fine particles has already been described) is the same as the composition described in the above method (B). Or the concentration of the metal oxide converted from the hydrolyzate,
0.00001-0.6% by weight, acid 0.0001-
2.0 mol / L, water content is 0.001 to 20% by weight. The preferred composition when coating the layer of the hydrophilic metal oxide with the opening reaching the photocatalyst layer, and the preferred composition when coating the layer of the hydrophilic metal oxide without the opening reaching the photocatalyst layer are the methods described above. The composition is the same as that described in (B).

【0082】本発明は、ガラス、セラミックス、プラス
チック或いは金属等の基材表面に適用することができ
る。より詳しくは、基材の曇りや水滴形成を防止する防
曇物品、表面が汚れるのを防止しまたは表面を自己浄化
する防汚物品、特に、建築用、車両用、光学部品用、産
業用、農業用、日用品用、住宅用及び医療用として用い
られる、窓ガラス、鏡、レンズ、空調機用熱交換器フィ
ン、建材、生体材料、フィルムシート及びショーケース
等の物品に適し、長期にわたる良好な防曇または防汚性
能を有する。
The present invention can be applied to the surface of a substrate such as glass, ceramics, plastic or metal. More specifically, antifogging articles that prevent fogging and water droplet formation of the substrate, antifouling articles that prevent the surface from being soiled or that self-clean the surface, especially for construction, vehicles, optical components, industrial use, Suitable for products such as window glass, mirrors, lenses, heat exchanger fins for air conditioners, construction materials, biomaterials, film sheets and showcases, which are used for agriculture, daily necessities, housing and medical use. Has antifogging or antifouling performance.

【0083】[0083]

【発明の実施の形態】以下、実施例に基づいて本発明を
詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定さ
れるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments.

【0084】[実施例1、比較例1] [アルカリ遮断層(シリカ膜)の形成]エタノール9
6.2重量部とエチルシリケートの加水分解縮重合液
(商品名:HAS−10、コルコート株式会社製、シリ
カ含有量10重量%)3.8重量部を室温で混合して、
1時間撹拌することにより、アルカリ遮断シリカ膜形成
用コーティング液を得た。
Example 1, Comparative Example 1 [Formation of Alkali Barrier Layer (Silica Film)] Ethanol 9
3.8 parts by weight of 6.2 parts by weight and 3.8 parts by weight of a hydrolytic condensation polymerization solution of ethyl silicate (trade name: HAS-10, manufactured by Colcoat Co., Ltd., silica content: 10% by weight)
By stirring for 1 hour, a coating liquid for forming an alkali-blocking silica film was obtained.

【0085】酸化セリウム系研磨剤で表面研磨・洗浄
し、さらに純水中で超音波洗浄を行い乾燥したソーダラ
イム珪酸塩ガラス板(150×150×3mm)を20
℃、30%RHの環境下で垂直に吊るし、上記アルカリ
遮断シリカ膜形成用コーティング液を上記ガラス板の上
端から流して、ガラス板の片側表面に膜をコーティング
した(フローコーティング法)。このガラス板を100
℃で30分間乾燥させ、さらに250℃で30分間乾燥
後、500℃オーブン内で1時間熱処理することによ
り、厚み約30nmのアルカリ遮断シリカ膜が形成され
たガラス基板を得た。
A soda lime silicate glass plate (150 × 150 × 3 mm) which was polished and washed with a cerium oxide-based abrasive, further ultrasonically washed in pure water and dried was used.
The suspension was suspended vertically in an environment of 30 ° C. and 30% RH, and the coating solution for forming an alkali-blocking silica film was flowed from the upper end of the glass plate to coat the film on one surface of the glass plate (flow coating method). 100 pieces of this glass plate
After drying at 250 ° C. for 30 minutes, and further drying at 250 ° C. for 30 minutes, a heat treatment was performed in a 500 ° C. oven for 1 hour to obtain a glass substrate on which an alkali-blocking silica film having a thickness of about 30 nm was formed.

【0086】[光触媒層(酸化チタン薄膜)の形成]チ
タンテトライソプロポキシド(Ti(OiPr)4) 8
5.6g(0.3mol)に撹拌しながらアセチルアセト
ン(AcAc)60.3g(0.6mol)をビュレット
を用いて徐々に滴下し、約1時間撹拌して安定なTi
(AcAc)2(OiPr)2錯体溶液を得た(母液)。
この母液をエタノールで1.5倍に希釈してコーティン
グ溶液とした。上記アルカリ遮断シリカ膜を形成したガ
ラス基板をコーティング液中に浸漬後、4.6cm/分
の引き上げ速度で膜を形成させ、500℃で30分間焼
成を行なった。得られたサンプルをサンプルA(ガラス
基板/アルカリ遮断シリカ膜/酸化チタン膜:比較例
1)とする。X線回折による分析の結果、サンプルAの
酸化チタン膜はアナタース型結晶であることが確認され
た。またサンプルAの酸化チタン薄膜の厚みは、約10
0nmであった。また原子間力顕微鏡による測定の結
果、サンプルAの酸化チタン膜の表面は算術平均粗さ
(Ra)が0.2nm未満でありかつ凹凸の平均間隔
(Sm)は600nmである平滑表面となっていた。
[Formation of Photocatalytic Layer (Titanium Oxide Thin Film)] Titanium tetraisopropoxide (Ti (OiPr) 4 ) 8
With stirring to 5.6 g (0.3 mol), 60.3 g (0.6 mol) of acetylacetone (AcAc) was gradually added dropwise using a burette, and the mixture was stirred for about 1 hour to obtain stable Ti.
(AcAc) 2 (OiPr) 2 complex solution was obtained (mother liquor).
This mother liquor was diluted 1.5 times with ethanol to obtain a coating solution. After immersing the glass substrate on which the alkali-blocking silica film was formed in the coating solution, a film was formed at a pulling rate of 4.6 cm / min, and baked at 500 ° C. for 30 minutes. The obtained sample is referred to as Sample A (glass substrate / alkali blocking silica film / titanium oxide film: Comparative Example 1). As a result of analysis by X-ray diffraction, it was confirmed that the titanium oxide film of Sample A was an anatase crystal. The thickness of the titanium oxide thin film of Sample A is about 10
It was 0 nm. As a result of measurement by an atomic force microscope, the surface of the titanium oxide film of Sample A was a smooth surface having an arithmetic average roughness (Ra) of less than 0.2 nm and an average interval (Sm) of irregularities of 600 nm. Was.

【0087】[オーバーコート層(シリカ膜)の形成]
サンプルAの上に以下に述べる方法で、凹凸状シリカオ
ーバーコート層を形成した。エタノール98.8g、エ
チルシリケートの加水分解縮重合液(商品名:HAS−
10、コルコート株式会社製、シリカ分10重量%)
0.7g、鎖状シリカコロイド(平均直径約15nm、
平均長さ約170nm、商品名:スノーテックスOU
P、日産化学工業株式会社製、固形分15重量%)0.
5gを混合し、室温で約1時間撹拌することによりコー
ティング液を得た。コーティング液中には、エチルシリ
ケートが、バインダー用シリカに換算して、シリカ微粒
子に対して重量比で93%の割合で含有されていた。サ
ンプルA基板を、20℃、30%RHの環境下で垂直に
吊るし、上記オーバーコート層形成用コーティング液を
上記基板の上端から流し、基板の光触媒層の上にオーバ
ーコート膜をコーティングした(フローコーティング
法)。その後、500℃で1時間熱処理することによ
り、サンプルB(ガラス基板/アルカリ遮断シリカ膜/
酸化チタン膜/凹凸状シリカオーバーコート層:実施例
1)を得た。原子間力顕微鏡による測定の結果、サンプ
ルBの表面は算術平均粗さ(Ra)が8nmでありかつ
凹凸の平均間隔(Sm)は30nmである凹凸表面とな
っていた。また、ESCAによりこのシリカオーバーコ
ート層の平均厚みを求めたところ約15nmであった。
[Formation of Overcoat Layer (Silica Film)]
An uneven silica overcoat layer was formed on Sample A by the method described below. Ethanol 98.8 g, hydrolysis condensation polymerization solution of ethyl silicate (trade name: HAS-
10, Colcoat Co., Ltd., silica content 10% by weight)
0.7 g, chain silica colloid (average diameter about 15 nm,
Average length about 170nm, Product name: Snowtex OU
P, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., solid content 15% by weight)
5 g were mixed and stirred at room temperature for about 1 hour to obtain a coating liquid. The coating liquid contained ethyl silicate in a ratio of 93% by weight relative to the silica fine particles in terms of silica for the binder. The sample A substrate was suspended vertically in an environment of 20 ° C. and 30% RH, the coating solution for forming the overcoat layer was flowed from the upper end of the substrate, and an overcoat film was coated on the photocatalytic layer of the substrate (flow Coating method). Thereafter, the sample B was heat-treated at 500 ° C. for 1 hour to obtain a sample B (glass substrate / alkali-blocking silica film /
Titanium oxide film / irregular silica overcoat layer: Example 1) was obtained. As a result of measurement with an atomic force microscope, the surface of Sample B was an uneven surface having an arithmetic average roughness (Ra) of 8 nm and an average interval (Sm) of unevenness of 30 nm. The average thickness of this silica overcoat layer determined by ESCA was about 15 nm.

【0088】[防曇性評価]上記サンプルA及びBを、
直射日光が当たらないが間接的に日光で明るく、人が絶
えず出入りする部屋の室内に放置し続け、その表面が汚
れて防曇性が低下する程度を、呼気を吹きかけたときの
曇り程度により評価した(呼気テスト)。すなわち表面
を清浄にした直後のサンプルは呼気を吹きかけても曇り
を生じないが、室内放置により大気中の汚れ成分がサン
プル表面に吸着して呼気テストにより曇るようになる。
室内放置を始めてから曇りが生じ始めるまでの時間(防
曇維持時間)を防曇維持性の指標とした。この値が大き
い程、防曇維持性が高いといえる。これらサンプルの防
曇維持性を下記表2に従い評価した。
[Evaluation of antifogging property] Samples A and B were
It is not exposed to direct sunlight but is indirectly bright with sunlight, and it is left in a room where people constantly come in and out, and the degree to which the surface becomes dirty and the anti-fog property is reduced is evaluated by the degree of cloudiness when exhalation is blown (Breath test). That is, the sample immediately after the surface is cleaned does not fog even when breath is blown, but when left indoors, the dirt component in the air is adsorbed on the sample surface and becomes cloudy by the breath test.
The time from the start of indoor standing until the start of fogging (antifogging maintenance time) was used as an index of antifogging maintenance. It can be said that the larger this value is, the higher the antifogging maintenance property is. The antifogging maintenance of these samples was evaluated according to Table 2 below.

【0089】さらに、室内放置により防曇性が低下した
(上記呼気テストで曇りが生じた)サンプルに、膜面か
らキセノンランプ光(各サンプル膜紫外線強度0.5m
W/cm2:トプコン株式会社製紫外線強度計「UVR
−2/UD−36」で測定。)を連続して1時間照射
し、水滴接触角低下の大きさを防曇回復性の指標とし
た。なお、0.5mW/cm2 の紫外線(340〜39
5nm)照射強度は、冬季、晴天、正午で北緯35°の
戸外の太陽光からの直射日光に含まれる紫外線強度の約
20%に相当する。この紫外線によって、水滴接触角が
低下するならば、そのサンプルは非常に良好な防曇回復
性を有すると言える。 接触角計(協和界面科学株式会
社製「CA−DT」)を用いて、1時間の光照射の前及
び後の、0.4mgの水滴に対する接触角を測定し、紫
外線照射により接触角がどれだけ低下したかを、(1時
間の光照射の後の接触角の余弦−1)/(光照射前の接
触角の余弦−1)の値で定義する水滴接触角因子を求
め、下記表3に従い防曇回復性の評価を行った。この水
滴接触角因子が小さいほど、光照射による防曇回復性に
優れると言える。
Further, a sample having a lowered anti-fogging property due to being left indoors (having fogging in the above breath test) was subjected to xenon lamp light (each sample film having an ultraviolet intensity of 0.5 m) from the film surface.
W / cm 2 : UV intensity meter “UVR” manufactured by Topcon Corporation
-2 / UD-36 ". ) Was continuously irradiated for one hour, and the magnitude of the decrease in the contact angle of the water droplet was used as an index of the anti-fogging recovery property. In addition, an ultraviolet ray of 0.5 mW / cm 2 (340 to 39)
5 nm) The irradiation intensity corresponds to about 20% of the ultraviolet light intensity included in direct sunlight from outdoor sunlight at 35 ° north latitude at noon in winter, fine weather, and noon. If this UV light reduces the contact angle of the water drop, it can be said that the sample has a very good anti-fogging recovery property. Using a contact angle meter (“CA-DT” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), the contact angle with respect to a 0.4 mg water drop before and after the light irradiation for 1 hour was measured. The water drop contact angle factor defined by the value of (cosine of contact angle -1 after light irradiation for one hour-1) / (cosine of contact angle before light irradiation -1) is determined as shown in Table 3 below. The antifogging recovery property was evaluated in accordance with the following. It can be said that the smaller the water contact angle factor, the better the anti-fogging recovery property by light irradiation.

【0090】[0090]

【表2】 ──────────────────────────── 評価 防曇性維持期間 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ◎ 曇らないか、若干のむらが出る程度が9日以上続く ○ 6日以上9日未満 △ 3日以上6日未満 × 3日未満 ────────────────────────────[Table 2] Evaluation Anti-fogging retention period------------------------------------- ---------------◎ No fogging or slight unevenness continues for 9 days or more ○ 6 days to less than 9 days △ 3 days to less than 6 days × less than 3 days ─ ───────────────────────────

【0091】[0091]

【表3】 ────────────────────────────── 防曇回復性 水滴接触角因子 評価 (光照射1時間後の水滴接触角の余弦−1)/(照 射前の水滴接触角の余弦−1) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ◎ 0.1未満 ○ 0.1以上0.3未満 △ 0.3以上0.5未満 × 0.5以上 ──────────────────────────────[Table 3] ────────────────────────────── Anti-fogging recovery property Evaluation of water droplet contact angle factor (1 hour after light irradiation) Cosine of contact angle of waterdrop -1) / (Cosine of contact angle of waterdrop before irradiation -1) --------------------------------------------------------------------------- −− ◎ Less than 0.1 ○ 0.1 or more and less than 0.3 △ 0.3 or more and less than 0.5 × 0.5 or more ──────────────────── ──────────

【0092】上記サンプルA(比較例1)及びB(実施
例1)の各種評価結果を表4に示す。サンプルB(実施
例1)はサンプルA(比較例1)に比して防曇維持性と
防曇回復性が著しく改善されていることが明らかであ
る。
Table 4 shows the results of various evaluations of Samples A (Comparative Example 1) and B (Example 1). It is clear that Sample B (Example 1) has significantly improved antifogging retention and antifogging recovery as compared to Sample A (Comparative Example 1).

【0093】[0093]

【表4】 ───────────────────────────────── サ ン 防曇 水滴接触角 防曇性評価 防汚性 プ 維持時間 因子 ──────── 評価 ル (日) 維持性 回復性 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例 1 B 12.3 0.09 ◎ ◎ ◎ 2 C 9.5 0.15 ◎ ○ ○ 3 D 9.8 0.43 ◎ △ ○ 4 E 11.0 0.08 ◎ ◎ ◎ 5 F 4.5 0.09 △ ◎ ○ 6 G 3.0 0.31 △ △ △ 7 H 8.0 0.05 ○ ◎ ◎ 8 I 9.7 0.15 ◎ ○ ◎ 9 J 15.3 0.03 ◎ ◎ ○ 10 K 14.7 0.30 ◎ ○ ○ 11 L 10.3 0.28 ◎ ○ ○ 12 N 38.3 0.07 ◎ ◎ ○ 13 O 38.2 0.01 ◎ ◎ ◎ 14 Q 9.5 0.20 ◎ ○ ◎ 15 R 20.5 0.25 ◎ ○ ○ 16 S 7.0 0.15 ○ ○ ○ 17 W 9.3 0.05 ◎ ◎ ◎ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 比較例 1 A 0.5 0.31 × △ × 2 T 5.2 0.55 △ × △ 3 U 5.5 0.50 △ × △ 4 V 1.1 0.51 × △ △ ─────────────────────────────────[Table 4] ─────────────────────────────────San antifogging Water drop contact angle Antifogging evaluation Antifoulingプ 維持 時間 ──────── ──────── ──────── ──────── 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日 日−−−−− Example 1B 12.3 0.09 ◎ ◎ ◎ 2C 9.5 0.15 ◎ ○ ○ 3 D 9.8 0.43 ◎ △ ○ 4 E 11.0 0.08 ◎ ◎ ◎ 5F 4.5 0.09 △ ◎ ○ 6 G 3.0 0.31 △ △ △ 7 H 8.0 0.05 ○ ◎ ◎ 8 I 9.7 0.15 ◎ ○ ◎ 9 J 15.3 0.03 ◎ ◎ ○ 10 K 14.7 0.30 ◎ ○ ○ 11 L 10.3 0.28 ◎ ○ ○ 12 N 38.3 0.07 ◎ ◎ ○ 13 O 38.2 0.01 ◎ ◎ ◎ ◎ 14 Q 9.5 0.20 ◎ ○ ◎ 15 R 20.5 0.25 ◎ ○ ○ 16 S 7.0 0.15 ○ ○ ○ 17 W 9.3 0.05 ◎ ◎ ◎ −−−−−−−−−−−−−−− −−−−−−−−−−−−−−−−−−− Comparative Example 1 A 0.5 0.31 × Δ × 2 T 5.2 0.55 Δ × Δ 3 U 5.5 0.50 △ × △ 4 V 1.1 0.51 × △ △ ─────────────────────────────────

【0094】[防汚性評価]防汚性を以下の屋外曝露試
験によって行った。兵庫県伊丹市で屋外にサンプル板を
垂直に設置して、雨水がサンプル板表面を流れ落ちる軒
下垂直面を模した環境下で、7月〜12月の6カ月間曝
露試験を行い、試験後のサンプル板の汚染状態評価を、
下記表5の基準による目視評価にて行った。
[Evaluation of antifouling property] The antifouling property was evaluated by the following outdoor exposure test. A sample plate was installed vertically in Itami City, Hyogo Prefecture, and an exposure test was conducted for 6 months from July to December in an environment simulating a vertical surface under the eaves where rainwater flows down the sample plate surface. Evaluation of contamination status of sample plate
The evaluation was made by visual evaluation according to the criteria in Table 5 below.

【0095】[0095]

【表5】 ───────────────────────── 防汚性 評価 汚染状態 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ◎ ほとんど汚れが気にならない ○ 若干汚れており、薄く筋状汚れが見える △ 汚れており、筋状汚れが目立つ × 汚れが著しく、筋状汚れがかなり目立つ ─────────────────────────[Table 5] ───────────────────────── Evaluation of antifouling property Pollution state −−−−−−−−−−−−−−−− ----------◎ Almost no noticeable dirt ○ Slightly dirt, thin streak is visible △ Dirt, streak is noticeable × Dirt is remarkable, streak is noticeable ─────────────────────────

【0096】上記サンプルA(比較例1)及びB(実施
例1)の防汚性評価結果を表4に示す。サンプルB(実
施例1)はサンプルA(比較例1)に比して防汚性が著
しく改善されていることが明らかである。
Table 4 shows the results of evaluating the antifouling properties of Samples A (Comparative Example 1) and B (Example 1). It is clear that the antifouling property of Sample B (Example 1) is significantly improved as compared with Sample A (Comparative Example 1).

【0097】[実施例2] [オーバーコート層(シリカ膜)の形成]実施例1で作
製したサンプルA上に以下に述べる方法で、凹凸状シリ
カオーバーコート層を形成した。2−プロパノール9
9.94gにエチルシリケートの加水分解縮重合液(商
品名:HAS−10、コルコート株式会社製、シリカ含
有率10重量%)0.3gとシリカコロイド(商品名:
IPA−ST、日産化学工業株式会社製、粒子径10〜
20nm、シリカ含有率30重量%)0.3gを加え、
室温で約1時間撹拌することによりコーティング液を得
た。コーティング液中には、エチルシリケートが、バイ
ンダー用シリカに換算して、シリカ微粒子に対して重量
比で33%の割合で含有されていた。実施例1記載の方
法と同じ方法でサンプルA上に上記コーティング液を塗
布し、100℃で30分間乾燥することにより、シリカ
オーバーコート薄膜を形成させた。このようにして得ら
れたサンプルをC(ガラス基板/アルカリ遮断シリカ膜
/酸化チタン膜/凹凸状シリカオーバーコート薄膜)と
する。原子間力顕微鏡による測定の結果、サンプルCの
表面は算術平均粗さ(Ra)が12nmでありかつ凹凸
の平均間隔(Sm)は150nmである凹凸表面となっ
ていた。また、ESCAによりこのシリカオーバーコー
ト層の平均厚みを求めたところ約10nmであった。
[Example 2] [Formation of overcoat layer (silica film)] An uneven silica overcoat layer was formed on sample A prepared in Example 1 by the method described below. 2-propanol 9
To 9.94 g, 0.3 g of a hydrolytic condensation polymerization solution of ethyl silicate (trade name: HAS-10, manufactured by Colcoat Co., Ltd., silica content: 10% by weight) and silica colloid (trade name:
IPA-ST, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., particle size 10
0.3 g of 20 nm, silica content 30% by weight)
The coating solution was obtained by stirring at room temperature for about 1 hour. Ethyl silicate was contained in the coating liquid at a ratio of 33% by weight relative to the silica fine particles in terms of silica for the binder. The coating solution was applied onto Sample A in the same manner as described in Example 1, and dried at 100 ° C. for 30 minutes to form a silica overcoat thin film. The sample thus obtained is designated as C (glass substrate / alkali blocking silica film / titanium oxide film / irregular silica overcoat thin film). As a result of measurement with an atomic force microscope, the surface of Sample C was an uneven surface having an arithmetic average roughness (Ra) of 12 nm and an average interval (Sm) of unevenness of 150 nm. The average thickness of this silica overcoat layer determined by ESCA was about 10 nm.

【0098】サンプルCの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。比較例1と比べて、防曇防汚性能が向上し
ていることが明らかである。
Table 4 shows the results of evaluating the various antifogging and antifouling performances of Sample C. It is clear that the antifogging and antifouling performance is improved as compared with Comparative Example 1.

【0099】[実施例3] [オーバーコート層(アルミナ−シリカ膜)の形成]実
施例1で作製したサンプルA上に以下に述べる方法で、
凹凸状オーバーコート層を形成した。エタノール99.
71gにテトラエトキシシラン0.25gとアルミナコ
ロイド(商品名:アルミナゾル520、日産化学工業株
式会社製、粒子径40〜50nm、アルミナ含有率20
%)0.2gを加え、室温で約1時間撹拌することによ
りコーティング液を得た。コーティング液中には、テト
ラエトキシシラン由来のバインダーがシリカ換算で、ア
ルミナ微粒子に対して重量比で180%の割合で含有さ
れていた。実施例1記載の方法と同じ方法で塗布し、2
50℃で30分間熱処理することにより、アルミナ−シ
リカオーバーコート薄膜を形成させた。このようにして
得られたサンプルをD(ガラス基板/アルカリ遮断シリ
カ膜/酸化チタン膜/凹凸状オーバーコート薄膜)とす
る。原子間力顕微鏡による測定の結果、サンプルDの表
面は算術平均粗さ(Ra)が3nmでありかつ凹凸の平
均間隔(Sm)は300nmである凹凸表面となってい
た。また、ESCAによりこのオーバーコート層の平均
厚みを測定したところ約10nmであった。
[Example 3] [Formation of overcoat layer (alumina-silica film)] On sample A prepared in Example 1, a method described below was used.
An uneven overcoat layer was formed. Ethanol 99.
To 71 g, 0.25 g of tetraethoxysilane and an alumina colloid (trade name: alumina sol 520, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., particle diameter 40 to 50 nm, alumina content 20)
%) And stirred at room temperature for about 1 hour to obtain a coating liquid. The coating liquid contained a binder derived from tetraethoxysilane at a weight ratio of 180% with respect to the alumina fine particles in terms of silica. Apply the same method as described in Example 1
An alumina-silica overcoat thin film was formed by performing a heat treatment at 50 ° C. for 30 minutes. The sample thus obtained is designated as D (glass substrate / alkali blocking silica film / titanium oxide film / irregular overcoat thin film). As a result of measurement with an atomic force microscope, the surface of the sample D was an uneven surface having an arithmetic average roughness (Ra) of 3 nm and an average interval (Sm) of unevenness of 300 nm. The average thickness of this overcoat layer measured by ESCA was about 10 nm.

【0100】サンプルDの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。比較例1と比べて、防曇防汚性能が向上し
ていることが明らかである。
Table 4 shows the results of evaluating the various antifogging and antifouling performances of Sample D. It is clear that the antifogging and antifouling performance is improved as compared with Comparative Example 1.

【0101】[実施例4] [オーバーコート層(チタニア−シリカ膜)の形成]実
施例1で作製したサンプルA上に以下に述べる方法で、
凹凸状オーバーコート層を形成した。エタノール99
7.21gにテトラクロロシラン1.34gとチタニア
コロイド(商品名:CS−N、石原産業株式会社製、粒
子径30〜60nm、チタニア含有率30重量%)0.
45g、鎖状シリカコロイド(平均直径約15nm、平
均長さ約170nm、商品名:スノーテックスOUP、
日産化学工業株式会社製、固形分15重量%)1.0g
を加え、室温で約1時間撹拌してコーティング液を得
た。コーティング液中には、テトラクロロシラン由来の
バインダーがシリカ換算で、チタニア微粒子とシリカ微
粒子の合計に対して重量比で166%の割合で含有され
ていた。実施例1記載の方法と同じ方法で塗布し、室温
で乾燥することにより、チタニア−シリカオーバーコー
ト薄膜を形成させた。このようにして得られたサンプル
をサンプルE(ガラス基板/アルカリ遮断シリカ膜/酸
化チタン膜/凹凸状オーバーコート薄膜)とする。原子
間力顕微鏡による測定の結果、サンプルEの表面は算術
平均粗さ(Ra)が35nmでありかつ凹凸の平均間隔
(Sm)は40nmである凹凸表面となっていた。ま
た、ESCAによりこのオーバーコート層の平均厚みを
求めたところ約8nmであった。
[Example 4] [Formation of overcoat layer (titania-silica film)] On sample A prepared in Example 1, a method described below was used.
An uneven overcoat layer was formed. Ethanol 99
1.34 g of tetrachlorosilane and titania colloid (trade name: CS-N, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd., particle size 30 to 60 nm, titania content 30% by weight) are added to 7.21 g.
45 g, chain silica colloid (average diameter: about 15 nm, average length: about 170 nm, trade name: Snowtex OUP,
1.0 g, solid content 15% by weight, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.
Was added and stirred at room temperature for about 1 hour to obtain a coating liquid. The coating liquid contained a binder derived from tetrachlorosilane at a ratio of 166% by weight in terms of silica, based on the total weight of the titania fine particles and the silica fine particles. It was applied in the same manner as described in Example 1 and dried at room temperature to form a titania-silica overcoat thin film. The sample thus obtained is referred to as Sample E (glass substrate / alkali blocking silica film / titanium oxide film / irregular overcoat thin film). As a result of measurement with an atomic force microscope, the surface of the sample E was an irregular surface having an arithmetic average roughness (Ra) of 35 nm and an average interval (Sm) of irregularities of 40 nm. The average thickness of this overcoat layer determined by ESCA was about 8 nm.

【0102】サンプルEの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。優れた防曇防汚性能を有することが明らか
である。
Table 4 shows the results of evaluating various antifogging and antifouling performances of Sample E. It is clear that it has excellent antifogging and antifouling performance.

【0103】[実施例5] [オーバーコート層(シリカ膜)の形成]実施例1で作
製したサンプルA上に以下に述べる方法で、網目状シリ
カオーバーコート層を形成した。2−プロパノール9
9.94gにエチルシリケートの加水分解縮重合液(商
品名:HAS−10、コルコート株式会社製、シリカ含
有率10重量%)0.03gとシリカコロイド(商品
名:IPA−ST、日産化学工業株式会社製、粒子径1
0〜20nm、シリカ含有率30重量%)0.03gを
加え、室温で約1時間撹拌することによりコーティング
液を得た。コーティング液中には、エチルシリケート
が、バインダー用シリカに換算して、シリカ微粒子に対
して重量比で33%の割合で含有されていた。実施例1
記載の方法と同じ方法でサンプルA上に上記コーティン
グ液を塗布し、100℃で30分間乾燥することによ
り、シリカオーバーコート薄膜を形成させた。このよう
にして得られたサンプルをF(ガラス基板/アルカリ遮
断シリカ膜/酸化チタン膜/網目状シリカオーバーコー
ト薄膜)とする。原子間力顕微鏡による測定の結果、サ
ンプルFの表面は算術平均粗さ(Ra)が5nmであり
かつ凹凸の平均間隔(Sm)は100nmである凹凸表
面となっていた。また電子顕微鏡でサンプルFの表面を
観察したところ、シリカオーバーコートは網目状(網目
の穴の平均直径約100nm)になっており、下地の光
触媒層が観察された。光触媒層表面積の約50%がシリ
カで被覆されずに露出していることが画像解析技術を用
いることにより判明した。また、ESCAによりこのシ
リカオーバーコート層の平均厚みを求めたところ約2n
mであった。
[Example 5] [Formation of overcoat layer (silica film)] A mesh-like silica overcoat layer was formed on sample A prepared in Example 1 by the method described below. 2-propanol 9
0.03 g of a hydrolytic condensation polymerization solution of ethyl silicate (trade name: HAS-10, manufactured by Colcoat Co., Ltd., silica content: 10% by weight) and silica colloid (trade name: IPA-ST, Nissan Chemical Industry Co., Ltd.) in 9.94 g Made by company, particle size 1
(0-20 nm, silica content 30% by weight) was added and stirred at room temperature for about 1 hour to obtain a coating liquid. Ethyl silicate was contained in the coating liquid at a ratio of 33% by weight relative to the silica fine particles in terms of silica for the binder. Example 1
The coating solution was applied onto Sample A in the same manner as described above, and dried at 100 ° C. for 30 minutes to form a silica overcoat thin film. The sample thus obtained is designated as F (glass substrate / alkali blocking silica film / titanium oxide film / reticular silica overcoat thin film). As a result of measurement by an atomic force microscope, the surface of Sample F was an uneven surface having an arithmetic average roughness (Ra) of 5 nm and an average interval (Sm) of unevenness of 100 nm. Observation of the surface of Sample F with an electron microscope revealed that the silica overcoat had a mesh shape (average diameter of mesh holes was about 100 nm), and the underlying photocatalytic layer was observed. It was found by using an image analysis technique that about 50% of the surface area of the photocatalyst layer was exposed without being coated with silica. The average thickness of this silica overcoat layer was determined by ESCA to be about 2n.
m.

【0104】サンプルFの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。比較例1と比べて、防曇防汚性能が向上し
ていることが明らかである。
Table 4 shows the results of evaluating various antifogging and antifouling performances of Sample F. It is clear that the antifogging and antifouling performance is improved as compared with Comparative Example 1.

【0105】[実施例6] [オーバーコート層(アルミナ−シリカ膜)の形成]実
施例1で作製したサンプルA上に以下に述べる方法で、
網目状オーバーコート層を形成した。エタノール99.
71gにテトラエトキシシラン0.25gとアルミナコ
ロイド(商品名:アルミナゾル520、日産化学工業株
式会社製、粒子径40〜50nm、アルミナ含有率20
%)0.2gを加え、室温で約1時間撹拌して原液とし
た。この原液をエタノールで100倍に希釈することに
よりコーティング液を得た。コーティング液中には、テ
トラエトキシシラン由来のバインダーがシリカ換算で、
アルミナ微粒子に対して重量比で180%の割合で含有
されていた。実施例1記載の方法と同じ方法で塗布し、
250℃で30分間熱処理することにより、アルミナ−
シリカオーバーコート薄膜を形成させた。このようにし
て得られたサンプルをG(ガラス基板/アルカリ遮断シ
リカ膜/酸化チタン膜/網目状オーバーコート薄膜)と
する。原子間力顕微鏡による測定の結果、サンプルGの
表面は算術平均粗さ(Ra)が0.6nmでありかつ凹
凸の平均間隔(Sm)は300nmである凹凸表面とな
っていた。また電子顕微鏡でサンプルGの表面を観察し
たところ、オーバーコートは網目状(網目の穴の平均直
径約1000nm)になっており、下地の光触媒層が観
察された。光触媒層表面積の約80%がオーバーコート
層で被覆されずに露出していることが画像解析技術を用
いることにより判明した。また、コーティング液濃度か
らこのオーバーコート層の平均厚みを推測したところ約
0.1nmであった。
[Example 6] [Formation of overcoat layer (alumina-silica film)] On the sample A prepared in Example 1, a method described below was used.
A reticulated overcoat layer was formed. Ethanol 99.
To 71 g, 0.25 g of tetraethoxysilane and an alumina colloid (trade name: alumina sol 520, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., particle diameter 40 to 50 nm, alumina content 20)
%) And stirred at room temperature for about 1 hour to obtain a stock solution. This stock solution was diluted 100-fold with ethanol to obtain a coating solution. In the coating solution, a binder derived from tetraethoxysilane is converted into silica,
It was contained at a weight ratio of 180% to the alumina fine particles. Coating in the same manner as described in Example 1,
By heat treatment at 250 ° C. for 30 minutes, alumina
A silica overcoat thin film was formed. The sample thus obtained is referred to as G (glass substrate / alkali blocking silica film / titanium oxide film / network overcoat thin film). As a result of measurement with an atomic force microscope, the surface of Sample G was an uneven surface having an arithmetic average roughness (Ra) of 0.6 nm and an average interval (Sm) of unevenness of 300 nm. Observation of the surface of Sample G with an electron microscope revealed that the overcoat had a mesh shape (average diameter of mesh holes was about 1000 nm), and the underlying photocatalytic layer was observed. It was found by using the image analysis technique that about 80% of the surface area of the photocatalyst layer was exposed without being covered with the overcoat layer. Further, when the average thickness of the overcoat layer was estimated from the coating solution concentration, it was about 0.1 nm.

【0106】サンプルGの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。比較例1と比べて、防曇防汚性能が向上し
ていることが明らかである。
Table 4 shows the results of evaluating the various antifogging and antifouling performances of Sample G. It is clear that the antifogging and antifouling performance is improved as compared with Comparative Example 1.

【0107】[実施例7] [オーバーコート層(ジルコニア−シリカ膜)の形成]
実施例1で作製したサンプルA上に以下に述べる方法
で、網目状オーバーコート層を形成した。アルコール
(エタノール85.5重量%、1−プロパノール9.6
重量%、2−プロパノール4.9重量%、商品名:AP
−7、日本化成品株式会社製)99.33gにエチルシ
リケートの加水分解縮重合液(商品名:HAS−10、
コルコート株式会社製、シリカ含有率10重量%)0.
50gとジルコニアコロイド(商品名:NZS−30
A、日産化学工業株式会社製、粒子径40〜50nm、
ジルコニア含有率30%)0.17gを加え、室温で約
1時間撹拌して原液とした。別に、0.01gの塩化ア
ルミニウムを500gのエタノールに溶解させた溶液を
作製し、この溶液で先の原液を5倍に希釈することによ
りコーティング液を得た。コーティング液中には、エチ
ルシリケート由来のバインダーがシリカ換算で、ジルコ
ニア微粒子に対して重量比で98%の割合で含有されて
いた。実施例1記載の方法と同じ方法で塗布し、500
℃で1時間熱処理することにより、ジルコニア−シリカ
オーバーコート薄膜を形成させた。このようにして得ら
れたサンプルをH(ガラス基板/アルカリ遮断シリカ膜
/酸化チタン膜/網目状オーバーコート薄膜)とする。
原子間力顕微鏡による測定の結果、サンプルHの表面は
算術平均粗さ(Ra)が8nmでありかつ凹凸の平均間
隔(Sm)は80nmである凹凸表面となっていた。ま
た電子顕微鏡でサンプルHの表面を観察したところ、オ
ーバーコートは網目状(網目の穴の平均直径約90n
m)になっており、下地の光触媒層が観察された。光触
媒層表面積の約50%がオーバーコートで被覆されずに
露出していることが画像解析技術を用いることにより判
明した。また、ESCAによりこのオーバーコート層の
平均厚みを求めたところ約2nmであった。
[Example 7] [Formation of overcoat layer (zirconia-silica film)]
A reticulated overcoat layer was formed on Sample A prepared in Example 1 by the method described below. Alcohol (ethanol 85.5% by weight, 1-propanol 9.6)
% By weight, 4.9% by weight of 2-propanol, trade name: AP
-7, manufactured by Nippon Kaseihin Co., Ltd.) 99.33 g of a hydrolytic polycondensation solution of ethyl silicate (trade name: HAS-10,
Colcoat Co., Ltd., silica content 10% by weight).
50 g and zirconia colloid (trade name: NZS-30)
A, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., particle size 40-50 nm,
0.17 g of zirconia (30% zirconia content) was added, and the mixture was stirred at room temperature for about 1 hour to prepare a stock solution. Separately, a solution was prepared by dissolving 0.01 g of aluminum chloride in 500 g of ethanol, and the stock solution was diluted 5-fold with this solution to obtain a coating solution. In the coating liquid, a binder derived from ethyl silicate was contained in a ratio of 98% by weight relative to zirconia fine particles in terms of silica. Coating was performed in the same manner as described in Example 1, and 500
By heat-treating at 1 ° C. for 1 hour, a zirconia-silica overcoat thin film was formed. The sample thus obtained is designated as H (glass substrate / alkali-blocking silica film / titanium oxide film / network overcoat thin film).
As a result of measurement with an atomic force microscope, the surface of the sample H was an uneven surface having an arithmetic average roughness (Ra) of 8 nm and an average interval (Sm) of unevenness of 80 nm. Observation of the surface of Sample H with an electron microscope revealed that the overcoat was mesh-like (average diameter of mesh holes was about 90 n).
m), and the underlying photocatalytic layer was observed. It was found by using an image analysis technique that about 50% of the surface area of the photocatalyst layer was exposed without being covered with the overcoat. The average thickness of this overcoat layer determined by ESCA was about 2 nm.

【0108】サンプルHの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。優れた防曇防汚性能を有することが明らか
である。
Table 4 shows the results of evaluating various antifogging and antifouling properties of Sample H. It is clear that it has excellent antifogging and antifouling performance.

【0109】[実施例8] [オーバーコート層(チタニア−シリカ膜)の形成]実
施例1で作製したサンプルA上に以下に述べる方法で、
穴のあいた膜状オーバーコート層を形成した。エタノー
ル498.21gにテトラクロロシラン1.34gとチ
タニアコロイド(商品名:CS−N、石原産業株式会社
製、粒子径30〜60nm、チタニア含有率30重量
%)0.45g、塩化鉄(III)0.002gを加え、
室温で約1時間撹拌してコーティング液を得た。コーテ
ィング液中には、テトラクロロシラン由来のバインダー
がシリカ換算で、チタニア微粒子に対して重量比で35
1%の割合で含有されていた。実施例1記載の方法と同
じ方法で塗布し、室温で乾燥することにより、チタニア
−シリカオーバーコート薄膜を形成させた。このように
して得られたサンプルをI(ガラス基板/アルカリ遮断
シリカ膜/酸化チタン膜/穴のあいた膜状オーバーコー
ト薄膜)とする。原子間力顕微鏡による測定の結果、サ
ンプルIの表面は算術平均粗さ(Ra)が30nmであ
りかつ凹凸の平均間隔(Sm)は50nmである凹凸表
面となっていた。また電子顕微鏡でサンプルIの表面を
観察したところ、オーバーコートは穴のあいた膜状(穴
の平均直径約40nm)になっており、下地の光触媒層
が観察された。光触媒層表面積の約30%がオーバーコ
ートで被覆されずに露出していることが画像解析技術を
用いることにより判明した。また、ESCAによりこの
オーバーコート層の平均厚みを求めたところ約10nm
であった。
[Example 8] [Formation of overcoat layer (titania-silica film)] On the sample A prepared in Example 1, a method described below was used.
A perforated film-like overcoat layer was formed. 1.34 g of tetrachlorosilane and 0.45 g of titania colloid (trade name: CS-N, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd., particle diameter 30 to 60 nm, titania content 30% by weight) are added to 498.21 g of ethanol, and iron (III) chloride 0 0.002 g,
The coating liquid was obtained by stirring at room temperature for about 1 hour. In the coating solution, a binder derived from tetrachlorosilane was converted to silica in a weight ratio of 35 to the titania fine particles.
It was contained at a rate of 1%. It was applied in the same manner as described in Example 1 and dried at room temperature to form a titania-silica overcoat thin film. The sample thus obtained is referred to as I (glass substrate / alkali blocking silica film / titanium oxide film / perforated film-like overcoat thin film). As a result of measurement with an atomic force microscope, the surface of Sample I was an uneven surface having an arithmetic average roughness (Ra) of 30 nm and an average interval (Sm) of unevenness of 50 nm. When the surface of Sample I was observed with an electron microscope, the overcoat was in the form of a film with holes (average diameter of holes: about 40 nm), and the underlying photocatalytic layer was observed. It was found by using an image analysis technique that about 30% of the surface area of the photocatalyst layer was exposed without being covered with the overcoat. The average thickness of this overcoat layer was found to be about 10 nm by ESCA.
Met.

【0110】サンプルIの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。優れた防曇防汚性能を有することが明らか
である。
Table 4 shows the results of evaluating various antifogging and antifouling performances of Sample I. It is clear that it has excellent antifogging and antifouling performance.

【0111】[実施例9] [オーバーコート層(バナジウム化合物添加シリカ膜)
の形成]実施例1で作製したサンプルA上に以下に述べ
る方法で、網目状シリカオーバーコート層を形成した。
アセチルアセトンバナジル0.15gを濃塩酸0.12
gとアルコール(商品名:AP−7、日本化成品株式会
社製)1.23gを加えて溶解しバナジウム添加液とし
た。アルコール(商品名:AP−7、日本化成品株式会
社製)98.40gにテトラクロロシラン0.14gと
上記バナジウム添加液1.46gを加え、室温で約1時
間撹拌することによりコーティング液を得た。実施例1
記載の方法と同じ方法で塗布し、450℃で1時間熱処
理することにより、バナジウム化合物添加シリカオーバ
ーコート薄膜を形成させた。このようにして得られたサ
ンプルをJ(ガラス基板/アルカリ遮断シリカ膜/酸化
チタン膜/バナジウム化合物添加シリカオーバーコート
薄膜)とする。原子間力顕微鏡による測定の結果、サン
プルJの表面は算術平均粗さ(Ra)が50nmであり
かつ凹凸の平均間隔(Sm)は50nmである凹凸表面
となっていた。また電子顕微鏡でサンプルJの表面を観
察したところ、オーバーコートは網目状(網目の穴の平
均直径約30nm)になっており、下地の光触媒層が観
察された。光触媒層表面積の約40%がオーバーコート
で被覆されずに露出していることが画像解析技術を用い
ることにより判明した。また、ESCAによりこのオー
バーコート層の平均厚みを求めたところ約7nmであっ
た。
[Example 9] [Overcoat layer (silica film added with vanadium compound)]
Formation of a network-like silica overcoat layer on Sample A prepared in Example 1 by the method described below.
0.15 g of vanadyl acetylacetone is added to 0.12 of concentrated hydrochloric acid.
g and alcohol (trade name: AP-7, manufactured by Nippon Kaseihin Co., Ltd.) were added and dissolved to obtain a vanadium-added liquid. 0.14 g of tetrachlorosilane and 1.46 g of the above vanadium-added solution were added to 98.40 g of alcohol (trade name: AP-7, manufactured by Nippon Kaseihin Co., Ltd.), and the mixture was stirred at room temperature for about 1 hour to obtain a coating solution. . Example 1
The coating was performed in the same manner as described above, and heat treatment was performed at 450 ° C. for 1 hour to form a vanadium compound-added silica overcoat thin film. The sample thus obtained is referred to as J (glass substrate / alkali blocking silica film / titanium oxide film / vanadium compound-added silica overcoat thin film). As a result of measurement by an atomic force microscope, the surface of Sample J was an uneven surface having an arithmetic average roughness (Ra) of 50 nm and an average interval (Sm) of unevenness of 50 nm. Observation of the surface of Sample J with an electron microscope revealed that the overcoat had a mesh shape (average diameter of mesh holes was about 30 nm), and the underlying photocatalytic layer was observed. It was found by using an image analysis technique that about 40% of the surface area of the photocatalyst layer was exposed without being covered with the overcoat. The average thickness of this overcoat layer determined by ESCA was about 7 nm.

【0112】サンプルJの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。優れた防曇防汚性能を有することが明らか
である。
Table 4 shows the results of evaluating various antifogging and antifouling properties of Sample J. It is clear that it has excellent antifogging and antifouling performance.

【0113】[実施例10] [オーバーコート層(シリカ膜)の形成:ポリマー微粒
子添加法]テトラエトキシシラン3.00gにエタノー
ル76.53gと0.1N塩酸0.70gを加えて約1
時間撹拌し、さらにエタノール1650gを加えて希釈
した。この溶液にポリメチルメタクリレート微粒子水分
散体(商品名:MA03W、日本触媒化学工業株式会社
製、平均粒径0.03μm、微粒子含有率10重量%)
5.0gを添加し、1時間混合してコーティング液とし
た。コーティング液中には、ポリメチルメタクリレート
微粒子がテトラエトキシシラン由来のバインダー(シリ
カ換算)に対して、重量比で約58%の割合で含有され
ていた。
Example 10 [Formation of Overcoat Layer (Silica Film): Addition Method of Polymer Fine Particles] To 3.00 g of tetraethoxysilane, 76.53 g of ethanol and 0.70 g of 0.1N hydrochloric acid were added to prepare about 1%.
The mixture was stirred for an hour, and further diluted by adding 1650 g of ethanol. An aqueous dispersion of polymethyl methacrylate fine particles was added to this solution (trade name: MA03W, manufactured by Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd., average particle size 0.03 μm, fine particle content 10% by weight).
5.0 g was added and mixed for 1 hour to obtain a coating solution. The coating liquid contained polymethyl methacrylate fine particles at a ratio of about 58% by weight relative to a binder (in terms of silica) derived from tetraethoxysilane.

【0114】実施例1で作製したサンプルA上に、スピ
ンコーティング法(1000rpm、10秒、液量4m
l)によりシリカ膜厚が30nmとなるように成膜し室
温で乾燥した。アクリル微粒子を燃焼させ、シリカ膜を
緻密化するため、さらに550℃で1時間焼成すること
によりシリカオーバーコート薄膜を形成させた。このよ
うにして得られたサンプルをK(ガラス基板/アルカリ
遮断シリカ膜/酸化チタン膜/凹凸状シリカオーバーコ
ート薄膜)とする。原子間力顕微鏡による測定の結果、
サンプルKの表面は算術平均粗さ(Ra)が30nmで
ありかつ凹凸の平均間隔(Sm)は30nmである凹凸
表面となっていた。また、ESCAによりこのオーバー
コート層の平均厚みを求めたところ約25nmであっ
た。
The sample A prepared in Example 1 was spin-coated (1000 rpm, 10 seconds, liquid amount 4 m).
The film was formed so as to have a silica film thickness of 30 nm according to 1) and dried at room temperature. In order to burn the acrylic fine particles and densify the silica film, it was further baked at 550 ° C. for 1 hour to form a silica overcoat thin film. The sample thus obtained is designated as K (glass substrate / alkali blocking silica film / titanium oxide film / irregular silica overcoat thin film). As a result of measurement with an atomic force microscope,
The surface of Sample K was an uneven surface having an arithmetic average roughness (Ra) of 30 nm and an average interval (Sm) of unevenness of 30 nm. The average thickness of this overcoat layer determined by ESCA was about 25 nm.

【0115】サンプルKの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。優れた防曇防汚性能を有することが明らか
である。
Table 4 shows the results of evaluating the various antifogging and antifouling performances of Sample K. It is clear that it has excellent antifogging and antifouling performance.

【0116】[実施例11] [オーバーコート層(シリカ膜)の形成:ポリマー微粒
子添加法]テトラエトキシシラン3.00gにエタノー
ル76.53gと0.1N塩酸0.70gを加えて約1
時間撹拌し、さらにエタノール1650gを加えて希釈
した。この溶液にアクリル微粒子微粉末(商品名:GL
300、綜研化学株式会社製、粒径0.1μmの架橋タ
イプのアクリル微粒子)0.17gを添加し、ホモジナ
イザーで分散させてコーティング液とした。コーティン
グ液中には、アクリル微粒子がテトラエトキシシラン由
来のバインダー(シリカ換算)に対して、重量比で約2
0%の割合で含有されていた。
Example 11 [Formation of Overcoat Layer (Silica Film): Method for Adding Polymer Fine Particles] To 3.00 g of tetraethoxysilane, 76.53 g of ethanol and 0.70 g of 0.1N hydrochloric acid were added to prepare about 1%.
The mixture was stirred for an hour, and further diluted by adding 1650 g of ethanol. Acrylic fine particles (trade name: GL)
0.17 g of a cross-linked acrylic fine particle having a particle size of 0.1 μm (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) was added and dispersed with a homogenizer to obtain a coating liquid. In the coating liquid, the acrylic fine particles are about 2 parts by weight relative to the binder (in terms of silica) derived from tetraethoxysilane.
It was contained at a rate of 0%.

【0117】実施例1で作製したサンプルA上に、スピ
ンコーティング法(1000rpm、10秒、液量4m
l)によりシリカ膜厚が30nmとなるように成膜し室
温で乾燥した。アクリル微粒子を燃焼させ、シリカ膜を
緻密化するため、さらに600℃で焼成することにより
シリカオーバーコート薄膜を形成させた。このようにし
て得られたサンプルをL(ガラス基板/アルカリ遮断シ
リカ膜/酸化チタン膜/穴のあいた膜状シリカオーバー
コート薄膜)とする。原子間力顕微鏡による測定の結
果、サンプルLの表面は算術平均粗さ(Ra)が15n
mでありかつ凹凸の平均間隔(Sm)は200nmであ
る凹凸表面となっていた。また電子顕微鏡でサンプルL
の表面を観察したところ、オーバーコートは穴のあいた
膜状(穴の平均直径約100nm)になっており、下地
の光触媒層が観察された。光触媒層表面積の約15%が
オーバーコートで被覆されずに露出していることが画像
解析技術を用いることにより判明した。また、ESCA
によりこのオーバーコート層の平均厚みを求めたところ
約20nmであった。
The sample A prepared in Example 1 was spin-coated (1000 rpm, 10 seconds, liquid amount 4 m).
The film was formed so as to have a silica film thickness of 30 nm according to 1) and dried at room temperature. In order to burn the acrylic fine particles and densify the silica film, firing was further performed at 600 ° C. to form a silica overcoat thin film. The sample thus obtained is referred to as L (glass substrate / alkali blocking silica film / titanium oxide film / perforated film-like silica overcoat thin film). As a result of measurement with an atomic force microscope, the surface of the sample L had an arithmetic average roughness (Ra) of 15 n.
m and the average interval (Sm) of the irregularities was 200 nm. In addition, sample L
As a result, the overcoat was in the form of a film with holes (average diameter of holes: about 100 nm), and the underlying photocatalytic layer was observed. It was found by using an image analysis technique that about 15% of the surface area of the photocatalyst layer was exposed without being covered with the overcoat. Also, ESCA
As a result, the average thickness of this overcoat layer was determined to be about 20 nm.

【0118】サンプルLの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。優れた防曇防汚性能を有することが明らか
である。
Table 4 shows the results of evaluating various antifogging and antifouling performances of Sample L. It is clear that it has excellent antifogging and antifouling performance.

【0119】[実施例12] [アルカリ遮断膜(シリカ−ジルコニア薄膜)の形成]
ジルコニウムブトキシド5重量部をアセト酢酸エチル1
重量部に加え、30℃で2時間撹拌した。これをA液と
する。一方別に、テトラエトキシシラン50重量部、2
−プロパノール1000重量部、1Nの硝酸2.5重量
部、及び水50重量部を加え、30℃で2時間撹拌し
た。これをB液とする。A液とB液を混合し、50℃で
3時間、さらに30℃で1日間、それぞれ撹拌養生し
て、アルカリ遮断膜用ゾル液を得た。
[Example 12] [Formation of alkali barrier film (silica-zirconia thin film)]
5 parts by weight of zirconium butoxide was added to ethyl acetoacetate 1
The mixture was stirred at 30 ° C. for 2 hours. This is designated as solution A. Separately, 50 parts by weight of tetraethoxysilane, 2
-1000 parts by weight of propanol, 2.5 parts by weight of 1N nitric acid and 50 parts by weight of water were added, and the mixture was stirred at 30 ° C for 2 hours. This is designated as solution B. The solution A and the solution B were mixed and agitated and cured at 50 ° C. for 3 hours and further at 30 ° C. for 1 day to obtain a sol solution for an alkali barrier film.

【0120】酸化セリウム系研磨剤で表面研磨・洗浄
し、さらに純水中で超音波洗浄を行い乾燥したソーダラ
イム珪酸塩ガラス板(65mm×150mm×3mm)
を、上記アルカリ遮断膜用ゾル液に浸漬し、ガラス板を
10cm/分の速度で引き上げてゾルを塗布した。その
後、これを室温で数分間乾燥させ、さらに500℃で3
時間熱処理し、厚み約30nmのシリカ−ジルコニア薄
膜(シリカ92重量%、ジルコニア8重量%)が形成さ
れたガラス板を得た。
A soda lime silicate glass plate (65 mm × 150 mm × 3 mm) which has been subjected to surface polishing and washing with a cerium oxide-based abrasive, further subjected to ultrasonic washing in pure water and dried.
Was immersed in the sol solution for an alkali barrier film, and the sol was applied by pulling up the glass plate at a speed of 10 cm / min. Then, it is dried at room temperature for several minutes,
Heat treatment was performed for a time to obtain a glass plate on which a silica-zirconia thin film (silica 92% by weight, zirconia 8% by weight) with a thickness of about 30 nm was formed.

【0121】[バナジウム化合物添加酸化チタン微粒子
分散シリカ薄膜の形成]次に、ゾルゲル法によるバナジ
ウム添加酸化チタン微粒子分散シリカ薄膜のコーティン
グ法について説明する。1.00gのアセチルアセトン
バナジルに0.79gの35%塩酸と8.21gのアル
コール(商品名:AP−7、日本化成品株式会社製)を
加えて溶解しバナジウム添加液とした。95.00gの
アルコール(商品名:AP−7、日本化成品株式会社
製)に0.34gのテトラクロロシランと2.00gの
チタニア微粒子分散液(商品名:ST−K01、石原産
業株式会社製)と2.66gの前記バナジウム添加液を
加え、室温で約2時間混合することによりコーティング
液を得た。このコーティング液を用い、上記シリカ−ジ
ルコニア膜付きソーダライム珪酸塩ガラス基板に、実施
例1記載のフローコーティング法にて膜を形成した後、
室温で乾燥、500℃で1時間熱処理することにより、
サンプルM(ガラス基板/シリカ−ジルコニア薄膜/バ
ナジウム化合物添加酸化チタン微粒子分散シリカ薄膜)
を得た。
[Formation of Vanadium Compound Added Titanium Oxide Fine Particle Dispersed Silica Thin Film] Next, a method of coating a vanadium added titanium oxide fine particle dispersed silica thin film by a sol-gel method will be described. 0.79 g of 35% hydrochloric acid and 8.21 g of alcohol (trade name: AP-7, manufactured by Nippon Kasei Chemical Co., Ltd.) were added to 1.00 g of acetylacetone vanadyl and dissolved to prepare a vanadium-added liquid. Dispersion of 0.34 g of tetrachlorosilane and 2.00 g of titania fine particles (trade name: ST-K01, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) in 95.00 g of alcohol (trade name: AP-7, manufactured by Nippon Kasei) And 2.66 g of the vanadium-added solution were added and mixed at room temperature for about 2 hours to obtain a coating solution. Using this coating solution, a film was formed on the soda lime silicate glass substrate with the silica-zirconia film by the flow coating method described in Example 1,
By drying at room temperature and heat-treating at 500 ° C for 1 hour,
Sample M (Glass substrate / Silica-zirconia thin film / Vanadium compound added titanium oxide fine particle dispersed silica thin film)
I got

【0122】サンプルMの酸化バナジウム添加酸化チタ
ン微粒子分散シリカ薄膜は、約60nmの厚みを有し、
酸化珪素39重量%、酸化チタン39重量%、バナジウ
ム化合物(V25換算)22重量%の組成からなり、V
/Ti=0.5(原子比)であった。
The vanadium oxide-added titanium oxide fine particle-dispersed silica thin film of Sample M has a thickness of about 60 nm,
It has a composition of 39% by weight of silicon oxide, 39% by weight of titanium oxide, and 22% by weight of a vanadium compound (in terms of V 2 O 5 ).
/Ti=0.5 (atomic ratio).

【0123】[オーバーコート層(シリカ膜)の形成]
サンプルMの上に、以下に述べる方法で、シリカオーバ
ーコート層を形成した。エタノール98.9g、エチル
シリケートの加水分解縮重合液(商品名:HAS−1
0、コルコート株式会社製、シリカ分10重量%)0.
5g、鎖状シリカコロイド(平均直径約15nm、平均
長さ約170nm、商品名:スノーテックスOUP、日
産化学工業株式会社製、固形分15重量%)0.6gを
混合し、室温で約1時間撹拌することによりコーティン
グ液を得た。コーティング液中には、エチルシリケート
が、バインダー用シリカに換算して、シリカ微粒子に対
して重量比で約56%の割合で含有されていた。
[Formation of Overcoat Layer (Silica Film)]
A silica overcoat layer was formed on Sample M by the method described below. 98.9 g of ethanol, a hydrolytic condensation polymerization solution of ethyl silicate (trade name: HAS-1)
0, manufactured by Colcoat Co., Ltd., silica content 10% by weight).
5 g, 0.6 g of chain silica colloid (average diameter: about 15 nm, average length: about 170 nm, trade name: Snowtex OUP, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., solid content: 15% by weight) are mixed, and the mixture is mixed at room temperature for about 1 hour. The coating liquid was obtained by stirring. In the coating liquid, ethyl silicate was contained in a ratio of about 56% by weight relative to the silica fine particles in terms of silica for the binder.

【0124】実施例1記載のフローコート法と同様の方
法により、サンプルM表面に上記コーティング液をコー
ティングし、500℃で1時間熱処理して、サンプルN
(ガラス基板/シリカ−ジルコニア薄膜/酸化バナジウ
ム添加酸化チタン微粒子分散シリカ薄膜/凹凸シリカオ
ーバーコート層:実施例12)を得た。原子間力顕微鏡
による測定の結果、サンプルNの表面は算術平均粗さ
(Ra)が40nmでありかつ凹凸の平均間隔(Sm)
は70nmである凹凸表面となっていた。また、ESC
Aによりこのシリカオーバーコート層の平均厚みを求め
たところ約15nmであった。サンプルN(実施例1
2)の各種防曇防汚性能評価結果を表4に示す。凹凸状
のシリカオーバーコート層形成によりより優れた防曇防
汚性を有することが明らかである。
In the same manner as the flow coating method described in Example 1, the surface of the sample M was coated with the above coating solution, and heat-treated at 500 ° C. for 1 hour.
(Glass substrate / silica-zirconia thin film / vanadium oxide-added titanium oxide fine particle-dispersed silica thin film / uneven silica overcoat layer: Example 12) was obtained. As a result of the measurement using an atomic force microscope, the surface of the sample N had an arithmetic average roughness (Ra) of 40 nm and an average interval of unevenness (Sm).
Had an uneven surface of 70 nm. Also, ESC
The average thickness of this silica overcoat layer was determined by A to be about 15 nm. Sample N (Example 1
Table 4 shows the evaluation results of the various antifogging and antifouling performances of 2). It is apparent that the formation of the uneven silica overcoat layer has better antifogging and antifouling properties.

【0125】[実施例13] [オーバーコート層(シリカ膜)の形成]実施例12で
得られたサンプルMの上に、以下に述べる方法で、シリ
カオーバーコート層を形成した。エタノール99.1
g、エチルシリケートの加水分解縮重合液(商品名:H
AS−10、コルコート株式会社製、シリカ分10重量
%)0.7g、鎖状シリカコロイド(平均直径約15n
m、平均長さ約170nm、商品名:スノーテックスO
UP、日産化学工業株式会社製、固形分15重量%)
0.2gを混合し、室温で約1時間撹拌することにより
コーティング液を得た。コーティング液中には、エチル
シリケートが、バインダー用シリカに換算して、シリカ
微粒子に対して重量比で232%の割合で含有されてい
た。
[Example 13] [Formation of overcoat layer (silica film)] On sample M obtained in Example 12, a silica overcoat layer was formed by the method described below. Ethanol 99.1
g, ethyl silicate hydrolytic condensation polymerization solution (trade name: H
0.7 g of AS-10, manufactured by Colcoat Co., Ltd., silica content 10% by weight, colloidal silica colloid (average diameter about 15 n)
m, average length about 170 nm, trade name: Snowtex O
UP, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., solid content 15% by weight)
0.2 g was mixed and stirred at room temperature for about 1 hour to obtain a coating liquid. The coating liquid contained ethyl silicate in a ratio of 232% by weight relative to the silica fine particles in terms of silica for the binder.

【0126】実施例1記載のフローコート法と同様の方
法により、サンプルM表面に上記コーティング液をコー
ティングし、500℃で1時間熱処理して、サンプルO
(ガラス基板/シリカ−ジルコニア薄膜/酸化バナジウ
ム添加酸化チタン微粒子分散シリカ薄膜/シリカオーバ
ーコート層:実施例13)を得た。原子間力顕微鏡によ
る測定の結果、サンプルOの表面は算術平均粗さ(R
a)が30nmでありかつ凹凸の平均間隔(Sm)は8
5nmである凹凸表面となっていた。また電子顕微鏡で
サンプルOの表面を観察したところ、シリカオーバーコ
ートは穴のあいた膜状(穴の平均直径約30nm)にな
っており、下地の光触媒層が観察された。光触媒層表面
積の約30%がシリカで被覆されずに露出していること
が画像解析技術を用いることにより判明した。また、E
SCAによりこのシリカオーバーコート層の平均厚みを
求めたところ約10nmであった。サンプルO(実施例
13)の各種防曇防汚性能評価結果を表4に示す。穴の
あいた膜状のシリカオーバーコート層形成によりより優
れた防曇防汚性を有することが明らかである。
In the same manner as in the flow coating method described in Example 1, the surface of Sample M was coated with the above coating solution, and heat-treated at 500 ° C. for 1 hour.
(Glass substrate / silica-zirconia thin film / vanadium oxide-added titanium oxide fine particle-dispersed silica thin film / silica overcoat layer: Example 13) was obtained. As a result of measurement with an atomic force microscope, the surface of sample O was found to have an arithmetic average roughness (R
a) is 30 nm, and the average interval (Sm) of the irregularities is 8
The uneven surface had a thickness of 5 nm. When the surface of Sample O was observed with an electron microscope, the silica overcoat was in the form of a film with holes (average diameter of holes: about 30 nm), and the underlying photocatalytic layer was observed. It was found by using an image analysis technique that about 30% of the surface area of the photocatalyst layer was exposed without being coated with silica. Also, E
The average thickness of this silica overcoat layer determined by SCA was about 10 nm. Table 4 shows the results of evaluating various antifogging and antifouling performances of Sample O (Example 13). It is apparent that the formation of the perforated film-like silica overcoat layer has more excellent antifogging and antifouling properties.

【0127】[実施例14] [アルカリ遮断膜(シリカ−チタニア薄膜)の形成]チ
タンイソプロポキシド2.8重量部をアセチルアセトン
2重量部に加え、30℃で2時間撹拌した。これをA液
とする。一方別に、テトラエトキシシラン50重量部、
2−プロパノール1000重量部、1Nの硝酸2.5重
量部、及び水50重量部を加え、30℃で2時間撹拌し
た。これをB液とする。A液とB液を混合し、50℃で
3時間、さらに30℃で1日間、それぞれ撹拌養生し
て、アルカリ遮断膜用ゾル液を得た。
Example 14 [Formation of Alkali Barrier Film (Silica-Titania Thin Film)] 2.8 parts by weight of titanium isopropoxide was added to 2 parts by weight of acetylacetone, followed by stirring at 30 ° C. for 2 hours. This is designated as solution A. Separately, 50 parts by weight of tetraethoxysilane,
1000 parts by weight of 2-propanol, 2.5 parts by weight of 1N nitric acid, and 50 parts by weight of water were added, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 2 hours. This is designated as solution B. The solution A and the solution B were mixed and agitated and cured at 50 ° C. for 3 hours and further at 30 ° C. for 1 day to obtain a sol solution for an alkali barrier film.

【0128】酸化セリウム系研磨剤で表面研磨・洗浄
し、さらに純水中で超音波洗浄を行い乾燥したソーダラ
イム珪酸塩ガラス板(65mm×150mm×3mm)
を、上記アルカリ遮断膜用ゾル液に浸漬し、ガラス板を
10cm/分の速度で引き上げてゾルを塗布した。その
後、これを室温で数分間乾燥させ、さらに500℃で3
時間熱処理し、厚み約30nmのシリカ−チタニア薄膜
(シリカ96重量%、チタニア4重量%)が形成された
ガラス板を得た。
A soda lime silicate glass plate (65 mm × 150 mm × 3 mm) which has been subjected to surface polishing and washing with a cerium oxide-based abrasive and further subjected to ultrasonic washing in pure water and dried.
Was immersed in the sol solution for an alkali barrier film, and the sol was applied by pulling up the glass plate at a speed of 10 cm / min. Then, it is dried at room temperature for several minutes,
Heat treatment was performed for a time to obtain a glass plate on which a silica-titania thin film (96% by weight of silica, 4% by weight of titania) having a thickness of about 30 nm was formed.

【0129】[光触媒膜(チタニア微粒子分散シリカ薄
膜)の形成]市販の光触媒コーティング液ST−K03
(石原産業株式会社製、酸化チタン微粒子含有率5重量
%、無機バインダー5重量%)を、エタノールを用いて
4重量倍に希釈した。この液を前記シリカ−チタニア薄
膜を形成したガラス板上に、スピンコーティング法(1
500rpm、10秒、液量4ml)にて成膜し、52
0℃で1時間熱処理して、約60nm厚みの光触媒薄膜
を形成した。化学分析の結果、この光触媒薄膜は、酸化
チタン約50重量%と酸化珪素約50重量%からなるこ
とを確認した。
[Formation of Photocatalyst Film (Silica Thin Film Dispersed with Titania Fine Particles)] Commercially available photocatalyst coating solution ST-K03
(Made by Ishihara Sangyo Co., Ltd., titanium oxide fine particle content: 5% by weight, inorganic binder: 5% by weight) was diluted 4 times by weight with ethanol. This solution was applied onto a glass plate on which the silica-titania thin film was formed by spin coating (1).
500 rpm, 10 seconds, liquid volume 4 ml)
Heat treatment was performed at 0 ° C. for 1 hour to form a photocatalytic thin film having a thickness of about 60 nm. As a result of chemical analysis, it was confirmed that this photocatalytic thin film was composed of about 50% by weight of titanium oxide and about 50% by weight of silicon oxide.

【0130】得られたサンプルをサンプルP(ガラス基
板/アルカリ遮断シリカ−チタニア薄膜/酸化チタン微
粒子分散シリカ薄膜)とする。X線回折による分析の結
果、サンプルPの酸化チタン膜はアナタース型結晶であ
ることが確認された。また原子間力顕微鏡による測定の
結果、サンプルPの表面は算術平均粗さ(Ra)が2n
mでありかつ凹凸の平均間隔(Sm)は60nmである
凹凸表面となっていた。
The obtained sample was designated as Sample P (glass substrate / alkali-blocking silica-titania thin film / titanium oxide fine particle dispersed silica thin film). As a result of analysis by X-ray diffraction, it was confirmed that the titanium oxide film of Sample P was an anatase crystal. As a result of the measurement with an atomic force microscope, the surface of the sample P had an arithmetic average roughness (Ra) of 2n.
m and the average interval (Sm) of the irregularities was 60 nm.

【0131】[オーバーコート層(シリカ膜)の形成]
サンプルPの上に実施例1記載の島状シリカオーバーコ
ート層を、実施例1記載の方法で形成した。得られたサ
ンプルをサンプルQ(ガラス基板/アルカリ遮断シリカ
−チタニア薄膜/酸化チタン微粒子分散シリカ薄膜/島
状シリカオーバーコート層:実施例14)とする。原子
間力顕微鏡による測定の結果、サンプルQの表面は算術
平均粗さ(Ra)が15nmでありかつ凹凸の平均間隔
(Sm)は50nmである凹凸表面となっていた。また
電子顕微鏡でサンプルQの表面を観察したところ、シリ
カオーバーコートは島状(島の底面の平均直径約50n
m)になっており、下地の光触媒層が観察された。光触
媒層表面積の約40%がシリカオーバーコートで被覆さ
れずに露出していることが画像解析技術を用いることに
より判明した。また、ESCAによりこのシリカオーバ
ーコート層の平均厚みを求めたところ約5nmであっ
た。
[Formation of Overcoat Layer (Silica Film)]
On the sample P, the island-like silica overcoat layer described in Example 1 was formed by the method described in Example 1. The obtained sample is referred to as Sample Q (glass substrate / alkali-blocking silica-titania thin film / titanium oxide fine particle-dispersed silica thin film / island silica overcoat layer: Example 14). As a result of measurement with an atomic force microscope, the surface of the sample Q was an uneven surface having an arithmetic average roughness (Ra) of 15 nm and an average interval (Sm) of unevenness of 50 nm. Observation of the surface of Sample Q with an electron microscope revealed that the silica overcoat was island-shaped (average diameter of the bottom of the island was about 50 n).
m), and the underlying photocatalytic layer was observed. It was found by using an image analysis technique that about 40% of the surface area of the photocatalyst layer was exposed without being covered with the silica overcoat. The average thickness of this silica overcoat layer determined by ESCA was about 5 nm.

【0132】上記サンプルQ(実施例14)の各種評価
結果を表4に示す。サンプルQ(実施例14)は優れた
防曇維持性と防曇回復性を有することが明らかである。
Table 4 shows the results of the various evaluations of Sample Q (Example 14). It is clear that Sample Q (Example 14) has excellent antifogging retention and antifogging recovery properties.

【0133】[実施例15] [オーバーコート層(シリカ膜)の形成:有機高分子添
加法]実施例1で作製したサンプルA上に以下に述べる
方法で、凹凸状シリカオーバーコート層を形成した。エ
タノール100g、エチルシリケートの加水分解縮重合
液(商品名:HAS−10、コルコート株式会社製、シ
リカ分10重量%)5.4g、ポリエチレングリコール
(平均分子量1000)1.2gを混合し、室温で約1
時間撹拌することによりコーティング液を得た。コーテ
ィング液中には、ポリエチレングリコールがエチルシリ
ケート由来のバインダー(シリカ換算)に対して、重量
比で約222%の割合で含有されていた。サンプルA基
板上に実施例1記載の方法と同じ方法で、上記オーバー
コート層形成用コーティング液コーティングした。その
後、520℃で1時間熱処理することにより、サンプル
R(ガラス基板/アルカリ遮断シリカ膜/酸化チタン膜
/凹凸状シリカオーバーコート層)を得た。原子間力顕
微鏡による測定の結果、サンプルRの表面は算術平均粗
さ(Ra)が70nmでありかつ凹凸の平均間隔(S
m)は50nmである凹凸表面となっていた。また、E
SCAによりこのシリカオーバーコート層の平均厚みを
求めたところ約45nmであった。
[Example 15] [Formation of overcoat layer (silica film): method of adding organic polymer] An uneven silica overcoat layer was formed on sample A prepared in Example 1 by the following method. . 100 g of ethanol, 5.4 g of a hydrolytic condensation polymerization solution of ethyl silicate (trade name: HAS-10, manufactured by Colcoat Co., Ltd., silica content: 10% by weight), and 1.2 g of polyethylene glycol (average molecular weight: 1000) were mixed, and the mixture was stirred at room temperature. About 1
The coating solution was obtained by stirring for hours. In the coating liquid, polyethylene glycol was contained at a ratio of about 222% by weight with respect to the binder (in terms of silica) derived from ethyl silicate. The coating liquid for forming the overcoat layer was coated on the sample A substrate in the same manner as described in Example 1. Thereafter, heat treatment was performed at 520 ° C. for 1 hour to obtain Sample R (glass substrate / alkali blocking silica film / titanium oxide film / irregular silica overcoat layer). As a result of measurement by an atomic force microscope, the surface of the sample R had an arithmetic average roughness (Ra) of 70 nm and an average interval of irregularities (S
m) had an uneven surface of 50 nm. Also, E
The average thickness of this silica overcoat layer determined by SCA was about 45 nm.

【0134】サンプルRの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。優れた防曇防汚性能を有することが明らか
である。
Table 4 shows the results of evaluating various antifogging and antifouling performances of Sample R. It is clear that it has excellent antifogging and antifouling performance.

【0135】[実施例16] [オーバーコート層(シリカ膜)の形成:有機高分子添
加法]実施例1で作製したサンプルA上に以下に述べる
方法で、穴のあいた膜状シリカオーバーコート層を形成
した。エタノール280g、エチルシリケートの加水分
解縮重合液(商品名:HAS−10、コルコート株式会
社製、シリカ分10重量%)1.4g、ポリエチレング
リコール(平均分子量400)0.3gを混合し、室温
で約1時間撹拌することによりコーティング液を得た。
コーティング液中には、ポリエチレングリコールがエチ
ルシリケート由来のバインダー(シリカ換算)に対し
て、重量比で約214%の割合で含有されていた。サン
プルA基板上に実施例1記載の方法と同じ方法で、上記
オーバーコート層形成用コーティング液コーティングし
た。その後、520℃で1時間熱処理することにより、
サンプルS(ガラス基板/アルカリ遮断シリカ膜/酸化
チタン膜/穴のあいた膜状シリカオーバーコート層)を
得た。原子間力顕微鏡による測定の結果、サンプルSの
表面は算術平均粗さ(Ra)が70nmでありかつ凹凸
の平均間隔(Sm)は150nmである凹凸表面となっ
ていた。また電子顕微鏡でサンプルSの表面を観察した
ところ、シリカオーバーコートは穴のあいた膜状(穴の
平均直径約50nm)になっており、下地の光触媒層が
観察された。光触媒層表面積の約60%がシリカで被覆
されずに露出していることが画像解析技術を用いること
により判明した。また、ESCAによりこのシリカオー
バーコート層の平均厚みを求めたところ約8nmであっ
た。
[Example 16] [Formation of overcoat layer (silica film): method of adding organic polymer] A film-like silica overcoat layer having a hole was formed on sample A prepared in Example 1 by the following method. Was formed. 280 g of ethanol, 1.4 g of a hydrolytic condensation polymerization solution of ethyl silicate (trade name: HAS-10, manufactured by Colcoat Co., Ltd., silica content 10% by weight), and 0.3 g of polyethylene glycol (average molecular weight 400) were mixed, and the mixture was mixed at room temperature. The coating liquid was obtained by stirring for about 1 hour.
In the coating liquid, polyethylene glycol was contained in a ratio of about 214% by weight based on the binder (in terms of silica) derived from ethyl silicate. The coating liquid for forming the overcoat layer was coated on the sample A substrate in the same manner as described in Example 1. Then, by heat treatment at 520 ° C for 1 hour,
Sample S (glass substrate / alkali blocking silica film / titanium oxide film / perforated film-like silica overcoat layer) was obtained. As a result of measurement with an atomic force microscope, the surface of the sample S was an uneven surface having an arithmetic average roughness (Ra) of 70 nm and an average interval (Sm) of unevenness of 150 nm. When the surface of Sample S was observed with an electron microscope, the silica overcoat was in the form of a film with holes (average diameter of holes: about 50 nm), and the underlying photocatalytic layer was observed. It was found by using an image analysis technique that about 60% of the surface area of the photocatalyst layer was exposed without being coated with silica. The average thickness of this silica overcoat layer determined by ESCA was about 8 nm.

【0136】サンプルSの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。優れた防曇防汚性能を有することが明らか
である。
Table 4 shows the results of evaluating various antifogging and antifouling performances of Sample S. It is clear that it has excellent antifogging and antifouling performance.

【0137】[実施例17] [オーバーコート層(シリカ膜)の形成]実施例1で作
製したサンプルAの上に以下に述べる方法で、島状シリ
カオーバーコート層を形成した。エタノール280g、
エチルシリケートの加水分解縮重合液(商品名:HAS
−10、コルコート株式会社製、シリカ分10重量%)
0.7g、鎖状シリカコロイド(平均直径約15nm、
平均長さ約170nm、商品名:スノーテックスOU
P、日産化学工業株式会社製、固形分15重量%)0.
5gを混合し、室温で約1時間撹拌することによりコー
ティング液を得た。コーティング液中には、エチルシリ
ケートが、バインダー用シリカに換算して、シリカ微粒
子に対して重量比で93%の割合で含有されていた。サ
ンプルA基板を、20℃、30%RHの環境下で垂直に
吊るし、上記オーバーコート層形成用コーティング液を
上記基板の上端から流し、基板の光触媒層の上にオーバ
ーコート膜をコーティングした(フローコーティング
法)。その後、500℃で1時間熱処理することによ
り、サンプルW(ガラス基板/アルカリ遮断シリカ膜/
酸化チタン膜/島状シリカオーバーコート層:実施例
1)を得た。原子間力顕微鏡による測定の結果、サンプ
ルWの表面は算術平均粗さ(Ra)が10nmでありか
つ凹凸の平均間隔(Sm)は50nmである凹凸表面と
なっていた。また電子顕微鏡でサンプルWの表面を観察
したところ、シリカオーバーコートは島状(島の底面の
平均直径約50nm)になっており、下地の光触媒層が
観察された。光触媒層表面積の約40%がシリカで被覆
されずに露出していることが画像解析技術を用いること
により判明した。また、ESCAによりこのシリカオー
バーコート層の平均厚みを求めたところ約5nmであっ
た。
[Example 17] [Formation of overcoat layer (silica film)] An island-like silica overcoat layer was formed on the sample A prepared in Example 1 by the method described below. 280 g of ethanol,
Ethyl silicate hydrolytic condensation polymerization solution (trade name: HAS
-10, manufactured by Colcoat Co., Ltd., silica content 10% by weight)
0.7 g, chain silica colloid (average diameter about 15 nm,
Average length about 170nm, Product name: Snowtex OU
P, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., solid content 15% by weight)
5 g were mixed and stirred at room temperature for about 1 hour to obtain a coating liquid. The coating liquid contained ethyl silicate in a ratio of 93% by weight relative to the silica fine particles in terms of silica for the binder. The sample A substrate was suspended vertically in an environment of 20 ° C. and 30% RH, the coating solution for forming the overcoat layer was flowed from the upper end of the substrate, and an overcoat film was coated on the photocatalytic layer of the substrate (flow Coating method). Thereafter, the sample W was subjected to a heat treatment at 500 ° C. for 1 hour to obtain a sample W (glass substrate / alkali-blocking silica film /
Titanium oxide film / insular silica overcoat layer: Example 1) was obtained. As a result of measurement with an atomic force microscope, the surface of the sample W was an uneven surface having an arithmetic average roughness (Ra) of 10 nm and an average interval (Sm) of unevenness of 50 nm. When the surface of the sample W was observed with an electron microscope, the silica overcoat was in an island shape (average diameter of the bottom surface of the island was about 50 nm), and the underlying photocatalytic layer was observed. It was found by using an image analysis technique that about 40% of the surface area of the photocatalyst layer was exposed without being coated with silica. The average thickness of this silica overcoat layer determined by ESCA was about 5 nm.

【0138】サンプルWの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。優れた防曇防汚性能を有することが明らか
である。
Table 4 shows the results of evaluating various antifogging and antifouling performances of Sample W. It is clear that it has excellent antifogging and antifouling performance.

【0139】[比較例2] [平滑オーバーコート層(シリカ膜)の形成]実施例1
で作製したサンプルA上に以下に述べる方法で、平滑シ
リカオーバーコート層を形成した。エタノール140
g、エチルシリケートの加水分解縮重合液(商品名:H
AS−10、コルコート株式会社製、シリカ分10重量
%)1.4gを混合し、室温で約1時間撹拌することに
よりコーティング液を得た。サンプルA基板上に実施例
1記載の方法と同じ方法で、上記オーバーコート層形成
用コーティング液コーティングした。その後、500℃
で1時間熱処理することにより、サンプルT(ガラス基
板/アルカリ遮断シリカ膜/酸化チタン膜/平滑シリカ
オーバーコート層)を得た。原子間力顕微鏡による測定
の結果、サンプルTの表面は算術平均粗さ(Ra)が
0.2nm以下でありかつ凹凸の平均間隔(Sm)は4
00nm以上である平滑表面となっていた。また、ES
CAによりこのシリカオーバーコート層の平均厚みを求
めたところ約10nmであった。
[Comparative Example 2] [Formation of smooth overcoat layer (silica film)] Example 1
A smooth silica overcoat layer was formed on the sample A prepared in the above by the method described below. Ethanol 140
g, ethyl silicate hydrolytic condensation polymerization solution (trade name: H
1.4 g of AS-10 (manufactured by Colcoat Co., Ltd., silica content: 10% by weight) was mixed and stirred at room temperature for about 1 hour to obtain a coating liquid. The coating liquid for forming the overcoat layer was coated on the sample A substrate in the same manner as described in Example 1. After that, 500 ° C
For 1 hour to obtain Sample T (glass substrate / alkali blocking silica film / titanium oxide film / smooth silica overcoat layer). As a result of measurement with an atomic force microscope, the surface of the sample T had an arithmetic average roughness (Ra) of 0.2 nm or less and an average interval (Sm) of irregularities of 4 nm.
It had a smooth surface of not less than 00 nm. Also, ES
The average thickness of this silica overcoat layer was determined by CA to be about 10 nm.

【0140】サンプルTの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。実施例と比べて、防曇防汚性能が低いこと
が明らかである。
Table 4 shows the results of evaluating various antifogging and antifouling properties of Sample T. It is clear that the antifogging and antifouling performance is low as compared with the examples.

【0141】[比較例3] [平滑オーバーコート層(シリカ膜)の形成]実施例1
で作製したサンプルA上に以下に述べる方法で、平滑シ
リカオーバーコート層を形成した。エタノール280
g、エチルシリケートの加水分解縮重合液(商品名:H
AS−10、コルコート株式会社製、シリカ分10重量
%)1.4gを混合し、室温で約1時間撹拌することに
よりコーティング液を得た。サンプルA基板上に実施例
1記載の方法と同じ方法で、上記オーバーコート層形成
用コーティング液コーティングした。その後、500℃
で1時間熱処理することにより、サンプルU(ガラス基
板/アルカリ遮断シリカ膜/酸化チタン膜/平滑シリカ
オーバーコート層)を得た。原子間力顕微鏡による測定
の結果、サンプルUの表面は算術平均粗さ(Ra)が
0.2nm以下でありかつ凹凸の平均間隔(Sm)は4
00nm以上である平滑表面となっていた。また電子顕
微鏡でサンプルUの表面を観察したところ、シリカオー
バーコートは完全に光触媒膜を覆っており、下地の光触
媒層は観察されなかった。また、ESCAによりこのシ
リカオーバーコート層の平均厚みを求めたところ約5n
mであった。
[Comparative Example 3] [Formation of smooth overcoat layer (silica film)] Example 1
A smooth silica overcoat layer was formed on the sample A prepared in the above by the method described below. Ethanol 280
g, ethyl silicate hydrolytic condensation polymerization solution (trade name: H
1.4 g of AS-10 (manufactured by Colcoat Co., Ltd., silica content: 10% by weight) was mixed and stirred at room temperature for about 1 hour to obtain a coating liquid. The coating liquid for forming the overcoat layer was coated on the sample A substrate in the same manner as described in Example 1. After that, 500 ° C
For 1 hour to obtain Sample U (glass substrate / alkali blocking silica film / titanium oxide film / smooth silica overcoat layer). As a result of measurement with an atomic force microscope, the surface of the sample U had an arithmetic average roughness (Ra) of 0.2 nm or less and an average interval (Sm) of irregularities of 4 nm.
It had a smooth surface of not less than 00 nm. When the surface of Sample U was observed with an electron microscope, the silica overcoat completely covered the photocatalyst film, and the underlying photocatalyst layer was not observed. The average thickness of this silica overcoat layer was determined by ESCA to be about 5 n
m.

【0142】サンプルUの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。実施例と比べて、防曇防汚性能が低いこと
が明らかである。
Table 4 shows the results of evaluating the various antifogging and antifouling performances of Sample U. It is clear that the antifogging and antifouling performance is low as compared with the examples.

【0143】[比較例4]実施例1における、オーバー
コート層(シリカ膜)の形成に代えて、真空蒸着法(蒸
着速度 0.5nm/秒、酸素分圧 2.0×10−4
torr、基板温度 200℃)により、15nmの厚
みのオーバーコート層(シリカ膜)を形成させる他は、
実施例1と同じ方法で、サンプルV(ガラス基板/アル
カリ遮断シリカ膜/酸化チタン膜/多孔質シリカオーバ
ーコート層)を得た。原子間力顕微鏡による測定の結
果、サンプルVの表面は算術平均粗さ(Ra)が3nm
でありかつ凹凸の平均間隔(Sm)は150nmである
凹凸表面となっていた。また電子顕微鏡でサンプルVの
表面を観察したところ、シリカオーバーコートは独立孔
を有する多孔質膜状(独立孔の平均直径約0.5nm)
になっており、下地の光触媒層は観察されなかった。光
触媒層表面積の約5%がシリカで被覆されずに露出して
いることが画像解析技術を用いることにより判明した。
また、ESCAによりこのシリカオーバーコート層の平
均厚みを求めたところ約15nmであった。
[Comparative Example 4] Instead of forming the overcoat layer (silica film) in Example 1, a vacuum deposition method (deposition rate: 0.5 nm / sec, oxygen partial pressure: 2.0 × 10 −4)
torr, substrate temperature 200 ° C.), except that an overcoat layer (silica film) having a thickness of 15 nm is formed.
In the same manner as in Example 1, Sample V (glass substrate / alkali blocking silica film / titanium oxide film / porous silica overcoat layer) was obtained. As a result of measurement by an atomic force microscope, the surface of the sample V had an arithmetic average roughness (Ra) of 3 nm.
And the average interval (Sm) of the irregularities was 150 nm. Observation of the surface of Sample V with an electron microscope revealed that the silica overcoat was a porous film having independent pores (average diameter of independent pores was about 0.5 nm).
, And the underlying photocatalytic layer was not observed. It was found by using an image analysis technique that about 5% of the surface area of the photocatalyst layer was exposed without being coated with silica.
The average thickness of this silica overcoat layer determined by ESCA was about 15 nm.

【0144】サンプルVの各種防曇防汚性能評価結果を
表4に示す。防曇防汚性能が良くないことが明らかであ
る。
Table 4 shows the results of evaluating various antifogging and antifouling performances of Sample V. It is clear that the antifogging and antifouling performance is not good.

【0145】[0145]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガラス物
品は、優れた防曇防汚性能とその維持性を有しているこ
とが明らかであり、機械的耐久性も良好であることか
ら、自動車用、建築用及び光学用等の用途に好適に使用
することができる。
As described above, it is clear that the glass article of the present invention has excellent antifogging and antifouling performance and its maintainability, and also has good mechanical durability. It can be suitably used for applications such as automotive, architectural and optical applications.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 5/00 C09D 5/00 Z 185/00 185/00 C09K 3/18 C09K 3/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C09D 5/00 C09D 5/00 Z 185/00 185/00 C09K 3/18 C09K 3/18

Claims (40)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材、その上に被覆された光触媒層、お
よび前記光触媒層の上に被覆された親水性金属酸化物の
層を有する、親水性表面を有する物品において、前記親
水性金属酸化物の層は親水性金属酸化物の微粒子と親水
性金属酸化物のバインダーを含み、そして前記物品はそ
の表面に凹凸を有することを特徴とする親水性表面を有
する物品。
1. An article having a hydrophilic surface, comprising a substrate, a photocatalyst layer coated thereon, and a layer of a hydrophilic metal oxide coated on the photocatalyst layer, wherein the article has a hydrophilic metal oxide. An article having a hydrophilic surface, wherein the layer of the article comprises fine particles of a hydrophilic metal oxide and a binder of the hydrophilic metal oxide, and the article has irregularities on its surface.
【請求項2】 前記親水性金属酸化物の層は前記光触媒
層に達する開口を有する請求項1記載の親水性表面を有
する物品。
2. The article having a hydrophilic surface according to claim 1, wherein the layer of the hydrophilic metal oxide has an opening reaching the photocatalytic layer.
【請求項3】 基材、その上に被覆された光触媒層、お
よび前記光触媒層の上に被覆された親水性金属酸化物の
層を有する、親水性表面を有する物品において、前記物
品は、算術平均粗さ(Ra)が0.5〜100nmであ
り、かつ凹凸の平均間隔(Sm)が4〜300nmであ
る凹凸を表面に有することを特徴とする親水性表面を有
する物品。
3. An article having a hydrophilic surface comprising a substrate, a photocatalyst layer coated thereon, and a layer of a hydrophilic metal oxide coated on the photocatalyst layer, wherein the article has an arithmetic operation. An article having a hydrophilic surface, characterized by having irregularities on the surface having an average roughness (Ra) of 0.5 to 100 nm and an average interval (Sm) of irregularities of 4 to 300 nm.
【請求項4】 前記親水性金属酸化物の層は親水性金属
酸化物の微粒子と親水性金属酸化物のバインダーを含む
請求項3記載の親水性表面を有する物品。
4. The article having a hydrophilic surface according to claim 3, wherein the hydrophilic metal oxide layer contains hydrophilic metal oxide fine particles and a hydrophilic metal oxide binder.
【請求項5】 前記親水性金属酸化物の層は前記光触媒
層に達する開口を有する請求項3または4記載の親水性
表面を有する物品。
5. The article having a hydrophilic surface according to claim 3, wherein the layer of the hydrophilic metal oxide has an opening reaching the photocatalytic layer.
【請求項6】 基材、その上に被覆された光触媒層、お
よび前記光触媒層の上に、前記光触媒層に達する開口を
有する状態で被覆した親水性金属酸化物の層を有する、
親水性表面を有する物品において、前記物品は、その表
面に凹凸を有し、前記光触媒層の表面積の10〜90%
の表面部分が前記親水性金属酸化物の層の開口に面して
いることを特徴とする親水性表面を有する物品。
6. A substrate, a photocatalyst layer coated thereon, and a layer of a hydrophilic metal oxide coated on the photocatalyst layer with an opening reaching the photocatalyst layer,
In an article having a hydrophilic surface, the article has irregularities on its surface, and 10% to 90% of the surface area of the photocatalytic layer.
An article having a hydrophilic surface, characterized in that a surface portion of the above faces an opening of the hydrophilic metal oxide layer.
【請求項7】 前記親水性金属酸化物の層は親水性金属
酸化物の微粒子と親水性金属酸化物のバインダーを含む
請求項6記載の親水性表面を有する物品。
7. The article having a hydrophilic surface according to claim 6, wherein said hydrophilic metal oxide layer contains hydrophilic metal oxide fine particles and a hydrophilic metal oxide binder.
【請求項8】 前記凹凸は算術平均粗さ(Ra)が0.
5〜100nmであり、かつ凹凸の平均間隔(Sm)が
4〜300nmである請求項1、6または7記載の親水
性表面を有する物品。
8. The unevenness has an arithmetic mean roughness (Ra) of 0.5.
The article having a hydrophilic surface according to claim 1, 6 or 7, wherein the article has a thickness of 5 to 100 nm and an average interval (Sm) of unevenness of 4 to 300 nm.
【請求項9】 前記光触媒層の表面積の10〜90%の
表面部分が前記親水性金属酸化物の層の開口に面してい
る請求項2または5記載の親水性表面を有する物品。
9. The article having a hydrophilic surface according to claim 2, wherein a surface portion of 10 to 90% of a surface area of the photocatalyst layer faces an opening of the hydrophilic metal oxide layer.
【請求項10】 前記親水性金属酸化物の層は、前記親
水性金属酸化物微粒子を5〜95重量%含有する請求項
1、2、4または7記載の親水性表面を有する物品。
10. The article having a hydrophilic surface according to claim 1, wherein the hydrophilic metal oxide layer contains the hydrophilic metal oxide fine particles in an amount of 5 to 95% by weight.
【請求項11】 前記親水性金属酸化物微粒子は、4〜
300nmの粒径を有する請求項1、2、4、7または
10記載の親水性表面を有する物品。
11. The fine particles of the hydrophilic metal oxide according to claim 1,
The article having a hydrophilic surface according to claim 1, 2, 4, 7, or 10 having a particle size of 300 nm.
【請求項12】 前記親水性金属酸化物バインダーは前
記親水性金属酸化物微粒子の重量に対して5〜400重
量%含有される請求項1、2、4、7、10または11
記載の親水性表面を有する物品。
12. The hydrophilic metal oxide binder is contained in an amount of 5 to 400% by weight based on the weight of the hydrophilic metal oxide fine particles.
An article having a hydrophilic surface as described in the above.
【請求項13】 前記親水性金属酸化物微粒子は、酸化
珪素,酸化アルミニウム,酸化ジルコニウム,酸化セリ
ウム、酸化モリブデン、酸化バナジウムおよび酸化チタ
ンからなる群より選ばれる少なくとも1種の酸化物の微
粒子であり、前記バインダーは、酸化珪素,酸化アルミ
ニウム,酸化ジルコニウム,酸化セリウム、酸化モリブ
デン、酸化バナジウムおよび非晶質酸化チタンからなる
群より選ばれる少なくとも1種の金属酸化物である請求
項1、2、4、7、10〜12のいずれか1項に記載の
親水性表面を有する物品。
13. The hydrophilic metal oxide fine particles are fine particles of at least one oxide selected from the group consisting of silicon oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, cerium oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide and titanium oxide. The binder is at least one metal oxide selected from the group consisting of silicon oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, cerium oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide and amorphous titanium oxide. An article having a hydrophilic surface according to any one of claims, 7, 10 to 12.
【請求項14】 前記親水性金属酸化物微粒子は、少な
くとも鎖状シリカ微粒子を含む請求項1、2、4、7、
10〜13のいずれか1項に記載の親水性表面を有する
物品。
14. The method according to claim 1, wherein the hydrophilic metal oxide fine particles contain at least chain silica fine particles.
An article having a hydrophilic surface according to any one of items 10 to 13.
【請求項15】 前記鎖状シリカ微粒子が、10〜20
nmの直径と40〜300nmの長さを有する請求項1
4記載の親水性表面を有する物品。
15. The method according to claim 15, wherein the chain silica fine particles are 10-20.
3. The method of claim 1, wherein the diameter is between about 40 nm and about 300 nm.
An article having the hydrophilic surface according to 4.
【請求項16】 前記親水性金属酸化物の層は0.01
〜50nmの平均厚みを有する請求項1〜15のいずれ
か1項に記載の親水性表面を有する物品。
16. The method according to claim 16, wherein the hydrophilic metal oxide layer has a thickness of 0.01.
The article having a hydrophilic surface according to any one of claims 1 to 15, having an average thickness of 5050 nm.
【請求項17】 前記光触媒層が、酸化チタンを30〜
100%含有する請求項1〜16のいずれか1項に記載
の親水性表面を有する物品。
17. The photocatalyst layer according to claim 1, wherein the titanium oxide comprises 30 to
The article having a hydrophilic surface according to any one of claims 1 to 16, which contains 100%.
【請求項18】 前記光触媒層が、酸化チタンを30〜
70重量%含有する請求項1〜16のいずれか1項に記
載の親水性表面を有する物品。
18. The photocatalytic layer according to claim 1, wherein the titanium oxide has a thickness of 30 to
The article having a hydrophilic surface according to any one of claims 1 to 16, which contains 70% by weight.
【請求項19】 前記酸化チタンが、5〜100nmの
粒径を有する微粒子である請求項17または18記載の
親水性表面を有する物品。
19. The article having a hydrophilic surface according to claim 17, wherein the titanium oxide is fine particles having a particle size of 5 to 100 nm.
【請求項20】 光触媒層が形成された基材に、(1−
1)珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、モリ
ブデン、バナジウムおよびセリウムからなる群より選ば
れる少なくとも1種の金属の、加水分解・縮重合可能な
有機金属化合物、および/またはその加水分解物、およ
び(1−2)クロロシリル基含有化合物および/または
それらの加水分解物、からなる群より選ばれた少なくと
も1種と、(2)酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジ
ルコニウム、酸化セリウム、酸化モリブデン、酸化バナ
ジウムおよび酸化チタンからなる群より選ばれる少なく
とも1種の金属酸化物微粒子、を含有する液を塗布・乾
燥し、その後必要に応じて加熱することにより、前記光
触媒層上に、表面が凹凸の親水性金属酸化物の層を形成
する親水性表面を有する物品の製造方法。
20. The base material on which the photocatalyst layer is formed, wherein (1-
1) a hydrolyzable / polycondensable organometallic compound of at least one metal selected from the group consisting of silicon, aluminum, titanium, zirconium, molybdenum, vanadium and cerium, and / or a hydrolyzate thereof; -2) at least one selected from the group consisting of chlorosilyl group-containing compounds and / or hydrolysates thereof, and (2) silicon oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, cerium oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide and oxidation. A solution containing at least one type of metal oxide fine particles selected from the group consisting of titanium is applied and dried, and then, if necessary, heated to form a hydrophilic metal oxide having an uneven surface on the photocatalytic layer. A method for producing an article having a hydrophilic surface that forms a layer of an object.
【請求項21】 前記親水性金属酸化物の層は、算術平
均粗さ(Ra)が0.5〜100nmであり、かつ凹凸
の平均間隔(Sm)が4〜300nmである表面凹凸を
有する請求項20記載の親水性表面を有する物品の製造
方法。
21. The hydrophilic metal oxide layer has an arithmetic average roughness (Ra) of 0.5 to 100 nm and an average interval (Sm) of unevenness of 4 to 300 nm. Item 21. A method for producing an article having a hydrophilic surface according to Item 20.
【請求項22】 前記液は、前記加水分解・縮重合可能
な有機金属化合物またはその加水分解物、前記金属酸化
物微粒子および酸を含み、前記有機金属化合物またはそ
の加水分解物と前記金属酸化物微粒子の合計が、金属酸
化物換算で、0.00001〜0.6重量%、酸が0.
0001〜2.0モル/L、水分が0.001〜20重
量%含有される請求項20または21記載の親水性表面
を有する物品の製造方法。
22. The liquid contains the hydrolyzable / polycondensable organometallic compound or its hydrolyzate, the metal oxide fine particles and an acid, and the organic metal compound or its hydrolyzate and the metal oxide The total of the fine particles is 0.00001 to 0.6% by weight in terms of metal oxide, and the acid is 0.1% by weight.
22. The method for producing an article having a hydrophilic surface according to claim 20, wherein the content is 0001 to 2.0 mol / L and the water content is 0.001 to 20% by weight.
【請求項23】 前記液は、前記加水分解・縮重合可能
な有機金属化合物またはその加水分解物、前記金属酸化
物微粒子および酸を含み、前記有機金属化合物またはそ
の加水分解物と前記金属酸化物微粒子の合計が、金属酸
化物換算で、0.01〜0.6重量%、酸が0.1〜
2.0モル/L、水分が0.01〜20重量%含有され
る請求項20または21記載の親水性表面を有する物品
の製造方法。
23. The liquid contains the hydrolyzable / polycondensable organometallic compound or its hydrolyzate, the metal oxide fine particles and an acid, and the organic metal compound or its hydrolyzate and the metal oxide The total of the fine particles is 0.01 to 0.6% by weight in terms of metal oxide, and the acid is 0.1 to 0.6% by weight.
22. The method for producing an article having a hydrophilic surface according to claim 20, wherein 2.0 mol / L and 0.01 to 20% by weight of water are contained.
【請求項24】 前記親水性金属酸化物の層が光触媒層
に達する開口を有する状態で被覆されている請求項20
または21記載の親水性表面を有する物品の製造方法。
24. The hydrophilic metal oxide layer is coated with an opening reaching the photocatalyst layer.
Or a method for producing an article having a hydrophilic surface according to 21.
【請求項25】 前記液は、前記加水分解・縮重合可能
な有機金属化合物またはその加水分解物、前記金属酸化
物微粒子および酸を含み、前記有機金属化合物またはそ
の加水分解物と前記金属酸化物微粒子の合計が、金属酸
化物換算で、0.00001〜0.3重量%、酸が0.
0001〜1.0モル/L、水分が0.001〜10重
量%含有される請求項24記載の親水性表面を有する物
品の製造方法。
25. The liquid containing the hydrolyzable / polycondensable organometallic compound or its hydrolyzate, the metal oxide fine particles and an acid, wherein the organometallic compound or its hydrolyzate and the metal oxide The total of the fine particles is 0.00001 to 0.3% by weight in terms of metal oxide, and the acid is 0.1 to 0.3% by weight.
The method for producing an article having a hydrophilic surface according to claim 24, wherein the article contains 0001 to 1.0 mol / L and 0.001 to 10% by weight of water.
【請求項26】 前記金属酸化物微粒子が、前記液中の
全固形分に対して、10〜80重量%含有される請求項
20〜25のいずれか1項に記載の親水性表面を有する
物品の製造方法。
26. The article having a hydrophilic surface according to claim 20, wherein the metal oxide fine particles are contained in an amount of 10 to 80% by weight based on the total solid content in the liquid. Manufacturing method.
【請求項27】 前記金属酸化物微粒子の少なくとも一
部は、鎖状シリカコロイドである請求項20〜26のい
ずれか1項に記載の親水性表面を有する物品の製造方
法。
27. The method for producing an article having a hydrophilic surface according to claim 20, wherein at least a part of the metal oxide fine particles is a colloidal silica colloid.
【請求項28】 光触媒層が形成された基材に、(1−
1)珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、モリ
ブデン、バナジウムおよびセリウムからなる群より選ば
れる少なくとも1種の金属の、加水分解・縮重合可能な
有機金属化合物、および/またはその加水分解物、およ
び(1−2)クロロシリル基含有化合物および/または
それらの加水分解物、からなる群より選ばれた少なくと
も1種と、(2)ポリエチレングリコール、ポリプロピ
レングリコール、ポリビニルアルコールからなる群より
選ばれた少なくとも1種の有機高分子化合物、を含有す
る液を塗布・乾燥し、350〜650℃で5分間〜2時
間加熱して、前記光触媒層上に、表面が凹凸の親水性金
属酸化物の層を形成する親水性表面を有する物品の製造
方法。
28. The substrate on which the photocatalyst layer has been formed is provided with (1-
1) a hydrolyzable / polycondensable organometallic compound of at least one metal selected from the group consisting of silicon, aluminum, titanium, zirconium, molybdenum, vanadium and cerium, and / or a hydrolyzate thereof; -2) at least one member selected from the group consisting of chlorosilyl group-containing compounds and / or their hydrolysates, and (2) at least one member selected from the group consisting of polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polyvinyl alcohol. A liquid containing an organic polymer compound is applied and dried, and heated at 350 to 650 ° C. for 5 minutes to 2 hours to form a hydrophilic metal oxide layer having an uneven surface on the photocatalytic layer. A method for producing an article having a functional surface.
【請求項29】 前記有機高分子化合物が、前記液中の
酸化物換算全固形分に対して、30〜300重量%含有
される請求項28記載の親水性表面を有する物品の製造
方法。
29. The method for producing an article having a hydrophilic surface according to claim 28, wherein the organic polymer compound is contained in an amount of 30 to 300% by weight based on the total solid content in terms of oxide in the liquid.
【請求項30】 光触媒層が形成された基材に、(1−
1)珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、モリ
ブデン、バナジウムおよびセリウムからなる群より選ば
れる少なくとも1種の金属の、加水分解・縮重合可能な
有機金属化合物、および/またはその加水分解物、およ
び(1−2)クロロシリル基含有化合物および/または
それらの加水分解物、からなる群より選ばれた少なくと
も1種と、(2)有機ポリマー微粒子を含有する液を塗
布・乾燥し、350〜650℃で5分間〜2時間加熱し
て、前記光触媒層上に、表面が凹凸の親水性金属酸化物
の層を形成する親水性表面を有する物品の製造方法。
30. The base material on which the photocatalyst layer is formed, wherein (1-
1) a hydrolyzable / polycondensable organometallic compound of at least one metal selected from the group consisting of silicon, aluminum, titanium, zirconium, molybdenum, vanadium and cerium, and / or a hydrolyzate thereof; -2) at least one selected from the group consisting of a chlorosilyl group-containing compound and / or a hydrolyzate thereof, and (2) a liquid containing organic polymer fine particles, followed by drying, followed by drying at 350 to 650 ° C. A method for producing an article having a hydrophilic surface which forms a layer of a hydrophilic metal oxide having an uneven surface on the photocatalyst layer by heating for from 2 minutes to 2 hours.
【請求項31】 前記有機ポリマー微粒子が、アクリル
系樹脂またはスチレン系樹脂である請求項30記載の親
水性表面を有する物品の製造方法。
31. The method for producing an article having a hydrophilic surface according to claim 30, wherein the organic polymer fine particles are an acrylic resin or a styrene resin.
【請求項32】 前記有機ポリマー微粒子が、前記液中
の酸化物換算全固形分に対して、5〜300重量%含有
される請求項30または31記載の親水性表面を有する
物品の製造方法。
32. The method for producing an article having a hydrophilic surface according to claim 30, wherein the organic polymer fine particles are contained in an amount of 5 to 300% by weight based on the total solid content in terms of oxide in the liquid.
【請求項33】 前記親水性金属酸化物の層は、算術平
均粗さ(Ra)が0.5〜100nmであり、かつ凹凸
の平均間隔(Sm)が4〜300nmである表面凹凸を
有する請求項28〜32のいずれか1項に記載の親水性
表面を有する物品の製造方法。
33. The hydrophilic metal oxide layer has a surface roughness having an arithmetic average roughness (Ra) of 0.5 to 100 nm and an average spacing (Sm) of the roughness of 4 to 300 nm. Item 33. The method for producing an article having a hydrophilic surface according to any one of Items 28 to 32.
【請求項34】 前記液は、前記加水分解・縮重合可能
な有機金属化合物またはその加水分解物および酸を含
み、前記有機金属化合物およびその加水分解物の合計
が、金属酸化物換算で、0.00001〜0.6重量
%、酸が0.0001〜2.0モル/L、水分が0.0
01〜20重量%含有される請求項28〜33のいずれ
か1項に記載の親水性表面を有する物品の製造方法。
34. The liquid contains the hydrolyzable / polycondensable organometallic compound or a hydrolyzate thereof and an acid, and the total of the organometallic compound and the hydrolyzate is 0 in terms of metal oxide. 0.000001-0.6% by weight, acid 0.0001-2.0 mol / L, water 0.0
The method for producing an article having a hydrophilic surface according to any one of claims 28 to 33, wherein the article is contained in an amount of 01 to 20% by weight.
【請求項35】 前記液は、前記加水分解・縮重合可能
な有機金属化合物またはその加水分解物、および酸を含
み、前記有機金属化合物およびその加水分解物の合計
が、金属酸化物換算で、0.01〜0.6重量%、酸が
0.1〜2.0モル/L、水分が0.01〜20重量%
含有される請求項28〜33のいずれか1項に記載の親
水性表面を有する物品の製造方法。
35. The liquid contains the hydrolyzable / polycondensable organometallic compound or a hydrolyzate thereof, and an acid, and the total of the organometallic compound and the hydrolyzate thereof is calculated as metal oxide, 0.01 to 0.6% by weight, 0.1 to 2.0 mol / L of acid, 0.01 to 20% by weight of water
A method for producing an article having a hydrophilic surface according to any one of claims 28 to 33.
【請求項36】 親水性金属酸化物の層が光触媒層に達
する開口を有する状態で被覆されている請求項28〜3
3のいずれか1項に記載の親水性表面を有する物品の製
造方法。
36. The hydrophilic metal oxide layer is coated with an opening reaching the photocatalyst layer.
4. The method for producing an article having a hydrophilic surface according to any one of items 3 to 5.
【請求項37】 前記液は、前記加水分解・縮重合可能
な有機金属化合物またはその加水分解物、および酸を含
み、前記有機金属化合物およびその加水分解物の合計
が、金属酸化物換算で、0.00001〜0.3重量
%、酸が0.0001〜1.0モル/L、水分が0.0
01〜10重量%含有される請求項36記載の親水性表
面を有する物品の製造方法。
37. The liquid contains the hydrolyzable / polycondensable organometallic compound or a hydrolyzate thereof, and an acid, and the total of the organometallic compound and the hydrolyzate is calculated as metal oxide, 0.00001-0.3% by weight, 0.0001-1.0 mol / L acid, 0.0% water
The method for producing an article having a hydrophilic surface according to claim 36, which is contained in an amount of from 0.01 to 10% by weight.
【請求項38】 前記有機金属化合物またはその加水分
解物が、金属酸化物換算で、0.001〜0.1重量
%、前記酸が0.01〜0.3モル/L、水分が0.0
01〜3重量%含有される請求項37記載の親水性表面
を有する物品の製造方法。
38. The organometallic compound or its hydrolyzate is 0.001 to 0.1% by weight in terms of metal oxide, the acid is 0.01 to 0.3 mol / L, and the water content is 0.1 to 0.3 mol / L. 0
38. The method for producing an article having a hydrophilic surface according to claim 37, wherein the article is contained in an amount of 01 to 3% by weight.
【請求項39】 前記有機金属化合物はテトラエトキシ
シランである請求項28〜38のいずれか1項に記載の
親水性表面を有する物品の製造方法。
39. The method for producing an article having a hydrophilic surface according to claim 28, wherein the organometallic compound is tetraethoxysilane.
【請求項40】 前記クロロシリル基含有化合物はテト
ラクロロシランである請求項28〜39のいずれか1項
に記載の親水性表面を有する物品の製造方法。
40. The method for producing an article having a hydrophilic surface according to any one of claims 28 to 39, wherein the chlorosilyl group-containing compound is tetrachlorosilane.
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