JP2002080829A

JP2002080829A - 親水性部材、その製造方法、およびその製造のためのコーティング剤

Info

Publication number: JP2002080829A
Application number: JP2000271548A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Hasuo; 博人蓮生; Hiroyuki Fujii; 寛之藤井; Yoshiyuki Nakanishi; 義行中西; Hidenori Kobayashi; 秀紀小林
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2002-03-22

Abstract

(57)【要約】【課題】充分な膜硬度および耐久性を保持しながら、
曇りにくく、かつ水滴や汚れが付着しにくい親水性部材
およびその製造方法を提供すること。【解決手段】基材と、該基材上に最外層として形成さ
れる親水性被膜とを少なくとも有してなる親水性部材で
あって、前記親水性皮膜が、光触媒性の親水性金属酸化
物粒子と、親水性無機非晶質物質とを少なくとも含んで
なり、前記親水性被膜の表面に隆起している部分とそう
でない部分を有している親水性部材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面が親水性の部
材、より具体的には、防曇性や防汚性が必要とされる、
例えば、ガラス、鏡、反射板、保護板等として用いられ
る親水性部材、その製造方法、その製造のためのコーテ
ィング剤および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラスやプラスチックなどの透明部材
や、鏡、金属板などの反射部材、その他表面に意匠性を
備えた部材等の部材は、表面温度が露点温度以下になる
と、空気中の水分が表面で凝集して曇りが発生しやす
い。また、これらの部材の表面に雨水や水しぶきが付着
すると、水膜としてよりも水滴として付着しやすい。こ
のように、曇りや水滴が部材表面に存在すると、その部
材の本来の機能を発揮できなくなったり、光の散乱によ
り部材の外観や意匠性が低下したりすることがある。こ
のような曇りや光の散乱を解消するために、基材表面を
親水性にする技術として、次のようなものが知られてい
る。特開平９−２７８４３１号公報には、基材表面に、
リン酸またはその塩と溶解性のアルミニウム化合物と水
溶性珪酸塩と界面活性剤と溶媒からなる表面処理材を塗
布し、３００〜７００℃で熱処理することによって、表
面に凹凸を形成する方法が開示されている。特開平１１
−１００２３４号公報には、３〜３００ｎｍの粒径を有
する金属酸化物粒子と金属酸化物からなる膜を形成し、
算術平均粗さ（Ｒａ）が１．５〜８０ｎｍで凹凸平均間
隔（Ｓｍ）が４〜３００ｎｍである凹凸の形成方法が開
示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、今般、
光の励起に応じて超親水性効果や有機物の酸化分解効果
を示す光触媒性物質を利用するとともに、親水性部材の
表面状態を制御することで、膜硬度および耐久性を低下
させることなく、優れた防曇性を発揮する親水性部材が
得られるとの知見を得た。したがって、本発明は、十分
な膜硬度および耐久性を保持しながら、曇りにくく、か
つ水滴や汚れが付着しにくい親水性部材を提供すること
を目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の態様によ
る親水性部材は、基材と、該基材上に最外層として形成
される親水性被膜とを少なくとも有してなる親水性部材
であって、前記親水性皮膜が、少なくとも一部が光触媒
金属酸化物粒子から構成された親水性金属酸化物粒子
と、親水性無機非晶質物質とを少なくとも含んでなり、
前記親水性被膜の表面が隆起している部分を有し、前記
隆起部分を含まない部分のみに線分を設定したとき、そ
の線分における断面曲線が示すＲｚ（十点平均粗さ）お
よびＳｍ（凹凸の平均間隔）が、それぞれ１０ｎｍ≦Ｒ
ｚ≦４０ｎｍおよび１０ｎｍ≦Ｓｍ≦３００ｎｍであ
り、かつ、前記隆起部分を通るように線分を設定したと
き、その線分における断面曲線が示すＲｚ（十点平均粗
さ）およびＳｍ（凹凸の平均間隔）が、それぞれ４０ｎ
ｍ≦Ｒｚ≦２００ｎｍおよび３００ｎｍ≦Ｓｍ≦１５０
０ｎｍであるものである。

【０００５】また、本発明の第二の態様による親水性部
材は、基材と、該基材上に形成され、親水性無機非晶質
物質および少なくとも一部が光触媒金属酸化物粒子から
構成された親水性金属酸化物粒子から実質的になる第一
の親水性被膜と、該第一の親水性被膜上に最外層として
形成され、親水性無機非晶質物質から実質的になる第二
の親水性被膜とを少なくとも含んでなるものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】定義本発明において、「十点平均粗さ（Ｒｚ）」とは、ＪＩ
Ｓ−Ｂ０６０１（１９９４年）によって定義されるパラ
メータであり、測定した領域内に線分を設定し、その線
分における断面曲線を利用して、５μｍ×５μｍ四方内
における最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の絶
対値（Ｒ₁、Ｒ₃、Ｒ₅、Ｒ₇、Ｒ₉）の平均値と、最も低
い谷底から５番目までの谷底の標高の絶対値（Ｒ₂、
Ｒ₄、Ｒ₆、Ｒ₈、Ｒ₁₀）の平均値との差を求めた値で、
次の式によって求められる。なお、このとき設定する線
分の長さは特に規定しないが、Ｒｚのばらつきを考慮
し、なるべく長くとるように設定する。上記のＪＩＳ基
準は日本工業規格（日本国東京都港区赤坂４−１−２
４）から、その英訳とともに容易に入手可能である。

【０００７】

【数式１】

【０００８】また、本発明において、「凹凸の平均間隔
（Ｓｍ）」は、ＩＳＯによって定義されるパラメータで
あり、カットオフ値と等しいサンプリング長さのＮ倍の
評価長さの粗さ曲線をＮ等分し、各区間ごとに凸凹の間
隔（相隣合う１組の山と谷の横幅Ｓｍ_i）の平均間隔Ｓ
ｍ’を次の式により求める。そして、Ｎ個のＳｍ’の算
術平均値としてＳｍが求められる。

【０００９】

【数式２】

【００１０】また、本発明において、「面粗さ」は中心
線平均粗さ（Ｒａ）を面拡張することにより得ることが
できる。ここで、中心線平均粗さ（Ｒａ）とは、ＪＩＳ
−Ｂ０６０１（１９９４年）による定義されるパラメー
タであり、粗さ曲線からその中心線の方向に測定長さｌ
の部分を抜き取り、この抜き取り部分の中心線をＸ軸、
縦倍率の方向をＹ軸とし、粗さ曲線をＹ＝ｆ（ｘ）で表
したとき、次の式によって求められる値をいう。

【００１１】

【数式３】

【００１２】これらの十点平均粗さ（Ｒｚ）、凹凸の平
均間隔（Ｓｍ）、および面粗さは原子間力顕微鏡を用い
て、被膜の任意の箇所における５μｍ×５μｍの表面形
状を測定することにより求めることができる。

【００１３】親水性部材本発明の第一の態様および第二の態様のいずれにあって
も、本発明による親水性部材は、基本的に、基材と、該
基材上に形成される親水性被膜とを少なくとも有してな
る。

【００１４】（ａ）基材本発明において基材とは、防曇効果、防汚効果、親水効
果を期待される物品を意味し、無機材料、金属材料、有
機材料、あるいはそれらの複合体からなっていてよい。
基材の好ましい例としては、防曇および防汚性が求めら
れる物品として、タイル、衛生陶器、食器、ガラス、
鏡、反射板、保護板、保護膜、陶磁器、ケイ酸カルシウ
ム板、セメント、木材、樹脂、金属、セラミックなどの
建材、日用品などが挙げられる。より好ましい例とし
て、透明部材であるガラスおよびガラスふた、光の反射
機能が求められる鏡および反射板、ならびに光透過が求
められる保護板、保護膜およびフィルムが挙げられる。
より具体的な基材用途としては、車両用バックミラー、
車両用サイドミラー、浴室用鏡、洗面所用鏡、歯科用
鏡、道路鏡のような鏡；眼鏡レンズ、光学レンズ、写真
機レンズ、内視鏡レンズ、照明用レンズ、半導体用レン
ズ、複写機用レンズのようなレンズ；プリズム；建物や
監視塔の窓ガラス；自動車、鉄道車両、航空機、船舶、
潜水艇、雪上車、ロープーウエイのゴンドラ、遊園地の
ゴンドラ、宇宙船のような乗物の窓ガラス；自動車、鉄
道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、スノーモービ
ル、オートバイ、ロープーウエイのゴンドラ、遊園地の
ゴンドラ、宇宙船のような乗物の風防ガラス；防護用ゴ
ーグル、スポーツ用ゴーグル、防護用マスクのシール
ド、スポーツ用マスクのシールド、ヘルメットのシール
ド、冷凍食品陳列ケースのガラス；計測機器のカバーガ
ラス等が挙げられる。特に、最も曇りやすい用途の一つ
であり、光励起が可能なミラー、ガラス等が好ましく、
最も好ましくは車両用サイドミラー、道路鏡、計測器の
カバーガラス、乗り物用窓ガラス、歯科用鏡、浴室用鏡
である。

【００１５】（ｂ）親水性被膜本発明における親水性被膜は、親水性無機非晶質物質
と、親水性金属酸化物粒子とを少なくとも含んでなる。

【００１６】（ｉ）親水性無機非晶質物質本発明において親水性無機非晶質物質とは、表面に化学
吸着水を形成し親水性を呈することができる無機非晶質
物質である。このような物質としては、非晶質金属酸化
物が好ましく挙げられるが、これ以外にも、ポリシラザ
ンなどが挙げられる。

【００１７】本発明の好ましい態様によれば、親水性無
機非晶質物質としては、アルカリ珪酸塩、アルカリホウ
珪酸塩、アルカリジルコン酸塩、およびアルカリリン酸
塩等のリン酸金属塩からなる群から選択される一種以上
を含んでなるものが挙げられる。これらの物質は水の存
在により容易に化学吸着水層を形成し、高度かつ長期的
にわたって親水性を呈すことができる。これらの中でも
アルカリ珪酸塩が好ましく、より好ましくは、珪酸ナト
リウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム、珪酸アンモニウ
ムの少なくとも１つ以上が挙げられる。一般に接着性は
珪酸ナトリウム、珪酸カリウムの順に強く、耐水性は珪
酸アンモニウム、珪酸リチウムの順に強いと考えられる
が、被膜性、膜硬度、耐水性等を考慮すると珪酸リチウ
ムを含むのがより好ましい。

【００１８】本発明の好ましい態様によれば、本発明に
よる親水性部材の被膜には、ホウ酸および／またはホウ
酸化合物を含有させることができる。これにより、被膜
の耐水性、化学的耐久性を向上させることができる。ホ
ウ酸またはホウ酸化合物の好ましい例としては、オルト
ホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸、ホウ酸亜鉛、ホウ酸カ
リウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸バリウム、ホウ酸マ
グネシウム、ホウ酸リチウム、ホウ酸エステル等が挙げ
られる。

【００１９】本発明の好ましい態様によれば、本発明に
よる親水性部材の被膜には、リン酸および／またはリン
酸化合物を含有させることができる。これにより、被膜
の硬化を促進し、膜の耐久性を向上させることができ
る。リン酸またはリン酸化合物の好ましい例としては、
無水リン酸、メタリン酸、ピロリン酸、オルトリン酸、
三リン酸、四リン酸、リン酸亜鉛、リン酸水素亜鉛、リ
ン酸アルミニウム、リン酸水素アルミニウム、リン酸ア
ンモニウム、リン酸水素アンモニウム、リン酸水素アン
モニウムナトリウム、リン酸カリウム、リン酸水素カリ
ウム、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン
酸ナトリウム、リン酸水素リチウム、リン酸エステル等
が挙げられる。

【００２０】本発明の好ましい態様によれば、本発明の
親水性部材の被膜には熱処理によってＺｒＯ₂となる物
質の前駆体を含有させることができる。これにより、ア
ルカリ珪酸塩中のＳｉＯ₂構造中にＺｒが取り込まれ、
化学的耐久性を向上させることができる。熱処理によっ
てＺｒＯ₂となる物質の前駆体の好ましい例としては、
塩化酸化ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウム、塩化
ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、ジルコニウムアセチ
ルアセトネート、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウ
ムプロポキシドなどが挙げられる。

【００２１】（ii）親水性金属酸化物粒子本発明において親水性金属酸化物粒子のうち少なくとも
一部には光触媒金属酸化物粒子を用いる。

【００２２】光触媒金属酸化物粒子は、そのバンドギャ
ップエネルギー以上のエネルギーをもつ光の照射による
励起に応じて、水分子から活性酸素種を発生させて有機
物を酸化・分解させる効果や、直接有機物を分解させる
効果を発揮する。したがって、浴室等の鏡にあっては、
付着して親水性を低下させる原因となるシャンプーやリ
ンスに含まれる界面活性剤やアルコール、または金属石
鹸、皮脂類、また屋外にて使用されるミラーなどの場合
は、大気中に含まれて表面の親水性を阻害する排気ガス
成分やタイヤかす等の親油成分などの親水性を阻害する
物質を分解除去できる。また、光触媒金属酸化物粒子自
身が超親水性表面となって被膜表面の親水性を高めて防
曇効果を発揮させる効果や、親油性よごれを雨水やシャ
ワー等によって流れ落ちやすくすることによって防汚効
果を発揮させることができる。光触媒金属酸化物粒子と
しては、ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂、ＷＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃、Ｚｎ
Ｏ等のが好適に利用できる。これらの粒子は１種で用い
ても複数種組合せてもよい。

【００２３】とりわけ、本発明で使用する光触媒金属酸
化物粒子は、ＴｉＯ₂を用いるのが好ましい。一般に光
触媒としての活性を利用するには結晶化されたＴｉＯ₂
であることが望ましく、少なくとも粒子の一部がアナタ
ーゼ型またはブルッカイト型に結晶化されていることが
望ましい。

【００２４】本発明はまた、光触媒金属酸化物粒子とと
もに、他の親水性金属酸化物粒子を利用することができ
る。この、他の金属酸化物粒子として好ましい例は、Ｓ
ｉＯ ₂、Ａｌ₂Ｏ₃ＺｒＯ₂および導電性ＳｎＯ₂からなる
群から選択される一種以上を含んでなるものが挙げられ
る。ＳｉＯ₂はコロイダルシリカとして、Ａｌ₂Ｏ₃はア
ルミナゾルとして、ＺｒＯ₂はジルコニアゾルとして、
ＳｎＯ₂は酸化スズゾルとして容易に入手可能であり、
高度な親水性を発揮する。これらのうち、特にコロイダ
ルシリカは高度な親水性を発揮するとともに、種々の粒
子径が容易に入手可能であって、表面の構造を制御しや
すい。また、アルミナゾルは表面の吸着水層を強固に保
持するので親水性を高度に維持することが可能である。
導電性ＳｎＯ２は導電性を高めて汚れの付着を抑制する
ことが可能である。また、上記以外であっても、少なく
とも表面に酸化物が形成されうる粒子であれば親水性を
示しやすく、例えば窒化物、ホウ化物、炭化物の粒子な
どでもよい。また、粒子の形状は球状、直方状、平板
状、羽毛状、鎖状など種々の形状であることができ、凹
凸構造の形成のしやすさから球状または直方状が好まし
い。

【００２５】第一の態様による親水性部材本発明の第一の態様によれば、（ｂ）親水性被膜の表面
を、比較的平滑な部分と、この平滑部分に比較して隆起
した部分とを有するものとする。そして、前記隆起部分
を含まない平滑部分のみに線分を設定したとき（図１に
おける線分Ａ）、その線分における断面曲線が示すＲｚ
（十点平均粗さ）およびＳｍ（凹凸の平均間隔）が、そ
れぞれ１０ｎｍ≦Ｒｚ≦４０ｎｍおよび１０ｎｍ≦Ｓｍ
≦３００ｎｍであり、かつ、前記隆起部分を通るように
線分を設定したとき（図１における線分Ｂ）、その線分
における断面曲線が示すＲｚ（十点平均粗さ）およびＳ
ｍ（凹凸の平均間隔）が、それぞれ４０ｎｍ≦Ｒｚ≦２
００ｎｍおよび３００ｎｍ≦Ｓｍ≦１５００ｎｍである
ようにする。

【００２６】本発明の第一の態様による親水性部材表面
は、湿潤条件下において速やかに水膜を形成するという
優れた親水性を発揮する。例えば、本発明による親水性
部材である鏡を浴室に配設したとき、その表面に蒸気や
水しぶきが付着すると、表面の親水性被膜が付着した水
を水膜として保持し続ける。この状態において、表面温
度が露点温度以下であっても水蒸気が表面に触れる状態
であれば、または水しぶきの付着によって水滴が付着す
る状態であれば、親水性被膜上の水膜は維持され続け
る。さらに光触媒粒子の存在により、光触媒を励起しう
る波長の光の照射によりその表面状態が維持される。

【００２７】親水性被膜上に形成される水膜は均質なも
のであるため、光は散乱されずに直線的に透過する。鏡
またはガラスが曇るとは、付着した水が微細な水滴とな
って表面に付着し、光が散乱される現象をいう。本発明
による親水性部材にあっては、付着した水が水滴となら
ず、均質な水膜となるため、この「曇る」という現象を
生じさせない。さらに、付着した水が微細ではなく、比
較的大きな水滴となる場合もあり、このような水滴は鏡
に写った像を歪める。また、透明ガラスにあっては透過
して見える像を歪める。本発明による親水性部材にあっ
ては、比較的大きな水滴も生じさせないため、このよう
な像の歪みを生じさせない。すなわち、優れた防曇性を
発揮する。また、水が過剰に付着した場合には水は流下
していくが、基材上の親水性被膜は水膜を一定の範囲で
保持し続けるため、防曇性を維持できる。

【００２８】さらに、この均質な水膜によって、汚れ物
質が基材表面に直接触れにくくなるため、汚れが付着し
にくくなる。すなわち、本発明による親水性部材は優れ
た防汚性をも発揮する。例えば、浴室環境においては金
属石鹸やリンス成分の付着防止効果を、外壁等の建築材
料においては屋外における都市煤塵の付着防止効果を発
揮する。

【００２９】本発明の好ましい態様によれば、親水性金
属酸化物粒子を、３〜４０ｎｍ（好ましくは、１０〜３
０ｎｍ）に粒径の最頻値を有する第一の親水性金属酸化
物粒子と、４０〜３００ｎｍ（好ましくは４０〜１００
ｎｍ）に粒径の最頻値を有する第二の親水性金属酸化物
粒子とを含んでなるように構成する。すなわち、親水性
金属酸化物粒子として、上記２種類の粒径範囲のものを
合わせて用いる。これにより、上述したＲｚおよびＳｍ
の条件を比較的容易に実現することができる。

【００３０】図１に、本発明の第一の態様による親水性
部材の一例の概略断面図を示す。図１に示される親水性
被膜は、第一の粒径から構成された親水性金属酸化物粒
子１、第二の粒径から構成された親水性金属酸化物粒子
２、および親水性無機非晶質物質３により、前述のＲｚ
およびＳｍが実現されている。第一の粒径から構成され
た親水性金属酸化物粒子１、第二の粒径から構成された
親水性金属酸化物粒子２のうちの少なくともいずれか一
方のうちの少なくとも一部は光触媒粒子とする。図１に
示されるように、第一の態様の親水性部材表面は大小の
凹凸が基材４の表面に形成されている。この大小の凹凸
が親水性被膜の表面積を大きくし、親水性被膜表面の親
水性を最大限に発揮させるものと考えられる。すなわ
ち、親水性部材表面に水膜が容易に形成されるととも
に、十分な量の水膜を均質に保持することができると考
えられ、また、付着した水滴が凹凸の高い部分に引き付
けられ、水膜の広がりが促進されると考えられる。

【００３１】本発明の好ましい態様によれば、親水性被
膜表面のｐＨ＝７におけるゼータ電位が−４０〜４０ｍ
Ｖ、より好ましくは−３０〜３０ｍＶとする。このよう
に０に近い範囲にゼータ電位を制御することで、電荷を
帯びた汚れの付着が有効に阻止される。例えば、浴室内
で発生および付着するリンスの主成分として含まれる陽
イオン界面活性剤や、シャンプーに含まれる陰イオン界
面活性剤は、ゼータ電位の制御により、付着が抑制さ
れ、親水性の低下ないし撥水性の発現を防止し、防曇性
をより一層長期的に維持することが可能となる。さらに
好ましくは上記ゼータ電位を−２５〜０ｍＶにする。こ
れにより、シリカや粘土質の無機質等の負に帯電した汚
れの付着を効果的に防止できるので、本発明による親水
性部材を大気中の塵埃や車の排気ガスに曝される屋外に
おいて利用する際に有利である。

【００３２】本発明の好ましい態様によれば、親水性被
膜はその表面の任意の５μｍ四方領域において、面粗さ
が５〜３０ｎｍとされる。このような範囲に面粗さがあ
ることで、濡れ性の向上による防曇効果と高い水膜維持
能力および透明性、耐久性がより発揮される。

【００３３】本発明の好ましい態様によれば、親水性被
膜の水の静止接触角を３５度以下にする。これにより、
水滴が付着した際、効率よく水膜を形成させることがで
き、その結果防曇性を向上させることができる。また、
親水性被膜の水の静止接触角を２０度以下とすることに
より、迅速な水膜形成が可能になるのでより好ましい。
また、排気ガス等から発生する油性汚れのような比較的
極性が少ない汚れに対しては、３５度以下の接触角であ
れば雨水等により、容易に汚れの除去が可能であり、さ
らに好ましくは２０度以下である。また、親水性被膜表
面に存在する光触媒金属酸化物粒子の作用により、光の
励起に応じて、超親水性作用によって迅速かつ高度に親
水化が可能となる。

【００３４】本発明の好ましい態様によれば、親水性金
属酸化物粒子として、正電荷を持つ親水性金属酸化物粒
子と、負電荷を持つ親水性金属酸化物粒子との両方を用
いることが好ましい。これにより、上記のゼータ電位お
よび水接触角を実現することができる。正電荷を持つ親
水性金属酸化物粒子としては、ｐＨ７におけるゼータ電
位が正のものとして、ＭｇＯ、Ｌａ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、α−
Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、α−Ａｌ₂Ｏ₃、γ−Ａｌ₂Ｏ₃、負の
ものとしてＣｒ₂Ｏ₃、ＣｅＯ₂、ＺｒＯ₂、γ−Ｆｅ
₂Ｏ₃、ＦｅＯ、Ｆｅ₃Ｏ₄、ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂、Ｍｎ
Ｏ₂、ＳｉＯ₂、Ｓｂ₂Ｏ５などが挙げられる。これらの
うち、親水性の高いものとして、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｚ
ｎＯ、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂が好まし
く挙げられる。また、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｚ
ｒＯ₂、ＭｇＯ、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＣｄＯ、
ＰｂＯなどの複合酸化物は主として強酸性を示し、ゼー
タ電位が正の材料として有効である。

【００３５】コーティング剤本発明の第一の態様による親水性被膜を形成するために
好適なコーティング剤は、溶媒と、溶質として、第一の
粒径から構成された親水性金属酸化物粒子および第二の
粒径から構成された親水性金属酸化物粒子とを少なくと
も含んでなる。

【００３６】溶媒としては、水またはアルコールがその
好ましい例として挙げられるが、親水性および安全性の
面から水が特に好ましい。ガラスや鏡等の透明性を必要
とする部材においては、被膜による光の散乱を低減させ
るためにアルコールを併用することがさらに望ましい。

【００３７】本発明の好ましい態様によれば、溶質とし
て、親水性無機非晶質物質の前駆物質をさらに含んでな
ることができる。親水性無機非晶質物質の前駆物質は、
溶媒を除去して、必要により熱処理を行うことにより、
上述した（ｉ）親水性無機非晶質物質を形成する物質で
あり、好ましい例として、アルカリ珪酸塩、アルカリホ
ウ珪酸塩、アルカリジルコン酸塩、およびアルカリリン
酸塩等のリン酸金属塩からなる群から選択される一種以
上が挙げられる。これらのうち、成膜性および親水性の
点からアルカリ珪酸塩がより好ましい。

【００３８】本発明の好ましい態様によれば、アルカリ
珪酸塩のＳｉＯ₂量と前記親水性金属酸化物粒子との重
量比が１０：１〜１：４の範囲であり、かつ、前記第一
の親水性金属酸化物粒子量と前記第二の親水性金属酸化
物粒子量との重量比が４０：１〜１：４であることが好
ましい。

【００３９】ここで、本発明においては親水性被膜の形
成を上層および下層の２回に分けて行うこともできる。
この場合、最終的な膜の組成が第一および第二の親水性
金属酸化物粒子とアルカリ珪酸塩とを含んでいればよ
く、例えば、下層として塗布されるコーティング剤にあ
っては、親水性無機非晶質物質の前駆物質を含んでいな
くてもよい。その際、下層として用いるコーティング剤
にあっては、アルカリ珪酸塩のＳｉＯ₂量と前記親水性
金属酸化物粒子との重量比が１０：１〜１：４の範囲で
あり、かつ、前記第一の親水性金属酸化物粒子量と前記
第二の親水性金属酸化物粒子量との重量比が４０：１〜
１：４であり、上層として塗布されるコーティング剤に
あっては、前記アルカリ珪酸塩のＳｉＯ₂量と親水性金
属酸化物粒子との重量比が２０：１〜１：２の範囲であ
るのが好ましい。

【００４０】本発明の好ましい態様によれば、上記コー
ティング剤には、親水性被膜に添加されうる各種の任意
成分を添加することができる。例えば、第一および／ま
たは第二の親水性金属酸化物粒子として、正電荷を持つ
親水性金属酸化物粒子と、負電荷を持つ親水性金属酸化
物粒子との両方をそれぞれ含有させることができ、少な
くともその一方の一部は光触媒金属酸化物粒子とする。
また、溶質として、ホウ酸、ホウ酸化合物、リン酸、リ
ン酸化合物、および熱処理によってＺｒＯ₂となる物質
の前駆体からなる群から選択される一種以上をさらに含
有させることができる。

【００４１】製造方法本発明の第一の態様による親水性部材は、基材に、上記
コーティング剤を塗布して、親水性被膜を形成する工程
を経ることにより製造することができる。

【００４２】また、本発明の親水性部材を製造する別の
態様として、基材に、上記コーティング剤を塗布して、
第一の親水性被膜を形成する工程と、前記第一の親水性
被膜上に、アルカリ珪酸塩の溶液、または上記コーティ
ング剤をさらに塗布して、第二の親水性被膜を形成する
工程とを行うことにより製造することもできる。

【００４３】コーティング剤の塗布方法としては、特に
限定されず、スプレーコーティング、フローコーティン
グ、スピンコーティング、ディップコーティング、ロー
ルコーティングなどの方法が挙げられる。これら塗布方
法によって最適な混合物濃度が異なるものの、塗布後、
乾燥させることによって被膜が形成されるため、各成分
の比率を変えない限り、親水性被膜の凹凸形状には影響
はないものと考えられる。

【００４４】本発明の好ましい態様によれば、コーティ
ング剤の被膜を熱処理することができる。その際、被膜
の表面温度を８０〜５００℃にするのがより好ましい。
このような範囲とすることで、耐水性を満足するととも
に、無機物質表面における構造の安定化による親水性の
低下を防止することができる。

【００４５】第二の態様による親水性部材本発明の第二の態様によれば、（ｂ）親水性被膜を、親
水性無機非晶質物質および少なくとも一部が光触媒金属
酸化物粒子から構成された親水性金属酸化物粒子から実
質的になる第一の親水性被膜と、該第一の親水性被膜上
に最外層として形成され、親水性無機非晶質物質から実
質的になる第二の親水性被膜とを少なくとも含んでなる
ようにする。

【００４６】このような２層構成においては、まず、こ
の第一の親水性被膜に含まれる親水性金属酸化物粒子に
よって、防曇性を確保するのに最適な凹凸形状を親水性
部材表面に形成しておく。そして、親水性金属酸化物粒
子を含有させない第二の親水性被膜を最外層として形成
することで、親水性無機非晶質物質が有する優れた親水
性を最大限に発揮させる。すなわち、第一の親水性被膜
によって親水性被膜の凹凸形状を制御し、第二の親水性
被膜によって親水性を高めることによって、優れた防曇
性および防汚性を発揮させることが出来ると考えられ
る。さらに、第二の親水性被膜の膜厚が１００ｎｍ以下
であれば、第一の親水性被膜に含まれる光触媒金属酸化
物によって生成された活性酸素種が微細孔を通して表面
に付着する汚れ物質の分解に寄与することができる。

【００４７】本発明の好ましい態様によれば、第二の親
水性皮膜に水を付着させ、かつ該皮膜を垂直に保持する
ことにより余剰の水を除去した状態における、前記親水
性皮膜に付着した水膜の重量が１０ｃｍ²あたり０．２
５〜０．５０ｇ、より好ましくは０．２５〜０．３５
ｇ、であるようにする。このような範囲とすることで、
表面に均質化された、一様かつ充分な水膜を形成して、
優れた防曇性を発揮させることができる。また、それと
同時に高い硬度を実現して、優れた耐久性をも得ること
ができる。このような水膜重量は、上記第一の親水性被
膜と上記第二の親水性被膜とを適宜組み合わせることに
よって実現することができる。

【００４８】ここで、上記水膜重量は具体的には次のよ
うにして測定される。まず、室温が１５〜２５℃に設定
され、かつ相対湿度が３０〜８０％の環境において、同
環境にてあらかじめ１時間以上安定化させた親水性部材
を、天秤にて質量を測定し、これをＸ（ｇ）とする。測
定後、部材の親水性表面がほぼ垂直になるように設置
し、水温が１５〜２５度の室温とほぼ同じにされた水で
親水性被膜のみを濡らして全体が濡れて水膜が形成され
ることを確認する。１５秒経過後に下部にたまった水を
除去して天秤にて全体重量を測定し、これをＹ（ｇ）と
する。使用した部材の親水性表面の面積をＺ（ｃｍ²）
とすると、１０ｃｍ²あたりの水の量は（Ｘ−Ｙ）×１
０／Ｚ（ｇ）となる。

【００４９】本発明の好ましい態様によれば、前記親水
性被膜表面の任意の位置における１辺が５μｍ四方の十
点平均粗さ（Ｒｚ）を２０〜３００ｎｍとし、より好ま
しく３０〜２００ｎｍ、さらに好ましくは４０〜１５０
ｎｍとする。このような範囲内とすることで、均一かつ
充分に水膜を維持するとともに、透明性および膜硬度、
耐久性を十分に確保することができる。このようなＲｚ
の表面状態を実現する方法は特に限定されるものではな
いが、親水性金属酸化物粒子を第一の親水性被膜中に分
散させることによって実現可能である。

【００５０】本発明の好ましい態様によれば、親水性被
膜表面のｐＨ＝７におけるゼータ電位が−４０〜４０ｍ
Ｖ、より好ましくは−３０〜３０ｍＶとする。このよう
に０に近い範囲にゼータ電位を制御することで、電荷を
帯びた汚れの付着が有効に阻止される。例えば、浴室内
で発生および付着するリンスの主成分として含まれる陽
イオン界面活性剤や、シャンプーに含まれる陰イオン界
面活性剤は、ゼータ電位の制御により、付着が抑制さ
れ、親水性の低下ないし撥水性の発現を防止し、防曇性
をより一層長期的に維持することが可能となる。さらに
好ましくは上記ゼータ電位を−２５〜０ｍＶにする。こ
れにより、シリカや粘土質の無機質等の負に帯電した汚
れの付着を効果的に防止できるので、本発明による親水
性部材を大気中の塵埃や車の排気ガスに曝される屋外に
おいて利用する際に有利である。

【００５１】本発明の好ましい態様によれば、親水性被
膜の水の静止接触角を３５度以下にする。これにより、
水滴が付着した際、効率よく水膜を形成させることがで
き、その結果防曇性を向上させることができる。また、
親水性被膜の水の静止接触角を２０度以下とすることに
より、迅速な水膜形成が可能になるのでより好ましい。
また、排気ガス等から発生する油性汚れのような比較的
極性が少ない汚れに対しては、３５度以下の接触角であ
れば雨水等により、容易に汚れの除去が可能であり、さ
らに好ましくは２０度以下である。また、親水性被膜中
に存在する光触媒金属酸化物粒子の作用により、光の励
起に応じて生成された活性酸素種が汚れ物質の分解除去
に寄与し、迅速かつ高度に親水化が可能となる。

【００５２】本発明の好ましい態様によれば、親水性金
属酸化物粒子として、正電荷を持つ親水性金属酸化物粒
子と、負電荷を持つ親水性金属酸化物粒子との両方を用
いることが好ましい。これにより、上記のゼータ電位お
よび水接触角を実現することができる。正電荷を持つ親
水性金属酸化物粒子としては、ｐＨ７におけるゼータ電
位が正のものとして、ＭｇＯ、Ｌａ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、α−
Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、α−Ａｌ₂Ｏ₃、γ−Ａｌ₂Ｏ₃、負の
ものとしてＣｒ₂Ｏ₃、ＣｅＯ₂、ＺｒＯ₂、γ−Ｆｅ
₂Ｏ₃、ＦｅＯ、Ｆｅ₃Ｏ₄、ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂、Ｍｎ
Ｏ₂、ＳｉＯ₂、Ｓｂ₂Ｏ５などが挙げられる。これらの
うち、親水性の高いものとして、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｚ
ｎＯ、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂が好まし
く挙げられる。また、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｚ
ｒＯ₂、ＭｇＯ、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＣｄＯ、
ＰｂＯなどの複合酸化物は主として強酸性を示し、ゼー
タ電位が正の材料として有効である。

【００５３】コーティング剤本発明の第二の態様による親水性被膜を形成するために
好適なコーティング剤としては、第一の親水性被膜を形
成させるための第一のコーティング剤と、第二の親水性
被膜を形成するための第二のコーティング剤とのセット
を用いる。

【００５４】第一のコーティング剤は、アルカリ珪酸塩
と少なくとも一部が光触媒金属酸化物粒子から構成され
た親水性金属酸化物粒子との混合溶液、または金属酸化
物の懸濁液から実質的になる。本発明の好ましい態様に
よれば、第一のコーティング剤において、前記アルカリ
珪酸塩のＳｉＯ₂濃度（Ａ）が０．００１〜５ｗｔ％で
あり、前記親水性金属酸化物粒子の濃度（Ｂ）がＡ：Ｂ
＝１：０．１〜１：１０００の範囲である。

【００５５】第二のコーティング剤は、アルカリ珪酸塩
溶液から実質的になり、親水性金属酸化物粒子を含有し
ないものとする。

【００５６】第一および第二のコーティング剤の溶媒
は、安定性、作業性から、水またはアルコールが好まし
いが、特に限定されるものではない。ガラスや鏡等の透
明性を必要とする部材においては、被膜による光の散乱
を低減させるためにアルコールを併用することがさらに
望ましい。

【００５７】本発明の好ましい態様によれば、第一およ
び／または第二のコーティング剤には、親水性被膜に添
加されうる各種の任意成分を添加することができる。例
えば、溶質として、ホウ酸、ホウ酸化合物、リン酸、リ
ン酸化合物、および熱処理によってＺｒＯ₂となる物質
の前駆体からなる群から選択される一種以上をさらに含
有させることができる。また、親水性金属酸化物粒子と
して、正電荷を持つ親水性金属酸化物粒子と、負電荷を
持つ親水性金属酸化物粒子との両方を含有させることも
好ましい。

【００５８】製造方法本発明の第二の態様による親水性部材は、基材に、上記
第一のコーティング剤を塗布して、第一の親水性被膜を
形成する工程と、第一の親水性被膜の表面に、上記第二
のコーティング剤をさらに塗布して、第二の親水性被膜
を形成する工程とを行うことにより製造することができ
る。

【００５９】コーティング剤の塗布方法としては、特に
限定されず、スプレーコーティング、フローコーティン
グ、スピンコーティング、ディップコーティング、ロー
ルコーティングなどの方法が挙げられる。これら塗布方
法によって最適な混合物濃度が異なるものの、塗布後、
乾燥させることによって被膜が形成されるため、各成分
の比率を変えない限り親水性被膜の凹凸形状には影響は
ないものと考えられる。

【００６０】本発明の好ましい態様によれば、必要に応
じて第一および／または第二のコーティング剤の被膜を
熱処理することができる。その際、被膜の表面温度を８
０〜５００℃にするのがより好ましい。このような範囲
とすることで、耐水性を満足するとともに、無機物質表
面における構造の安定化による親水性の低下を防止する
ことができる。

【００６１】被膜形成装置本発明の親水性被膜を形成するのに好適な被膜形成装置
を以下に説明する。本発明の被膜形成装置は、基材に親
水性コーティング剤を塗布するコーティング手段と、塗
布されたコーティング剤の膜厚を調整する膜厚調整手段
と、膜圧調整後のコーティング剤を加熱する加熱手段と
を有し、前記膜厚調整手段が、気体を基材に吹き付ける
ことにより、コーティング剤の膜厚を所望の厚さに調整
する装置である。

【００６２】このような本発明の被膜形成装置において
は、コーティング手段と膜厚調整手段とを分離し、かつ
コーティング手段の下流側に膜厚調整手段を設けること
により、平面のみならず、曲面や凹凸等のある種々の表
面形状を有する基材に対しても、均一かつ高効率に被膜
を形成することができる。しかも、膜厚調整手段を、気
体を基材に吹き付けることにより膜厚を調整する非接触
型に構成したことで、表面の形状に影響されることなく
膜厚を自在に調整することができる。

【００６３】本発明の被膜形成装置は、種々の性質の被
膜を形成することができるものであるが、親水性被膜
（例えば、防曇性被膜）を形成する装置として用いるの
が好ましい。親水性被膜においては、膜厚の微妙なばら
つきが白濁や干渉色を生じる原因になりやすい性質を有
するが、本発明の装置を用いることで、親水性被膜に上
記ばらつきを無くして、親水性被膜本来の機能を十分に
発揮させることができる。親水性被膜の中でも、アルカ
リシリケート系の被膜がより好ましい。アルカリシリケ
ートは、特に膜厚の微妙なばらつき等により白濁を生じ
易いが、本発明の装置によればこのような問題を効果的
に解決することができる。また、基材としては、種々の
基材を用いることができるが、前述の第一の態様および
第二の態様の親水性部材と同様のものを用いるのが好ま
しい。

【００６４】以下、このような被膜形成装置について具
体的に説明する。（ａ）コーティング手段本発明におけるコーティング手段は、基材にコーティン
グ剤を塗布するためのものであり、種々のコーティング
手段が利用可能である。コーティング手段の好ましい例
として、フローコーティング手段、スプレーコーティン
グ手段等が挙げられるが、フローコーティング手段が空
気の混入が最も生じにくい点で好ましい。

【００６５】本発明の好ましい態様によれば、コーティ
ング剤として、親水性のコーティング剤、より好ましく
は、前述の第一の態様および第二の態様で記載したコー
ティング剤を用いる。これにより、優れた防曇性および
防汚性を有する親水性被膜を形成することができる。

【００６６】（ｂ）膜厚調整手段本発明における膜厚調整手段は、塗布されたコーティン
グ剤の膜厚を調整して最適化するためのものであり、コ
ーティング手段の搬送方向下流側に配置される。本発明
においては、膜厚調整手段として、気体を基材に吹き付
けることにより、コーティング剤の膜厚を所望の厚さに
調整することができる非接触型のものを用いる。このよ
うに気体を媒体として塗膜に対して非接触で膜厚調整を
行うことで、表面の形状に影響されること無く、かつ表
面の汚染やキズを防止しつつ、容易に均一な膜厚の被膜
を形成することができる。

【００６７】本発明の好ましい態様によれば、膜厚調整
装置には、平行なスリットからなる噴出口が搬送される
基材表面からの距離が等しくなるような位置に設けら
れ、この噴出口から気体が噴出されるように構成され
る。これにより、均一に気体を噴出し、膜厚調整を均一
に行うことができる。図２に、非接触の膜厚調整手段に
より塗装被膜が形成される様子の概念図を示す。基材Ｓ
はＡからＢの方向に進むが、図中のＩ領域はコーティン
グ剤が基材表面に塗布されたままの状態を示す。図中の
II領域ではスリット状気体噴出器８によって余剰コーテ
ィング剤が除去され、適正な膜厚に調整されている。図
中のIII領域は膜厚調整後の塗膜であり、膜厚調整の条
件によって乾燥塗膜状態にも、濡れたコーティング剤の
状態にもすることが可能である。

【００６８】本発明の好ましい態様によれば、膜厚調整
手段は塗布されたコーティング剤を乾燥する乾燥機能を
備えているようにする。そうすることで、焼成工程で、
被膜表面にコンタミネーションが混入しにくくなる。

【００６９】（ｃ）加熱手段本発明における加熱手段は、膜厚調整後のコーティング
剤を加熱して、被膜を基材に固着させるためのものであ
り、膜厚調整手段の搬送方向下流側に配置される。本発
明に用いる加熱手段は、種々の加熱方式を採用すること
ができ、特に限定されないが、例えば、赤外線方式、近
赤外線方式、遠赤外線方式、熱風式等が好ましく利用可
能である。

【００７０】本発明の好ましい態様によれば、加熱手段
として、遠赤外線方式の加熱手段を用いる。遠赤外線方
式によれば、表面に効率良く熱を加えることができるの
で、被膜を硬化させるための焼成時間を短くすることが
できる。さらに、表面のみに熱を集中させる急速加熱方
式を用いれば、さらに焼成時間を短縮して生産性が向上
するので、より好ましい。

【００７１】本発明においては、裏面に樹脂製保護層が
形成された鏡表面に被膜を形成する場合にも好適に利用
できる。この場合や基材が樹脂製の場合には、樹脂製保
護層に余計な熱量が加わらないように、加熱手段には基
材の裏面を冷却する手段が設けられるのが好ましい。

【００７２】ところで、上述した（ａ）コーティング手
段、（ｂ）膜厚調整手段、および（ｃ）加熱手段は、搬
送手段を介して連続的に被膜形成が行えるように構成さ
れるのが好ましい。搬送手段としては、ベルトコンベ
ア、ローラコンベア等、種々の搬送手段が使用可能であ
り、特に限定されない。これらのうち、ローラコンベア
が余剰塗料の回収効率の点で好ましく、さらにメッシュ
状のコンベアが裏面冷却の容易性の点で好ましい。

【００７３】（ｄ）任意手段本発明の好ましい態様によれば、加熱手段の下流側に、
親水性被膜の表面を洗浄する洗浄装置をさらに有してな
る。これにより、焼成工程でのコンタミネーションの除
去や、コーティング剤の余剰成分の除去等が可能とな
る。このような洗浄装置は、洗浄剤で洗浄する手段と、
前記洗浄剤を除去する手段とを別々に備えているのが、
洗浄剤が被膜を形成した基材に残存しにくくなるので好
ましい。洗浄剤を除去する手段としては接触型と非接触
型のどちらも使用可能であるが、非接触型が被膜表面の
汚染やキズを防ぐことができるので好ましい。また、洗
浄剤を塗布するほかに、スポンジやブラシ等、物理的手
法によって洗浄する手段を併用することもできる。

【００７４】本発明の好ましい態様によれば、コーティ
ング手段の上流側に、基材表面を洗浄する洗浄手段を備
えてなるようにする。これにより、基材を装置へ運搬す
る前に基材表面に付着したコンタミネーションを予め除
去してから被膜形成できる。洗浄手段は洗浄剤による洗
浄工程と洗浄剤の除去工程を備えることで洗浄が可能で
あるが、特に、基材表面に研磨剤を供給する研磨剤供給
手段と、供給された研磨剤を用いて基材表面を研磨する
表面研磨手段と、研磨後の研磨剤を除去する研磨剤除去
手段とを備えているのが好ましい。これにより、あらゆ
るコンタミネーションの除去に対応可能であり、表面の
清浄度を高くして被膜を形成することができ、膜の諸特
性を高めたり、外観上の品質を上げることが出来る。

【００７５】本発明の好ましい態様によれば、加熱装置
の下流側に、基材を冷却する冷却装置を備えているよう
にする。これにより、冷却の速度を適度に設定すること
が可能になり、強化ガラスのような基材の強度などの特
性をコントロールしたり、急冷が原因で割れるようなガ
ラス質の基材の破損を防ぐことができる。この冷却装置
の配置位置は、加熱手段の下流側であれば特に限定され
ないが、洗浄装置にて処理される前の予備冷却として、
洗浄装置の上流側に配置することが好ましい。

【００７６】本発明による被膜形成装置を図面を用いて
さらに詳しく説明する。図３および図４は、本発明によ
る被膜形成装置の概略図であり、図３は平面図で図４は
正面図である。図３および図４に示されるように、本発
明の被膜形成装置は、コーティング手段１２と、膜厚調
整手段１３と、加熱手段１４とをこの順に配列してな
り、各手段が搬送コンベア１１で搬送可能に連結され
る。

【００７７】搬送コンベア１１は、コーティング手段１
２から加熱手段１４の方向（図３および図４におけるＡ
からＢの方向）に基材Ｓを搬送するメッシュ状の金属製
のスラットコンベア（ＪＩＳ−Ｂ−０１４０）である。
この搬送コンベア１１上にコーティング手段１２と膜厚
調整手段１３と加熱手段１４がこの順に配列される。

【００７８】コーティング手段１２は、コーティング剤
を基材Ｓ上に塗布するものであり、コーティングノズル
１５と、ポンプ１６と、コーティング剤タンク１７とを
有する。図３および図４に示されるように、コーティン
グ手段１２は、コーティング剤タンク１７に貯蔵された
コーティング剤をポンプ１６によってコーティングノズ
ル１５に送り込み、コーティングノズル１５から基材Ｓ
に塗布するように構成されている。コーティング手段１
２は基材の塗布面全体にコーティング剤を塗布すること
ができる。コーティングノズルにコーティング剤を送る
方法としては図示例に限定されず、例えば、コンプレッ
サーからコーティング剤タンクに圧力をかけてコーティ
ング剤を送る圧送式や、コーティングノズルより高い位
置に配置されたコーティング剤タンクにポンプでコーテ
ィング剤を運び、自然にコーティングノズルにコーティ
ング剤を落下させる自重式等も使用可能である。本発明
においては、コーティング手段の下流側に膜厚調整手段
が配置されるため、コーティング手段の方式は、基材の
塗布面全体にコーティング剤を塗布することができるも
のであれば特に限定されない。例えば、スリット型ノズ
ルを利用したカーテンフローや、スプレー方式、ロール
コーター式、刷毛塗りなどが好適に利用でき、特にカー
テンフローが空気を巻き込みにくい点でより好ましい。

【００７９】図５および図６は、コーティングノズル１
５の一例を示す概略図（Ａは断面図、Ｂは正面図）であ
る。同図に示されるように、コーティングノズル１５
は、コーティング剤を収容する容器２０と、容器上方に
形成されるコーティング剤補給口２１と、容器の側面上
方に形成されるオーバーフロー２２と、容器の底部に穴
として形成される開口部２３と、開口部に挿入可能に設
けられコーティング剤排出量を制御する針状材２４とを
有する。このコーティングノズル１５において、コーテ
ィング剤補給口２１から容器２０にコーティング剤が入
り、余剰のコーティング剤はオーバーフロー２２を通し
て排出される。このとき、容器に溜められたコーティン
グ剤が容器底部の開口部２３を通って基材Ｓに滴下され
る。

【００８０】ここで、図６に示されるように、針状材２
４先端部の径が長さ方向に変化しているので、針状材２
４を開口部２３に挿入して上下させることで、コーティ
ング剤排出量を細かく制御することができる。具体的に
は、開口部２３の径ｄ２、穴に通された針状材２４の径
ｄ４、および穴２３の間隔ｄ３によって塗布量が制御さ
れる。このような方法であれば複雑な設備を必要としな
い。さらに針状材２４を使用することで、基材上でコー
ティング剤に泡が発生することも無く、滴下量も少量に
抑えることができる。コーティング剤の基材への滴下量
は、塗膜面１ｍ ²あたりの塗布量として、３０〜５００
０ｃｍ³が好ましく、５０〜１０００ｃｍ ³がより好まし
い。この範囲内であると、塗りムラが生じにくく、コス
ト的にも有利なものとなる。

【００８１】膜厚調整手段１３は、スリット状気体噴出
器１８と、送風機１９とを有し、搬送コンベア１１を介
してコーティング手段１２の下流側に配置される。スリ
ット状気体噴出器１８は、基材Ｓのコーティング剤塗布
面に気体を吹き付ける装置で、基材に対して均一に気体
噴出を行うために、基材表面からの距離が等しくなるよ
うな位置となる平行なスリットとするのが膜厚調整を均
一に行う上で好ましい。スリットは基材の形状に合わせ
て作製するのが好ましく、例えば基材が平板状であれ
ば、平行直線状のものがよく、円筒状のものであればド
ーナッツ状のスリットを円筒周囲に配置し、その中を基
材が通過するようにすればよい。送風機１９は、気体噴
出器１８に気体を送り込むためのもので、塗装面へのゴ
ミの付着を抑制するために、異物を除去するフィルター
を使用するのが好ましい。スリット状気体噴出器１８に
よって基材に塗布されたコーティング剤の膜厚を調整す
るために、送風機によって送られる空気の圧力が０．１
〜２０ｋＰａであるのが好ましく、０．４〜２ｋＰａで
あるのがより好ましい。

【００８２】また、スリット状気体噴出器１８の搬送コ
ンベア１１に対する角度（図３にお角度α）は−６０〜
６０度が好ましい。これによって、基材から除去された
余剰のコーティング剤の分離を容易に行うことができ
る。また、基材に対する気体噴出角度（図４における角
度β）は４０〜１３０度が好ましい。このような範囲内
であると、コーティング剤への気体の当たりを強くし
て、膜厚調整がしやすくなるとともに、膜厚調整後の気
体が膜厚調整前のコーティング剤に接して波を発生し、
むらを生じるおそれもない。また、角度βを４０度〜９
０度とするのが再現性良く膜厚調整可能となる点で好ま
しい。また、スリット状気体噴出器１８および基材Ｓと
の間隔ｄ１は１ｍｍ〜５０ｍｍが好ましい。このような
範囲内であると、コーティング剤がスリット状気体噴出
器に接する可能性がなくなるとともに、コーティング剤
への気体の接触を強くして、膜厚調整を十分に行うこと
ができる。また、周囲の異物やゴミを塗膜にまき込んで
しまうこともより効果的に防止できる。

【００８３】図７および図８に、加熱手段１４の断面概
略図を示す。図７に示される加熱手段１４は、基材裏面
を冷却する手段を用いた一例であって、発熱体２５と、
冷却ノズル２６と、排出ノズル２７とを有し、搬送コン
ベア１１を介して膜厚調整手段１３の下流側に配置され
る。発熱体２５は、搬送コンベア１１の上方に搬送面と
平行に設けられ、遠赤外線ヒータが好ましく用いられ
る。基材裏面を冷却する手段は、加熱手段１４の下方、
特に搬送コンベア１１の下方に挿入され、基材Ｓの裏面
に冷却風を当てる冷却ノズル２６と、冷却ノズルからの
風を排気する排気ノズル２７とを有して構成される。ま
た、図示例の冷却ノズル２６は搬送ライン中にブロワー
等を利用して冷却風を当てる構成であるが、冷却水を流
す構成であってもよい。このような裏面冷却手段によっ
て、搬送ライン上の基材裏面を常に表面より低い温度に
状態に保つことができる。したがって、鏡のような樹脂
製保護層が裏面に形成された基材の場合に特に有効であ
る。また、加熱手段の下流側に被膜形成後の基材を冷却
する手段を設置することもできる。冷却手段としては、
外気と接するようにして空冷する手段、送風手段、炉冷
手段等が利用できる。また、図８に示されるように、加
熱手段１４は裏面冷却手段を有しない構成であってもよ
いのは勿論である。

【００８４】図９〜図１２は、本被膜形成装置によって
被膜を形成できる基材面状の例を示す断面図である。な
お、図９〜図１２以外の複雑な表面形状であっても、搬
送コンベアのスピードや膜厚調整手段の設定を適切に設
定することにより、被膜形成が可能である。

【００８５】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。

【００８６】実施例Ａ以下に示される実施例Ａ１〜Ａ７は、本発明の第一の態
様に相当する。

【００８７】実施例Ａ１：まず、５ｍｍ厚のガラス鏡を
１０ｃｍ角に切断し、＃１試料を得た。つぎに、親水性
無機非晶質物質として珪酸リチウム（リチウムシリケー
ト３５（日産化学工業（株）製））のＳｉＯ２分が０．
２％、第二の親水性金属酸化物粒子としてシリカ粒子
（スノーテックスＺＬ、粒径７０〜１００ｎｍ（日産化
学工業（株）製））を固形分０．０５％となるようにイ
オン交換水に分散させた液を準備し、酸化セリウムにて
研磨洗浄した＃１試料に本発明による被膜形成装置を用
いて下層のコーティングを行った。これに親水性無機非
晶質物質として珪酸リチウム（リチウムシリケート３５
（日産化学工業（株）製））のＳｉＯ２分が０．１％、
第一の親水性金属酸化物粒子としてかつ光触媒金属酸化
物粒子として、ＴｉＯ２粒子（Ａ−６、粒径１０ｎｍ
（多木化学（株）製）を固形分０．２％となるようにイ
オン交換水に分散させた液を準備し、さらに本発明によ
る被膜形成装置を用いて上層のコーティングを行った。
これを１５０℃で１５分間の熱処理をおこなって＃２試
料を得た。

【００８８】＃１試料および＃２試料について、表面形
状の測定を行った。まず走査型プローブ顕微鏡（島津製
作所社製、ＳＰＭ−９５００形）を使用し、試験体の親
水性被膜表面の任意の５μｍ四方領域の形状を測定し
て、面粗さを算出したところ、＃１試料は、０．３ｎｍ＃２試料は、１３．０ｎｍであった。

【００８９】つぎに、測定した形状を用いて図１に示さ
れるように、試験体の親水性被膜表面の任意の５μｍ四
方領域において、表面に露出した粒径の大きい金属酸化
物粒子を通らない部分について線分を設定して、Ｒｚと
Ｓｍを算出した（これらをＲｚ１およびＳｍ１とす
る）。また、粒径の大きい金属酸化物粒子を通る部分に
線分を設定して、ＲｚとＳｍを算出した（これらをＲｚ
２およびＳｍ２とする）。＃１試料は、Ｒｚ０．０８ｎｍ、Ｓｍ０ｎｍであったのに対し、＃２試料は、Ｒｚ１１９．０ｎｍ、Ｓｍ１１１２．０ｎｍＲｚ２７５．５ｎｍ、Ｓｍ２９１２．１ｎｍであった。これらの＃１試料及び＃２試料を浴室に設置
し、シャワーをかけたところ、＃１試料は瞬時に水を弾
いたのに対し、＃２試料は水膜を形成した。そのままシ
ャワーから温水を吐出させ、ドアを閉めた状態に保持し
たところ＃１試料は曇りが発生していたのに対し、＃２
試料は１０分後も水膜を保持したままで曇りの発生は無
かった。それぞれの水接触角を測定したところ、＃１試
料は４５度であったのに対し、＃２試料は２１度であっ
た。

【００９０】また、＃２試料を１ＮのＮａＯＨ溶液に１
時間浸漬し、取り出した後水で充分に洗浄したところ膜
の剥離はなかった。

【００９１】実施例Ａ２：１０ｃｍ角に切断した５ｍｍ
厚のガラスを準備し＃３試料を得た。この＃３試料を用
い、実施例Ａ１の＃２試料と同様の方法で下層および上
層をコーティングし、４５０℃１５分間の熱処理をおこ
なって＃４試料を得た。また、親水性無機非晶質物質と
して珪酸リチウム（リチウムシリケート３５（日産化学
工業（株）製））のＳｉＯ２分が０．２％、第二の親水
性金属酸化物粒子としてシリカ粒子（スノーテックスＺ
Ｌ、粒径７０〜１００ｎｍ（日産化学工業（株）製））
を固形分０．０１％となるようにイオン交換水に分散さ
せた液を準備し、酸化セリウムにて研磨洗浄した＃３試
料に本発明による被膜形成装置を用いて下層のコーティ
ングを行った後、実施例Ａ１の＃２試料と同様の方法で
上層をコーティングし、４５０℃１５分間の熱処理をお
こなって＃５試料を得た。さらに、親水性無機非晶質物
質として珪酸ナトリウムおよび珪酸リチウムおよびホウ
酸からなる水ガラス（ＳＬＮ７３（成分：ＳｉＯ₂、Ｎ
ａ₂Ｏ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｂ₂Ｏ₃）、日本化学工業（株）製）の
ＳｉＯ２分が０．０５％、第二の親水性金属酸化物粒子
としてシリカ粒子（スノーテックスＺＬ、粒径７０〜１
００ｎｍ（日産化学工業（株）製））を固形分０．２５
％となるようにイオン交換水に分散させた液を準備し、
酸化セリウムにて研磨洗浄した＃３試料に本発明による
被膜形成装置を用いて下層のコーティングを行った後、
実施例Ａ１の＃２試料と同様の方法で上層をコーティン
グし、４５０℃１５分間の熱処理をおこなって＃６試料
を得た。これらの試料について、実施例Ａ１と同様に面
粗さとＲｚ１、Ｓｍ１、Ｒｚ２、Ｓｍ２を算出したとこ
ろ、＃３試料：面粗さ０．２ｎｍＲｚ０．０６ｎｍ、Ｓｍ０ｎｍ＃４試料：面粗さ１３．０ｎｍＲｚ１２１．６ｎｍ、Ｓｍ１２１４．３ｎｍＲｚ２５７．０ｎｍ、Ｓｍ２６４３．５ｎｍ＃５試料：面粗さ７．０ｎｍＲｚ１１０．８ｎｍ、Ｓｍ１１５９．３ｎｍＲｚ２４５．５ｎｍ、Ｓｍ２６４３．５ｎｍ＃６試料：面粗さ３１．９ｎｍＲｚ１１３．８ｎｍ、Ｓｍ１１７６．７ｎｍＲｚ２１１９．８ｎｍ、Ｓｍ２３６４．５３ｎｍであった。これらの＃３〜＃６試料を実施例Ａ１と同様
に浴室に設置し、シャワーをかけたところ、＃３は瞬時
に水を弾いたのに対し、＃４〜＃６は水膜を形成した。
さらにシャワーから温水を吐出させ、ドアを閉めた状態
に保持したところ＃３試料は曇りが発生していたのに対
し、＃４〜＃６試料は１０分後も水膜を保持したままで
曇りの発生は無かった。

【００９２】実施例Ａ３：実施例Ａ１で作製した＃１お
よび＃２試料にオレイン酸を塗布し、１時間保持した。
これを流水洗浄した後に、メタノールで洗い流して乾燥
させた．このとき、水の接触角はそれぞれ、＃１：４２．４度＃２：２９．７度であった。これを紫外線強度が１．５ｍＷとなるように
ＢＬＢランプで光を照射したところ、５時間後の水接触
角は＃１：３６．４度＃２：３．９度であった。このとき呼気を吹きかけたところ、＃１は曇
ったのに対し、＃２は曇らなかった。

【００９３】実施例Ａ３：５ｍｍ厚のガラス鏡を１０ｃ
ｍ角に切断し、、酸化セリウムにて研磨洗浄したものを
用意した。これに親水性無機非晶質物質として珪酸リチ
ウム（リチウムシリケート３５（日産化学工業（株）
製））のＳｉＯ２分が０．２％、第二の親水性金属酸化
物粒子としてシリカ粒子（スノーテックスＺＬ、粒径７
０〜１００ｎｍ（日産化学工業（株）製））を固形分
０．０１％となるようにイオン交換水に分散させた液を
本発明による被膜形成装置を用いて下層のコーティング
を行った。さらに親水性無機非晶質物質として珪酸リチ
ウム（リチウムシリケート３５（日産化学工業（株）
製））のＳｉＯ２分が０．１５％、第一の親水性金属酸
化物粒子としてかつ光触媒金属酸化物粒子として、Ｔｉ
Ｏ２粒子（Ａ−６、粒径１０ｎｍ（多木化学（株）製）
を固形分０．０５％およびアルミナを被覆したシリカ粒
子（シリカドール２０Ｐ、粒径２０〜３０ｎｍ（日本化
学工業（株）製））を固形分０．２５％となるようにイ
オン交換水に分散させた液を準備し、さらに本発明によ
る被膜形成装置を用いて上層のコーティングを行った。
これを１５０℃で１５分間の熱処理をおこなって＃７試
料を得た。実施例Ａ１の＃１試料および＃７試料の親水
性被膜について、レーザーゼータ電位計（大塚電子株式
会社製、ＥＬＳ−６０００）を用いて、ｐＨ７前後にお
けるゼータ電位を測定し、測定結果の近似曲線からｐＨ
＝７における値を算出したところ＃１試料が、−４０ｍ
Ｖであったのに対し、＃７試料は−３１ｍＶであった。
また、＃７試料および実施例Ａ１の＃１試料を、リンス
（スーパーマイルドリンス、資生堂）を０．５ｗｔ％に
希釈した液につけこみ、引き出した後、流水洗浄を行な
った。このとき＃７試料は表面に水膜を形成したが、＃
１試料は水を弾いた。

【００９４】実施例Ａ４基材として施釉磁器白色タイル（東陶機器株式会社製、
ＡＢ０６Ｅ１１）を２枚用意した。ともに界面活性剤で
洗浄した後、自然乾燥させた。ここで得られた２枚のタ
イルをそれぞれ＃８および＃９とする。親水性無機非晶
質物質として珪酸リチウム（リチウムシリケート３５
（日産化学工業（株）製））を、第一の親水性金属酸化
物粒子２としてシリカ粒子（スノーテックス５０、粒径
２０〜３０ｎｍ（日産化学工業（株）製））および酸化
チタン粒子（Ａ−６、粒径１０ｎｍ（多木化学（株）
製）を、第二の親水性金属酸化物粒子としてシリカ粒子
（スノーテックスＺＬ、粒径７０〜１００ｎｍ（日産化
学工業（株）製））を用意した。これらの成分を水に分
散させて、ＳｉＯ₂濃度で、親水性無機非晶質物質が
０．７５重量％、第一の親水性金属酸化物粒子が０．２
重量％、第二の親水性金属酸化物粒子が０．２５重量
％、ＴｉＯ２が０．３重量％のコーティング剤を得た。
＃８タイルのみに、このコーティング剤をスプレーコー
トし、乾燥させた。その後、３５０℃で５分間熱処理し
て、試験体を得た。得られたタイルＡについて実施例Ａ
１のように面粗さおよびＲｚ，Ｓｍを測定したところ、面粗さ１９．５ｎｍＲｚ１２９ｎｍ、Ｓｍ１が２２３ｎｍＲｚ２９５ｎｍ、Ｓｍ２が６３２ｎｍであった。これら＃８および＃９のタイルについて、前
もってＢＬＢランプを用いて充分に紫外線を照射してか
ら、色値（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）を色差計（ミノルタ社
製、ＣＭ−３７００ｄ）を用いて測定した。このとき、
＃８および＃９の水接触角は、それぞれ５度および３５
度であった。次に、これらの試験体を４５度傾斜した台
に載せた。続いて、これらの試験体の上方から汚染促進
液をチューブポンプを用いて１分あたり３６回滴下し、
これを５時間継続した。乾燥後の色値を上記同様にして
測定し、色差（ΔＥ＊）を算出した。ここで、用いた汚
染促進液は都市部における汚れの代替物質として調製さ
れた擬似汚れであり、具体的には、水１０００ｃｍ³に
対し、カーボンブラック０．０５ｇ、シリカ０．０５
ｇ、焼成関東ローム土０．２２５ｇ、黄土０．６７５ｇ
を分散させたものである。このとき、＃８タイルのΔＥ
＊は０．４、＃９タイルのΔＥ＊は４．３であった。

【００９５】実施例Ａ５裏面にスパッタリングでクロム膜を形成した自動車用ド
アミラーを酸化セリウムにて研磨洗浄後、実施例Ａ１の
方法で表面にコーティングを施し、最高温度３００℃で
焼成をおこなった。これを屋外に垂直にして放置してお
いた。翌日、晴天の日にこのサンプルを取り出して接触
角を測定したところ約１度を示した。また、降雨時にサ
ンプルを観察したところ、表面全体に水膜が形成され、
視認性が維持されていることを確認した。

【００９６】実施例Ａ６オートバイの計器用カバーの表面を脱脂洗浄した後に、
実施例Ａ１の方法でコーティングを施し、１００℃で熱
処理をおこなった。これを屋外に放置しておいた。翌
日、晴天の日にこのサンプルを取り出して接触角を測定
したところ約１度を示した。また、降雨時にサンプルを
観察したところ、表面全体に水膜が形成され、視認性が
維持されていることを確認した。

【００９７】実施例Ａ７歯科用喉頭鏡の表面を酸化セリウムにて研磨洗浄後、実
施例Ａ１の方法でコーティングを施し、最高温度１５０
℃で熱処理をおこなった。これに殺菌灯を用いて充分に
紫外線照射した後、接触角を測定したところ約１度を示
した。同様のサンプルに呼気を吹きかけたところ、曇り
は無く、視認性が維持されていることを確認した。

【００９８】実施例Ｂ以下に示される実施例Ｂ１およびＢ２は、本発明の第二
の態様に相当する。

【００９９】実施例Ｂ１実施例Ａ２に使用した＃３試料（１０ｃｍ角ガラス）を
酸化セリウムにて研磨洗浄し、これに親水性無機非晶質
物質として珪酸リチウム（リチウムシリケート３５（日
産化学工業（株）製））のＳｉＯ２分が０．１％、第二
の親水性金属酸化物粒子としてシリカ粒子（スノーテッ
クスＺＬ、粒径７０〜１００ｎｍ（日産化学工業（株）
製））を固形分０．０２％と第一の親水性金属酸化物粒
子としてかつ光触媒金属酸化物粒子として、ＴｉＯ２粒
子（Ａ−６、粒径１０ｎｍ（多木化学（株）製）を固形
分０．２％となるようにイオン交換水に分散させた液を
本発明による被膜形成装置を用いて下層のコーティング
を行った。さらに親水性無機非晶質物質として珪酸ナト
リウムおよび珪酸リチウムおよびホウ酸からなる水ガラ
ス（ＳＬＮ７３（成分：ＳｉＯ₂、Ｎａ₂Ｏ、Ｌｉ₂Ｏ、
Ｂ₂Ｏ₃）、日本化学工業（株）製）のＳｉＯ２分が０．
５％となるようにイオン交換水に分散させた液を準備
し、さらに本発明による被膜形成装置を用いて上層のコ
ーティングを行った。これを４５０℃で１５分間の熱処
理をおこなって＃１０試料を得た。＃１０試料および実
施例Ａ２に使用した＃３試料について、オレイン酸を塗
布し、１時間保持した。これを流水洗浄した後に、メタ
ノールで洗い流して乾燥させた．このとき、水の接触角
はそれぞれ、＃３：４０．８度＃１０：２３．９度であった。これを紫外線強度が１．５ｍＷとなるように
ＢＬＢランプで光を照射したところ、２０時間後の水接
触角は＃３：３８．１度＃１０：７．５度であった。このときスプレーで水を吹きかけたところ、
＃３は水を弾いたのに対し、＃１０は水膜を形成した。
さらにあらかじめ充分に乾燥させた＃１０試料を、室温
約２０度℃、相対湿度約５０％に設定された環境に１時
間以上保持して、安定化させた。この＃１０試料の重量
を前もって電子天秤にて測定し、次いでこの試験体を親
水性表面がほぼ垂直になるように設置した。その後、水
温が室温とほぼ同等にされた水で親水性表面のみを濡ら
した。１５秒間経過後に下部にたまった水を除去し、＃
１０試験体の重量を電子天秤にて測定したところ０．２
５ｇであった。

【０１００】実施例Ｂ２実施例Ｂ１の方法で、裏面にスパッタリングでクロム膜
を形成した自動車用ドアミラーの表面にコーティングを
施し、最高温度３００℃で焼成をおこなった。これを屋
外に垂直にして放置しておいた。翌日、晴天の日にこの
サンプルを取り出して接触角を測定したところ約３度を
示した。また、降雨時にサンプルを観察したところ、表
面全体に水膜が形成され、視認性が維持されていること
を確認した。

【０１０１】

【本発明の効果】本発明によれば、充分な膜硬度および
耐久性を保持しながら、光の励起に応じて超親水性効果
や有機物の酸化分解効果を示す光触媒性物質を利用する
とともに、親水性部材の表面状態を制御することで、曇
りにくく、かつ水滴や汚れが付着しにくい親水性部材を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の態様による親水性部材の断面
を示す概念図である。本発明による親水性部材は、第一
の粒径から構成された親水性金属酸化物粒子１と、第二
の粒径から構成された親水性金属酸化物粒子２と、親水
性無機非晶質物質３とからなる親水性被膜が、基材４上
に設けられてなる。１、２の少なくとも一部は光触媒粒
子である。

【図２】本発明による被膜形成装置における、非接触
の膜厚調整手段によって、塗装被膜が形成される様子を
示した概念図である。

【図３】本発明による被膜形成装置の概略図（平面
図）である。

【図４】本発明による被膜形成装置の概略図（正面
図）である。

【図５】（Ａ）は、本発明による被膜形成装置におけ
る、コーティングノズルの例を示した概略断面図であ
り、（Ｂ）はその正面図である。

【図６】（Ａ）は、本発明による被膜形成装置におけ
る、コーティングノズルの例を示した概略断面図であ
り、（Ｂ）はその正面図である。

【図７】本発明による被膜形成装置における、基材裏
面を冷却する手段を有する加熱手段の概略断面図であ
る。

【図８】本発明による被膜形成装置における、基材裏
面を冷却する手段を有する加熱手段の概略断面図であ
る。

【図９】本発明による被膜形成装置によって被膜を形
成可能な基材面状の例を示す断面図である。

【図１０】本発明による被膜形成装置によって被膜を
形成可能な基材面状の例を示す断面図である。

【図１１】本発明による被膜形成装置によって被膜を
形成可能な基材面状の例を示す断面図である。

【図１２】本発明による被膜形成装置によって被膜を
形成可能な基材面状の例を示す断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者小林秀紀福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内Ｆターム(参考） 4G059 AA01 AB01 AB09 AB11 AB13 AC21 EA04 EA05 EA13 EA16 EA18 EB05 GA01 GA04 GA12 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA48A BB04A CD10 DA06 EA08 EB05 EB18X EB18Y EC22X EC27 ED02 ED04 FA03 FB23 FC07 4H020 AA01 AB02 4J038 HA216 HA246 HA386 HA416 HA446 HA456 HA476 KA04 KA12 KA20 MA14 NA03 NA05 NA06 NA11 NA20 PB01 PB05 PB07 PC01 PC02 PC03 PC04 PC06 PC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材と、該基材上に最外層として形成さ
れる親水性被膜とを少なくとも有してなる親水性部材で
あって、前記親水性皮膜が、光触媒性の親水性金属酸化物粒子
と、親水性無機非晶質物質とを少なくとも含んでなり、前記親水性被膜の表面に隆起している部分を有し、前記隆起部分を含まない部分のみに線分を設定したと
き、その線分における断面曲線が示すＲｚ（十点平均粗
さ）およびＳｍ（凹凸の平均間隔）が、それぞれ１０ｎ
ｍ≦Ｒｚ≦４０ｎｍおよび１０ｎｍ≦Ｓｍ≦３００ｎｍ
であり、かつ、前記隆起部分を通るように線分を設定したとき、その線
分における断面曲線が示すＲｚ（十点平均粗さ）および
Ｓｍ（凹凸の平均間隔）が、それぞれ４０ｎｍ≦Ｒｚ≦
２００ｎｍおよび３００ｎｍ≦Ｓｍ≦１５００ｎｍであ
る、親水性部材。
【請求項２】前記親水性金属酸化物中の光触媒金属酸
化物粒子が、少なくともその一部がアナターゼ型または
ブルッカイト型に結晶化されたＴｉＯ２粒子である、請
求項１に記載の親水性部材。
【請求項３】前記親水性被膜には、光触媒性の親水性
金属酸化物粒子以外に、さらにＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｚ
ｒＯ₂および導電性ＳｎＯ₂からなる群から選択される一
種以上の親水性金属酸化物粒子を含んでなる請求項１又
は２に記載の親水性部材。
【請求項４】前記親水性金属酸化物粒子が、３ｎｍ以
上４０ｎｍ未満に粒径の最頻値を有する第一の親水性金
属酸化物粒子と、４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下に粒径の
最頻値を有する第二の親水性金属酸化物粒子とを含んで
なる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の親水性部
材。
【請求項５】前記第一の親水性金属酸化物粒子の粒径
の最頻値が１０〜３０ｎｍであり、かつ、前記第二の親
水性金属酸化物粒子の粒径の最頻値が４０〜１００ｎｍ
である、請求項４に記載の親水性部材。
【請求項６】前記親水性無機非晶質物質が、アルカリ
珪酸塩、アルカリホウ珪酸塩、アルカリジルコン酸塩、
およびリン酸金属塩からなる群から選択される一種以上
を含んでなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の親
水性部材。
【請求項７】前記親水性被膜表面のｐＨ＝７における
ゼータ電位が−４０〜４０ｍＶであり、該被膜の水の静
止接触角が３５度以下である、請求項１〜６のいずれか
一項に記載の親水性部材。
【請求項８】前記ゼータ電位が−３０〜３０ｍＶであ
る、請求項７に記載の親水性部材。
【請求項９】前記ゼータ電位が−２５〜０ｍＶであ
る、請求項７に記載の親水性部材。
【請求項１０】前記静止接触角が２０度以下である、
請求項７に記載の親水性部材。
【請求項１１】前記静止接触角が紫外線の照射に応じ
て１０度以下を示す、請求項７に記載の親水性部材。
【請求項１２】前記親水性金属酸化物粒子が、正電荷
を持つ親水性金属酸化物粒子と、負電荷を持つ親水性金
属酸化物粒子との両方を含んでなるものである、請求項
１〜１１のいずれか一項に記載の親水性部材。
【請求項１３】前記基材が、無機材料、金属材料、有
機材料、およびそれらの複合体からなる群から選択され
る、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の親水性部
材。
【請求項１４】前記基材が、タイル、衛生陶器、食
器、ガラス、鏡、反射板、保護板、保護膜、陶磁器、ケ
イ酸カルシウム板、セメント、木材、樹脂、金属、およ
びセラミックからなる群から選択される、請求項１〜１
２のいずれか一項に記載の親水性部材。
【請求項１５】前記基材がガラス、ガラスふた、鏡、
反射板、保護板、フィルム、および保護膜からなる群か
ら選択される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の
親水性部材。
【請求項１６】前記基材が車両用サイドミラー、道路
鏡、計測器のカバーガラス、乗り物用窓ガラス、歯科用
鏡、浴室用鏡である、請求項１〜１２のいずれか一項に
記載の親水性部材。
【請求項１７】請求項１〜１６のいずれか一項に記載
の親水性部材の製造のためのコーティング剤であって、
溶媒と溶質とを含んでなり、前記溶質は、３〜４０ｎｍに粒径の最頻値を有する第一
の親水性金属酸化物粒子と、４０〜３００ｎｍに粒径の
最頻値を有する第二の親水性金属酸化物粒子とを少なく
とも含んでなり、かつ前記親水性金属酸化物粒子の少な
くとも一部が光触媒金属酸化物粒子である、コーティン
グ剤。
【請求項１８】請求項１〜１６のいずれか一項に記載
の親水性部材の製造のためのコーティング剤であって、
溶媒と溶質とを含んでなり、前記溶質は、１０〜３０ｎｍに粒径の最頻値を有する第
一の親水性金属酸化物粒子と、４０〜１００ｎｍに粒径
の最頻値を有する第二の親水性金属酸化物粒子とを少な
くとも含んでなり、かつ前記親水性金属酸化物粒子の少
なくとも一部が光触媒金属酸化物粒子である、コーティ
ング剤。
【請求項１９】前記光触媒金属酸化物粒子が、少なく
ともその一部がアナターゼ型またはブルッカイト型に結
晶化されたＴｉＯ２粒子である、請求項１７または１８
のいずれか一項に記載の親水性部材。
【請求項２０】親水性無機非晶質物質の前駆物質をさ
らに含んでなる、請求項１７〜１９のいずれか一項に記
載のコーティング剤。
【請求項２１】前記親水性無機非晶質物質の前駆物質
が、アルカリ珪酸塩、アルカリホウ珪酸塩、アルカリジ
ルコン酸塩、およびリン酸金属塩からなる群から選択さ
れる一種以上を含んでなる、請求項２０に記載のコーテ
ィング剤。
【請求項２２】前記親水性無機非晶質物質の前駆物質
がアルカリ珪酸塩を含んでなる、請求項２０または２１
に記載のコーティング剤。
【請求項２３】前記親水性金属酸化物粒子が、ＳｉＯ
₂、Ａｌ₂Ｏ₃及びＺｒＯ₂からなる群から選択される一種
以上を含んでなる、請求項１７〜２２のいずれか一項に
記載のコーティング剤。
【請求項２４】前記アルカリ珪酸塩のＳｉＯ₂量と前
記親水性金属酸化物粒子との重量比が１０：１〜１：４
の範囲であり、かつ、前記第一の親水性金属酸化物粒子
量と前記第二の親水性金属酸化物粒子量との重量比が４
０：１〜１：４である、請求項２２または２３に記載の
コーティング剤。
【請求項２５】前記アルカリ珪酸塩のＳｉＯ₂量と親
水性金属酸化物粒子との重量比が２０：１〜１：２の範
囲である、請求項２２または２３に記載のコーティング
剤。
【請求項２６】前記第一および／または第二の親水性
金属酸化物粒子が、正電荷を持つ親水性金属酸化物粒子
と、負電荷を持つ親水性金属酸化物粒子との両方を含ん
でなる、請求項１７〜２５のいずれか一項に記載のコー
ティング剤。
【請求項２７】ホウ酸、ホウ酸化合物、リン酸、リン
酸化合物、および熱処理によってＺｒＯ₂となる物質の
前駆体からなる群から選択される一種以上をさらに含ん
でなる、請求項１７〜２６のいずれか一項に記載のコー
ティング剤。
【請求項２８】請求項１〜１６のいずれか一項に記載
の親水性部材を製造する方法であって、基材に、請求項１７〜２７のいずれか一項に記載のコー
ティング剤を塗布して、親水性被膜を形成する工程を含
んでなる、親水性部材の製造方法。
【請求項２９】請求項１〜１６のいずれか一項に記載
の親水性部材を製造する方法であって、基材に、請求項１７〜２７のいずれか一項に記載のコー
ティング剤を塗布して、第一の親水性被膜を形成する工
程と、前記第一の親水性被膜上に、アルカリ珪酸塩の溶液、ま
たは請求項１７〜２７のいずれか一項に記載のコーティ
ング剤をさらに塗布して、第二の親水性被膜を形成する
工程とを含んでなる、親水性部材の製造方法。
【請求項３０】前記親水性被膜を熱処理する工程をさ
らに含んでなる、請求項２８または２９に記載の製造方
法。
【請求項３１】前記熱処理が前記親水性被膜の表面温
度を８０〜５００℃にすることにより行なわれる、請求
項３０に記載の親水性部材の製造方法。
【請求項３２】基材と、該基材上に形成され、光触媒
性の親水性金属酸化物粒子と親水性無機非晶質物質とを
少なくとも含んでなる第一の親水性被膜と、該第一の親
水性被膜上に最外層として形成され、親水性無機非晶質
物質から実質的になる第二の親水性被膜とを少なくとも
含んでなる、親水性部材。
【請求項３３】前記光触媒性の親水性金属酸化物粒子
が、少なくともその一部がアナターゼ型またはブルッカ
イト型に結晶化されたＴｉＯ２粒子である、請求項３２
に記載の親水性部材。
【請求項３４】前記第一の親水性被膜には、光触媒性
の親水性金属酸化物粒子以外に、さらにＳｉＯ₂、Ａｌ₂
Ｏ₃、ＺｒＯ₂および導電性ＳｎＯ₂からなる群から選択
される一種以上の親水性金属酸化物粒子を含んでなる請
求項３２又は３３に記載の親水性部材。
【請求項３５】前記親水性無機非晶質物質が、アルカ
リ珪酸塩、アルカリホウ珪酸塩、アルカリジルコン酸
塩、およびリン酸金属塩からなる群から選択される一種
以上を含んでなる、請求項３２〜３４のいずれか一項に
記載の親水性部材。
【請求項３６】前記第一および／または第二の親水性
被膜中における、前記親水性無機非晶質物質がアルカリ
珪酸塩である、請求項３２〜３５に記載の親水性部材。
【請求項３７】前記親水性金属酸化物粒子の粒径の最
頻値が１０〜３００ｎｍである、請求項３２〜３６のい
ずれか一項に記載の親水性部材。
【請求項３８】前記第二の親水性被膜の膜厚が１００
ｎｍ以下である、請求項３２〜３７のいずれか一項に記
載の親水性部材。
【請求項３９】前記親水性被膜表面の任意の位置にお
ける１辺が５μｍ四方の、原子間力顕微鏡を使用して測
定された十点平均粗さ（Ｒｚ）が２０〜３００ｎｍであ
る、請求項３２〜３８のいずれか一項に記載の親水性部
材。
【請求項４０】原子間力顕微鏡を使用して測定された
前記十点平均粗さ（Ｒｚ）が３０〜２００ｎｍである、
請求項３９に記載の親水性部材。
【請求項４１】原子間力顕微鏡を使用して測定された
前記十点平均粗さ（Ｒｚ）が４０〜１５０ｎｍである、
請求項３９に記載の親水性部材。
【請求項４２】前記親水性被膜表面のｐＨ＝７におけ
るゼータ電位が−４０〜４０ｍＶであり、該被膜の水の
静止接触角が３５度以下である、請求項３２〜４１のい
ずれか一項に記載の親水性部材。
【請求項４３】前記ゼータ電位が−３０〜３０ｍＶで
ある、請求項４２に記載の親水性部材。
【請求項４４】前記ゼータ電位が−２５〜０ｍＶであ
る、請求項４２に記載の親水性部材。
【請求項４５】前記静止接触角が２０度以下である、
請求項４２に記載の親水性部材。
【請求項４６】前記親水性金属酸化物粒子が、正電荷
を持つ親水性金属酸化物粒子と、負電荷を持つ親水性金
属酸化物粒子との両方を含んでなる、請求項３２〜４５
のいずれか一項に記載の親水性部材。
【請求項４７】前記基材が、無機材料、金属材料、有
機材料、およびそれらの複合体からなる群から選択され
る、請求項３２〜４６のいずれか一項に記載の親水性部
材。
【請求項４８】前記基材が、タイル、衛生陶器、食
器、ガラス、鏡、反射板、保護板、保護膜、陶磁器、ケ
イ酸カルシウム板、セメント、木材、樹脂、金属、およ
びセラミックからなる群から選択される、請求項３２〜
４６のいずれか一項に記載の親水性部材。
【請求項４９】前記基材が、ガラス、ガラスふた、
鏡、反射板、保護板、および保護膜からなる群から選択
される、請求項３２〜４６のいずれか一項に記載の親水
性部材。
【請求項５０】前記基材が車両用サイドミラー、道路
鏡、計測器のカバーガラス、乗り物用窓ガラス、歯科用
鏡、浴室用鏡である、請求項３２〜４６のいずれか一項
に記載の親水性部材。
【請求項５１】請求項３２〜４６のいずれか一項に記
載の親水性部材の製造に用いられるコーティング剤であ
って、前記第一の親水性被膜を形成させるための、アルカリ珪
酸塩と親水性金属酸化物粒子との混合溶液、または親水
性金属酸化物粒子の懸濁液から実質的になり、かつ前記
親水性金属酸化物粒子の少なくとも一部が光触媒金属酸
化物粒子である、第一のコーティング剤と、前記第二の親水性被膜を形成するための、アルカリ珪酸
塩溶液から実質的になる第二のコーティング剤とを含ん
でなる、コーティング剤セット。
【請求項５２】前記第一のコーティング剤において、
前記アルカリ珪酸塩のＳｉＯ₂濃度（Ａ）が０．００１
〜５ｗｔ％であり、前記親水性金属酸化物粒子の濃度
（Ｂ）がＡ：Ｂ＝１：０．１〜１：１０００の範囲であ
る、請求項５１に記載のコーティング剤セット。
【請求項５３】前記第一および／または第二のコーテ
ィング剤が、ホウ酸、ホウ酸化合物、リン酸、リン酸化
合物、および熱処理によってＺｒＯ₂となる物質の前駆
体からなる群から選択される一種以上を含有する、請求
項５１または５２に記載のコーティング剤セット。
【請求項５４】請求項３２〜５０のいずれか一項に記
載の親水性部材を製造する方法であって、前記基材に、請求項５１〜５３のいずれか一項に記載の
第一のコーティング剤を塗布して、第一の親水性被膜を
形成する工程と、前記第一の親水性被膜の表面に、請求項５１〜５３のい
ずれか一項に記載の第二のコーティング剤をさらに塗布
して、第二の親水性被膜を形成する工程とを含んでな
る、方法。
【請求項５５】前記第一および／または第二の親水性
被膜を熱処理する工程をさらに含んでなる、請求項５４
に記載の製造方法。
【請求項５６】前記熱処理が前記親水性被膜の表面温
度を８０〜５００℃にすることにより行なわれる、請求
項５５に記載の製造方法。