JP2002019007A - 防汚性及び易洗浄性の高い無機、金属及び樹脂成形製品及びその製造方法 - Google Patents

防汚性及び易洗浄性の高い無機、金属及び樹脂成形製品及びその製造方法

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JP2002019007A
JP2002019007A JP2000215850A JP2000215850A JP2002019007A JP 2002019007 A JP2002019007 A JP 2002019007A JP 2000215850 A JP2000215850 A JP 2000215850A JP 2000215850 A JP2000215850 A JP 2000215850A JP 2002019007 A JP2002019007 A JP 2002019007A
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inorganic
metal
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resin molded
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Keijiro Shigeru
啓二郎 茂
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Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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    • C03C17/22Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
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    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 防汚性、易洗浄性が高く、かつその調節が容
易な無機、金属、樹脂製品及びその製法の提供。 【解決手段】 無機、金属、樹脂基体の表面上に、シリ
カ含有被膜を形成し、その上に、Li及び必要によりA
gイオンを含む塗膜を形成し、これに、40〜1300
℃の加熱を施すか、或は、シリカ含有被膜に、加圧下に
おいて、Li及び必要によりAgを含有する塗布液を接
触させて、Liイオン及び必要によりAgイオンを、シ
リカ含有被膜を通して基体の少なくとも表面部分に拡散
させ、前記シリカ被膜及び基体中に分散保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、防汚性及び易洗浄
性の高い製品およびその製造方法に関する。防汚性、易
洗浄性の高い製品とは材料に防汚処理を行なうことによ
り作られる、汚れにくい、あるいは汚れても汚れの落ち
やすいガラス、陶磁器、琺瑯及び合成セラミックス製品
から選ばれた無機成形製品あるいは金属製品あるいは塗
料や繊維を含んだ樹脂製品のことであり、生活分野およ
び工業分野で広く使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】防汚性物品は掃除などの手入れが少なく
て済むために、近年高い関心が持たれている。このよう
な防汚性物品を構成する素材を防汚加工する材料として
は、有機物分解性と超親水性を有する光触媒があげら
れ、また、微生物の繁殖を防ぐ抗菌剤、あるいはほこり
の付着を防ぐ帯電防止剤、および親水性を示す界面活性
剤などもあげられる。しかし、光触媒の欠点は、暗所で
は充分効果を発揮することができず、また直接有機材料
と混合できない点にあり、抗菌剤の欠点は微生物にしか
効果がない点であり、帯電防止剤の欠点は、ほこりの付
着しか防止できない点であり、また、界面活性剤の欠点
は、耐久性に乏しいという点であり、これらの欠点のた
め従来の手段では充分な汚れ防止効果が得られていなか
った。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたもので、汚れ発生の多くの原因に対処可能
な防汚性及び易洗浄性の高いガラス、陶磁器、琺瑯及び
合成セラミックス製品から選ばれた無機成形製品、金属
成形製品及び樹脂成形製品を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題解
決のため鋭意研究の結果、ガラス、陶磁器、琺瑯及び合
成セラミックス製品から選ばれた無機成形体あるいは金
属成形体あるいは樹脂成形体からなる基体の表面に、あ
らかじめ二酸化珪素を含有する被膜を形成し、前記被膜
中および前記基体の少なくとも表面部分中にリチウムイ
オンを拡散させ、分散含有させることにより、製品に、
種々の原因に対処可能な高い防汚性及び易洗浄性を付与
できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0005】本発明の防汚性及び易洗浄性の高い無機、
金属及び樹脂成形製品は、ガラス、陶磁器、琺瑯及び合
成セラミックス製品から選ばれた無機成形体、金属成形
体及び樹脂成形体から選ばれた基体と、その表面に形成
され、かつ二酸化珪素を含有する被膜とを有し、前記被
膜中および前記基体の少なくとも表面部分中に、リチウ
ムイオンが分散して含有されている、ことを特徴とする
ものである。本発明の防汚性及び易洗浄性の高い無機、
金属及び樹脂製品において、前記リチウムイオンが、前
記被膜の表面から前記基本の内部に拡散して分布してい
ることが好ましい。本発明の防汚性及び易洗浄性の高い
無機、金属及び樹脂製品において、前記被膜中および/
又は前記基本の少なくとも表面部分に、リチウムイオン
に加えて、銀イオンがさらに分散して含有されているこ
とが好ましい。本発明の防汚性及び易洗浄性の高い無
機、金属及び樹脂製品において、前記銀イオンが、前記
被膜の表面から前記基体の内部に拡散して分布している
ことが好ましい。本発明の防汚性及び易洗浄性の高い無
機、金属及び樹脂製品において、前記二酸化珪素を含有
する被膜中に、さらにジルコニア、燐酸、アルミナから
なる群から選ばれた少なくとも1種が含有されていても
よい。本発明の防汚性及び易洗浄性の高い無機、金属及
び樹脂成形製品及びその製造方法(1)は、ガラス、陶
磁器、琺瑯及び合成セラミックス製品から選ばれた無機
成形体、金属成形体及び樹脂成形体から選ばれた基体の
表面に、あらかじめ二酸化珪素を含有する被膜を形成
し、この被膜にリチウム化合物を加熱下に接触させて、
リチウムイオンを、前記被膜の表面から前記製品基体の
内部に拡散させて分散含有させる、ことを特徴とするも
のである。上記本発明方法(1)において、前記加熱拡
散処理が、40℃〜1300℃の温度において施され
る。上記本発明方法(1)の前記加熱拡散処理におい
て、前記リチウム化合物の溶液を、前記基本表面上の二
酸化珪素を含有する被膜の表面に塗布し、この塗布液層
を40℃〜1300℃の温度に加熱するか、あるいは、
前記リチウム化合物の溶液を、予め加熱された前記基体
表面上の二酸化珪素を含有する被膜の表面に塗布し、前
記塗布体全体の温度を、40℃〜1300℃の温度に維
持することが好ましい。上記本発明方法(1)におい
て、前記リチウム化合物溶液に、さらに銀イオンを含ま
せて、銀イオンを、前記リチウムイオンとともに、前記
被膜の表面から前記基体の内部に拡散させ、分散含有さ
せることが好ましい。本発明の防汚性及び易洗浄性の高
い無機、金属及び樹脂成形製品及びその製造方法(2)
は、ガラス、陶磁器、琺瑯及び合成セラミックス製品か
ら選ばれた無機成形体、金属成形体及び樹脂成形体から
選ばれた基体表面上に、あらかじめ二酸化珪素を含有す
る被膜を形成し、この被膜表面にリチウム化合物溶液を
加圧下に接触させて、リチウムイオンを、前記被膜の表
面から前記基体の内部に拡散させて分散含有させる、こ
とを特徴とするものである。本発明方法(2)におい
て、前記リチウム化合物溶液に、さらに銀イオンを含ま
せて、銀イオンを、前記リチウムイオンとともに、前記
被膜の表面から前記基体の内部に拡散させ、分散含有さ
せることが好ましい。本発明方法(1)及び(2)の各
々において、前記二酸化珪素を含有する被膜中にさらに
ジルコニア、燐酸、アルミナからなる群から選ばれた少
なくとも1種が含有されていてもよい。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明におけるリチウムイオンお
よび必要により用いられる銀イオンの作用の第一は、製
品の表面に通常の製品表面よりも強い水和性を付与する
ことである。この水和性は、物品表面に親水性を付与し
て、物品表面に付着した汚れが水で流れ落ちやすくする
ことにある。また、同時に油汚れに対して、これにアル
カリを反応させて石鹸を形成させるようにし、それによ
って水に溶解させやすくするばかりでなく、生成した石
鹸が他の汚れも落としやすくするように作用することに
ある。リチウムおよび銀の第二の作用は、帯電防止効果
であり、物品表面におけるほこりの付着を防止すること
にある。これは、上記の親水性作用のほか、イオン伝導
性を向上させる効果によるものである。また、リチウム
及び銀の第三の作用は、製品の親水性向上にともなう摩
擦性の低下にある。すなわち摩擦性の低下により汚れの
物品表面に対する接着力が低下するものである。
【0007】しかし、このようなリチウムイオンおよび
銀イオンの作用は、これらを製品表面に付着させるだけ
では十分に発現しない。なぜならば、これらイオンは、
表面に付着された状態では水で簡単に洗い流されてしま
い、効果が持続しないからである。この流失を防止する
ために、リチウムイオン、あるいはリチウムイオン及び
銀イオンが無機成形製品や金属や樹脂の表面部分中に固
定されていることが重要である。従来は、この固定担体
が、有機物であったり、また無機物であっても水ガラス
のように水に可溶性のものであった。また、ガラス、陶
磁器、琺瑯及び合成セラミックス製品から選ばれた無機
成形製品の場合、リチウムイオンおよび必要により銀イ
オンを、製品の表面部分に直接分散し又は拡散して固定
されることができ、この点では、他の方法よりもリチウ
ムイオンや銀イオンが簡単に消失することはなく優れて
いるが、加熱処理温度により、リチウムイオンや銀イオ
ンの製品基体内部への拡散程度が異なり、既存の製造工
程の中で拡散処理を行なおうとすると、適切にリチウム
イオンや銀イオンを製品基体表面に拡散し、分散含有さ
せるのが難しいことがあった。
【0008】しかし、本願発明では、ガラス、陶磁器、
琺瑯及び合成セラミックス製品から選ばれた無機成形製
品あるいは金属製品あるいは樹脂製品の基体表面に、あ
らかじめ二酸化珪素を含む被膜を形成し、その後リチウ
ムイオンおよび必要により銀イオンを拡散させるため、
二酸化珪素がアンカーの役割を果たし、リチウムイオン
および必要により銀イオンが基体内部まで過度に拡散す
ることを防止することができる、また、リチウムイオン
及び銀イオンの保持力も向上するため、リチウムイオン
および必要により銀イオンの流出を押さえることがで
き、耐久性に優れ防汚性の効果が持続する。また、リチ
ウムイオンおよび必要により銀イオンを拡散させる製品
基体の種類および製造工程中の条件等に応じて、あらか
じめ形成する二酸化珪素の膜の厚みを調整することによ
り、リチウムイオンおよび必要により銀イオンの拡散含
有の程度を調整することができる。
【0009】また、二酸化珪素とリチウムイオンおよび
必要により銀イオンを混合した塗布液を用いて基体に塗
布すると、二酸化珪素と基体との接着力が低下し、さら
にリチウムイオンおよび必要により銀イオンの濃度もコ
ントロールすることが難しいが、本願発明の場合は、シ
リカと基体の接着力は低下することがなく、また、後か
らリチウムイオンおよび必要により銀イオンを拡散させ
るため、リチウムイオンおよび必要により銀イオンの濃
度のコントロールが容易になる。
【0010】また、本願発明では、リチウムイオンおよ
び必要により銀イオンを二酸化珪素の被膜中のみではな
く、製品基体の表面部分にまで拡散させるため、被膜表
面のリチウムイオンまたは銀イオンが流出したとして
も、基体中のリチウムイオンまたは銀イオンが徐々に表
面に移行し長期間にわたりその効果を維持することがで
きる。また、使用中に二酸化珪素の被膜が剥離したとし
ても、製品基体中のリチウムイオンまたは銀イオンの作
用により効果を持続させる。
【0011】本発明のガラス、陶磁器、琺瑯及び合成セ
ラミックス製品から選ばれた無機成形製品あるいは金属
製品あるいは樹脂製品において、その基体の表面に、形
成された二酸化珪素を含有する被膜、および基体の少な
くとも表面部分に含まれるリチウムイオンの含有量は適
宜に設定することができるが、好ましくは前記被膜層表
面から、少なくとも0.01μmまで、より好ましくは
少なくとも0.1μmまで、さらに好ましくは少なくと
も1μmまで、さらに好ましくは少なくとも10μmま
での深さにおけるリチウムイオンの濃度が、0.01〜
30重量%であることが好ましく、より好ましくは0.
1〜25重量%であり、更に好ましくは1〜20重量%
である。勿論本発明の前記被膜の表面から10μmをこ
える深部に、リチウムイオンが存在していてもよい。
【0012】本発明の製品のリチウムイオン含有量は、
GDMS(グロー放電二重収束マススペクトル)法、す
なわち、物品の表面部分を、所望の深さまでスパッタリ
ングにより削りながら、放出される原子又はイオンの重
量を測定して、所望厚さの表面層中の目的原子又はイオ
ンの含有量を測定する方法により測定することができ
る。
【0013】リチウムイオンが分散している被膜の表面
からの厚さは10μm以下であることが好ましい。この
厚さが10μmを超えると、深部にリチウムイオンが存
在したとしても、製品の防汚性及び易洗浄性に寄与する
ことができないから、表面の防汚性の強弱との係わりは
小さい。しかし、深部に存在するリチウムイオンは製品
の性能に悪影響を及ぼすことはないため、10μmをこ
える深部にリチウムイオンが存在しても差し支えない。
【0014】本発明のガラス、陶磁器、琺瑯及び合成セ
ラミックス製品から選ばれた無機成形基体あるいは金属
成形基体あるいは樹脂成形基体の表面上にあらかじめ形
成される二酸化珪素を含有する被膜の厚みは、0.01
μm〜10μmであることが、好ましく、0.1μm〜
1μmであることがより好ましい。二酸化珪素含有被膜
の厚さが0.01μmより薄いとリチウムイオンの拡散
の程度を調整する効果、あるいはリチウムイオンを保持
する効果が充分でなく、またそれか10μmより厚いと
二酸化珪素含有被膜自体が剥離しやすくなる。この二酸
化珪素を含有する被膜は、例えば、ゾルゲル法、コロイ
ダルシリカのコート法などのような通常の方法で形成す
ることができる。また、膜強度を増加させるため、被膜
中にジルコニア、燐酸、アルミナの群から選ばれる少な
くとも1種を含有させてもよく、また必要によっては樹
脂のバインダーを添加してもよい。
【0015】ガラス、陶磁器、琺瑯及び合成セラミック
ス製品から選ばれた無機成形製品あるいは金属製品ある
いは樹脂製品であって、製品基体の表面に珪酸を含有す
る被膜を有する製品の前記被膜中、および前記基体の少
なくとも表面部分中に、リチウムイオンだけを分散含有
させた場合でも水和効果、帯電防止効果、及び親水性向
上にともなう摩擦性低下の効果が得られ、防汚性を付与
することができるが、さらに銀イオンを分散させてもよ
い。この場合、銀イオンの前記被膜も、又は前記基体中
に含まれる濃度は適宜に設定することができるが、好ま
しくは前記被膜層表面から、少なくとも0.01μmま
で、より好ましくは少なくとも0.1μmまで、さらに
好ましくは少なくとも1μmまで、さらに好ましくは少
なくとも10μmまでの深さの部分中の銀イオンの濃度
が、0.001〜10重量%であることが好ましく、よ
り好ましくは0.01〜5重量%である。
【0016】また、リチウム化合物としては、例えば、
リチウムの水酸化物、有機酸塩、無機酸塩等が挙げら
れ、銀化合物としては、例えば、金属銀、有機酸塩、無
機酸塩等が挙げられる。これらを溶かす溶媒としては、
例えば、水、有機溶剤等が挙げられる。
【0017】前記のリチウム化合物あるいは前記のリチ
ウム化合物および銀あるいは銀化合物を、前記の溶媒中
に混合し溶解あるいは分散することにより塗布液が得ら
れる。得られた塗布液を、ガラス、陶磁器、琺瑯及び合
成セラミックス製品から選ばれた無機成形体あるいは金
属成形体あるいは樹脂成形体表面上に二酸化珪素を含有
する被膜を形成した後、その上に塗布し、加熱する。こ
のときの加熱温度は、製品の種類により任意に選定でき
るが、40℃〜1300℃が適当である。時間の制約が
なければ室温で長時間放置しても差し支えなく、また加
熱法としては摩擦熱を利用してもよい。
【0018】本発明のガラス成形製品としては、例え
ば、板ガラス、ガラス食器、ディスプレイ用ガラス、太
陽電池カバー、ビン類等が挙げられる。また、陶磁器製
品および琺瑯製品としては、例えば、タイル、衛生陶
器、食器、碍子、バス、キッチン用品、パネル類等が挙
げられる。また、金属製品としては、例えば、ステンレ
ス、アルミ合金、マグネシア合金の各製品が挙げられ
る。また、樹脂製品としては、例えば、プラスチック成
形品、塗料塗膜、繊維の各製品が挙げられる。
【0019】
【実施例】本発明を下記実施例により更に説明する。実施例1 SiO2 70%、Na2 O 15%、CaO 15%の
ソーダ石灰ガラス板を250℃に加熱し、この温度に維
持しながら、テトラエトキシシランの0.1%エタノー
ル溶液を10g/m2 の塗布量で噴霧塗布し、10秒間
放置して乾燥させた。その上に、5%の水酸化リチウム
溶液を50g/m2 の塗布量で噴霧塗布し1分間放置乾
燥させ、リチウムを含有する表面層を形成した。このソ
ーダ石灰ガラス板のシリカ被膜を含んだ表面部分におけ
るリチウムイオンの拡散状況をGDMSで観察したとこ
ろ、シリカ被膜表面からの深さ0.1μmの部分におい
て、5%のリチウムイオンの存在が確認され、深さ10
μmまでの部分にリチウムイオンが存在することが確認
された。また、二酸化珪素被膜層の厚さは0.1μmで
あった。得られたソーダ石灰ガラス板の表面の水接触
角、油性インクの除去のしやすさ、及び電気伝導度を測
定し、屋外暴露(1ヶ月)による汚れの目視観察を行な
った。接触角の測定には、接触角度計(RHESCA社
製、モデル:WET−6100)を用いた。油性インク
の除去しやすさを、油性インクペン(フェルトペン)で
供試体表面を汚染し、これを水中にいれた場合の、イン
クの除去しやすさを測定した。除去しやすさは下記の4
段階に評価した。(A:水につけただけで除去される。
B:軽く振ると除去される。C:強く振ると除去され
た。D:強く振っても除去しない。)電気伝導度は、市
販の電気伝導度計を用いて測定した。屋外暴露試験結果
は、目視観察により判定した。試験結果を表1に示す。
【0020】実施例2 陶磁器板の釉薬層表面に、5%コロイダルシリカと1%
燐酸の混合水溶液を20g/m2 の塗布量で噴霧塗布
し、50℃で10分間乾燥させた。その上に、1%テト
ラエトキシシラン、0.5%酢酸銀、10%酢酸リチウ
ムの3:7エタノール、水混合溶液を20g/m2 の塗
布量で噴霧塗布した。これを1100℃で1時間加熱し
てリチウムと銀とを含有する表面層を形成した。この陶
磁器板のシリカ/燐被膜を含んだ表面部分におけるリチ
ウムイオンおよび銀イオンの拡散状況をGDMSで観察
したところ、被膜表面からの深さ0.1μmの部分にお
いて、10%のリチウムイオンの存在が確認され、深さ
10μmまでリチウムイオンが存在することが確認され
た。また、被膜表面からの深さ0.1μmまでの部分に
おいて、0.5%の銀イオンの存在が確認され、深さ5
μmまで銀イオンが存在することが確認された。また、
1100℃で1時間加熱後の二酸化珪素/燐被膜の厚さ
は、釉薬層中にも二酸化珪素分および燐酸分が含まれる
ためその界面が明確ではないが、加熱前、50℃で10
分乾燥により二酸化珪素/燐被膜を形成した段階では
0.5μmであった。得られた陶磁器板表面につき、実
施例1と同様に接触角、油性インクの除去しやすさ、電
気伝導度を測定し、屋外暴露(1ヶ月)による汚れの目
視観察を行なった。結果を表1に示す。
【0021】実施例3 ステンレス板(SUS−304)を60℃に加熱し、こ
の温度に維持しながら、テトラエトキシシランの1%エ
タノール溶液を10g/m2 の塗布量で噴霧塗布し、5
秒間放置乾燥させた。その上に、1%テトラエトキシシ
ラン、0.5%酢酸銀、10%酢酸リチウムの3:7エ
タノール、水混合溶液を20g/m2 の塗布量で噴霧塗
布した。この後、1t/cm2 に加圧しながら乾燥して、
リチウムと銀を含有する表面層を形成した。このステン
レス板のシリカ被膜を含んだ表面部分におけるリチウム
イオンおよび銀イオンの拡散状況をGDMSで観察した
ところ、被膜表面からの深さ0.1μmまでの部分にお
いて、2%のリチウムイオンの存在が確認され、深さ1
μmまでリチウムイオンが存在することが確認された。
また、被膜表面からの深さ0.1μmまでの部分におい
て、0.1%の銀イオンの存在が確認され、深さ1μm
まで銀イオンが存在することが確認された。また、二酸
化珪素被膜の厚さは0.1μmであった。得られたステ
ンレス板表面につき、実施例1と同様に接触角、油性イ
ンクの除去しやすさ、電気伝導度を測定し、屋外暴露
(1ヶ月)による汚れの目視観察を行なった。結果を表
1に示す。
【0022】実施例4 プラスチック板(ポリプロピレン樹脂製)に、テトラエ
トキシシランの1%エタノール溶液を、10g/m2
塗布量で噴霧塗布し、1分間放置乾燥させた。その上
に、1%テトラエトキシシラン、0.5%酢酸銀、10
%酢酸リチウムの3:7エタノール、水混合溶液を、2
0g/m2 の塗布量で噴霧塗布した。これを150℃で
1分間加熱乾燥してリチウムと銀を含有する表面層を形
成した。このプラスチック板のシリカ被膜を含んだ表面
部分におけるリチウムイオンおよび銀イオンの拡散状況
をGDMSで観察したところ、被膜表面からの深さ0.
1μmまでの部分において、10%のリチウムイオンの
存在が確認され、深さ5μmまでリチウムイオンが存在
することが確認された。また、被膜表面からの深さ0.
1μmまでの部分において、0.5%の銀イオンの存在
が確認され、深さ4μmまで銀イオンが存在することが
確認された。また、二酸化珪素被膜の厚さは0.1μm
であった。得られたプラスチック板表面につき、実施例
1と同様に接触角、油性インクの除去しやすさ、電気伝
導度を測定し、屋外暴露(1ヶ月)による汚れの目視観
察を行なった。結果を表1に示す。
【0023】実施例5 ナイロン繊維をテトラエトキシシランの1%エタノール
溶液に浸漬した後、40℃で60分間放置乾燥させた。
更にシリカ塗布繊維を、0.5%酢酸銀、10%酢酸リ
チウムの3:7エタノール、水混合溶液に、浸漬し、4
0℃で60分間乾燥してリチウムと銀を含有する表面層
を形成した。このナイロン繊維のシリカ被膜を含んだ表
面部分におけるリチウムイオンおよび銀イオンの拡散状
況をGDMSで観察したところ、被膜表面からの深さ
0.1μmまでの部分において、10%のリチウムイオ
ンの存在が確認され、深さ1μmまでリチウムイオンが
存在することが確認された。また、被膜表面からの深さ
0.1μmまでの部分において、0.5%の銀イオンの
存在が確認され、深さ1μmまで銀イオンが存在するこ
とが確認された。また、二酸化珪素被膜の厚さは0.1
μmであった。得られたナイロン繊維につき、実施例1
と同様に屋外暴露(1ヶ月)による汚れの目視観察を行
なった。結果を表1に示す。なお、接触角、油性インク
の除去しやすさ、電気伝導度の測定は、繊維であるため
行なえなかった。
【0024】実施例6 素焼きの陶磁器板の表面に通常の施釉(未焼成)を施し
乾燥した後、この釉薬層表面に30%コロイダルシリカ
水溶液を20g/m2 の塗布量で噴霧塗布し、50℃で
10分乾燥させた。その上に、20%水酸化リチウム水
溶液を20g/m2 の塗布量で噴霧塗布した。これを1
200℃で1時間加熱してリチウムを含有する表面層を
形成した。この陶磁器板のシリカ被膜を含む表面部分に
おけるリチウムイオンの拡散状況をGDMSで観察した
ところ、被膜表面からの深さ0.1μmまでの部分にお
いて、10%のリチウムイオンの存在が確認され、深さ
10μmまでリチウムイオンが存在することが確認され
た。また、1200℃で1時間加熱後の二酸化珪素被膜
の厚さは、釉薬中にも二酸化珪素分が含まれるため、そ
の界面が明確ではないが、加熱前、50℃で10分間の
乾燥により二酸化珪素被膜を形成した段階では0.5μ
mであった。得られた陶磁器板表面につき、実施例1と
同様に接触角、油性インクの除去しやすさ、電気伝導度
を測定し、屋外暴露(1ヶ月)による汚れの目視観察を
行なった。結果を表1に示す。
【0025】実施例7 SiO2 70%、Na2 O 15%、CaO 15%の
ソーダ石灰ガラス板を250℃に加熱し、この温度に維
持しながら、その表面上にテトラエトキシシランの0.
1%、ジルコニウムテトラ−n−ブトキシド0.01%
を含むエタノール溶液を10g/m2 の塗布量で噴霧塗
布し、10秒間放置乾燥させた。その上に、5%の水酸
化リチウム溶液を50g/m2 の塗布量で噴霧塗布し1
分間放置乾燥させ、リチウムを含有する表面層を形成し
た。このソーダ石灰ガラス板のシリカ被膜を含んだ表面
部分におけるリチウムイオンの拡散状況をGDMSで観
察したところ、被膜表面からの深さ0.1μmまでの部
分において、5%のリチウムイオンの存在が確認され、
深さ10μmまでリチウムイオンが存在することが確認
された。また、ジルコニウムを含んだ二酸化珪素被膜層
の厚さは0.1μmであった。得られたソーダ石灰ガラ
ス板の表面につき、実施例1と同様に接触角、油性イン
クの除去のしやすさ、電気伝導度を測定し、屋外暴露
(1ヶ月)による汚れの目視観察を行なった。結果を表
1に示す。また、得られたソーダ石灰ガラス板を1Nの
水酸化ナトリウム溶液に25℃で24時間浸漬した後、
再度実施例1と同様に接触角を測定した。結果を表2に
示す。
【0026】比較例1 SiO2 70%、Na2 O 15%、CaO 15%の
ソーダ石灰ガラス板について、実施例1と同様にして、
表面の接触角、油性インクの除去しやすさ、電気伝導度
を測定し、屋外暴露(1ヶ月)による汚れの目視観察を
行なった。結果を表1に示す。
【0027】比較例2 実施例2で使用したものと同じ陶磁器板の表面につい
て、実施例1と同様に、表面の接触角、油性インクの除
去しやすさ、電気伝導度を測定し、屋外暴露(1ヶ月)
による汚れの目視観察を行なった。結果を表1に示す。
【0028】比較例3 実施例3で使用したものと同じステンレス板の表面につ
いて、実施例1と同様に、表面の接触角、油性インクの
除去しやすさ、電気伝導度を測定し、屋外暴露(1ヶ
月)による汚れの目視観察を行なった。結果を表1に示
す。
【0029】比較例4 実施例4で使用したものと同じプラスチック板の表面に
ついて、実施例1と同様に、表面の接触角、油性インク
の除去しやすさ、電気伝導度を測定し、屋外暴露(1ヶ
月)による汚れの目視観察を行なった。結果を表1に示
す。
【0030】比較例5 実施例5で使用したものと同じ繊維の表面について、実
施例1と同様に、表面の接触角、油性インクの除去しや
すさ、電気伝導度を測定し、屋外暴露(1ヶ月)による
汚れの目視観察を行なった。結果を表1に示す。
【0031】比較例6 実施例6で使用したものと同じ素焼きの陶磁器板の表面
に、通常の施釉(未焼成)をしたあと、その表面上に2
0%水酸化リチウム水溶液を20g/m2 の塗布量で噴
霧塗布した。これを1200℃で1時間加熱してリチウ
ムを含有する表面層を形成した。この陶磁器板の表面部
分におけるリチウムイオンの拡散状況をGDMSで観察
したところ、被膜表面からの深さ0.1μmにおいて、
0.2%のリチウムイオンの存在が確認され、深さ50
0μmまでリチウムイオンが存在することが確認され
た。得られた陶磁器板表面につき、実施例1と同様に接
触角、油性インクの除去しやすさ、電気伝導度を測定
し、屋外暴露(1ヶ月)による汚れの目視観察を行なっ
た。結果を表1に示す。
【0032】実施例7 実施例1で得られたソーダ石灰ガラス板を1Nの水酸化
ナトリウム溶液に25℃で24時間浸漬した後、再度実
施例1と同様に接触角を測定した。結果を表2に示す。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】表1から明らかなように、実施例1〜5の
表面は、比較例1〜5の表面に比べ、接触角が小さく、
また油性インクの除去しやすさに優れ、電気伝導度も大
きい。このため、汚れやほこりの付着力が低下し、屋外
暴露試験による目視観察でも防汚性に優れていることが
確認された。
【0036】また、実施例6も他の実施例と同様に、接
触角が小さく、また油性インクの除去しやすさに優れ、
電気伝導度も大きい。このため、汚れやほこりの付着力
が低下し、屋外暴露試験による目視観察でも防汚性に優
れていた。これに対し、比較例6は、リチウムイオンを
拡散させたにもかかわらず二酸化珪素含有層を有してい
ないため、接触角が大きく、また油性インクの除去しや
すさに劣り、電気伝導度も小さかった。これは素焼きの
陶磁器に施釉しただけで、未焼成の場合には、リチウム
イオンが深部にまで拡散するため、表面部分の濃度が小
さくなるためと考えられる。この点、実施例6のように
あらかじめ、表面に珪酸を含む被膜を形成しておくと、
珪酸分がリチウムイオンを引き付け、リチウムイオンの
拡散の程度を制御することができる。また、表2に示さ
れるように実施例7においては、二酸化珪素の被膜にジ
ルコニアを添加したことにより、表面の耐アルカリ性が
向上したことが確認された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F073 AA28 AA32 EA52 EA55 EA60 GA01 4F100 AA00A AA04B AA17B AA19B AA20B AB01A AB19B AB24B AD00A AG00A AH08B AK01A BA02 EH462 EH612 EJ422 GB08 GB81 JL02 JL06 4G059 AA01 AB02 AC22 EA01 EA05

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス、陶磁器、琺瑯及び合成セラミッ
    クス製品から選ばれた無機成形体、金属成形体及び樹脂
    成形体から選ばれた基体と、その表面に形成され、かつ
    二酸化珪素を含有する被膜とを有し、前記被膜中および
    前記基体の少なくとも表面部分中に、リチウムイオンが
    分散して含有されている、ことを特徴とする防汚性及び
    易洗浄性の高い無機、金属及び樹脂成形製品。
  2. 【請求項2】 前記リチウムイオンが、前記被膜の表面
    から前記基本の内部に拡散して分布している請求項1に
    記載の防汚性及び易洗浄性の高い無機、金属及び樹脂成
    形製品。
  3. 【請求項3】 前記被膜中および/又は前記基本の少な
    くとも表面部分に、リチウムイオンに加えて、銀イオン
    がさらに分散して含有されている、請求項1〜2のいず
    れか1項に記載の防汚性及び易洗浄性の高い製品。
  4. 【請求項4】 前記銀イオンが、前記被膜の表面から前
    記基体の内部に拡散して分布している、請求項3に記載
    の防汚性及び易洗浄性の高い無機、金属及び樹脂成形製
    品。
  5. 【請求項5】 前記二酸化珪素を含有する被膜中に、さ
    らにジルコニア、燐酸、アルミナからなる群から選ばれ
    た少なくとも1種が含有されていることを特徴とする請
    求項1〜4記載の防汚性及び易洗浄性の高い無機、金属
    及び樹脂成形製品。
  6. 【請求項6】 ガラス、陶磁器、琺瑯及び合成セラミッ
    クス製品から選ばれた無機成形体、金属成形体及び樹脂
    成形体から選ばれた基体の表面に、あらかじめ二酸化珪
    素を含有する被膜を形成し、この被膜にリチウム化合物
    を加熱下に接触させて、リチウムイオンを、前記被膜の
    表面から前記製品基体の内部に拡散させて分散含有させ
    る、ことを特徴とする防汚性及び易洗浄性の高い無機、
    金属及び樹脂成形製品の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記加熱拡散処理が、40℃〜1300
    ℃の温度において施される、請求項6に記載の防汚性及
    び易洗浄性の高い無機、金属及び樹脂成形製品の製造方
    法。
  8. 【請求項8】 前記加熱拡散処理において、前記リチウ
    ム化合物の溶液を、前記基本表面上の二酸化珪素を含有
    する被膜の表面に塗布し、この塗布液層を40℃〜13
    00℃の温度に加熱するか、あるいは、前記リチウム化
    合物の溶液を、予め加熱された前記基体表面上の二酸化
    珪素を含有する被膜の表面に塗布し、前記塗布体全体の
    温度を、40℃〜1300℃の温度に維持する、請求項
    6又は7に記載の防汚性及び易洗浄性の高い無機、金属
    及び樹脂成形製品の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記リチウム化合物溶液に、さらに銀イ
    オンを含ませて、銀イオンを、前記リチウムイオンとと
    もに、前記被膜の表面から前記基体の内部に拡散させ、
    分散含有させる、請求項4〜8のいずれか1項に記載の
    防汚性及び易洗浄性の高い無機、金属及び樹脂成形製品
    の製造方法。
  10. 【請求項10】 ガラス、陶磁器、琺瑯及び合成セラミ
    ックス製品から選ばれた無機成形体、金属成形体及び樹
    脂成形体から選ばれた基体表面上に、あらかじめ二酸化
    珪素を含有する被膜を形成し、この被膜表面にリチウム
    化合物溶液を加圧下に接触させて、リチウムイオンを、
    前記被膜の表面から前記基体の内部に拡散させて分散含
    有させる、ことを特徴とする防汚性及び易洗浄性の高い
    無機、金属及び樹脂成形製品の製造方法。
  11. 【請求項11】 前記リチウム化合物溶液に、さらに銀
    イオンを含ませて、銀イオンを、前記リチウムイオンと
    ともに、前記被膜の表面から前記基体の内部に拡散さ
    せ、分散含有させる、請求項10に記載の防汚性及び易
    洗浄性の高い無機、金属及び樹脂成形製品の製造方法。
  12. 【請求項12】 前記二酸化珪素を含有する被膜中にさ
    らにジルコニア、燐酸、アルミナからなる群から選ばれ
    た少なくとも1種が含有されていることを特徴とする請
    求項6〜11記載の防汚性及び易洗浄性の高い無機、金
    属及び樹脂成形製品の製造方法。
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