JP2002201045A - 親水性薄膜 - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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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- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
- C03C17/3417—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials all coatings being oxide coatings
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Abstract
(57)【要約】
【課題】自動車のミラー等に実用化出来る防曇防汚ガラ
スを実現する親水性薄膜 【解決手段】ガラス基板の表面に酸化珪素よりなる１０
ｎｍ以下の厚さのアルカリ遮断膜および光透過性および
光触媒機能を持つ多孔質状ＴｉＯ２膜を１００ｎｍ以上
２５０ｎｍ以下の厚さで積層してなり、さらに前記多孔
質ＴｉＯ２膜上に無機酸化物を１０ｎｍ以下に積層して
なる防曇防汚ガラスを実現する親水性薄膜。
スを実現する親水性薄膜 【解決手段】ガラス基板の表面に酸化珪素よりなる１０
ｎｍ以下の厚さのアルカリ遮断膜および光透過性および
光触媒機能を持つ多孔質状ＴｉＯ２膜を１００ｎｍ以上
２５０ｎｍ以下の厚さで積層してなり、さらに前記多孔
質ＴｉＯ２膜上に無機酸化物を１０ｎｍ以下に積層して
なる防曇防汚ガラスを実現する親水性薄膜。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス板等の基板
部材の表面に親水性薄膜を形成して表面を親水性にして
防曇性を持たせた鏡に関し、親水性を向上させ、長期間
にわたり防曇性を維持できるようにしたものである。
部材の表面に親水性薄膜を形成して表面を親水性にして
防曇性を持たせた鏡に関し、親水性を向上させ、長期間
にわたり防曇性を維持できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開平１０−３６１４４号に見ら
れるものを詳述すると、以下の通りである。鏡表面での
水滴の付着を防止して視認性を向上させたものに防曇鏡
があり、表面に付着した水を薄い膜状に広げた形式のも
のがある。特開平１０−３６１４４号広報に記載の防曇
鏡は、硝子等の基板部材の表面側または裏面側に反射膜
を成膜し、該基板部材の最表面に親水膜を形成するもの
で、多孔質ＳｉＯ２膜の下層に光触媒機能を有するＴｉ
Ｏ２膜を成膜することにより、多孔質ＳｉＯ２に付着し
て多孔質に目詰まりを生じさせている汚れ等の有機物を
分解除去して、親水性が長期間にわたり維持されるよう
にしたものである。
れるものを詳述すると、以下の通りである。鏡表面での
水滴の付着を防止して視認性を向上させたものに防曇鏡
があり、表面に付着した水を薄い膜状に広げた形式のも
のがある。特開平１０−３６１４４号広報に記載の防曇
鏡は、硝子等の基板部材の表面側または裏面側に反射膜
を成膜し、該基板部材の最表面に親水膜を形成するもの
で、多孔質ＳｉＯ２膜の下層に光触媒機能を有するＴｉ
Ｏ２膜を成膜することにより、多孔質ＳｉＯ２に付着し
て多孔質に目詰まりを生じさせている汚れ等の有機物を
分解除去して、親水性が長期間にわたり維持されるよう
にしたものである。
【０００３】特開平１１−３７１００号広報に記載の親
水性皮膜は、ガラス基板を300度以上に加熱した状態で
ガラス基板の表面に二酸化チタンを蒸着してアナターゼ型
の光触媒層の二酸化チタンを高低差が２０ｍｍ以上の凹
凸上のアナターゼ型の結晶構造を形成し、該形成された
光触媒性を有する光触媒層と無酸素状態で前記光触媒層
上に酸化珪素を蒸着して親水層を形成したものである。
水性皮膜は、ガラス基板を300度以上に加熱した状態で
ガラス基板の表面に二酸化チタンを蒸着してアナターゼ型
の光触媒層の二酸化チタンを高低差が２０ｍｍ以上の凹
凸上のアナターゼ型の結晶構造を形成し、該形成された
光触媒性を有する光触媒層と無酸素状態で前記光触媒層
上に酸化珪素を蒸着して親水層を形成したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の親
水性被膜の親水層は、表面側と光触媒層側とを貫通する
多数の透光を有した多孔質であり、形成された孔を介し
て光触媒層を親水層の表面側に晒すことで親水層の表面
での光触媒機能を発揮させていた。しかしながら親水層
を多孔質とすると、親水性を損なわせるオイル等の不純
物が親水層上から流れ落ちにくくなる。このため、光触
媒機能による不純物の分解量が多くなり、結果として親
水性能が低下する事となった。また表層の多孔質層は物
理的塵を取り込みやすく、長期的に汚れが蓄積すること
になる。
水性被膜の親水層は、表面側と光触媒層側とを貫通する
多数の透光を有した多孔質であり、形成された孔を介し
て光触媒層を親水層の表面側に晒すことで親水層の表面
での光触媒機能を発揮させていた。しかしながら親水層
を多孔質とすると、親水性を損なわせるオイル等の不純
物が親水層上から流れ落ちにくくなる。このため、光触
媒機能による不純物の分解量が多くなり、結果として親
水性能が低下する事となった。また表層の多孔質層は物
理的塵を取り込みやすく、長期的に汚れが蓄積すること
になる。
【０００５】また摂氏300度以上に基板を加熱して高低
差２０ｎｍ以上の凸凹を形成した光触媒皮膜の凸部表面
に親水層を蒸着させた方法では、被膜上の親水層でない
箇所の残留油分を軽減する事が課題として残る。
差２０ｎｍ以上の凸凹を形成した光触媒皮膜の凸部表面
に親水層を蒸着させた方法では、被膜上の親水層でない
箇所の残留油分を軽減する事が課題として残る。
【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、上記事実を考慮して、自動車ミラー等に使
用出来る優れた長期防曇防汚性能を有する防曇防汚ガラ
ス物品を提供することを目的としている。
れたもので、上記事実を考慮して、自動車ミラー等に使
用出来る優れた長期防曇防汚性能を有する防曇防汚ガラ
ス物品を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為に
請求項１記載の本発明は、透明基板部材に光透過性と光
触媒機能を有するＴｉＯ２膜を成膜し、前記ＴｉＯ２膜
の表層は結晶形成体による多孔質層を形成し、前記多孔
質層が短径・長径の比が１：１０から１：２０の長方形
結晶形成体であり、前記結晶形成体で構成された表面の
凹凸の平均算術粗さRaが４ｎｍ以下であることを特徴と
する。
請求項１記載の本発明は、透明基板部材に光透過性と光
触媒機能を有するＴｉＯ２膜を成膜し、前記ＴｉＯ２膜
の表層は結晶形成体による多孔質層を形成し、前記多孔
質層が短径・長径の比が１：１０から１：２０の長方形
結晶形成体であり、前記結晶形成体で構成された表面の
凹凸の平均算術粗さRaが４ｎｍ以下であることを特徴と
する。
【０００８】光触媒を用いて優れた防曇防汚機能を得る
ためには四つの条件を同時に満足することが望ましい。
ひとつは、光触媒膜の表面に吸着した、曇りや汚れの原
因となる有機物を効率よく酸化分解すること（高光触媒
活性）である。二つ目は、有機物が表面に吸着しにくい
こと（吸着防止性）である。三つ目は、特に、防曇性に
必要なことであるが、水滴が付着した時の見かけの接触
角を小さくすること（低接触角化）である。四つ目は、
表面の触媒活性が持続すること（暗所維持特性）であ
る。
ためには四つの条件を同時に満足することが望ましい。
ひとつは、光触媒膜の表面に吸着した、曇りや汚れの原
因となる有機物を効率よく酸化分解すること（高光触媒
活性）である。二つ目は、有機物が表面に吸着しにくい
こと（吸着防止性）である。三つ目は、特に、防曇性に
必要なことであるが、水滴が付着した時の見かけの接触
角を小さくすること（低接触角化）である。四つ目は、
表面の触媒活性が持続すること（暗所維持特性）であ
る。
【０００９】本発明では光透過性及び光触媒機能を有す
るＴｉＯ２膜の比表面積が広がることにより紫外光照射
による活性点が多くなることになり、その結果活性が促
進され、高光触媒活性を発揮することになる。
るＴｉＯ２膜の比表面積が広がることにより紫外光照射
による活性点が多くなることになり、その結果活性が促
進され、高光触媒活性を発揮することになる。
【００１０】請求項２記載の本発明は、請求項１で記載
した多孔質ＴｉＯ２の別の構成を示したものであり、Ｔ
ｉＯ２膜の表層が一辺の長さが３０ｎｍから１００ｎｍ
の多角形形状をした複数の結晶形成物で成り、前記結晶
形成物がバラック状に不均一に分布した形態で構成され
ていることを特徴とする。
した多孔質ＴｉＯ２の別の構成を示したものであり、Ｔ
ｉＯ２膜の表層が一辺の長さが３０ｎｍから１００ｎｍ
の多角形形状をした複数の結晶形成物で成り、前記結晶
形成物がバラック状に不均一に分布した形態で構成され
ていることを特徴とする。
【００１１】このことにより、光触媒活性を持つＴｉＯ
２の表面の活性点が増加することになり、高光触媒活性
を発揮することができる。
２の表面の活性点が増加することになり、高光触媒活性
を発揮することができる。
【００１２】請求項３記載の本発明は請求項１ならびに
請求項２で記載した表面が多孔質で形成された光透過性
と光触媒機能を有するＴｉＯ２膜の上に、透明な保水性
の機能を持つ無機酸化物膜を形成したことを特徴とす
る。
請求項２で記載した表面が多孔質で形成された光透過性
と光触媒機能を有するＴｉＯ２膜の上に、透明な保水性
の機能を持つ無機酸化物膜を形成したことを特徴とす
る。
【００１３】本発明では光透過性および親水性を有する
無機酸化物膜が吸着防止性とＴｉＯ２の触媒活性に必要
な保水機能を発揮し暗所維持特性を発揮することができ
る。
無機酸化物膜が吸着防止性とＴｉＯ２の触媒活性に必要
な保水機能を発揮し暗所維持特性を発揮することができ
る。
【００１４】したがって、この発明によれば、無機酸化
物膜の表面にワックス等の有機物ならびに空気中の塵が
付着しても無機酸化物膜に遮断され付着しずらく、付着
したとしても無機酸化物層の下層にあり、前記無機酸化
物膜によって物理的に犯されていないＴｉＯ２の光触媒
反応によって分解され除去される。従って親水性の低下
が防止され、長期間にわたり防曇性を維持することがで
きる。
物膜の表面にワックス等の有機物ならびに空気中の塵が
付着しても無機酸化物膜に遮断され付着しずらく、付着
したとしても無機酸化物層の下層にあり、前記無機酸化
物膜によって物理的に犯されていないＴｉＯ２の光触媒
反応によって分解され除去される。従って親水性の低下
が防止され、長期間にわたり防曇性を維持することがで
きる。
【００１５】請求項４記載の本発明は、透明基板部材に
光透過性と光触媒機能を有するＴｉＯ２膜と、光透過性
及び親水性を有する無機酸化物膜とを積層した積層膜を
形成してなり、無機酸化物膜によって表面が親水性を呈
するようにした防曇鏡において、前記ＴｉＯ２膜の膜厚
を１００ｎｍ以上２５０ｎｍ以下とし、前記無機酸化物
膜の膜厚を１０ｎｍ以下としてなるものである。
光透過性と光触媒機能を有するＴｉＯ２膜と、光透過性
及び親水性を有する無機酸化物膜とを積層した積層膜を
形成してなり、無機酸化物膜によって表面が親水性を呈
するようにした防曇鏡において、前記ＴｉＯ２膜の膜厚
を１００ｎｍ以上２５０ｎｍ以下とし、前記無機酸化物
膜の膜厚を１０ｎｍ以下としてなるものである。
【００１６】光透過性と保水性を持つ無機酸化物の膜厚
を１０ｎｍ以下とすることによって、下層のＴｉＯ２が
紫外線照射されることによって発生した活性酸素が前記
無機酸化物層を浸透し、表面に付着した有機物等を分解
できる。このことによって、付着防止機能と触媒活性化
と保水機能を備えることができる。
を１０ｎｍ以下とすることによって、下層のＴｉＯ２が
紫外線照射されることによって発生した活性酸素が前記
無機酸化物層を浸透し、表面に付着した有機物等を分解
できる。このことによって、付着防止機能と触媒活性化
と保水機能を備えることができる。
【００１７】請求項５記載の本発明は、透明基板部材上
に成膜した光触媒反応物質膜であるＴｉＯ２層中に侵蝕
して触媒活性を低下させる原因となっていた透明基板部
材である例えばガラス基板から溶出するナトリウム等の
アルカリイオンを前記ガラス表面と前記ＴｉＯ２層の間
にアルカリ遮断膜であるＳｉＯ２層を１０ｎｍ以下の厚
さに形成する事によって前記アルカリイオンのＴｉＯ２
への溶出を遮断し触媒活性の低下を防止した事を特徴と
する。
に成膜した光触媒反応物質膜であるＴｉＯ２層中に侵蝕
して触媒活性を低下させる原因となっていた透明基板部
材である例えばガラス基板から溶出するナトリウム等の
アルカリイオンを前記ガラス表面と前記ＴｉＯ２層の間
にアルカリ遮断膜であるＳｉＯ２層を１０ｎｍ以下の厚
さに形成する事によって前記アルカリイオンのＴｉＯ２
への溶出を遮断し触媒活性の低下を防止した事を特徴と
する。
【００１８】このことにより光触媒反応膜であるＴｉＯ
２の膜厚を薄くでき、結果として成膜時間を短縮するこ
とができる。
２の膜厚を薄くでき、結果として成膜時間を短縮するこ
とができる。
【００１９】請求項６記載の本発明は、真空雰囲気中に
成膜対象物を配置し、スパッタリングガスのプラズマに
よってチタンターゲットならびに酸化珪素ターゲットを
それぞれスパッタリングし、成膜対象物表面に親水性薄
膜を形成させることを特徴とする。
成膜対象物を配置し、スパッタリングガスのプラズマに
よってチタンターゲットならびに酸化珪素ターゲットを
それぞれスパッタリングし、成膜対象物表面に親水性薄
膜を形成させることを特徴とする。
【００２０】薄膜の成膜方法にスパッタリングを採用す
ることによって、その全圧力、酸素分圧、アルゴン分
圧、電力を任意に選択することにより、狙いの成膜状態
が実現できる。
ることによって、その全圧力、酸素分圧、アルゴン分
圧、電力を任意に選択することにより、狙いの成膜状態
が実現できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態の断面
図を示す。ガラス基板、ミラーガラス等の透明基板部材
１０の一方の表面に、光透過性があり且つ光触媒機能を
有するＴｉＯ２層１１が例えば１７０ｎｍの膜厚になる
ように成膜され、さらにＴｉＯ２層１１の表面には、Ｓ
ｉＯ２等の光透過性があり且つ親水性を有する無機酸化
物膜1２が例えば１０ｎｍ成膜されて、全体が透明性を
もつように構成されている。ＴｉＯ２層１１は、図２の
ＴｉＯ２層の表面ＳＥＭ写真に示しているように、Ｔｉ
Ｏ２結晶２１が緻密に分布しており、各ＴｉＯ２結晶２
１の結晶形状は、短径・長径の比が１：１０から１：２
０であり、且つＴｉＯ２表面の算術平均粗さＲaが4ｎｍ
以下の構造になっている。ここでの算術平均粗さＲa
は、JIS B ０６０１で定義されている算術平均粗さＲa
であり、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）等の測定に基づき求
めることができるものである。図２のような構造を採る
ことにより、例えば、ワックス等の有機汚れが表面に付
着した場合、図４のＴｉＯ２層の表面ＳＥＭ写真に示し
ているような表面構造に比べ、膜表面に図４に示してい
るような空隙４２が少ないため、汚れが内部まで進入す
ることを防止できる。また、Ｒａを４ｎｍより大きくす
る構造をとると、凹凸の凹部等に汚れがたまり、親水阻
害の原因になったり、あるいは、付着した汚れを洗浄す
る場合、汚れの除去性にも影響を与えると考えられる。
ゆえに、Ｒaは４ｎｍ以下とすことが好ましい。また、
表面に紫外線が照射された場合、光触媒反応を呈するＴ
ｉＯ結晶の比表面積が広く、光触媒反応により汚れを効
率的に分解でき、尚かつ親水性の回復力が速い。
図を示す。ガラス基板、ミラーガラス等の透明基板部材
１０の一方の表面に、光透過性があり且つ光触媒機能を
有するＴｉＯ２層１１が例えば１７０ｎｍの膜厚になる
ように成膜され、さらにＴｉＯ２層１１の表面には、Ｓ
ｉＯ２等の光透過性があり且つ親水性を有する無機酸化
物膜1２が例えば１０ｎｍ成膜されて、全体が透明性を
もつように構成されている。ＴｉＯ２層１１は、図２の
ＴｉＯ２層の表面ＳＥＭ写真に示しているように、Ｔｉ
Ｏ２結晶２１が緻密に分布しており、各ＴｉＯ２結晶２
１の結晶形状は、短径・長径の比が１：１０から１：２
０であり、且つＴｉＯ２表面の算術平均粗さＲaが4ｎｍ
以下の構造になっている。ここでの算術平均粗さＲa
は、JIS B ０６０１で定義されている算術平均粗さＲa
であり、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）等の測定に基づき求
めることができるものである。図２のような構造を採る
ことにより、例えば、ワックス等の有機汚れが表面に付
着した場合、図４のＴｉＯ２層の表面ＳＥＭ写真に示し
ているような表面構造に比べ、膜表面に図４に示してい
るような空隙４２が少ないため、汚れが内部まで進入す
ることを防止できる。また、Ｒａを４ｎｍより大きくす
る構造をとると、凹凸の凹部等に汚れがたまり、親水阻
害の原因になったり、あるいは、付着した汚れを洗浄す
る場合、汚れの除去性にも影響を与えると考えられる。
ゆえに、Ｒaは４ｎｍ以下とすことが好ましい。また、
表面に紫外線が照射された場合、光触媒反応を呈するＴ
ｉＯ結晶の比表面積が広く、光触媒反応により汚れを効
率的に分解でき、尚かつ親水性の回復力が速い。
【００２２】図１のＴｉＯ２層１１のその他実施形態と
しては、図３のＴｉＯ２層の表面ＳＥＭ写真に示してい
るように、ＴｉＯ２結晶３１が、３０ｎｍから１００ｎ
ｍの多角形形状を形成し、バラック状に不均一に分布す
る構造となる。図３のような構造を採ることにより、例
えば、ワックス等の有機汚れが表面に付着した場合、図
４のＴｉＯ２層の表面ＳＥＭ写真に示しているような表
面構造に比べ、膜表面に図４に示しているような空隙４
２が少ないため、汚れが内部まで進入することを防止で
きる。また、表面に紫外線が照射された場合、光触媒反
応を呈するＴｉＯ２結晶の平均粒径が大きいため、活性
点が多く、高い光触媒性を示し、その光触媒反応により
汚れを効率的に分解でき、尚かつ親水性の回復力が速
い。
しては、図３のＴｉＯ２層の表面ＳＥＭ写真に示してい
るように、ＴｉＯ２結晶３１が、３０ｎｍから１００ｎ
ｍの多角形形状を形成し、バラック状に不均一に分布す
る構造となる。図３のような構造を採ることにより、例
えば、ワックス等の有機汚れが表面に付着した場合、図
４のＴｉＯ２層の表面ＳＥＭ写真に示しているような表
面構造に比べ、膜表面に図４に示しているような空隙４
２が少ないため、汚れが内部まで進入することを防止で
きる。また、表面に紫外線が照射された場合、光触媒反
応を呈するＴｉＯ２結晶の平均粒径が大きいため、活性
点が多く、高い光触媒性を示し、その光触媒反応により
汚れを効率的に分解でき、尚かつ親水性の回復力が速
い。
【００２３】図５は、ＴｉＯ２層の表面にワックスを付
着させ、紫外線を照射させたときのＴｉＯ２膜の膜厚
と、基材表面と水滴とがなす接触角の一時間辺りの変化
を示したグラフである。図５によれば、ＴｉＯ２層の膜
厚が１００ｎｍ以上であれば、高い変化を示し、汚れが
付着した場合、光触媒反応により汚れを効率的に分解で
き、尚かつ親水性の回復力が速いことを示している。ゆ
えに、実質的に汚れに対する回復性をもたせるために
は、ＴｉＯ２層の膜厚が好ましくは１００ｎｍ以上であ
り、さらに好ましくは、１７０ｎｍ以上である。
着させ、紫外線を照射させたときのＴｉＯ２膜の膜厚
と、基材表面と水滴とがなす接触角の一時間辺りの変化
を示したグラフである。図５によれば、ＴｉＯ２層の膜
厚が１００ｎｍ以上であれば、高い変化を示し、汚れが
付着した場合、光触媒反応により汚れを効率的に分解で
き、尚かつ親水性の回復力が速いことを示している。ゆ
えに、実質的に汚れに対する回復性をもたせるために
は、ＴｉＯ２層の膜厚が好ましくは１００ｎｍ以上であ
り、さらに好ましくは、１７０ｎｍ以上である。
【００２４】図６は、ＴｉＯ２層の表面に無機酸化物膜
として例えばＳｉＯ２膜を積層した場合の、ＳｉＯ２膜
の膜厚と、紫外線の当たらない暗所での基材表面と水滴
とがなす接触角がなす角が１０゜以下を維持する日数を
示したグラフである。接触角が１０゜以下であれば、実
質的に防曇性能を発揮することができ、ＳｉＯ２膜の膜
厚１０ｎｍ以上であれば、十分である。しかし、ＳｉＯ
２膜の膜厚を１０ｎｍ以上とすると光触媒反応の低下に
繋がるため、好ましくはＳｉＯ２膜は１０ｎｍ以下にす
ることが望ましい。
として例えばＳｉＯ２膜を積層した場合の、ＳｉＯ２膜
の膜厚と、紫外線の当たらない暗所での基材表面と水滴
とがなす接触角がなす角が１０゜以下を維持する日数を
示したグラフである。接触角が１０゜以下であれば、実
質的に防曇性能を発揮することができ、ＳｉＯ２膜の膜
厚１０ｎｍ以上であれば、十分である。しかし、ＳｉＯ
２膜の膜厚を１０ｎｍ以上とすると光触媒反応の低下に
繋がるため、好ましくはＳｉＯ２膜は１０ｎｍ以下にす
ることが望ましい。
【００２５】図１に示す透明基板部材１０がソーダライ
ムガラスである場合、成膜時に基板が加熱された場合
は、部材中のナトリウム等のアルカリイオンが表面に拡
散し、図１のＴｉＯ２層１１のＴｉＯ２と反応し、チタ
ン−ナトリウム化合物を形成し、光触媒活性を低下させ
る原因となる。ゆえに、これを防止する手段として、透
明基板部材１０として、ソーダの影響のないシリカガラ
ス等を用いたり、あるいは、透明基板部材１０とＴｉＯ
２層１１との間に、アルカリ拡散制限層を設けることが
望ましい。アルカリ拡散制限層としては、酸化珪素が望
ましい。
ムガラスである場合、成膜時に基板が加熱された場合
は、部材中のナトリウム等のアルカリイオンが表面に拡
散し、図１のＴｉＯ２層１１のＴｉＯ２と反応し、チタ
ン−ナトリウム化合物を形成し、光触媒活性を低下させ
る原因となる。ゆえに、これを防止する手段として、透
明基板部材１０として、ソーダの影響のないシリカガラ
ス等を用いたり、あるいは、透明基板部材１０とＴｉＯ
２層１１との間に、アルカリ拡散制限層を設けることが
望ましい。アルカリ拡散制限層としては、酸化珪素が望
ましい。
【００２６】スパッタリングによる図１のＴｉＯ２層１
１、無機酸化物膜１２の成膜手順の一例を以下に説明す
る。図１のＴｉＯ２層１１の、図２に示すような構造の
ＴｉＯ２層は例えば以下の手順で行われる。 （１）スパッタリング装置のチタン（Ｔｉ）ターゲット
成膜チャンバー内に透明基板部材１０を保持し、高真空
状態にする。 （２）チャンバー内の全圧力を０．８Ｐａ、酸素分圧を
０．１６Ｐａ、アルゴン分圧を０．６４Ｐaとし、ター
ゲットのＲＦ電力を６００Ｗに調整する。 （３）（２）の条件下にて、スパッタリングを開始す
る。（２）の条件を用いることで、一般的に成膜速度の
遅いとされる二酸化チタン（ＴｉＯ２）ターゲットを用
ずに、チタン（Ｔｉ）ターゲット用い、Ｔｉを酸素と反
応させ、低温でアナターゼ構造のＴｉＯ２層を得ること
ができる。また、基板を予め加熱する必要もない。 （４）透明基板部材１０の上に、ＴｉＯ２層１１が約１
７０ｎｍ積層されたところで成膜を終了させる。
１、無機酸化物膜１２の成膜手順の一例を以下に説明す
る。図１のＴｉＯ２層１１の、図２に示すような構造の
ＴｉＯ２層は例えば以下の手順で行われる。 （１）スパッタリング装置のチタン（Ｔｉ）ターゲット
成膜チャンバー内に透明基板部材１０を保持し、高真空
状態にする。 （２）チャンバー内の全圧力を０．８Ｐａ、酸素分圧を
０．１６Ｐａ、アルゴン分圧を０．６４Ｐaとし、ター
ゲットのＲＦ電力を６００Ｗに調整する。 （３）（２）の条件下にて、スパッタリングを開始す
る。（２）の条件を用いることで、一般的に成膜速度の
遅いとされる二酸化チタン（ＴｉＯ２）ターゲットを用
ずに、チタン（Ｔｉ）ターゲット用い、Ｔｉを酸素と反
応させ、低温でアナターゼ構造のＴｉＯ２層を得ること
ができる。また、基板を予め加熱する必要もない。 （４）透明基板部材１０の上に、ＴｉＯ２層１１が約１
７０ｎｍ積層されたところで成膜を終了させる。
【００２７】ＴｉＯ２層１１の成膜が終わったら、引き
続き無機酸化物膜１２の成膜を行う。無機酸化物膜のう
ちＳｉＯ２は、例えば以下の手順で行われる。 （１）スパッタリング装置の酸化珪素（ＳｉＯ２）ター
ゲット成膜チャンバー内に透明基板部材１０を保持し、
高真空状態にする。 （２）チャンバー内の全圧力を０．８Ｐａ、酸素分圧を
０．１６Ｐａ、アルゴン分圧を０．６４Ｐaとし、ター
ゲットのＲＦ電力を６００Ｗに調整する。 （３）（２）の条件下でスパッタリングを開始する。 （４）ＴｉＯ２層１１の上にＳｉＯ２層が約1０ｎｍ積
層されたところで成膜を終了させる。
続き無機酸化物膜１２の成膜を行う。無機酸化物膜のう
ちＳｉＯ２は、例えば以下の手順で行われる。 （１）スパッタリング装置の酸化珪素（ＳｉＯ２）ター
ゲット成膜チャンバー内に透明基板部材１０を保持し、
高真空状態にする。 （２）チャンバー内の全圧力を０．８Ｐａ、酸素分圧を
０．１６Ｐａ、アルゴン分圧を０．６４Ｐaとし、ター
ゲットのＲＦ電力を６００Ｗに調整する。 （３）（２）の条件下でスパッタリングを開始する。 （４）ＴｉＯ２層１１の上にＳｉＯ２層が約1０ｎｍ積
層されたところで成膜を終了させる。
【００２８】前記成膜手順において、全圧力、酸素分
圧、アルゴン分圧、電力を調整することにより、成膜速
度、結晶の構造を制御することができる。また、結晶の
構造は、透明基板部材の種類によっても制御することが
可能である。
圧、アルゴン分圧、電力を調整することにより、成膜速
度、結晶の構造を制御することができる。また、結晶の
構造は、透明基板部材の種類によっても制御することが
可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により形成
された親水性薄膜は高い親水性、防曇性を確保できる。
された親水性薄膜は高い親水性、防曇性を確保できる。
【図１】本発明の親水性薄膜の実施の形態を示す断面図
である。
である。
【図２】図１のＴｉＯ２層における実施形態の一つのＴ
ｉＯ２層表面のＳＥＭ写真である。
ｉＯ２層表面のＳＥＭ写真である。
【図３】図１のＴｉＯ２層における実施形態の一つのＴ
ｉＯ２層表面のＳＥＭ写真である。
ｉＯ２層表面のＳＥＭ写真である。
【図４】図２、３の比較例としてのＴｉＯ２層表面のＳ
ＥＭ写真である。
ＥＭ写真である。
【図５】ＴｉＯ２層の膜厚と、表面にワックスを付着さ
せたときの表面と水滴のなす接触角の１時間辺りの変化
の関係を示したグラフである。
せたときの表面と水滴のなす接触角の１時間辺りの変化
の関係を示したグラフである。
【図６】ＴｉＯ２層の表面にＳｉＯ２膜を積層した場合
の、ＳｉＯ２膜の膜厚と、基材表面と水滴とがなす接触
角がなす角が１０゜以下を維持する日数を示した関係の
グラフである。
の、ＳｉＯ２膜の膜厚と、基材表面と水滴とがなす接触
角がなす角が１０゜以下を維持する日数を示した関係の
グラフである。
１０：透明基板部材 １１：ＴｉＯ２膜 １２：無機酸化物膜 ２１：ＴｉＯ２結晶 ３１：ＴｉＯ２結晶 ４１：ＴｉＯ２結晶 ４２：空隙
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ３２Ｂ 9/00 Ｂ３２Ｂ 9/00 Ａ Ｃ０３Ｃ 17/245 Ｃ０３Ｃ 17/245 Ａ Ｃ２３Ｃ 14/08 Ｃ２３Ｃ 14/08 Ｎ (72)発明者 道家 隆博 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） 4F100 AA20C AA21B AT00A BA02 BA03 BA07 BA10A BA10B EH66 GB32 JA11B JB05 JL07 JL08B JN01A JN01B YY00B 4G059 AA01 AB11 AC21 EA04 EB04 GA01 GA12 4G069 AA03 AA08 BA02A BA02B BA04A BA04B BA14A BA14B BA48A CD10 EB03 EC26 ED02 EE06 FA03 FB02 4K029 AA09 AA24 BA46 BA48 BB02 BC00 CA06 DC03 DC05 EA01
Claims (6)
- 【請求項１】透明基板部材の表面に、光透過性と光触媒
機能を有するＴｉＯ２を積層し、前記ＴｉＯ２の表面の
結晶形状が、短径・長径の比が１：１０から１：２０で
あり、かつ前記ＴｉＯ２表面の凹凸の平均算術粗さRaが
４ｎｍ以下である構造を持つ親水性薄膜。 - 【請求項２】透明基板部材の表面に、光透過性と光触媒
機能を有するＴｉＯ２を積層し、前記ＴｉＯ２の表面が
複数の結晶が一辺の長さが３０ｎｍから１００ｎｍの多
角形形状を形成し、前記多角形形状の各結晶形成物がバ
ラック状に不均一に分布してなる構造を持つ親水性薄
膜。 - 【請求項３】請求項１乃至２記載の表面構造を持つＴｉ
Ｏ２の上層に、光透過性および親水性を有する透明な無
機酸化物膜を成膜してなる親水性薄膜。 - 【請求項４】請求項１乃至３記載の親水性薄膜におい
て、前記ＴｉＯ２膜の膜厚を１００ｎｍ以上２５０ｎｍ
以下とし、前記無機酸化物膜の膜厚を１０ｎｍ以下とし
た親水性薄膜。 - 【請求項５】請求項１乃至４記載の親水性薄膜におい
て、前記透明基板部材の表面と前記ＴｉＯ２膜の間に前
記透明基板に含まれるアルカリイオンの前記ＴｉＯ２へ
の拡散を制限する１０ｎｍ以下の酸化珪素よりなるアル
カリ拡散制限層を備える親水性薄膜。 - 【請求項６】請求項１乃至５記載の親水性薄膜において
真空雰囲気中に成膜対象物を配置し、スパッタリングガ
スのプラズマによってチタンターゲットならびに酸化珪
素ターゲットをスパッタリングし、前記成膜対象物表面
にＴｉＯ２薄膜ならびにＳｉＯ２薄膜を生成する親水性
薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000397379A JP2002201045A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 親水性薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000397379A JP2002201045A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 親水性薄膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002201045A true JP2002201045A (ja) | 2002-07-16 |
Family
ID=18862510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000397379A Pending JP2002201045A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 親水性薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002201045A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011081031A1 (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-07 | Hoya株式会社 | プレス成形用ガラス素材、プレス成形用ガラス素材の製造方法、および光学素子の製造方法 |
| CN102199003A (zh) * | 2010-03-23 | 2011-09-28 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 二元有序多孔薄膜及其制备方法 |
| JP2012145632A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Asahi Glass Co Ltd | 透明保護板、およびディスプレイ装置 |
| JP2014098542A (ja) * | 2008-09-16 | 2014-05-29 | Toshiba Corp | 冷蔵庫 |
| WO2014080726A1 (ja) * | 2012-11-21 | 2014-05-30 | 株式会社 村上開明堂 | 親水性部材およびその製造方法 |
| US10252302B2 (en) | 2013-01-23 | 2019-04-09 | Dexerials Corporation | Hydrophilic laminate and method for manufacturing the same, antifouling laminate, product and method for manufacturing the same, and antifouling method |
-
2000
- 2000-12-27 JP JP2000397379A patent/JP2002201045A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014098542A (ja) * | 2008-09-16 | 2014-05-29 | Toshiba Corp | 冷蔵庫 |
| WO2011081031A1 (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-07 | Hoya株式会社 | プレス成形用ガラス素材、プレス成形用ガラス素材の製造方法、および光学素子の製造方法 |
| JP2011136870A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Hoya Corp | プレス成形用ガラス素材、プレス成形用ガラス素材の製造方法、および光学素子の製造方法 |
| US8993115B2 (en) | 2009-12-28 | 2015-03-31 | Hoya Corporation | Press-molding glass material, method of manufacturing press-molding glass material, and method of manufacturing optical element |
| CN102199003A (zh) * | 2010-03-23 | 2011-09-28 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 二元有序多孔薄膜及其制备方法 |
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| WO2014080726A1 (ja) * | 2012-11-21 | 2014-05-30 | 株式会社 村上開明堂 | 親水性部材およびその製造方法 |
| JP2014100871A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Murakami Corp | 親水性部材およびその製造方法 |
| US10042090B2 (en) | 2012-11-21 | 2018-08-07 | Murakami Corporation | Hydrophilic member and method for manufacturing same |
| US10252302B2 (en) | 2013-01-23 | 2019-04-09 | Dexerials Corporation | Hydrophilic laminate and method for manufacturing the same, antifouling laminate, product and method for manufacturing the same, and antifouling method |
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