JP2003054998A - Ｌｃｄガラスのための水で除去可能な被膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラスシート、特にＬＣＤガラスシートが切
断、研削、出荷および／または保管時において傷がつく
のを防護する。 【解決手段】少なくとも一種類の多糖類を含む水溶液を
ガラスシートの表面に塗布し、次に水溶液から水分を除
去して、多糖類含有被膜をガラスシートの表面上に残存
させる。この多糖類含有被膜は後に、水溶液を用いて、
かつ超音波洗浄および／またはブラシ洗浄と組み合わせ
て、ガラスシートの表面から除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスシートの一
時的な防護に関し、特に、液晶表示装置（ＬＣＤ）の製
造に用いられるガラスシートの一時的な防護に関するも
のである。本発明は、例えばかかるシートを周囲の汚染
物質から防護し、かつ切断時または研削時においてシー
トにガラス片が付着するするのを阻止するのに有用であ
る。さらに、本発明はシートを引掻き傷がつくことから
防護することができる。

【０００２】

【従来の技術】ＬＣＤガラスを含むガラスの多くの用途
では、塵埃および有機汚染物で実質的に汚れていない極
めて清浄なガラス表面が要求される。周囲環境にさらさ
れると、ガラスは急速に有機汚染物で汚染される可能性
があり、この汚染は数分以内に観察される。

【０００３】ガラス表面およびエッジを切断し研削する
のに現在用いられている方法では、ガラス微小片（例え
ば１μｍよりも大きく１００μｍよりも小さい）を生じ
易い。これら微小片の一部は清浄なガラス表面に除去不
能に付着して、そのガラスを多くの用途に使用すること
を不可能にする。このことは、ＬＣＤガラス表面の場合
に特に深刻な問題である。

【０００４】ＬＣＤガラスは溶融引上げ法によって作成
することができ、この方法により、所望のサイズに切断
または研削され得る平坦で平滑なガラス表面を生む。切
断工程から発生するガラス微小片の一部は、ガラスの表
面から生じる。これら微小片の平坦な表面がガラス板の
表面に接触すると、微小片とガラス表面との間に、強い
接着を助長する大きな接触面積が生じ得る。もしこれら
二つの表面の間に水の薄い膜が凝縮すると、永久的な化
学的接着が生じる可能性があり、その場合、ガラス表面
へ接着したガラス微小片は除去不能になる。

【０００５】ガラスシート、特にＬＣＤガラスの周知の
防護方法の一つは、罫書き工程、切断工程および面取り
工程中、ガラスの両主要面をポリマーフィルムで覆うこ
とである。典型的な方法においては、一方の主要面にポ
リマーフィルムが接着剤で貼着され、他方の主要面には
ポリマーフィルムが静電気で貼着される。一方のフィル
ムは、ガラスシートのエッジ仕上げ（切断または研削）
が完了した後に取り除かれるが、他方のフィルムは、仕
上げ工程に先立って取り除かれる。接着剤が裏面に施さ
れたフィルムは、取扱い機器による引掻き傷がつくこと
からガラス表面を防護することができるが、別の問題の
原因となる。例えば、ポリマーフィルムは仕上げ工程中
に発生するガラス微小片を捕捉するであろうし、これに
より、特にガラス表面のエッジ近傍においてガラス微小
片を集積させ、かつガラス表面に引掻き傷を生じさせ
る。このフィルムに付帯する別の問題は、ガラス表面上
に接着剤を残留させる可能性があることである。フィル
ムを用いる方法のさらなる問題は、特に大きいおよび／
または薄いガラスシートに関して、フィルムをガラス表
面から引き剥がすときにガラスが割れることである。し
たがって、ガラス表面上に残留被膜を残さずにガラス表
面を微小片の付着から防護する方法、およびガラス表面
を一時的に防護する方法が必要になり、これらの方法に
よって、次の使用のために、清浄で被膜の付着していな
い表面を備えたガラス物品を容易に得ることができる。

【０００６】ＬＣＤガラスを一時的に防護するのに用い
られるいかなる被膜であっても、その決定的な要素は除
去可能性にある。液晶表示装置の製造者は、半導体素
子、例えば薄膜トランジスタをガラス基板上に形成する
ことを一般的に含む複雑な製造工程の出発点としてＬＣ
Ｄガラスを用いる。かかる工程に悪影響を与えないため
に、ＬＣＤガラスを防護するのに用いられるいかなる被
膜も、ＬＣＤ製造工程の開始に先立って容易に除去する
ことが可能でなければならない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述に鑑み、ガラスシ
ート、特にＬＣＤガラスシートを防護するための方法に
関する技術においては、下記の特性を有することが必要
であった。すなわち、（１）新たに形成されたガラス
が、その形成の直後に実質的に防護されるように、その
方法は、全体のガラス形成工程に、特にガラス形成工程
の最後に、容易に組み込むことが可能な方法であること
が好ましく、他の多くの中でもこの基準に適合させるた
めに、被膜材料は、（ａ）ガラス形成ラインの環境（例
えば高温）に耐えることができ、かつ（ｂ）その材料を
施す方法が、かかる環境で用いるのに安全な方法である
こと、（２）上記被膜は、ガラスシートの切断および／
または研削から生じる微小片の付着のみでなく、使用に
先立つ保管および出荷時にガラスが接触する可能性があ
る他の汚染物質、例えば微粒子の付着からもガラスを防
護しなければならないこと、（３）上記被膜は、切断お
よび／または研削時にガラスシートに通常接触すること
になる多量の水にさらされた後においても防護を継続す
るように十分に強靭でなければならないこと、（４）上
記被膜は、取扱い、出荷および保管時の引掻き傷がつく
ことからガラスを防護することが好ましいこと（ここで
引掻き傷は擦過傷をも含む）、（５）上記被膜は、最終
的な使用、例えば液晶表示装置の製造に先立って、実質
的に完全にガラスから取り除くことが可能なこと、
（６）上記被膜は、取扱い、出荷および保管の間に、被
膜がガラス上に施されていても、表面の化学的特性およ
び平坦性を変えることなく、清浄なガラス表面を保って
いること。

【０００８】本発明は、この分野における長い間の要求
の応えてそれを満足させるものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラスシート
の表面を、（１）周囲の塵埃、（２）ガラス微小片の付
着、および（３）好ましい実施の形態では引掻き傷がつ
くことから一時的に防護するための方法を提供するもの
である。

【００１０】本発明の第１の態様によれば、本発明はガ
ラスをガラス微小片および引掻き傷がつくことから防護
する方法を提供するものであって、上記ガラスが少なく
とも一つの実質的に平坦な表面を有するものであり、上
記方法が、（Ａ）（イ）少なくとも一種類の多糖類（例
えば澱粉）を含む水溶液を上記ガラス表面に塗布し、そ
の場合、上記ガラス表面が上記水溶液の塗布以前は８°
以下の接触角を有し、（ロ）上記水溶液から水分を除去
して、少なくとも０．０１マイクロメートルの厚さを有
する（一般にコーティングされたガラス表面は少なくと
も２５°、例えば約３０°の接触角を有する）、コーテ
ィングされた多糖類含有被膜を上記ガラス表面上に残存
させる、ことによりガラス表面を防護し、（Ｂ）次に水
溶液を用いて上記多糖類含有被膜を実質的に除去する各
工程を含み、上記工程（Ｂ）の後、上記ガラス表面が８
°以下の接触角を有することを特徴とするものである。

【００１１】本発明のこの態様によれば、この方法にお
いては、工程（Ａ）と工程（Ｂ）との間に、（ａ）上記
ガラスを切断し、（ｂ）この切断されたガラスの少なく
とも一つのエッジを研削および／または研磨する付加的
工程を含み、工程（ａ）および（ｂ）の少くとも一方の
間、上記被膜を付されたガラス表面に水または水を含む
溶液を施し、上記被膜の表面は、工程（ａ）および
（ｂ）以前の第１接触角と、工程（ａ）および（ｂ）以
後の第２接触角とを有し、上記第１および第２接触角が
５°未満だけ異なる。

【００１２】本発明の第２の態様によれば、本発明は製
品を提供するものであって、この製品は、（ａ）少くと
も一つの実質的に平坦な表面を備えた１枚のガラスシー
トと、（ｂ）上記ガラス表面上の、少くとも０．０１マ
イクロメートルの厚さを有する少くとも一種類の多糖類
を含む被膜とを備えた製造品であって、（イ）上記被膜
が上記ガラス表面をガラス微小片および／また引掻き傷
がつくことから防護し、かつ（ロ）上記被膜が、水溶液
を施すことを通じて上記表面から除去することが可能で
あることを特徴とするものである。

【００１３】本発明の好ましい実施の形態によれば、上
記多糖類含有被膜がガラス製造工程の一部として形成さ
れ、この製造工程では、新たに形成されるガラスが高め
られた温度において製造され、このガラス製造工程にお
いて新たに形成されたガラスは、１５０℃を超える温度
において上記多糖類含有水溶液に最初に接触する。本発
明の方法は、ガラス製造工程に組み込まれることが好ま
しいが、所望であれば、独立的に実施されてもよい。

【００１４】別の好ましい実施の形態では、上記被膜が
スプレイによって高温のガラス上に塗布される。被膜を
付すための他の手段、例えば、ディッピング、メニスカ
ス・コータ（meniscus coater ）、ウィック・コータ
（wick coater ）等を用いることもできるが、本発明の
方法がガラス製造工程の一部として採用される場合に
は、高温のガラスは工程の最終段階で、特にオーバーフ
ロー・ダウンドロー工程（overflow downdraw process
）が採用されるときには、高温のガラスが前後動する
ことが多いので、あまり好ましくない。

【００１５】さらなる好ましい実施の形態では、洗浄剤
の水溶液、例えば市販の洗浄剤パッケージを用い、好ま
しくはブラシ洗浄および／または超音波洗浄と組み合わ
せて、被膜が除去される。一般に、被膜の除去に用いら
れる洗浄剤の水溶液は、４０℃乃至７５℃の温度に加熱
される。

【００１６】本発明のその他の態様は下記に詳細に記述
されている。

【００１７】

【発明の実施の形態】ここに実施の形態が説明されてい
るように、本発明は、除去可能な被膜をガラスシートの
表面に提供することによって、ガラスシートの表面を一
時的に防護する方法を提供するものである。

【００１８】液晶表示装置ガラスに関して言えば、ガラ
スシートは、その上に形成されるＬＣＤ薄膜トランジス
タの品質を決定する出発点であるため、微粒子が付着し
ていないガラスシート（基板）は特に重要である。前述
のように、基板に対するガラス微小片の付着は、ＬＣＤ
ガラスの製造において長い間の問題であった。特に、基
板製造時のボトム・オブ・ドロー（ＢＯＤ）における罫
書きは付着性微粒子の主な供給源である。超音波洗浄お
よびブラシ洗浄により、短期間にガラスに堆積した微粒
子の一部を除去することはできる。しかしながら、数日
間以上に亘って基板上に堆積した微粒子に対しては、特
に、保管環境が高温多湿の場合には、洗浄工程は有効で
はない。

【００１９】したがって、ボトム・オブ・ドローにおい
てＬＣＤガラス表面に微粒子が付着するのを防止するこ
とができる防護被膜を備えることが切望されている。さ
らに、擦過傷に対する耐性を備えた微粒子防護被膜も切
望されている。さらに、基板をガラス微粒子による汚染
および擦過傷から防護することに加えて、この被膜は、
穏やかな洗浄手順、例えばブラシ洗浄と組み合わされた
４０℃における超音波洗剤洗浄（例えば２％のＳＥＭＩ
ＣＬＥＡＮ ＫＧによる洗浄）を含む洗浄手順を用いた
妥当な洗浄動力学をもって除去可能でなければならな
い。有機溶剤による洗浄は、健康、環境および安全の見
地から好ましくない。

【００２０】市販の製品の多くは水溶性であるが、それ
らはガラス表面に対し強い相互作用を有するために、上
述の洗浄条件においては必ずしもガラス表面から洗い流
すことはできない。例えば、高温において水に良く溶け
る性質を持った多くの有機被膜が存在する。しかしなが
ら、それら洗剤の多くにとって４０℃の温度は、完全に
ガラス表面から除去するのには低過ぎる。さらに、水に
対する良好な可溶性は必須条件であるが、被膜は、コー
ティング効果を損なうことなしに高温高湿の環境に耐え
なければならないから、高い吸湿性を持っていてはなら
ない。また、ガラスの表面の化学的性質を変えないため
に、被膜は化学的に活性であってはならない。

【００２１】Ａ．多糖類被膜 上述のように、本発明の被膜は、少くとも一種類の多糖
類を含む。特に本発明の被膜は、本質的に多糖類からな
ることが好ましい。ここで用いられている「…から実質
的になる」の語句は、被膜に物質的に影響を与え得る他
の成分を排除する意味である。したがって、「少くとも
一種類の多糖類から実質的になる被膜」は、少くとも一
種類の多糖類を含み、かつバインダ、溶剤等の、被膜に
物質的に影響を与えない他の成分をも含む。

【００２２】多くの種類の天然の多糖類が知られてい
る。多糖類の一般的な論議および多糖類化学は、下記の
引用例内に見ることができ、それらの関連部分は引用例
として本明細書に組み込まれる。すなわち、Greenway
T.M.“Water-Soluble Cellulose Derivatives and Thei
r Commercial Use",Cellulosic Polymers,Blends,and C
omposites,R.D.Gilbert,editor,Hanser Publishers,New
York,1994,173-188;Evans,R.B.and Wurzburg,O.B.,“P
roduction and Use of Starch Dextrins",Starch:Chemi
stry and Technology,Volume 2,R.L.Whistler and E.F.
Paschall,editors,Academic Press,New York,1967,254-
278;Kitamura,S.,“Starch Polymers,Natural and Synt
hetic",Porymeric Materials,Encyclopedia,J.C.Salamo
ne,editor,CRC Press,Boca Raton,Florida,1996,7915-7
922;and“Polysaccharides I:Structure and Functin"a
nd “Polysaccharides II:Chemical Modifications and
Their Applications",Essentials of Carbohydrate Ch
emistry,J.F.Robyt,editor,Springer,New York,1998,15
7-227 and 228-244.

【００２３】殆どの精製されていない天然の多糖類の水
溶性は低いが、生産者は、例えば酸または酵素加水分解
を用いて天然の産物を分解し改質して、食品、紙、医
薬、化粧品および塗料のような種々の工業的用途に適合
させている。改質によって、種々の水溶性および粘性を
備えた多糖類の市販品が入手可能である。

【００２４】澱粉誘導体、例えばコーンスターチ誘導体
およびセルロースエーテル、例えばＤｏｗ Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ社が販売しているＭＥＴＨＯＣＥＬセルロースエ
ーテルが最も一般的な工業生産多糖類である。低分子量
の製品はすばらしい水溶性を有する。これらは、光沢の
ある、強靭でフレキシブルな被膜を形成する。これらの
材料は食品および医薬産業、例えばピルの製造に使用さ
れ、これらの材料で形成された被膜は無毒である。

【００２５】多糖類からなるＭＥＴＨＯＣＥＬ一族は、
セルロースエーテルの基本的な二つのタイプ、すなわち
メチルセルロースとヒドロキシルプロピル・メチルセル
ロースを含む。澱粉のように、セルロースはＤグルコー
ス単位の鎖からなるが、異なるグリコシド結合構造を有
する。すなわち重合体主鎖がすべて直鎖状のβ−１，４
−グルコシド鎖である。この構造は、セルロースと澱粉
との間の種々の特性差の原因となる。例えば天然に生成
するセルロースは２,０００,０００までの高い分子量を
持った難水溶性の物質である。

【００２６】セルロースをいかに改質するかによって、
セルロースエーテル製品は、水溶性、表面活性および増
粘のような特性を種々に変えることができる。ＭＥＴＨ
ＯＣＥＬ製品は、ヒドロキシル置換度（最初の文字）お
よび粘度（最初の文字の次の番号）によって命名されて
いる。表１および表２は、ＭＥＴＨＯＣＥＬのグレード
のコード化の分類系を示し、表２の粘度はＭＥＴＨＯＣ
ＥＬ Ａに関するものである。１個のグルコピラノース
環の中にヒドロキシル基が３個あるだけなので、最大置
換度は３である。

【００２７】ＭＥＴＨＯＣＥＬセルロースエーテルは水
溶性であるが、この物質の水溶液が所定の温度を超えて
熱せられるとゲルを形成する。ＭＥＴＨＯＣＥＬフィル
ムはＭＥＴＨＯＣＥＬ溶液から水分を蒸発させることに
よって作ることができ、得られたフィルムは、透明、強
靭、フレキシブルでかつ無毒である。低い温度の水溶液
中で、フィルムは再水和されてゲルを形成することがで
き、次いで溶液に戻ることができる。

【００２８】上述の澱粉およびセルロース製品に加え
て、ヒドロキシルセルロース誘導体、滲出ガムおよびそ
れらの誘導体、ならびにアルギネートを含む他の多糖類
を本発明の実施に用いることができる。本発明の実施に
は、単一の多糖類または複数の多糖類の混合物を用いる
ことができ、例えば、一種類の多糖類、または２種類、
３種類、またはそれ以上の多糖類混合物で被膜を形成す
ることができる。また、それぞれ異なる多糖類を含む複
数の被膜を順次ガラス表面に施してもよい。

【００２９】上記混合物および／または複数の被膜は、
一つの類内の多糖類（例えば複数の澱粉の混合物）から
なるものであっても、複数の類（例えばセルロースエー
テルと澱粉との混合物）からなるものであってもよい。
本発明で用いるには澱粉が最も好ましい。ここで用いら
れている「澱粉（単数および複数）」とは、水溶性澱粉
と水溶性澱粉誘導体との双方を含む。

【００３０】Ｂ．澱粉被膜 澱粉は天然に生成するポリマーである。ポテト、コー
ン、タピオカ、小麦、およびその他の多くの植物が澱粉
の市販原料である。澱粉の基本的特性の一部は、水溶性
と生分解性、すなわち微生物による分解性である。

【００３１】化学的には、澱粉はα−１，４グルコース
結合またはα−１，６グルコース結合を通じて結合され
たＤグルコースである。澱粉重合体構造には二種類、す
なわちアミロース構造とアミロペクチン構造がある。ア
ミロースは、α−１，４グルコース結合を介して形成さ
れた線状澱粉分子である。アミロペクチンは、それぞれ
がα−１，６グルコース結合を介して結合された２０な
いし２５単位のＤグルコースを備えた数個の短い線状ア
ミロース鎖が存在する枝分れ澱粉分子である。

【００３２】天然の澱粉は冷水可溶性の粒体として存在
する。これら粒体は、直接的または水和物を介した水素
結合によって会合されて、配向されたミセルまたは結晶
領域を形成するアミロース分子およびアミロペクチン分
子からなる。水が加えられると、澱粉粒体は水分を吸収
して膨潤する。温度を上げると粒体はさらに膨潤して、
溶液の粘度が増大する。粘度が最大になった時点で澱粉
粒体構造は崩壊する。その後、粘度が徐々に増大して、
最大温度の点を通過した後に透明の溶液が生成する。

【００３３】天然の澱粉と比較すると、本発明の使用に
適した澱粉は、天然材料の、または天然の澱粉由来の高
分子量澱粉生成物の、酸または酵素分解の結果として、
より低い分子量およびより低い粘度を有する。これらの
より低い分子量およびより低い粘度のために、乾燥がよ
り速く、水性洗浄溶液によりガラス表面から洗浄するの
が容易な被膜が得られる。酸または酵素で分解された澱
粉も冷水で優れた可溶性を有する。これらの分解された
澱粉製品はデキストリンとも呼ばれる。

【００３４】水を主体とするスプレーコーティングは、
微粒子および擦過傷から防護するためのコーティングを
ガラス表面に施すのに好ましい方法である。かかるコー
ティングを施す場合水溶液は、０．１センチポアズ乃至
１００センチポアズの粘度を有することが好ましい。こ
れらの被膜は、妥当な時間内に、例えば一般に２乃至１
５分間に、比較的低い温度の水性洗浄溶液で、例えば３
０℃乃至７５温度℃の溶液温度で、防護していたガラス
表面から除去することができる。

【００３５】適当な澱粉の具体例は、微生物で分解さ
れ、プロピレンオキシドで改質された蝋性トウモロコシ
澱粉製品であるＰＵＲＩＴＹ ＧＵＭ ５９、および、
酸加水分解されたタピオカ澱粉デキストリンであるＣＲ
ＹＳＴＡＬ ＴＥＸ ６２７である。これら双方の製品
は、ニュージャージー州ブリッジウォーター所在のNati
onal Starch & Chemical社から入手できる。これらは、
濃度２．５％で１乃至２センチポワズという低溶液粘度
を有しかつ光沢のある非吸湿性の強靭なフィルムであ
り、４０℃あたりの、通常被膜を除去するのに用いられ
る温度においてはゲル化しない。

【００３６】Ｃ．随意的な被膜成分 上述のように、澱粉被膜は、バクテリアおよび菌類のよ
うな微生物によって冒されることを意味する生分解性を
有する。その他の多糖類もまたかかる攻撃にさらされ
る。したがって、本発明の被膜は、保管時および出荷時
における微生物の攻撃を排除または軽減する殺菌剤を含
むことが好ましい。市販のＫＡＴＨＯＮＬＸ（Rohm & H
aas 社製）およびＤＯＷＣＩＬ ７５（Dow Chemical社
製）は、この目的に用いることができる殺菌剤の具体例
である。硼酸も微生物の成長を抑制するのに用いること
ができる。

【００３７】上記被膜にはまた、ポリヒドロキシ化合物
であり得る一種または多種の可塑剤を含ませることがで
きる。適当な可塑剤の具体例は、ソルビトール、グリセ
ロール、エチレングリコール、およびこれらの混合物で
ある。かかる化合物は、低湿度で被膜が脆くなる傾向を
抑えることができる。これらは、被膜の平滑性、耐磨耗
性および伸び率をも改善することができる。

【００３８】本発明の被膜は、ガラス表面に強力に付着
してガラス表面からの除去を困難にするような有機分子
その他の分子を含まないことが好ましい。かかる分子の
具体例は、長炭素鎖（例えば１８個を超える炭素）イオ
ン界面活性剤、シラン、およびシロキサンである。

【００３９】本発明の水性コーティング溶液の濃度は下
記の通りであり、濃度値は溶液の最終的な重量に対する
重量％で表されている。

【００４０】多糖類成分…０．１％乃至３０％、もし多
糖類（例えば澱粉）が高粘度溶液を生成させる場合には
低い濃度値が好ましい。 殺菌剤…殺菌効果に応じて５０ｐｐｍ乃至０．１％。殺
菌剤は被膜の化学的、機械的特性を変える可能性がある
から、殺菌剤の濃度は多糖類成分の重量の２０％を超え
ないようにすべきである。 可塑剤…０％乃至３０％。

【００４１】上述の随意的成分のリストはすべてを網羅
するものではなく、所望であれば、本発明の被膜に別の
成分を含ませることができる。

【００４２】Ｄ．被膜の形成 本発明の被膜は、多糖類と水性溶剤（例えば脱イオン
水）との溶液をガラス表面にスプレーし、かつ水性溶剤
を被膜から蒸発させることによって、ガラス表面に形成
するのが好ましい。例えばコーティング溶液は、２０乃
至６０psi （１４０乃至４２０×１０^３Ｐａ ）の圧力
を持ったエアガンを用いて、２０乃至２５０℃の範囲の
温度を有するガラス表面へ塗布することができる。

【００４３】上述のように、コーティングは、新たに形
成されたガラスシートに対し、その形成工程の直後に施
すことが好ましい。特に、上記溶液は、ガラスの温度が
１００℃以上、好ましくは１５０℃以上、最も好ましく
は１８０℃以上の温度の時にガラスに施され、この場合
のガラスの温度は、ガラス作成分野で一般的に用いられ
ている形式の赤外線検知器で測定することが好ましい。

【００４４】多糖類および、特に澱粉は、約２５０℃を
超えると分解し始める。したがって、コーティングを施
す時点でのガラスの温度は、例えば溶融引上げ法による
ガラス製造装置内で新たに形成されたガラスが極めて速
かに達し得る２５０℃未満であることが好ましい。しか
しながら、多糖類／水の溶液が塗布されるため、かつ水
が高い蒸発熱を有するため、ガラス表面における水分の
蒸発によりガラスが急激に冷却される。したがって、コ
ーティング溶液は、例えば３００℃のガラスに対して、
著しい分解を伴うことなしに施すことができる。

【００４５】上記水性溶液の温度は２０℃乃至８５℃の
範囲、すなわち熱せられた溶液を用いることが好まし
い。熱せられた溶液を用いることの一つ利点は、ガラス
基板の温度が１５０℃未満のときに被膜の乾燥を助長す
ることである。また熱せられた溶液は室温の溶液よりも
低粘度のため、溶液の霧化を達成できる利点もある。勿
論、水性溶液の温度は、ゲル化点を有するこれらの多糖
類を用いる場合には、その多糖類のゲル化点未満でなけ
ればならない。

【００４６】被膜の形成をガラス製造工程の一部として
行なうことは、ガラスが清浄であり、かつ上記被膜が後
工程においてガラスを防護することから利点がある。高
められた温度においてガラスにコーティングを施すこと
は、ガラスが形成される速度に左右される被膜形成時間
を比較的短くし、かつ被膜形成工程の終了時において所
望の最低ガラス温度を保たなければならないことを意味
する。

【００４７】ガラスは、フロート法、スロット引上げ
法、溶融引上げ法を含むいくつかの異なる方法によって
作成することができる。例えば引例として全部が本発明
に組み入れられる米国特許第３,３３８,６９６号および
第３,６８２,６０９号を参照されたい。スロット引上げ
法および溶融引上げ法においては、新たに作成されたガ
ラスシートが鉛直方向に向けられる。かかる場合には、
水性溶液は水滴が形成されない条件の下に塗布されなけ
ればならない。なぜならば、かかる水滴は、ガラスの切
断を妨害するから、例えば水滴はガラスのひび割れの原
因となり得るからである。一般的に言うと、コーティン
グ工程を通じて、ガラスが１００℃を超える温度に保た
れるようにスプレー量を調節することによって、水滴の
発生を阻止することができる。スプレー量を調節、例え
ば減少させるのにつれて、溶液中の多糖類の濃度も調
節、例えば増大させる必要があり、これにより、適切な
量の多糖類がガラス表面に達してガラス表面を完全にコ
ーティングする。

【００４８】スプレー以外に、コーティング材料の溶液
に浸漬されたフレキシブルな材料からコーティングを施
すこともできる。その他の可能な方法として、ディッピ
ング、メニスカスコーティング、ローラ、ブラシ、スピ
ンコーティングまたはコーティング溶液をガラス表面に
接触さえるその他の方法が含まれる。スプレーは、ガラ
ス製造工程において案内されるガラスの移動に容易に調
和させることができるために、最も好ましいと考えられ
る。所望であれば、ガラスの両面に順次コーティングを
施すことも可能であるが、一般的には、ガラスの両面に
同時にスプレーを行なう。

【００４９】被膜の厚さは、０．０１μｍよりも厚くす
べきであり、５０μｍ未満が好ましい。被膜の厚さは
０．１乃至２０μｍが最も好ましい。被膜が薄過ぎると
ピンホールが生じ易く、すなわち多糖類の連続した層が
形成されない。被膜が厚過ぎると、被膜をガラス表面か
ら除去するのに長時間を要し、かつコーティング材料全
体の使用量が増大する。

【００５０】Ｅ．被膜の除去 防護被膜の成功の鍵は、被膜が上記製造工程に耐え、な
おかつ望ましい時に除去可能なことである。多糖類から
なる被膜は、ガラスが初めて罫書かれる以前にガラスに
施すことができ、後工程に耐えるために十分強靭であ
る。被膜は、市販の洗浄剤パッケージ単独でも、ブラシ
洗浄およまた超音波洗浄と組み合わせても除去すること
ができる。洗浄液を用いた除去が好ましいが、別の方法
として、被膜の酸化、例えばオゾン主体の酸化を、単独
または他の除去手法と組み合わせて用いることもでき
る。

【００５１】さらに、水を主体にした超音波洗浄または
ブラシ洗浄またはこれらの組合わせが、本発明の被膜の
除去に適している。その一方で、洗剤を使用すること
は、主として油性の物質または微粒子のような他の汚染
物質を除去するために必要である。一般に、水性洗浄液
は２〜８％の濃度とアルカリｐＨで用いられる。２０℃
乃至７５℃の洗浄温度が適しているが、温度が高い方
が、被膜、微粒子および有機汚染物をより効果的に除去
することができる。洗浄時間は通常２乃至１５分であ
る。

【００５２】被膜の除去は、ガラス製造者が実施しても
よいが、最終ユーザ、例えば液晶表示装置の製造者に出
荷されてから、そのユーザが被膜をガラスから除去して
もよい。

【００５３】被膜の除去を確認するために、被膜の除去
前および除去後にガラス表面の濡れ度合を測定してもよ
い。この濡れ度合の測定は、ガラス表面上の液滴の接触
角を測定することによって容易に行なうことができ、こ
の測定は、従来から知られている種々の方法によって実
行することができる。接触角測定の概略図が図１に示さ
れており、ここで、θ_Ｃ は、従来から付着水滴接触角
とも呼ばれている接触角を表す。被膜を除去した後のガ
ラス表面の付着水滴接触角は８度未満の値を有する。被
膜除去を測定するのに用いられる他の方法はＥＳＣＡお
よびＴＯＦ−ＳＩＭＳを含む。

【００５４】Ｆ．本発明の代表的効果 本発明の効果の一つは、ガラスが、例えば保管または輸
送時にさらされる可能性がある周囲の汚染物質からガラ
スシートを防護する能力である。

【００５５】本発明の他の効果は、ガラスシートが切断
または研削されるときに微小片の付着を軽減する能力で
ある。上述のように、ガラス微小片の付着は、ガラスを
切断または研削する製造工程、特にＬＣＤガラスの製造
工程において重大な問題である。

【００５６】特に、本発明は、ガラスシートの表面に安
定かつ除去可能な被膜を設けることによって、微小片の
付着を軽減するものである。ここで、「安定かつ除去可
能な被膜」とは、ガラスに接着され、かつ取扱い、保管
および出荷時には除去されたり劣化したりすることはな
いが、洗浄段階では除去可能である被膜を意味する。こ
の被膜は、ガラス表面のシリカとの相互作用でガラスに
接着し、ガラス表面とガラス微小片との間の障壁として
作用する。被膜は、ガラス微小片がガラスシートの表面
に接触するのを軽減乃至阻止するので、微小片付着の機
会が低減される。

【００５７】本発明のさらなる利点は、被膜除去後のガ
ラス表面が、コーティングを施す以前のガラス表面と同
じ化学的特性と平滑性とを有することである。例えば、
被膜除去後のガラス表面は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）
で測定したＲＭＳ表面粗さが０．３６ナノメートル以下
であることが好ましい。

【００５８】Ｇ．具体例 以下の具体例は、本発明を詳細に説明するものである
が、本発明の範囲を特定の実施の形態に限定することを
意図するものではない。

【００５９】具体例１ ４種類の澱粉（ＰＵＲＩＴＹ ＧＵＭ５９，Ｎ−ＴＡＣ
Ｋ，ＮＡＤＥＸ７７２，ＣＲＹＳＴＡＬ ＴＥＸ６２
７）をNational Starch & Chemical 社（ニュージャジ
ー州ブリッジウォーター所在）から購入し、かつ５番目
の澱粉（ＥＭＳＩＺＥ ＣＭＳ６０）をKalamazoo Pape
r Chemicals 社（ミシガン州リッチランド所在）から購
入した。これらの澱粉製品は、原料澱粉を酵素又は酸を
用いて加水分解することによって生産されたものであ
る。これらはすべて原料澱粉から生産されたものである
が、分子量、ｐＨおよび化学的改質剤は異なる。また、
これらは異なる原料から作られている。

【００６０】表３は、これら製品間の差異を示してい
る。これら製品のすべては、多分散系とされ、したがっ
て比較的広い分子量分布を有し、天然の澱粉よりも少な
いが５０００を超える平均分子量を有する。ＥＭＳＩＺ
Ｅ ＣＭＳ６０は最大の平均分子量を有し、ＰＵＲＩＴ
Ｙ ＧＵＭ５９がこれに続く。最小の平均分子量を有す
る製品はＣＲＹＳＴＡＬ ＴＥＸ６２７およびＮＡＤＥ
Ｘ７７２である。

【００６１】７種類のＭＥＴＨＯＣＥＬブランドのセル
ロースエーテルをDow Chemical社（ミシガン州ミッドラ
ンド所在）から購入してテストした。テストに用いたガ
ラス基板は、Corning 社（ニューヨーク州コーニング所
在）によって製造された１７３７ＬＣＤガラス（５イン
チ×５インチ（１２．７ｃｍ×１２．７ｃｍ）×０．７
ｍｍ）であった。各ガラスシートの一方の表面は接着剤
で貼られたポリマーフィルムで覆われ、他方の主表面に
はフィルムが静電気で貼られていた。双方の被膜は剥が
され、静電気でフィルムが貼られていた方の表面にスプ
レーコーティングが施された。

【００６２】実験に使用された手順は、（１）基板の予
洗浄と水の接触角を用いた清浄度レベルの測定、（２）
基板の加熱とスプレーコーティング、（３）コーティン
グされた基板の接触角の測定、（４）被膜の除去、
（５）被膜除去後、再び接触角法を用いた基板の清浄度
レベルの測定である。

【００６３】被膜の除去のみでなく基板の予洗浄にも次
のステップが用いられた。（１）２％のＳＥＭＩＣＬＥ
ＡＮ ＫＧを基板または被膜上にスプレーし、クリーン
ルームクロスを用いて手で擦り洗いを行ない、（２）基
板または被膜に対し１５分間超音波洗浄を施し（４０ｋ
Ｈｚ，２％ＥＭＩＣＬＥＡＮ ＫＧ，４０℃〜５０
℃）、（３）基板または被膜をブラシクリーナ（ＵＬＴ
ＲＡＴＥＣＨ６０５フォトマスク／基板クリーナ）でブ
ラシ洗浄し、遠心脱水機にかけた。

【００６４】スプレーコーティングを行なうときの基板
の温度は、被膜の特性に影響を及ぼす。より高い温度で
は、コーティング材料が乾燥し過ぎ、分解または酸化の
ような化学的変化が生じ易い。これらの変化は、ガラス
表面とコーティング材料との間の接着力に強い影響を与
える。もし基板の温度が低過ぎると、被膜の乾燥が極め
て遅く、被膜の表面に水滴が残る。遅い乾燥および水滴
の残留は望ましくない。

【００６５】前述のように、本発明のコーティングは、
例えば２００℃〜３００℃の温度を有する基板に施すこ
とができる。実験室でこれらの温度をシミュレートする
ために、予洗浄された冷たい基板を熱板上で予熱し、ス
プレーのために熱板上から除去する。熱電対を用いて測
定した、熱板から除去される直前の基板の温度（Ｔ１）
およびスプレー直前の温度（Ｔ２）が表４に示されてい
る。このデータは、もし熱板上の温度が３００℃である
と、スプレー温度は１９０℃未満になり、もし熱板上の
温度が３５０℃を僅かに超えると、スプレー温度は２０
０℃を僅かに超えることを示している。手作業による偏
差があるため、温度が３４０℃±１０℃近辺になったと
き、基板をコーティングのために熱板上から除去して、
コーティング開始温度が２００℃近辺になるようにし
た。

【００６６】接触角は、採用するのに最も速く、かつ最
も容易な手法であることから、被膜除去に関する主要な
特性表示手段である。澱粉およびＭＥＴＨＯＣＥＬは有
機ポリマーであり、ガラス表面よりも低い表面エネルギ
ーを有するから、これらの被膜については、より大きい
水の接触角が観察される。もしガラス表面がポリマー残
留物がなく極めて清浄であれば、ガラスの高い表面エネ
ルギーによって、接触角は極めて小さくなる。したがっ
て、被膜を除去したときの水の接触角の変化によって示
されたような、清浄なガラス表面とポリマー被膜との間
の表面エネルギー差を、被膜が除去されたか否かの巨視
的な判定に利用することができるのである。接触角情報
を補って、被膜が残留物の痕跡をとどめずに完全に除去
されたか否かを決定するために、微視的方法を用いるこ
とができる（具体例２参照）。

【００６７】表５は、テストされた澱粉およびＭＥＴＨ
ＯＣＥＬにおける水の接触角をまとめたものである。機
器を用いて測定可能な最小の水の接触角は８度であり、
この値を清浄な表面の指標として用いた。すなわち、コ
ーティングを施す以前のガラス表面は８°以下の接触角
を有していた。

【００６８】５種類の低粘度澱粉製品は、上述の洗浄方
法を用いることによって除去可能であることが判明し
た。Ｎ−ＴＡＣＫ被膜は、他の被膜よりも除去しにくい
ので望ましくない。ＰＵＲＩＴＹ ＧＵＭ５９およびＮ
−ＴＡＣＫは中性に近いｐＨを備えている。ＰＵＲＩＴ
Ｙ ＧＵＭ５９はアミロペクチンのみのポリマーであ
る。線状アミロース構造に比較して、枝分れアミロペク
チンは良好な可溶性を備えている。ＥＭＳＩＺＥ ＣＭ
Ｓ６０は、メチルカルボキシレートのナトリウム塩であ
るため、高いｐＨ値を有する。かかる高いｐＨ値は、長
期間の保管および輸送の間に表面腐食を生じる可能性が
あるため望ましくない。

【００６９】表５のデータは、ＭＥＴＨＯＣＥＬ被膜の
いずれもが、これら製品の分子量はテストされた澱粉製
品の分子量に匹敵するのにも拘らず、完全に除去されな
かったことを示している。いかなる動作理論にも縛られ
るつもりはないが、ＭＥＴＨＯＣＥＬ被膜は、ＭＥＴＨ
ＯＣＥＬ分子の分子間／分子内水素結合によって完全に
は除去されなかったと思われる。J.E.Glass,Water-Solu
ble Polymers,American Chemical Society,Washington
D.C.,1986,14 を参照のこと。

【００７０】テストされた澱粉のすべては７０％を超え
るアミロペクチンを含んでいる。アミロペクチン主鎖構
造中には多くの枝分れ構造が存在する。一方、セルロー
スエーテルは１個の線状主鎖を有するのみである。枝分
れ構造は澱粉分子間の水素結合を分裂させて、かかる製
品を同一の分子量を有するＭＥＴＨＯＣＥＬ製品よりも
可溶性にする。線状構造はまた、セルロースエーテル分
子間に、より強い水素結合を生じさせる。これらの作用
はすべて、ＭＥＴＨＯＣＥＬ分子を澱粉よりも除去を困
難にする。

【００７１】ＭＥＴＨＯＣＥＬ溶液に硼酸を加えた場
合、ＭＥＴＨＯＣＥＬ被膜のすべてがガラス表面から完
全に除去された。硼酸を加えると、ＭＥＴＨＯＣＥＬ分
子のガラス表面との相互作用部位を減らすと考えられ
る。

【００７２】殺菌剤が被膜の洗浄性に影響を与えるか否
かを測定するために、２種類の一般的殺菌剤、すなわ
ち、Dow Chemical社により生産されたＤＯＷＣＩＬ７５
と、Rohm & Haas 社により生産されたＫＡＴＨＯＮ Ｌ
Ｘとをテストした。表６のデータは、殺菌剤を含む被膜
もやはり前述した洗浄法によって容易に除去されること
を示している。したがって、被膜の除去に悪影響を与え
ることなしに殺菌剤を用いることができる。

【００７３】予洗浄されたガラス基板を、澱粉コーティ
ングを施す以前に熱処理することによって「活性化され
た」ガラス表面の効果を実験した。さらに詳細に述べる
と、基板を実験炉内で６００℃に２０〜３０分間余熱
し、かつ炉から取り出す前に３５０〜３８０℃まで冷却
した。次にこの基板を熱板上に置き、前述の手順でコー
ティングを施した。コーティングは、サンプルを炉から
取り出してから３０乃至９０分以内に行なった。表６
は、この方法で処理した基板の接触角を示す。この表か
ら分かるように、澱粉被膜は活性化された表面からも除
去可能である。

【００７４】上記の結果は、本発明の多糖類被膜、特に
本発明の澱粉被膜は、優れた水溶性を有し、ガラス表面
に僅かの残留物も残さないことを示している。

【００７５】具体例２ 具体例１の３種類の澱粉被膜、すなわちＰＵＲＩＴＹ
ＧＵＭ５９，ＣＲＹＳＴＡＬ ＴＥＸ６２７およびＥＭ
ＳＩＺＥ ＣＭＳ６０の微粒子防護能力をテストした。

【００７６】概略的に言うと、実験手順は下記のステッ
プを含む。すなわち、（１）ガラス基板の予洗浄と最初
の微粒子数の測定、（２）基板のディップコーティング
と被膜のエア乾燥、（３）基板の２分間加熱、（４）コ
ーティングされていない標準サンプルとコーティングさ
れた基板との２枚のＬＣＤガラスのエッジを削ることに
より基板をガラス微粒子で汚染、（５）微粒子に汚染さ
れた基板およびすべての標準サンプルを湿度８５％、温
度８５℃の加湿室内で７日間エージング、（６）基板洗
浄、（７）洗浄された基板上の微粒子計数。

【００７７】基板上の微粒子計数値の変化は、工程の前
後の計数値の比較によって求めた。コーティングの微粒
子防護効果は、コーティングされた基板上とコーティン
グされていない基板上との微粒子密度の変化を比較する
ことによって評価した。

【００７８】微粒子汚染とエージングとは正常な化学実
験室で行なった。洗浄、コーティングおよび微粒子検査
はクリーンルーム内で行なった。コーティングをクリー
ンルーム内で行なった目的は、基板を未知の汚染源に接
触させないためである。スプレーコーティングはクリー
ンルームを汚染する大きな可能性を秘めているので、こ
れらの実験のためのクリーンルーム内でディップコーテ
ィングを行なった。

【００７９】基板は、５インチ×５インチ（１２．７ｃ
ｍ×１２．７ｃｍ）の正方形で、厚さ０．７ｍｍの１７
３７ＬＣＤガラスを用いた。これらガラス基板は、人手
による擦り洗いと、続くＳＥＭＩＣＥＡＮ ＫＧ２％溶
液中での超音波洗浄とを用いて予め洗浄した。清浄にさ
れた基板上における最初の微粒子数は、基板を空気乾燥
した後に測定した。

【００８０】清浄にされた基板をコーティング溶液に１
枚ずつ浸し（５秒未満）、取り出してから一晩空気乾燥
を行なった。乾燥した基板を２００℃で２分間加熱し、
スプレーコーティング温度をシミュレートした。いくつ
かの標準サンプルが予め清浄にされたケースにそれぞれ
容れられている外は（下記参照）、第１の開放ＰＹＲＥ
Ｘ（登録商標）ラック上の全ての、微粒子に汚染された
サンプルと、第２の開放ＰＹＲＥＸ（登録商標）ラック
上の全ての、汚染されていないサンプルとを、１５０℃
にセットされたオーブン内に５分間配置した。この予熱
は、被膜の一部を洗い流すおそれのある水分が、高温／
高湿の加湿室内で冷えた基板上に凝縮するのを避けるた
めに行なったものである。基板は直ちにＴＥＦＬＯＮ
（登録商標）ラックに移し、湿度８５％、温度８５℃の
加湿室内に配置した。７日後、基板を洗浄のめに加湿室
から取り出した。

【００８１】洗浄は、（１）室温の脱イオン水での基板
を水洗いし、その後、乾燥を防止するために基板を脱イ
オン水に漬け、（２）４０℃のＳＥＭＩＣＬＥＡＮ Ｋ
Ｇの２％溶液で手洗いし、（３）４０℃のＳＥＭＩＣＬ
ＥＡＮ ＫＧの２％溶液中で１５分間超音波洗浄（４０
ｋＨｚ）を行ない、（４）脱イオン水で漬洗いし、
（５）４０℃の脱イオン水中で３分間超音波洗浄（４０
ｋＨｚ）を行ない、（６）４０℃の脱イオン水中で５分
間超音波洗浄（７０ｋＨｚ）を行ない、（７）脱イオン
水で漬洗いし、空気乾燥するという順序で行なった。超
音波洗浄の周波数を多様化したのは、より広いサイズ範
囲の微粒子を洗浄するためである。

【００８２】微粒子の数は、ＣＣＤカメラを用いて光の
分散を検出して計数した。この機器は、すべてのサイズ
の微粒子に関する情報と、１０μｍ以上の微粒子に関す
る情報とを提供した。

【００８３】汚染源を特定しかつコーティングされた基
準サンプルとして、下記のような種類の標準サンプルを
用いた（表７も参照されたい）。

【００８４】標準サンプルＡ：コーティングも汚染もさ
れていなかった。この標準サンプルは、予め清浄にされ
たＴＥＦＲＯＮ（登録商標）ケース内に保管した。この
ケースはクリーンルーム内のみで開放した。

【００８５】標準サンプルＢ：コーティングされていな
かったがガラス微粒子に汚染されていた。この標準サン
プルは、コーティングの微粒子防護効果の認定のために
用いた。

【００８６】標準サンプルＣ：コーティングも汚染もさ
れていなかった。この標準サンプルＣと標準サンプルＡ
との差異は、本標準サンプルが、コーティングかつ汚染
された基板とそっくり同じ環境にさらされていることで
あった。したがって、この標準サンプルは、削り取られ
たガラス微粒子以外の汚染物質を検出することができ
た。

【００８７】標準サンプルＤ：コーティングされていた
が微粒子に汚染されていなかった。この標準サンプル
は、コーティング自体からの汚染に関する情報を提供し
た。

【００８８】表８乃至表１１は、コーティング以前（最
初）から最終洗浄後（最終）までの異なる基板に関する
微粒子密度の変化をまとめたものである。「重汚染領域
の増大量」と題する欄は、酷く汚染された領域、すなわ
ち微粒子密度が１平方ｃｍ当り２５個を超える領域の増
大量を示す。次の欄は、酷く汚染されてはいない領域に
おける最終および最初の微粒子密度に基づいて計算され
た、調整（修正）された微粒子密度の増大量を示す。各
コーティング溶液および標準サンプルはそれぞれ３通り
作成され、調整された平均密度増大量およびその標準偏
差は最終欄に示されている。表における負の値は、最終
微粒子密度が最初の密度よりも低いことを意味する。

【００８９】前述したように、微粒子計数機器は、１０
μｍ以上（≧１０μｍ）の微粒子に関する情報、および
検出されたすべての微粒子（＞０μｍ）に関する情報を
提供した（＞０μｍの微粒子数＝０μｍ乃至１０μｍの
微粒子数＋≧１０μｍの微粒子数）。すべての重汚染の
データは、＞０μｍの微粒子に基づいている。表８およ
び表１０のデータは、すべての検出された微粒子（＞０
μｍ）に関するものであり、表９および表１１のデータ
は、１０μｍ以上（≧１０μｍ）の微粒子に関するもの
であり、あるサンプルは酷く汚染され、その他は酷く汚
染されてはいなかった。酷く汚染されたサンプルは、調
整された微粒子密度が示すよりもずっと多く汚染されて
いた。調整された微粒子密度を用いて、酷く汚染された
サンプルを酷く汚染されてはいないサンプルと比較する
のは困難である。しかしながら、標準サンプルＡのすべ
ておよび澱粉をコーティングされたサンプルのほとんど
すべて（１枚を除く）は酷く汚染されてはいないが、標
準サンプルＢおよびＣのすべては酷く汚染されていた。
したがって、コーティングされたサンプルは、酷い汚染
に関係なく標準サンプルＡと比較することができる。密
度の最大値は、ある場合には、平均値に比較して比較的
大きい微粒子密度偏差を考慮に入れて比較に用いられ
る。

【００９０】標準サンプルについての結果 標準サンプルＡは清浄な環境内に保管されていたため、
最も清浄なサンプルであると思われた。最初の実験（表
８および表９）では、標準サンプルＡのみが工程の最後
まで生き残った。標準サンプルＡに関する、より満足す
べき正確なデータが、２番目の実験に関する表１０およ
び表１１に示されている。標準サンプルＡは、標準サン
プルＢ，Ｃに比較して＞０μｍレベルと≧１０μｍレベ
ルとの双方において極めて清浄であった。標準サンプル
Ｂ，Ｃの全ては酷く汚染されていたが、標準サンプルＡ
はそうでなかった。＞０μｍレベルにおいて、標準サン
プルＡの調整された最大微粒子密度増大量は、０．２４
＋０．２５＝０．４９個／ｃｍ^２ であったのに対し、
標準サンプルＢでは、３．７６＋１．３５＝５．１１個
／ｃｍ^２ であった（表１０参照）。したがって、標準
サンプルＡは約１０倍も清浄であった。≧１０μｍレベ
ルにおいても、標準サンプルＡの調整された最大微粒子
密度が０．００＋０．０６＝０．０６個／ｃｍ^２ であ
ったが、標準サンプルＢでは、１．８７＋０．４２＝
２．２９個／ｃｍ^２ であった（表１１参照）。標準サ
ンプルＡは３０倍乃至４０倍も清浄であった。標準サン
プルＡについては酷い汚染なく、かつ標準サンプルＢの
調整された微粒子密度については重汚染領域が計算され
なかったので、標準サンプルＢは、微粒子密度数が示す
よりもずっと汚染されていた。

【００９１】標準サンプルＣはガラス微粒子には直接汚
染されなかったにも拘らず、それでも酷い汚染を示し
た。その理由は、これらのサンプルには防護がないた
め、周囲環境から汚染物質を拾ってしまったからであ
る。重汚染領域を無視しても、これらのサンプルには、
標準サンプルＡよりも、＞０μｍレベルにおいて約２倍
の微粒子が付着しており、かつ≧１０μｍレベルにおい
て６倍の微粒子が付着していた。

【００９２】ＰＵＲＩＴＹ ＧＵＭ５９ 統計的に、ＰＵＲＩＴＹ ＧＵＭでコーティングされた
サンプルは、双方の微粒子サイズレベルにおいて標準サ
ンプルＡと同様に清浄であった。これらはいずれも酷い
汚染を受けなかった。一般に、標準サンプルＢの重汚染
領域は考慮にいれないことにしても、この澱粉の２．５
％溶液でコーティングされたサンプル上の微粒子は、標
準サンプルＢに比較して１０倍乃至２０倍少なかった。

【００９３】コーティング溶液の濃度が２．５％から１
０％に増大するにつれて、コーティングされた基板の微
粒子密度は、＞０μｍレベルにおいては僅かに増大した
が、≧１０μｍレベルにおいてはほぼ同様であった。５
％溶液でコーティングされた汚染サンプルおよび非汚染
サンプル上の微粒子密度はほぼ同じであり、このこと
は、より高い濃度による微粒子密度の僅かな増大が、削
られたガラス微粒子に起因するものではないことを示唆
している。またこのことは、コーティング溶液の濃度に
よる微粒子密度の増大が、より高い濃度におけるコーテ
ィング材料の残留に起因することを示唆している。≧１
０μｍレベルにおいては微粒子密度が変わらないため
に、コーティング材料の残留物のサイズは１０μｍより
も小さかったと思われる。１０μｍ未満の残留物は大し
た心配はいらないが、これらの残留物を除去するため
に、さらなる洗浄作業、例えばブラシ洗浄を採用しても
よい。

【００９４】表１０および１１に示されているように、
単一Ｃ１６炭素鎖を備えたカチオン界面活性剤であるセ
チルトリメチルアンモニウムブロミドをＰＵＲＩＴＹ
ＧＵＭの５％溶液に添加すると、同一濃度であるが界面
活性剤なしに用いられた同じ澱粉に比較して、微粒子密
度が増大した。

【００９５】表１２および表１３のＡＦＭデータおよび
ＥＳＣＡデータはそれぞれ、最終的洗浄作業の後、ＰＵ
ＲＩＴＹ ＧＵＭでコーティングされたサンプルの表面
が、標準サンプルＡと同様に平滑であり、かつコーティ
ングを施したことがガラスに顕著な化学的組成変化をも
たらさなかったことを示している（これらの表におい
て、ＡＦＭデータはナノメートル、ＥＳＣＡデータは重
量％である。すべてのＡＦＭデータは、同一基板上の異
なる２点での二重測定の結果を表す）。すべてのデータ
が同日に測定されたものではないために、表１３には炭
素のデータが含まれていない。しかしながら、すべての
ＰＵＲＩＴＹ ＧＵＭおよびＣＲＹＳＴＡＬ ＴＥＸの
サンプルは標準サンプルＡとともに測定されており、こ
れらすべてのサンプルに関する炭素濃度は同じ範囲内に
あった。

【００９６】ＣＲＹＳＴＡＬ ＴＥＸ６２７ ＰＵＲＩＴＹ ＧＵＭよりも低い粘度を有するＣＲＹＳ
ＴＡＬ ＴＥＸ６２７は、濃度５％および１０％におい
て、どの濃度でも酷い汚染が観測されることなく、卓越
した微粒子防護作用を有する（表１０および１１参
照）。これらの被膜は、＞０μｍレベルと≧１０μｍレ
ベルとの双方において標準サンプルＡと同様に表面の清
浄性を保った。標準サンプルＤに示されているように、
この被膜上の微粒子汚染は、より高い微粒子密度を示さ
なかった。濃度２．５％に関するデータのバラツキは、
欠陥をカバーすることができる極めて低い粘度によるも
のと思われる。ＡＦＭおよびＥＳＣＡは、コーティング
が表面粗さおよび化学的組成を変えなかったことを示し
ていた。

【００９７】ＥＭＳＩＺＥ ＣＭＳ６０ ＥＭＳＩＺＥ ＣＭＳ６０は、低粘度澱粉と同様の適性
を有しながら、テストされた澱粉中もっとも高粘度であ
った。

【００９８】表１０および１１に示されているように、
濃度２．５％において酷い汚染がなく、この被膜が良好
な微粒子防護特性を提供することを示していた。≧１０
μｍレベルにおいては、顕著な微粒子密度の増大がなか
ったが、＞０μｍレベルにおいては、微粒子密度は、防
護されていないサンプルである標準サンプルＢよりも約
３倍清浄であるレベルに増大することを示した。この微
粒子密度は、この製品のより高い分子量に起因する澱粉
被膜残留物によるものであろう。もし必要であれば、さ
らなる洗浄作業、例えばブラシ洗浄を用いてこれら残留
物を除去すればよい。しかしながら、上述したように、
＜１０μｍの残留物は一般に特に心配はいらない。

【００９９】表１２のＡＦＭデータは、ＥＭＳＩＺＥで
防護された基板が標準サンプルと同様に平滑であったこ
とを示しているが、表１３のＥＳＣＡデータは、ＬＣＤ
基板に関して望ましくない少量のナトリウム残留物の存
在を示している。

【０１００】要するに、上述のデータは、テストされた
各被膜が、ＬＣＤ基板を標準サンプル基板と同様の事実
上微粒子のない環境に保つことによって、澱粉コーティ
ングが卓越した微粒子防護特性を提供することを示して
いる。

【０１０１】具体例３ 具体例２の手法を用いてＣＲＹＳＴＡＬ ＴＥＸ６２７
（５％溶液）でコーティングされたガラス基板に対し、
引掻き試験（ナノ単位の押込み引掻き試験）を実施し
た。その結果は図２に示されている。３本の線状トレー
スを含むこれらグラフのそれぞれは、試験前、試験中
（負荷をかけた状態）および試験後（負荷除去）の引掻
きルートに沿った表面輪郭を示している。特に、最上段
の曲線は引掻き前のプロフィルメータの軌跡を示し、最
下段の軌跡は引掻き試験中のスクラッチチップの針入度
を示し、中断の軌跡は弾性回復後の最終的な引掻き傷の
深さを示す。被膜の推定厚さは１５００ｎｍであった。

【０１０２】このデータも、顕微鏡検査も、引掻き傷が
ガラスとの境界まで被膜を貫通していないことを示して
いた。このことは、負荷レベルを１６０ｍＮ（１６グラ
ム）の最大負荷まで上げた場合でさえも変わらなかっ
た。

【０１０３】図３は、引掻き試験に先立って、被膜を１
０分間脱イオン水にさらした場合の対応する軌跡を示
す。使用した機器の性質上、被膜から水を排除した時点
と試験を開始した時点との間に数分間（２〜４分）の遅
れがあった。

【０１０４】水にさらすと、被膜の外観が変わり、当初
の被膜に見られた円形の乾燥模様が消滅した。しかしな
がら、図３から明らかなように、この水にさらしたこと
による被膜の引掻き応答特性（耐引掻き特性）は変化し
なかった。

【０１０５】上述に示したように、図２および図３の結
果は、当初の被膜の厚さが１５００ｎｍについてであ
る。より厚い被膜は、より高い耐引掻き特性を提供し。
より薄い被膜は、より低い耐引掻き特性を提供すること
が予測できる。

【０１０６】具体例４ ＣＲＹＳＴＡＬ ＴＥＸ６２７の５％溶液を用いて、具
体例２の手順を反復し、７日間の保管以外に、湿度８５
％、温度８５℃の加湿室内に３か月間保管した。その結
果が表１４および表１５に示されており、ここでの微粒
子密度は≧１０μｍである（表１４のＡＦＭデータと表
１５のＥＳＣＡデータは、それぞれナノメートルと重量
％で表されている）。これらの表から明らかなように、
澱粉コーティングは卓越した微粒子防護特性と環境汚染
防護特性とを提供し、かつこのような長期の保管期間の
後でさえも表面の化学的特性を変化させていないことが
明らかである。

【０１０７】

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

【表６】

【表７】

【表８】

【表９】

【表１０】

【表１１】

【表１２】

【表１３】

【表１４】

【表１５】

【表１６】

【表１７】

【図面の簡単な説明】

【図１】ガラス基板上の水滴の接触角の測定を表す図

【図２】本発明の被膜の耐引掻き特性を示すプロフィル
メータ記録グラフ

【図３】本発明の被膜の耐引掻き特性を示すプロフィル
メータ記録グラフ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エイドリーン エム パウエル−ジョンソ ン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14845 ホースヘッズ ダフォディル ドライヴ 145 (72)発明者 ヨーチュン シ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14845 ホースヘッズ バーリントン ロード 26 Ｆターム(参考） 2H088 FA21 FA23 HA01 2H090 JA06 JB02 JC19 4G059 AA01 AA08 AB01 AB09 AB11 AC22 AC30 FA01 FB06

Claims (40)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラスをガラス微小片および引掻き傷が
   つくことから防護する方法であって、前記ガラスが少な
   くとも一つの実質的に平坦な表面を有するものであり、
   前記方法が、 （Ａ）（イ）少なくとも一種類の多糖類を含む水溶液を
   前記ガラス表面に塗布し、その場合、該ガラス表面が前
   記水溶液の塗布以前は８°以下の接触角を有し、 （ロ）前記水溶液から水分を除去して、少なくとも０．
   ０１マイクロメートルの厚さを有する多糖類含有被膜を
   前記ガラス表面上に残存させる、ことによって該ガラス
   表面を防護し、 （Ｂ）次に水溶液を用いて前記多糖類含有被膜を前記ガ
   ラス表面から実質的に除去する各工程を含み、 前記工程（Ｂ）の後、前記ガラス表面が８°以下の接触
   角を有することを特徴とする前記方法。
2. 【請求項２】 前記工程（Ｂ）の後、原子間力顕微鏡に
   よって測定した前記表面のＲＭＳ表面粗さが０．３６ナ
   ノメートル以下であることを特徴とする請求項１記載の
   方法。
3. 【請求項３】 前記少なくとも一種類の多糖類が、直鎖
   状多糖類分子および枝分れ多糖類分子を含むことを特徴
   とする請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 前記少なくとも一種類の多糖類が、少な
   くとも一種類の澱粉を含むことを特徴とする請求項１記
   載の方法。
5. 【請求項５】 前記少なくとも一種類の澱粉が、直鎖状
   澱粉分子と枝分れ澱粉分子とを含むことを特徴とする請
   求項４記載の方法。
6. 【請求項６】 前記工程（Ａ）が、ガラス製造工程の一
   部として実施されることを特徴とする請求項１記載の方
   法。
7. 【請求項７】 前記ガラス製造工程において新たに形成
   されるガラスが高められた温度において製造され、前記
   ガラス製造工程において前記新たに形成されたガラスの
   前記水溶液に接触する直前の温度が１５０℃を超える時
   点で前記水溶液を前記新たに形成されたガラスに施すこ
   とによって、前記工程（Ａ）（イ）および（Ａ）（ロ）
   がほぼ同時に実施されることを特徴とする請求項６記載
   の方法。
8. 【請求項８】 前記新たに形成されたガラスの前記水溶
   液に接触する直前の温度が３００℃未満であることを特
   徴とする請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】 前記新たに形成されたガラスの前記水溶
   液に接触する直前の温度が２５０℃未満であることを特
   徴とする請求項７記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記ガラスは工程（Ａ）において鉛直
    にされ、前記ガラスの温度は、その表面に水滴が形成さ
    れないように、工程（Ａ）の間十分に高く保たれること
    を特徴とする請求項７記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記ガラスの温度は、工程（Ａ）の終
    了時点において少なくとも１００℃であることを特徴と
    する請求項１０記載の方法。
12. 【請求項１２】 工程（Ａ）（イ）において、前記水溶
    液がスプレイによって前記表面に施されることを特徴と
    する請求項１記載の方法。
13. 【請求項１３】 工程（Ａ）（イ）において、前記水溶
    液は前記表面に施されるのに先立って加熱されることを
    特徴とする請求項１記載の方法。
14. 【請求項１４】 工程（Ａ）と工程（Ｂ）との間に、 （ａ）前記ガラスを切断し、かつ（ｂ）該切断されたガ
    ラスの少なくとも一つのエッジを研削および／または研
    磨することからなる付加的工程を含み、 工程（ａ）および（ｂ）の少くとも一方の間、前記被膜
    を付されたガラス表面に水または水を含む溶液を施し、 前記被膜の表面は、工程（ａ）および（ｂ）以前の第１
    接触角と、工程（ａ）および（ｂ）以後の第２接触角と
    を有し、 前記第１および第２接触角が５°未満だけ異なることを
    特徴とする請求項１記載の方法。
15. 【請求項１５】 工程（Ａ）（イ）の水溶液中の多糖類
    の濃度が、０．１重量％乃至３０重量％であることを特
    徴とする請求項１記載の方法。
16. 【請求項１６】 工程（Ａ）（イ）の水溶液の粘度が
    ０．１センチポアズ乃至１００センチポアズであること
    を特徴とする請求項１記載の方法。
17. 【請求項１７】 工程（Ａ）（イ）の水溶液が殺菌剤を
    含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
18. 【請求項１８】 工程（Ａ）（イ）の水溶液が可塑剤を
    含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
19. 【請求項１９】 前記多糖類含有被膜の厚さが５０マイ
    クロメートル未満であることを特徴とする請求項１記載
    の方法。
20. 【請求項２０】 前記多糖類含有被膜の厚さが０．１マ
    イクロメートル乃至２０マイクロメートルであることを
    特徴とする請求項１記載の方法。
21. 【請求項２１】 工程（Ｂ）の水溶液が洗浄剤を含むこ
    とを特徴とする請求項１記載の方法。
22. 【請求項２２】 工程（Ｂ）が、工程（Ｂ）の水溶液を
    加熱することと、前記被膜に超音波を当てることおよび
    ／または前記ガラス表面をブラシ洗浄することの一つま
    たは複数を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
23. 【請求項２３】 被膜を付されていないガラス表面に付
    着するガラス微小片の数に比較して、比較可能な条件下
    において前記被膜が前記ガラス表面に付着するガラス微
    小片の数を少くとも９０％だけ減らすことを特徴とする
    請求項１記載の方法。
24. 【請求項２４】 前記ガラス表面に付着するガラス微小
    片の数が少くとも９５％だけ減らされることを特徴とす
    る請求項２３記載の方法。
25. 【請求項２５】 前記ガラスが二つの実質的に平坦な表
    面を備え、工程（Ａ）において前記被膜が双方の表面に
    形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
26. 【請求項２６】 工程（Ｂ）の後、前記ガラスが液晶表
    示素子の作成に用いられることを特徴とする請求項１記
    載の方法。
27. 【請求項２７】 （ａ）少くとも一つの実質的に平坦な
    表面を備えた１枚のガラスシートと、 （ｂ）前記ガラス表面上の、少くとも０．０１マイクロ
    メートルの厚さを有する少くとも一種類の多糖類を含む
    被膜とを備えた製品であって、 （イ）前記被膜が前記ガラス表面をガラス微小片および
    ／また引掻き傷がつくことから防護し、かつ（ロ）前記
    被膜が、水溶液を施すことによって前記ガラス表面から
    除去することが可能であることを特徴とする製品。
28. 【請求項２８】 前記ガラス表面が、前記被膜が付され
    る以前は８°以下の接触角を有し、かつ、 前記被膜は、該被膜の除去後に前記ガラス表面の接触角
    が８°以下となるように、十分に除去可能であることを
    特徴とする請求項２７記載の製品。
29. 【請求項２９】 前記被膜の除去後、原子間力顕微鏡に
    よって測定した前記表面のＲＭＳ表面粗さが０．３６ナ
    ノメートル以下であることを特徴とする請求項２７記載
    の製品。
30. 【請求項３０】 前記少なくとも一種類の多糖類が、直
    鎖状多糖類分子および枝分れ多糖類分子を含むことを特
    徴とする請求項２７記載の製造品。
31. 【請求項３１】 前記少なくとも一種類の多糖類が、少
    なくとも一種類の澱粉を含むことを特徴とする請求項２
    ７記載の製品。
32. 【請求項３２】 前記少なくとも一種類の澱粉が、直鎖
    状澱粉分子および枝分れ澱粉分子を含むことを特徴とす
    る請求項３１記載の製品。
33. 【請求項３３】 前記被膜が殺菌剤を含むことを特徴と
    する請求項２７記載の製品。
34. 【請求項３４】 前記被膜が可塑剤を含むことを特徴と
    する請求項２７記載の製品。
35. 【請求項３５】 前記被膜の厚さが５０マイクロメート
    ル未満であることを特徴とする請求項２７記載の製品。
36. 【請求項３６】 前記被膜の厚さが０．１マイクロメー
    トル乃至２０マイクロメートルであることを特徴とする
    請求項２７記載の製品。
37. 【請求項３７】 被膜が付されていないガラス表面に付
    着するガラス微小片の数に比較して、比較可能な条件下
    において前記被膜が前記ガラス表面に付着するガラス微
    小片の数を少くとも９０％だけ減らすことを特徴とする
    請求項２７記載の製品。
38. 【請求項３８】 前記ガラス表面に付着するガラス微小
    片の数が少くとも９５％だけ減らされることを特徴とす
    る請求項３７記載の製品。
39. 【請求項３９】 前記ガラスが二つの実質的に平坦な表
    面を備え、双方の表面に少なくとも一種類の多糖類を含
    む被膜が形成され、該被膜のそれぞれが少なくとも０．
    ０１マイクロメートルの厚さを有することを特徴とする
    請求項２７記載の製品。
40. 【請求項４０】 前記ガラスが液晶表示装置のための基
    板として用いられるのに適していることを特徴とする請
    求項２７記載の製品。